透水性コンクリ−ト舗装材
【課題】有機高分子系樹脂を用いないで、透水性舗装としての結合材を合成する技術、及び流し込み成形による目地のない現場施工を可能にする無機質系透水性コンクリ−ト舗装材を提供する。
【解決手段】結合材として、セメントの他に硫酸バリウム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、溶融スラグなどの潜在水硬性混和材を用い、さらに有機混和剤により骨材表面に接着硬化させる。
【解決手段】結合材として、セメントの他に硫酸バリウム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、溶融スラグなどの潜在水硬性混和材を用い、さらに有機混和剤により骨材表面に接着硬化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒ−トアイランド現象を抑制するための透水性舗装材、路面表層部の保水性能をもった無機質系舗装材を特徴とする技術である。アスファルト舗装や非透水性コンクリ−ト舗装に代替する無機質系透水性舗装材を特徴とし、環境保全技術に適応できる機能性混和材に関するものである。
【従来の現状】
【０００２】
都市部においては夏季には石由、電力などのエネルギ−の著しい消費による排熱量の増加や、それに伴って大気の温度が上昇することによる輻射熱の増大などにより、ヒ−トアイランド現象が起こるとされている。また、大量の降雨により下水管がオ−バ−フロ−し、浸水被害が起きたりすることがしばしば発生する。他方、農村部でも山林の伐採による雨水の保持機能が低下する傾向にあり、それによって派生する様々な環境破壊が憂慮されている。
このような現象は、都市部、農村部の道路状況のみならず、建築構造物の外郊部分などがアスファルト舗装や非透水性コンクリ−ト舗装により水分の移動が理想的な形態になっていないことが原因である。
透水性アスファルト舗装は車道では広く普及しているが耐久性も短く、また、車道以外の場所や狭い面積では施工する上でも大型機械を必要とし、実際の施工は極めて難しい。景観上も単一化しているので高機能性を持った舗装材の開発が期待されている。
また、従来の舗装材はコンクリ−トを別にすれば、全て有機高分子系をバインダ−に使った舗装材である。これらは透水性に欠けるばかりでなく、施工する上で揮発性有機化合物（いわゆるＶＯＣ）の飛散により、アスベストのように施工技術者の健康を損ねることは極めて憂慮されるべきことである。本発明の無機質系舗装材は、現在のところまだ開発されていないのが実情である。
【背景技術】
【０００３】
現在行われている舗装材は有機高分子系樹脂を使って硬化させる方法である。これは透水性能が極めて小さく、かつまた施工方法が極めて特殊であるので従来のようなコンクリ−トミキサ−車を活用することはできない。使用後にミキサ−車の内壁に高分子樹脂が密着して洗浄することも困難である。このような状況から現実にはミキサ−車を使用することは不可能である。
【０００４】
また、有機高分子系樹脂を使った舗装材の物性強度は小さく、２Ｎ／ｍｍ２程度である。また、高分子系樹脂をバインダ−に使った舗装材は紫外線による劣化が著しく、耐用年数はせいぜい２〜３年である。実際に施工すると樹脂系材料に含まれている揮発性有機化合物が放散して作業者にとっても、さらには施工現場の近郊住民にとっても極めて有害である。アスベストような健康被害を起こさないためにも、十分に考慮されなければならない。
【０００５】
他方、セメントに細骨材や粗骨材を混合し、水を加えて混練したレンガブロック状のコンクリ−ト舗装材が知られているが、これは工場生産であり、現場で施工しなければならない。本発明は継ぎ目のない透水性舗装材を施工現場で製造することを可能にするものである。
【０００６】
