JP2001253784A

JP2001253784A - ポーラスコンクリート

Info

Publication number: JP2001253784A
Application number: JP2000065893A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hata; 実畑; Junichiro Hakojima; 順一郎箱島
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】強度と連続空隙率が大きいポーラスコンクリ
ートを提供する。【解決手段】粗骨材と、該粗骨材に対する容積比が0.
10〜0.80のモルタルとからなるポーラスコンクリートに
おいて、該モルタルが、少なくとも、セメント、ポゾラ
ン質微粉末、粒径2mm以下の細骨材、減水剤、及び水を
含むことを特徴とするポーラスコンクリート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強度と連続空隙率
が大きいポーラスコンクリートに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市部等において、快適生活環境
の創造が強く求められている。そのため、吸音による騒
音低減効果（舗装、吸音壁等）、植生効果（河川護岸
等）、生態系への配慮等に優れるポーラスコンクリート
の実用化が進められている。

【０００３】例えば、特公平7-99002号には、セメント
コンクリート混合物1m³当たり、300〜400kgのポルトラ
ンドセメントと、該セメント1重量部に対して0.008〜0.
04重量部のバインダー（天然又は合成のゴム、アクリル
系樹脂又はエポキシ系樹脂等）と0.3〜0.45重量部の
水、および残部をなす10:90〜15:85の重量比の砂と７号
砕石よりなる骨材を混練し、得られた混合物を流しまた
は注型し、そして硬化させる工程よりなることを特徴と
する透水性セメントコンクリート構築物（ポーラスコン
クリート）を製造する方法が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ポーラスコンクリート
において、吸音効果を高めたり、大型の植物を植生した
りするには、コンクリートの体積に占める連続的な空間
の割合（連続空隙率）が大きい程、好ましいものであ
る。しかし一方で、連続空隙率を大きくしようとした場
合、強度が小さくなるという問題がある。

【０００５】例えば、前記特公平7-99002号記載の透水
性セメントコンクリート構築物の製造方法でも、連続空
隙率が大きな（例えば、15％以上）ポーラスコンクリー
トを製造することは可能である。しかしその場合、強度
が小さくなり、例えば、車道舗装への適用は困難とな
る。逆に、前記特公平7-99002号記載の透水性セメント
コンクリート構築物の製造方法において、車道にも適用
できる強度を有するポーラスコンクリートを製造した場
合では、連続空隙率が小さくなり、吸音効果等は低下す
る。

【０００６】そこで、本発明においては、強度と連続空
隙率が大きいポーラスコンクリートを提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究した結果、粗骨材とモルタルの
容積比を特定すること、さらにモルタルの使用材料を特
定することで、上記目的を達成することができるとの知
見を得、本発明に到達した。

【０００８】即ち、本発明は、粗骨材と、該粗骨材に対
する容積比が0.10〜0.80のモルタルとからなるポーラス
コンクリートにおいて、該モルタルが、少なくとも、セ
メント、ポゾラン質微粉末、粒径2mm以下の細骨材、減
水剤、及び水を含むことを特徴とするポーラスコンクリ
ートである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明は、粗骨材とモルタルの容積比を特定し、
さらにモルタルの使用材料を特定したポーラスコンクリ
ートである。以下、使用材料と配合割合を説明する。

【００１０】粗骨材としては、砂利、砕石、及びこれら
の混合物等が挙げられる。本発明においては、連続空隙
率を大きくするために、使用する粗骨材はできるだけ粒
径範囲を小さくすることが好ましい。具体的に言うと、
粒径範囲が2.5〜5mmの粗骨材、粒径範囲が5〜13mmの粗
骨材、粒径範囲が10〜20mmの粗骨材を使用することが好
ましい。

【００１１】粗骨材に対するモルタルの容積比は、粗骨
材:モルタル＝1:0.10〜0.80、好ましくは1:0.30〜0.70
である。モルタルの容積比が0.10未満では、ポーラスコ
ンクリートの強度が小さくなる。モルタルの容積比が0.
80を超えると、ポーラスコンクリートの連続空隙率が小
さくなり、吸音効果等が低下する。

