DE69718080T2

DE69718080T2 - Pflasterstein zur Reinigung von NOx

Info

Publication number: DE69718080T2
Application number: DE69718080T
Authority: DE
Inventors: Kozo Murata; Yoshihiko Murata; Hiroshi Obata; Hideo Tawara
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: KR100439136B1; ATE230296T1; EP0786283B1; DE69718080D1; EP0786283A1; US5861205A; KR19980023926A; DK0786283T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen NOx-reinigenden Pflasterstein und insbesondere einen NOx-reinigenden Pflasterstein, der eine verbesserte NOx-Reinigungsfähigkeit aufgrund einer erhöhten Wirksamkeit des Fixierens von NOx aus der Luft und eine erhöhte NOx-Reinigungseffizienz des Regens besitzt, um somit den Schutz der Umwelt zu unterstützen, und der zur Verfügung gestellt wird mit einer Rutschfestigkeitseigenschaft, Abnutzungsbeständigkeit und ferner einer sehr dekorativen Eigenschaft.

BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDS DER TECHNIK

In der letzten Zeit wurde die Luftverschmutzung aufgrund von NOx, das im Abgas von Kraftfahrzeugen, insbesondere Dieselfahrzeugen, enthalten ist, immer schlechter aufgrund der immer weiter zunehmenden Anzahl an Kraftfahrzeugen und des resultierenden gestiegenen Verkehrsaufkommens.
Bekannte Materialien zur Verringerung einer NOx-Konzentration umfassen Metalloxide, von denen bei Titandioxid bekannt ist, daß es eine starke photokatalytische Wirkung besitzt. Forschungen hinsichtlich der Entfernung von NOx durch die Verwendung der starken photokatalytischen Wirkung von Titandioxid haben in den letzten fahren ein zunehmendes Interesse erfahren, und eine Entfernung von NOx durch Außenwände von Gebäuden, die aufgebaut sind aus Platten oder Paneelen, welche Titanoxid beinhalten, nähert sich der kommerziellen Einführung.
In JP-A-07331120 wird eine Beschichtung zur Entfernung von Stickoxid offenbart, welche feines Titandioxidpulver enthält und auf verschiedene Oberflächen aufgebracht werden kann, einschließlich Fahrzeugen, Straßenoberflächen von Parkplätzen, Schutzstreifen, Fußgängerübergängen, Außenwänden von Gebäuden und Brücken.
EP-A-0614682 offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Schadstoffen in geringen Konzentrationen wie Stickoxiden in der Umweltatmosphäre und Schadstoffen wie flüchtigen organischen Chlorverbindungen in Wasser. Das in diesem Verfahren verwendete Reinigungsmaterial basiert in der Hauptsache auf Titandioxid oder einer Mischung aus Titandioxid und Aktivkohle und wird mittels eines synthetischen Harzes zu einer Platte oder einer Paneele geformt, welche im Freien wie an Außenwänden von Gebäuden angeordnet wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben daher Untersuchungen durchgeführt an Platten und Paneelen, die verwendet werden können zur Konstruktion der Außenwände von Gebäuden, insbesondere hinsichtlich der Bedingungen, unter denen sie zum Zweck des Pflasterns verwendet werden können, und haben herausgefunden, daß ein Pflasterstein, der aus einer Kombination eines Teigs, welcher Zement, Titandioxidpulver und Sand umfaßt, und einer Betonbasis gebildet wird, ein NOx-reinigender Pflasterstein (ineinandergreifender Stein) ist, welcher wirksam NOx entfernt, ohne unter einer Verschlechterung der katalytischen Eigenschaft des Titandioxids zu leiden, und eine ausgezeichnete Rutschfestigkeitseigenschaft und Abnutzungsbeständigkeit besitzt, wodurch er für Pflasterzwecke geeignet ist, und ferner eine sehr dekorative Eigenschaft besitzt. Der NOx-reinigende Pflasterstein wurde hinsichtlich zahlreicher Aspekte untersucht, um dessen Leistungsfähigkeit zu erhöhen, wobei herausgefunden wurde, daß:
1) das Oberflächenschichtmaterial einer maximalen Dosis an ultravioletter Strahlung ausgesetzt werden muß; und
2) das NOx-Gas, das während der Nacht erzeugt wird, zeitweise adsorbiert werden muß an einem Adsorptionsmaterial, von dem das Gas während des Tages entfernt werden muß. Die vorliegende Erfindung wurde auf Basis dieser Entdeckungen vervollständigt.

AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen NOx-reinigenden Pflasterstein zur Verfügung zu stellen, der wirksam NOx entfernt, eine ausgezeichnete Rutschfestigkeitseigenschaft und Dauerhaftigkeit besitzt und somit zum Schutz der Umwelt beiträgt.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen NOx-reinigenden Pflasterstein zur Verfügung zu stellen, der eine erhöhte NOx-Reinigungseffizienz und eine verbesserte NOx-Reinigungswirkung bei Regen besitzt und somit zum Schutz der Umwelt beiträgt.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen NOx-reinigenden Pflasterstein zur Verfügung zu stellen, der eine erhöhte NOx-Reinigungsfähigkeit und Rutschfestigkeitseigenschaft besitzt, in der Lage ist, NOx sogar während der Nacht zu reinigen, und sehr dekorativ ist.
Der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß er eine Oberflächenschicht umfaßt, die Titandioxid enthält und auf eine aus Beton hergestellte Basisschicht geschichtet ist, und ist ferner dadurch charakterisiert, daß er eine Oberflächenschicht besitzt, die 100 Gewichtsteile an Beton, 5-50 Gewichtsteile an Titanoxidpulver und 100-700 Gewichtsteile an Sand enthält und auf eine aus Beton hergestellte Basisschicht geschichtet ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform davon, wobei die aus Beton hergestellte Basisschicht den NOx-reinigenden Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Dauerhaftigkeit versieht. Der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung wandelt aufgrund der Wirkung von Titanoxid NOx zu Nitrationen um. Da die Nitrationen durch eine Neutralisation mit den alkalischen Komponenten des Betons stabilisiert werden, wird die Umwelt zufriedenstellend geschützt. Da die Rutscheigenschaft des Titandioxidpulvers durch die Zugabe von Sand zu der Oberflächenschicht unterdrückt wird, besitzt die Oberflächenschicht eine ausgezeichnete Rutschfestigkeitseigenschaft. Die Oberflächenschicht besitzt eine ausgezeichnete Rutschfestigkeitseigenschaft und Dauerhaftigkeit aufgrund der Einbringung von Zement und Sand. Als ein Ergebnis kann der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend für Pflasterzwecke verwendet werden.
Der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist charakterisiert durch die Unebenheiten auf der Oberflächenschicht, welche ein Titanoxid, insbesondere Titandioxid, enthält, die mit Klopfen ausgebildet werden. Dieser charakteristische Aspekt der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhöht die NOx-Reinigungsfähigkeit, Rutschfestigkeitseigenschaft und dekorative Eigenschaft.
Da der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Adsorptionsmaterial in der Oberflächenschicht enthält, wird zusätzlich nicht nur das daran während des Tages adsorbierte NOx durch Zersetzung mittels Sonnenlicht (insbesondere ultraviolettem Licht) während des Tages entfernt, sondern wird auch NOx an dem Adsorptionsmaterial sogar während der Nacht adsorbiert und durch ultraviolettes Licht während des Tages zersetzt, wodurch somit NOx entfernt wird.
Die photokatalytische Effizienz kann erhöht werden durch Erhöhen der verfügbaren Oberfläche, indem das Hohlraumvolumen der Oberflächenschicht des NOx-reinigenden Pflastersteins auf 10-40% oder höher eingestellt wird und die Wasserpermeabilität davon auf 0,01 cm/s oder höher eingestellt wird. Wenn der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Wasserpermeabilität besitzt, ist ferner die Regenreinigungswirkung ebenfalls erhöht. Demgemäß wird ein im hohen Maße wirtschaftlicher NOx-reinigender Pflasterstein zur Verfügung gestellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen NOx-reinigenden Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Formplatte zum Ausbilden eines NOx-reinigenden Blocks mit darauf ausgebildeten Unebenheiten mit trapezförmigem Querschnitt veranschaulicht;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Formplatte zum Ausbilden eines NOx-reinigenden Blocks mit darauf ausgebildeten gewellten Unebenheiten veranschaulicht;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Formplatte zum Ausbilden eines NOx-reinigenden Blocks mit darauf ausgebildeten zickzackförmigen Unebenheiten veranschaulicht;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, welche einen NOx-reinigenden Pflasterstein mit darauf ausgebildeten Unebenheiten mit trapezförmigem Querschnitt veranschaulicht;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, welche einen NOx-reinigenden Pflasterstein mit darauf ausgebildeten gewellten Unebenheiten veranschaulicht;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, welche einen NOx-reinigenden Pflasterstein mit darauf ausgebildeten zickzackförmigen Unebenheiten veranschaulicht;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen NOx-reinigenden Pflasterstein gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen NOx-reinigenden Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung, jedoch vor einem Aufrauhen der Oberfläche, veranschaulicht;
Fig. 10 umfaßt Ansichten, welche ein Oberflächenaufrauhungswerkzeug veranschaulichen, welches gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wobei Fig. 10a eine perspektivische Ansicht ist, welche vorspringende Teile aus der Oberfläche des Oberflächenaufrauhungswerkzeug veranschaulicht, Fig. 10b eine perspektivische Ansicht ist, welche die Form von einem der vorspringenden Teile veranschaulicht, und Fig. 10c eine Draufsicht davon ist;
Fig. 11 umfaßt Ansichten, welche ein anderes Oberflächenaufrauhungswerkzeug veranschaulichen, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wobei Fig. 11a eine perspektivische Ansicht ist, welche andere vorspringende Teile aus der Oberfläche des Oberflächenaufrauhungswerkzeugs veranschaulicht, Fig. 11b eine perspektivische Ansicht ist, welche die Gestalt von einem der vorspringenden Teile veranschaulicht, und Fig. 11c eine Draufsicht davon ist; und
Fig. 12 umfaßt Ansichten, welche noch ein anderes Oberflächenaufrauhungswerkzeug veranschaulichen, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wobei Fig. 12a eine perspektivische Ansicht ist, welche noch andere vorspringende Teile aus der Oberfläche des Oberflächenaufrauhungswerkzeugs veranschaulicht, und Fig. 12b eine perspektivische Ansicht ist, welche die Form von einem der vorspringenden Teile veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Innerhalb der Beschreibung und der Ansprüche gilt "für Pflasterzwecke" umfaßt "zum Pflastern von Gehsteigen oder Straßen" und "Pflasterstein" umfaßt "Block, welcher auf Gehsteige oder Straßen gelegt werden kann". Andererseits bedeutet "NOx-reinigend" "Entfernen von NOx durch Zersetzung mittels der katalytischen Wirkung von Titandioxid unter Bestrahlung mit Licht wie Sonnenlicht".
Ausführungsformen des NOx-reinigenden Pflastersteins gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen die bevorzugten Ausführungsformen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, ohne darauf beschränkt zu sein.
Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher beschrieben. Der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß er eine Oberflächenschicht umfaßt, welche Titandioxid enthält, und ist ferner dadurch charakterisiert, daß er eine Oberflächenschicht umfaßt, welche 100 Gewichtsteile an Zement, 5-50 Gewichtsteile an Titanoxidpulver und 100-700 Gewichtsteile an Sand enthält, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform davon, wobei das Titanoxid NOx zu Nitrationen umwandelt. Da die Nitrationen durch Neutralisieren mit den alkalischen Verbindungen des Betons stabilisiert werden, wird die Umwelt zufriedenstellend geschützt. Da die Rutscheigenschaft des Titandioxidpulvers durch die Zugabe von Sand zu der Oberflächenschicht unterdrückt wird, besitzt die Oberflächenschicht eine ausgezeichnete Rutschfestigkeitseigenschaft. Die Oberflächenschicht besitzt eine ausgezeichnete Rutschfestigkeitseigenschaft und Dauerhaftigkeit aufgrund des Einbringens von Zement und Sand. Als ein Ergebnis kann der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend für Pflasterzwecke verwendet werden.
Der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch die Unebenheiten der Oberflächenschicht charakterisiert, welche ein Titanoxid enthält, insbesondere Titandioxid, welche mit Klopfen ausgebildet werden. Dieser charakteristische Aspekt der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbessert die NOx-Reinigungsfähigkeit, Rutschfestigkeitseigenschaft und dekorative Eigenschaft.