透水性コンクリ−トに代表される植生コンクリ−トやレンガブロック状のコンクリ−ト舗装材などは、一個一個をセメントでつなぎ止めるので、目地が生じるのはやむを得ないことである。しかしながら、使用するに伴って目地に段差ができ、そこに草木が植生してしまう。このような問題点を解決するため、本発明は流し込み成形を可能にする材料の開発を行い、目地のない製品を製造するに至った。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はバインダ−として有機系高分子化合物を一切使用しないで、無機系化合物を使用することにより新たな透水性舗装材を提案するものである。このことは材料としての強度発現が有機質系よりも優れており、優位性がある。したがって、歩道、遊歩道のみならず駐車場などでも施工できる。さらに、製造の方法によっては車道にも十分対応できる舗装材にすることも可能である。
実際の施工に当たって、アスファルト舗装のような大型機械の設備は必要なく、ミキサ−車で簡単に混練ができることである。このことは有機質系高分子化合物では不可能であり、その施工面でのメリットは極めて大きい。さらに、混練終了後のミキサ−車の洗浄が可能である。本発明の透水性コンクリ−ト舗装材は、従来の使用方法と同様、すなわち、コンクリ−ト製造と同様な方法で何ら問題なく製造が可能である。他方、有機系高分子化合物では洗浄しても高分子が内壁に付着してしまい、洗浄できない。本発明による無機系舗装材は施工が極めて簡便である。
【０００８】
最も大きな問題は、実際に施工する職人、及び施工現場近郊住民の健康上の問題である。この有機系高分子材料に付随する揮発性有機化合物の放散が著しいので極めて有害であり、累積する作業時間を考えると深刻な問題である。本発明はこの問題を解決するため誠意努力した結果、全く揮発性有機化合物を使うことなく、悪臭や刺激臭の放散が生じない舗装材料の開発を試みた。その結果、実際に施工しても全く臭気がないので作業者の健康上極めて優れた材料である。
【０００９】
本発明は継ぎ目のない透水性舗装材を施工現場で製造することを可能にするものである。実際の施工は流し込み成形を可能にする材料の開発を行い、目地のない製品を製造するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
無機質系舗装材は下地の路床の整地とその上部の路盤の填圧を施した後に施工する。本発明の無機質系舗装材料は、普通ポルトランドセメントを主要材料として高炉水砕スラグ微粉末を混合する。また、フライアッシュや溶融スラグなどの潜在水硬性混和材などを基本材料として、凝結時間を調整するために硫酸バリウムを添加する。これらは全てバインダ−としての材料であり、必要があれば同時に着色顔料として単一色のものや、嗜好によっては複合色を練混時に加えることも可能である。透水性材料としての機能を付与するために、骨材として粗骨材は６号〜７号砕石を、細骨材として川砂、微砂を混合する。このとき化学混和剤（例えば、凝結遅延剤）を数種組み合わせて添加する。混練水は水セメント比２５％〜３５％を注入する。十分に混練した後、現場に流し込んだ後、表層部を軽く填圧して整形する。
【００１１】
この透水性舗装材による施工は、ミキサ−車による混合攪拌した後、施工現場に直接投入するので目地がないのが特徴で、これはインタ−ロッキングブロックのような舗装材とは本質的に異なる。したがって、ミキサ−車より路盤上に流し込み成形が可能で、目的によってどのような下地にも、また、どのような肉厚の施工でも可能である。
【００１２】
この透水性舗装材はセメントの灰緑色の色合いをできるだけ抑え、カラフルな色彩にすることができる。混合する顔料の種類によって数種類の色合いができるので、意匠性でも景観上でも優れている。
【００１３】
一般にセメントをバインダ−に使った硬化体は、数日後にエフロレッセンス（白華現象）が生じるので、舗装材としての機能とは別に美観上よくない。本実施例による施工結果では、養生の仕方によりエフロレッセンス（白華現象）が発生する恐れがある。しかし、これは別な方法で白華を抑えることができるが、この抑制技術に関しは本特許申請では言及しない。
【実施例】
【００１４】
普通ポルトランドセメントをベ−スにして、これに４０００ブレ−ンの高炉水砕スラグ微粉末をセメントに対して２０〜４０％混合する。同時に硫酸バリウム粉末を１．８〜２．５％、凝結遅延剤を含有する有機混和剤３．０〜４．０％、必要があれば、顔料を２．５〜５．０％の配合で混合する。このとき粗骨材として７号砕石を１４００〜１５００ｋｇ／ｍ３、細骨材として川砂を０．０１％、水セメント比は２５〜３０％でおよそ３分間混練する。
