JP2002316858A

JP2002316858A - ポーラスコンクリートおよび現場打ち透水性コンクリート舗装

Info

Publication number: JP2002316858A
Application number: JP2001062181A
Authority: JP
Inventors: Masao Ishida; 征男石田; Toshitsugu Tanaka; 敏嗣田中; Seisuke Nagashio; 靖祐長塩
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】連続空隙率を保持して良好な透水係数と十分
な曲げ強度を有するポーラスコンクリートおよび現場打
ち透水性コンクリート舗装を提供する。【解決手段】粗骨材と、該粗骨材100%に対する容積比
が25〜100%のセメントペーストまたはモルタルとからな
るポーラスコンクリートにおいて、都市ごみ焼却灰また
は下水汚泥焼却灰の１種以上を原料としてなる焼成物で
あって、カルシウムクロロアルミネート、カルシウムフ
ルオロアルミネートまたはカルシウムアルミネートの１
種以上を10〜40質量%およびカルシウムシリケートを含
む焼成物と石膏を主成分とするエコセメントを、該セメ
ントペーストまたはモルタルのセメントとして用いたこ
とを特徴とするポーラスコンクリート等を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エコセメントを使
用したポーラスコンクリートおよび現場打ち透水性コン
クリート舗装に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ごみや下水汚泥といった一般
廃棄物および産業廃棄物は著しく増加しており、これら
廃棄物の有効利用、再資源化についても各方面で試みら
れているが決定的な方法はなく、現状は埋立てに頼って
いる。しかし、最近、セメント製造分野では資源の有効
利用を促すために、セメントの材料として種々の廃棄物
の利用が試みられている。その一例として、都市ごみ焼
却灰、下水汚泥焼却灰を主原料として製造された水硬性
組成物であるエコセメントが開発されコンクリート等へ
の使用が可能となっている。

【０００３】また、従来からポーラスコンクリートはビ
ルの屋上、公園、河川等の緑化に使われているが、最
近、優れた透水性と大きな曲げ強度を持つポーラスコン
クリートが開発され、透水性コンクリート舗装、特に交
通量の多い車道において実用化されている。例えば、特
開平１０−２５２００６号公報には粗骨材と共に用いら
れるセメントペーストまたはモルタルの配合量、構成成
分等を特定することによって、舗装面の粗骨材が剥離し
難く、大きな曲げ強度と良好な透水係数をもつ透水性コ
ンクリート舗装が得られることが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のポーラ
スコンクリートでは、コンクリート強度を増進するため
にはコンクリート中のセメントペーストまたはモルタル
量を増加し、空隙率を低下する必要があった。その場
合、施工中にコンクリート中のセメントペーストまたは
モルタル分が流下し、いわゆる空隙つぶれを起こして透
水係数が著しく低下したり、草木類の植栽を目的として
いる場合には発芽せず順調に生育しない虞があった。

【０００５】一方、良好な透水係数を得るためにはポー
ラスコンクリート中のセメントペーストまたはモルタル
量を調整してコンクリート中の空隙率を増加させる必要
があった。その場合ポーラスコンクリートの強度が低下
する虞があるだけではなく、乾燥を促進するような環境
下で施工を行った場合ではセメントペーストまたはモル
タルの表面部が乾燥して剥がれやすくなり、セメントペ
ーストまたはモルタルに被覆された粗骨材同士の付着力
が低下する場合がある。その結果、硬化後において、セ
メントペーストまたはモルタルに被覆された粗骨材同士
が剥離して舗装面に凹凸が生じ、供用性が悪化する虞が
あった。

【０００６】そこで、本発明は、空隙つぶれを減少する
ことにより連続空隙率を保持して良好な透水係数と十分
な曲げ強度を有するポーラスコンクリートおよび舗装面
からの粗骨材の剥離を低減でき供用性に問題がなく、歩
道から交通量の多い車道までの広い範囲の道路に適用す
ることができる現場打ち透水性コンクリート舗装を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題に対し、本発
明は以下の手段を提供する。粗骨材と、該粗骨材100%に
対する容積比が25〜100%のセメントペーストまたはモル
タルとからなるポーラスコンクリートにおいて、都市ご
み焼却灰または下水汚泥焼却灰の１種以上を原料として
なる焼成物であって、カルシウムクロロアルミネート、
カルシウムフルオロアルミネートまたはカルシウムアル
ミネートの１種以上を10〜40質量%およびカルシウムシ
リケートを含む焼成物と石膏を主成分とするエコセメン
トを、該セメントペーストまたはモルタルのセメントと
して用いたことを特徴とするポーラスコンクリートを提
供する（請求項１）。

【０００８】また、粗骨材と、該粗骨材100%に対する容
積比が25〜100%のセメントペーストまたはモルタルとか
らなるポーラスコンクリートにおいて、都市ごみ焼却灰
または下水汚泥焼却灰の１種以上を原料としてなる焼成
物であって、カルシウムアルミネートを10〜25質量%お
よびカルシウムシリケートを含み、かつ塩化物イオン含
有量が０．１質量%以下である焼成物と石膏を主成分と
するエコセメントを、セメントペーストまたはモルタル
のセメントとして用いたことを特徴とするポーラスコン
クリートを提供する（請求項２）。

【０００９】また、エコセメントまたはエコセメントを
含む粉体混合物100重量部に対し細骨材0〜150重量部お
よび水16〜80重量部を含むセメントペーストまたはモル
タルを含有することを特徴とする請求項１または２に記
載のポーラスコンクリートを提供する（請求項３）。

【００１０】また、エコセメントまたはエコセメントを
含む粉体混合物100重量部に対し減水剤、AE減水剤、高
性能減水剤または高性能AE減水剤の１種以上を固形分換
算で0.01〜5.0重量部を含むセメントペーストまたはモ
ルタルを含有することを特徴とする請求項１〜３に記載
のポーラスコンクリートを提供する（請求項４）。

【００１１】また、エコセメントまたはエコセメントを
含む粉体混合物100重量部に対し遅延剤0.01〜0.6重量部
を含むセメントペーストまたはモルタルを含有すること
を特徴とする請求項１〜４に記載のポーラスコンクリー
トを提供する（請求項５）。