【００１２】本発明で使用されるセメントの種類は限定
するものではなく、普通ポルトランドセメント、早強ポ
ルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低
熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント
や高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメ
ントを使用することができる。

【００１３】ポゾラン質微粉末としては、シリカフュー
ム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、
シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。一般に、シリ
カフュームやシリカダストでは、その平均粒径は、1.0
μｍ以下であり、粉砕等をする必要がないので本発明の
ポゾラン質微粉末として好適である。ポゾラン質微粉末
の配合量は、ポーラスコンクリートの強度と連続空隙率
から、セメント100重量部に対して5〜50重量部が好まし
い。ポゾラン質微粉末の配合量が前記範囲外では、ポー
ラスコンクリートの強度と連続空隙率を大きくすること
が困難となる。

【００１４】本発明においてモルタルでは粒径2mm以下
の細骨材が用いられる。ここで、本発明における細骨材
の粒径とは、85％重量累積粒径である。細骨材の粒径が
2mmを超えると、ポーラスコンクリートの連続空隙率が
小さくなり、吸音効果等が低下する。なお、本発明にお
いては、ポーラスコンクリートの強度と連続空隙率か
ら、最大粒径が2mm以下の細骨材を用いることが好まし
く、最大粒径が1.5mm以下の細骨材を用いることがより
好ましい。細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、
珪砂及びこれらの混合物を使用することができる。細骨
材の配合量は、ポーラスコンクリートの強度と連続空隙
率、硬化後の乾燥による収縮抑制等から、セメント100
重量部に対して50〜250重量部が好ましく、80〜180重量
部がより好ましい。

【００１５】減水剤としては、リグニン系、ナフタレン
スルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水
剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を
使用することができる。これらのうち、減水効果の大き
い高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが
好ましい。減水剤の配合量は、セメント100重量部に対
して、固形分換算で0.5〜4.0重量部が好ましい。減水剤
の配合量がセメント100重量部に対して0.5重量部（固形
分換算）未満では、粗骨材にモルタルが被覆した状態の
互いに独立した粒体とすることが困難であり、また、ポ
ーラスコンクリートの強度と連続空隙率を大きくするこ
とも困難である。減水剤の配合量がセメント100重量部
に対して4.0重量部（固形分換算）を超えると、連続空
隙率が小さくなり、吸音効果等が低下する。なお、減水
剤は、液状又は粉末状どちらでも使用可能である。

【００１６】水量は、セメント100重量部に対して10〜3
0重量部が好ましく、より好ましくは15〜25重量部であ
る。セメント100重量部に対して、水量が10重量部未満
では、粗骨材にモルタルが被覆した状態の互いに独立し
た粒体とすることが困難であり、また、ポーラスコンク
リートの強度と連続空隙率を大きくすることも困難であ
る。水量が30重量部を超えると、連続空隙率が小さくな
り、吸音効果等が低下する。

【００１７】本発明においては、ポーラスコンクリート
の曲げ強度を高める観点から、モルタルに金属繊維及び
／又は有機質繊維を含ませることが好ましい。金属繊維
としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられる
が、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや入
手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維
は、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。径
が0.01mm未満では繊維自身の強度が不足し、張力を受け
た際に切れやすくなる。径が1.0mmを超えると、同一配
合量での本数が少なくなり、曲げ強度を向上させる効果
が低下する。長さが30mmを超えると、混練の際ファイバ
ーボールが生じやすくなる。長さが2mm未満では曲げ強
度を向上させる効果が低下する。金属繊維の配合量は、
モルタルの体積の4.0％未満が好ましく、より好ましく
は3.0％未満である。金属繊維の含有量が多くなると混
練時の作業性等を確保するために単位水量も増大するの
で、金属繊維の配合量は前記の量が好ましい。

【００１８】有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭
素繊維等が挙げられる。有機質繊維は、径0.005〜1.0m
m、長さ2〜30mmのものが好ましい。有機質繊維の配合量
は、モルタルの体積の10％未満が好ましく、8.0％未満
がより好ましい。なお、本発明においては、金属繊維と
有機質繊維を併用することは差し支えない。

