JP2004075489A

JP2004075489A - Air permeable mortar, methods for production and use thereof, air permeable concrete, air permeable structure, and vegetation basement structure

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Publication number: JP2004075489A
Application number: JP2002241039A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Takeda; 武田　伸一; Kazunori Meguro; 目黒　和則
Original assignee: Fukuda Corp
Current assignee: Fukuda Corp
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: JP4190831B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air permeable mortar which has a porous material built-in, can apply its various functions efficiently and is excellent in fluidity before solidification. <P>SOLUTION: This air permeable mortar is produced by mixing and agitating the porous material 2a, a solidifying agent 2b, water 2c, fibers 4 and air bubbles 3. The fibers 4 are organic fibers with air permeability or biodegradability. The air bubbles 3 is intruded by the fiber 4 to communicate with each other, thus forming open cells. Further, since the porous material 2a intrudes in the bubbles 3 in a substantial probability, thereby the air permeable mortar 1 has air permeability and water permeability. When passing through the inside of the mortar 1, air and water contact with the porous material 2a to be subjected to adsorption or ion exchange action. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通気性モルタル、その製造方法、その使用方法、通気性コンクリート、通気性構造物および植生基盤構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゼオライト、パーライトなどの多孔質材料と、内部に連続した空隙とを有する多孔質コンクリートが知られている。これらは、主として、通気性、通水性を有する土木・建築材料として使用される。そして、多孔質コンクリートに浸透する空気や水が多孔質材料と接触することにより、吸着、イオン交換といった多孔質材料が有する浄化作用などが利用されていた。
例えば、特開２０００−１２９６４８公報（特許文献１）には、砂利を水質浄化粉末で被覆し、砂利の間に空隙を形成しつつ、接着剤で接着した多孔質コンクリートが記載されている。
特開平９−１５１５４４号公報（特許文献２）には、ＡＬＣ（ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ　ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ）などの気泡コンクリートにゼオライト粒子を混在させた建材が記載されている。
特開平７−３１５９０３号公報（特許文献３）には、粗骨材を天然ゼオライトとし、形状保持のために繊維を加えた緑化用コンクリートが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術による多孔質コンクリートには、以下に述べる問題があった。
特許文献１に記載された技術は、径が１０ｍｍ〜４０ｍｍ程度の砂利を骨材に採用し、その大きさによって、接着成形後も内部に連続空隙が形成されることを利用している。そして、水質浄化材は、骨材の成形後に、その外表面から吹き付けることにより、骨材を接着する接着剤で固定される。
したがって、粒径の大きな粗骨材を使うから、母体となるコンクリートは固化前であってもほとんど流動性がないという問題があった。また、水質浄化材が表面近傍に配置されやすく、内部に配置されにくいことから、多孔質コンクリート内部を浸透する水流には、浄化作用が働かないという問題があった。
【０００４】
特許文献２に記載の技術は、ＡＬＣなどの気泡コンクリートを用いるが、これらの気泡は、ほとんど独立気泡であり、特に内部に行くほど孤立した気泡となる。したがって、全体としては通気性がない。この技術は、建材表面に多数の気泡が露出され、それにより建材の表面積が増大し、コンクリート中に含まれるゼオライトの表面露出量が増大されることで、大気浄化効果が増大するというものである。したがって、通気性、通水性を要する用途には利用できないという問題があった。また、建材の内部に閉じ込められたゼオライトの浄化機能が有効に利用できないという問題があった。
【０００５】
特許文献３に記載の技術は、粗骨材にゼオライトなどを用いるものであり、通常５ｍｍ〜２５ｍｍだが、これよりも大きくてよい、とされる粒径を備える。したがって、特許文献１と同様、粗骨材間に空隙が形成されるものの、固化前であっても流動性を有さないという問題があった。
また、特許文献３に記載された繊維は、材質が有機であるか、無機であるかを問わず、その直径が０．００１ｍｍ〜２．０ｍｍである。それにより、コンクリートの形状の保持を良好にするという効果を奏するものである。すなわち、通気性を向上させるための繊維の構成については何ら開示がなく、実際、ここでの繊維は粗骨材を形成する空隙に充填されるものだから、通気性の向上には役立たないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、多孔質材料を内蔵して、その種々の機能を効率的に生かすことができるとともに、固化前に優れた流動性を備えるようにした通気性モルタル、その製造方法、その使用方法、通気性コンクリートおよび通気性構造物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】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、内部に気泡を有し、固化後に通気性を備える通気性モルタルであって、最大粒径が５ｍｍ以下の多孔質材料からなる細骨材と、固化材と、水と、通気性を有する繊維質材料とを含有するようにする。
この発明によれば、気泡間が繊維質材料内の通気路により連絡され、通気性モルタルの通気性が向上する。そして、気泡内面や、繊維質材料の通気路に露出する多孔質材料が、浸透する空気、水などと接触することができる。また、最大粒径が５ｍｍ以下の多孔質材料を細骨材に用い、さらに気泡が混入されているので、固化前には流動性を有することができる。
【０００８】
なお、本明細書では、通気性モルタルと称するが、本発明の通気性モルタルは通水性も備えている。したがって、正しくは、通気性および通水性モルタルと称すべきところ、本明細書では、簡単のために、通水性を含むものとして通気性という用語を用いることにする。なお、文脈上、通過物が水に限られる場合は、通水性という用語も用いることがある。
また、モルタルとは、一般にセメントと砂と水を混練したものを指し、砂は一般に直径２ｍｍ以下の粒径のものを指すから、本発明の通気性モルタルは、一般的なモルタルより広義のものである。しかしながら、粒径が大きくても多孔質材料であるため、同粒径の砂に比べて見かけ上の密度が小さく、モルタル同様の流動性を有するものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、内部に気泡を有し、固化後に通気性を備える通気性モルタルであって、最大粒径が５ｍｍ以下の多孔質材料からなる細骨材と、固化材と、水と、微生物により分解される繊維質材料とを含有するようにする。
この発明によれば、混合された繊維質材料が気泡間をつないだ状態で固化し、そのあと微生物により繊維質材料が分解されて空隙が生じるから、通気性モルタルの通気性が向上する。そして、気泡内面や、繊維質材料の通気路に露出する多孔質材料が、浸透する空気、水などと接触することができる。また、最大粒径が５ｍｍ以下の多孔質材料を細骨材に用い、さらに気泡が混入されているので、固化前には流動性を有することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の通気性モルタルにおいて、前記繊維質材料を分解する嫌気性微生物を添加する。
この発明によれば、嫌気性微生物を添加しておくので、繊維質材料の分解を促進できる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の通気性モルタルにおいて、起泡剤を添加することにより、前記気泡を形成する。
