吸水性舗装及び吸水性舗装に使用する骨材
【課題】安価に多量生産できる多孔質焼結粒を使用して、多量の水分を吸水して効果的に冷却し、さらに充分な強度として歩道や車道に有効に利用する。
【解決手段】吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【解決手段】吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路、公園、庭園等に施工されて、雨水や散水を吸水して、吸水した水の気化熱で冷却して涼しくできる吸水性舗装及び吸水性舗装に使用する骨材に関する。
【背景技術】
【０００２】
水の気化熱は、約４７０カロリー／ｇと極めて大きい。このため、水の気化熱を利用して地面を効果的に冷却できる。このことを実現する舗装として、吸水性舗装が開発されている（特許文献１ないし３参照）。
【特許文献１】特開２００４−７６４８２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５８号公報
【特許文献３】特開平８−１００４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
吸水性舗装は、保水できる水分量でトータルの冷却熱量が決定される。少量の水を吸水する吸水性舗装は、気化できる水分量が少ないので、トータルの冷却熱量も小さくなる。このことから、吸水性舗装がいかに多量の水分を吸水できるかが大切である。吸水性舗装は、骨材に微細な空隙を設けて吸水性を向上できる。この吸水性舗装は、骨材の空隙率が全体の吸水量を特定する。したがって、吸水性舗装に使用される骨材には、以下の(1)〜(3)の全ての特性が要求される。
(1) 多孔質で多量の水分を含有できること
(2) 上面に作用する荷重で破壊されない強度を有すること
(3) 安価であること
【０００４】
吸水性舗装は、その施工面積が極めて広いので、いかに優れた特性があっても、安価で経済的に涼しくできないと実用化されない。また、舗装は、歩道では上を人が歩き、車道では車が走行するので、上面に作用する荷重で破壊されない強度が要求される。
【０００５】
本発明は、この特性を満足することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、安価に多量生産できる多孔質焼結粒を使用して、多量の水分を吸水して効果的に冷却でき、さらに充分な強度があって歩道や車道に有効に利用できる吸水性舗装及び吸水性舗装に使用する骨材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１の吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【０００７】
本発明の請求項２の吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【０００８】
本発明の請求項３の吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結した多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【０００９】
本発明の請求項４の吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１０】
本発明の請求項５の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している舗装体であって、吸水骨材３が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１１】
本発明の請求項６の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している舗装体であって、吸水骨材３が、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１２】
本発明の請求項７の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している舗装体であって、吸水骨材３が、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結した多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１３】
本発明の請求項８の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している舗装体であって、吸水骨材３が、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１４】
本発明の吸水性舗装は、表層４の骨材１に多孔質焼結粒を使用することができる。
【００１５】
本発明の吸水性舗装は、表層４の骨材１の間に、多孔質焼結粒を含む吸水骨材３を充填することができる。
【００１６】
本発明の吸水性舗装は、透水性を有する表層４の下に路盤５を配設すると共に、路盤５は骨材１の一部又は全体を多孔質焼結粒とし、表層４を透過した水を路盤５の多孔質焼結粒に吸水させることができる。
【００１７】
本発明の吸水性舗装は、透水性を有する表層４の下に路盤５を配設すると共に、路盤５は骨材１の間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材３を充填し、表層４を透過した水を路盤５の多孔質焼結粒に吸水させることができる。
【００１８】
本発明の請求項１３の吸水性舗装に使用する骨材は、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としている。
【００１９】
本発明の請求項１４の吸水性舗装に使用する骨材は、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としている。
【００２０】
本発明の請求項１５の吸水性舗装に使用する骨材は、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としている。
【００２１】
本発明の請求項１６の吸水性舗装に使用する骨材は、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の吸水性舗装は、安価に多量生産できる多孔質焼結粒を使用して、多量の水分を吸水して効果的に冷却でき、さらに充分な強度があって歩道や車道に有効に利用できる特長がある。それは、本発明の吸水性舗装が、吸水性舗装の骨材の一部あるいは全体に多孔質焼結粒を使用し、あるいは、吸水性舗装の骨材の間に吸水骨材として多孔質焼結粒を充填しており、この多孔質焼結粒で吸水するようにしているからである。とくに、本発明の吸水性舗装は、骨材あるいは吸水骨材として使用する多孔質焼結粒に、石炭灰と製紙スラッジを含む原料、あるいは石炭灰と植物性残渣を含む原料、あるいは未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料、あるいはまた製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を使用する。したがって、多孔質焼結粒を安価に多量生産しながら、内部に無数の空隙を設けて、この空隙への水の出入りをスムーズにして優れた保水性を実現しながら、優れた強度も実現できる。このように、優れた保水性と強度とを有する多孔質焼結粒を吸水性舗装の骨材や吸水骨材として使用する構造は、保水する多量の水の気化熱で、長い時間にわたって歩道や車道の路面を効果的に涼しくできる特長がある。
【００２３】
さらに、本発明の請求項９と請求項１０の吸水性舗装は、表層の骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、あるいは、表層の骨材の間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材を充填しているので、表層を優れた吸水性として、保水する多量の水の気化熱で表層を効果的に涼しくできる特長がある。
【００２４】
さらに、本発明の請求項１１と請求項１２の吸水性舗装は、透水性を有する表層の下に路盤を配設して、路盤の骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、あるいは、路盤の骨材の間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材を充填しているので、内部の路盤に多量の水を保水できる。このため、雨水を有効に路盤に吸水して、保水する多量の水の気化熱で、表層を効果的に涼しくできる。とくに、路盤の骨材や吸水骨材に要求される強度が低いので、ここに充填する骨材や吸水骨材に、空隙率と吸水率の高い多孔質焼結粒を使用して、路盤に多量の水を吸水して保水し、長期間にわたって、表層を効果的に涼しく冷却できる特長がある。
【００２５】
さらに、本発明の骨材は、石炭灰と製紙スラッジを含む原料、あるいは石炭灰と植物性残渣を含む原料、あるいは未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料、あるいはまた製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としているので、多孔質焼結粒を安価に多量生産しながら、内部に無数の空隙を設けて、この空隙への水の出入りをスムーズにして優れた保水性を実現できると共に、優れた強度を実現できる。したがって、吸水性舗装に使用する骨材として、真に理想的な骨材を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための吸水性舗装及び吸水性舗装に使用する骨材を例示するものであって、本発明は吸水性舗装及び骨材を以下のものに特定しない。
【００２７】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２８】
吸水性舗装は、図１の断面図に示すように、骨材１を結合材２で結合している。骨材１は、吸水性のある多孔質焼結粒である。ただ、骨材は、吸水性のある多孔質焼結粒に、従来の舗装に使用している、天然石等の一般骨材を混合して使用することができる。一般骨材は、従来の舗装に使用している全ての骨材とすることができる。この一般骨材には、天然石、コンクリート廃材を破砕した骨材等を使用することができる。多孔質焼結粒と一般骨材を比較すると、一般骨材は強度に優れ、多孔質焼結粒は吸水性に優れている。とくに、多孔質焼結粒は、空隙率を高くして吸水性を高くすると、強度が低下する特性がある。このため、空隙率が高くて吸水性の高い多孔質焼結粒は、優れた強度の一般骨材と混合して使用して、吸水性舗装の強度を向上できる。また、空隙率と吸水率の小さい多孔質焼結粒は強度が大きいので、一般骨材を混合することなく、全ての骨材を多孔質焼結粒として、充分な強度の吸水性舗装にできる。
【００２９】
一般骨材と多孔質焼結粒とを混合する骨材１は、吸水性舗装に要求される吸水性と、多孔質焼結粒の吸水率と、舗装に要求される強度と、用途を考慮して、一般骨材と多孔質焼結粒の混合率を設定する。たとえば、歩道のように大きな強度が要求されない吸水性舗装においては、多孔質焼結粒の混合率を高く、また、空隙率が高くて吸水率の高い多孔質焼結粒を使用し、反対に車道のように強度が要求される吸水性舗装においては、多孔質焼結粒に対する一般骨材の混合率を高くし、また多孔質焼結粒の空隙率と吸水率を小さくして強靭なものを使用する。
【００３０】
多孔質焼結粒や一般骨材からなる骨材１は、平均粒子径を５〜３０ｍｍ、好ましくは、５〜２０ｍｍとする。
【００３１】
この吸水性舗装は、骨材１と結合材２とを混練りして地面に敷設して施工され、あるいは骨材１を一定の厚さに敷設した状態で、結合材２を散布して施工される。本発明の吸水性舗装は、舗装に使用する骨材に独得のものを使用し、あるいは以下に示すように、骨材の隙間に独得の吸水骨材を充填することを特徴とする。ただ、骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、あるいは骨材の隙間に多孔質焼結粒を充填して施工される。
【００３２】
結合材２には、無機粒を結合できる全てのもの、たとえば、セメント、アスファルト、合成樹脂、あるいはこれ等を複数種混合したものを使用する。結合材２が、多孔質焼結粒の表面全体を非通水膜で被覆すると、多孔質焼結粒の吸水性が失われる。したがって、結合材２は、多孔質焼結粒を吸水性のある状態で結合する。このことを実現するには、結合材２に通水性のあるものを使用し、あるいは結合材２が骨材１の接点を結合して、骨材１の間に空隙ができる状態とする。通水性のある結合材２には、たとえば水分量の少ないモルタルを使用する。また、骨材１の接点を結合して、骨材１間に空隙を設けるには、骨材１に対する結合材２の混合率を少なく、たとえば、１００重量部の骨材１に対して、２０〜１００重量部の結合材２を混合する。結合材２を少なくするほど、結合材２は骨材１の接点のみを結合して、骨材１の隙間を大きくする。
【００３３】
通水性があり、また骨材間に隙間があって、ここに水を透過させる吸水性舗装は、骨材１を厚く敷設して、内部の骨材１にまで雨水等を速やかに保水できる。水が骨材１の間を透過して、下部の骨材１に吸水されるからである。
【００３４】
図２に示す吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している。吸水骨材３は吸水性のある多孔質焼結粒である。ここに充填される吸水骨材３は、骨材１の隙間に充填されるように、骨材１よりも平均粒子径を小さくしている。吸水骨材３の平均粒子径は、骨材１の平均粒子径の１／２以下とし、たとえば、０．５〜３ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍとする。この構造の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填して、吸水骨材３に雨水等を保水させる。この吸水性舗装は、骨材１を従来のものと変更しないで、吸水性を実現する。したがって、従来の舗装に匹敵する強度を保持しながら、吸水率を高くして涼しくできる。