【００１９】本発明においては、ポーラスコンクリート
の強度を高める観点から、モルタルに、平均粒径3〜20
μｍ、より好ましくは平均粒径4〜10μｍの無機粉末を
含ませることが好ましい。無機粉末としては、石英粉
末、石灰石粉末、炭化物、窒化物等が挙げられるが、な
かでも石英粉末は、コストの点やポーラスコンクリート
の品質安定性の点から好ましいものである。石英粉末と
しては、石英や非晶質石英、オパール質やクリストバラ
イト質のシリカ含有粉末等が挙げられる。無機粉末の配
合量は、ポーラスコンクリートの強度と連続空隙率か
ら、セメント100重量部に対して50重量部以下が好まし
く、20〜35重量部がより好ましい。

【００２０】本発明においては、ポーラスコンクリート
の靱性を高める観点から、モルタルに、平均粒度が1mm
以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を含ませることが好ま
しい。ここで、粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ
（特に、繊維状粒子ではその長さ）である。繊維状粒子
としては、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト
等が、薄片状粒子としては、マイカフレーク、タルクフ
レーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク
等が挙げられる。繊維状粒子又は薄片状粒子の配合量
は、ポーラスコンクリートの強度と連続空隙率、靱性等
から、セメント100重量部に対して35重量部以下が好ま
しく、10〜25重量部がより好ましい。なお、繊維状粒子
においては、ポーラスコンクリートの靱性を高める観点
から、長さ／直径の比で表される針状度が3以上のもの
を用いるのが好ましい。

【００２１】次に、本発明のポーラスコンクリートの製
造方法について説明する。まず、粗骨材と、該粗骨材に
対する容積比が0.10〜0.80のモルタルとからなる組成物
の混練物を調製する。該混練物の調製方法は、特に限定
するものではなく、 1)水、減水剤以外のモルタル材料を予め混合しておき
（プレミックス）、混練の際に、該プレミックス、水、
減水剤、粗骨材をミキサに投入し、混練する。 2)水以外のモルタル材料を予め混合しておき（プレミッ
クス、ただし減水剤は粉末タイプのものを使用する）、
混練の際に、該プレミックス、水、粗骨材をミキサに投
入し、混練する。 3)混練の際に、各モルタル材料と粗骨材とを、それぞれ
個別にミキサに投入し、混練する。等の方法が挙げられ
る。なお、本発明において、混練は、粗骨材にモルタル
が被覆した状態の互いに独立した粒体となるまで混練す
る。

【００２２】混練に用いるミキサは、通常のコンクリー
トの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例え
ば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ
等が用いられる。

【００２３】本発明において、ポーラスコンクリートの
成形方法は、特に限定するものではなく、前記混練物をコンクリート工場から施工現場まで運搬
し、打設し、締固めて成形しても良いし（現場打ち）、コンクリート製品工場において、前記混練物を成形し
ても良い。

【００２４】前記の現場打ちにおいては、コンクリー
ト工場から施工現場までの混練物の運搬は、ダンプトラ
ック、アジテータトラックのいずれを用いて行っても良
い。また、混練物の敷設には、タンピングランマー、プ
レートコンパクター、バイブロコンパクター、フイニッ
シャー等を用いて、該混練物を締固める。成形後、コン
クリート表面を養生シートで覆い、養生すれば良い。

【００２５】の工場での製造においては、混練物を所
定の型枠に投入し、振動数が1000〜8000vpmの外部振動
で振動成形する。振動数が前記範囲外では、ポーラスコ
ンクリートの強度と連続空隙率を大きくすることが困難
となる。外部振動は、テーブルバイブレーターや型枠に
取り付け可能な振動機等を使用することができる。振動
時間は、おおよそ3〜30秒である。なお、振動成形時
に、1〜100kPaの圧力を加えることは、差し支えない。
加圧には、油圧式あるいは空気圧式の加圧装置等を使用
することができる。養生方法は、特に限定するものでは
なく、常温養生や蒸気養生等を行えばよい。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。１．使用材料以下に示す材料を使用した。１）セメント；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径0.7μｍ）３）細骨材；珪砂４号と珪砂５号の２：１（重量比）混合品４）金属繊維；鋼繊維（直径：0.2mm、長さ：15mm）５）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤６）水；水道水７）無機粉末；石英粉（平均粒径7μｍ）８）繊維状粒子；ウォラストナイト（平均長さ0.3mm、長さ／直径の比４）９）粗骨材；青梅産砕石６号（粒径範囲5〜13mm）