Da der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusätzlich ein Adsorptionsmaterial in der Oberflächenschicht enthält, wird nicht nur NOx, das während des Tages darauf adsorbiert wird, durch Zersetzung mittels Sonnenlicht (insbesondere ultraviolettem Licht) während des Tages entfernt, sondern wird auch NOx an dem Adsorptionsmaterial sogar während der Nacht adsorbiert und durch ultraviolettes Licht während des Tages zersetzt, wodurch somit NOx entfernt wird.
Die photokatalytische Effizienz kann erhöht werden durch Erhöhung der verfügbaren Oberfläche, indem das Hohlraumvolumen der Oberflächenschicht des NOx-reinigenden Pflastersteins auf 10-40% und die Wasserpermeabilität davon auf 0,01 cm/s oder höher eingestellt wird. Wenn der NOx-reinigende Pflasterstein gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Wasserpermeabilität besitzt, ist ferner auch die Regenreinigungswirkung erhöht. Demgemäß wird ein in hohem Maße wirtschaftlicher NOx-reinigender Pflasterstein zur Verfügung gestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Oberflächenschicht 2-15 mm und vorzugsweise 2-10 mm. Wenn versucht wird, die vorliegende Erfindung durchzuführen, wenn die Dicke der Oberflächenschicht 15 mm übersteigt, dann ist es für das Sonnenlicht schwierig, in das Innere der Oberflächenschicht einzudringen, mit dem Ergebnis einer Verschlechterung der Wirkung auf das Titandioxid, und es ist somit nutzlos, die Titandioxidschicht mit einer größeren Dicke zur Verfügung zu stellen. Andererseits ist die NOx-Reinigungseffizienz verringert und ist ferner die Dauerhaftigkeit verschlechtert, wenn die Dicke geringer als 2 mmm beträgt.
Wenn Glasperlen oder Siliciumdioxidsand mit einer hoch lichtdurchlässigen Eigenschaft als der Sand verwendet werden, welcher ein Bestandteil der Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dringt eine ausreichende Menge an Licht in die Tiefen vor, um die NOx-Reinigungseffizienz zu erhöhen. Wenn es gewünscht ist, eine Oberflächenschicht mit einem großen Hohlraumvolumen auszubilden, wird Sand mit extrem gleichförmiger Teilchengröße zur Ausbildung eines Films aus einer Mischung aus Zement und Titanoxid auf der Oberfläche des Sandes verwendet. Teilchen des Sandes, die mit der Mischung aus Zement und Titanoxid beschichtet sind, werden durch die Wirkung der Mischung vorzugsweise miteinander kombiniert. Die Konfiguration führt zu einer Erhöhung der verfügbaren Oberfläche, welche zu einer höheren photokatalytischen Effizienz beiträgt und somit die NOx-Reinigungseffizienz erhöht und auch zu einer Erhöhung der Wasserpermeabilität führt, welche die Reinigungswirkung verbessert.
Die Teilchengröße des Sandes, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, reicht vorzugsweise von 1,2 bis 5 mm. Das Vorhandensein einer Mischung aus Zement und Titanoxidpulver als dem bindenden Material in einem überschüssigen Anteil relativ zu dem Sand führt zu einem geringeren Hohlraumvolumen. Demgemäß beträgt das effektive Hohlraumvolumen 10-40%, obwohl 15-30% bevorzugt sind. Wenn das Hohlraumvolumen geringer als 10% ist, kann eine Oberfläche nicht in ausreichend verfügbarem Maße zur Verfügung gestellt werden und die NOx-Reinigungseffizienz ist somit verringert. Wenn andererseits das Hohlraumvolumen 40% übersteigt, ist die Festigkeit verringert, obwohl die NOx-Reinigungseffizienz erhöht ist, und ist somit die für einen Pflasterstein erforderliche Dauerhaftigkeit nicht sichergestellt. Um das Hohlraumvolumen innerhalb eines Bereichs von 10-40% einzustellen, ist das Verhältnis zwischen dem Sand und dem bindenden Material vorzugsweise derart, daß das bindende Material in einem Anteil von 18-100 Gew.-% des Sandes vorhanden ist.
Ferner kann die NOx-Reinigungseffizienz erhöht werden durch Zur-Verfügung-Stellen einer lichtreflektierenden Schicht unterhalb der Oberflächenschicht. Es ist wünschenswert, die lichtreflektierende Schicht aus einer Mischung aus Zement und weißen Teilchen oder einem Weißpigment wie Titandioxid zusammenzusetzen. Darüber hinaus kann die Oberfläche der Oberflächenschicht uneben gemacht werden, um die Lichtabsorptionsfähigkeit und die Kontaktfläche mit der Luft zu erhöhen und ferner die Rutschfestigkeitseigenschaft zu erhöhen. Die Unebenheit kann erreicht werden, indem eine Form zum Ausbilden der Blöcke mit Unebenheiten zur Verfügung gestellt wird oder durch Schleifen.
Das Schleifen kann durchgeführt werden mit einer Diamantschneide oder einem anderen Werkzeug oder durch eine beliebige geeignete Verarbeitung wie Sandstrahlen. Die Unebenheiten können zickzackförmig, wellenförmig oder trapezförmig im Querschnitt sein. Die Unebenheiten können ausgebildet werden durch Klopfen der Oberflächenschicht zum Aufrauhen der Oberfläche. Als ein Ergebnis besitzt die Oberflächenschicht eine sehr rauhe Oberfläche mit großen Unebenheiten. Die Oberflächenschicht kann so endbearbeitet werden, daß sie eine rauhe Oberfläche besitzt durch zum Beispiel deren Klopfen mit vielen herausragenden Teilen aus einem Oberflächenaufrauhungswerkzeug, welches später beschrieben wird, auf die aus Mörtel gemachte Oberflächenschicht; wobei die Oberfläche der Oberflächenschicht auch durch andere Verfahren uneben gemacht werden kann, wodurch die Lichtabsorptionsfähigkeit und die Kontaktfläche mit der Luft erhöht werden und ferner die Rutschfestigkeitseigenschaft verbessert wird.
Zusätzlich kann die Oberfläche der Oberflächenschicht je nach Wunsch gestaltet werden, vorausgesetzt, daß die oben beschriebenen Effekte nicht verschlechtert werden. In den Fällen, in denen die Oberflächenaufrauhungsbearbeitung erfolgreich durchgeführt wird, werden die Blöcke auf Wägen plaziert und von oben mit einem sich vertikal hin- und herbewegenden (zum Beispiel über einen Bereich von 3 cm) Oberflächenaufrauhungswerkzeug mit nach unten herausragenden Teilen so oft wie erforderlich (1-10) geklopft, während die Wägen horizontal hin- und herbewegt werden. Die Oberflächenschicht, die eine unebene Oberfläche besitzt, welche zur Verfügung gestellt wird durch das Oberflächenaufrauhungsbearbeiten, welches ein Klopfen auf die Oberflächenschicht auf diese Weise einschließt, besitzt eine in hohem Maße ästhetische Erscheinung und ist sehr dekorativ.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Unebenheit der Oberfläche der Oberflächenschicht 2-7 mm in der Tiefe mit einem bevorzugten Abstand der Scheitelpunkte von 4-10 mm.
Der Mörtel, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, um die Oberflächenschicht zu bilden, besteht vorzugsweise aus 100 Gewichtsteilen an Zement, 5- 50 Gewichtsteilen an Titandioxidpulver und 100-700 Gewichtsteilen an Sand, und das durch die Wirkung von Titandioxid entfernte NOx wird in Nitrationen umgewandelt, welche dann durch Neutralisation mittels der alkalischen Komponenten des Betons stabilisiert werden, wodurch somit zum Schutz der Umwelt beigetragen wird. Zusätzlich minimiert das Einbringen von Sand die Rutschigkeit des Titandioxidpulvers und stattet den Block mit einer Rutschfestigkeitseigenschaft aus. Da darüber hinaus Zement und Aggregat enthalten sind, liegen die Rutschfestigkeitseigenschaft und die Dauerhaftigkeit bei angemessenen Niveaus für Pflasterzwecke.
Der Anteil an Titandioxid, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, um die Oberflächenschicht zu bilden, obwohl dies von der Art, den Teilchengrößen usw. des verwendeten Titandioxids abhängig ist, beträgt. 5-50 Gewichtsteile und vorzugsweise 10-50 Gewichtsteile an Titandioxidpulver pro 100 Gewichtsteilen an Zement. Weiter bevorzugt umfaßt das Titandioxidpulver 20-50 Gewichtsteile.
In den Fällen, in denen der Anteil des Titandioxidpulvers in der Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung geringer als 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen an Zement beträgt, ist die NOx-Reinigungseffizienz der Oberflächenschicht verschlechtert, wohingegen nicht nur die Rutschfestigkeitseigenschaft verringert ist, sondern auch die Abnutzungsbeständigkeit verschlechtert ist, wenn der Anteil 50 Gewichtsteile übersteigt. Andererseits beträgt der Anteil des Sandes 100-700 Gewichtsteile und vorzugsweise 100-400 Gewichtsteile pro 100 Teilen an Zement. Wenn der Anteil des Sandes geringer als 100 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen an Zement beträgt, besitzt die Oberflächenschicht eine geringere Rutschfestigkeitseigenschaft und Abnutzungsbeständigkeit, wohingegen, wenn der Anteil des Sandes höher als 700 Gewichtsteile ist, die NOx-Reinigungseffizienz verschlechtert ist, da die Menge an Titandioxidpulver relativ verringert ist. Die Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt vorzugsweise die Zusammensetzung, bestehend aus 10-50 Gewichtsteilen, weiter bevorzugt 20-50 Gewichtsteilen an Titandioxidpulver und 100-400 Gewichtsteilen an Sand pro 100 Gewichtsteilen an Zement.
