JP2004225283A

JP2004225283A - コンクリートブロック

Info

Publication number: JP2004225283A
Application number: JP2003011779A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Kishi; 泰彦岸; Takashi Honda; 隆本田; Masahiro Kakegawa; 正博懸川
Original assignee: MACHIDA CORP KK
Current assignee: MACHIDA CORP KK
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【目的】強度、保水性及び透水性に優れた舗装材として有用なコンクリートブロックを提供する。
【構成】セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートにより所定厚の下層部１Ｂと表層部１Ａとを一体成型して成るコンクリートブロックである。特に、下層部１Ｂを構成するコンクリート成分である骨材は、その７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで、且つ粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に少なくとも３５％が含まれる。又、表層部１Ａは少なくとも透水性を有するポーラスコンクリートから成る。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は道路や広場の舗装に用いて好適なコンクリートブロックに係わり、特に透水性と保水性とを有して降雨による水溜の発生や都市部などにおけるヒートアイランド現象を抑制することのできる新規なコンクリートブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車道などの舗装にはアスファルトが多用されるが、その多くは透水性がなく、降雨時には路面上に雨水が溜まってスリップ事故を引き起こす虞れがあった。そこで、近年では降雨時における車両のスリップ事故、又は歩行の阻害となる水溜の発生や都市部における水循環の阻害などを防止することを目的として、透水性を持たせたアスファルトによる舗装が普及している。しかし、アスファルトは昼夜を通して大きな放熱を発生するために、都市部などにおける局地的な気温上昇（ヒートアイランド）を助長するという問題があった。
【０００３】
これに対し、コンクリートブロック（インターロッキングブロック）は、アスファルトに比べて放熱量が一般に少なくヒートアイランド抑制効果があり、しかも景観に優れるなどとして車歩道や広場の舗装材として広く賞用されている。
【０００４】
以上のような舗装用のコンクリートブロックは、透水性を有するものと保水性を有するものとに大別され、このうち後者の保水性を有するものとして、水８０〜１２０ｋｇ／ｍ^３、セメント３００〜５００ｋｇ／ｍ^３、及び高炉スラグを加圧水の吹き付けで急冷して成る水砕スラグ１０００〜２５００ｋｇ／ｍ^３を配合することにより得られる舗装用ブロックが知られる（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第３０７２３６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、保水性を有する従来のコンクリートブロックは、その内部に蓄えられる残留水分により放熱量を低減させるためにヒートアイランドの抑制効果が得られるという利点を有するものの、その種のブロックは透水性に劣るのでスリップ事故や歩行阻害の原因となる水溜の発生を防止する効果は期待できない。
【０００７】
ここに、保水性と透水性は相反する性能であり、保水性を大きくすると透水性は低下する。特に、保水性と透水性はブロック内部の空隙径に関係し、その空隙径を大きくすると保水性が低下する一方、透水性は大きくなる。
【０００８】
よって、特許文献１のように保水性舗装材として用いられる従来のコンクリートブロックは、１８０ｌ／ｍ^３以上という保水性能を得ていたが、透水性は定水位型透水試験（ＪＡＳＳ７Ｍ−１０１）による規格値１．０×１０^−２ｃｍ／ｓｅｃ以上を満足できるものではなかった。
【０００９】
又、透水性舗装材として用いられる従来のコンクリートブロックは、セメントと粒径２．５ｍｍ以上の粗骨材を主原料として平均孔径５ｍｍ程度の空隙を形成していたため、透水性は上記規格値を満足するものであったが、保水性に劣るという欠点があった（約１２０ｌ／ｍ^３）。
【００１０】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は保水性と透水性を有して強度的に優れた舗装材として有用なコンクリートブロックを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートを所定形状に成型して固化させることにより得られるコンクリートブロックにおいて、前記骨材はその７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで、且つ粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に少なくとも３５％が含まれることを特徴とする。
【００１２】
又、本発明はセメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートにより所定厚の下層部と表層部とを一体成型して成るコンクリートブロックにおいて、前記下層部を構成する骨材はその７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで且つ粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に少なくとも３５％が含まれ、前記表層部は少なくとも透水性を有するポーラスコンクリートで成ることを特徴とする。
【００１３】
そして、以上のようなコンクリートブロックによれば、空隙率が１５０〜３００ｌ／ｍ^３、平均空隙径が０．５〜３ｍｍとなり、優れた透水性と保水性を有する。
【００１４】