この発明によれば、起泡剤を用いることにより気泡の大きさや分布や流動性の制御が容易となる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の通気性モルタルにおいて、前記気泡の平均径と、前記繊維質材料の短手方向断面の平均径とがほぼ等しくなるようにする。
この発明によれば、繊維質材料が貫通して適度の大きさの気泡のまま留まることが可能であるから、固化後の通気性モルタルの強度を低下させることなく、通気性を向上させることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の通気性モルタルにおいて、前記多孔質材料がゼオライトである構成とする。
この発明によれば、ゼオライトの有する機能、例えば、表面吸着性、イオン交換性などの機能を備える通気性モルタルとすることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の通気性モルタルと粗骨材とを含有する通気性コンクリートとする。
この発明によれば、通気性モルタルに多孔質材料が含有されているから、通気性コンクリート内部でも多孔質材料の機能を発揮することができる。また、粗骨材による空隙が小さくとも通気性モルタルにより通気性が得られるので、粗骨材の大きさを小さくすることができ、コンクリートとして流動性の高いものとすることができる。
【００１５】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の通気性モルタルまたは請求項７に記載の通気性コンクリートを打設して形成した通気性構造物とする。
この発明によれば、優れた流動性により種々の形状であっても容易に打設することができ、多孔質材料の機能を効率的に発揮する通気性構造物を容易に形成することができる。
【００１６】
請求項９に記載の発明では、請求項２または３に記載の通気性モルタルを打設して形成することにより、内部に微生物分解性有機物を含有せしめる植生基盤構造物とする。
この発明によれば、通気性モルタルに含まれる繊維質材料が分解されると、肥料になるので、肥料を添加する手間をなくすか、または低減することができる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明では、内部に気泡を有し、固化後に通気性を備える通気性モルタルの製造方法であって、水に、固化材と多孔質材料とを混合し、それらを解膠しながら混合攪拌し、その後、気泡および繊維質材料を加えることを特徴とする通気性モルタルの製造方法とする。
この発明によれば、解膠により、多孔質材料の粒径のばらつきを抑えるとともに、通気性モルタルの内部に均質に分散させることができる。また、通気性モルタルの流動性を向上させることができる。
【００１８】
請求項１１に記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の通気性モルタルを充填剤として打設することを特徴とする通気性モルタルの使用方法とする。
この発明によれば、不定形の空隙を充填して、固化後に通気性および多孔質材料の有する、例えば浄化作用などの機能を有する構造を形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、各実施形態のすべての図面を通して、同一または相当する部材は、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。また、いずれの図面も概略図であり、見やすくするために、大きさの誇張が施されている。
【００２０】
本発明の第１の実施形態に係る通気性モルタル１について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る通気性モルタル１を説明するための模式図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の拡大模式図である。
【００２１】
通気性モルタル１は、多孔質細骨材混練モルタル２、気泡３および繊維４（繊維質材料）から構成される。多孔質細骨材混練モルタル２は、多孔質材料２ａ、固化材２ｂおよび水２ｃを混練したものである。
図１（ｂ）に示したように、多孔質材料２ａ、気泡３および繊維４は、固化材２ｂと水２ｃとが混合されたペースト状の母体中にランダムに分散されている。そして、気泡３の内部には、多孔質材料２ａの表面や繊維４の先端などが貫入した状態が形成されている。
以下、それぞれの構成要素について詳細に説明する。
【００２２】
多孔質材料２ａは、骨材としての強度を備えていれば、目的に応じた機能、例えば、吸着、イオン交換、触媒作用、軽量化、脱臭、気泡形成などに応じて、適宜の多孔質材料を採用することができる。例えば、ゼオライト、パーライト、活性炭などが採用できる。ただし、十分流動性が得られるようにするため、細骨材として用いる。具体的には、最大粒径が５ｍｍ以下の状態とされている。
【００２３】
例えば、固化後の通気性モルタル１を大気浄化材や水質浄化材として用いる場合には、ゼオライトを好適に用いることができる。
ゼオライトは、天然ゼオライト、合成ゼオライト、人工ゼオライトに分類され、本実施形態ではいずれも採用できる。
【００２４】
天然ゼオライトは、化学成分としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、アルカリ金属、アルカリ土類金属、さらにＨ_２Ｏを含有し、立体網目状構造を備える一群の鉱物の総称で、沸石とも呼ばれる。いずれも、表面には分子レベルの大きさの開孔を多数有し、それにより、優れた吸着作用を備える。さらに、イオン交換性を備える。このため、重金属や放射性物質などの有害物質を吸着することができる。さらに、水分を吸着して保持する保水機能を備える。また、アルカリ性環境に置かれた場合は、その中性化を促進することができる。
また、大きさは、産出された状態から粉砕することにより、適宜の大きさとすることができる。
【００２５】
合成ゼオライト、人工ゼオライトは、工業的な方法により、種々の物質から天然ゼオライトに性質が類似した物質を形成したものである。そのため、吸着性や、イオン交換性などが向上されている。また、天然ゼオライトとは異なり、球状、円柱状などの規則的な形状を有する粒状体として製造されるので、粉砕するなどの手間が不要となる。
【００２６】
気泡３は、後述する方法により、多孔質細骨材混練モルタル２内に、所定範囲の粒径を有する独立気泡として、混入され、内部で分散される。気泡３の混入率の下限値は、通気性モルタル１に対する体積比で１０％以上とする。上限値は、固化時の強度や通気性の程度に応じて適宜に設定することができるが、後述する繊維４との配分を考慮すると、４０％以下とすることが好ましい。
【００２７】
繊維４は、本実施形態においては、複数の気泡３に接触してそれぞれを連通させ、気泡３を連続気泡性に変えることを主たる目的として、添加するものである。すなわち、繊維４は、複数の気泡３に接したとき、それらをつなぐパイプの役割を果たす必要がある。
そのため、通気性を有するか、微生物により分解されるか、あるいはその両方の性質を備える材質を採用する。つまり、通気性を有すれば、繊維４自体の働きにより、複数の気泡３が連通される。また、微生物により分解される性質を備えれば、通気性モルタル１が固化したあと、繊維４が分解されて繊維４内に隙間が生じたり、繊維４が消失したりして、固化した通気性モルタル１内に空隙が生じるため、連通が実現されるものである。
【００２８】
さらに、繊維４の短手方向断面の平均径（以下、繊維４の平均径と称する）が、気泡３の平均径と同程度の大きさとなるようにする。気泡３と繊維４の接触の確率を増やすためには、気泡３の数量、気泡径をとも増大させればよいことは自明だが、両者を同時に増大させると、通気性モルタル１の強度が低下する。すなわち、気泡３の数量と気泡径にはトレードオフがある。この場合には、気泡径を小さくして、気泡３の個数の分布密度を上げる方が効率がよい。一方、気泡径が繊維４の平均径より小さいと、一つの気泡３に対して複数の繊維４が接触することが難しくなる。したがって、気泡３に繊維４を接触させる最も効率のよい条件は、気泡３の平均径と繊維４の平均径がほぼ同程度の大きさとすることである。
その際、繊維４の長さは、少なくとも気泡３間の平均距離以上としておく。
【００２９】
このような繊維４の例としては、内部の長手方向に連続する空隙を有する繊維を挙げることができる。また、微生物により分解可能なものは、有機質繊維、例えば、天然植物繊維、パルプ繊維、生分解性プラスチック製繊維などを挙げることができる。
【００３０】
繊維４として、微生物により分解可能な有機質繊維を採用する場合、通常は、自然界に存在する微生物の作用による分解が期待できるが、通気性モルタル１に繊維４を分解する嫌気性微生物（不図示）を添加しておいてもよい。これにより、繊維４の分解が促進され、固化後に通気性を生じるまでの時間を短縮することができるという利点がある。
また、嫌気性微生物は、通気性モルタル１に直接添加するのではなく、繊維４を混入する以前に繊維４内部に浸透するように添加してもよい。そのようにすれば、嫌気性微生物に無駄がなくなり効率がよい。
【００３１】
繊維４の通気性モルタル１に対する混入率は、体積比で、下限値が１０％以上となるようにする。そして、気泡３の混入率とほぼ同程度とするのが好ましい。したがって、繊維４の混入率の上限値は、４０％以下とすることが好ましい。
【００３２】
固化材２ｂは、セメント系材料、例えば、普通ポルトランドセメント、高炉スラグセメント、フライアッシュセメントなどを採用することができる。
水２ｃは、固化材２ｂに対して、質量比で、５０％〜１０００％の割合で用いる。ただし、繊維４に吸水される分量は除くものとする。
【００３３】
次に、本実施形態に係る通気性モルタル１の製造方法について説明する。