Der NOx-reinigende Pflasterstein, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann hergestellt werden durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, einschließlich eines Verfahrens, bei dem ein Betonteig in eine Form gefüllt und geebnet wird und dann ein Oberflächenschicht-bildender Teig auf den Betonteig zur Ausbildung eines Laminats gegeben wird (vgl. Veröffentlichung der Japanischen Ungeprüften Patentanmeldung HEI 3-169901, Zeilen 14-19 in der linken Spalte auf Seite 1). Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Verfahren können die aus Beton hergestellte Basisschicht und die Oberflächenschicht getrennt ausgebildet werden und zusammengesetzt und dann vereinigt werden, obwohl das erstere Verfahren bevorzugt ist.
Die Blockbasisschicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine aus Beton hergestellte Basisschicht. Die aus Beton hergestellte Basisschicht wird hergestellt mit einem Teig aus Zement und Aggregat. Das die Basisschicht bildende Aggregat kann ein beliebiges der Materialien sein, welche üblicherweise auf dem betreffenden technischen Gebiet verwendet werden, einschließlich Sand, Natursteinen, Kies, zerkleinerten Steinen usw. Es ist nicht notwendig, daß der Zement auf einen speziellen Typ eingeschränkt ist, und er umfaßt normalen Portlandzement, hochfrühfesten Portlandzement, Portlandzement mit mittlerer Hydratationswärme, superhochfrühfesten Portlandzement, sulfatbeständigen Portlandzement, weißen Portlandzement, Portlandhochofenzement, Flugaschezement, Silicatzement, Aluminatzement, superschnell abbindenen Zement usw. Die Oberflächenschicht, welche auf die Basisschicht des Blockes geschichtet ist, ist vorzugsweise aus einem Mörtel hergestellt, der Zement, Titandioxidpulver und Aggregat umfaßt, wobei der Zement, der in dem Mörtel verwendet wird, ein beliebiger Portlandzement, ein hochfrühfester Zement, ein weißer Zement, ein Aluminatzement und dergleichen sein kann. Weißer Zement ist aufgrund seiner erhöhten Lichtreflexionsfähigkeit bevorzugt. Das Titandioxid kann entweder eine Rutil- oder Anataskristallstruktur besitzen, und es ist ein Titandioxid vom Anatastyp aufgrund seiner höheren Aktivität bevorzugt.
Zusätzlich kann der in der Oberflächenschicht verwendete Sand entweder natürlicher Sand oder künstlicher Sand sein. Ferner kann der Sand ersetzt werden durch einen oder mehrere Bestandteile, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Granit, Quarzit, leichtgewichtigem Aggregat, Glaskörnern und Siliciumdioxidsand. Die Teilchengröße dieser Materialien beträgt wünschenswerterweise 1,2 bis 5 mm. Um jedoch Strahlen von ultraviolettem Licht in die Tiefen der Oberflächenschicht des Blocks zu leiten, um die NOx-Reinigungs- und -Adsorptionseffizienz gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhöhen, ist es wünschenswert, einen Teil des Sandes durch ein in hohem Maße lichtdurchlässiges Aggregat (nachfolgend als "lichtdurchlässiges Aggregat" bezeichnet) zu ersetzen, welches Glasperlen, Glaspulver, Siliciumdioxidsand oder dergleichen sein kann, vorzugsweise mit einer Teilchengröße von 1-6 mm im Durchmesser; wenn das verwendete lichtdurchlässige Aggregat eine größere Teilchengröße besitzt, nimmt die Festigkeit aufgrund des erhöhten Anteils des zementfreien Abschnitts zu, wohingegen die Lichtdurchlässigkeit verschlechtert wird, wenn das verwendete lichtdurchlässige Aggregat eine kleinere Teilchengröße besitzt.
In Fällen, in denen ein Teil des Sandes ersetzt wird durch ein lichtdurchlässiges Aggregat wie Glasperlen, Glaspulver, Siliciumdioxidsand oder dergleichen, liegt der Anteil relativ zu der Gesamtmenge des Aggregats vorzugsweise bei 10-50 Gew.-%, weiter bevorzugt 15-50 Gew.-% und noch weiter bevorzugt 20-50 Gew.-%. Wenn der Anteil des lichtdurchlässigen Aggregats geringer als 10 Gew.-% beträgt, wird der Effekt der Lichtdurchlässigkeit nicht erzeugt, wohingegen der Anteil des Sandes verringert ist und der Block eventuell eine geringere Festigkeit besitzt, wenn die Anteile mehr als 50 Gew.-% betragen.
Das lichtdurchlässige Aggregat, das für eine Verwendung verfügbar ist, besitzt einen breiten Bereich an Teilchengrößen oder Korngrößen, welche in Abhängigkeit von der Verwendung geeignet gewählt werden.
Auch kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Oberflächenschicht ein Adsorptionsmaterial enthalten, welches ein beliebiger herkömmlicher katalytischer Träger sein kann. Ein besonders bevorzugtes Material ist Zeolith, ein herkömmlicher Träger, welcher eine Anzahl von Verwendungen besitzt und bestätigt hat, daß er eine hohe Adsorptionswirkung besitzt. Das Zeolith kann entweder natürlich vorkommendes Zeolith oder künstliches Zeolith sein.
Arduinit, ein Zeolithmineral, welches durch die folgende chemische Formel dargestellt wird: (Ca, K&sub2;, Na&sub2;) (AlSi&sub5;O&sub1;&sub2;)·7H&sub2;O, enthält Kristallwasser. Das Kristallwasser ist als Wassermoleküle vorhanden; wobei die Struktur nicht zerstört wird, auch nachdem dehydratisiert worden ist, und die Bereiche, aus denen die Wassermoleküle entfernt worden sind, werden zu Hohlräumen. Es wurde berichtet, daß die Hohlräume Gas adsorbieren, für welche das Mineral eine Adsorptionswirkung besitzt. Tonmineralien, welche ebenfalls Kristallwasser besitzen, sind als das Adsorptionsmaterial wirksam. Der für eine Verwendung verfügbare Ton kann ein beliebigter sein und umfaßt zum Beispiel Nenme-Ton und Kibushi-Ton. Magadiit (Na&sub2;Si&sub1;&sub4;O&sub2;&sub9;·nH&sub2;O) ist ebenfalls als das Adsorptionsmaterial wirksam. Magadiit ist ein Tonmineral-ähnliches, hydratisiertes Natriumsilicat mit einer laminaren Kristallstruktur, die jedoch frei von Aluminium ist.
Zusätzlich zu den oben erwähnten konkreten Beispielen des Adsorptionsmaterials kann auch Petalit als das Adsorptionsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Petalit ist ein weißes oder graues Mineral, das in der Erscheinung Quarz ähnelt und mineralogisch ein Silicatmineral (Li&sub2;OAl&sub2;O&sub3;·8SiO&sub2;) ist, das zu der Familie der Feldspate gehört. Petalit enthält einen geringeren Anteil an Verunreinigungen und wird in größerer Menge als andere Lithiummineralien gefunden. Petalit ist ein herkömmliches Keramikrohmaterial, das für viele Anwendungen verwendet wird, und ist ferner in der Lage, NO und NO&sub2;-Gas zu adsorbieren. Im Vergleich mit anderen Adsorptionsmaterialien ist Petalit dadurch charakterisiert, daß es zu der erhöhten Festigkeit, insbesondere der Biegungsfestigkeit, von Produkten beiträgt, welche diesen enthalten. Obwohl die Einzelheiten des Mechanismus noch nicht bekannt sind, ist es sicher, daß Petalit nicht nur als nur ein Adsorptionsmaterial fungiert, sondern auch als Aggregat, und somit geeignet als ein Pflastermaterial ist.
Das Adsorptionsmaterial, das aus einer Vielzahl an Kandidaten ausgewählt werden kann, kann in einem geeigneten Anteil in die Oberflächenschicht eingebracht werden, der es erlaubt, daß NO und NO&sub2;-Gas adsorbiert werden; wobei der Anteil je nach Wunsch durch einen einfachen Test unter Berücksichtigung der Kosten, der quantitativen Beziehung zwischen dem Zement und Titandioxid, der Festigkeit, der NOx-Reinigungseffizienz usw. bestimmt werden kann. Das Adsorptionsmaterial wird in einem Anteil von 5-30 Gewichtsteilen, vorzugsweise ungefähr 7-25 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Oberflächenschicht mit Ausnahme von Wasser in die Oberflächenschicht gemischt. Wenn der Anteil des Adsorptionsmaterials geringer als 5 Gewichtsteile beträgt, ist die Adsorptionswirkung unzureichend und die Adsorptionsleistung ist mangelhaft während der Nacht, die frei von Sonnenlicht ist. Bei Anteilen, die 30 Gewichtsteile übersteigen, nehmen andererseits die Kosten zu und die Mengen an Zement und Titandioxid nehmen relativ ab, wodurch somit die Festigkeit und die NOx-Reinigungseffizienz verringert werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es auch, daß eine lichtreflektierende Schicht unterhalb der Oberflächenschicht zur Verfügung gestellt wird, um die NOx-Reinigungseffizienz zu erhöhen. Die lichtreflektierende Schicht ist wünschenswerterweise aus einer Mischung aus Zement und weißen Teilchen oder einem Weißpigment wie Titandioxid zusammengesetzt.