【００１２】また、エコセメントまたはエコセメントを
含む粉体混合物100重量部に対し石膏または粘土鉱物0.0
5〜5.0重量部を含むセメントペーストまたはモルタルを
含有することを特徴とする請求項1〜５に記載のポーラ
スコンクリートを提供する（請求項６）。

【００１３】また、エコセメントまたはエコセメントを
含む粉体混合物が50〜100質量%のエコセメントと50〜0
質量%の高炉スラグ、フライアッシュまたはシリカフュ
ームからなる請求項1〜６に記載のポーラスコンクリー
トを提供する（請求項７）。

【００１４】さらに、粗骨材と、該粗骨材100%に対する
容積比が40〜90%のセメントペーストまたはモルタルと
からなる現場打ち透水性コンクリート舗装において、都
市ごみ焼却灰または下水汚泥焼却灰の１種以上を原料と
してなる焼成物であって、カルシウムクロロアルミネー
ト、カルシウムフルオロアルミネートまたはカルシウム
アルミネートの１種以上を10〜40質量%およびカルシウ
ムシリケートを含む焼成物と石膏を主成分としてなるエ
コセメントを、該セメントペーストまたはモルタルのセ
メントとして用いたことを特徴とする現場打ち透水性コ
ンクリート舗装を提供する（請求項８）。

【００１５】また、粗骨材と、該粗骨材100%に対する容
積比が40〜90%のセメントペーストまたはモルタルとか
らなる現場打ち透水性コンクリート舗装において、都市
ごみ焼却灰または下水汚泥焼却灰の１種以上を原料とし
てなる焼成物であって、カルシウムアルミネートを10〜
25質量%およびカルシウムシリケートを含み、かつ塩化
物イオン含有量が０．１質量%以下である焼成物と石膏
を主成分とするエコセメントを、セメントペーストまた
はモルタルのセメントとして用いたことを特徴とする現
場打ち透水性コンクリート舗装を提供する（請求項
９）。

【００１６】また、エコセメントまたはエコセメントを
含む粉体混合物100重量部に対し細骨材0〜140重量部、
高性能減水剤または高性能AE減水剤の１種以上を固形分
換算で0.5〜5.0重量部、遅延剤0.01〜0.4重量部、石膏
または粘土からなる無機粉末0.05〜5.0重量部、および
水16〜28重量部を含むセメントペーストまたはモルタル
を含有することを特徴とする請求項８または９に記載の
現場打ち透水性コンクリート舗装を提供する（請求項１
０）。

【００１７】また、エコセメントまたはエコセメントを
含む粉体混合物がエコセメント50〜100質量％および高
炉スラグ粉末50〜0質量％からなる請求項８〜１０に記
載の現場打ち透水性コンクリート舗装を提供する（請求
項１１）。

【００１８】また、粗骨材の粒径が10〜30mmである請求
項８〜１１に記載の現場打ち透水性コンクリート舗装を
提供する（請求項１２）。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について更に詳細
に説明する。本発明のポーラスコンクリートおよび現場
打ち透水性コンクリート舗装において使用するセメント
は、都市ごみ焼却灰および下水汚泥焼却灰の１種以上を
原料としてなる焼成物であって、カルシウムクロロアル
ミネート、カルシウムフルオロアルミネートまたはカル
シウムアルミネートの１種または２種以上を10〜40質量
％およびカルシウムシリケートを含む焼成物と石膏を主
成分としてなるエコセメントである。ここで、カルシウ
ムクロロアルミネートは11CaO・７Al₂O₃・CaCl₂（C₁₁A₇
CaCl ₂と略記）、カルシウムフルオロアルミネートは11C
aO・７Al₂O₃・CaF₂（C₁₁A₇CaF₂と略記）、カルシウムア
ルミネートは3CaO・Al₂O₃（C₃Aと略記）の組成式で表さ
れる。また、カルシウムシリケートは、ジカルシウムシ
リケート（2CaO・SiO₂、C₂Sと略記）またはトリカルシ
ウムシリケート（3CaO・SiO₂、C₃Sと略記）の１種以上
が含まれるものである。

【００２０】これらの焼成物のアルミニウム源は主に焼
却灰から由来するから、C₁₁A₇CaCl₂、C₁₁A₇CaF₂、C₃A等
のアルミニウム化合物の含有量が10質量％未満では焼却
灰の使用量が少なくなり、廃棄物の有効利用および再資
源化の観点から好ましくない。また、この量が40質量％
を上回るとアルミニウム化合物の水和の進行によってセ
メント硬化体が過大に膨張する場合があるので適当では
ない。

【００２１】また、可使時間や運搬時間を十分確保した
い場合は、特に、C₃Aを10〜25質量％およびカルシウム
シリケートを含み、かつ塩化物イオン含有量が0.1質量
％以下の焼成物と石膏を主成分としてなるエコセメント
が好ましい。C₃A含有量が10〜25質量％で塩化物イオン
含有量が0.1質量％以下の範囲なら、凝結時間は普通ポ
ルトランドセメントと同様になる。

【００２２】エコセメントの原料は、都市ごみ焼却灰、
下水汚泥焼却灰のほか、貝殻や下水汚泥に生石灰を混合
した下水汚泥乾粉、その他の一般廃棄物や産業廃棄物な
どが用いられ、さらには、普通のセメント原料である石
灰石、粘土、珪石、アルミ灰、ボーキサイト、鉄粉を混
合して成分調整した原料を用いてもよい。これらの原料
を1200〜1500℃で焼成して得たクリンカーと石膏を同時
に粉砕するか、またはクリンカーを粉砕した後に石膏を
添加してエコセメントを製造する。なお、本願では、ク
リンカーおよびクリンカーの粉砕物を共に「焼成物」と
もいう。

【００２３】焼成物と混合する上記の石膏は、無水石
膏、二水石膏、半水石膏のいずれでもよい。また、強度
発現性の観点から、石膏の添加量は無水物換算で、焼成
物100重量部に対し1〜30重量部が好ましい。