【００２７】実施例１粗骨材と、表１に示す配合割合のモルタルの各材料を、
粗骨材とモルタルの容積比が1:0.55となるように二軸練
りミキサに投入し、粗骨材にモルタルが被覆した状態の
互いに独立した粒体となるまで混練し、混練物を調製し
た。該混練物を、100×60×20cmの型枠に投入し、テー
ブルバイブレーターで振動成形（振動数6000vpm×20
秒）した。成形後、20℃で48時間前置きし、90℃で48時
間蒸気養生し、ポーラスコンクリートを製造した。上記
ポーラスコンクリートを切断して、φ10×20cmの供試体
を３本作製し、「JIS A 1108（コンクリートの圧縮強度
試験方法）」に準じて、圧縮強度を測定した。また、上
記ポーラスコンクリートを切断して、φ15×30cmの供試
体を３本作製し、日本コンクリート工学協会の「エココ
ンクリート研究委員会報告書ポーラスコンクリートの
空隙率測定方法（案）」に準じて、連続空隙率を測定し
た。その結果、圧縮強度は26ＭＰａ、連続空隙率は25％
であった。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例２粗骨材と、表２に示す配合割合のモルタル（表２におい
て、鋼繊維はモルタル中の容積％である）の各材料を、
粗骨材とモルタルの容積比が1:0.50となるように二軸練
りミキサに投入し、粗骨材にモルタルが被覆した状態の
互いに独立した粒体となるまで混練し、混練物を調製し
た。該混練物を、100×60×20cmの型枠に投入し、テー
ブルバイブレーターで振動成形（振動数6000vpm×20
秒）した。成形後、20℃で48時間前置きし、90℃で48時
間蒸気養生し、ポーラスコンクリートを製造した。上記
ポーラスコンクリートを切断して、実施例１と同様の方
法で、圧縮強度及び連続空隙率を測定した。その結果、
圧縮強度は27ＭＰａ、連続空隙率は25％であった。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポーラス
コンクリートでは、強度と連続空隙率が大きく、様々な
用途（例えば、車道舗装等）に使用できるものであり、
吸音効果に優れる、大型の植物を植生できる等の効果が
得られるものである。従って、本発明のポーラスコンク
リートは、快適生活環境の創造に貢献しうるものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 14:48 Ｃ０４Ｂ 14:48 Ｄ 14:38 14:38 Ａ 16:06 16:06 ＥＡＢ 18:14 18:14 Ｃ 14:20 14:20 Ａ 20:00） 20:00）Ｂ 111:40 111:40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粗骨材と、該粗骨材に対す
る容積比が0.10〜0.80のモルタルとからなるポーラスコ
ンクリートにおいて、該モルタルが、少なくとも、セメ
ント、ポゾラン質微粉末、粒径2mm以下の細骨材、減水
剤、及び水を含むことを特徴とするポーラスコンクリー
ト。
【請求項２】モルタルが、金属繊維及び／又は有機質
繊維を含む請求項１に記載のポーラスコンクリート。
【請求項３】金属繊維が、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30
mmの鋼繊維である請求項２記載のポーラスコンクリー
ト。
【請求項４】有機質繊維が、径0.005〜1.0mm、長さ2
〜30mmのビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチ
レン繊維、アラミド繊維、炭素繊維から選ばれる１種以
上の繊維である請求項２記載のポーラスコンクリート。
【請求項５】モルタルが、平均粒径3〜20μｍの無機
粉末を含む請求項１〜４のいずれかに記載のポーラスコ
ンクリート。
【請求項６】モルタルが、平均粒度1mm以下の繊維状
粒子又は薄片状粒子を含む請求項１〜５のいずれかに記
載のポーラスコンクリート。