【００３５】
以上の吸水性舗装は、表層４の骨材１に多孔質焼結粒を使用し、あるいは表層４の骨材間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材３を充填して、表層４の多孔質焼結粒に雨水を吸水させる。吸水性舗装は、図３と図４に示すように、表層４の下に路盤５を配設して、この路盤５に吸水する構造とすることもできる。この吸水性舗装は、路盤５の骨材１の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、あるいは路盤５の骨材１の間に、多孔質焼結粒を含む吸水骨材３を充填する。路盤５に吸水させる吸水性舗装は、表層４が透水性を有する。表層４を透過した水を路盤５に吸水させるからである。この吸水性舗装は、太陽熱で表層４が加温されると、表層４の熱で路盤５に吸水される水が気化する。気化した水は大きな気化熱で表層４を冷却する。
【００３６】
路盤５に多孔質焼結粒を使用する吸水性舗装は、表層４を従来の舗装と同じ構造にできる。このため、表層４を強靭な構造としながら、内部の路盤５に吸水できる。この吸水性舗装は、路盤５を厚くし、または路盤５の骨材１に、空隙率と吸水率の高い多孔質焼結粒を多量に使用し、あるいは、骨材１の間に充填する吸水骨材３に、空隙率と吸水率の高い多孔質焼結粒を使用して、路盤５の吸水率を大きくできる。したがって、この構造の吸水性舗装は、表面の表層４を強靭な構造としながら、内部の路盤５には多量の水を保水できる。このため、雨水を有効に路盤５に吸水して多量の雨水を保水し、保水する多量の水の気化熱で、表層４を長い時間にわたって、効果的に涼しくできる。すなわち、吸水性舗装に降った雨を外部に排水することなく路盤５に吸水して保水し、保水する水の気化熱でもって、表層４を数日以上もの長い間、涼しくできる特徴がある。とくに、路盤５の骨材１や吸水骨材３に要求される強度が低いので、ここに充填する骨材１や吸水骨材３に、空隙率と吸水率の高い多孔質焼結粒を使用できる。多孔質焼結粒は、強度と空隙率とが相反する特性で、強度を低くすると空隙率を大きくして、吸水率を大きくできる。このため、路盤５に多量の水を吸水して保水し、長期間にわたって、表層４を効果的に涼しく冷却できる特徴がある。
【００３７】
さらに、本発明の吸水性舗装は、図示しないが、表層と路盤の両方の骨材や吸水骨材に多孔質焼結粒を使用して、さらに吸水率を高くすることもできる。この吸水性舗装は、表層の骨材や吸水骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、さらに、路盤の骨材や吸水骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とする。
【００３８】
骨材１や吸水骨材３に使用される多孔質焼結粒は、吸水率を高くして、吸水性舗装の保水量を多くできる。多孔質焼結粒の吸水率は、たとえば、２５％以上、好ましくは３５％以上、さらに好ましくは４０％以上とする。
【００３９】
さらに、骨材１や吸水骨材３に使用される多孔質焼結粒は、破壊強度を強くして、上面に作用する荷重で破壊されるのを有効に防止できる。多孔質焼結粒の破壊強度は、たとえば、１００Ｎ以上、好ましくは１５０Ｎ以上、さらに好ましくは２００Ｎ以上、より好ましくは２５０Ｎ以上とする。ただし、この破壊強度は、球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、破壊されるときの荷重を圧縮強度としている。
【００４０】
骨材１や吸水骨材３に使用される多孔質焼結粒は、無機質材を多孔質な状態に焼結したもので、以下のようにして製造する。
［未燃カーボンで多孔質とする石炭灰からなる多孔質焼結粒の製造方法］
(1) 造粒工程
この工程は、１０重量％以上の未燃カーボンを含むフライアッシュに、実質的に無機結合材を添加することなく、バインダーに水を添加して造粒して未焼結粒子とする。フライアッシュには、５重量％以上、好ましくは１０重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上の未燃カーボンを含むものを使用する。フライアッシュに、未燃カーボンの含有量の多いものを使用して、焼結された多孔質焼結粒の空隙率をより高く、すなわち吸水率を高くできる。とくに、未燃カーボンによる空隙は、極めて微細な空隙となり、水を長時間にわたって保水する効果がある。ただ、フライアッシュの未燃カーボンが多すぎると、多孔質焼結粒の強度が低下するので、未燃カーボンの含有率は４０重量％以下、好ましくは３０重量％以下とする。
フライアッシュを結合して造粒するバインダーには水を使用するが、焼成工程で焼失する合成樹脂製のバインダー、たとえば酢酸ビニル樹脂やＰＶＡ等の合成樹脂バインダーを添加して使用することもできる。バインダーである水の添加量は、フライアッシュを結合して造粒できる量、たとえば１０重量％とする。ただし、バインダーの添加量は、５重量％〜２０重量％として造粒することもできる。造粒工程は、フライアッシュに水を噴霧しながら、皿の上で転動させながら造粒する。ただ、フライアッシュに１０重量％の水を添加して混練りし、これを成形型に入れてプレス成形して造粒することもできる。造粒工程において、平均粒子径を２〜３０ｍｍ、好ましくは３〜２０ｍｍ、さらに好ましくは５〜１５ｍｍとする未焼結粒子に造粒する。
【００４１】
(2) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、この工程で表面層と核粒子とを焼結する。焼成温度は、１０５０℃〜１２００℃とする。焼成温度が低いと、充分に焼結できずに強度が低下する。反対に高すぎると空隙が少なくなって、吸水性と保水性が低下する。焼成工程において、未焼結粒子は含有される未燃カーボンが焼失して多孔質な状態となる。未燃カーボンは、多孔質焼結粒の全体に、極めて微細な空隙を形成して多孔質な状態とする。図５は、多孔質焼結粒の内部が焼結されて多孔質な状態となる状態を示す電子顕微鏡写真である。この図に示すように、多孔質焼結粒の内部には、極めて微細な多くの空隙ができ、ここに吸水した水を保水する。この状態で内部の微細な空隙に保水する多孔質焼結粒は、極めて優れた保水性を実現して、長い時間にわたって保水する。
【実施例１】
【００４２】
以下の工程で多孔質焼結粒を製造する。
(1) 造粒工程
３０重量％の未燃カーボンを含むフライアッシュに、バインダーとして水を噴霧し、皿の上で転動させて球形の未焼結粒子を造粒する。水の添加量は１０重量％とする。造粒する核粒子の平均粒子径は約１０ｍｍとする。
【００４３】
(2) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、焼成炉に搬入し、焼成温度を１１６０℃として１時間焼成する。焼成炉は、２００℃／時間の温度勾配で炉内の温度を上昇し、１１６０℃に１時間保持した後、自然冷却して、焼成炉から多孔質焼結粒を取り出す。
【００４４】
以上の工程で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約６０重量％と極めて高くなる。吸水率が６０重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に６０ｇの水を保水する。多孔質焼結粒の真比重は２．６とすれば、この多孔質焼結粒の空隙率は約６１％と極めて高くなる。さらに、この多孔質焼結粒は極めて微細な空隙に吸水するので、極めて優れた保水性を実現する。図６はこの方法で製作される多孔質焼結粒に含まれる水分が時間と共に減少する状態を示す。ただし、この試験は温度４０℃、湿度８０％に置かれた多孔質焼結粒から水分が減少する状態を示している。この図から、この実施例で製作する多孔質焼結粒は、４００時間（１６．７日）経過後も４０％の水分を保水するという、極めて優れた保水性を実現する。
【００４５】
図７は、この実施例で得られた多孔質焼結粒の空隙分布を示すグラフである。このグラフにより、この実施例の多孔質焼結粒の空隙は、５〜１５μｍと極めて微細な空隙がほとんどを占めることが判る。ただし、このグラフはＨｇ注入法で測定した空隙の細孔径を示している。
【００４６】
さらに、この実施例で製造された多孔質焼結粒は、コンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となる。したがって、この多孔質焼結粒を骨材とする歩道の吸水性舗装は、上を歩いても骨材が破壊されない強度を有する。とくに多孔質焼結粒が、上を歩行して破壊されない強度を有するので、歩道の吸水性舗装は、骨材の全てをこの実施例の多孔質焼結粒とすることができる。多孔質焼結粒は、局部的に加圧して約２２６Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない破壊強度を有する。この破壊試験は、球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、破壊される圧力である。この破壊試験によると、多孔質焼結粒は極めて狭い領域で局部的に押圧される。現実に吸水性舗装の骨材として使用される状態では、歩道にあっては靴等で広い面積で踏みつけられ、車道にあってはタイヤを介して広い面積で押圧される。すなわち、吸水性舗装の骨材に使用される多孔質焼結粒は、局部に集中して直接に力が作用することはない。歩道や車道である吸水性舗装は、表面に表出する骨材である多孔質焼結粒に、靴底やタイヤ等のゴム状弾性体等を介して力が作用する。このため、多孔質焼結粒の破壊強度は、局部的に押圧する状態に比較して極めて大きくなる。このため、この実施例で製作される多孔質焼結粒は、吸水性舗装の表面に表出する骨材として歩道と車道に使用されて破壊されない強度を有する。したがって、この実施例で製作される多孔質焼結粒は、車道や歩道となる吸水性舗装の骨材として使用できる。また、平均粒子径を小さくして、車道や歩道となる吸水性舗装の骨材の間に吸水骨材として充填できる。すなわち、歩道や車道の表層の骨材として使用できる。したがって、路盤の骨材、さらに路盤の骨材間の吸水骨材としても使用できる。
【実施例２】
【００４７】
焼成工程における焼成温度を１１６０℃から１１８０℃にする以外、実施例１と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約５３重量％と極めて高くなる。吸水率が５３重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に５３ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例１の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約４０％の水分を保水する。
【００４８】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約２４８Ｎの圧力で加圧するまで破壊されず、実施例１の多孔質焼結粒よりも更に強靭なものとなる。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例３】
【００４９】
造粒工程において、フライアッシュに１２重量％の未燃カーボンを含有するものを使用し、焼成工程における焼成温度を１１００℃とする以外、実施例１と同様にして多孔質焼結粒を製作する。
【００５０】
この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約４５重量％と極めて高くなる。吸水率が４５重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に４５ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例１の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約４０％の水分を保水する。
【００５１】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１８７Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【００５２】
以上の方法で製造される多孔質焼結粒は、表面を無機粉末でコーティングすることができる。この多孔質焼結粒は以下のようにして製造される。
(1) 造粒工程
この工程は、前述の(1)の造粒工程と同じようにして、核粒子を製造する。
【００５３】
(2) コーティング工程
造粒工程で得られる核粒子の表面を無機粉末でコーティングして未焼結粒子とする。コーティングに使用する無機粉末は、核粒子を構成するフライアッシュよりも未燃カーボンの含有量を少なくして、酸化鉄含有量の多いフライアッシュ、または岩石の微粉末を使用する。また、無機粉末には、フライアッシュと岩石の微粉末の混合物も使用できる。岩石の混合物である無機粉末には、骨材を破砕して骨材を製造する工程で発生する砕石の微粉末屑を有効に使用できる。この岩石には、流紋岩の微粉末や砂岩を破砕したものが使用できる。核粒子をコーティングする無機粉末は、核粒子のフライアッシュよりも多量の酸化鉄を含有する。酸化鉄を含有する無機粉末は、還元雰囲気で焼成されて、茶色から赤色に変色して、多孔質焼結粒の外観を美しい色に着色する。
【００５４】
コーティング工程において、未焼結粒子の平均粒子径を２ｍｍ〜３０ｍｍとする。無機粉末をコーティングして核粒子に積層される表面層の厚さは、核粒子の平均粒子径は一定でないが、たとえば０．５〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍとする。表面層を薄くして、多孔質焼結粒の吸水率を高くできる。ただ、表面層を薄くすると圧縮強度が低下する。反対に表面層を厚くして多孔質焼結粒の圧縮強度を向上できる。したがって、表面層の厚さは、多孔質焼結粒の用途により最適値とする。敷設した上を頻繁に歩行する場所に敷設される多孔質焼結粒は、表面層を厚くして圧縮強度を強くする。反対に、敷設された上を歩く頻度が少ない場所、たとえば建物の屋上等に使用される多孔質焼結粒は、表面層を薄くして吸水性と保水性を向上して軽くする。コーティング工程において、無機粉末でコーティングする場合も、無機粉末に水や合成樹脂等のバインダーを添加する。ただ、無機粉末を核粒子の表面に薄くコーティングする場合、バインダーを添加することなく、核粒子に含まれる水分で核粒子の表面に結合することもできる。