更に、本発明は以上のようなコンクリートブロックにおいて、骨材が生コンクリートの全容積に対して４０〜７０％混合され、水セメント比が１５〜３０％であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の適用例を図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図１は本発明に係るコンクリートブロックの一形態を示した斜視図である。図１に示すコンクリートブロック１は、縦１００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ６０ｍｍの直方体であり、その表面側は着色を施した厚さ１０ｍｍ程度の表層部１Ａとされ、その下の下層部１Ｂは表層部１Ａよりも厚い層厚を有してその側面に目地幅調整用の突条２が一体に形成されている。
【００１６】
以上のようなコンクリートブロックは、セメント、骨材、及び水を図示せぬミキサー内に投入して練り混ぜるほか、必要に応じてＡＥ剤や減水剤といった混和剤、並びに表層部１Ａの着色用として酸化クロム、酸化鉄、ベンガラ、又は酸化チタンなどの着色剤をそれぞれ対セメント比で２〜３重量％程度加えて混合し、練り混ぜた生コンクリートを成形型を用いて所定形状に成型後、これを一定時間養生して固化させることにより得られる。
【００１７】
その配合割合は、本例においてセメントが３５０〜６５０ｋｇ／ｍ^３、骨材が１４００〜１７００ｋｇ／ｍ^３、水が８０〜１２０ｋｇ／ｍ^３である。このうち、骨材としては砂をはじめとする天然骨材ほか、岩石や玉石を破砕して作られる砕石その他の人工骨材を利用することができる。
【００１８】
特に、係る骨材にはその７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで、且つその３５％以上が粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に含まれるもの（図示例のような２層構造とする場合には、下層部１Ｂを構成するコンクリート成分である骨材の７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで、且つその３５％以上が粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に含まれるもの）を使用する。尚、骨材として材質や比重が異なる数種のものを混合して使用する場合には、その粒度別の割合に容積率を適用することが望ましい。
【００１９】
ここに、粒径１．２ｍｍ以下の骨材の割合が増えると透水性が低下し、２．５ｍｍ以上の粒径のものが多量に含まれる骨材では透水性が向上するものの保水性が低下する。
【００２０】
又、透水性には骨材の粒度のみならず、セメントや骨材の配合割合が大きく関係する。例えば、骨材に対してセメント量が過剰であると、これが骨材同士の隙間を埋めて透水性が損なわれることになる。因に、セメント量が過少であると透水性の低下要因にはならないが骨材の結合力が弱くなって強度低下を招くことになる。
【００２１】
このため、生コンクリートの全容積に対して骨材を４０〜７０％混合することが好ましく、これにより骨材間の空隙がセメントにより埋められることによる透水性の低下を防止しながら、骨材の結合力を高めてコンクリートブロックの強度低下も防止することができる。
【００２２】
一方、通常のコンクリートは水セメント比（セメント量ｃと水量ｗの重量比：ｗ／ｃ×１００［％］で表される）が５０〜６５％とされるが、本発明では水セメント比を１５〜３０％にしてゼロスランプの硬練りの生コンクリートを調製する。
【００２３】
そして、その硬練りの生コンクリートを成形型内に充填し、これに振動を加えながら所定形状に成型して即時脱型し、その後そのコンクリート成型物を５〜８０℃、好ましくは１０〜３０℃の温度下で一定時間養生する（通常は、常温下による自然養生）。尚、上記のように水セメント比の小さな硬練りの生コンクリートであれば即時脱型しても型崩れを起こさない。
【００２４】
以下、その製造法を図２に示して説明すれば、３は成形型であり、この成形型３は生コンクリートを充填するための下型３Ａ、及び下型に充填された生コンクリートを加圧する上型３Ｂとで構成される。下型３Ａに充填すべき生コンクリートは上記のようにセメント、骨材、水、又はこれに適量の混和剤を加えて練り混ぜたものであり、特に骨材は粒径５ｍｍ以下の細骨材にして、その７０重量％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで、且つ３５％以上が粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に含まれるものを使用し、これを生コンクリートの全容積に対して４０〜７０％となるよう混合する。又、水セメント比は１５〜３０％に設定する。
【００２５】
そして、その生コンクリートを下型３Ａ内に充填する。特に、下層部と成す原料として上記の生コンクリートＣ１を下型３Ａ内に入れて均し、その上に表層部と成す原料として上記の生コンクリートＣ１に適量の着色剤を混合した生コンクリートＣ２を入れる。次いで、その下型３Ａを図示せぬバイブレータにより加振し、これにより内部の生コンクリートＣ１，Ｃ２を締め固めた後即時脱型し、そのコンクリート成型物を一定時間養生して固化させることにより図１のようなコンクリートブロック１を得る。
【００２６】
次に、係るコンクリートブロックの使用例を説明する。図３は係るコンクリートブロックによる歩道や広場の舗装例であり、４は路床、５は路床上に設けられる砂などから成るフィルター層、６はフィルター層上に設けられる砕石層、７は砕石層上に敷かれる透水シート、８は透水シート上に敷き詰められる緩衝砂であり、係るコンクリートブロック１は緩衝砂８上に敷き詰められ、各ブロック間には目地砂が充填される。尚、フィルター層５は厚さ約５０ｍｍ、砕石層６は厚さ約１００ｍｍ、緩衝砂８は厚さ約３０ｍｍに設定されるが、車両が通行する道路では砕石層６を適宜の厚さに設定される。
［実施例１］
下表１の配合表に従って、セメント（普通ポルトランドセメント）、骨材（砕砂）、水、及び混和剤をミキサーにより練り混ぜてゼロスランプの硬練り生コンクリートを調製した。
【００２７】
【表１】