まず、適宜の攪拌機に、所定粒径に粉砕した多孔質材料２ａ、固化材２ｂおよび水２ｃを混入して攪拌し、多孔質細骨材混練モルタル２を作り、そこに繊維４を投入して、さらに、混合攪拌する。このとき、水２ｃは、繊維４の吸水量を考慮して、多めに加える。
【００３４】
一方、適宜の気泡製造機によって気泡３を製造し、多孔質細骨材混練モルタル２に混合する。そして、多孔質材料２ａ、繊維４および気泡３が、一様に分散するまで、適宜時間攪拌する。このようにして通気性モルタル１が得られる。
それぞれの配合量は、固化前の流動性や、固化後の通気性、強度および比重に応じて、適宜決定することができる。
【００３５】
気泡３は、例えば、適宜の起泡材を水で希釈し、圧縮空気を加えることにより製造できる。起泡材としては、例えば、タンパク質系、界面活性剤系、樹脂系などがあるが、多孔質細骨材混練モルタル２に混合したとき、繊維４の平均径と同程度の平均径が得られれば、どんなものを採用してもよい。
【００３６】
なお、通気性モルタル１を、例えば裏込め材などの充填材として用いる場合、流動性を向上するために、次のような製造方法によってもよい。
まず、多孔質材料２ａ、固化材２ｂおよび水２ｃを、解膠機能付の攪拌機などを用いて、解膠しながら攪拌する。この強せん断攪拌により、凝集沈降が抑制される。すなわち、通気性モルタル１の中で多孔質材料２ａ同士が吸着して見かけ上の粒径が大きくなったり、粒径分布に偏りが生じることを確実に防止できるので、優れた流動性が得られる。
【００３７】
次に、繊維４と気泡３を混合して攪拌する。このときは、繊維４が寸断されないように、解膠機能は解除して攪拌する。このようにして、流動性の向上した通気性モルタル１が得られる。
【００３８】
なお、上記では、気泡３を別に製造して混合する例で説明したが、多孔質細骨材混練モルタル２に化学反応性の発泡材（起泡材）を添加することにより、気泡３を内部発生させてもよい。そのような発泡材としては、アルミニウム（Ａｌ）粉末を用いることができる。Ａｌ粉末は多孔質細骨材混練モルタル２に含まれるアルカリ分、例えば、Ｃａ（ＯＨ）_２と反応して、水素ガスを発生するため、気泡３が得られる。その際、多孔質細骨材混練モルタル２に適宜の粘性を付与する適宜の発泡安定剤を添加すれば、より安定した粒径の気泡３を得ることができる。
【００３９】
次に、通気性モルタル１の作用効果について説明する。
通気性モルタル１は、固化前には、一般のモルタルと同様に、優れた流動性を備えるから、任意形状の隙間や型枠に打設して成形することが可能である。すなわち、充填材として使用することができる。その際、見かけ上の比重が小さい多孔質材料２ａ、骨材に比べて低比重の繊維４および気泡３を多量に含むので、きわめて軽量な充填材となる。また、固化後は、適度の強度と通気性とを備える。
【００４０】
図１（ｂ）は、固化前の組成を示しているが、固化後、水２ｃと固化材２ｂの領域が固化物になるだけで、多孔質材料２ａ、気泡３および繊維４の位置関係は変わらないから、以下、固化後の説明においても、図１（ｂ）を参照して説明する。
【００４１】
図１（ｂ）に示すように、気泡３は、互いに距離をおいて分散されているが、通気性モルタル１には、多量の多孔質材料２ａと繊維４が混合されているので、気泡３内部には、相当の確率で、多孔質材料２ａと繊維４とが存在する。しかも、繊維４の平均長さは、気泡３の平均間隔より長いため、繊維４は非常に高い確率で、複数の気泡３の内部に侵入している。気泡３内に、繊維４、多孔質材料２ａなどが侵入すると、気泡３の粒径は大きくなる。そのため、独立気泡の径がほぼ繊維４の径と同じであっても、図１（ｂ）に示したように、複数の繊維４が侵入することが可能である。
繊維４に通気性がある場合は、気泡３同士が連通され、連続性気泡が形成される。また、繊維４が微生物により分解される場合は、所定時間経過後、繊維４が分解されて固化物中に空隙が生じることにより、気泡３同士が連通されて、連続性気泡となる。通気性の程度は、表面に連通する連続性気泡の割合によるから、一般には、気泡３、繊維４の数が多いほど通気性に優れる。したがって、それぞれの混入量を調整することにより、通気性の程度を制御することができる。
【００４２】
そして、気泡３内部には、かなりの確率で多孔質材料２ａが含まれるか、少なくと表面を露出させているので、通気性モルタル１の外部から侵入する空気や水が多孔質材料２ａと接触可能となる。そのため、通気性モルタル１の内部に分散された多数の多孔質材料２ａの有する吸着作用、イオン交換作用などが有効となり、例えば大気浄化材や水質浄化材としての利用が可能となる。
これにより、多孔質材料２ａの有効利用を図ることができ、その吸着や浄化作用の耐用年数を延ばすことが可能となる。
【００４３】
また、通気性モルタル１に粗骨材を加えて混練すれば、固化時に通気性を有する通気性コンクリートが得られる。この場合、通気性は、通気性モルタル１の固化部分に生じるから、粗骨材の間に空隙がなくても通気性が確保される。したがって、粗骨材間に空隙を作るために粗骨材の粒径を大きくする必要がなく、コンクリートとしては比較的流動性の高いものとすることができるから、成形性のよい通気性コンクリートが得られる。また、多孔質材料２ａにより、吸着作用やイオン交換性を備える通気性コンクリートとすることができる。なお、粗骨材として多孔質材料、特にゼオライトを用いることも可能で、この場合、ゼオライトの効果が一層増す。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る大気浄化構造体（通気性構造物）について説明する。
図２は、本実施形態の一例である大気浄化構造体５を説明するための斜視説明図である。図３は、本実施形態の他の一例である大気浄化構造体６を説明するための斜視説明図である。
【００４５】
本実施形態は、通気性モルタル１を使用して大気浄化作用を有する通気性構造物を提供するものである。
大気浄化構造体５は、その一例であって、本発明の第１の実施形態に係る通気性モルタル１またはそれに適宜の粗骨材を加えて打設したパネル状の構造物である。その製造方法は、現場で打設してもよいし、工場などの現場以外で製作し運搬して設置するプレキャスト版としてもよい。また、粗骨材を加える場合、先に粗骨材を投入して、後から通気性モルタル１を充填して作成するプレパクトコンクリートとして製造してもよい。
したがって、図示の形状以外に、箱状、円環状など種々の形状の構造物を形成することができる。
このため、人工または自然の手段により、図示矢印のように、大気浄化構造体５に通気させ、大気浄化構造体５の内部に含まれる多孔質材料２ａにより、空気に含まれる微粒子、有害物質、臭気などを、吸着したり、分解したりすることができる。
【００４６】
本実施形態の変形例として、通気性モルタル１を構造物の一部に複合させることが可能である。
図３に示したのは、その一例である大気浄化構造体６である。
大気浄化構造体６は、支持パネル６ａと通気性モルタル１とからなる。
支持パネル６ａは、例えば木材、コンクリート、鉄骨などの構造材料である。通気性モルタル１は、支持パネル６ａに吹き付けたり、型枠を用いて打設したりするなどして、支持パネル６ａの表面に接合する。
通気性モルタル１の固化後、大気浄化構造体６は、表面に通気性が生じ、多孔質材料２ａの作用による大気浄化作用を備えることができる。このため、大気浄化作用を有する建築物外壁として利用することができる。通気性モルタル１の流動性により吹き付け施工が可能となるので、既設建築物にも容易に施工することができるという利点がある。
【００４７】
また、大気浄化構造体５、６は、雨水などを受けると多孔質材料２ａに保水される保水壁としての機能を備えており、保水された水分が蒸発することにより、構造物の周辺の温度調整機能を発揮することができる。したがって、ヒートアイランド化防止のための建材として好適である。
【００４８】
次に本発明の第３の実施形態に係る水質浄化構造体（通気性構造物）について説明する。
図４は、本実施形態の一例である浄水システム７を説明するための斜視説明図である。図５は、本実施形態の一例である水質浄化構造体１２を説明するための断面説明図である。
【００４９】
本実施形態の水質浄化構造体８ａ、８ｂ、１２は、本発明の第１の実施形態に係る通気性モルタル１またはそれに適宜の粗骨材を加えて打設した構造物である。
水質浄化構造体８ａ、８ｂは、いずれも壁状または版状に構成されている。
水質浄化構造体１２は、上側に開口するコ字状断面を備える箱状、円筒状または管路に構成されている。その製造方法は、現場で打設してもよいし、プレキャスト版としてもよいし、プレパクトコンクリートとしてもよい。
【００５０】
図４に示したのは、水質浄化構造体８ａ、８ｂを用いて、浄水システム７を構成した例である。
浄水システム７は、浄化槽底面１１上に設けられ、汚水の出入口（不図示）を備えた浄化槽である。水質浄化構造体８ａ、８ｂを浄化槽底面１１上に設けることにより、浄化層は浄化槽９ａ、９ｂ、９ｃに仕切られている。そして、適宜の手段、例えば、高低差、人工水流などにより、浄化槽９ａの汚水１０ａが、常に水質浄化構造体８ａに向かう一方向流れを形成する。
【００５１】
そこで、汚水１０ａは、水質浄化構造体８ａを透過して、浄化槽９ｂへ移動し、さらに、水質浄化構造体８ｂを透過して、浄化槽９ｃに至る。水質浄化構造体８ａ、８ｂを透過する過程で、多孔質材料２ａの作用を受けて、汚水分である種々の物質が吸着されたり、分解されたりする。このようにして、浄化槽９ｃには、浄化水１０ｂが貯水される。
【００５２】
図５に示したのは、水質浄化構造体１２を汚水１０ａ中に設置して水質浄化を行っている例である。水質浄化構造体１２は、開口部が汚水１０ａの水面より上に出ているように配置するので、自然水圧により、汚水１０ａが水質浄化構造体１２に浸透し、水質浄化構造体１２の開口部に浄化水１０ｂが貯水される。そして、浄化水１０ｂを適宜排水することにより、汚水１０ａの流れを維持することができる。
【００５３】
次に、本発明の第４の実施形態に係る通気性モルタルの使用方法について説明する。