【実施例による試験結果】
【００１５】
以下、本発明の試験結果を示す。
主原料として普通ポルトランドセメント（密度３．１６）２９０ 単位量（ｋｇ／ｍ３）
高炉水砕スラグ微粉末（密度２．９０） ７８
硫酸バリウム（密度４．４７） ７
有機混和剤（グルコン酸ナトリウム） ０．８７
粗骨材 １４６８
細骨材 １２８
を均一に混合する。いわゆる空練りを２０〜１２０秒十分に混合し、骨材の表面に粉末試料が十分に付着するようにする。その後、混練水を加える。
水道水 １２５
水を加えて混練する。いわゆる本練りを６０〜１８０秒十分に混合する。混練した後に現場に排出する。
【００１６】
その結果、材齢 ７日における 曲げ強度は３．８０Ｎ／ｍｍ２
材齢２８日における 曲げ強度は４．５０Ｎ／ｍｍ２
透水速度 ８０ ｍｌ／ｓｅｃ
極めて良好な透水性能を示した。
【発明の効果】
【００１７】
以上の通り、本発明は従来の有機高分子化合物を使わないで透水性舗装を可能にした。これは揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の放散がないことから、実際に施工する作業者の健康管理の上でも極めて大きい効果である。舗装材自体の強度も従来の有機系樹脂を使ったものより２倍以上発現し、舗装材としての性能や機能性、また、耐磨耗性も十分な効果が得られる。しかもヒ−トアイランド現象を抑制できる。これは地層表面の保水性を維持して水分の保水と蒸発を均衡させることができるためである。また、大量の降雨による下水管のオ−バ−フロ−も改善することができる。また、透水性レンガブロックの舗装材と異なり、流し込み成形が可能なことが施工上極めて優位性がある。ミキサ−車による混練ができるので施工も簡単で、大規模な装置を必要としない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒ−トアイランド現象を抑制するための透水性舗装材、路面表層部の保水性能をもった無機質系舗装材を特徴とする技術である。アスファルト舗装や非透水性コンクリ−ト舗装に代替する無機質系透水性舗装材を特徴とし、環境保全技術に適応できる機能性混和材に関するものである。
【従来の現状】
【０００２】
都市部においては夏季には石由、電力などのエネルギ−の著しい消費による排熱量の増加や、それに伴って大気の温度が上昇することによる輻射熱の増大などにより、ヒ−トアイランド現象が起こるとされている。また、大量の降雨により下水管がオ−バ−フロ−し、浸水被害が起きたりすることがしばしば発生する。他方、農村部でも山林の伐採による雨水の保持機能が低下する傾向にあり、それによって派生する様々な環境破壊が憂慮されている。
このような現象は、都市部、農村部の道路状況のみならず、建築構造物の外郊部分などがアスファルト舗装や非透水性コンクリ−ト舗装により水分の移動が理想的な形態になっていないことが原因である。
透水性アスファルト舗装は車道では広く普及しているが耐久性も短く、また、車道以外の場所や狭い面積では施工する上でも大型機械を必要とし、実際の施工は極めて難しい。景観上も単一化しているので高機能性を持った舗装材の開発が期待されている。
また、従来の舗装材はコンクリ−トを別にすれば、全て有機高分子系をバインダ−に使った舗装材である。これらは透水性に欠けるばかりでなく、施工する上で揮発性有機化合物（いわゆるＶＯＣ）の飛散により、アスベストのように施工技術者の健康を損ねることは極めて憂慮されるべきことである。本発明の無機質系舗装材は、現在のところまだ開発されていないのが実情である。
【背景技術】
【０００３】
現在行われている舗装材は有機高分子系樹脂を使って硬化させる方法である。これは透水性能が極めて小さく、かつまた施工方法が極めて特殊であるので従来のようなコンクリ−トミキサ−車を活用することはできない。使用後にミキサ−車の内壁に高分子樹脂が密着して洗浄することも困難である。このような状況から現実にはミキサ−車を使用することは不可能である。
【０００４】
