JP2003165760A

JP2003165760A - 保水性水硬固化体用材料及び保水性舗装の施工方法

Info

Publication number: JP2003165760A
Application number: JP2001359295A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Takahashi; 克則高橋; Masato Takagi; 正人高木
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、混合する吸水性樹脂を有効に作用さ
せ、固化体の保水による冷却性能の持続性を従来より大
きく改良した保水性水硬固化体用材料及び保水性舗装の
施工方法を提供することを目的としている。【解決手段】保水性水硬固化体の製造に利用される材料
であって、高炉スラグ微粉末と、アルカリ刺激剤と、吸
水性ポリマーとを含有している。この場合、上記材料
に、さらに非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以上含有する１
００μｍ以下の無機粉末及び／又は１５０μｍ以下に粉
砕した高炉水砕スラグを混合するのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、保水性水硬固化体
用材料及び保水性舗装の施工方法に係わり、詳しくは、
都市で頻発する所謂「ヒートアイランド現象」を抑制す
るため、常温で養生して固化し、保水性水硬固化体にな
る新規な材料及びその材料を用いた固化体で保水性舗装
を施工する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市においては環境の悪化が進ん
でいるが、特に従来見られなかった環境変化の一つとし
て、道路や建物等に使用しているコンクリートやアスフ
ァルトといった材料が蓄熱し易いことに起因して起きる
「ヒートアイランド現象」がある。これは、夏季に、前
記材料の表面温度が著しく上昇し、熱帯夜が常態化する
現象をいう。この環境の悪化は、エアコン等によるエネ
ルギー使用の増加で、廃熱が増加することが拍車をか
け、一層増進することになる。

【０００３】この「ヒートアイランド現象」は、本来土
や植物で覆われていた地面が、アスファルトやコンクリ
ート等に置き換わったことにより生じる。つまり、地面
が土壌であれば、雨が降ると水分を地中の空間部に溜
め、その水分が晴天時に蒸発して気化熱が奪われ、温度
を低下させるが、コンクリート等では、雨水が地中にほ
とんど浸み込まずに、排水溝等に流れてしまい、晴天に
なっても気化熱による冷却はおきないためと考えられて
いる。また、コンクリート等で覆われた地面は、大量の
降雨時に排水設備の負荷が著しく大きくなって処理でき
なくなり、都市型洪水等の新規な問題を発生させてい
る。

【０００４】これらの問題のうち、排水設備の負荷増大
については、道路等に排水性あるいは透水性の舗装を施
工して排水を円滑にすれば、大幅に削減できる。しかし
ながら、それだけでは、前記ヒートアイランド現象の主
因である舗装の高温化を解決できない。水を保持して、
気化熱を利用した冷却が期待できないからである。この
場合、単純にコンクリートを土に戻しても、乾燥時の砂
埃や豪雨時の流出といった、コンクリートに置き換わっ
てきた理由である利便性は大きく失われることとなる。
また、緑化面積を拡大するという対策も指向されてい
る。この方法は、ヒートアイランド現象の抑制に加え
て、大気へ放出されるＣＯ₂量の削減、景観の向上等の
利点も多いが、上記の問題点は軽減されても、無くなる
わけではなく、さらに、植物の管理が必要となる等の別
の問題を生じる。また、いかなる場所の道路にも適用可
能なわけではない。

【０００５】そこで、最近は、コンクリートやアスファ
ルト等に置換えが可能で、且つ保水性を有する新しい土
木・建築用材料（以下、単に材料という）が提案されつ
つある。

