JP2002173678A - 土舗装用組成物およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 天然土と無機塩類とセメントとを混合した土
舗装用組成物を長期保存可能な工業製品として市場に提
供することを課題とする。 【解決手段】 土に無機塩類の水溶液を添加して均一に
混合し、これを８０〜１５０℃で乾燥することにより含
水比を２％以下とすると共に有機物および微生物を除去
したのち、セメントを混合する。無機塩類を水溶液の形
態で土に添加するから無機塩類を土に均一に混合し易
い。また、この湿潤混合物を８０〜１５０℃という比較
的高温で強熱乾燥するから、土中に含まれる天然由来の
有機物や微生物が分解・死滅し、保管中における有機物
の腐敗や変敗が回避でき、工業製品、市場流通商品とし
ての長期品質安定性が確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人と自然にやさしい
土舗装の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】真砂土や川砂、あるいは荒木田土、ロー
ム、しらす等の天然土質材料を主材として路面を舗装す
るいわゆる土舗装が広く知られている。この土舗装は、
照り返しが少なく、歩行し易く、自然破壊を抑え、周囲
の環境によくマッチする等、アスファルト舗装やコンク
リート舗装にない格別の特徴を有する。土舗装技術の一
例として、特開平１１−２４７１１８号公報、特開平１
１−１３１４１５号公報、特開平１０−１４０１５６号
公報等によれば、ウレタン系樹脂が土粒子のバインダー
として用いられる。また、特開平１１−３０２６４５号
公報、特開平１１−１３１４０７号公報、特開平９−２
９６４０６号公報等によれば、アクリル樹脂エマルジョ
ンやカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の水性樹
脂分散物が土粒子の結合剤、団粒化剤として用いられ
る。

【０００３】一方、このような有機化合物を使用するの
に対し、特開２０００−１９２４０３号公報、特開平９
−８７６２１号公報、特開平８−３０２６０８号公報、
特開平６−３０６８１４号公報、特開平６−１０３０５
号公報には、土質材料に、セメント等の水和反応性硬化
剤、および塩化マグネシウムや炭酸カルシウム等の各種
無機塩類を混合して水で練り合わせ、これで路面舗装や
舗装用成形物を作製する技術が記載されている。しか
し、施工現場はどうしても慌ただしいから、複数の原料
をいちいち計量して所定の配合比率に調製したり、これ
らを均一に混じり合うまでよくミキシングすることがお
座なりとなって、配合比率に誤差が生じたり品質がばら
ついたりする傾向がある。

【０００４】この問題に対処するためには、特開２００
０−７９２６号公報に開示されるように、原料を現場混
合するのではなくプラント混合することが考えられる。
つまり、上記の場合、土質材料と無機塩類と水和反応性
硬化剤とを予め所定の配合比率にプレミックスしておく
のである。そうすれば、施工現場にこの含土プレミック
スを持ち込み、現場ではこれに水を加えて練るだけで済
むようになり、原料の配合比率に誤差が出たり舗装の品
質がばらついたりすることが防止できる。加えて、用途
に応じて配合比率の異なる多くのグレードを品揃えする
ことができ、土舗装用組成物を工業的に一貫生産するこ
とが可能となる。その結果、土舗装用組成物の品質管理
が容易となり、納期が遵守でき、工期が短縮化し、コス
トダウンが図れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セメント等の
水和反応性を有する硬化剤をこの含土プレミックス中に
安定に存在させるためには、該水和反応性硬化剤がプレ
ミックス中の水分により水和反応を起こさないようにす
る必要がある。のみならず、このような土舗装用組成物
を工業化するためには、製品である上記プレミックスの
在庫安定性ないし製品安定性を確保することが欠かせな
い。

【０００６】つまり、このプレミックスには、掘削土や
地方産出土等の天然由来の土質材料が配合されているか
ら、その中には、昆虫の死がいや、植物の枯枝・落葉、
あるいは生物の糞尿等のいろいろな有機物が混入してい
るし、また、土壌菌等のバクテリアや、黴類、藻類等の
各種の微生物が棲息している。したがって、これをその
まま混ぜて製品化しただけでは衛生的でないばかりか、
保管中に腐敗や異常発酵を起こしてガスが発生し、容器
や袋が破裂したり、あるいは内容物が変敗、変質して商
品価値が損なわれたりする問題が新たに発生するのであ
る。しかも、プレミックスには無機栄養素（無機塩類）
が豊富に含まれ、バクテリア等の繁殖によってｐＨが下
がり、プレミックスが中性化すると、セメント等の硬化
剤の強度が脆弱化する可能性もある。