【００２４】本発明のポーラスコンクリートおよび現場
打ち透水性コンクリート舗装において用いる粗骨材とし
ては、粒径2.5〜３0mmの砂利、砕石またはこれらの混合
物が挙げられる。粗骨材の粒径は、ポーラスコンクリー
トの用途に応じて適宜定めればよい。例えば、上記粒径
の範囲のうち、粒径2.5〜10ｍｍの範囲の粗骨材は、舗
装の耐磨耗性の向上に寄与するため、車道用途に使用す
る場合に好適である。また、歩道や、車道の縁部等にお
いて、周囲の自然環境との調和を考慮して草木類の植栽
が可能な空隙を有する現場打ち透水性コンクリート舗装
を形成させるためには、粒径が10〜30mmの粗骨材を用い
ればよい。この場合の現場打ち透水性コンクリート舗装
の連続空隙率は、後述する植栽用土壌材の充填のし易さ
から、20%以上であることであることが望ましい。

【００２５】植栽する草木類としては、アルファルフ
ァ、コスモス、アリッサム等の生育高さが数cm〜30cm程
度までのものが挙げられる。草木類を植栽するには、透
水性コンクリート舗装の硬化後に、例えば、特開平７−
３２７４８２号公報や特開平９−１０７７８９号公報に
記載されている、ポーラスコンクリートの空隙に充填す
るための植栽用土壌材（充填材）を、これらの公報に記
載されている方法で透水性コンクリート舗装の表面から
充填した後、アルファルファ等の草木類を播種すればよ
い。なお、粒径2.5〜10mmの粗骨材を用いた場合には、
コケ類等の植栽は可能であるが、アルファルファ等の植
栽は困難である。したがって、景観上好ましい草木類を
植栽するには、粒径10〜30mmの粗骨材を用いるのが好ま
しい。逆に、車道のような草木類の成長が好ましくない
道路においては、上述したように粗骨材の粒径を2.5〜1
0ｍｍとすればよい。

【００２６】本発明のポーラスコンクリートおよび現場
打ちコンクリート舗装において使用するエコセメントを
含む粉体混合物とは、エコセメントに高炉スラグ粉末、
フライアッシュ、石灰石粉、珪石粉、シリカフューム等
の無機質粉末の１種以上を添加してなるものをいう。特
に、本発明の現場打ち透水性コンクリート舗装において
は、エコセメントと高炉スラグ粉末の粉体混合物が施工
性に優れ好ましい。なお、エコセメントを含む粉体混合
物中に占めるエコセメントの割合は、強度発現性の点か
ら50質量%以上とすることが好ましい。

【００２７】本発明のポーラスコンクリートおよび現場
打ちコンクリート舗装で使用する細骨材については、粗
骨材の粒径が5mm以上の場合に、細骨材の粒径は5mm未
満、好ましくは2.5mm以下、より好ましくは1.0mm以下で
あり、粗骨材の粒径が2.5〜5.0mmの場合に、細骨材の粒
径は2.5mm未満、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは
0.5mm以下がよい。細骨材の粒径が粗骨材の粒径に近す
ぎると、粗骨材にモルタルが被覆され難く好ましくな
い。なお、細骨材の種類としては、川砂、海砂、山砂、
砕砂およびこれらの混合物が挙げられる。

【００２８】本発明のポーラスコンクリートにおける細
骨材の添加量は、エコセメントまたはエコセメントを含
む粉体混合物100重量部に対し0〜150重量部であり、好
ましくは20〜130重量部である。細骨材を添加すること
により、硬化後の乾燥による収縮を抑制することができ
る。細骨材の添加量が150重量部を超えると、モルタル
の付着力が低下しコンクリート中の粗骨材が剥離し易く
なるので好ましくない。また、本発明の現場打ち透水性
コンクリート舗装における細骨材の添加量は、エコセメ
ントまたはエコセメントを含む粉体混合物100重量部に
対し0〜140重量部であり、好ましくは20〜130重量部で
ある。細骨材の添加量が140重量部を超えると、5.0N/mm
²以上の曲げ強度が得られ難く、交通量の多い車道に適
用することが困難となる。

【００２９】本発明のポーラスコンクリートにおける水
の添加量は、流動性を確保する上で、エコセメントまた
はエコセメントを含む粉体混合物100重量部に対し16〜8
0重量部が好ましい。水の添加量が16重量部未満では、
セメントペーストまたはモルタルを粗骨材に被覆するの
に十分な流動性が得られない。一方、水の添加量が80重
量部を超えると、コンクリート中に連続する空隙率を保
持することができず、ポーラスコンクリートとしての機
能を果たすことができなくなる。また、本発明の現場打
ち透水性コンクリート舗装における水の添加量は、エコ
セメントまたはエコセメントを含む粉体混合物100重量
部に対し16〜28重量部が好ましい。水の添加量が16重量
部未満では、5.0N/mm²以上の曲げ強度が得られ難く、交
通量の多い車道に適用することが困難となる。一方、水
の添加量が28重量部を超えると、粗骨材を被覆し結合す
るセメントペーストもしくはモルタルの強度が低下し、
その結果コンクリートの曲げ強度が目標値（5.0N/mm²）
を満たすことができなくなる。また、造粒後の粉体同士
の結合が起こり、互いに独立した粉体とならず、セメン
トペーストまたはモルタルの流れ落ちも起こるので、目
標とする透水係数（0.1cm/sec）を得ることができなく
なる。

【００３０】本発明のポーラスコンクリートにおいて使
用する分散剤は、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤また
は高性能AE減水剤の１種以上が使用できる。減水剤、AE
減水剤としては、リグニンスルホン酸系、ナフタレンス
ルホン酸系が、高性能減水剤としては、アルキルアリル
スルホン酸系、ナフタレンスルホン酸系、メラミンスル
ホン酸系、オキシカルボン酸系が、高性能AE減水剤とし
ては、ナフタレンスルホン酸系等の高性能減水剤に徐放
剤を添加したものや、ポリカルボン酸系やアミノカルボ
ン酸系の水溶性高分子が挙げられる。また、本発明の現
場打ち透水性コンクリート舗装において使用する分散剤
は、曲げ強度の向上を図るため、減水性に優れた上記高
性能減水剤または高性能AE減水剤の１種以上が使用でき
る。なお、分散剤は液状または粉末状のいずれでも使用
可能である。