そして、その生コンクリートを図２のような下型３Ａ内に入れ、その上に着色した生コンクリートを入れて下型３Ａをバイブレータで振動させ、次いで下型内の生コンクリートを上型３Ｂで加圧後、即時脱型し、その成型物を常温下で養生、固化させて図１のような１００ｍｍ×２００ｍｍ×６０ｍｍのコンクリートブロックを得た。
【００２８】
尚、本例で用いた生コンクリートは表層部用に着色剤を混合した以外、下層部と表層部は同じものであり、骨材は図４に示すよう粒径１．２ｍｍ〜５．０ｍｍのものが最も多く、その割合は下表２のように重量率で７６．６％（粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍのものが４３．７％、粒径２．５ｍｍ〜５．０ｍｍのものが３２．９％）であった。
【００２９】
【表２】

又、実施例１により得たコンクリートブロックの性状を調べたところ、中央集中載荷試験（ＪＡＳＳ７Ｍ−１０１）による曲げ強度が３．８Ｎ／ｍｍ^２（規格値３．０Ｎ／ｍｍ^２以上）、定水位型透水試験（ＪＡＳＳ７Ｍ−１０１）による透水係数が３．５×１０^−２ｃｍ／ｓｅｃ（規格値１．０×１０^−２ｃｍ／ｓｅｃ）、保水量が１８５ｌ／ｍ^３であった。
［実施例２］
上表１の配合表に従って、セメント（普通ポルトランドセメント）、骨材（砕砂）、水、及び混和剤をミキサーにより練り混ぜてゼロスランプの硬練り生コンクリートを調製した。
【００３０】
そして、その生コンクリートを図２のような下型３Ａ内に充填し、その下型３Ａをバイブレータで振動させ、次いで下型内の生コンクリートを上型３Ｂで加圧後、即時脱型し、その成型物を常温下で養生、固化させて１００ｍｍ×２００ｍｍ×６０ｍｍの単層構造のコンクリートブロックを得た。
【００３１】
尚、本例で用いた骨材（砕砂）は図５に示すよう粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍのものが最も多く、その割合は下表３のように重量率で７７．８％であった。
【００３２】
【表３】