【００５５】
(3) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、この工程で表面層と核粒子とを焼結する。焼成温度は、１０００℃〜１２００℃、好ましくは１０５０℃〜１２００℃とする。焼成温度が低いと、表面層を充分に焼結できずに強度が低下する。反対に高すぎると空隙が少なくなって、吸水性と保水性が低下する。表面層は、内部の核粒子よりも強固に焼結される。焼成工程は、未焼結粒子を焼成して、コーティングされた表面層と、内部の核粒子を焼結する。焼成された核粒子と表面層は、両方が多孔質な状態となる。内部の核粒子は、含有される未燃カーボンが焼失して多孔質な状態となる。表面層は、無機粉末が焼結されるが、焼結される無機粉末の間に隙間ができて多孔質な状態となる。核粒子は、含有される未燃カーボンによって極めて微細な空隙ができる。さらに、フライアッシュに含まれる未燃カーボンが焼失することにより、核粒子は表面層よりも微細な空隙が多くなって、表面層よりも多孔質な状態となる。さらに、表面層は核粒子よりも高い温度に加熱されることで、フライアッシュよりも焼結されやすい無機粉末が含まれているため、より強い強度に焼結される。
【実施例４】
【００５６】
以下の工程で、表面を無機粉末でコーティングしている多孔質焼結粒が製造される。
(1) 造粒工程
３０重量％の未燃カーボンを含むフライアッシュに、バインダーとして水を噴霧し、皿の上で転動させて球形の核粒子を造粒する。水の添加量は、１００重量部のフライアッシュに対して１０重量部とする。造粒する核粒子の平均粒子径は約１０ｍｍとする。
【００５７】
(2) コーティング工程
造粒工程で製造される核粒子の表面を無機粉末でコーティングして未焼結粒子とする。無機粉末には、未燃カーボンが約１２重量％のフライアッシュを使用する。コーティングする表面層の厚さを１ｍｍとして、未燃カーボンの平均粒子径を１２ｍｍとする。コーティングは造粒工程と同じように、皿の上で核粒子を転動させて、水を噴霧しながらフライアッシュを供給して、核粒子の表面を未燃カーボンの少ないフライアッシュでコーティングする。
【００５８】
(3) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、焼成炉に搬入し、焼成温度を１１４０℃として１時間焼成する。焼成炉は、２００℃／時間の温度勾配で炉内の温度を上昇し、１１４０℃に１時間保持した後、自然冷却して、焼成炉から多孔質焼結粒を取り出す。
【００５９】
以上の工程で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約５０重量％と極めて高くなる。吸水率が５０重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に５０ｇの水を保水する。多孔質焼結粒の真比重を２．６とすれば、この多孔質焼結粒の空隙率は約５７％と極めて高くなる。さらに、この多孔質焼結粒は極めて微細な空隙に吸水するので、極めて優れた保水性を実現する。図８はこの実施例で製作される多孔質焼結粒が長時間に渡って保水する特性を示す。ただし、この試験は温度４０℃、湿度８０％の室内で水分が減少する状態を示している。この図から、この実施例で製作する多孔質焼結粒は、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水するという、極めて優れた保水性を実現する。
【００６０】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面の上に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となる。破壊強度を測定するために、球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧しても約１２５Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない破壊強度を有する。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例５】
【００６１】
焼成工程における焼成温度を１１４０℃から１１８０℃にする以外、実施例４と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約４２重量％と極めて高くなる。吸水率が４２重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に４２ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例４の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００６２】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面の上に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となる。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１６３Ｎの圧力で加圧するまで破壊されず、実施例４の多孔質焼結粒よりも更に強靭なものとなる。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例６】
【００６３】
コーティング工程において、コーティングする無機粉末を、フライアッシュに代わって砂岩の砕石屑を使用し、焼成工程における焼成温度を１０６０℃とする以外、実施例４と同様にして多孔質焼結粒を製作する。
【００６４】
この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約３６重量％と極めて高くなる。吸水率が３６重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に３６ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例４の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００６５】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約２２０Ｎの圧力で加圧するまで破壊されず、実施例４及び５の多孔質焼結粒よりも更に強靭なものとなる。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例７】
【００６６】
コーティング工程において、コーティングする無機粉末を、フライアッシュに代わって、流紋岩を微粉砕したものを使用し、焼成工程における焼成温度を１１００℃とする以外、実施例４と同様にして多孔質焼結粒を製作する。
【００６７】
この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約４１重量％と極めて高くなる。吸水率が４１重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に４１ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例４の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００６８】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１１５Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例８】
【００６９】
焼成工程における焼成温度を１１００℃から１１４０℃とする以外、実施例７と同様にして多孔質焼結粒を製作する。
【００７０】
この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約３０重量％と極めて高くなる。吸水率が３０重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に３０ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例４の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００７１】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１８９Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【００７２】
さらに、骨材１や吸水骨材３に使用される多孔質焼結粒は、以下のようにして製造することもできる。
［製紙スラッジで多孔質とする石炭灰からなる多孔質焼結粒の製造方法］
(1) 造粒工程
この工程は、フライアッシュに焼成しない製紙スラッジを混合し、あるいは焼成しない未乾燥の製紙スラッジを、含有水をバインダーに使用して造粒して未焼結粒子とする。製紙スラッジは、１０重量％以上、好ましくは１５重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上の繊維等の有機成分を含むものを使用する。さらに、製紙スラッジは、フィルタープレス等で脱水されたものであって、乾燥されず、また焼成されないものを使用する。この製紙スラッジは、４０重量％〜７０重量％の水分を含有する。この含有水分をバインダーに使用して、フライアッシュと製紙スラッジとの混合体を造粒し、あるいは製紙スラッジを造粒する。この製紙スラッジは、微細な短繊維と無機成分に水を含有する。この製造方法は、製紙スラッジの焼成灰をフライアッシュに混合して造粒するのではない。この製造方法は、脱水された製紙スラッジを乾燥することなく、また焼成することなく造粒して焼成するので、処理コストを著しく安くして理想的な物性の多孔質焼結粒にできる。
【００７３】
また、製紙スラッジに含まれる繊維は非常に細くて短い。この繊維を焼失して、多孔質焼結粒の内部に微細な無数の空隙を設ける。したがって、原料の製紙スラッジに、繊維等の有機成分の含有量の多いものを使用して、焼結された多孔質焼結粒の空隙率をより高く、すなわち吸水率を高くできる。とくに、繊維等の有機成分による空隙は、未燃カーボンのように独立気泡な状態ではなく、連続気泡の状態となって互いに連続する微細な無数の空隙となる。この構造の空隙は、多量の水をスムーズに出入りしやすい状態で保水する。
【００７４】
製紙スラッジに含まれる繊維等の有機成分が多すぎると、これを焼結した多孔質焼結粒は、空隙率が高くなって全体の強度が低下する。したがって、繊維等の有機成分の含有率の多すぎる製紙スラッジは、フライアッシュを混合して空隙率を調整する。さらに、フライアッシュに未燃カーボンを含有するものを使用して、フライアッシュの未燃カーボンと、製紙スラッジの繊維等の有機成分とで、多孔質焼結粒の空隙率をコントロールすることもできる。
【００７５】
さらに、フライアッシュと製紙スラッジには、いずれか又は両方に酸化鉄を含有するものを使用する。酸化鉄は顔料となって、多孔質焼結粒の表面を美しい天然色に着色する。
【００７６】
製紙スラッジやフライアッシュを結合して造粒するバインダーには水を使用するが、焼成工程で焼失する合成樹脂製のバインダー、たとえば酢酸ビニル樹脂やＰＶＡ等の合成樹脂バインダーを水に添加して使用することもできる。造粒工程において、フライアッシュと製紙スラッジは十分に混練りされて、製紙スラッジに含まれる繊維等の有機成分を均一に分散させる。水分を含有するフィルターや製紙スラッジは成型室に充填され、成型室が閉塞されて未焼結粒子に造粒される。製紙スラッジに対するフライアッシュ量を多くして、造粒に必要な水分量が少なくなる場合は、水分含有量が４０重量％〜７０重量％となるように水を添加して、繊維等の有機成分を均一に分散させるまで混練りする。
【００７７】
ただ、この製造方法は、フライアッシュと製紙スラッジを造粒する方法を、成型室に充填する方法には特定しない。たとえば、フライアッシュや製紙スラッジを円柱状又は角柱状に押し出し、これを所定の長さに切断して短い円柱状や角柱状とし、さらにこれを２枚のプレートで挟んで転動させて球形ないしは球形に近似する形状に成型し造粒することもできる。未焼結粒子は、好ましくは球形に造粒する。ただし、完全な球形には成型せずに、球形に近い形状とし、多面体ないしは角を丸くしている多面体等の形状に成型する。また、自然の砂利に近いように種々の形状が混在する形状に造粒することもできる。造粒工程においては、平均粒子径を２〜３０ｍｍ、好ましくは３〜２０ｍｍ、さらに好ましくは５〜１５ｍｍとする未焼結粒子に造粒する。
【００７８】
(2) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、焼結して製紙スラッジに含まれる繊維等の有機成分を焼失して、連続気泡状態の多孔状態に焼結する。焼成温度は、１０００℃〜１３００℃、好ましくは１０００〜１２００℃、さらに好ましくは１０５０℃〜１２００℃とし、設定された焼成温度における焼成時間は１〜５時間とする。焼成温度が低く、あるいは焼成時間が短いと、充分に焼結できずに強度が低下する。反対に高すぎると無機成分が溶融されて空隙が少なくなって、吸水性と保水性が低下する。焼成工程において、未焼結粒子は含有される繊維等の有機成分が焼失されて多孔質な状態となる。また、未燃カーボンを含むフライアッシュに製紙スラッジを混合している未焼結粒子は、フライアッシュの未燃カーボンも焼失して微細な空隙ができる。この多孔質焼結粒は、繊維等の有機成分による連続気泡状態の空隙と、未燃カーボンによる独立気泡状態の空隙が互いに連通される状態で設けられて、多量の水分を含有する多孔質焼結粒となる。
【００７９】