【００３１】本発明のポーラスコンクリートにおける分
散剤の添加量は、エコセメントまたはエコセメントを含
む粉体混合物100重量部に対し、固形分換算で0.01〜5.0
重量部である。分散剤の添加量が0.01重量部未満では分
散効果がなく、5.0重量部を超えるとセメントペースト
もしくはモルタルの硬化が著しく遅れるほか、造粒後の
粒体同士の結合が起こり、互いに独立した粒体とならず
セメントペーストまたはモルタルの流れ落ちも起こるの
でコンクリート中の連続空隙率が小さくなる。また、本
発明の現場打ち透水性コンクリート舗装における分散剤
の添加量は、エコセメントまたはエコセメントを含む粉
体混合物100重量部に対し、固形分換算で0.5〜5.0重量
部である。分散剤の添加量が0.5重量部未満では、5.0N/
mm²以上の曲げ強度が得られ難く、交通量の多い車道に
適用することが困難となる。一方、添加量が5.0重量部
を超えると、セメントペーストもしくはモルタルの硬化
が著しく遅れるほか、造粒後の粒体同士の結合が起こ
り、互いに独立した粒体とならずセメントペーストまた
はモルタルの流れ落ちも起こるので透水係数が小さくな
る。

【００３２】カルシウムクロロアルミネート、カルシウ
ムフルオロアルミネートまたはカルシウムアルミネート
を比較的多く含む水和反応の速いエコセメントを使用す
る場合において可使時間を確保するには、遅延剤を添加
するのが好ましい。遅延剤としては、モノカルボン酸、
ポリカルボン酸、オキシカルボン酸、アミノ酸等の有機
酸またはこれらのナトリウム、カリウム、リチウム、カ
ルシウム、マグネシウム等の金属塩が挙げられる。

【００３３】具体的には、モノカルボン酸としては、蟻
酸、酢酸等が挙げられ、ポリカルボン酸としては、シュ
ウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタン酸、アジピン酸、
マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸等が挙
げられ、オキシカルボン酸としてはヘプトン酸、グルコ
ン酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、サ
リチル酸、マンデル酸等が挙げられ、アミノ酸として
は、エチレンジアミンテトラアセテート(EDTA)、グルタ
ミン酸、アスパラギン酸等が挙げられる。

【００３４】本発明のポーラスコンクリートにおける遅
延剤の添加量は、エコセメントまたはエコセメントを含
む粉体混合物100重量部に対し0.01〜0.6重量部が好まし
い。0.6重量部を超えるとセメントペーストもしくはモ
ルタルの硬化が著しく遅れるほか、ペーストまたはモル
タルの粗骨材に対する付着力が低下して沈降も起こるた
め、全空隙率に対する連続空隙率の比率が著しく低下す
る傾向にある。また、本発明の現場打ち透水性コンクリ
ート舗装における遅延剤の添加量は、エコセメントまた
はエコセメントを含む粉体混合物100重量部に対し、0.0
1〜0.4重量部が好ましい。遅延剤の添加量が0.01重量部
未満では、コンクリートの乾燥を促進するような環境下
において施工した場合、硬化後の舗装の表面部のセメン
トペーストまたはモルタルに被覆された粗骨材が剥離し
やすく、舗装面に凹凸が生じやすいため、供与性が悪化
する。また、5.0N/mm²以上の曲げ強度や0.1cm/sec以上
の透水係数が得られ難く、交通量の多い車道に適用する
ことが困難となる。一方、添加量が0.4重量部を超える
と、造粒後の粉体同士の結合が起こり、互いに独立した
粉体とならず、セメントペーストまたはモルタルの流れ
落ちも起こるので、透水係数が小さくなり、目標とする
透水係数が得られない。

【００３５】本発明のポーラスコンクリートおよび現場
打ち透水性コンクリート舗装において、エコセメントま
たはエコセメントを含む粉体混合物に更に添加する石膏
は、無水石膏、半水石膏、二水石膏およびこれらの混合
物が挙げられる。中でも、強度発現性の点から、無水石
膏を使用するのが好ましい。石膏の添加量は無水物換算
で、いずれにおいてもエコセメントまたはエコセメント
を含む粉体混合物100重量部に対し0.05〜5.0重量部、コ
ストの点から好ましくは0.05〜2.0重量部である。

【００３６】石膏の添加量が0.05重量部未満では、コン
クリートの乾燥を促進するような環境下において施工を
行った場合、硬化後の舗装の表層部のセメントペースト
またはモルタルに被覆された粗骨材が剥離しやすく、舗
装面に凹凸が生じやすいため、供用性が悪化するおそれ
がある。また、5.0N/mm²以上の曲げ強度や0.1cm/sec以
上の透水係数が得られ難く、交通量の多い車道に適用す
ることが困難となる。一方、石膏の添加量が5.0重量部
を超えると、同様に5.0N/mm²以上の曲げ強度が得られ難
く、交通量の多い車道に適用することが困難となる。

【００３７】また、本発明のポーラスコンクリートおよ
び現場打ち透水性コンクリート舗装において、エコセメ
ントまたはエコセメントを含む粉体混合物に更に添加す
る粘土としては、モンモリロナイト系粘土が挙げられ、
具体的には、ベントナイト、酸性白土等が挙げられる。
粘土の添加量は、いずれにおいてもエコセメントまたは
エコセメントを含む粉体混合物100重量部に対し、0.05
〜5.0重量部、コストの点から好ましくは、0.05〜2.0重
量部である。

【００３８】粘土の添加量が0.05重量部未満では、コン
クリートの乾燥を促進するような環境下において施工を
行った場合、硬化後の舗装の表層部のセメントペースト
またはモルタルに被覆された粗骨材が剥離しやすく、舗
装面に凹凸が生じやすいため、供用性が悪化するおそれ
がある。また、5.0N/mm²以上の曲げ強度や0.1cm/sec以
上の透水係数が得られ難く、交通量の多い車道に適用す
ることが困難となる。一方、粘土の添加量が5.0重量部
を超えると、5.0N/mm²以上の曲げ強度が得られ難く、交
通量の多い車道に適用することが困難となる。