図６は、本実施形態に係る通気性モルタルを裏込め材１４として使用して施工した水管１５を説明するための断面説明図である。図７は、同じく排水路１６を説明するための断面説明図である。
【００５４】
水管１５は、地山１３に埋められて、汚水１０ａを送水するためのものである。水管１５は、例えばコンクリート管や鋼管を採用することができる。地山１３への固定は、水管１５と掘削された地山１３との間に、裏込め材１４（充填材）を注入することで行われる。裏込め材１４は、本発明の第１の実施形態に係る通気性モルタル１と同じ構成を採用する。
【００５５】
排水路１６は、例えばコンクリートブロックなどからなる上方に開口した断面コ字状の管路である。地山１３への固定は、排水路１６と掘削された地山１３との間に、埋め戻し材１７（充填材）を充填することで行われる。埋め戻し材１７は、本発明の第１の実施形態に係る通気性モルタル１と同じ構成を採用する。
【００５６】
これらの構成によれば、水管１５、排水路１６の継ぎ目などから汚水１０ａがもれた場合にも、裏込め材１４内に含まれる多孔質材料２ａにより水質が浄化されてから、地山１３に浸透するので、汚水１０ａのもれによる環境汚染を防止することができる。
【００５７】
次に、本発明の第５の実施形態に係る植生基盤構造物について説明する。
図８（ａ）は、本実施形態に係る緑化護岸構造体２０（植生基盤構造物）を説明するための断面説明図である。図８（ｂ）は、同じく緑化ブロック２３を説明するための断面説明図である。
【００５８】
緑化護岸構造体２０は、河川１８に対する堤体の法面を補強して護岸するとともに、植物１９の繁生を可能にするものである。
図８（ａ）に示したように、緑化護岸構造体２０は、本発明の第１の実施形態に係る通気性モルタル１に、適宜の大きさの骨材２０ａを混練して、現場で型枠を用いて打設したり、吹き付けたりするか、またはそれら材料により工場などの現場以外で製作したプレキャストコンクリートブロックを形成して設置することにより形成する。その際、使用する通気性モルタル１は、繊維４を微生物が分解可能な有機質繊維とし、必要に応じて適宜の嫌気性微生物を添加した構成を用いる。また、多孔質材料２ａには、イオン交換性を備えるゼオライトを用いる。
【００５９】
なお、骨材２０ａは、通気性モルタル１内の多孔質材料２ａにより、必要な強度、空隙２０ｂが確保される場合は添加しなくともよい。
空隙２０ｂは、繁生を意図する植物１９の根１９ａが貫通し得るように、気泡３、繊維４の大きさや骨材２０ａの大きさにより適宜調整する。
【００６０】
このような緑化護岸構造体２０によれば、多孔質材料２ａであるゼオライトの作用により、コンクリートの中性化が促進され、植物１９が繁生しやすくなる。また、繊維４が微生物により分解されることにより、緑化護岸構造体２０内に窒素、リン、カリウムなどの堆肥成分が形成される。しかも、それらは、多孔質材料２ａに吸着されることにより、水流などに流されることなく緑化護岸構造体２０内に残存する。したがって、空隙２０ｂに肥料や腐葉土を充填するなどの手間をかけることなく、植物１９の繁生を促進することができるという利点がある。さらに、緑化護岸構造体２０は、河川１８中の富栄養化物質を吸着して河川１８から除去し、それらを繁生する植物１９に吸収させることにより、自然界の物質循環を促進する作用を備える。この物質循環により、多孔質材料２ａ内に吸着された物質が固定化されることなく、絶えず吸着能、イオン交換能を維持することが可能となる。
【００６１】
またこのような緑化護岸構造体２０は、生活排水などの汚水が流れ込む河川に設置すれば、汚水を浄化してから、周辺地盤へ浸透させることができるから、環境汚染防止にも貢献することができる。
【００６２】
図８（ｂ）に示した緑化ブロック２３は、緑化護岸構造体２０と同様の材料構成により、プレキャストコンクリートブロックを形成して、地盤２４上に配置したものである。符号２２は、表土である。
このような緑化ブロック２３によれば、例えば植物１９を植えて容易に緑化できる透水性舗道などを形成できる。また水質浄化機能も兼ねる。さらに、多孔質材料２ａに多量の水を保水することができるので、それが蒸発する際の気化熱により温度低減作用を備えるから、ヒートアイランド化の防止策として好適である。
【００６３】
なお、緑化ブロック２３は、地盤の上に置かず、建築物の壁面緑化材や、トンネル内壁として用いてもよい。その場合、植物１９による酸素供給と、多孔質材料２ａの大気浄化作用が相乗して、優れた換気機能を備える機能壁として用いることができる。
【００６４】
なお、上記に説明した通気性構造物において、遅延材の使用により表面剥離させたり、築造の初期またはメンテナンス時にウォータージェットを噴射させたりすることにより、通気性構造物の表面および内面が目詰まりしないようにすると、通気性構造物の効果を一段と向上させることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の通気性モルタルおよびその製造方法によれば、多孔質材料を内蔵して、その種々の機能を効率的に生かすことができるとともに、固化前に優れた流動性を備えるようにすることができるという効果を奏する。
本発明の通気性モルタルの使用方法によれば、本発明の通気性モルタルを充填材として使用することにより、構造物と地山の間に多孔質材料の有する種々の機能を備えた裏込め層を形成することができるという効果を奏する。
本発明の通気性コンクリートによれば、粗骨材の粒径が小さくても通気性を備えることができるから、固化前に流動性の高い通気性コンクリートとすることができるという効果を奏する。
本発明の通気性構造物によれば、多孔質材料の種々の機能を備えた通気性構造物とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る通気性モルタルを説明するための模式図および拡大模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る通気性構造物の一例である大気浄化構造体を説明するための斜視説明図である。
【図３】同じく本実施形態に係る大気浄化構造体の他の一例を説明するための斜視説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る通気性構造物の一例である浄水システムを説明するための斜視説明図である。
【図５】同じく本実施形態に係る通気性構造物の一例である水質浄化構造体を説明するための断面説明図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る通気性モルタルの使用方法を説明するための断面説明図である。
【図７】同じく本実施形態の他の一例を説明するための断面説明図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る植生基盤構造物を説明するための断面説明図である。
【符号の説明】
１　通気性モルタル
２ａ　多孔質材料
２ｂ　固化材
２ｃ　水
３　気泡
４　繊維（繊維質材料）
５、６　大気浄化構造体（通気性構造物）
８ａ、８ｂ　水質浄化構造体（通気性構造物）
１２　水質浄化構造体（通気性構造物）
１４　裏込め材（充填材）
１７　埋め戻し材（充填材）
１９　植物
２０　緑化護岸構造体（植生基盤構造物）
２０ａ　骨材
２３　緑化ブロック（植生基盤構造物）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a breathable mortar, a method for producing the same, a method for using the same, a breathable concrete, a breathable structure, and a vegetation base structure.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, porous concrete having a porous material such as zeolite and perlite and a continuous void therein has been known. These are mainly used as civil and building materials having air permeability and water permeability. When air or water permeating the porous concrete comes into contact with the porous material, a purification action of the porous material such as adsorption and ion exchange has been used.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-129648 (Patent Literature 1) describes a porous concrete in which gravel is coated with a water purification powder, and voids are formed between the gravel and bonded with an adhesive.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-151544 (Patent Document 2) describes a building material in which zeolite particles are mixed in cellular concrete such as ALC (autoclave lightweight concrete).