【０００６】現在までに提案されている材料は、保水機
構の観点から大きく２つに分かれている。１つは、吸水
性ポリマーのような有機系材料を混ぜるもので、もう１
つは、材料の微細な構造を調整することで毛細管力によ
って保水させるものである。このうち前者は、製造は簡
便であるが、混合する有機樹脂が高価であること、リサ
イクルする際に、無機物と有機物の分離が難しいという
問題が残されている。それに対し、後者の材料は、配合
する原料の全部に無機系材料を使用でき、比較的コスト
も安いため、徐々に実用されつつある。この材料は、主
に粒度を調整した原料を、特定温度で焼成して得られる
場合が多い。例えば、特開平８−３１９１７９号公報
は、粒度が０．２５〜３．０ｍｍの骨格粒子と珪酸塩組
成物とを混合して１０００〜１２００℃で焼成すること
によって、シルト土壌と同様の保水性と道路舗装にも使
用可能な強度を有する材料を得ている。また、特開平１
０−７２２７０号公報は、脱水ケーキを造粒、焼成して
得た多孔質骨材、下水汚泥焼却灰及びガラス系粉末を混
合して焼成することで、保水性舗装用の材料が製造でき
るとしている。しかしながら、これらの材料は、いずれ
も高い保水能力を持つと考えられるが、焼成を必須とす
るため、大きさや形状が制限され、ブロック等の形状で
しか利用できないのが実状である。また、焼成というプ
ロセスは、燃料や電気を利用するため、製造段階でＣＯ
₂が多量に発生するという問題は回避できない。

【０００７】このＣＯ₂が多量に発生するという問題を
解決する対策としては、常温でコンクリートのように製
造でき、なお且つ保水力を発揮できるようにすることが
必要である。一般的に、コンクリートのような材料は空
隙率が高くなると急激に強度の低下が起きるので、ＣＯ
₂の発生はないが、強度と保水力とを両立させること
は、大変困難であると言われている。そのため、この課
題に対しては、幾つかの対策技術が開示されている。例
えば、特開平９−７７５４８号公報は、粒度調整したコ
ンクリートがら（破砕クズ）５０〜８０質量％と、ポル
トランドセメント１０〜３０質量％と、高炉スラグ又は
フライアッシュを５〜２０質量％混ぜて、水で混練後養
生することで、その固化体に１５０ｋｇｆ／ｃｍ²以上
の強度と高い保水力とを達成している。この材料は大変
優れているが、実際に製造しようとするとコンクリート
がらの粒度調整が難しかったり、コンクリートがらの種
類が千差万別であったりするので、経験を積まないと製
造が難しい。また、原料となるコンクリートがらの種類
を限定する必要があるという別の問題もある。また、特
開平９−３２８３５２号公報は、粒径１０μｍ以下の粒
子を８０質量％以上含有するフライアッシュに代表され
るＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉末及びアルカリ金属珪酸塩か
らなる水スラリーを、５０ｍｍ以下に粉砕したコークス
と混合してから、養生硬化させる技術を提案している。
しかしながら、この技術は、比較的簡便ではあるが、得
られる材料の形状に制限があること、強度がやや低いこ
と等が問題として残されている。さらに、特開平９−１
３２４４１号公報は、消石灰、生石灰、セメントのうち
の少なくとも１種と粘土（５−７５質量％）とを混ぜて
成形、硬化させて保水性固化物を得ている。しかしなが
ら、固化物は砂状に限定されていることや、基本的には
高圧で加圧成形した上で１８℃にてオートクレーブ処理
を実施しており、基本的に常温処理ではない。このよう
に、単体で、常温製造と保水力とを両立させる材料を製
造するには、従来の技術ではさまざまな制約があった。

【０００８】さらに、セメント系を利用するもう１つの
技術として、アスファルト等と組み合わせるものがあ
る。それは、先に有孔表層をもつ舗装を事前に実施し、
その問をセメント系充填材で埋めることによって、強度
の部分を事前舗装に、保水の部分を充填材に割り当てる
ことによって、固化体に強度と保水性の両特性を得るも
のである。この舗装材に空隙をもたせ、その間に別種の
材料を注入するのは周知であり、例えば、開粒度タイプ
のアスファルト舗装の間隙にセメントミルクを注入する
こと等が、舗装にたわみ性と剛性を両立させる工法とし
て一般に行われている。したがって、セメントミルクに
代え、十分に流動性のある保水性材料を注入すれば、当
初の目標（高い強度と保水性）を達成することができ
る。そのため特開平１０−４６５１３号公報は、１５及
至３５％の空隙を有する透水性アスファルト混合物、透
水性セメントコンクリート等の有孔表層に対して、シル
ト系充填材を充填した舗装体を提案している。また、そ
のシルト系充填材として、粒径が５及至７５μｍのシル
ト分の含有量が５０％以上の粉末を２０及至６０％、セ
メント系固化材を５及至５０％、水が２５及至５０％と
なる原料の使用を開示している。これによって、７日間
養生後の強度は最大でおよそ２００ｋｇｆ／ｃｍ ²（大
略２０Ｎ／ｍｍ²）の固化体が得られ、なお且つ、高い
保水力があるとしている。しかしながら、該公報記載の
実施例を見ると、実際に高い圧縮強度が出た例は、空隙
率、含水比共に低く、保水効果も、実施例で評価された
配合の１／２程度であると推定される。さらに、高い保
水力を持ち、実際の保水による冷却効果が確認された実
施例は、７日間養生後の強度で３５ｋｇｆ／ｃｍ²（大
略３．４３Ｎ／ｍｍ²）７ｋｇｆ／ｃｍ²（大略０．６８
６Ｎ／ｍｍ²）と弱いものであり、保形はできても高い
強度とは言い難いレベルであった。