Ein Oberflächenaufrauhungswerkzeug, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird nun unter Bezug auf Fig. 10 bis Fig. 12 ausführlich beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein; wobei alle Oberflächenaufrauhungswerkzeuge, die zu dem dargestellten ähnlich sind und dieselben Wirkungen besitzen, natürlich innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Ziffern gleiche strukturelle Bauteile. In Fig. 10(a) sind herausragende Teile 13 auf der Oberfläche 12 einer Oberflächenaufrauhungsplatte 11 geordnet oder auf zufällige Weise angeordnet. Wie in Fig. 10(b) und Fig. 10(c) dargestellt, ist die Spitze eines jeden herausragenden Teils 13 als ein spitzes Ende 14 ausgeformt, mit welchem die Oberfläche eines jeden NOx-reinigenden Blocks geklopft wird, um in die Oberfläche zu schneiden, um vorbestimmte Aushöhlungen zu formen, wobei dadurch die Oberfläche aufgerauht wird. Die Aushöhlungen besitzen wünschenswerterweise eine Tiefe von 2 mm oder mehr, wenn die Rutschfestigkeitseigenschaft und die NOx-Reinigungsfähigkeit berücksichtigt werden.
In Fig. 11(a) sind herausragende Teile 15 in geordneter oder zufälliger Weise auf der Oberfläche 12 der Oberflächenaufrauhungsplatte 11 angeordnet. Wie in Fig. 11(b) und Fig. 11(c) dargestellt, ist die Spitze eines jeden herausragenden Teils 15 als ein spitzes Ende 16 ausgeformt, wie eine Spitze eines Phillips-Schraubendrehers, mit welcher zum Zweck der Ausbildung von vorbestimmten Aushöhlungen die Oberfläche eines jeden NOx-reinigenden Blocks geklopft wird, um in die Oberfläche zu schneiden, wodurch die Oberfläche aufgerauht wird.
In Fig. 12(a) sind herausragende Teile 17 in Richtung der Breite in geordneter Weise auf der Oberfläche 12 einer Oberflächenaufrauhungsplatte 15 angeordnet. Wie in Fig. 12(b) dargestellt, ist die Spitze eines jeden herausragenden Teils 17 als ein spitzes Ende 18 ausgeformt, mit welcher zum Zweck der Ausbildung von vorbestimmten Aushöhlungen die Oberfläche eines jeden NOx-reinigenden Blocks geklopft wird, um in die Oberfläche zu schneiden, wodurch die Oberfläche aufgerauht wird.
Wenn der NOx-reinigende Block gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wird die Oberflächenaufrauhungsbehandlung vorzugsweise nach einer Aushärtungsperiode von 2-7 Tagen, weiter bevorzugt 3-5 Tagen und noch weiter bevorzugt 3 Tagen nach der Bildung des Blocks durchgeführt.
Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der Grad der Oberflächenrauhigkeit unzureichend, wenn der Oberflächenaufrauhungsschritt zu früh nach der Aushärtungsperiode durchgeführt wird, und dies führt nicht nur zu einem Ausbleiben einer Erhöhung der Rutschfestigkeitseigenschaft und der Oberfläche, sondern das Oberflächenaufrauhungswerkzeug muß auch öfters gereinigt werden, um den sichtbaren Schmutz darauf zu entfernen, der die Betriebswirksamkeit verschlechtert. Wenn andererseits der Oberflächenaufrauhungsschritt zu spät nach der Aushärtungsperiode durchgeführt wird, ist der Zement in der Oberflächenschicht übermäßig abgebunden, und dies macht es schwierig, zufriedenstellende Aushöhlungen in dem Oberflächenaufrauhungsschritt zu bilden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl, mit der das Klopfen mit einem Oberflächenaufrauhungswerkzeug durchgeführt wird, nicht besonders eingeschränkt, vorausgesetzt, daß die Aushöhlungen geeignet ausgebildet werden, und wird in Abhängigkeit von dem Grad der Aushärtung der Oberfläche des NOx-reinigenden Blocks geeignet bestimmt.
Wenn der Block unter Verwendung einer aus Beton hergestellten Basisschicht gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wird der Block mit einer Dauerhaftigkeit zur Verfügung gestellt, und die Nitrationen, die von dem NOx resultieren, werden durch die alkalischen Komponenten des Betons neutralisiert. Die Verwendung von Glas oder Silicaglas als dem Sand stellt dem Block eine hohe Lichtdurchlässigkeitseigenschaft zusätzlich zu einer Rutschfestigkeitseigenschaft und Abnutzungsbeständigkeit zur Verfügung. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, dem ultravioletten Licht ein Eindringen in die Tiefen der Oberflächenschicht zu ermöglichen durch Ersetzen eines Teils des Sandes in der Oberflächenschicht durch lichtdurchlässiges Aggregat. Zusätzlich ermöglicht die Unebenheit der Oberfläche dem Licht, von allen Richtungen darauf einzustrahlen. Ferner führt die durch Klopfen der Oberfläche zur Verfügung gestellte Oberflächenrauhigkeit zu einer erhöhten Rutschfestigkeitseigenschaft und ermöglicht ferner dem Licht, aus allen Richtungen auf die Oberfläche einzustrahlen, wodurch die NOx-Reinigungsfähigkeit erhöht wird und die ästhetisch ansprechende und dekorative Eigenschaft verbessert wird. Ferner wird die Oberflächenrauhigkeit des NOx-reinigenden Blocks wirksam erzielt durch lediglich Klopfen der Oberfläche mit einfachen Mitteln wie einem Oberflächenaufrauhungswerkzeug mit vielen herausragenden Teilen, wie oben beschrieben. Das Adsorptionsmaterial, das in der Oberflächenschicht des NOx-reinigenden Blocks enthalten ist, adsorbiert und entfernt NOx, das während der Nacht erzeugt wird. Das während der Nacht erzeugte NOx wird durch Einwirken von ultraviolettem Licht des Sonnenlichts während des Tages zersetzt und entfernt. Zusätzlich erhöht das Hohlraumvolumen der Oberflächenschicht, das auf 10-40% eingestellt ist, und der Wasserpermeabilitätskoeffizient, der auf 0,01 cm/s oder höher eingestellt ist, die verfügbare Oberfläche und die photokatalytische Wirksamkeit; wobei die Erhöhung des Wasserpermeabilitätskoeffizienten zu einem höheren Grad der Reinigungswirksamkeit führt.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf die Beispiele ausführlicher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Um einen Teig zur Ausbildung einer aus Beton hergestellten Basisschicht herzustellen, wurden 100 Gewichtsteile an Portlandzement, 31 Gewichtsteile an Wasser, 190 Gewichtsteile an zerkleinerten Steinen und 240 Gewichtsteile an Sand vereinigt und geknetet. Um einen Teig zur Ausbildung einer Oberflächenschicht herzustellen, wurden getrennt davon Sand, 20 Gewichtsteile an Titandioxid und 80 Gewichtsteile an Portlandzement vereinigt und geknetet. Der Sand wurde in Anteilen relativ zu dem Zement verwendet, die in Tabelle 1 aufgelistet sind, um die Proben 1-4 herzustellen. Die Proben 1-4 wurden wie folgt zur Herstellung von vier Arten an Pflastersteinen verwendet.
Der Teig zur Ausbildung einer aus Beton hergestellten Basisschicht wurde in eine 10 · 20 cm Form gefüllt und unter Vibrieren zu Figuren geformt, wonach der Teig zur Ausbildung einer Oberflächenschicht auf die Basisschicht gegeben und mit einer Formplatte bedeckt und dann einem Vibrieren unter Druck unterzogen wurde (Druck: 0,25 kg/cm², Zahl der Vibrationen: 3140 Upm, Amplitude der Vibration: 1,4 mm; und Vibrationszeit unter Druck: 3 s), gefolgt von einem Härten, um entsprechend den Proben 1-4 die Testproben 1-4 herzustellen, welche 20 cm lang, 10 cm breit und 8 cm dick waren.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen der wie oben beschrieben hergestellten Blöcke veranschaulicht. Der Block 1 besitzt eine Basisschicht 2, auf welcher eine 7 mm dicke Oberflächenschicht 3 geschichtet ist. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Die Rutschfestigkeitseigenschaften des Pflastersteins wurden gemäß ASTM E303 gemessen. Das darin definierte Verfahren ist so ausgestaltet, daß ein auf einem Ende eines Pendelarms montierter Gummigleiter gegen die zu testende Oberfläche gerieben wird und die zu diesem Zeitpunkte verbrauchte Energie gemessen wird; wobei es erforderlich ist, daß die Messung gleich oder größer als 65 BPM ist.
Der durchgeführte Abnutzungsbeständigkeitstest (Kennzeichnungstest (labeling test)) war so ausgestaltet, daß fallende, sich drehende (200 Upm) Räder (Außendurchmesser: 205 mm, und Breite: 100 mm), von denen die Hälfte jeweils zwölf Ketten mit zehn Gliedern besaß, in Kontakt kamen mit einer horizontal hin- und herbewegten (66mal/min) Testprobe, um in die Oberfläche zu schneiden und diese abzunutzen, und es wurde die Abnutzungsmenge (Einheit: g/cm²) gemessen. Tabelle 1