また、有機高分子系樹脂を使った舗装材の物性強度は小さく、２Ｎ／ｍｍ２程度である。また、高分子系樹脂をバインダ−に使った舗装材は紫外線による劣化が著しく、耐用年数はせいぜい２〜３年である。実際に施工すると樹脂系材料に含まれている揮発性有機化合物が放散して作業者にとっても、さらには施工現場の近郊住民にとっても極めて有害である。アスベストような健康被害を起こさないためにも、十分に考慮されなければならない。
【０００５】
他方、セメントに細骨材や粗骨材を混合し、水を加えて混練したレンガブロック状のコンクリ−ト舗装材が知られているが、これは工場生産であり、現場で施工しなければならない。本発明は継ぎ目のない透水性舗装材を施工現場で製造することを可能にするものである。
【０００６】
透水性コンクリ−トに代表される植生コンクリ−トやレンガブロック状のコンクリ−ト舗装材などは、一個一個をセメントでつなぎ止めるので、目地が生じるのはやむを得ないことである。しかしながら、使用するに伴って目地に段差ができ、そこに草木が植生してしまう。このような問題点を解決するため、本発明は流し込み成形を可能にする材料の開発を行い、目地のない製品を製造するに至った。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はバインダ−として有機系高分子化合物を一切使用しないで、無機系化合物を使用することにより新たな透水性舗装材を提案するものである。このことは材料としての強度発現が有機質系よりも優れており、優位性がある。したがって、歩道、遊歩道のみならず駐車場などでも施工できる。さらに、製造の方法によっては車道にも十分対応できる舗装材にすることも可能である。
実際の施工に当たって、アスファルト舗装のような大型機械の設備は必要なく、ミキサ−車で簡単に混練ができることである。このことは有機質系高分子化合物では不可能であり、その施工面でのメリットは極めて大きい。さらに、混練終了後のミキサ−車の洗浄が可能である。本発明の透水性コンクリ−ト舗装材は、従来の使用方法と同様、すなわち、コンクリ−ト製造と同様な方法で何ら問題なく製造が可能である。他方、有機系高分子化合物では洗浄しても高分子が内壁に付着してしまい、洗浄できない。本発明による無機系舗装材は施工が極めて簡便である。
【０００８】
最も大きな問題は、実際に施工する職人、及び施工現場近郊住民の健康上の問題である。この有機系高分子材料に付随する揮発性有機化合物の放散が著しいので極めて有害であり、累積する作業時間を考えると深刻な問題である。本発明はこの問題を解決するため誠意努力した結果、全く揮発性有機化合物を使うことなく、悪臭や刺激臭の放散が生じない舗装材料の開発を試みた。その結果、実際に施工しても全く臭気がないので作業者の健康上極めて優れた材料である。
【０００９】
本発明は継ぎ目のない透水性舗装材を施工現場で製造することを可能にするものである。実際の施工は流し込み成形を可能にする材料の開発を行い、目地のない製品を製造するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
無機質系舗装材は下地の路床の整地とその上部の路盤の填圧を施した後に施工する。本発明の無機質系舗装材料は、普通ポルトランドセメントを主要材料として高炉水砕スラグ微粉末を混合する。また、フライアッシュや溶融スラグなどの潜在水硬性混和材などを基本材料として、凝結時間を調整するために硫酸バリウムを添加する。これらは全てバインダ−としての材料であり、必要があれば同時に着色顔料として単一色のものや、嗜好によっては複合色を練混時に加えることも可能である。透水性材料としての機能を付与するために、骨材として粗骨材は６号〜７号砕石を、細骨材として川砂、微砂を混合する。このとき化学混和剤（例えば、凝結遅延剤）を数種組み合わせて添加する。混練水は水セメント比２５％〜３５％を注入する。十分に混練した後、現場に流し込んだ後、表層部を軽く填圧して整形する。
【００１１】
この透水性舗装材による施工は、ミキサ−車による混合攪拌した後、施工現場に直接投入するので目地がないのが特徴で、これはインタ−ロッキングブロックのような舗装材とは本質的に異なる。したがって、ミキサ−車より路盤上に流し込み成形が可能で、目的によってどのような下地にも、また、どのような肉厚の施工でも可能である。
【００１２】
この透水性舗装材はセメントの灰緑色の色合いをできるだけ抑え、カラフルな色彩にすることができる。混合する顔料の種類によって数種類の色合いができるので、意匠性でも景観上でも優れている。