【０００９】また、特開２０００−１０４２１４号公報
は、セメントに吸水性樹脂を組み合わせることによっ
て、固化体に高保水力と高強度とを実現させる技術を提
案している。この技術では、吸水性樹脂で保水力を、セ
メントで強度をというように、２つの役割を明確に分け
たために、そのような特性が得られたと推定される。し
かしながら、特開平１０−４６５１３号公報に開示され
たような毛細管力で材料内に水を移動させていく技術と
は異なるため、セメント内の水の移動は極めて遅くなる
可能性がある。したがって、最初に施工した時の含有水
や長雨の後には、材料内部に十分な水が保有されている
ので、徐々に表面から水の放出があると考えられるが、
ある程度乾燥した後の１回程度の降雨では、材料内部に
有効に浸透して保水されている量は限られており、水の
気化熱冷却が作用する期間が短くなる可能性がある。ま
た、セメントに組合せた吸水性樹脂そのものの性能は高
くても、有効に作用するのは表層部のみであるため、該
樹脂を効率的に利用しているとは言い難い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、混合する吸水性樹脂を有効に作用させ、固化体
の保水による冷却性能の持続性を従来より大きく改良し
た保水性水硬固化体用材料及び保水性舗装の施工方法を
提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため、先に特願２０００−３７９０８６号や
特願２００１−２８５３８８号で出願したものと同様
に、高炉スラグ微粉末を主体とする原料を用いて、全体
が硬化しながらも保水性を発揮する新しい材料の開発に
鋭意努力した。そして、そのような材料は、内部の特殊
な気孔構造で保水が行われ、上部から下部への水の浸透
も速やかであるが、保水性を一層改良するには、吸水性
樹脂を混合するのが良いことを見出し、本発明を完成さ
せたのである。

【００１２】すなわち、本発明は、保水性水硬固化体の
製造に利用される材料であって、高炉スラグ微粉末と、
アルカリ刺激剤と、吸水性ポリマーとを含有してなるこ
とを特徴とする保水性水硬固化体用材料である。この場
合、上記材料に、さらに非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以
上含有する１００μｍ以下の無機粉末及び／又は１５０
μｍ以下に粉砕した高炉水砕スラグを混合するのが好ま
しい。また、前記非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以上含有
する１００μm以下の無機粉末を、前記高炉スラグ微粉
末を１００重量部に対して１００重量部以下含有させた
り、あるいは前記アルカリ刺激剤を、前記高炉スラグ微
粉末、非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以上含有する１００
μｍ以下の無機粉末及び／又は１５０μｍ以下に粉砕し
た高炉水砕スラグの合計量１００重量部に対して３〜３
０重量部含有させるのが良い。

【００１３】また、本発明は、上記したいずれかの保水
性水硬固化体用材料に水を添加してスラリー状とし、そ
のスラリーを予め施工した開粒度アスファルト舗装の上
面から散布し、該開粒度アスファルト舗装の間隙内で硬
化させることを特徴とする保水性舗装の施工方法であ
る。

【００１４】また、本発明は、前記スラリーに、さらに
骨材を添加して施工する保水性舗装の一施工方法であ
り、あるいは、前記骨材に鉄鋼スラグを利用すると一層
良い。

【００１５】本発明によれば、従来の原料に混合する吸
水性樹脂が有効に働き、形成した固化体の保水による冷
却性能の持続性が従来より大きく改良されるようにな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、発明をなすに至った経緯
をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。