【０００７】そこで、本発明は、上記のような現状に鑑
み、土質材料と無機塩類と水和反応性硬化剤とを混合し
た土舗装用組成物を品質安定性に優れる工業製品として
市場に提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、土質材料と無機塩類と水和反応性硬化剤
とを所定の配合比率に混合した土舗装用組成物におい
て、含水比を２％以下とし、かつ有機物および微生物を
除去したことを特徴としている。

【０００９】また、本発明は、土質材料と無機塩類と水
和反応性硬化剤とを所定の配合比率に混合した土舗装用
組成物の製造方法において、土質材料に無機塩類の水溶
液を添加して均一に混合し、該混合物を８０〜１５０℃
で乾燥し、これにより上記混合物の含水比を２％以下と
すると共に有機物および微生物を除去し、得られた乾燥
物に水和反応性硬化剤を混合することを特徴とする。

【００１０】本発明では、無機塩類を水溶液の形態で土
質材料に添加する。したがって、粉体や粒体の形態で混
合するよりも土質材料と無機塩類との攪拌および均一化
が容易となる。しかし、このままでは水分を多量に含む
から、水和反応性硬化剤を混合することができない。そ
こで、本発明では、次にこの混合物を８０〜１５０℃で
乾燥することにより含水比を２％以下まで低下させる。
これにより、プレミックス中の水分がほとんどなくなっ
て、水和反応性硬化剤を配合しても、組成物内部におけ
る水和反応が防止でき、保管中における製品の固化が回
避できる。

【００１１】また、本発明では、混合物を上記のように
８０〜１５０℃の比較的高温で強熱乾燥をすることによ
り、土質材料中に含まれる天然由来の有機物や微生物が
分解または死滅し、これらを除去することが同時に達成
される。したがって、別途これらの除去作業や駆除作業
等をしなくても有機物の腐敗や醗酵が回避でき、その結
果、工業製品、市場流通商品としての長期品質安定性が
確保できて、例えば、開封時に内容物が堆肥化してい
た、腐敗臭がした、異物が発生、繁殖していた、品質・
強度が低下していた等の不具合が解消される。

【００１２】本発明に係る土舗装用組成物は、例えば、
ポリエチレン（ＰＥ）内装の紙袋や、ペール缶、一灯
缶、あるいはドラム缶等の各種容器に所定重量に計量し
て保管しておくことができる。また、原料の配合比率や
種類をいろいろに変更した各種グレード品を取り揃えて
おくことができる。

【００１３】そして、受注に応じて、要望するグレード
品を必要数量だけ施工現場に搬入し、現場ではこれを開
封して水を加えて練り合わせるだけでよい。あとはこの
水練りした土舗装用組成物を路盤上に敷設し、レイキ等
で平らに整地し、転圧ローラや振動式プレートタンパ等
で転圧し、締め固めて路面を形成すればよい。舗装の厚
さは、交通状態等により、例えば５０ｍｍ〜１５０ｍｍ
等とする。

【００１４】これにより、施工現場において各原料を処
方通りに混ぜ合わせて均一に攪拌する煩雑さがなくなる
から、作業が効率化し、工期が短縮化し、施工の質にバ
ラツキがなくなり、品質の維持安定化が図られる。しか
も、土舗装用組成物を工業的に大量生産、一貫生産でき
るから、コストダウンが図られ、品質管理が容易となる
ばかりでなく、用途に応じて種々のグレードの品揃えが
可能となる。また、急な発注でも、工期に合せて必要と
する原料のすべてを容易にタイムリーに納入することが
できる。

【００１５】さらには、衛生的で清潔なプレミックスを
廉価に提供することができ、かつ原料の配合を誤ること
がないから、本発明に係る土舗装用組成物は、専門技術
者集団による大型都市土木工事のみならず、一般消費者
が家庭で安心して手で触れ、取り扱う用途にも使用する
ことができる。例えば、家庭的な素人造園や、粘土等に
代わる趣味の工芸や陶芸等の造形用素材としても安心し
て使用可能である。もちろん、他の用途して、プレス成
形式のコンクリートブロック製造装置等で舗装用ブロッ
ク成形物を作製したり、あるいは他の適宜装置を用いて
粒状成形物等を作製してもよい。