【００３９】本発明においては、石膏と粘土を併用する
ことは差し支えない。この場合、石膏と粘土の添加量
（合計量）は、エコセメントまたはエコセメントを含む
粉体混合物100重量部に対し、0.05〜5.0重量部であれば
よい。

【００４０】なお、石膏または粘土は、ブレーン比表面
積で2500cm²/ｇ以上のものを使用するのが好ましく、粉
砕の手間やコストの点から、3000〜10000cm²/ｇのもの
を使用するのがより好ましい。

【００４１】本発明のポーラスコンクリートにおいて、
粗骨材に対するセメントペーストまたはモルタルの容積
比は、粗骨材100％に対して25〜100％（外割）が好まし
い。セメントペーストまたはモルタルの容積比が25％未
満では、粗骨材を被覆するのに必要なペーストやモルタ
ルの量が十分でなく粗骨材同士の造粒が困難となり剥離
が生じる。一方、セメントペーストまたはモルタルの容
積比が100％を超えると、造粒後の粉体同士の結合が起
こり、互いに独立した粉体とすることが困難となり、ま
た、セメントペーストまたはモルタルの流れ落ちも起こ
るので、連続空隙率が小さくなる。また、本発明の現場
打ち透水性コンクリート舗装において、粗骨材に対する
セメントペーストまたはモルタルの容積比は、粗骨材10
0％に対して40〜90％（外割）が好ましい。セメントペ
ーストまたはモルタルの容積比が40％未満では、5.0N/m
m²以上の曲げ強度が得られ難く、交通量の多い車道に適
用することが困難となる。一方、セメントペーストまた
はモルタルの容積比が90％を超えると目標とする透水係
数が得られない。

【００４２】混練に用いるミキサーは、特に限定される
ものではなく、パンタイプミキサー、二軸ミキサー等の
慣用のミキサーで混練すればよい。混練方法としては、
材料を一括してミキサーに投入して１分以上混練する方
法や、分散剤、水および遅延剤以外の材料をミキサーに
投入して空練りした後に、分散剤、水および遅延剤を投
入して１分以上混練する方法が挙げられる。コンクリー
ト工場から施工現場までの上記混練物の運搬は、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
もよい。

【００４３】本発明のポーラスコンクリートの成形方法
として、該混練物を所定の型枠に投入し外部振動で振動
成形する方法等が挙げられる。型枠内に混練物を投入し
外部振動で振動成形する場合に用いる外部振動機は、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。その時の振動数は2000〜9000
vpmの振動数の外部振動で振動成形する。振動数が2000v
pm未満では、十分な締固めを行うことができない恐れが
あり、振動数が9000vpmを超えると、連続空隙率が小さ
くなる恐れがある。振動時間はおよそ5秒から60秒であ
る。また、振動成形時に1〜100kPaの圧力を加えること
は差し支えない。加圧する場合は、油圧式または空気圧
式の加圧装置等を使用することができる。

【００４４】また、本発明の現場打ち透水性コンクリー
ト舗装の施工方法として、上記混練物を加圧振動機で締
め固めて施工現場に敷きならす方法が挙げられる現場施
工の際に用いる加圧振動機は、コンクリート舗装に従来
から用いられている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、フィニッシャー等を
用いることができる。敷きならした後、コンクリート舗
装表面を養生シートで覆い養生する。養生期間は、２日
間以上とするのが好ましい。敷きならしに要する時間
（施工開始から養生シートで覆うまでの時間）は、通
常、１０〜６０分程度である。混練物の敷きならし量
（単位面積当たりの量）および振動時間を変えて空隙率
を調整することにより、曲げ強度を調整することができ
る。そのため、歩道から交通量の多い車道までの広い範
囲の道路の施工が可能である。

【００４５】具体的には、歩道のように低い曲げ強度
（2.5N/mm²程度）を有する舗装でよい場合には、混練物
の敷きならし量を少なくして、空隙率が大きくなる（25
〜30％程度）ように振動を加える。一方、交通量の多い
車道のように高い曲げ強度（5.0N/mm²以上）を必要とす
る場合には、混練物の敷きならし量を多くして、空隙率
が少なくなる（20％程度）ように振動を加える。透水性
コンクリート舗装の厚みは、通常、歩道で10cm程度、駐
車場で10〜15cm程度、交通量の多い車道で25〜30cm程度
である。

【００４６】なお、本発明の目的を阻害しない範囲で、
低級アルコールのアルキレンオキサイド付加物等の収縮
低減剤や、エチレン・酢酸ビニル系共重合体、アクリル
系共重合体等の熱可塑性樹脂を添加することは差し支え
ない。収縮低減剤を添加することで、硬化後の乾燥によ
る収縮をより一層抑制することができる。また、熱可塑
性樹脂を用いることによって、曲げ強度の向上を図るこ
とができる。また、装飾性を付与するため、ベンガラ等
の着色材を添加することも差し支えない。

【００４７】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。なお、これら
は例示であり本発明を限定するものではない。

【００４８】（製造例）セメントの製造にあたっては含
有塩化物イオン量の少なく普通形エコセメントの製造に
適した都市ゴミ焼却灰ａと、塩化物イオン量が多く速硬
形エコセメントの製造に適した都市ゴミ焼却灰ｂを使用
してそれぞれエコセメントａおよびエコセメントｂを製
造した。以下に製造方法を示す。

【００４９】エコセメントａの製造方法表１に示す乾燥した都市ゴミ焼却灰ａ29.7質量％、石灰
石粉68.6質量％、アルミ灰1.5質量％、粘土0.2質量％を
原料として、ロータリーキルンを用いて1300〜1450℃で
クリンカーを焼成した。得られたクリンカーは竪型ミル
で粉砕し、ブレーン比表面積4000cm²/gに粉砕し、この
焼成物100重量部に対して二水石膏を8.4重量部、半水石
膏を3.6重量部添加してブレーン比表面積4700cm²/gのエ
コセメントａを製造した。