【００１７】従来のように、セメント系結合材を用いて
水硬固化体を製造すると、その母体部分は極めて繊密に
なり、その内部での水の移動は、極めてゆっくりにな
る。このことは、従来のセメントあるいはコンクリート
を使った舗装が保水性材料として利用できなかったこと
からも明らかである。また、セメント系結合材を使用し
ても水の移動が起こり易いように空隙を増して固化させ
ると、セメントの急速な劣化が進むことは良く知られて
いる。さらに、舗装の保水は、上から水が浸透、あるい
は下から水を吸い上げて起きるが、該舗装をセメントと
吸水性ポリマーとを組み合わせた結合材とで形成させた
場合、吸水性ポリマーがセメント母体の中に分散して存
在する状態になるので、その母体中の水の移動速度で吸
水性ポリマーが保有する保水量が決まることになる。し
たがって、通常のセメントを母体として使用した固化体
では、水と接触している、極めて狭い部分の吸水性ポリ
マーしか利用できないか、極めて長時間の水への浸漬、
あるいは長雨があった場合にしか、内部にある吸水性ポ
リマーの保水能力を有効に活用できない。

【００１８】ところで、水の毛細管現象によって保水性
を発揮することは、自然界において、シルト系土壌にお
いて見られる。これは、土粒子の充填状態に依存するも
のと考えられている。したがって、そのミクロ構造に類
似したような材料にすれば、同様に水の毛細管現象によ
って高い保水性が発揮できると推定される。つまり、シ
ルト系土壌は、一般的に５ミクロンから７５ミクロンの
粒子で構成されており、これが充填した際に形成される
気孔と同様な構造を持つ固化体が得られれば、該固化体
の保水力は確保できる。逆に言えば、組み合わせる粒子
を、必ずシルト質にする必要はなく、気孔が重要という
ことである。このような観点より、発明者らは、既に特
願２０００−３７９０８６号や特願２００１−２８５３
８８号にて、高炉スラグ微粉末を利用した水硬性材料を
提供している。この材料は、他の原料同士を互いに結合
する結合材に、水の毛細管現象をも発揮できるようにし
て保水性を持たすようにしたものである。

【００１９】そこで、発明者らは、この高炉スラグ微粉
末を利用した水硬性材料の保水性を一層改良することに
した。そして、前記した従来のセメントと吸水性ポリマ
ーとを固めた固化体、高炉スラグ微粉末と吸水性ポリマ
ーに、アルカリ刺激剤及び非晶質ＳｉＯ₂を５０％以上
含有する無機粉末を加えて固化させた固化体の水吸引速
度を比較調査した。その調査方法は、高さ１５ｃｍの板
状試験片の下部１ｃｍを水中に浸漬させ、時間の経過に
つれどのぐらいの高さまで水が上がってくるかを測定す
る実験によって評価した。

【００２０】実験結果の例を図１に示すが、セメントを
用いた試料は、水の上昇が非常に遅いのに対して、高炉
スラグ微粉末を固めた試料は、１０分程度の経過で１０
ｃｍもの上昇がある。通常の道路舗装の厚みは３〜５ｃ
ｍが一般的で、交通量が多いところで１０ｃｍ程度とい
うことを考えると、この結果は、十分に舗装内部にまで
水が浸透することを示唆している。また、この調査で
は、高炉スラグ微粉末及びアルカリ刺激剤を混合しただ
けの試料でも、セメントを用いた試料よりも優れた水の
吸い上げが確認された。その理由は、明確ではないが、
骨材相当部分がなくても、固化体の内部に親水性の結晶
ができ、吸い上げ現象が促進したと思われる。高炉スラ
グ微粉末を使用すると、セメントに比べて比較的ＣａＯ
が低く、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が高いので、ＣａＯ−ＳｉＯ₂
−Ｈ₂Ｏゲルだけではなく、ＣａＯ−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃
−Ｈ₂Ｏ系の化合物ができると推定される。ＣａＯ−Ｓ
ｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｈ₂Ｏ系の天然化合物は、沸石として
知られ、天然のゼオライト構造、すなわち、内部に空洞
を持った構造であり、この物質系を含むことで保水能力
及び親水性が高まったと考えられる。