JP-A-7-315903 (Patent Literature 3) describes a greening concrete in which coarse aggregate is made of natural zeolite and fibers are added for shape retention.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the prior art porous concrete has the following problems.
The technology described in Patent Literature 1 utilizes that gravel having a diameter of about 10 mm to 40 mm is used as an aggregate, and that depending on its size, continuous voids are formed inside even after adhesive molding. Then, the water purification material is fixed with an adhesive for bonding the aggregate by spraying the aggregate from the outer surface after the formation of the aggregate.
Therefore, since coarse aggregate having a large particle size is used, there has been a problem that concrete as a base has almost no fluidity even before solidification. In addition, since the water purification material is easily disposed near the surface and is difficult to be disposed inside, there is a problem that the water permeating the inside of the porous concrete has no purification effect.
[0004]
The technique described in Patent Literature 2 uses cellular concrete such as ALC, but these cells are almost closed cells, and become isolated cells as they go inside. Therefore, there is no air permeability as a whole. In this technology, many air bubbles are exposed on the surface of the building material, thereby increasing the surface area of the building material and increasing the surface exposure of zeolite contained in the concrete, thereby increasing the air purification effect. . Therefore, there is a problem that it cannot be used for applications requiring air permeability and water permeability. In addition, there is a problem that the purification function of the zeolite confined inside the building material cannot be used effectively.
[0005]
The technique described in Patent Document 3 uses zeolite or the like as a coarse aggregate, and usually has a particle size of 5 mm to 25 mm, but may be larger than this. Therefore, as in Patent Literature 1, although voids are formed between the coarse aggregates, there is a problem that they do not have fluidity even before solidification.
Further, the fiber described in Patent Document 3 has a diameter of 0.001 mm to 2.0 mm regardless of whether the material is organic or inorganic. Thereby, the effect of improving the shape of the concrete is exerted. That is, there is no disclosure about the structure of the fiber for improving the air permeability, and in fact, the fiber here is filled in the voids forming the coarse aggregate, and thus does not contribute to the improvement of the air permeability. was there.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and incorporates a porous material so that various functions thereof can be efficiently utilized and has excellent fluidity before solidification. It is an object of the present invention to provide a permeable mortar, a method for producing the same, a method for using the same, a permeable concrete and a permeable structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, a gas-permeable mortar having air bubbles therein and having air permeability after solidification, and is made of a porous material having a maximum particle size of 5 mm or less. It contains a fine aggregate, a solidifying material, water, and a fibrous material having air permeability.
According to the present invention, the air bubbles are communicated with each other by the air passage in the fibrous material, and the air permeability of the air-permeable mortar is improved. Then, the porous material exposed to the inner surface of the bubble or the air passage of the fibrous material can come into contact with the infiltrating air, water, or the like. In addition, since a porous material having a maximum particle size of 5 mm or less is used as fine aggregate and air bubbles are mixed therein, it can have fluidity before solidification.
[0008]
In addition, in this specification, although it is called a gas-permeable mortar, the gas-permeable mortar of the present invention also has water permeability. Therefore, although it should be properly referred to as a gas-permeable and water-permeable mortar, in this specification, for the sake of simplicity, the term gas-permeable is used to include water-permeable. In addition, when the passage is limited to water in the context, the term water permeability may be used.
In addition, mortar generally refers to a mixture of cement, sand and water, and sand generally refers to a particle having a diameter of 2 mm or less. Therefore, the breathable mortar of the present invention is a broader mortar than a general mortar. It is. However, since it is a porous material even if the particle size is large, the apparent density is smaller than sand having the same particle size, and the material has fluidity similar to mortar.
[0009]
In the invention according to claim 2, a gas-permeable mortar having air bubbles therein and having air permeability after solidification, and a fine aggregate made of a porous material having a maximum particle size of 5 mm or less, a solidified material, It contains water and fibrous materials that are degraded by microorganisms.
According to the present invention, the mixed fibrous material is solidified in a state of connecting the air bubbles, and then the fibrous material is decomposed by microorganisms to form voids, so that the air permeability of the gas-permeable mortar is improved. Then, the porous material exposed to the inner surface of the bubble or the air passage of the fibrous material can come into contact with the infiltrating air, water, or the like. In addition, since a porous material having a maximum particle size of 5 mm or less is used as fine aggregate and air bubbles are mixed therein, it can have fluidity before solidification.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the breathable mortar according to the second aspect, an anaerobic microorganism that degrades the fibrous material is added.
According to this invention, since the anaerobic microorganism is added, the decomposition of the fibrous material can be promoted.
[0011]
In the invention described in claim 4, in the breathable mortar according to any one of claims 1 to 3, the foam is formed by adding a foaming agent.
According to the present invention, the use of the foaming agent makes it easy to control the size, distribution and fluidity of the bubbles.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the air-permeable mortar according to any one of the first to fourth aspects, the average diameter of the air bubbles is substantially equal to the average diameter of a cross section in the short direction of the fibrous material. To
According to the present invention, since the fibrous material can penetrate and remain in a bubble of an appropriate size, the gas permeability can be improved without lowering the strength of the gas-permeable mortar after solidification. it can.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, in the gas-permeable mortar according to any one of the first to fifth aspects, the porous material is a zeolite.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the air-permeable mortar provided with the function which zeolite has, for example, the function of surface adsorption, ion exchange, etc.
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a breathable concrete containing the breathable mortar according to any one of the first to sixth aspects and a coarse aggregate.
According to the present invention, since the porous material is contained in the permeable mortar, the function of the porous material can be exhibited even inside the permeable concrete. In addition, since the air permeability can be obtained by the air-permeable mortar even if the voids due to the coarse aggregate are small, the size of the coarse aggregate can be reduced, and the concrete can have high fluidity.
[0015]
According to an eighth aspect of the present invention, a permeable mortar according to any one of the first to sixth aspects or a permeable structure formed by casting the permeable concrete according to the seventh aspect.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is various shapes by excellent fluidity, it can be cast easily and the air-permeable structure which efficiently demonstrates the function of a porous material can be easily formed. .
[0016]
According to the ninth aspect of the present invention, a vegetation base structure in which a biodegradable organic substance is contained by forming the permeable mortar according to the second or third aspect by casting.
According to the present invention, when the fibrous material contained in the air-permeable mortar is decomposed, it becomes a fertilizer, so that the labor for adding the fertilizer can be eliminated or reduced.
[0017]
According to the tenth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a gas-permeable mortar having air bubbles therein and having gas-permeability after solidification, comprising mixing a solidified material and a porous material with water and peptizing them. While stirring and mixing, and then adding air bubbles and a fibrous material.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while pulverizing, the dispersion | variation in the particle size of a porous material can be suppressed and it can be uniformly disperse | distributed inside a gas-permeable mortar. Further, the fluidity of the gas-permeable mortar can be improved.
[0018]
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a method of using a gas-permeable mortar, wherein the gas-permeable mortar according to any one of the first to sixth aspects is cast as a filler.