【００５０】エコセメントｂの製造方法表１に示す乾燥した都市ゴミ焼却灰ｂ54.3質量％、石灰
石粉42.5質量％、アルミ灰1.1質量％、蛍石0.5質量％を
原料として、ロータリーキルンを用いて1300〜1450℃で
クリンカーを焼成した。得られたクリンカーは竪型ミル
で粉砕し、ブレーン比表面積4000cm²/gに粉砕し、この
焼成物100重量部に対して無水石膏を12重量部添加して
ブレーン比表面積4700cm²/gのエコセメントｂを製造し
た。なお、得られたエコセメントａおよびｂの鉱物組成
および化学組成を、それぞれ表２および表３に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】試験に用いたポーラスコンクリートの配合
を表４に示す。

【００５５】

【表４】

【００５６】（試験例）コンシステンシー表１に示すポーラスコンクリートのうち、Ｎｏ．1〜４
（以上、実施例）およびＮｏ．６、７（以上、比較例）
を混練し、振動テーブル（三笠産業製、モータ出力200
W）の上にアクリル板を敷き、その上に載置したφ10×2
0cmの型枠に、ポーラスコンクリート2.6kgを投入し、4k
gの重りを載荷して60秒間振動を加えた後、アクリル板
に付着したモルタル分の面積率を算出した。この結果を
表５に示す。

【００５７】

【表５】

【００５８】付着モルタル分の面積率が70％を境にし
て、コンシステンシーの適否が分かれ、付着モルタル分
の面積率は70％以下が好ましい。表５から分かるよう
に、ＣＭ／Ｇ（すなわち、100×セメントペーストまた
はモルタルの容積/粗骨材の容積）が25〜100%の範囲で
は、付着モルタル分の面積率は70%未満であって、適度
なコンシステンシーを有するのに対し、ＣＭ／Ｇが100%
を越えた場合（Ｎｏ．６）および普通ポルトランドセメ
ントを使用した場合（Ｎｏ．７）では、付着モルタル分
の面積率は80%を超えて、コンシステンシーが不適切と
なってコンクリート中のモルタル分の分布を均一に保つ
ことが困難であった。また、ＣＭ／Ｇを55%と同一に調
整して、エコセメントａおよびｂを使用した場合（Ｎ
ｏ．２および４）の付着モルタル分の面積率を比較する
と、両者はほぼ同等の値を示したことから、ＣＭ／Ｇが
同一ならコンシステンシーはエコセメントの種類にさほ
ど影響されないことも分かる。

【００５９】供試体の作成気温20℃、湿度60%の条件下で、Ｎｏ．1〜４（実施例）
およびＮｏ．６、７（比較例）を混練して、100×60×1
5cmの型枠に投入し、目標の全空隙率が25%および20％と
なるようにプレートコンパクター(MVC-110H；三笠(株)
製)により敷きならした。その後、養生シートでコンク
リート表面を覆い2日間養生して100×60×15cmのコンク
リート板を作成した。次に、当該コンクリート板をコン
クリートカッターで切断して、10×10×20cmの大きさの
供試体を作成した。

【００６０】透水係数上記供試体のうち、目標全空隙率が25%になるように作
成した供試体を用い、「インターロッキングブロック舗
装設計施工要領８−３透水試験」に準じて透水係数を測
定した。その結果を表６に示す。

【００６１】

【表６】

【００６２】表６から分かるように、CM/Gが25〜100%の
範囲（Ｎｏ．１〜４）では、透水係数は0.5cm/secを超
え、透水性に優れるのに対し、CM/Gが100%を越えた場合
（Ｎｏ．６）は0.48cm/secとなって、透水性に劣る。ま
たCM/Gを同一（55％）に調整して、エコセメントを使用
した場合（Ｎｏ．２、４）と普通ポルトランドセメント
を使用した場合（Ｎｏ．７）を比較すると、エコセメン
トを使用した場合の方が、透水係数は約２倍大きかっ
た。

【００６３】空隙率目標全空隙25％の供試体を用いて、コンクリート工学協
会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)」に従い、全空隙率および
連続空隙率を測定した。その結果を表７に示す。また、
Ｎｏ．２、７の配合を使用した目標全空隙率が20%の供
試体を用いて、打込み面から5cmの部分（以下、「供試
体上部」という。）と底面から5cmの部分（以下、「供
試体下部」という。）における連続空隙率を求めた。そ
の結果を表８に示す。

【００６４】

【表７】

【００６５】

【表８】

【００６６】透水性もしくは植栽等を行うの際に有利な
ポーラスコンクリートとする場合には、透水性コンクリ
ート中の空隙がすべて、透水機能を発揮するのに有効な
連続空隙であることが望ましい。したがって、表７か
ら、供試体の全空隙率と連続空隙率の差は、No．１、
２、３、４（実施例）ではいずれも５%以下と小さいこ
とから有効な連続空隙が多いのに対し、No.６、７（比
較例）ではいずれも5%を超えていて有効な連続空隙が少
ないことが分かる。

【００６７】表8から、No.２（実施例）では、上部と下
部で連続空隙率の差が少ない、すなわち、供試体の上下
に渡って均質な連続空隙を形成していることが分かるの
に対し、No.7（比較例）では下部において連続空隙率が
低下していることから、いわゆる空隙つぶれを起こして
いることが分かる。

【００６８】次に、舗装用途のポーラスコンクリートの
試験例を示す。なお、当該試験に用いたコンクリートの
配合を表9に示す。

【００６９】

【表９】

【００７０】（試験例）コンシステンシー表９に示すコンクリートのうち、Ｎｏ．10、12、13、14
（以上、実施例）およびＮｏ．16、１8、１9（以上、比
較例）を混練し、振動テーブル（三笠産業製、モータ出
力200W）の上にアクリル板を敷き、その上に載置したφ
10×20cmの型枠の中にコンクリート2.6kgを投入し、4kg
の重りを載加して60秒間振動を加えた後、アクリル板に
付着したモルタル分の面積率を算出した。この結果を表
10に示す。