又、実施例２により得たコンクリートブロックの性状を調べたところ、中央集中載荷試験（ＪＡＳＳ７Ｍ−１０１）による曲げ強度が３．６Ｎ／ｍｍ^２（規格値３．０Ｎ／ｍｍ^２以上）、定水位型透水試験（ＪＡＳＳ７Ｍ−１０１）による透水係数が３．０×１０^−２ｃｍ／ｓｅｃ（規格値１．０×１０^−２ｃｍ／ｓｅｃ）、保水量が２１３ｌ／ｍ^３であった。
【００３３】
ここで、本発明に係る実施例１、２のうち、実施例１のコンクリートブロック（以下、本願ブロックという）と従来の透水性コンクリートブロック（以下、従来ブロックという）との性能の比較結果を以下に示す。尚、従来ブロックは本願出願人が製造販売しているもので、骨材はその９１％が粒径２．５ｍｍ〜５ｍｍのものである。
【００３４】
先ず、実験室内にて両ブロック１ｍ^３中における保水量（残留水分量）の経時変化を調べたところ、従来ブロックが絶乾状態で１２０ｌ／ｍ^３の水分を吸収し、その保水量が約３日で半減したのに対し、本願ブロックは絶乾状態で１８０ｌ／ｍ^３の水分を吸収し、その保水量の半分が約６日に亙って維持されるという保水性能の優位性が認められた（図６参照）。
【００３５】
次に、本願ブロックと従来ブロックを屋外試験区に敷設し、降雨のあった数日後に両ブロックの表面温度の経時変化を調べたところ、本願ブロックは従来ブロックの表面温度より常時低い値を示し、その温度差は最大で約７℃であった（図７参照）。これは、本願ブロックが従来ブロックより保水性に優れヒートアイランドの抑制効果が高いことを意味する。
【００３６】
又、上記の屋外試験区で本願ブロックと従来ブロックの透水試験を行ったところ、従来ブロックの浸透水量が１４２５ｍｌ／１５ｓｅｃであったのに対し、本願ブロックは浸透水量が１２３７ｍｌ／１５ｓｅｃであり、従来ブロックと遜色無い透水性能を有することが認められた（図８参照）。
【００３７】
以上、本発明について説明したが、係るブロックは図１のような二層構造とするほか、これを単層構造（図１の下層部１Ｂのみの構成）としてもよい。尚、下層部と表層部との二層構造にした場合、上記例では無着色のものを下層部とし、着色剤を含めたものを表層部としたが、表層部は着色することに限らず少なくとも透水性を有したポーラスコンクリートであればよい。
【００３８】
つまり、表層部は着色剤を含むことのみならず、下層部のように骨材の７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５．０ｍｍで且つ３５％以上が粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍに含まれる生コンクリートを原料として使用することを要件とするものでなく、透水性さえ確保されていればよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によればセメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートを所定形状に成型して固化させることにより得られるコンクリートブロックにして、骨材の７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで、且つ粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に少なくとも３５％が含まれるものであることから、優れた保水性及び透水性を有し、車歩道や広場の舗装に用いて水溜の発生やヒートアイランドを抑制する効果が得られる。
【００４０】
又、骨材の７０％以上が１．２ｍｍ〜５ｍｍで且つ粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に少なくとも３５％が含まれる生コンクリートの固化物を下層部として、これに表層部が一体成型され、その表層部が少なくとも透水性を有するポーラスコンクリートで成ることから、水溜の発生を防止できることは勿論、下層部に浸透した水分を表層部を通じて外部に発散できるので表面からの放熱を抑制できる。
【００４１】
更に、生コンクリートの全容積に対して骨材が４０〜７０％混合されていることから透水性を損なわずに十分な強度のブロックにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリートブロックの一形態を示した斜視図
【図２】型枠内に生コンクリートを充填した状態を示す断面概略図
【図３】本発明に係るコンクリートブロックの使用例を示した敷設図
【図４】同ブロックに使用する骨材の粒度分布を示したグラフ
【図５】同ブロックに使用する骨材の粒度分布を示したグラフ
【図６】本願ブロックと従来ブロックの保水性能を示す比較図
【図７】本願ブロックと従来ブロックの表面温度の経時変化を示す比較図
【図８】本願ブロックと従来ブロックの透水性能を示す比較図
【符号の説明】
１コンクリートブロック
１Ａ表層部
１Ｂ下層部
２突条
３成形型

Claims

セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートを所定形状に成型して固化させることにより得られるコンクリートブロックにおいて、前記骨材はその７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで且つ粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に少なくとも３５％が含まれることを特徴とするコンクリートブロック。
セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートにより所定厚の下層部と表層部とを一体成型して成るコンクリートブロックにおいて、前記下層部を構成する骨材はその７０％以上が粒径１．２ｍｍ〜５ｍｍで、且つ粒径１．２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲に少なくとも３５％が含まれ、前記表層部は少なくとも透水性を有するポーラスコンクリートで成ることを特徴とするコンクリートブロック。
骨材が生コンクリートの全容積に対して４０〜７０％混合されて成る請求項１、又は２記載のコンクリートブロック。
水セメント比が１５〜３０％である請求項１、又は２記載のコンクリートブロック。