JP2004269340A

JP2004269340A - 多層構造ポーラスコンクリート

Info

Publication number: JP2004269340A
Application number: JP2003104626A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Abe; 英幸阿部
Original assignee: NS NIKKO SANGYO KK; Seiko Corp
Current assignee: NS NIKKO SANGYO KK; Seiko Corp
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【目的】この発明は、粉砕，粒度調整した木質の廃材等を原材料とする木炭等ならびにホタテ貝殻の吸着，吸水，調湿性おょび水質の中性化等の特性を活用すると共に、軽量，現場施工の能率化，安価等が合理的に得られる多層構造ポーラスコンクリートに関する。
【構成】粉砕し粒度を調整した木炭等やホタテ貝殻から成る骨材を、それぞれ、セメント，水おょび無機質化合物の混和剤等から構成されるバィンダー物質に加え、混ぜ合わせてから、所定の順序に型枠内に流し込み、硬化一体化させ、多段に積層されて形成されて成る多層構造ポーラスコンクリート。

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主に水質の浄化を図るため、従来のポーラスコンクリートの多孔質すなわち連続空隙を有する性質を損なうことなく、加えて木炭等素材の骨材の吸水性，吸着性，保水性、ならびに、ホタテ貝殻素材の骨材の抗菌効果，化学物質の吸収分解作用に優れ、酸性化した水質の中性化等の特性を付加活用して、河川・湖沼・海等の護岸用や魚礁の藻塲造成用、さらには、陸上分野に於ける緑化，建材等の広い分野に使用される多層構造ポーラスコンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、主として本発明に類する通気・透水性を有するポーラスコンクリートは、定量のセメント，砂，小砂利等の骨材と水を原材料として、定率で混合した後、型枠内に流込んで生産されるものである。
また、最近一部のポーラスコンクリートには、骨材の細粒化を図るとか転炉スラグを使用する例が見られるが、これ等ポーラスコンクリートは、その特徴を活かし、いずれも陸上分野に於ける植生床，路面の舗装材等に使用することを目的とするものである。
しかしながら、主たる骨材の小砂利自体は吸水，保水性が悪く、したがって、透水後の保水性が悪く、直き乾燥してしまうと言う欠点を有するものであった。
さらには、比重も２．３５程度以上と重く、運搬，施工等に於いては、取扱い難い製品でもあった。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明は、主として河川・湖沼・海等の護岸に使用される多層構造ポーラスコンクリートに関するもので、従来のポーラスコンクリートの最大の欠点、すなわち、原材料の一部を構成する骨材に起因する吸・保水性の悪さ、また、比重が大きく、取扱いや用途的に問題があった点の改良を図り、新たなポーラスコンクリートを提供するにある。
るにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、既存のポーラスコンクリートの欠点を解消するための手段として、原材料の一部を構成する骨材を木炭類おょびホタテ貝殻に変えることで、通気・透水性に加え、吸水性，保水性，吸着性おょび調湿性に優れ、かつ、軽量である等の利点を活かし、用途が護岸用に限定されることなく、人類と生物環境との調和・創造する材料として、あらゆる用途に対処可能なポーラスコンクリートを提供しょうとするものである。
【０００５】
【作用】
本発明は、従来の炭等の大宗たる木炭の原材料を、限りのある森林資源に頼ることなく、全国的な都会の家屋等の解体に伴う廃材，間伐材等、ならびに、北海道，東北地方の漁村に大量に発生し、悪臭を伴う公害問題を惹き起している厄介なホタテ貝殻の産業廃棄物をリサィクル出来るから、これまで要していた産業廃棄物として処理費用の削減を図れると共に、有効資源として利用することで、直接原価ゼロのコストの原材料を確保することも出来得ると言う一石二鳥の効果を有するのである。