【００７１】

【表１０】

【００７２】付着モルタル分の面積率が50％を超える
と、透水係数が著しく低下して舗装用途に適しない場合
があるため、本発明の透水性コンクリート舗装のポーラ
スコンクリートにおいて、付着モルタル分の面積率は50
％以下であることが望ましい。表10から分かるように、
Ｎｏ．10〜14（実施例）では、付着モルタル分の面積率
がすべて50％以下であるから、透水係数が大きく透水性
に優れていることが分かる。

【００７３】剥離性、曲げ強度および透水係数気温20℃、湿度60%の条件下で、表9に示すコンクリート
すべてを混練して、100×60×15cmの型枠に投入し、空
隙率が25%（歩道用途を想定）および20%（車道用途を想
定）となるようにプレートコンパクター(MVC-110H；三
笠(株)製)により敷きならした。その後、養生シートで
コンクリート舗装表面を覆い2日間養生して100×60×15
cmの舗装版を作製した。また、10×10×40cmの供試体お
よび10×10×20cmの供試体を各コンクリートにつき3本
ずつ振動タンパ（ボッシュ製、出力150W、振幅0.5mm）
を使用して作製した。次に、100×60×15cmの舗装版表
面に20×20cmのガムテープを貼ってガムテープを引き剥
がした際に付着した、セメントペーストまたはモルタル
に被覆された粗骨材の質量を測定し、剥離性の指標とし
た。また、曲げ試験は10×10×40cmの供試体を用いて
「ＪＩＳＡ１１０６（コンクリートの曲げ試験）」に
準じて行った。また、透水係数は10×10×20cmの供試体
を用いて「インターロッキングブロック舗装設計施工要
領８−３透水性試験」に準じて測定した。以上の結果
を、表11に示す。

【００７４】

【表１１】

【００７５】透水性コンクリート舗装が、剥離量、曲げ
強度、透水係数において満たすべき値は、空隙率が25％
の場合（歩道用途）は、それぞれ9g/m²以下、3N/mm²以
上、0.6cm/sec以上であり、空隙率が20％の場合（車道
用途）は、それぞれ6g/m²以下、5N/mm²以上、0.2cm/sec
以上となる。したがって、表11から分かるように、空隙
率が25％、20％いずれの場合も、Nｏ．８〜１４（実施
例）では上記のすべての値を同時に満たしているが、N
ｏ．１５〜１９（比較例）ではすべての値を同時に満た
す例はない。

【００７６】空隙率Ｎｏ．８、１０、１４、１６、１８について曲げ強度試
験後の供試体の切片をコンクリートカッターで切断し、
上記と同様にして空隙率の測定を行った。この結果を表
12に示す。またＮｏ．１０、１８については空隙率の目
標値が20%の供試体について打込み面から5cmの部分（供
試体上部）と底面から5cmの部分（供試体下部）のそれ
ぞれの連続空隙率を求めた。この結果を表13に示す。

【００７７】

【表１２】

【００７８】透水性に優れ、かつ曲げ強度の大きな透水
性コンクリートとするためには、透水性コンクリート中
の空隙がすべて、透水機能を発揮するのに有効な連続空
隙になっていることが好ましい。したがって、表12から
分かるように、目標空隙率25％および20％の供試体の空
隙率と連続空隙率の差は、Nｏ．８、１０、１４（実施
例）ではいずれも5％以下と小さいのに対し、Nｏ．１
６、１８（比較例）ではいずれも5％を超えている。

【００７９】

【表１３】

【００８０】表13から、Nｏ．１０（実施例）は上部と
下部で連続空隙率の値に差が少ない、すなわち、供試体
の上下に渡って均質な連続空隙を形成していることが分
かるのに対し、Nｏ．１８（比較例）は、下部において
連続空隙率が低下していることから、いわゆる空隙つぶ
れを起こしていることが分かる。

【００８１】乾燥条件下での剥離性、曲げ強度および透
水係数直射日光が当りかつ気温30℃、風速3.5m(大型扇風機を
用いて調整)、湿度40%の条件下で、100×60×15cmの型
枠内にＮｏ．８、１０、１４、１５、１７、１８の各コ
ンクリートを投入し、プレートコンパクター(MVC-110
H；三笠(株)製)で空隙率が25%および20%となるように敷
きならした。その後、養生シートでコンクリート舗装表
面を覆い2日間養生して100×60×15cmの舗装版を作製し
た。次に、この舗装版表面に20×20cmのガムテープを貼
り、その後、ガムテープを引き剥がした際に付着した、
セメントペーストまたはモルタルに被覆された粗骨材の
質量を測定し剥離性の指標とした。上記舗装版を切断し
て10×10×40cmの供試体を各コンクリートにつき3本、1
0×10×20cmの供試体を各コンクリートにつき3本作製
し、それぞれ前記と同様の方法で、剥離性、曲げ強度、
透水係数を測定した。これらの結果を表14に示す。

【００８２】

【表１４】

【００８３】透水性コンクリート舗装が剥離量、曲げ強
度、透水係数において満たすべき値は、空隙率が25％の
場合（歩道用途）は、それぞれ9g/m²以下、3N/mm²以
上、0.6cm/sec以上であり、空隙率が20％の場合（車道
用途）は、それぞれ6g/m²以下、5N/mm²以上、0.2cm/sec
以上となる。したがって、表14から分かるように、空隙
率が25％、20％いずれの場合も、Nｏ．８１０、１４
（実施例）では上記のすべての値を同時に満たしている
が、Nｏ．１５、１７、１８（比較例）では剥離量が大
きくなって、上記の値を満たしていない。

【００８４】植物の生育性Ｎｏ．８〜１９の透水性コンクリート舗装の空隙内に、
下記の配合の植生用充填材スラリーを充填し、その後、
アルファルファを播種した。覆土の厚みは約3mmとし
た。なお、植栽実験は18℃の温室内で行った。 (植生用充填材スラリーの配合) 浄水場での発生土の乾燥処理物１０．５ｋｇ乾燥土３．９ｋｇゼオライト２．６ｋｇパーライト０．２５ｋｇバーミキュライト２．６ｋｇ粉砕パルプ０．１７ｋｇアルギン酸ナトリウム０．２ｋｇ水道水６０．０ｋｇ