図９は、多孔質焼結粒の内部が焼結されて多孔質な状態となる状態を示す電子顕微鏡写真である。この図に示すように、多孔質焼結粒の内部には、極めて微細な多くの連続する空隙ができ、ここに吸水した水を保水する。この状態で内部の微細な空隙に保水する多孔質焼結粒は、極めて優れた保水性を実現して、長期間にわたって保水する。
【実施例９】
【００８０】
以下の工程で多孔質焼結粒を製造する。
(1) 造粒工程
１００重量部のフライアッシュと、１００重量部の製紙スラッジを十分に混合して、製紙スラッジの繊維等の有機成分を均一に分散させる状態とした原料を造粒する。フライアッシュは、３０重量％の未燃カーボンを含有する。製紙スラッジは、３０重量％の繊維等の有機成分を含有する。製紙スラッジは水分を含有するが、フライアッシュはほとんど水分を含まないので、全体の水分含有量が５０重量％となるように水を添加して、水をバインダーとして造粒する。この製紙スラッジは、フィルタープレスで脱水されたものを、乾燥も焼成もしない状態で使用する。製紙スラッジは５０重量％の水分を含む。造粒される未焼結粒子の平均粒子径は約１０ｍｍとする。
【００８１】
(2) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、焼成炉に搬入し、焼成温度を１２００℃として２時間焼成する。焼成炉は、２００℃／時間の温度勾配で炉内の温度を上昇し、１２００℃に２時間保持した後、自然冷却して、焼成炉から多孔質焼結粒を取り出す。
【００８２】
以上の工程で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約６１重量％と極めて高くなる。吸水率が６１重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に６１ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒は極めて微細な空隙に吸水するので、極めて優れた保水性を実現する。とくに、この多孔質焼結粒は、未燃カーボンによる独立気泡状態の空隙と、繊維等の有機成分による連続気泡状態の空隙とが、互いに連通する状態で設けられる。したがって、この実施例で製作される多孔質焼結粒は、多量の水をスムーズに出し入れできる状態で長時間にわたって保水する。たとえば、温度４０℃、湿度８０％の室内で水分が減少する状態を測定すると、この実施例の多孔質焼結粒は、４００時間（１６．７日）経過後も３８重量％の水分を保水する極めて優れた保水性を示す。
【００８３】
この実施例で得られた多孔質焼結粒の空隙分布を水銀注入法で測定すると、２〜２０μｍと極めて微細な空隙がほとんどを占める。
【００８４】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。破壊強度を測定するために、球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧しても約１５０Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない破壊強度を有する。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１０】
【００８５】
焼成工程における焼成温度を１２００℃から１１５０℃にする以外、実施例９と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約６３重量％となる。吸水率が６３重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に６３ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約４０％の水分を保水する。
【００８６】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１３０Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１１】
【００８７】
造粒工程において、原料に使用するフライアッシュに含有される未燃カーボンを５重量％とし、さらに、焼成工程における焼成温度を１２００℃から１１７０℃にする以外、実施例９と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約３８重量％となる。吸水率が５３重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に３８ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００８８】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約２９８Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１２】
【００８９】
造粒工程において、造粒される未焼結粒子の平均粒子径を１２ｍｍとし、さらに、焼成工程における焼成温度を１１００℃にする以外、実施例１１と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約５３重量％となる。吸水率が５３重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に５３ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００９０】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１７９Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１３】
【００９１】
造粒工程において、使用する原料を、５重量％の未燃カーボンを含有するフライアッシュを１００重量部と、製紙スラッジを３００重量部とし、造粒される未焼結粒子の平均粒子径を約１１ｍｍとし、さらに、焼成工程における焼成温度を１２００℃から１１７０℃にする以外、実施例９と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約４２重量％となる。吸水率が４２重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に４２ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００９２】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約２８２Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１４】
【００９３】
造粒工程において使用する焼失材混合無機材を、３０重量％の繊維等の有機成分を含有する製紙スラッジのみとする以外、実施例９と同様にして、多孔質な多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約５１重量％となる。吸水率が５１重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に５１ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００９４】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１１８Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１５】
【００９５】
焼成工程において、焼成温度を１２００℃から１０６０℃にとする以外、実施例１４と同様にして、多孔質な多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約６０重量％となる。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３５％の水分を保水する。
【００９６】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１１０Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【００９７】
以上の多孔質焼結粒は、未燃カーボンで多孔質とする多孔質焼結粒と同じようにして、表面を無機粉末でコーティングすることができる。また、製紙スラッジに代わって、植物性残渣を使用して石炭灰を多孔質に焼結することもできる。
【００９８】
以上のように、本発明の吸水性舗装は、骨材に多孔質焼結粒を使用し、あるいは骨材の間に充填する吸水骨材に多孔質焼結粒を使用して、吸水性舗装の吸水率を高くできる。したがって、本発明の吸水性舗装は、骨材と吸水骨材の両方に多孔質焼結粒を使用して、吸水率をさらに高くできる。また、本発明の吸水性舗装は、骨材の一部を多孔質焼結粒として、吸水率と強度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施例にかかる吸水性舗装の断面図である。
【図２】本発明の他の実施例にかかる吸水性舗装の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかる吸水性舗装の断面図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかる吸水性舗装の断面図である。
【図５】多孔質焼結粒を示す電子顕微鏡写真である。
【図６】多孔質焼結粒の保水性を示すグラフである。
【図７】多孔質焼結粒の空隙分布を示すグラフである。
【図８】他の多孔質焼結粒の保水性を示すグラフである。
【図９】他の多孔質焼結粒を示す電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【０１００】
１…骨材
２…結合材
３…吸水骨材
４…表層
５…路盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路、公園、庭園等に施工されて、雨水や散水を吸水して、吸水した水の気化熱で冷却して涼しくできる吸水性舗装及び吸水性舗装に使用する骨材に関する。
【背景技術】
【０００２】
水の気化熱は、約４７０カロリー／ｇと極めて大きい。このため、水の気化熱を利用して地面を効果的に冷却できる。このことを実現する舗装として、吸水性舗装が開発されている（特許文献１ないし３参照）。
【特許文献１】特開２００４−７６４８２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５８号公報
【特許文献３】特開平８−１００４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
吸水性舗装は、保水できる水分量でトータルの冷却熱量が決定される。少量の水を吸水する吸水性舗装は、気化できる水分量が少ないので、トータルの冷却熱量も小さくなる。このことから、吸水性舗装がいかに多量の水分を吸水できるかが大切である。吸水性舗装は、骨材に微細な空隙を設けて吸水性を向上できる。この吸水性舗装は、骨材の空隙率が全体の吸水量を特定する。したがって、吸水性舗装に使用される骨材には、以下の(1)〜(3)の全ての特性が要求される。
(1) 多孔質で多量の水分を含有できること
(2) 上面に作用する荷重で破壊されない強度を有すること
(3) 安価であること
【０００４】
吸水性舗装は、その施工面積が極めて広いので、いかに優れた特性があっても、安価で経済的に涼しくできないと実用化されない。また、舗装は、歩道では上を人が歩き、車道では車が走行するので、上面に作用する荷重で破壊されない強度が要求される。
【０００５】
本発明は、この特性を満足することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、安価に多量生産できる多孔質焼結粒を使用して、多量の水分を吸水して効果的に冷却でき、さらに充分な強度があって歩道や車道に有効に利用できる吸水性舗装及び吸水性舗装に使用する骨材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１の吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【０００７】
本発明の請求項２の吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【０００８】
本発明の請求項３の吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結した多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【０００９】
本発明の請求項４の吸水性舗装は、骨材１を結合材２で結合している舗装体であって、骨材１の一部あるいは全体が、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１０】
本発明の請求項５の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している舗装体であって、吸水骨材３が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１１】
本発明の請求項６の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している舗装体であって、吸水骨材３が、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１２】
本発明の請求項７の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している舗装体であって、吸水骨材３が、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結した多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１３】
本発明の請求項８の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している舗装体であって、吸水骨材３が、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしている。