【００１３】
一般にセメントをバインダ−に使った硬化体は、数日後にエフロレッセンス（白華現象）が生じるので、舗装材としての機能とは別に美観上よくない。本実施例による施工結果では、養生の仕方によりエフロレッセンス（白華現象）が発生する恐れがある。しかし、これは別な方法で白華を抑えることができるが、この抑制技術に関しは本特許申請では言及しない。
【実施例】
【００１４】
普通ポルトランドセメントをベ−スにして、これに４０００ブレ−ンの高炉水砕スラグ微粉末をセメントに対して２０〜４０％混合する。同時に硫酸バリウム粉末を１．８〜２．５％、凝結遅延剤を含有する有機混和剤３．０〜４．０％、必要があれば、顔料を２．５〜５．０％の配合で混合する。このとき粗骨材として７号砕石を１４００〜１５００ｋｇ／ｍ３、細骨材として川砂を０．０１％、水セメント比は２５〜３０％でおよそ３分間混練する。
【実施例による試験結果】
【００１５】
以下、本発明の試験結果を示す。
主原料として普通ポルトランドセメント（密度３．１６）２９０ 単位量（ｋｇ／ｍ３）
高炉水砕スラグ微粉末（密度２．９０） ７８
硫酸バリウム（密度４．４７） ７
有機混和剤（グルコン酸ナトリウム） ０．８７
粗骨材 １４６８
細骨材 １２８
を均一に混合する。いわゆる空練りを２０〜１２０秒十分に混合し、骨材の表面に粉末試料が十分に付着するようにする。その後、混練水を加える。
水道水 １２５
水を加えて混練する。いわゆる本練りを６０〜１８０秒十分に混合する。混練した後に現場に排出する。
【００１６】
その結果、材齢 ７日における 曲げ強度は３．８０Ｎ／ｍｍ２
材齢２８日における 曲げ強度は４．５０Ｎ／ｍｍ２
透水速度 ８０ ｍｌ／ｓｅｃ
極めて良好な透水性能を示した。
【発明の効果】
【００１７】
以上の通り、本発明は従来の有機高分子化合物を使わないで透水性舗装を可能にした。これは揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の放散がないことから、実際に施工する作業者の健康管理の上でも極めて大きい効果である。舗装材自体の強度も従来の有機系樹脂を使ったものより２倍以上発現し、舗装材としての性能や機能性、また、耐磨耗性も十分な効果が得られる。しかもヒ−トアイランド現象を抑制できる。これは地層表面の保水性を維持して水分の保水と蒸発を均衡させることができるためである。また、大量の降雨による下水管のオ−バ−フロ−も改善することができる。また、透水性レンガブロックの舗装材と異なり、流し込み成形が可能なことが施工上極めて優位性がある。ミキサ−車による混練ができるので施工も簡単で、大規模な装置を必要としない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸バリウムを硬化補助剤とする透水性コンクリ−ト舗装材
【請求項２】
流し込み成形を特徴とする透水性コンクリ−ト舗装材
【請求項３】
目地のない仕上げ路盤材を特徴とする透水性コンクリ−ト舗装材
【請求項４】
着色を特徴とする透水性コンクリ−ト舗装材
【請求項１】
硫酸バリウムを硬化補助剤とする透水性コンクリ−ト舗装材
【請求項２】
流し込み成形を特徴とする透水性コンクリ−ト舗装材
【請求項３】
目地のない仕上げ路盤材を特徴とする透水性コンクリ−ト舗装材
【請求項４】
着色を特徴とする透水性コンクリ−ト舗装材
【公開番号】特開２００７−２４７３７８（Ｐ２００７−２４７３７８Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１１３３５（Ｐ２００６−１１１３３５）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（５９８１３４８７９）有限会社 日本素材工学研究所 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（５９８１３４８７９）有限会社 日本素材工学研究所 (10)
【Ｆターム（参考）】
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