According to the present invention, it is possible to form a structure having a function of, for example, a purifying function of a gas-permeable and porous material after solidification by filling the amorphous space.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding members are denoted by the same reference characters, and description thereof will not be repeated. Each drawing is a schematic diagram, and the size is exaggerated for easy viewing.
[0020]
The permeable mortar 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1A is a schematic diagram for explaining a gas-permeable mortar 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1B is an enlarged schematic diagram of FIG.
[0021]
The air-permeable mortar 1 is composed of a porous fine aggregate kneading mortar 2, air bubbles 3, and fibers 4 (fibrous material). The porous fine aggregate kneading mortar 2 is obtained by kneading a porous material 2a, a solidifying material 2b, and water 2c.
As shown in FIG. 1B, the porous material 2a, the bubbles 3 and the fibers 4 are randomly dispersed in a paste-like matrix in which the solidified material 2b and the water 2c are mixed. Then, a state in which the surface of the porous material 2a or the tip of the fiber 4 penetrates is formed inside the bubble 3.
Hereinafter, each component will be described in detail.
[0022]
As long as the porous material 2a has the strength as an aggregate, the porous material 2a can be appropriately formed according to the function according to the purpose, for example, adsorption, ion exchange, catalysis, weight reduction, deodorization, bubble formation, and the like. Can be adopted. For example, zeolite, perlite, activated carbon and the like can be adopted. However, in order to obtain sufficient fluidity, it is used as fine aggregate. Specifically, the maximum particle size is 5 mm or less.
[0023]
For example, when the air-permeable mortar 1 after solidification is used as an air purification material or a water purification material, zeolite can be suitably used.
Zeolites are classified into natural zeolites, synthetic zeolites, and artificial zeolites, and any of them can be employed in the present embodiment.
[0024]
Natural zeolite has a chemical composition of SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Alkali metals, alkaline earth metals, and H ₂ A group of minerals containing O and having a three-dimensional network structure, also called zeolite. Each of them has a large number of pores at the molecular level on the surface, thereby providing excellent adsorption action. Further, it has ion exchangeability. Therefore, harmful substances such as heavy metals and radioactive substances can be adsorbed. Furthermore, it has a water retention function of adsorbing and retaining moisture. Also, when placed in an alkaline environment, it can promote its neutralization.
In addition, the size can be set to an appropriate size by pulverizing from the state in which it is produced.
[0025]
Synthetic zeolites and artificial zeolites are obtained by forming substances similar in nature to natural zeolites from various substances by an industrial method. Therefore, the adsorptivity, the ion exchange property, and the like are improved. Also, unlike natural zeolite, it is manufactured as a granular material having a regular shape such as a sphere or a column, so that labor such as pulverization is not required.
[0026]
The bubbles 3 are mixed into the porous fine aggregate kneading mortar 2 as closed cells having a particle diameter in a predetermined range by the method described later, and are dispersed therein. The lower limit of the mixing ratio of the bubbles 3 is set to 10% or more by volume ratio with respect to the permeable mortar 1. The upper limit can be appropriately set according to the strength at the time of solidification and the degree of air permeability, but is preferably 40% or less in consideration of the distribution with the fibers 4 described later.
[0027]
In the present embodiment, the fibers 4 are added mainly for the purpose of contacting and communicating with the plurality of bubbles 3 and changing the bubbles 3 into open-cell properties. That is, when the fibers 4 come into contact with the plurality of bubbles 3, they need to play a role of a pipe connecting them.
For this reason, a material having air permeability, being decomposed by microorganisms, or having both properties is adopted. That is, if the air has air permeability, the plurality of bubbles 3 are communicated by the function of the fiber 4 itself. In addition, if the air-permeable mortar 1 is solidified, the fibers 4 are decomposed and a gap is formed in the fibers 4 or the fibers 4 are lost after the air-permeable mortar 1 is solidified. Since a gap is formed in the mortar 1, communication is realized.
[0028]
Further, the average diameter of the cross section in the short direction of the fiber 4 (hereinafter, referred to as the average diameter of the fiber 4) is set to be substantially the same as the average diameter of the bubbles 3. It is obvious that in order to increase the probability of contact between the bubbles 3 and the fibers 4, it is only necessary to increase both the number and the diameter of the bubbles 3, but if both are increased simultaneously, the strength of the gas-permeable mortar 1 decreases. . That is, there is a trade-off between the number of bubbles 3 and the bubble diameter. In this case, it is more efficient to reduce the bubble diameter and increase the distribution density of the number of bubbles 3. On the other hand, when the bubble diameter is smaller than the average diameter of the fibers 4, it is difficult for the plurality of fibers 4 to contact one bubble 3. Therefore, the most efficient condition for bringing the fibers 4 into contact with the bubbles 3 is that the average diameter of the bubbles 3 and the average diameter of the fibers 4 be substantially the same.
At this time, the length of the fibers 4 is set to be at least the average distance between the bubbles 3.
[0029]
Examples of such fibers 4 include fibers having voids that are continuous in the internal longitudinal direction. In addition, those decomposable by microorganisms include organic fibers such as natural plant fibers, pulp fibers, and fibers made of biodegradable plastics.
[0030]
When organic fibers that can be decomposed by microorganisms are employed as the fibers 4, decomposition can be normally expected by the action of microorganisms existing in nature, but anaerobic microorganisms that decompose the fibers 4 into the air-permeable mortar 1 (not shown) May be added. This has the advantage that the decomposition of the fiber 4 is promoted, and the time required for producing air permeability after solidification can be reduced.
Further, the anaerobic microorganisms may be added not to be directly added to the gas-permeable mortar 1 but to be permeated into the fibers 4 before the fibers 4 are mixed. By doing so, the anaerobic microorganisms are not wasted and the efficiency is good.
[0031]
The mixing ratio of the fibers 4 to the air-permeable mortar 1 is set so that the lower limit is 10% or more in volume ratio. It is preferable that the mixing ratio of the bubbles 3 is substantially the same. Therefore, the upper limit of the mixing ratio of the fibers 4 is preferably set to 40% or less.
[0032]
As the solidifying material 2b, a cement-based material, for example, ordinary Portland cement, blast furnace slag cement, fly ash cement, or the like can be used.
The water 2c is used at a mass ratio of 50% to 1000% with respect to the solidified material 2b. However, the amount absorbed by the fibers 4 is excluded.
[0033]
Next, a method for manufacturing the gas-permeable mortar 1 according to the present embodiment will be described.
First, a porous material 2a, a solidified material 2b and water 2c pulverized to a predetermined particle size are mixed and stirred in an appropriate stirrer to form a porous fine aggregate kneading mortar 2, into which fibers 4 are put. Further, the mixture is stirred. At this time, the water 2c is added more in consideration of the water absorption of the fiber 4.
[0034]
On the other hand, bubbles 3 are produced by an appropriate bubble production machine and mixed with the porous fine aggregate kneading mortar 2. Then, the porous material 2a, the fibers 4 and the bubbles 3 are stirred for an appropriate time until they are uniformly dispersed. Thus, the air-permeable mortar 1 is obtained.
The amount of each compound can be appropriately determined according to the fluidity before solidification, the air permeability, strength and specific gravity after solidification.
[0035]
The bubbles 3 can be produced, for example, by diluting an appropriate foaming material with water and adding compressed air. As the foaming material, for example, there are a protein type, a surfactant type, a resin type and the like. When mixed with the porous fine aggregate kneading mortar 2, an average diameter similar to the average diameter of the fibers 4 can be obtained. Anything may be adopted.
[0036]
When the permeable mortar 1 is used as a filler such as a backfill material, for example, the following manufacturing method may be used to improve fluidity.
First, the porous material 2a, the solidified material 2b, and the water 2c are stirred while peptizing using a stirrer having a peptizing function. Aggregation and sedimentation are suppressed by the strong shear stirring. In other words, it is possible to reliably prevent the porous materials 2a from adsorbing each other in the air-permeable mortar 1 to increase the apparent particle size or to cause unevenness in the particle size distribution, thereby obtaining excellent fluidity. .