【００１４】
本発明の吸水性舗装は、表層４の骨材１に多孔質焼結粒を使用することができる。
【００１５】
本発明の吸水性舗装は、表層４の骨材１の間に、多孔質焼結粒を含む吸水骨材３を充填することができる。
【００１６】
本発明の吸水性舗装は、透水性を有する表層４の下に路盤５を配設すると共に、路盤５は骨材１の一部又は全体を多孔質焼結粒とし、表層４を透過した水を路盤５の多孔質焼結粒に吸水させることができる。
【００１７】
本発明の吸水性舗装は、透水性を有する表層４の下に路盤５を配設すると共に、路盤５は骨材１の間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材３を充填し、表層４を透過した水を路盤５の多孔質焼結粒に吸水させることができる。
【００１８】
本発明の請求項１３の吸水性舗装に使用する骨材は、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としている。
【００１９】
本発明の請求項１４の吸水性舗装に使用する骨材は、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としている。
【００２０】
本発明の請求項１５の吸水性舗装に使用する骨材は、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としている。
【００２１】
本発明の請求項１６の吸水性舗装に使用する骨材は、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の吸水性舗装は、安価に多量生産できる多孔質焼結粒を使用して、多量の水分を吸水して効果的に冷却でき、さらに充分な強度があって歩道や車道に有効に利用できる特長がある。それは、本発明の吸水性舗装が、吸水性舗装の骨材の一部あるいは全体に多孔質焼結粒を使用し、あるいは、吸水性舗装の骨材の間に吸水骨材として多孔質焼結粒を充填しており、この多孔質焼結粒で吸水するようにしているからである。とくに、本発明の吸水性舗装は、骨材あるいは吸水骨材として使用する多孔質焼結粒に、石炭灰と製紙スラッジを含む原料、あるいは石炭灰と植物性残渣を含む原料、あるいは未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料、あるいはまた製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を使用する。したがって、多孔質焼結粒を安価に多量生産しながら、内部に無数の空隙を設けて、この空隙への水の出入りをスムーズにして優れた保水性を実現しながら、優れた強度も実現できる。このように、優れた保水性と強度とを有する多孔質焼結粒を吸水性舗装の骨材や吸水骨材として使用する構造は、保水する多量の水の気化熱で、長い時間にわたって歩道や車道の路面を効果的に涼しくできる特長がある。
【００２３】
さらに、本発明の請求項９と請求項１０の吸水性舗装は、表層の骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、あるいは、表層の骨材の間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材を充填しているので、表層を優れた吸水性として、保水する多量の水の気化熱で表層を効果的に涼しくできる特長がある。
【００２４】
さらに、本発明の請求項１１と請求項１２の吸水性舗装は、透水性を有する表層の下に路盤を配設して、路盤の骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、あるいは、路盤の骨材の間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材を充填しているので、内部の路盤に多量の水を保水できる。このため、雨水を有効に路盤に吸水して、保水する多量の水の気化熱で、表層を効果的に涼しくできる。とくに、路盤の骨材や吸水骨材に要求される強度が低いので、ここに充填する骨材や吸水骨材に、空隙率と吸水率の高い多孔質焼結粒を使用して、路盤に多量の水を吸水して保水し、長期間にわたって、表層を効果的に涼しく冷却できる特長がある。
【００２５】
さらに、本発明の骨材は、石炭灰と製紙スラッジを含む原料、あるいは石炭灰と植物性残渣を含む原料、あるいは未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料、あるいはまた製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としているので、多孔質焼結粒を安価に多量生産しながら、内部に無数の空隙を設けて、この空隙への水の出入りをスムーズにして優れた保水性を実現できると共に、優れた強度を実現できる。したがって、吸水性舗装に使用する骨材として、真に理想的な骨材を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための吸水性舗装及び吸水性舗装に使用する骨材を例示するものであって、本発明は吸水性舗装及び骨材を以下のものに特定しない。
【００２７】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２８】
吸水性舗装は、図１の断面図に示すように、骨材１を結合材２で結合している。骨材１は、吸水性のある多孔質焼結粒である。ただ、骨材は、吸水性のある多孔質焼結粒に、従来の舗装に使用している、天然石等の一般骨材を混合して使用することができる。一般骨材は、従来の舗装に使用している全ての骨材とすることができる。この一般骨材には、天然石、コンクリート廃材を破砕した骨材等を使用することができる。多孔質焼結粒と一般骨材を比較すると、一般骨材は強度に優れ、多孔質焼結粒は吸水性に優れている。とくに、多孔質焼結粒は、空隙率を高くして吸水性を高くすると、強度が低下する特性がある。このため、空隙率が高くて吸水性の高い多孔質焼結粒は、優れた強度の一般骨材と混合して使用して、吸水性舗装の強度を向上できる。また、空隙率と吸水率の小さい多孔質焼結粒は強度が大きいので、一般骨材を混合することなく、全ての骨材を多孔質焼結粒として、充分な強度の吸水性舗装にできる。
【００２９】
一般骨材と多孔質焼結粒とを混合する骨材１は、吸水性舗装に要求される吸水性と、多孔質焼結粒の吸水率と、舗装に要求される強度と、用途を考慮して、一般骨材と多孔質焼結粒の混合率を設定する。たとえば、歩道のように大きな強度が要求されない吸水性舗装においては、多孔質焼結粒の混合率を高く、また、空隙率が高くて吸水率の高い多孔質焼結粒を使用し、反対に車道のように強度が要求される吸水性舗装においては、多孔質焼結粒に対する一般骨材の混合率を高くし、また多孔質焼結粒の空隙率と吸水率を小さくして強靭なものを使用する。
【００３０】
多孔質焼結粒や一般骨材からなる骨材１は、平均粒子径を５〜３０ｍｍ、好ましくは、５〜２０ｍｍとする。
【００３１】
この吸水性舗装は、骨材１と結合材２とを混練りして地面に敷設して施工され、あるいは骨材１を一定の厚さに敷設した状態で、結合材２を散布して施工される。本発明の吸水性舗装は、舗装に使用する骨材に独得のものを使用し、あるいは以下に示すように、骨材の隙間に独得の吸水骨材を充填することを特徴とする。ただ、骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、あるいは骨材の隙間に多孔質焼結粒を充填して施工される。
【００３２】
結合材２には、無機粒を結合できる全てのもの、たとえば、セメント、アスファルト、合成樹脂、あるいはこれ等を複数種混合したものを使用する。結合材２が、多孔質焼結粒の表面全体を非通水膜で被覆すると、多孔質焼結粒の吸水性が失われる。したがって、結合材２は、多孔質焼結粒を吸水性のある状態で結合する。このことを実現するには、結合材２に通水性のあるものを使用し、あるいは結合材２が骨材１の接点を結合して、骨材１の間に空隙ができる状態とする。通水性のある結合材２には、たとえば水分量の少ないモルタルを使用する。また、骨材１の接点を結合して、骨材１間に空隙を設けるには、骨材１に対する結合材２の混合率を少なく、たとえば、１００重量部の骨材１に対して、２０〜１００重量部の結合材２を混合する。結合材２を少なくするほど、結合材２は骨材１の接点のみを結合して、骨材１の隙間を大きくする。
【００３３】
通水性があり、また骨材間に隙間があって、ここに水を透過させる吸水性舗装は、骨材１を厚く敷設して、内部の骨材１にまで雨水等を速やかに保水できる。水が骨材１の間を透過して、下部の骨材１に吸水されるからである。
【００３４】
図２に示す吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填している。吸水骨材３は吸水性のある多孔質焼結粒である。ここに充填される吸水骨材３は、骨材１の隙間に充填されるように、骨材１よりも平均粒子径を小さくしている。吸水骨材３の平均粒子径は、骨材１の平均粒子径の１／２以下とし、たとえば、０．５〜３ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍとする。この構造の吸水性舗装は、骨材１の間に吸水骨材３を充填して、吸水骨材３に雨水等を保水させる。この吸水性舗装は、骨材１を従来のものと変更しないで、吸水性を実現する。したがって、従来の舗装に匹敵する強度を保持しながら、吸水率を高くして涼しくできる。
【００３５】
以上の吸水性舗装は、表層４の骨材１に多孔質焼結粒を使用し、あるいは表層４の骨材間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材３を充填して、表層４の多孔質焼結粒に雨水を吸水させる。吸水性舗装は、図３と図４に示すように、表層４の下に路盤５を配設して、この路盤５に吸水する構造とすることもできる。この吸水性舗装は、路盤５の骨材１の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、あるいは路盤５の骨材１の間に、多孔質焼結粒を含む吸水骨材３を充填する。路盤５に吸水させる吸水性舗装は、表層４が透水性を有する。表層４を透過した水を路盤５に吸水させるからである。この吸水性舗装は、太陽熱で表層４が加温されると、表層４の熱で路盤５に吸水される水が気化する。気化した水は大きな気化熱で表層４を冷却する。
【００３６】
路盤５に多孔質焼結粒を使用する吸水性舗装は、表層４を従来の舗装と同じ構造にできる。このため、表層４を強靭な構造としながら、内部の路盤５に吸水できる。この吸水性舗装は、路盤５を厚くし、または路盤５の骨材１に、空隙率と吸水率の高い多孔質焼結粒を多量に使用し、あるいは、骨材１の間に充填する吸水骨材３に、空隙率と吸水率の高い多孔質焼結粒を使用して、路盤５の吸水率を大きくできる。したがって、この構造の吸水性舗装は、表面の表層４を強靭な構造としながら、内部の路盤５には多量の水を保水できる。このため、雨水を有効に路盤５に吸水して多量の雨水を保水し、保水する多量の水の気化熱で、表層４を長い時間にわたって、効果的に涼しくできる。すなわち、吸水性舗装に降った雨を外部に排水することなく路盤５に吸水して保水し、保水する水の気化熱でもって、表層４を数日以上もの長い間、涼しくできる特徴がある。とくに、路盤５の骨材１や吸水骨材３に要求される強度が低いので、ここに充填する骨材１や吸水骨材３に、空隙率と吸水率の高い多孔質焼結粒を使用できる。多孔質焼結粒は、強度と空隙率とが相反する特性で、強度を低くすると空隙率を大きくして、吸水率を大きくできる。このため、路盤５に多量の水を吸水して保水し、長期間にわたって、表層４を効果的に涼しく冷却できる特徴がある。
【００３７】
さらに、本発明の吸水性舗装は、図示しないが、表層と路盤の両方の骨材や吸水骨材に多孔質焼結粒を使用して、さらに吸水率を高くすることもできる。この吸水性舗装は、表層の骨材や吸水骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とし、さらに、路盤の骨材や吸水骨材の一部あるいは全体を多孔質焼結粒とする。
【００３８】
骨材１や吸水骨材３に使用される多孔質焼結粒は、吸水率を高くして、吸水性舗装の保水量を多くできる。多孔質焼結粒の吸水率は、たとえば、２５％以上、好ましくは３５％以上、さらに好ましくは４０％以上とする。
【００３９】
さらに、骨材１や吸水骨材３に使用される多孔質焼結粒は、破壊強度を強くして、上面に作用する荷重で破壊されるのを有効に防止できる。多孔質焼結粒の破壊強度は、たとえば、１００Ｎ以上、好ましくは１５０Ｎ以上、さらに好ましくは２００Ｎ以上、より好ましくは２５０Ｎ以上とする。ただし、この破壊強度は、球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、破壊されるときの荷重を圧縮強度としている。
【００４０】
骨材１や吸水骨材３に使用される多孔質焼結粒は、無機質材を多孔質な状態に焼結したもので、以下のようにして製造する。
［未燃カーボンで多孔質とする石炭灰からなる多孔質焼結粒の製造方法］
(1) 造粒工程
この工程は、１０重量％以上の未燃カーボンを含むフライアッシュに、実質的に無機結合材を添加することなく、バインダーに水を添加して造粒して未焼結粒子とする。フライアッシュには、５重量％以上、好ましくは１０重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上の未燃カーボンを含むものを使用する。フライアッシュに、未燃カーボンの含有量の多いものを使用して、焼結された多孔質焼結粒の空隙率をより高く、すなわち吸水率を高くできる。とくに、未燃カーボンによる空隙は、極めて微細な空隙となり、水を長時間にわたって保水する効果がある。ただ、フライアッシュの未燃カーボンが多すぎると、多孔質焼結粒の強度が低下するので、未燃カーボンの含有率は４０重量％以下、好ましくは３０重量％以下とする。