本発明多層構造ポーラスコンクリートは、高性能，軽量かつ安価で提供で出来得るので、河川・湖沼・海等の護岸材ポーラスコンクリートして期待される水質浄化，動植物等の生物共生型材料に止まらず、魚礁の藻塲造成用材料、また、陸上分野に於ける緑化，路面用ポーラスコンクリート等の広い分野に普及出来得るのである。
【０００６】
【実施例】
本発明を説明する。
まず本発明多層構造ポーラスコンクリートにあっては、その素材の構成として、予め粉砕した大雑把な粒度を調整したホタテ貝殻素材から成る骨材をセメント，低アルカリ性無機質化合物から成る塩基性塩化鉄（Ｆｅ_２Ｃｌ_６・ｎＦｅ_２Ｏ_３）等を主成分とする混和剤のバィンダー物質に水を定率で混ぜ合わせ、混練させてから、予め用意してある型枠内に所定の厚みになる様、量を調整しながら流し込み、任意の形状例えば多角形の単層構造のポーラスコンクリート部分が形成されることになる。
次いで、上記同様、定率で混ぜ合わせた粉砕，粒度を調整した木炭等素材から成る骨材をセメント、ならびに、上記同様、塩基性塩化鉄（以下、化学式を削除する）等の混和剤のバィンダー物質に水を定率で混ぜ合わせ、混練してから、上記型枠内で半ば硬化状態の単層構造のポーラスコンクリートの上に流し込むことに依って、経時後、下に位置するホタテ貝殻素材から成る骨材の単層構造のポーラスコンクリートの上面に、木炭等素材から成る骨材の単層構造のポーラスコンクリート強固に接合され、上下二層を硬化一体化した多段に積層された本発明多層構造のポーラスコンクリートが構成されることになるのである。
用途上、三層以上の高積層の多層構造のポーラスコンクリートが必要とする場合にあっては、上記工程手順を必要回数繰り返すことで、その製作が可能かつ容易である。
上記、バィンダー物質の主たる構成成分の塩基性塩化鉄は、活性力を保持する鉄の酸化物がセメントの硬化初期に多核結晶を生成する核となる特徴があり、この核が非常に緻密な結晶体、つまり、硬化した皮膜を作ることになることから、非透水能力を増大させる作用に依って、強度増強，防水，防湿性に効果を発揮することになり、同時に初期の硬化反応を促進させる作用に依り、白華現象を押えると共に、過剰アルカリの溶出を防止することにある。
本発明多層構造のポーラスコンクリートの混合比率の代表例は、それぞれ、
セメント４０〜５５％，骨材（木炭等，ホタテ貝殻）８〜１５％，水３０〜３５％，塩基性塩化鉄（超流動剤含む）２〜３％である。
本発明を構成する原材料としての木炭等素材の骨材やホタテ貝殻素材の骨材おょび混和剤等のバィンダー物質は、気温，湿度おょび日照度等の自然条件，これ等骨材の極端な粒度のバラツキ等の度合いを勘案し、条件に合致した定率を見極め、混合率を決めるられるのであるが、混合・混練して経時後、セメントならびに塩基性塩化鉄を主成分とする低アルカリ性無機質化合物の混和剤等のバィンダー物質に依って、硬化した皮膜で強固かつ緻密に接合状態になった木炭等素材おょびホタテ貝殻素材の骨材の間に、連続した内部空隙の空間が、３６０度の範囲で多数の洞窟が繋がった様に、連通状態で出来るので、この内部空隙の空間が、本発明多層構造ポーラスコンクリートの第一次的な通気・通水・保水孔の役割を果たすことになるのである。
更に、この場合の前提条件として、炭化して内部空隙率の大きな木炭等素材の骨材に限っては、まず、混合する前に、連続した多孔質から成る内部空隙の空間の目詰りを避けるため、予め水槽等に浸漬し、水分を十分吸収させ、木炭等の骨材の内部空隙の空間を完全に密閉する前処理が必要不可欠な要素である。
また、本発明多層構造ポーラスコンクリートを形成する任意の形状の表裏面等が、セメントならびに塩基性塩化鉄から成るバィンダー物質で、硬く被覆された皮膜で形成されることになるが、河川・湖沼・海等の護岸，魚礁の藻塲造成用材料等の用途の場合は、運搬，施工作業等に於いて、摩擦，衝撃等の外的要因が発生するから、本発明多層構造のポーラスコンクリートの表裏面等に硬く被覆された皮膜が摩耗や剥離し、剥離箇所の木炭等やホタテ貝殻素材の骨材が露出することになり、例え大幅に皮膜が摩耗や剥離せず残存したとしても、河川・湖沼・海等の護岸，魚礁等に施工の後、経時後に於いて、の漂砂・泥等に依って、表裏面等の皮膜が強制的に剥がされ、言わば裸の状態になり、上記同様、剥離箇所の木炭等，ホタテ貝殻素材の骨材が露出することになるから、本発明多層構造ポーラスコンクリートの第二次的な通気・通水・保水孔としての役割を果たすのである。