Beispiel 2

Die Testprobe 5 mit einem 1-zu-3 Zement-zu-Sand-Verhältnis wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß anstelle der in Beispiel 1 verwendeten Platte als die Formplatte mit einer unebenen Oberflächenschicht eine Formplatte 4 verwendet wurde, die eine im Querschnitt trapezförmige Oberfläche 5 besitzt, welche in der perspektivischen Ansicht der Fig. 2 veranschaulicht ist. Der durch die Testprobe 5 repräsentierte Block ist in der Querschnittsansicht von Fig. 5 dargestellt.
Die erhaltene Testprobe 5 besaß sowohl eine hohe Rutschfestigkeitseigenschaft als auch Lichtdurchlässigkeit und entfernte wirksam NOx. Zusätzlich wurden die Testproben 6 und 7 hergestellt, welche beide dasselbe 1- zu-3 Zement-zu-Sand-Verhältnis wie die Testprobe 1 besaßen, wobei anstelle der Platte 4, welche die im Querschnitt trapezförmige Oberfläche 5 besitzt, die in Fig. 2 veranschaulicht wird, eine Formplatte 6 und eine Formplatte 8 verwendet wurden, welche eine wellenförmige Oberfläche 7, wie sie in der perspektivischen Ansicht von Fig. 3 dargestellt ist, bzw. eine zickzackförmige Oberfläche 9, wie sie in der perspektivischen Ansicht von Fig. 4 dargestellt ist, besaßen. Die erhaltenen Blöcke sind in den Querschnittsansichten von Fig. 6 und Fig. 7 veranschaulicht. Alle hergestellten Blöcke besaßen die ausgezeichneten Wirkungen der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 3

Die Testprobe 8 mit einem 1-zu-3 Zement-zu-Sand-Verhältnis wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 100 Gewichtsteile an Glaskörnern anstelle des Sandes zur Herstellung des Teigs zur Ausbildung einer Oberflächenschicht verwendet wurden. Die erhaltene Testprobe 8 besaß sowohl eine hohe Rutschfestigkeitseigenschaft als auch Lichtdurchlässigkeit und entfernte wirksam NOx.

Beispiel 4

Die Testprobe 9 mit einem 1-zu-1 Zement-zu-Sand-Verhältnis wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 100 Gewichtsteile an Silicasand anstelle des Sandes zur Herstellung des Teigs zur Ausbildung einer Oberflächenschicht verwendet wurden. Die erhaltene Testprobe besaß sowohl eine hohe Rutschfestigkeitseigenschaft als auch Lichtdurchlässigkeit und entfernte wirksam NOx.

Beispiel 5

Die Testprobe 10 wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Aufrauhung der Oberfläche der Oberflächenschicht durch Sandstrahlen geschah. Die erhaltene Testprobe 10 besaß sowohl eine hohe Rutschfestigkeitseigenschaft als auch Lichtdurchlässigkeit und entfernte wirksam NOx.