フライアッシュを結合して造粒するバインダーには水を使用するが、焼成工程で焼失する合成樹脂製のバインダー、たとえば酢酸ビニル樹脂やＰＶＡ等の合成樹脂バインダーを添加して使用することもできる。バインダーである水の添加量は、フライアッシュを結合して造粒できる量、たとえば１０重量％とする。ただし、バインダーの添加量は、５重量％〜２０重量％として造粒することもできる。造粒工程は、フライアッシュに水を噴霧しながら、皿の上で転動させながら造粒する。ただ、フライアッシュに１０重量％の水を添加して混練りし、これを成形型に入れてプレス成形して造粒することもできる。造粒工程において、平均粒子径を２〜３０ｍｍ、好ましくは３〜２０ｍｍ、さらに好ましくは５〜１５ｍｍとする未焼結粒子に造粒する。
【００４１】
(2) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、この工程で表面層と核粒子とを焼結する。焼成温度は、１０５０℃〜１２００℃とする。焼成温度が低いと、充分に焼結できずに強度が低下する。反対に高すぎると空隙が少なくなって、吸水性と保水性が低下する。焼成工程において、未焼結粒子は含有される未燃カーボンが焼失して多孔質な状態となる。未燃カーボンは、多孔質焼結粒の全体に、極めて微細な空隙を形成して多孔質な状態とする。図５は、多孔質焼結粒の内部が焼結されて多孔質な状態となる状態を示す電子顕微鏡写真である。この図に示すように、多孔質焼結粒の内部には、極めて微細な多くの空隙ができ、ここに吸水した水を保水する。この状態で内部の微細な空隙に保水する多孔質焼結粒は、極めて優れた保水性を実現して、長い時間にわたって保水する。
【実施例１】
【００４２】
以下の工程で多孔質焼結粒を製造する。
(1) 造粒工程
３０重量％の未燃カーボンを含むフライアッシュに、バインダーとして水を噴霧し、皿の上で転動させて球形の未焼結粒子を造粒する。水の添加量は１０重量％とする。造粒する核粒子の平均粒子径は約１０ｍｍとする。
【００４３】
(2) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、焼成炉に搬入し、焼成温度を１１６０℃として１時間焼成する。焼成炉は、２００℃／時間の温度勾配で炉内の温度を上昇し、１１６０℃に１時間保持した後、自然冷却して、焼成炉から多孔質焼結粒を取り出す。
【００４４】
以上の工程で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約６０重量％と極めて高くなる。吸水率が６０重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に６０ｇの水を保水する。多孔質焼結粒の真比重は２．６とすれば、この多孔質焼結粒の空隙率は約６１％と極めて高くなる。さらに、この多孔質焼結粒は極めて微細な空隙に吸水するので、極めて優れた保水性を実現する。図６はこの方法で製作される多孔質焼結粒に含まれる水分が時間と共に減少する状態を示す。ただし、この試験は温度４０℃、湿度８０％に置かれた多孔質焼結粒から水分が減少する状態を示している。この図から、この実施例で製作する多孔質焼結粒は、４００時間（１６．７日）経過後も４０％の水分を保水するという、極めて優れた保水性を実現する。
【００４５】
図７は、この実施例で得られた多孔質焼結粒の空隙分布を示すグラフである。このグラフにより、この実施例の多孔質焼結粒の空隙は、５〜１５μｍと極めて微細な空隙がほとんどを占めることが判る。ただし、このグラフはＨｇ注入法で測定した空隙の細孔径を示している。
【００４６】
さらに、この実施例で製造された多孔質焼結粒は、コンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となる。したがって、この多孔質焼結粒を骨材とする歩道の吸水性舗装は、上を歩いても骨材が破壊されない強度を有する。とくに多孔質焼結粒が、上を歩行して破壊されない強度を有するので、歩道の吸水性舗装は、骨材の全てをこの実施例の多孔質焼結粒とすることができる。多孔質焼結粒は、局部的に加圧して約２２６Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない破壊強度を有する。この破壊試験は、球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、破壊される圧力である。この破壊試験によると、多孔質焼結粒は極めて狭い領域で局部的に押圧される。現実に吸水性舗装の骨材として使用される状態では、歩道にあっては靴等で広い面積で踏みつけられ、車道にあってはタイヤを介して広い面積で押圧される。すなわち、吸水性舗装の骨材に使用される多孔質焼結粒は、局部に集中して直接に力が作用することはない。歩道や車道である吸水性舗装は、表面に表出する骨材である多孔質焼結粒に、靴底やタイヤ等のゴム状弾性体等を介して力が作用する。このため、多孔質焼結粒の破壊強度は、局部的に押圧する状態に比較して極めて大きくなる。このため、この実施例で製作される多孔質焼結粒は、吸水性舗装の表面に表出する骨材として歩道と車道に使用されて破壊されない強度を有する。したがって、この実施例で製作される多孔質焼結粒は、車道や歩道となる吸水性舗装の骨材として使用できる。また、平均粒子径を小さくして、車道や歩道となる吸水性舗装の骨材の間に吸水骨材として充填できる。すなわち、歩道や車道の表層の骨材として使用できる。したがって、路盤の骨材、さらに路盤の骨材間の吸水骨材としても使用できる。
【実施例２】
【００４７】
焼成工程における焼成温度を１１６０℃から１１８０℃にする以外、実施例１と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約５３重量％と極めて高くなる。吸水率が５３重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に５３ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例１の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約４０％の水分を保水する。
【００４８】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約２４８Ｎの圧力で加圧するまで破壊されず、実施例１の多孔質焼結粒よりも更に強靭なものとなる。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例３】
【００４９】
造粒工程において、フライアッシュに１２重量％の未燃カーボンを含有するものを使用し、焼成工程における焼成温度を１１００℃とする以外、実施例１と同様にして多孔質焼結粒を製作する。
【００５０】
この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約４５重量％と極めて高くなる。吸水率が４５重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に４５ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例１の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約４０％の水分を保水する。
【００５１】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１８７Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【００５２】
以上の方法で製造される多孔質焼結粒は、表面を無機粉末でコーティングすることができる。この多孔質焼結粒は以下のようにして製造される。
(1) 造粒工程
この工程は、前述の(1)の造粒工程と同じようにして、核粒子を製造する。
【００５３】
(2) コーティング工程
造粒工程で得られる核粒子の表面を無機粉末でコーティングして未焼結粒子とする。コーティングに使用する無機粉末は、核粒子を構成するフライアッシュよりも未燃カーボンの含有量を少なくして、酸化鉄含有量の多いフライアッシュ、または岩石の微粉末を使用する。また、無機粉末には、フライアッシュと岩石の微粉末の混合物も使用できる。岩石の混合物である無機粉末には、骨材を破砕して骨材を製造する工程で発生する砕石の微粉末屑を有効に使用できる。この岩石には、流紋岩の微粉末や砂岩を破砕したものが使用できる。核粒子をコーティングする無機粉末は、核粒子のフライアッシュよりも多量の酸化鉄を含有する。酸化鉄を含有する無機粉末は、還元雰囲気で焼成されて、茶色から赤色に変色して、多孔質焼結粒の外観を美しい色に着色する。
【００５４】
コーティング工程において、未焼結粒子の平均粒子径を２ｍｍ〜３０ｍｍとする。無機粉末をコーティングして核粒子に積層される表面層の厚さは、核粒子の平均粒子径は一定でないが、たとえば０．５〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍとする。表面層を薄くして、多孔質焼結粒の吸水率を高くできる。ただ、表面層を薄くすると圧縮強度が低下する。反対に表面層を厚くして多孔質焼結粒の圧縮強度を向上できる。したがって、表面層の厚さは、多孔質焼結粒の用途により最適値とする。敷設した上を頻繁に歩行する場所に敷設される多孔質焼結粒は、表面層を厚くして圧縮強度を強くする。反対に、敷設された上を歩く頻度が少ない場所、たとえば建物の屋上等に使用される多孔質焼結粒は、表面層を薄くして吸水性と保水性を向上して軽くする。コーティング工程において、無機粉末でコーティングする場合も、無機粉末に水や合成樹脂等のバインダーを添加する。ただ、無機粉末を核粒子の表面に薄くコーティングする場合、バインダーを添加することなく、核粒子に含まれる水分で核粒子の表面に結合することもできる。
【００５５】
(3) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、この工程で表面層と核粒子とを焼結する。焼成温度は、１０００℃〜１２００℃、好ましくは１０５０℃〜１２００℃とする。焼成温度が低いと、表面層を充分に焼結できずに強度が低下する。反対に高すぎると空隙が少なくなって、吸水性と保水性が低下する。表面層は、内部の核粒子よりも強固に焼結される。焼成工程は、未焼結粒子を焼成して、コーティングされた表面層と、内部の核粒子を焼結する。焼成された核粒子と表面層は、両方が多孔質な状態となる。内部の核粒子は、含有される未燃カーボンが焼失して多孔質な状態となる。表面層は、無機粉末が焼結されるが、焼結される無機粉末の間に隙間ができて多孔質な状態となる。核粒子は、含有される未燃カーボンによって極めて微細な空隙ができる。さらに、フライアッシュに含まれる未燃カーボンが焼失することにより、核粒子は表面層よりも微細な空隙が多くなって、表面層よりも多孔質な状態となる。さらに、表面層は核粒子よりも高い温度に加熱されることで、フライアッシュよりも焼結されやすい無機粉末が含まれているため、より強い強度に焼結される。
【実施例４】
【００５６】
以下の工程で、表面を無機粉末でコーティングしている多孔質焼結粒が製造される。
(1) 造粒工程
３０重量％の未燃カーボンを含むフライアッシュに、バインダーとして水を噴霧し、皿の上で転動させて球形の核粒子を造粒する。水の添加量は、１００重量部のフライアッシュに対して１０重量部とする。造粒する核粒子の平均粒子径は約１０ｍｍとする。
【００５７】
(2) コーティング工程
造粒工程で製造される核粒子の表面を無機粉末でコーティングして未焼結粒子とする。無機粉末には、未燃カーボンが約１２重量％のフライアッシュを使用する。コーティングする表面層の厚さを１ｍｍとして、未燃カーボンの平均粒子径を１２ｍｍとする。コーティングは造粒工程と同じように、皿の上で核粒子を転動させて、水を噴霧しながらフライアッシュを供給して、核粒子の表面を未燃カーボンの少ないフライアッシュでコーティングする。
【００５８】
(3) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、焼成炉に搬入し、焼成温度を１１４０℃として１時間焼成する。焼成炉は、２００℃／時間の温度勾配で炉内の温度を上昇し、１１４０℃に１時間保持した後、自然冷却して、焼成炉から多孔質焼結粒を取り出す。
【００５９】
以上の工程で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約５０重量％と極めて高くなる。吸水率が５０重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に５０ｇの水を保水する。多孔質焼結粒の真比重を２．６とすれば、この多孔質焼結粒の空隙率は約５７％と極めて高くなる。さらに、この多孔質焼結粒は極めて微細な空隙に吸水するので、極めて優れた保水性を実現する。図８はこの実施例で製作される多孔質焼結粒が長時間に渡って保水する特性を示す。ただし、この試験は温度４０℃、湿度８０％の室内で水分が減少する状態を示している。この図から、この実施例で製作する多孔質焼結粒は、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水するという、極めて優れた保水性を実現する。
【００６０】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面の上に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となる。破壊強度を測定するために、球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧しても約１２５Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない破壊強度を有する。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例５】
【００６１】