[0037]
Next, the fibers 4 and the bubbles 3 are mixed and stirred. At this time, the peptizing function is released and agitated so that the fibers 4 are not cut. Thus, the gas-permeable mortar 1 with improved fluidity is obtained.
[0038]
In the above description, an example in which the air bubbles 3 are separately manufactured and mixed has been described. However, by adding a chemically reactive foaming material (foaming material) to the porous fine aggregate kneading mortar 2, the air bubbles 3 are internally formed. May be generated. Aluminum (Al) powder can be used as such a foam material. Al powder is an alkali component contained in the porous fine aggregate kneading mortar 2, for example, Ca (OH) ₂ To generate hydrogen gas, so that bubbles 3 are obtained. At this time, if an appropriate foam stabilizer for imparting an appropriate viscosity to the porous fine aggregate kneading mortar 2 is added, bubbles 3 having a more stable particle size can be obtained.
[0039]
Next, the function and effect of the air-permeable mortar 1 will be described.
Prior to solidification, the air-permeable mortar 1 has excellent fluidity, like a general mortar, so that it can be molded by being poured into a gap or a mold having an arbitrary shape. That is, it can be used as a filler. At that time, since the porous material 2a having a small apparent specific gravity and the fibers 4 and the bubbles 3 having a low specific gravity as compared with the aggregate are contained in a large amount, the filler becomes an extremely lightweight filler. Further, after solidification, it has appropriate strength and air permeability.
[0040]
FIG. 1 (b) shows the composition before solidification, but after solidification, only the region of water 2c and solidified material 2b becomes a solidified material, and the positional relationship between porous material 2a, bubbles 3 and fibers 4 is Since it does not change, the description after solidification will be described below with reference to FIG.
[0041]
As shown in FIG. 1 (b), the air bubbles 3 are dispersed at a distance from each other. Inside, the porous material 2a and the fiber 4 exist with a considerable probability. Moreover, since the average length of the fibers 4 is longer than the average interval between the bubbles 3, the fibers 4 enter the inside of the plurality of bubbles 3 with a very high probability. When the fibers 4, the porous material 2a, and the like enter the bubbles 3, the diameter of the bubbles 3 increases. Therefore, even if the diameter of the closed cell is almost the same as the diameter of the fiber 4, a plurality of fibers 4 can enter as shown in FIG.
When the fibers 4 have air permeability, the bubbles 3 are communicated with each other to form continuous bubbles. When the fibers 4 are decomposed by microorganisms, after a predetermined period of time, the fibers 4 are decomposed to form voids in the solidified product, so that the bubbles 3 are communicated with each other to form continuous bubbles. Since the degree of air permeability depends on the ratio of open cells communicating with the surface, generally, the greater the number of air bubbles 3 and fibers 4, the better the air permeability. Therefore, the degree of air permeability can be controlled by adjusting the amount of each mixture.
[0042]
Since the porous material 2a is contained in the air bubbles 3 with a considerable probability or at least the surface is exposed, air or water entering from the outside of the gas-permeable mortar 1 comes into contact with the porous material 2a. It becomes possible. Therefore, the adsorption function, ion exchange function, and the like of the large number of porous materials 2a dispersed in the permeable mortar 1 become effective, and can be used as, for example, an air purification material or a water quality purification material.
As a result, the porous material 2a can be effectively used, and the useful life of the adsorption or purification action can be extended.
[0043]
Further, if coarse aggregate is added to the permeable mortar 1 and kneaded, a permeable concrete having a permeable property at the time of solidification can be obtained. In this case, since the air permeability occurs in the solidified portion of the air-permeable mortar 1, the air permeability is ensured even if there is no gap between the coarse aggregates. Therefore, it is not necessary to increase the particle size of the coarse aggregate in order to create voids between the coarse aggregates, and the concrete can be made to have relatively high fluidity. can get. Moreover, the porous material 2a can be made into a breathable concrete having an adsorption function and an ion exchange property. Note that a porous material, particularly zeolite, can be used as the coarse aggregate, and in this case, the effect of zeolite is further increased.
[0044]
Next, an air purification structure (air-permeable structure) according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a perspective explanatory view for explaining an air purification structure 5 which is an example of the present embodiment. FIG. 3 is a perspective explanatory view for explaining an air purification structure 6 which is another example of the present embodiment.
[0045]
The present embodiment provides a breathable structure having an air purifying action by using the breathable mortar 1.
The air purification structure 5 is an example, and is a panel-like structure in which the air-permeable mortar 1 according to the first embodiment of the present invention or an appropriate coarse aggregate is added and cast. The manufacturing method may be casting on site, or a precast plate manufactured, transported, and installed at a site other than the site such as a factory. In addition, when coarse aggregate is added, it may be manufactured as a prepact concrete prepared by first charging the coarse aggregate and then filling the air-permeable mortar 1.
Therefore, structures having various shapes such as a box shape and an annular shape other than the illustrated shapes can be formed.
For this reason, as shown by arrows in the figure, the air is passed through the air purification structure 5 by artificial or natural means, and the porous material 2a contained in the air purification structure 5 allows the fine particles, harmful substances, Odor and the like can be adsorbed and decomposed.
[0046]
As a modified example of the present embodiment, the air-permeable mortar 1 can be combined with a part of the structure.
FIG. 3 shows an example of the air purification structure 6.
The air purification structure 6 includes a support panel 6a and the permeable mortar 1.
The support panel 6a is a structural material such as wood, concrete, and steel. The air-permeable mortar 1 is joined to the surface of the support panel 6a by spraying it on the support panel 6a or casting it using a mold.
After the air-permeable mortar 1 is solidified, the air-purifying structure 6 has air-permeability on its surface, and can have an air-purifying action by the action of the porous material 2a. Therefore, it can be used as an outer wall of a building having an air purification action. Since the spraying can be performed by the fluidity of the permeable mortar 1, there is an advantage that the mortar 1 can be easily applied to an existing building.
[0047]
Further, the air purification structures 5 and 6 have a function as a water retaining wall that retains water in the porous material 2a when receiving rainwater or the like, and the retained water evaporates, so that the temperature around the structure increases. The adjustment function can be exhibited. Therefore, it is suitable as a building material for preventing heat island formation.
[0048]
Next, a water purification structure (air permeable structure) according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a perspective view for explaining a water purification system 7 which is an example of the present embodiment. FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view for explaining a water purification structure 12 which is an example of the present embodiment.
[0049]
The water purification structures 8a, 8b, and 12 of the present embodiment are structures in which the air-permeable mortar 1 according to the first embodiment of the present invention or an appropriate coarse aggregate is added and cast.
Each of the water purification structures 8a and 8b has a wall shape or a plate shape.
The water purification structure 12 is formed in a box shape, a cylindrical shape, or a pipe having a U-shaped cross section that opens upward. The manufacturing method may be cast on site, a precast plate, or a pre-compact concrete.
[0050]
FIG. 4 shows an example in which the water purification system 7 is configured using the water purification structures 8a and 8b.
The water purification system 7 is a septic tank provided on the bottom surface 11 of the septic tank, and provided with an entrance (not shown) for sewage. By providing the water purification structures 8a and 8b on the bottom surface 11 of the purification tank, the purification layer is partitioned into the purification tanks 9a, 9b and 9c. Then, the sewage 10a of the septic tank 9a always forms a one-way flow toward the water purification structure 8a by an appropriate means, for example, a height difference, an artificial water flow, or the like.
[0051]
Therefore, the sewage 10a passes through the water purification structure 8a, moves to the purification tank 9b, and further penetrates the water purification structure 8b to reach the purification tank 9c. In the process of permeating the water purification structures 8a and 8b, various substances that are dirty water are adsorbed or decomposed by the action of the porous material 2a. In this way, purified water 10b is stored in the purification tank 9c.
[0052]
FIG. 5 shows an example in which the water purification structure 12 is installed in the sewage 10a to purify the water. Since the water purification structure 12 is arranged so that the opening is above the water surface of the sewage 10a, the sewage 10a penetrates into the water purification structure 12 by natural water pressure, and the opening of the water purification structure 12 is formed. Purified water 10b is stored in the tank. Then, by appropriately draining the purified water 10b, the flow of the sewage 10a can be maintained.