Beispiel 6

Um einen Teig zur Ausbildung einer aus Beton hergestellten Basisschicht herzustellen, wurden 100 Gewichtsteile an Portlandzement, 25 Gewichtsteile an Wässer und 300 Gewichtsteile an zerkleinerten Steinen vereinigt und geknetet. Um einen Teig zur Ausbildung einer Oberflächenschicht herzustellen, wurden getrennt davon 600 Gewichtsteile an zerkleinertem Sand, einem künstlichen Sand, 30 Gewichtsteile an Titandioxid, 100 Gewichtsteile an Portlandzement und 25 Gewichtsteile an Wasser vereinigt und geknetet. Der Teig zur Ausbildung einer aus Beton hergestellten Basisschicht wurde in eine 10 · 20 cm Form gefüllt und unter Vibrieren zu einer Figur geformt, wonach der Teig zur Ausbildung einer Oberflächenschicht auf die Basisschicht gegeben und mit einer Formplatte bedeckt und dann unter Druck einem Vibrieren unterzogen wurde, auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1. Nach dem Aushärten wurde ein Pflasterstein erhalten.
Der resultierende Block, der eine 7 cm dicke Basisschicht und eine 1 cm dicke Oberflächenschicht umfaßte, besaß ein Basisschichthohlraumvolumen von 26%, ein Oberflächenschichthohlraumvolumen von 20% und eine Wasserpermeabilität von 0,10 cm/s; der Block besaß ferner sowohl eine hohe Rutschfestigkeitseigenschaft, die beispielhaft mit 87 BPM angegeben wird, als auch eine hohe Reinigungswirkung und entfernte wirksam NOx.

Beispiele 7-10

Um einen Teig zur Ausbildung einer aus Beton hergestellten Basisschicht auszubilden, wurden 500 Gewichtsteile an Portlandzement, 130 Gewichtsteile an Wasser und 180 Gewichtsteile an Aggregat (#4 zerkleinerte Steine) vereinigt und geknetet. Um einen Teig zur Ausbildung einer Oberflächenschicht herzustellen, wurden getrennt davon vier Zubereitungen mit den in Tabelle 2 aufgelisteten Zusammensetzungen verwendet, um die als Beispiele 7-10 bezeichneten Testproben herzustellen. Die Proben 7-10 wurden wie nachfolgend beschrieben zur Herstellung von vier Arten an Pflastersteinen verwendet. Tabelle 2
Der Teig zur Ausbildung einer aus Beton hergestellten Basisschicht wurde in 10 · 20 cm Formen gefüllt und unter Vibrieren zu Figuren geformt, wonach die vier Arten an Teig zur Ausbildung von Oberflächenschichten auf die entsprechenden Basisschichten gegeben und mit Formplatten bedeckt und dann auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 einem Vibrieren unter Druck unterzogen wurden (Druck: 0,25 kg/cm², Zahl der Vibrationen: 3140 Upm, Amplitude der Vibration: 1,4 mm; und Vibrationszeit unter Druck: 3 s), gefolgt von einem Aushärten und einem Oberflächenaufrauhungsbearbeiten. Die Oberflächenaufrauhungsbearbeitung wurde durchgeführt mit einem Oberflächenaufrauhungswerkzeug (in Tabelle 3 aufgezeigt) mit vielen nagelförmigen herausragenden Teilen (hergestellt aus Stahl, 4 mm), die jeweils 2,5 cm beabstandet sind, welches vertikal über einen Bereich von 3 cm (6mal/min) und horizontal über einen Bereich von 5 cm (2mal/min) bewegt wurde, während die Blöcke mit einer Geschwindigkeit von bis zu 3 m/min horizontal bewegt wurden. Die resultierenden Blöcke mit einer Länge von 20 cm, einer Breite von 10 cm und einer Dicke von 7 cm wurden als die Testproben verwendet.
Es wurden auf dieselbe Weise wie oben Vergleichsbeispiele hergestellt, jedoch ohne ein Durchführen von jeglichem Oberflächenaufrauhungsbearbeiten nach dem Härten. Einer der resultierenden Blöcke ist in der perspektivischen Ansicht von Fig. 9 dargestellt. Der dargestellte Block umfaßt eine Basisschicht 2, auf welcher eine Oberflächenschicht 3 mit einer Dicke von 7 mm geschichtet ist. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgelistet.
Hier wurden die Rutschfestigkeitseigenschaften des Pflastersteins gemäß ASTM E303 gemessen. Das darin definierte Verfahren ist so ausgestaltet, daß ein an einem Ende eines Pendelarms montierter Gummigleiter gegen die zu testende Oberfläche reibt und die zu diesem Zeitpunkt verlorengegangene Energie gemessen wird; wobei erforderlich ist, daß die Messung gleich oder größer 65 BPM ist.
Der durchgeführte Abnutzungsbeständigkeitstest (Kennzeichnungstest) war andererseits so ausgestaltet, daß fallende, sich drehende (200 Upm) Räder (Außendurchmesser: 205 mm, und Breite: 100 mm), von denen die Hälfte jeweils zwölf Ketten mit zehn Gliedern besaßen, in Kontakt mit einer sich horizontal hin- und herbewegenden (66mal/min) Testprobe kamen, um in die Oberfläche zu schneiden und diese abzunutzen, und der Betrag der Abnutzung (Einheit: g/cm²) wurde gemessen. Die NOx-Reinigungsfähigkeit wurde ausgedrückt als NOx-Entfernungskoeffizient, ein Verhältnis der NOx-Konzentration beim Eintritt und der beim Austritt aus einem Gefäß, welches 20 cm² einer Probe unter ultravioletter Bestrahlung beinhaltete, welche gemessen wurde, während Luft mit einem NOx-Gehalt von 1 ppm hindurchströmte. Tabelle 3
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, besaß Beispiel 7 eine hohe Rutschfestigkeitseigenschaft aufgrund der Einbringung von Portlandzement. Zusätzlich war die NOx-Reinigungsfähigkeit erhöht. Beispiel 8 besaß ebenfalls eine hohe Rutschfestigkeitseigenschaft und ferner sogar eine ausgezeichnetere NOx-Reinigungsfähigkeit aufgrund der Einbringung von weißem Zement. Es wird angenommen, daß dies das Ergebnis der Einbringung von weißem Zement und dem unebenen Muster, das von dem Klopfen herrührt, ist. Es ist offensichtlich, daß sowohl Beispiel 9 als auch Beispiel 10, welche unter Verwendung der Oberflächenaufrauhungswerkzeuge, die in Fig. 10, Fig. 11 und Fig. 12 dargestellt sind, hergestellt wurden, zufriedenstellende NOx-Reinigungsfähigkeiten besaßen.

Beispiel 11

Es wurde den in Beispiel 9 beschriebenen Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme, daß das Oberflächenaufrauhungsbearbeiten nach einer Härtungsperiode von 2 Tagen oder 7 Tagen durchgeführt wurde. Wenn das Oberflächenaufrauhungsbearbeiten nach einer Härtungsperiode von 2 Tagen durchgeführt wurde, war die erforderliche Anzahl an Klopfungen verringert, jedoch mußte dem Produkt nach dem Oberflächenaufrauhungsbearbeiten eine gewisse Zeit der Ruhe ermöglicht werden. Das verwendete Oberflächenaufrauhungswerkzeug besaß sichtbare Verschmutzungen.
Wenn das Oberflächenaufrauhungsbearbeiten nach einer Härtungsperiode von 7 Tagen durchgeführt wurde, bindete die Oberfläche im Gegensatz dazu etwas übermäßig ab, und dies bewirkte, daß die erforderliche Anzahl an Klopfungen zunahm, mit dem Ergebnis, daß das Oberflächenaufrauhungsbearbeiten zu einem zufriedenstellenden Grad durchgeführt wurde. Die Standzeit des verwendeten Oberflächenaufrauhungswerkzeugs war jedoch geringfügig verkürzt. In jedem der Fälle wurden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung erzeugt.