焼成工程における焼成温度を１１４０℃から１１８０℃にする以外、実施例４と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約４２重量％と極めて高くなる。吸水率が４２重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に４２ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例４の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００６２】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面の上に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となる。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１６３Ｎの圧力で加圧するまで破壊されず、実施例４の多孔質焼結粒よりも更に強靭なものとなる。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例６】
【００６３】
コーティング工程において、コーティングする無機粉末を、フライアッシュに代わって砂岩の砕石屑を使用し、焼成工程における焼成温度を１０６０℃とする以外、実施例４と同様にして多孔質焼結粒を製作する。
【００６４】
この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約３６重量％と極めて高くなる。吸水率が３６重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に３６ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例４の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００６５】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約２２０Ｎの圧力で加圧するまで破壊されず、実施例４及び５の多孔質焼結粒よりも更に強靭なものとなる。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例７】
【００６６】
コーティング工程において、コーティングする無機粉末を、フライアッシュに代わって、流紋岩を微粉砕したものを使用し、焼成工程における焼成温度を１１００℃とする以外、実施例４と同様にして多孔質焼結粒を製作する。
【００６７】
この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約４１重量％と極めて高くなる。吸水率が４１重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に４１ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例４の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００６８】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１１５Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例８】
【００６９】
焼成工程における焼成温度を１１００℃から１１４０℃とする以外、実施例７と同様にして多孔質焼結粒を製作する。
【００７０】
この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約３０重量％と極めて高くなる。吸水率が３０重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に３０ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例４の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００７１】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１８９Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【００７２】
さらに、骨材１や吸水骨材３に使用される多孔質焼結粒は、以下のようにして製造することもできる。
［製紙スラッジで多孔質とする石炭灰からなる多孔質焼結粒の製造方法］
(1) 造粒工程
この工程は、フライアッシュに焼成しない製紙スラッジを混合し、あるいは焼成しない未乾燥の製紙スラッジを、含有水をバインダーに使用して造粒して未焼結粒子とする。製紙スラッジは、１０重量％以上、好ましくは１５重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上の繊維等の有機成分を含むものを使用する。さらに、製紙スラッジは、フィルタープレス等で脱水されたものであって、乾燥されず、また焼成されないものを使用する。この製紙スラッジは、４０重量％〜７０重量％の水分を含有する。この含有水分をバインダーに使用して、フライアッシュと製紙スラッジとの混合体を造粒し、あるいは製紙スラッジを造粒する。この製紙スラッジは、微細な短繊維と無機成分に水を含有する。この製造方法は、製紙スラッジの焼成灰をフライアッシュに混合して造粒するのではない。この製造方法は、脱水された製紙スラッジを乾燥することなく、また焼成することなく造粒して焼成するので、処理コストを著しく安くして理想的な物性の多孔質焼結粒にできる。
【００７３】
また、製紙スラッジに含まれる繊維は非常に細くて短い。この繊維を焼失して、多孔質焼結粒の内部に微細な無数の空隙を設ける。したがって、原料の製紙スラッジに、繊維等の有機成分の含有量の多いものを使用して、焼結された多孔質焼結粒の空隙率をより高く、すなわち吸水率を高くできる。とくに、繊維等の有機成分による空隙は、未燃カーボンのように独立気泡な状態ではなく、連続気泡の状態となって互いに連続する微細な無数の空隙となる。この構造の空隙は、多量の水をスムーズに出入りしやすい状態で保水する。
【００７４】
製紙スラッジに含まれる繊維等の有機成分が多すぎると、これを焼結した多孔質焼結粒は、空隙率が高くなって全体の強度が低下する。したがって、繊維等の有機成分の含有率の多すぎる製紙スラッジは、フライアッシュを混合して空隙率を調整する。さらに、フライアッシュに未燃カーボンを含有するものを使用して、フライアッシュの未燃カーボンと、製紙スラッジの繊維等の有機成分とで、多孔質焼結粒の空隙率をコントロールすることもできる。
【００７５】
さらに、フライアッシュと製紙スラッジには、いずれか又は両方に酸化鉄を含有するものを使用する。酸化鉄は顔料となって、多孔質焼結粒の表面を美しい天然色に着色する。
【００７６】
製紙スラッジやフライアッシュを結合して造粒するバインダーには水を使用するが、焼成工程で焼失する合成樹脂製のバインダー、たとえば酢酸ビニル樹脂やＰＶＡ等の合成樹脂バインダーを水に添加して使用することもできる。造粒工程において、フライアッシュと製紙スラッジは十分に混練りされて、製紙スラッジに含まれる繊維等の有機成分を均一に分散させる。水分を含有するフィルターや製紙スラッジは成型室に充填され、成型室が閉塞されて未焼結粒子に造粒される。製紙スラッジに対するフライアッシュ量を多くして、造粒に必要な水分量が少なくなる場合は、水分含有量が４０重量％〜７０重量％となるように水を添加して、繊維等の有機成分を均一に分散させるまで混練りする。
【００７７】
ただ、この製造方法は、フライアッシュと製紙スラッジを造粒する方法を、成型室に充填する方法には特定しない。たとえば、フライアッシュや製紙スラッジを円柱状又は角柱状に押し出し、これを所定の長さに切断して短い円柱状や角柱状とし、さらにこれを２枚のプレートで挟んで転動させて球形ないしは球形に近似する形状に成型し造粒することもできる。未焼結粒子は、好ましくは球形に造粒する。ただし、完全な球形には成型せずに、球形に近い形状とし、多面体ないしは角を丸くしている多面体等の形状に成型する。また、自然の砂利に近いように種々の形状が混在する形状に造粒することもできる。造粒工程においては、平均粒子径を２〜３０ｍｍ、好ましくは３〜２０ｍｍ、さらに好ましくは５〜１５ｍｍとする未焼結粒子に造粒する。
【００７８】
(2) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、焼結して製紙スラッジに含まれる繊維等の有機成分を焼失して、連続気泡状態の多孔状態に焼結する。焼成温度は、１０００℃〜１３００℃、好ましくは１０００〜１２００℃、さらに好ましくは１０５０℃〜１２００℃とし、設定された焼成温度における焼成時間は１〜５時間とする。焼成温度が低く、あるいは焼成時間が短いと、充分に焼結できずに強度が低下する。反対に高すぎると無機成分が溶融されて空隙が少なくなって、吸水性と保水性が低下する。焼成工程において、未焼結粒子は含有される繊維等の有機成分が焼失されて多孔質な状態となる。また、未燃カーボンを含むフライアッシュに製紙スラッジを混合している未焼結粒子は、フライアッシュの未燃カーボンも焼失して微細な空隙ができる。この多孔質焼結粒は、繊維等の有機成分による連続気泡状態の空隙と、未燃カーボンによる独立気泡状態の空隙が互いに連通される状態で設けられて、多量の水分を含有する多孔質焼結粒となる。
【００７９】
図９は、多孔質焼結粒の内部が焼結されて多孔質な状態となる状態を示す電子顕微鏡写真である。この図に示すように、多孔質焼結粒の内部には、極めて微細な多くの連続する空隙ができ、ここに吸水した水を保水する。この状態で内部の微細な空隙に保水する多孔質焼結粒は、極めて優れた保水性を実現して、長期間にわたって保水する。
【実施例９】
【００８０】
以下の工程で多孔質焼結粒を製造する。
(1) 造粒工程
１００重量部のフライアッシュと、１００重量部の製紙スラッジを十分に混合して、製紙スラッジの繊維等の有機成分を均一に分散させる状態とした原料を造粒する。フライアッシュは、３０重量％の未燃カーボンを含有する。製紙スラッジは、３０重量％の繊維等の有機成分を含有する。製紙スラッジは水分を含有するが、フライアッシュはほとんど水分を含まないので、全体の水分含有量が５０重量％となるように水を添加して、水をバインダーとして造粒する。この製紙スラッジは、フィルタープレスで脱水されたものを、乾燥も焼成もしない状態で使用する。製紙スラッジは５０重量％の水分を含む。造粒される未焼結粒子の平均粒子径は約１０ｍｍとする。
【００８１】
(2) 焼成工程
未焼結粒子を乾燥した後、焼成炉に搬入し、焼成温度を１２００℃として２時間焼成する。焼成炉は、２００℃／時間の温度勾配で炉内の温度を上昇し、１２００℃に２時間保持した後、自然冷却して、焼成炉から多孔質焼結粒を取り出す。
【００８２】
以上の工程で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約６１重量％と極めて高くなる。吸水率が６１重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に６１ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒は極めて微細な空隙に吸水するので、極めて優れた保水性を実現する。とくに、この多孔質焼結粒は、未燃カーボンによる独立気泡状態の空隙と、繊維等の有機成分による連続気泡状態の空隙とが、互いに連通する状態で設けられる。したがって、この実施例で製作される多孔質焼結粒は、多量の水をスムーズに出し入れできる状態で長時間にわたって保水する。たとえば、温度４０℃、湿度８０％の室内で水分が減少する状態を測定すると、この実施例の多孔質焼結粒は、４００時間（１６．７日）経過後も３８重量％の水分を保水する極めて優れた保水性を示す。
【００８３】
この実施例で得られた多孔質焼結粒の空隙分布を水銀注入法で測定すると、２〜２０μｍと極めて微細な空隙がほとんどを占める。
【００８４】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。破壊強度を測定するために、球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧しても約１５０Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない破壊強度を有する。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１０】
【００８５】
焼成工程における焼成温度を１２００℃から１１５０℃にする以外、実施例９と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約６３重量％となる。吸水率が６３重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に６３ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約４０％の水分を保水する。
【００８６】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１３０Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１１】
【００８７】
造粒工程において、原料に使用するフライアッシュに含有される未燃カーボンを５重量％とし、さらに、焼成工程における焼成温度を１２００℃から１１７０℃にする以外、実施例９と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約３８重量％となる。吸水率が５３重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に３８ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００８８】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約２９８Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１２】