【００１６】本発明で使用可能な土質材料としては、例
えば、真砂土、山土、山砂、川土、川砂、荒木田土、砂
質ローム、砂岩、しらす等が挙げられ、これらのうちの
１種または２種以上を混合して用いることができる。ま
た、粒径は、例えば０．３〜５ｍｍの範囲で分布してい
るものが好ましく、０．５〜２ｍｍの範囲内のものが特
に好適に使用可能である。また、黄土や赤土、あるいは
黒土（火山灰腐食土壌）等、元来有色である土質材料を
用いてもよく、一方、白色の土質材料を使用するとき
は、適宜顔料で着色してもよい。

【００１７】本発明で使用可能な無機塩類としては、例
えば、塩化アンモニウム等のアンモニウム塩類、塩化ナ
トリウム、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等のナトリ
ウム塩類、塩化カリウム、炭酸カリウム、硝酸カリウ
ム、硫酸カリウム等のカリウム塩類、塩化カルシウム、
炭酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン酸カルシウム、
珪酸カルシウム、アルミン酸カルシウム等のカルシウム
塩類、塩化マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸マ
グネシウム等のマグネシウム塩類等の他、塩化アルミニ
ウムや、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、あるいは硫
酸鉄等の＋２価の鉄化合物等が挙げられ、これらのうち
の１種または２種以上を混合して用いることができる。

【００１８】本発明におけるこれらの土質材料と無機塩
類との配合比率は、例えば１０００：２〜１５（重量比
・以下特に断らない限り同じ）である。無機塩類を例え
ば５０％水溶液で土質材料に添加する場合は、土質材料
と該水溶液との配合比率は、一例として１０００：４〜
３０等となる。本発明では、モルタルミキサまたは専用
ミキサを用いてこれらを混練する。およそ３〜５分ほど
混練すると土質材料に無機塩類の水溶液が一様にまぶさ
れ湿潤した混合物が得られる。

【００１９】本発明においては、この湿潤状態の混合物
を熱風乾燥するか、あるいは焼成することにより、８０
〜１５０℃の強熱乾燥処理を行ない、含水比が２％以下
の乾燥物を得る。これにより、セメント等の水和反応が
防止できると共に、混合物中の有機物や微生物を排除・
駆除できて、含土プレミックス製品の硬化・腐敗・変質
を防止できる。

【００２０】本発明で使用可能な水和反応性硬化剤とし
ては、例えば、普通ポルトランドセメント、高炉セメン
ト、アルミナセメント等の他、石灰や、石膏等が挙げら
れ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用い
ることができる。本発明におけるこれらの乾燥物と水和
反応性硬化剤との配合比率は、強度に応じて、例えば１
００：２〜２５である。そして、このようにして得られ
た粉状ないし粒状の含土プレミックスを土舗装用組成物
として適宜量に包装し、市場に提供する。あるいは、該
プレミックスをペレット状やタブレット状、キューブ状
に押し固めて成形してもよい。

【００２１】以下、具体例により本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるも
のでないことはいうまでもない。

【００２２】

【実施例】［土舗装用組成物の調製］まず、表１に示す
配合で無機塩類の水溶液Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを調製した。例
えば塩類水溶液Ａの場合、特開２０００−６３１６７号
公報に開示されるように、チオ硫酸ナトリウムでカルキ
分を除去した水に塩化アンモニウムと炭酸カリウムとを
同時に加えて溶解させたのち、硫酸鉄を添加して溶解さ
せ、さらに塩化カルシウム、塩化マグネシウムの順に加
えて溶解させた。

【００２３】

【表１】

【００２４】得られた水溶液Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをモルタル
ミキサを用いて表２に示す配合比率で真砂土（奈良県
産）と混合した。すなわち、実施例１では真砂土と水溶
液Ａとを１０００：４の比率で混合し、３分間ミキシン
グした。実施例２では真砂土と水溶液Ｂとを１０００：
１５の比率で混合し、４分間ミキシングした。実施例
３，４では真砂土と水溶液Ｃ，Ｄとをそれぞれ１００
０：３０の比率で混合し、５分間ミキシングした。いず
れの場合も真砂土全体が無機塩類水溶液で均一に浸潤し
た混合物が得られた。

【００２５】次いで、この湿潤混合物を熱風乾燥機を用
いて表２に示す条件で強熱乾燥した。すなわち、実施例
１では８０℃で３０分間、実施例２では１２０℃で２０
分間、実施例３，４では１５０℃で１５分間それぞれ強
熱乾燥した。得られた各乾燥物の含水比をＪＩＳ Ａ１
２０３に則って測定したところ、いずれも表２に示すよ
うに２％以下であった。また、比較例として、実施例１
で用いた湿潤混合物を６５℃で１時間乾燥し、含水比を
２％以下とした。