Beispiel 12

Es wurde den in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren gefolgt, mit der Ausnahme, daß die Oberflächenschicht hergestellt wurde unter Verwendung von weißem Zement anstelle von Portlandzement und daß sie zusätzlich 160 Gewichtsteile an Zeolith enthielt, und die Oberflächenaufrauhungsbearbeitung wurde wie in Beispiel 7 beschrieben durchgeführt. Die Zugabe des Adsorptionsmaterials ermöglichte es, daß das während der Nacht adsorbierte NOx während des Tages weggereinigt wurde, wodurch somit die NOx-Reinigungsfähigkeit verbessert wurde. Zusätzlich trug die Oberflächenaufrauhungsbearbeitung zu einer höheren Rutschfestigkeitseigenschaft bei.

Beispiele 13-22

Um eine Blockbasisschicht herzustellen, wurden 100 Gewichtsteile an Portlandzement, 195 Gewichtsteile an zerkleinerten Steinen, 240 Gewichtsteile an Sand und 31 Gewichtsteile an Wasser vereinigt und geknetet, um einen Teig herzustellen, und der Teig wurde in eine 10 · 20 cm- Form gefüllt, welche dann vibriert wurde, um eine aus Beton hergestellte Basisschicht auszuformen, auf welcher eine von zwölf Arten an Teigzubereitungen zur Ausbildung von Oberflächenschichten gegeben wurde, um jede der als Beispiele 13-22 und Vergleichsbeispiele 5-6 in Tabelle 4 bezeichneten Testproben auszubilden. Nach dem Härten wurden die NO-Entfernungskoeffizienten der Testproben gemessen. Tabelle 4
(Einheit: Gewichtsteile)
Der Test wurde durchgefügt, indem eine Testprobe in ein gasdichtes Gefäß gegeben wurde, durch dessen Einlaß ein Strom eines Simulationsgases, welches 1 ppm an NO-Gas enthielt, eingeleitet wurde. Die Konzentration des NO in dem Gas, das durch den Auslaß ausströmte, wurde gemessen, um den NO-Entfernungskoeffizienten zu bestimmen. Der Test wurde über 24 Stunden durchgeführt und das Mittel der alle zehn Minuten gemessenen Entfernungskoeffizienten wurde als das Testergebnis aufgezeichnet.
Der Test 1 wurde mit drei UV-Lampen mit 10 Watt, welche über 24 Stunden kontinuierlich betrieben wurden, durchgeführt. Der Test 2 wurde durchgeführt, während die UV-Lampen alle zwei Stunden an- oder abgeschaltet wurden. Folglich brannten die Lampen über den Testzeitraum von 24 Stunden während 12 Stunden.
Hier wurden die Testproben der Beispiele und Vergleichsbeispiele, welche als Beispiele 13, 14, 16 und 17 und Vergleichsbeispiel 5 bezeichnet wurden, einem Festigkeitstest unterzogen, der als Dreipunktbiegetest bezeichnet wird. Die Testergebnisse sind in Tabelle 5 berichtet. Tabelle 5
Wie aus Tabelle 5 ersichtlich ist, sind die Beispiele 13-22, welche das Adsorptionsmaterial beinhalten, in der Lage, mehr NOx zu reinigen als die Vergleichsbeispiele. Insbesondere trug weißer Zement zu einem höheren NOx-Entfernungskoeffizienten bei als Portlandzement. Sogar im Test 2, in welchem die Lampen an- und ausgeschaltet wurden, wurde mehr NOx entfernt; wobei dieser Effekt besonders signifikant war, wenn Glaspulver zugegeben wurde. Die oben beschriebenen Hochleistungs-NOx-Reinigungsblöcke besaßen im wesentlichen auch dieselbe Biegefestigkeit.

Claims

1. Pflasterstein, umfassend eine Oberflächenschicht auf einer aus Beton hergestellten Basisschicht,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Oberflächenschicht 100 Gewichtsteile an Zement, 5-50 Gewichtsteile eines NOx-reinigenden Titandioxidpulvers und 100-700 Gewichtsteile an Sand enthält.

2. NOx-reinigender Pflasterstein nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht ein Adsorptionsmaterial enthält.

3. NOx-reinigender Pflasterstein nach Anspruch 2, wobei das Adsorptionsmaterial in der Oberflächenschicht mit einem Gewichtsverhältnis von 5-30 zu 100 Gewichtsteilen einer Gesamtzusammensetzung der Oberflächenschicht ausschließlich Wasser enthalten ist.

4. NOx-reinigender Pflasterstein nach den Ansprüchen 2 oder 3, wobei eines oder mehrere von Zeolith, Magadiit und Ton als das Adsorptionsmaterial verwendet werden.

5. NOx-reinigender Pflasterstein nach den Ansprüchen 2 oder 3, wobei Petalit als das Adsorptionsmaterial verwendet wird.

6. NOx-reinigender Pflasterstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dicke der Oberflächenschicht 2-15 mm beträgt.

7. NOx-reinigender Pflasterstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens ein Teil des Sandes Glaskörner oder Siliciumdioxidsand umfaßt.

8. NOx-reinigender Pflasterstein nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei 10-50% des Sandes ersetzt worden sind durch Glasperlen und/oder Glaspulver mit einer Teilchengröße von 1-6 mm.

9. NOx-reinigender Pflasterstein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Oberflächenschicht ein Hohlraumvolumen von 10-40% und eine Wasserpermeabilität von 0,01 cm/s oder höher besitzt.

10. NOx-reinigender Pflasterstein nach Anspruch 1, wobei eine aus einem Titandioxid-haltigen Mörtel hergestellte Oberflächenschicht auf die Basisschicht des Blocks geschichtet und dann gehärtet ist und die Oberfläche der aus Mörtel hergestellten Oberflächenschicht dann mit leichten Schlägen vieler herausragender Teile aus einem Oberflächenaufrauhungswerkzeug aufgerauht wird.

11. NOx-reinigender Pflasterstein nach Anspruch 10, wobei die Oberflächenschicht zusätzlich ein Adsorptionsmaterial enthält.

12. NOx-reinigender Pflasterstein nach Anspruch 11, wobei das Adsorptionsmaterial in der Oberflächenschicht mit einem Gewichtsverhältnis von 5-30 zu 100 Gewichtsteilen einer Gesamtzusammensetzung der Oberflächenschicht ausschließlich Wasser enthalten ist.

13. NOx-reinigender Pflasterstein nach den Ansprüchen 11 oder 12, wobei eines oder mehrere von Zeolith, Magadiit und Ton als das Adsorptionsmaterial verwendet werden.

14. NOx-reinigender Pflasterstein nach den Ansprüchen 11 oder 12, wobei Petalit als das Adsorptionsmaterial verwendet wird.

15. NOx-reinigender Pflasterstein nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Dicke der Oberflächenschicht 2-15 mm beträgt.

16. NOx-reinigender Pflasterstein nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Oberflächenschicht ein Hohlraumvolumen von 10-40% und eine Wasserpermeabilität von 0,01 cm/s oder höher besitzt.