【００８９】
造粒工程において、造粒される未焼結粒子の平均粒子径を１２ｍｍとし、さらに、焼成工程における焼成温度を１１００℃にする以外、実施例１１と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約５３重量％となる。吸水率が５３重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に５３ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００９０】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１７９Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１３】
【００９１】
造粒工程において、使用する原料を、５重量％の未燃カーボンを含有するフライアッシュを１００重量部と、製紙スラッジを３００重量部とし、造粒される未焼結粒子の平均粒子径を約１１ｍｍとし、さらに、焼成工程における焼成温度を１２００℃から１１７０℃にする以外、実施例９と同様にして多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約４２重量％となる。吸水率が４２重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に４２ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００９２】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約２８２Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１４】
【００９３】
造粒工程において使用する焼失材混合無機材を、３０重量％の繊維等の有機成分を含有する製紙スラッジのみとする以外、実施例９と同様にして、多孔質な多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約５１重量％となる。吸水率が５１重量％である多孔質焼結粒は、１００ｇの多孔質焼結粒に５１ｇの水を保水する。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３０％の水分を保水する。
【００９４】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１１８Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【実施例１５】
【００９５】
焼成工程において、焼成温度を１２００℃から１０６０℃にとする以外、実施例１４と同様にして、多孔質な多孔質焼結粒を製造する。この実施例で製造される多孔質焼結粒は、吸水率が約６０重量％となる。この多孔質焼結粒も極めて微細な空隙に吸水するので、実施例９の多孔質焼結粒と同じように、極めて優れた保水性を実現し、４００時間（１６．７日）経過後も約３５％の水分を保水する。
【００９６】
さらに、製造された多孔質焼結粒をコンクリートや地面に敷設して、上を歩行しても全く破壊されない強度となった。球形に焼結された多孔質焼結粒を、変形しない平行な金属面で挟着して、局部的に加圧して破壊強度を測定すると約１１０Ｎの圧力で加圧するまで破壊されない。このため、歩道や車道の表層と路盤の骨材に使用でき、また骨材の間に充填する吸水骨材にも使用できる強度を有する。
【００９７】
以上の多孔質焼結粒は、未燃カーボンで多孔質とする多孔質焼結粒と同じようにして、表面を無機粉末でコーティングすることができる。また、製紙スラッジに代わって、植物性残渣を使用して石炭灰を多孔質に焼結することもできる。
【００９８】
以上のように、本発明の吸水性舗装は、骨材に多孔質焼結粒を使用し、あるいは骨材の間に充填する吸水骨材に多孔質焼結粒を使用して、吸水性舗装の吸水率を高くできる。したがって、本発明の吸水性舗装は、骨材と吸水骨材の両方に多孔質焼結粒を使用して、吸水率をさらに高くできる。また、本発明の吸水性舗装は、骨材の一部を多孔質焼結粒として、吸水率と強度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施例にかかる吸水性舗装の断面図である。
【図２】本発明の他の実施例にかかる吸水性舗装の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかる吸水性舗装の断面図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかる吸水性舗装の断面図である。
【図５】多孔質焼結粒を示す電子顕微鏡写真である。
【図６】多孔質焼結粒の保水性を示すグラフである。
【図７】多孔質焼結粒の空隙分布を示すグラフである。
【図８】他の多孔質焼結粒の保水性を示すグラフである。
【図９】他の多孔質焼結粒を示す電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【０１００】
１…骨材
２…結合材
３…吸水骨材
４…表層
５…路盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材(1)を結合材(2)で結合している舗装体であって、骨材(1)の一部あるいは全体が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項２】
骨材(1)を結合材(2)で結合している舗装体であって、骨材(1)の一部あるいは全体が、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項３】
骨材(1)を結合材(2)で結合している舗装体であって、骨材(1)の一部あるいは全体が、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結した多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項４】
骨材(1)を結合材(2)で結合している舗装体であって、骨材(1)の一部あるいは全体が、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項５】
骨材(1)の間に吸水骨材(3)を充填している舗装体であって、吸水骨材(3)が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項６】
骨材(1)の間に吸水骨材(3)を充填している舗装体であって、吸水骨材(3)が、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項７】
骨材(1)の間に吸水骨材(3)を充填している舗装体であって、吸水骨材(3)が、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結した多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項８】
骨材(1)の間に吸水骨材(3)を充填している舗装体であって、吸水骨材(3)が、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項９】
表層(4)の骨材(1)に多孔質焼結粒を使用する請求項１ないし４のいずれかに記載される吸水性舗装。
【請求項１０】
表層(4)の骨材(1)の間に、多孔質焼結粒を含む吸水骨材(3)を充填している請求項５ないし８のいずれかに記載される吸水性舗装。
【請求項１１】
表層(4)の下に路盤(5)を配設しており、表層(4)が透水性を有し、路盤(5)は骨材(1)の一部又は全体を多孔質焼結粒とし、表層(4)を透過した水を路盤(5)の多孔質焼結粒に吸水させる請求項１ないし８のいずれかに記載される吸水性舗装。
【請求項１２】
表層(4)の下に路盤(5)を配設しており、表層(4)が透水性を有し、路盤(5)は骨材(1)の間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材(3)を充填しており、表層(4)を透過した水を路盤(5)の多孔質焼結粒に吸水させる請求項１ないし８のいずれかに記載される吸水性舗装。
【請求項１３】
石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としてなる吸水性舗装に使用する骨材。
【請求項１４】
石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としてなる吸水性舗装に使用する骨材。
【請求項１５】
未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としてなる吸水性舗装に使用する骨材。
【請求項１６】
製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としてなる吸水性舗装に使用する骨材。
【請求項１】
骨材(1)を結合材(2)で結合している舗装体であって、骨材(1)の一部あるいは全体が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項２】
骨材(1)を結合材(2)で結合している舗装体であって、骨材(1)の一部あるいは全体が、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項３】
骨材(1)を結合材(2)で結合している舗装体であって、骨材(1)の一部あるいは全体が、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結した多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項４】
骨材(1)を結合材(2)で結合している舗装体であって、骨材(1)の一部あるいは全体が、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒で、この多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項５】
骨材(1)の間に吸水骨材(3)を充填している舗装体であって、吸水骨材(3)が、石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項６】
骨材(1)の間に吸水骨材(3)を充填している舗装体であって、吸水骨材(3)が、石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項７】
骨材(1)の間に吸水骨材(3)を充填している舗装体であって、吸水骨材(3)が、未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結した多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項８】
骨材(1)の間に吸水骨材(3)を充填している舗装体であって、吸水骨材(3)が、製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結してなる多孔質焼結粒を含み、多孔質焼結粒が吸水するようにしてなることを特徴とする吸水性舗装。
【請求項９】
表層(4)の骨材(1)に多孔質焼結粒を使用する請求項１ないし４のいずれかに記載される吸水性舗装。
【請求項１０】
表層(4)の骨材(1)の間に、多孔質焼結粒を含む吸水骨材(3)を充填している請求項５ないし８のいずれかに記載される吸水性舗装。
【請求項１１】
表層(4)の下に路盤(5)を配設しており、表層(4)が透水性を有し、路盤(5)は骨材(1)の一部又は全体を多孔質焼結粒とし、表層(4)を透過した水を路盤(5)の多孔質焼結粒に吸水させる請求項１ないし８のいずれかに記載される吸水性舗装。
【請求項１２】
表層(4)の下に路盤(5)を配設しており、表層(4)が透水性を有し、路盤(5)は骨材(1)の間に多孔質焼結粒を含む吸水骨材(3)を充填しており、表層(4)を透過した水を路盤(5)の多孔質焼結粒に吸水させる請求項１ないし８のいずれかに記載される吸水性舗装。
【請求項１３】
石炭灰と製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としてなる吸水性舗装に使用する骨材。
【請求項１４】
石炭灰と植物性残渣を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としてなる吸水性舗装に使用する骨材。
【請求項１５】
未燃カーボンを含む石炭灰を含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としてなる吸水性舗装に使用する骨材。
【請求項１６】
製紙スラッジを含む原料を成形した成形体を焼成して多孔質な状態に焼結して吸水性のある多孔質焼結粒としてなる吸水性舗装に使用する骨材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図５】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図５】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２４１８０３（Ｐ２００６−２４１８０３Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５８０２１（Ｐ２００５−５８０２１）
【出願日】平成１７年３月２日（２００５．３．２）
【出願人】（５９２１３４５８３）愛媛県 (53)
【出願人】（５９９１６７４８９）株式会社陶石麻照 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２日（２００５．３．２）
【出願人】（５９２１３４５８３）愛媛県 (53)
【出願人】（５９９１６７４８９）株式会社陶石麻照 (5)
【Ｆターム（参考）】
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