【００２１】このように、高炉スラグ微粉末とアルカリ
刺激剤、あるいは高炉スラグ微粉末と非晶質ＳｉＯ₂を
５０質量％以上含有する１００μｍ以下の無機粉末及び
／又は１５０μｍ以下に粉砕した高炉水砕スラグとアル
カリ刺激剤を混合した原料に、吸水性ポリマーを混合す
ると、吸水性ポリマーの機能を十分に有効利用できるこ
とが明らかになった。そこで、発明者は、この知見を基
に本発明を完成させたのである。

【００２２】ここで、高炉スラグ微粉末だけでなく、非
晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以上含有する１００μｍ以下
の無機粉末及び／又は１５０μｍ以下に粉砕した高炉水
砕スラグを使用する場合の配合比であるが、高炉スラグ
微粉末１００重量部に対して、非晶質ＳｉＯ₂を５０質
量％以上含有する１００μｍ以下の無機粉末及び／又は
１５０μｍ以下に粉砕した高炉水砕スラグの量が１００
重量部を超えると、結合材として機能する高炉スラグ微
粉末が少なくなるため、このような材料を固化させて
も、高い圧縮強度を有する固化体が形成できなくなる。

【００２３】また、本発明では、非晶質ＳｉＯ₂を５０
質量％以上含有する１００μｍ以下の無機粉末及び／又
は１５０μｍ以下に粉砕した高炉水砕スラグを含まない
場合、つまり高炉スラグ微粉末、アルカリ刺激剤及び吸
水性ポリマーの混合物だけでも水の吸引力が確保できる
ことが確認できている。ただし、一部に、非晶質ＳｉＯ
₂を５０質量％以上含有する１００μｍ以下の無機粉末
及び／又は１５０μｍ以下に粉砕した高炉水砕スラグを
含有している方が、無機粉末が微細な骨材としての作用
も発揮するため、容積安定性が増すことや、また水の吸
引力も高くなることから、望ましい。より望ましくは、
１０重量部以上含まれることである。

【００２４】さらに、本発明では、非晶質ＳｉＯ₂を５
０質量％以上含有する１００μｍ以下の無機粉末及び／
又は１５０μｍ以下に粉砕した高炉水砕スラグの一部を
石粉、シルト粒子等の２００μｍ以下の粒子で置きかえ
ることも可能である。ただし、上記無機粉末はその表面
部が高炉スラグ微粉末との反応を期待できるのに対し
て、置換する石粉等の粒子は期待できないので、石粉と
結合材との間の層に脆弱部が生じ、得られる固化体の強
度が低下してしまう。そのため、置換する石粉等の使用
量は、最大でも非晶質ＳｉＯ₂を５０％以上含有する１
００μｍ以下の無機粉末及び／又は１５０μｍ以下に粉
砕した高炉水砕スラグに対して５０重量部未満である。

【００２５】加えて、本発明では、高炉スラグ微粉末と
して、ＪＩＳＡ６２０６にコンクリート用高炉スラ
グとして規定されているものを使用する。このＪＩＳ規
格中には、３種類の高炉スラグ微粉末（すなわち、高炉
スラグ微粉末４０００、高炉スラグ微粉末６０００、高
炉スラグ微粉末８０００）が規定されており、これら３
種類のうちの１種類を単独で使用しても良いし、２種以
上を混合して使用しても良い。

【００２６】また、アルカリ刺激剤は、強いアルカリ性
を示すものであれば、特に種類を限定しない。特に、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウムといったアルカリ金属
水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムとい
ったアルカリ土類系水酸化物の使用が好ましい。このア
ルカリ刺激剤の使用量は、固化体の強度に影響し始める
量として、少なくとも３重量部以上が必要である。ま
た、上限は本質的には存在しないが、多量にあり過ぎる
と長期的に骨材の反応を促し、徐々に保水能力が低下す
る恐れがあること、アルカリ刺激剤を入れるほど経済性
が劣ること等を考慮すると、３０重量部程度が実質的な
上限である。なお、アルカリ刺激剤として少量のセメン
トを使用することも可能である。