[0053]
Next, a method for using the breathable mortar according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view for explaining a water pipe 15 constructed using the air-permeable mortar according to the present embodiment as the backfill material 14. FIG. 7 is an explanatory sectional view for explaining the drainage channel 16.
[0054]
The water pipe 15 is buried in the ground 13 and is for feeding the sewage 10a. As the water pipe 15, for example, a concrete pipe or a steel pipe can be adopted. Fixing to the ground 13 is performed by injecting a backfill material (filling material) between the water pipe 15 and the excavated ground 13. The backfill material 14 employs the same configuration as the air-permeable mortar 1 according to the first embodiment of the present invention.
[0055]
The drainage channel 16 is a U-shaped cross-section pipe made of, for example, a concrete block and opened upward. The fixing to the ground 13 is performed by filling the backfill material 17 (filling material) between the drainage channel 16 and the excavated ground 13. The backfill material 17 employs the same configuration as the air-permeable mortar 1 according to the first embodiment of the present invention.
[0056]
According to these configurations, even when the sewage 10a leaks from the seam of the water pipe 15, the drainage passage 16, etc., the water quality is purified by the porous material 2a contained in the backfill material 14, and then the ground 13 Therefore, environmental pollution due to leakage of the wastewater 10a can be prevented.
[0057]
Next, a vegetation base structure according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8A is an explanatory cross-sectional view illustrating a revegetation revetment structure 20 (vegetation base structure) according to the present embodiment. FIG. 8B is a cross-sectional view for explaining the greening block 23.
[0058]
The greening revetment structure 20 reinforces the slope of the embankment with respect to the river 18 to revet and enable the plants 19 to proliferate.
As shown in FIG. 8A, the revegetation revetment structure 20 is obtained by kneading an aggregate 20a of an appropriate size into the air-permeable mortar 1 according to the first embodiment of the present invention and forming the mixture on site. It is formed by casting or spraying using a frame, or by forming and installing a precast concrete block made of these materials at a place other than the site such as a factory. At this time, the air-permeable mortar 1 used has a configuration in which the fibers 4 are made of organic fibers decomposable by microorganisms, and an appropriate anaerobic microorganism is added as necessary. In addition, zeolite having ion exchangeability is used for the porous material 2a.
[0059]
The aggregate 20a need not be added when the necessary strength and the void 20b are secured by the porous material 2a in the permeable mortar 1.
The space 20b is appropriately adjusted according to the size of the bubbles 3, the size of the fiber 4, and the size of the aggregate 20a so that the root 19a of the plant 19 intended to grow can penetrate.
[0060]
According to such a greening seawall structure 20, the neutralization of concrete is promoted by the action of the zeolite which is the porous material 2a, and the plant 19 becomes easy to grow. In addition, compost components such as nitrogen, phosphorus, and potassium are formed in the greening revetment structure 20 by decomposing the fibers 4 by microorganisms. Moreover, they are adsorbed by the porous material 2a and remain in the greening seawall 20 without being washed away by a water stream or the like. Therefore, there is an advantage that the growth of the plant 19 can be promoted without taking time and effort such as filling the void 20b with fertilizer or humus. Furthermore, the revegetation revetment structure 20 has an action of adsorbing and removing eutrophic substances in the river 18 from the river 18 and absorbing them to the vegetation 19, thereby promoting the natural circulation of substances. Due to this substance circulation, the substance adsorbed in the porous material 2a is not fixed, and the adsorbing ability and ion exchange ability can be constantly maintained.
[0061]
In addition, if such a greening seawall structure 20 is installed in a river into which sewage such as domestic wastewater flows, the sewage can be purified and then permeated into the surrounding ground, thereby contributing to the prevention of environmental pollution. it can.
[0062]
The greening block 23 shown in FIG. 8 (b) is a precast concrete block formed with the same material composition as the greening seawall structure 20 and arranged on the ground 24. Reference numeral 22 denotes a topsoil.
According to such a greening block 23, for example, a water-permeable pavement that can be easily greened by planting the plant 19 can be formed. It also has a water purification function. Further, since a large amount of water can be retained in the porous material 2a, the porous material 2a has a temperature reducing effect due to heat of vaporization when it evaporates.
[0063]
The greening block 23 may not be placed on the ground, but may be used as a wall greening material of a building or a tunnel inner wall. In this case, the oxygen supply by the plant 19 and the air purification action of the porous material 2a are synergistic, and can be used as a functional wall having an excellent ventilation function.
[0064]
In the above-described air-permeable structure, the surface and the inner surface of the air-permeable structure are not clogged by using the delay material to peel off the surface or by spraying a water jet at the beginning of construction or at the time of maintenance. By doing so, the effect of the breathable structure can be further improved.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the air-permeable mortar of the present invention and the method for producing the same, the porous material is built in, and various functions thereof can be efficiently utilized. The effect that it can be provided is provided.
According to the method of using the gas-permeable mortar of the present invention, the back-fill layer having various functions of the porous material between the structure and the ground can be obtained by using the gas-permeable mortar of the present invention as a filler. Can be formed.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the permeable concrete of this invention, since the porosity can be provided even if the particle size of a coarse aggregate is small, there exists an effect that the permeable concrete with high fluidity can be obtained before solidification.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the permeable structure of this invention, there exists an effect that it can be set as the permeable structure provided with the various functions of a porous material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram and an enlarged schematic diagram illustrating a breathable mortar according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective explanatory view for explaining an air purification structure which is an example of a breathable structure according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective explanatory view illustrating another example of the air purification structure according to the embodiment.
FIG. 4 is a perspective view for explaining a water purification system which is an example of a breathable structure according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view for explaining a water purification structure which is an example of the air-permeable structure according to the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view illustrating a method of using a gas-permeable mortar according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional explanatory diagram for explaining another example of the present embodiment.
FIG. 8 is a sectional view illustrating a vegetation base structure according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 breathable mortar
2a Porous material
2b Solidifying material
2c water
3 bubbles
4 fiber (fibrous material)
5, 6 Air purification structure (breathable structure)
8a, 8b Water purification structure (breathable structure)
12 Water purification structure (breathable structure)
14 Backfill material (filling material)
17 Backfill material (filling material)
19 plants
20 Greening revetment structure (vegetation base structure)
20a aggregate
23 Greening blocks (vegetation base structure)

Claims

A gas-permeable mortar having gas bubbles therein and having gas permeability after solidification,
A breathable mortar comprising a fine aggregate made of a porous material having a maximum particle size of 5 mm or less, a solidifying material, water, and a fibrous material having gas permeability.

A gas-permeable mortar having gas bubbles therein and having gas permeability after solidification,
A gas-permeable mortar comprising a fine aggregate made of a porous material having a maximum particle size of 5 mm or less, a solidifying material, water, and a fibrous material decomposed by microorganisms.

The permeable mortar according to claim 2, wherein an anaerobic microorganism that degrades the fibrous material is added.

The air-permeable mortar according to any one of claims 1 to 3, wherein the foam is formed by adding a foaming agent.

The air-permeable mortar according to any one of claims 1 to 4, wherein an average diameter of the air bubbles is substantially equal to an average diameter of a cross section in the lateral direction of the fibrous material.

The gas-permeable mortar according to any one of claims 1 to 5, wherein the porous material is zeolite.

A breathable concrete comprising the breathable mortar according to any one of claims 1 to 6 and coarse aggregate.

A breathable structure formed by casting the breathable mortar according to any one of claims 1 to 6 or the breathable concrete according to claim 7.

A vegetation base structure comprising a biodegradable organic substance contained therein by casting the air-permeable mortar according to claim 2 or 3.

A method for producing a gas-permeable mortar having gas bubbles therein and having gas-permeability after solidification,
A method for producing a gas-permeable mortar, comprising mixing a solidifying material and a porous material with water, mixing and stirring them while peptizing, and then adding bubbles and a fibrous material.

A method for using a gas-permeable mortar, wherein the gas-permeable mortar according to any one of claims 1 to 6 is cast as a filler.