【００２６】しかるのち、この乾燥物にそれぞれ表２に
示す配合比率で普通ポルトランドセメントを加え、粉状
のプレミックスである土舗装用組成物を得た。すなわ
ち、実施例１および比較例では乾燥物とセメントとの配
合比率を約１００：２とし、実施例２では約１００：１
５とし、実施例３，４では約１００：２５とした。得ら
れた各組成物の一部は直ちに以下に示す試験に供し、残
りの一部はＰＥ内装紙袋（２５ｋｇ詰）に包装して、２
０００年４月から１０月までの春〜夏季１８０日間、普
通倉庫に常温で保管したのち、同じく以下に示す試験に
供した。

【００２７】

【表２】

【００２８】［土舗装用ブロックの成形］各プレミック
スに水を加えて混練し、プレス成形機を用いて２０ｃｍ
×１０ｃｍ×５ｃｍの土舗装用ブロックを作製し、７日
間自然乾燥で養生した。参考例として、実施例１で用い
た真砂土と水溶液Ａとポルトランドセメントとを同じ配
合で現場混合し、同じく２０ｃｍ×１０ｃｍ×５ｃｍの
土舗装用ブロックを作製・養生した。

【００２９】［耐水中崩壊試験］養生材齢７日後の各ブ
ロックを最大長さが１０ｍｍ以下の破片となるように叩
き割り、水道水を入れたビーカに投入して、５分間攪拌
−３分間静置のユニットを２０回繰り返した後、破砕物
の状態や水の濁り具合を観察した。いずれの場合も破砕
物は短時間で沈降し、上澄み液は白濁等しなかった。一
夜間水中に没したまま放置して翌日同じテストを行なっ
たが結果は同じであった。

【００３０】［圧縮強度試験］養生材齢７日後の各ブロ
ックから直径約２５ｍｍ、長さ約４０ｍｍの円柱状供試
体を切り出し、該供試体の両端面を石膏混入セメントペ
ーストでキャッピングした後、定速型万能試験機を用い
て一軸漸増圧縮荷重を加えて最大荷重を求め、数１に従
って圧縮強度を算出した。結果を表３に示す。

【００３１】

【数１】

【００３２】

【表３】

【００３３】明らかなように、８０〜１５０℃という比
較的高温で乾燥熱処理した実施例１〜４は、プレミック
スの調整直後においても、また１８０日保管後において
も、現場混合（参考例）と同等の強度を保持していた。
しかし、６５℃という比較的低温で乾燥熱処理を行なっ
た比較例は、含水比が２％以下で、プレミックスの調整
直後における強度が実施例１と変わらなかったものの、
１８０日保管後の開封時には酸敗臭がし、これを水で練
って作製したブロックの強度は１８％ほど低下してい
た。これは、熱処理温度が低く、プレミックスの滅菌が
不十分であったため、保管中に有機物の分解と微生物の
繁殖が進んでプレミックスが酸性化し、その結果、セメ
ント等の水和反応性硬化剤が脆弱化したからであると考
えられる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現場混
合した場合と何等遜色のない強度を達成する土舗装用プ
レミックスがプラント混合で提供される。このプレミッ
クスは、含水比が十分低く、かつ微生物の繁殖や有機物
の分解・腐敗が免れるから、工業製品として安定して長
期保存が可能で、安心して市場に流通させることができ
る。また、衛生的で、一般消費者が直接手で触れるよう
な用途にも広く好ましく適用可能である。さらに、用途
に応じて土やセメント等の種類や配合比率の異なる多く
のグレードを品質管理よく大量に品揃えすることがで
き、納期の遵守、工期の短縮化、コストの低減を図るこ
とができる。すなわち、有機物と微生物とによる腐敗等
の不具合を防止するために比較的高温で乾燥処理した結
果、衛生的で長期保存が可能な品質安定性に優れるプレ
ミックスを大量に品質管理よく工業生産できるようにな
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土質材料と無機塩類と水和反応性硬化剤
   とを所定の配合比率に混合した土舗装用組成物であっ
   て、含水比が２％以下、かつ有機物および微生物が除去
   されていることを特徴とする土舗装用組成物。
2. 【請求項２】 土質材料と無機塩類と水和反応性硬化剤
   とを所定の配合比率に混合した土舗装用組成物の製造方
   法であって、土質材料に無機塩類の水溶液を添加して均
   一に混合し、該混合物を８０〜１５０℃で乾燥すること
   により含水比を２％以下とすると共に有機物および微生
   物を除去し、得られた乾燥物に水和反応性硬化剤を混合
   することを特徴とする土舗装用組成物の製造方法。