【００２７】さらに、本発明では、吸水性ポリマーの種
類を特に限定するものではない。一般的に吸水性樹脂と
して利用されているものであれば、ほとんどのものが使
用可能である。例えば、ポリアクリル酸ソーダ系に代表
されるアニオン型吸水性樹脂、ポリビニルアルコール
系、ポリエチレンオキサイド系等に代表される非イオン
型吸水性樹脂のいずれでも使用可能である。しいて言え
ば、非イオン型吸水樹脂の使用がより望ましい。この吸
水性ポリマーの使用量は、好ましくは０．１質量％以上
添加する。多くなるほど固化体の保水力は高まるが、全
混合原料の１質量％程度でも十分な機能を発揮する。た
だし、水と混ぜて水スラリーとする際に水を吸引するの
で、混合中に水スラリーの流動性の経時変化が大きくな
ること、粘性が高くなること等から、多過ぎる場合には
問題がある。また、該ポリマーが増えることで、固化体
の強度低下も起こる。これを避けるため、本発明では、
ポリマーの使用量として全混合原料に対して２質量％以
下が望ましい。

【００２８】次に、これらの本発明に係る水硬固化体用
材料の利用について説明する。

【００２９】これら材料は、水で混練して使用する。水
の量は、混練ができれば本質的には限定されるものでは
ない。ただし、これら材料は、現場で簡単に施工された
り、例えば透水性タイルや透水性舗装の表面に開口した
こまかな間隙に対して注入されるので、高い流動性が必
要とされる。その場合の水量としては、粉体状の材料１
００重量部に対して水を４０重量部以上添加するのが望
ましい。一方、高炉水砕スラグを混合した材料に多量に
水を入れると、該高炉水砕スラグを骨材に使用して高強
度化を図った効果がほとんど無くなるぐらいに固化体の
強度が低下してしまうので、水の量としては１００重量
部以下が望ましい。

【００３０】また、本発明に係る水硬固化体用材料を保
水性舗装として利用する場合には、上記した材料に水を
加えてスラリー状とし、これを型枠等に流し込んでタイ
ル状にして利用することもある。ただし、上記した材料
は、ほぼ全量が粉体状原料からなっているため、収縮が
起き易い等、固化後の容積安定性があまり高くない。し
たがって、タイルのような単体で利用する場合には、大
きな範囲で施工すると亀裂等が入ってしまうため、一定
の大きさのタイルあるいはブロック状に成形し、これを
組み合わせて使用することが望ましい。

【００３１】しかし、広い面積を簡便に施工することを
考えると、タイルの組み合わせでは労力が大きい。これ
を解決するには、事前に予め施工しておいた開粒度アス
ファルトの間隙に流し込むか、あるいは、上記スラリー
に骨材を添加して、コンクリートのような施工方法を採
用するのが好ましい。

【００３２】開粒度アスファルトは、アスファルト混合
物とセメントとを組み合わせて半たわみ性の舗装を施工
する時と同様なアスファルト混合物だけでなく、排水性
や透水性の舗装に使われるものを利用しても良い。いず
れの場合でも、所定の粒径を持つ骨材と、アスファルト
と、フィラー（増量材）とを組み合わせて、一定の間隙
をアスファルト混合物の事前施工体内に残存しているも
のである。それら施工体の間隙に、上記した保水性の本
発明に係る水硬固化体用材料を含む水スラリーを注入
し、固化させることによって、舗装の基本形状及び容積
安定性はアスファルト混合物で保持し、保水力は固化し
た固化体で発現させることが可能となる。

【００３３】さらに別の施工方法としては、コンクリー
トのように骨材を組み合わせることで、収縮現象の抑制
を図っても良い。この場合には、保水性スラリーを混練
する際に、一緒に骨材を入れ、そのスラリーをその場で
利用すれば良い。骨材としては、一般の砕石等の骨材が
当然利用できるが、鉄鋼スラグから得た骨材でも利用可
能である。特に、鉄鋼スラグから得た骨材は、ＣａＯを
含有しており、これによる水硬反応の促進も期待でき
る。これは、スラリーとの親和力が高いことや、資源の
有効利用の観点からも望ましい。