【００８５】その結果、Ｎｏ．８〜１４（実施例）で
は、発芽率は播種から10日後で平均93%であり、また草
丈は播種から2ヶ月経過後で平均34cmであって、すべて
順調な生育を示した。一方、Ｎｏ．１５〜１９（比較
例）では、発芽率は播種から10日後で平均75%であり、
また草丈は播種から2ヶ月経過後で平均27cmであって、
実施例に比べて生育性は劣っていた。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、空隙つぶれを減少する
ことにより連続空隙率を保持して良好な透水係数と十分
な曲げ強度を有するポーラスコンクリートを提供でき
る。また、舗装面からの粗骨材の剥離を低減でき供用性
に問題がなく、歩道から交通量の多い車道までの広い範
囲の道路に適用することができる現場打ち透水性コンク
リート舗装を提供できる。さらに、連続空隙率を好適に
保持できるため、草木類が順調に生育しうる現場打ち透
水性コンクリート舗装を提供できる。。

───────────────────────────────────────────────────── 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 7:28 Ｃ０４Ｂ 18:06 18:06 22:14 Ｂ 22:14 14:10 Ｚ 14:10 18:14 Ａ 18:14 18:08 Ｚ 18:08） 111:40 111:40 Ｆターム(参考） 2D051 AA02 AD07 AF02 AF15 EA06 EB04 EB06 4G012 PA06 PA26 PA27 PA29 PB11 4G019 DA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】粗骨材と、該粗骨材100%に対する容積比
が25〜100%のセメントペーストまたはモルタルとからな
るポーラスコンクリートにおいて、都市ごみ焼却灰また
は下水汚泥焼却灰の１種以上を原料としてなる焼成物で
あって、カルシウムクロロアルミネート、カルシウムフ
ルオロアルミネートまたはカルシウムアルミネートの１
種以上を10〜40質量%およびカルシウムシリケートを含
む焼成物と石膏を主成分とするエコセメントを、該セメ
ントペーストまたはモルタルのセメントとして用いたこ
とを特徴とするポーラスコンクリート。
【請求項2】粗骨材と、該粗骨材100%に対する容積比
が25〜100%のセメントペーストまたはモルタルとからな
るポーラスコンクリートにおいて、都市ごみ焼却灰また
は下水汚泥焼却灰の１種以上を原料としてなる焼成物で
あって、カルシウムアルミネートを10〜25質量%および
カルシウムシリケートを含み、かつ塩化物イオン含有量
が0.1質量%以下である焼成物と石膏を主成分とするエコ
セメントを、該セメントペーストまたはモルタルのセメ
ントとして用いたことを特徴とするポーラスコンクリー
ト。
【請求項3】エコセメントまたはエコセメントを含む
粉体混合物100重量部に対し細骨材0〜150重量部および
水16〜80重量部を含むセメントペーストまたはモルタル
を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の
ポーラスコンクリート。
【請求項4】エコセメントまたはエコセメントを含む
粉体混合物100重量部に対し減水剤、AE減水剤、高性能
減水剤または高性能AE減水剤の１種以上を固形分換算で
0.01〜5.0重量部を含むセメントペーストまたはモルタ
ルを含有することを特徴とする請求項１〜３に記載のポ
ーラスコンクリート。
【請求項５】エコセメントまたはエコセメントを含む
粉体混合物100重量部に対し遅延剤0.01〜0.6重量部を含
むセメントペーストまたはモルタルを含有することを特
徴とする請求項１〜４に記載のポーラスコンクリート。
【請求項６】エコセメントまたはエコセメントを含む
粉体混合物100重量部に対し石膏または粘土鉱物0.05〜
5.0重量部を含むセメントペーストまたはモルタルを含
有することを特徴とする請求項1〜５に記載のポーラス
コンクリート。
【請求項７】エコセメントまたはエコセメントを含む
粉体混合物が50〜100質量%のエコセメントと50〜0質量%
の高炉スラグ、フライアッシュまたはシリカフュームか
らなる請求項1〜６に記載のポーラスコンクリート
【請求項８】粗骨材と、該粗骨材100%に対する容積比
が40〜90%のセメントペーストまたはモルタルとからな
る現場打ち透水性コンクリート舗装において、都市ごみ
焼却灰または下水汚泥焼却灰の１種以上を原料としてな
る焼成物であって、カルシウムクロロアルミネート、カ
ルシウムフルオロアルミネートまたはカルシウムアルミ
ネートの１種以上を10〜40質量%およびカルシウムシリ
ケートを含む焼成物と石膏を主成分としてなるエコセメ
ントを該セメントペーストまたはモルタルのセメントと
して用いたことを特徴とする現場打ち透水性コンクリー
ト舗装。
【請求項９】粗骨材と、該粗骨材100%に対する容積比
が40〜90%のセメントペーストまたはモルタルとからな
る現場打ち透水性コンクリート舗装において、都市ごみ
焼却灰または下水汚泥焼却灰の１種以上を原料としてな
る焼成物であって、カルシウムアルミネートを10〜25質
量%およびカルシウムシリケートを含み、かつ塩化物イ
オン含有量が０．１質量%以下である焼成物と石膏を主
成分とするエコセメントをセメントペーストまたはモル
タルのセメントとして用いたことを特徴とする現場打ち
透水性コンクリート舗装。
【請求項１０】エコセメントまたはエコセメントを含
む粉体混合物100重量部に対し細骨材0〜140重量部、高
性能減水剤または高性能AE減水剤の１種以上を固形分換
算で0.5〜5.0重量部、遅延剤0.01〜0.4重量部、石膏ま
たは粘土からなる無機粉末0.05〜5.0重量部、および水1
6〜28重量部を含むセメントペーストまたはモルタルを
含有することを特徴とする請求項８または９に記載の現
場打ち透水性コンクリート舗装。
【請求項１１】エコセメントまたはエコセメントを含
む粉体混合物がエコセメント50〜100質量％および高炉
スラグ粉末50〜0質量％からなる請求項８〜１０に記載
の現場打ち透水性コンクリート舗装。
【請求項１２】粗骨材の粒径が10〜30mmである請求項
８〜１１に記載の現場打ち透水性コンクリート舗装。