以上、本発明多層構造ポーラスコンクリートは、産業廃棄物としての木質の廃材おょびホタテ貝殻等を積極的にリサィクルし、有用な原材料として活用することで、再使用しょうとするものであって、試行錯誤を重ねつつ、一応の結論に到達したのである。
従来のポーラスコンクリートは、地球規模の環境悪化が確実に進行している現在、環境対応型のコンクリートとして期待されているが、その構成素材上、人類と生物環境との調和・創造する材料としては、特に生物共生面で一抹不安要素があり、ポーラスコンクリートの連続空隙内に何等かの保水性素材を強制的に注入する手段が依然残されているのである。
本発明多層構造ポーラスコンクリートは、上記現状から、開発されたものであり、動植物等の生物共生型素材として、環境面に十分配慮したものであるから、主として水質浄化，藻塲造成，微・小生物の付着や生息空間おょび緑化等を促進させ得るコンクリートとなるのである。
すなわち、護岸等に使用された本発明多層構造ポーラスコンクリートの場合は、例えば依然世界的に問題となっている酸性雨問題の対策に就いても、河川・湖沼等に流入した酸性雨水は外部表面に露出した木炭等，裏面に露出したホタテ貝殻おょび連続空隙内に付着した各種微・小生物に依って、河川・湖沼等に止まらず、海まで流れ込んだ水質を間接的に浄化し、また、魚礁にあっては、日光が十分照射する海底に設置すると海藻類が早期に付着する効果が期待出来得る。
本発明多層構造ポーラスコンクリートは、比重が１．５０〜１．７５程度と従来のポーラスコンクリート（比重２．３５）に比較し、軽量であり、運搬，施工等作業性に優れていることにも大きな特徴を有する。
最近、ホタテ貝殻のリサィクルに就いては、土木分野関連の極く一部道路地盤の充填材，住宅分野の関連の壁材おょび塗料等で試用段階に止まっており、また、木炭等の原材料を供給資源として、家屋等の解体撤去時に大量に発生する木質の廃材ならびに間伐材等のリサィクルが注目されているが、現在、処理方法ならびに用途開発が限界となって、極く一部、住宅分野の関連の調湿材関連に採用されている程度を除き、その対策は遅々として進まず、依然その処分に困っている現状にある。
本発明多層構造ポーラスコンクリートの土木，建築等の利用分野として、連続空隙の空間内にピートモスやバーミキュラィトの様な保水性の優れた土を泥水状にしたシルトや粘土を介して充填することで、理想的な植生床が出来、したがって、環境問題となっている地球の温暖化、代表的な一例として、現在、都市のヒートアィランド対策の一環とするコンクリートで作られたビル等の建築物の集蓄熱性を弱めるための牧草等の植生、また、道路等の切土や盛土等の用途に於いても、地質が柔らかな法面の崩落を防ぐため、モルタールや牧草等の種子を吹付ける方法等が行われているが、この分野に於いても、上記同様、本発明多層構造ポーラスコンクリートの場合は、施工等が甚だ容易に対応することが出来得る。
また、本発明の他の実施例として、従来のポーラスコンクリートに較べ、本発明多層構造ポーラスコンクリートにあっては、住宅関連の壁材，床材等の建材の如く、肉厚が極薄であることが要求される場合、積層の間に要求される強度を上回る高強度の網状体等から成るの多孔性素材を接着剤等に依って、強固に封着状態で補強することで、強度の向上が合理的に図れることも可能かつ容易になるものである。
【０００７】
【発明の効果】
本発明多層構造ポーラスコンクリートは、特に内部空隙の空間に付着させた各種微・小生物、また、骨材として多孔質つまり重量１ｇ当たり約３００ｍ^２の表面積を有する木炭等の特性すなわち物性的に吸着，吸水，吸音，調湿性等、ならびに、抗菌効果，化学物質の吸収分解作用に優れているホタテ貝殻の特徴を活かし、しかも、原材料が零で安価に提供で出来得るので、「山と海のリサィクル商品」として、河川・湖沼・海等の護岸用ポーラスコンクリートして期待される水質浄化，動植物等の生物共生型材料に止まらず、魚礁の藻塲造成，陸上分野に於ける緑化，建材等の広い分野に普及出来得るのである。

Claims

粉砕し粒度調整した木炭等素材の骨材ならびにホタテ貝殻素材の骨材を、それぞれ、別々に、セメント，水ならびに塩基性塩化鉄を主成分とする無機質化合物の混和剤等で構成されたバィンダー物質に加え、定率で混ぜ合わせてから、所定の順序で型枠内に流し込み、任意の形状，大きさおょび厚さで硬化させることで、一体化させ、多段に積層されて形成されたことを特徴とする多層構造ポーラスコンクリート。