【００３４】以上述べたように、本発明に係る保水性水
硬固化体用材料の用途としては、歩道、車道等の道路舗
装材、住宅用ブロックテラス等の床材としても用いるこ
とができる。また、屋根材として用いれば、前記ヒート
アイランド現象の抑制だけではなく、屋根裏が暑くなる
等の問題の解決にも利用でき、一般住宅の省エネにも結
び付けることができる。また、ビルの屋上等の人工土壌
の下に敷くことによって、強度による補強効果と保水に
よる水の補給効果との両方を兼ね備えさせることもでき
る。

【００３５】

【実施例】（実施例１）次に、本発明を実施例により具
体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定され
るものではない。

【００３６】本発明例１では、高炉スラグ微粉末１００
重量部に対して、アルカリ刺激剤としてＣａ（ＯＨ）₂
を１５重量部添加したものに、吸水性ポリマーとしてポ
リビニルアルコール系樹脂を１質量％添加した。

【００３７】本発明例２では、高炉スラグ微粉末１００
重量部に対して、非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以上含有
する粒径１００μｍ以下の物質を４０重量部、さらにこ
れらの合計１００重量部に対してアルカリ刺激剤として
Ｃａ（ＯＨ）₂を１５重量部添加したものに、吸水性ポ
リマーとしてポリビニルアルコール系樹脂を１質量％添
加した。

【００３８】また、本発明例３では、高炉スラグ微粉末
１００重量部に対して、１５０μｍ以下に粉砕した高炉
水砕スラグを４０重量部、さらにこれらの合計１００重
量部に対してアルカリ刺激剤としてＣａ（ＯＨ）₂を１
５重量部添加したものに、吸水性ポリマーとしてポリビ
ニルアルコール系樹脂を１質量％添加した。

【００３９】さらに、本発明例４では、高炉スラグ微粉
末１００重量部に対して、非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％
以上含有する粒径１００μｍ以下の物質を２０重量部、
１５０μｍ以下に粉砕した高炉水砕スラグを２０重量
部、さらにこれらの合計１００重量部に対してアルカリ
刺激剤としてＣａ（ＯＨ）₂を１５重量部添加したもの
に、吸水性ポリマーとしてポリビニルアルコール系樹脂
を１質量％添加した。

【００４０】一方、比較例１は、本発明例２の配合から
吸水性ポリマーを除いたもの、比較例２〜４は、セメン
ト系原料を使用した例である。

【００４１】これら基本原料等に水を６０質量％の割合
で添加して混練し、さらに吸水性ポリマーを基本原料に
対して１質量％添加して水スラリーとした。そして、該
水スラリーを型枠に流し込み、１２０ｍｍ口×厚さ３０
ｍｍの試験片及び４０ｍｍ口×長さ１６０ｍｍの強度試
験用試験片を作製した。

【００４２】各試験片の配合及び試験結果を表１に示
す。圧縮強度は、４０ｍｍ□×長さ１６０ｍｍ試験片を
用い、２０℃水中で２８日間養生したもので評価した。
強度については、いずれも５Ｎ／ｍｍ²以上を確保して
おり、固化体を維持可能な３Ｎ／ｍｍ²レベルより高い
強度を確保できている。

【００４３】

【表１】

【００４４】冷却性能の試験は、１２０ｍｍ□×厚さ３
０ｍｍ試験片を水中で２週間養生後、１週間大気中で保
持し、これを再度２４時間水中に浸漬した後、３００Ｗ
ブロームライトを照射して、表面温度の推移を測定し
た。２時間後の表面温度を表１中に、また経時変化の例
を図２に示すが、セメントのみの場合には、全く冷却が
機能しておらず（比較例３）、セメントに吸水ポリマー
を添加した場合には１時間までは冷却が機能しているも
のの、その後は温度が上昇し始めている（比較例４）。
これは、固化体内の水の移動が速やかに起こっていなか
ったため、効果の保持時間が短くなったと推定される。

