JP2006306685A

JP2006306685A - 床下用粉粒組成物およびそれを用いた床下固化層の構築方法

Info

Publication number: JP2006306685A
Application number: JP2005134044A
Authority: JP
Inventors: Shozo Furusawa; 昭三古沢
Original assignee: NIPPON GLASS KOGYO KK
Current assignee: NIPPON GLASS KOGYO KK
Priority date: 2005-05-02
Filing date: 2005-05-02
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】施工現場で固めるもので、且つ、固化後には構造体として吸放湿性に優れ、適度な強度を備え、使用後には比較的簡単に崩壊させることができ、且つ廃棄物の問題が生じることなく、土壌に戻し易い特性を備える組成混合物の提供。
【解決手段】本発明の床下用粉粒組成物は、直径０.４〜０．６ｍｍφの乾燥黒土を主成分とする建設残土１００重量部に対し、山砂のシルト分５〜１５重量部と、無機系固化剤であるポルトランドセメント１５〜３０重量部及びノニオン系界面活性剤０．１〜０．５重量部とを混合させて成る粉粒混合物であって、該粉粒混合物を床下に敷設させたのち表面に直接撒水することで吸湿性と放湿性を兼備した固化層が形成されることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、黒土を主成分とした建設残土を現場で乾燥させ、無機系固化剤および木炭粉を該黒土に添加混合し、床下など湿気の多い場所に当たる現場への散布を行って散水して固化させ、且つ使用後には容易に破砕できて、簡単に土壌に戻すことができる床下用粉粒組成物およびそれを用いた床下固化層の構築方法に関する。

工事現場から廃棄される建設残土は利用価値が少なく、わずかな利用方法としては、現在では他の工事現場の盛土材などとして使用される程度であるが、その量が多すぎるため裁ききれず、業者は埋立地などの処分場へ運ぶことを余儀なくされている。
また、上記建設残土は、関東ローム層で地表に近い黒土が主流である。乾燥すると自身の有する粒子径および粒子形状の影響で極めて粉状となり易く、風などの影響により容易に舞い上がって飛散し、取り扱いが困難であり、利用価値が少ないものであった。
又、従来の床下は、上記黒土等を主体とした地表土では、湿気の発生が激しく、床材を湿らせて腐敗の原因となり、家の耐久性を落とす大きな要因となっている。一方、これを避けるために最近床下にコンクリート敷設する手段も取られているが、しかし、コンクリートには吸湿性がないため、梅雨時等に湿気の発生は避けられない。
一方、従来技術として、消石灰、生石灰及びセメントと粘土を含む原料を粒状に硬化させたものを床下に配置する建築内の調湿方法が提案されている（特許文献１）。又、セメントに水及下水汚染焼却灰を混練りしてセメントスラリーを形成して多孔質硬化体とする機能性セメント硬化体の提案がある（特許文献２）。
しかし、これらには、床下用の構造体として必要とされる吸湿性と放湿性とのバランス等に配慮した構成はなく、床下構造体として不充分なものでしかなかった。
特開２００２−１１４５５６特開２００３−２７２７

本発明は、残土としての黒土自体に着目し、それを建設現場で固化させ、（１）固化構造体として吸湿性と放湿性に優れ、（２）現場での施工が容易で、（３）使用時には適度な強度を備え、更に、（４）使用後には比較的簡単に破砕することができ、且つ、土壌に戻し易い無機質材料からなる床下用粉粒組成物およびそれを用いた床下固化層の構築方法を提供するものである。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１記載の床下用粉粒組成物の発明は、直径０.４〜０．６ｍｍφの乾燥黒土を主成分とする建設残土１００重量部に対し、山砂のシルト分５〜１５重量部と、無機系固化剤であるポルトランドセメント１５〜３０重量部及びノニオン系界面活性剤０．１〜０．５重量部とを混合させて成る粉粒混合物であって、該粉粒混合物を床下に敷設させたのち表面に直接撒水することで吸湿性と放湿性を兼備した固化層が形成されることを特徴とする。

請求項２記載の発明にあっては、乾燥黒土１００重量部に対して木炭粉１〜５重量部を混合させ成る。

請求項３記載の発明にあっては、固化後の曲げ強度が１.５〜２.５ＭPaであることを特徴とする。

請求項３記載の発明にあっては、直径０.４〜０．６ｍｍφの乾燥黒土を主成分とする建設残土１００重量部に対し、山砂のシルト分５〜１５重量部と、無機系固化剤であるポルトランドセメント１５〜３０重量部及びノニオン系界面活性剤０．１〜０．５重量部とを混合し、該粉粒混合物を床下に敷設し、該床下の表面に直接撒水して該水和反応を促し、該反応後に吸湿性と放湿性を兼備した固化層を形成することを特徴とする。