【００４５】一方、本発明の実施例で得た試料（本発明
例１）では、１時間４５分経過時点より温度が上昇し始
めており、より長時間の冷却効果が認められ、内部から
表面に向けての水分供給がよりスムーズであることが明
らかである。（実施例２）（実施例１）で本発明例２及び比較例４と
して用いたスラリーについて、予め施工しておいた開粒
度アスファルトの舗装体ヘの流し込みと、骨材を一緒に
混合しての成形を実施した。また、通常の密粒度アスフ
ァルトの舗装体も準備した。いずれの施工体も、面積を
３０ｃｍ×５ｃｍのサイズとした。開粒度アスファルト
には、通常の半たわみ舗装に使用されるアスファルト混
合材とし、空隙率２４％のものを使用した。なお、ここ
にアスファルト舗装の間隙の体積率は、（社）日本道路
協会による連続空隙率測定方法（社団法人日本道路協会
編、「排水性舗装技術指針（案）」、発行所：丸善、平
成８年刊）により測定される連続空隙率をいう。

【００４６】その結果、本発明例５及び比較例５とも問
題なく、スラリーが間隙に浸透し、施工は可能であっ
た。

【００４７】一方、骨材との混合成形では、溶銑予備処
理スラグを骨材として使用した。この場合も、施工は問
題なくできた。

【００４８】ライト照射による試験結果を表２に、表面
温度の経時変化を図３に示す。本発明例５では、密粒度
アスファルトに比べて高い冷却性能とその持続性を示し
たのに対し、比較例５では、最初は高い冷却性能を示し
ているが、１時間３０分を経過すると、急速に温度上昇
が起こっており、本発明に係る材料を使用した方が冷却
性能の持続力に優れていることが確認された。

【００４９】

【表２】

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る保水性
水硬固化体用材料を利用すれば、高い強度と高い保水性
を持つ固化体が常温で製造することができる。その結
果、都市で頻発する所謂「ヒートアイランド現象」の抑
制や、省エネルギーも達成することが可能となる。ま
た、焼成のプロセスやセメント製造のような熱処理プロ
セスを必要としないため、材料トータルのプロセスを考
慮した場合でも、環境にやさしい材料を提供することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】水硬固化体が吸い上げる水の高さの経時変化を
示す図である。

【図２】水硬固化体の表面温度の経時変化を示す図であ
る。

【図３】舗装体の表面温度の経時変化を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2D051 AA02 AA05 AD07 AE06 AF01 AF05 AF09 AG01 AG15 AG17 AG20 AH02 AH03 EA01 EA06 EA07 EB06 EB07 4G012 PA23 PA26 PB03 PB04 PC04 PC11 PE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】保水性水硬固化体の製造に利用される材
料であって、高炉スラグ微粉末と、アルカリ刺激剤と、吸水性ポリマ
ーとを含有してなることを特徴とする保水性水硬固化体
用材料。
【請求項２】さらに、非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以
上含有する１００μｍ以下の無機粉末及び／又は１５０
μｍ以下に粉砕した高炉水砕スラグを混合してなること
を特徴とする請求項１記載の保水性水硬固化体用材料。
【請求項３】前記非晶質ＳｉＯ₂を５０質量％以上含
有する１００μm以下の無機粉末及び／又は１５０μｍ
以下に粉砕した高炉水砕スラグを、前記高炉スラグ微粉
末を１００重量部に対して１００重量部以下含有させて
なることを特徴とする請求項２記載の保水性水硬固化体
用材料。
【請求項４】前記アルカリ刺激剤を、前記高炉スラグ微
粉末、非晶質ＳｉＯ ₂を５０質量％以上含有する１００
μｍ以下の無機粉末及び／又は１５０μｍ以下に粉砕し
た高炉水砕スラグの合計量１００重量部に対して３〜３
０重量部含有させてなることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の保水性水硬固化体用材料。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか記載の保水性水
硬固化体用材料に水を添加してスラリー状とし、そのス
ラリーを予め施工した開粒度アスファルト舗装の上面か
ら散布し、該開粒度アスファルト舗装の間隙内で硬化さ
せることを特徴とする保水性舗装の施工方法。
【請求項６】請求項１〜４のいずれか記載の保水性水
硬固化体用材料に水を添加してスラリー状とし、そのス
ラリーに、さらに骨材を添加して施工することを特徴と
する請求項５記載の保水性舗装の施工方法。
【請求項７】前記骨材が鉄鋼スラグであることを特徴
とする請求項６記載の保水性舗装の施工方法。