本発明の床下用粉粒組成物は、黒土の粒子径を直径０.４〜０.６ｍｍφに篩い分けし、適正量の無機系固化剤を結合材として配合しているので、固化後には黒土がポーラス状に連結され、吸湿性と放湿性を備えるので、床下を乾燥状態に維持し、且つ、乾期等には適度な保湿性を維持する。
又、上記適正量の無機系固化剤を利用しているので、固化後の曲げ強度が１.５〜２.５ＭPaとなり、床下構造体として適度な強度を備える。
残土の出た現場に処理装置を搬送し、その場で粉粒土として捲いて敷設でき、その後に水を撒水すればそのままの形態で固化され、上記適切な強度を保った構造体を形成し、家屋などの基礎工事として現場施工が容易となる。且つ、使用後に廃棄物として処理する際には、クラッシャー等で破砕すれば容易に再度粉粒体となるので、これを再利用又は自然土に還元することができる。

そこで、この発明の実施の形態を表及び図を基に説明する。
本発明の構成材料は、建設残土として主成分をなす黒土、山砂のシルト分、無機系固化剤、及び木炭粉とし、無機系固化剤は、ポルトランドセメント、ノニオン系界面活性剤で構成した。以下、該構成材料の特徴について説明する。

黒土は関東地方の台地に広く分布する火山灰土の表土で、軽くてやわらかい粒状の黒褐色を呈する土である。該黒土は、元来、粘土質であり、細かい顆粒状で表面積は大きく多量の水分を含んでいる。斯様な黒土は、通気性、排水性が低く、排湿性は期待できない。
しかし、該黒土の他方の特性として、キルン等で乾燥させて水分率を１０％以下になるべく水分を除去した顆粒とし、その後、該顆粒を集合させると、短時間であれば粘土質にはならないで、該顆粒間に空隙が形成されてくる。掛かる状況の中で、雨期においては保水性や吸湿性を発現し易く、乾期においては保水した水分を排湿するように改質されるので、この改質した黒土を本発明の主材料として利用する。

乾燥黒土の補助材として、３００〜４００℃で燃焼させた木炭粉を利用する場合もある。該木炭粉は、比表面積が大きいので、保水性および透水性の改善効果が期待できる材料である。更に、木炭を利用すれば上記黒土よりも酸度が強くｐＨ３〜４を示すので、湿気が多い床下であっても雑菌や害虫が発生し難い。従って、木炭粉は少量の配合でも酸度効果が高いので、多量の使用は不必要である。

山砂のシルト分は微小粉体で、その機能は、黒土は単独では構造体として脆い性格があり、そのままポルトランドセメントと共に固めると構造体として弱くなる傾向にあり、そこで上記粒子経の山砂シルト分を加えると、黒土との間に作用して骨材的機能を発揮し、締め固めを強める。

無機系固化剤の主構成材料であるポルトランドセメントは、山砂と界面活性剤と共に水に混合して、黒土粒子を結合するための結合材となり、黒土粒子同士を結合して建設現場の基礎周りにおいて塊状体を形成する。該塊状体が固化するに従って、前記黒土粒子間は床下構造体として適度な強度となり、その曲げ強度は左程大きくならない配合量に調整している。廃棄時においてはクラッシャ−などで容易に破砕できる程度となる。

ノニオン系界面活性剤は、黒土粒子の濡れ性を高め、該黒土粒子の表面に均一に分散することを助ける。この分散が不均一であると、ポルトランドセメントが団子状、塊状となり、強度が強くなり過ぎて不適である。該ノニオン系界面活性剤には、ノニルフェニルエーテル系重合体を用いる。その配合割合は、０．１〜０．５重量部が適正である。

以上から、上記ノニオン系界面活性剤はポルトランドセメントの水和反応に必要な水を黒土全体に均一に行き届かせる引水の役目を持ち、ポルトランドセメントが接着を行って、黒土の表面に実質的に均一な結合材となる。また山砂のシルト分が黒土の締固めを助ける。この無機系固化剤で包まれた黒土粒子同士は、団子状ではなく、ポーラス状に保持された構造体を形成でき、且つ適度な強度が保持される。

次に、本発明の床下構造体の構築方法について説明する。
表１に、本発明の吸湿性を保有する床下用粉粒組成物の基本組成を示す。

建設現場より発掘される上記黒土を篩に掛けて大きな石やガラスなどを除去し、該黒土の粒子径を直径０.４〜０.６ｍｍφに一定粒度に篩い分けする。発掘された直後の該黒土は水分を多量に含んでいるので、キルンなど乾燥機に投入して、該黒土が保持している水分率を１０％以下にまで脱気させる。無機系固化剤との水和反応における水分率は１％以下が望ましいが、現場においては困難であり、不必要である。なぜなら、水は無機系固化剤を施設された黒土へ散布後に残水分量を勘案して散水するからである。
木炭粉は、吸湿性と同時に放湿性に優れるものである。床柱、床板等の木材は適度な湿度が必要であり、過度な乾燥時には、木炭粉からの放湿により床柱等に適度な湿気を与え得る。

黒土１０００ｇに対し、山砂シルト分１００ｇ、無機系固化剤ポルトランドセメント２００ｇ、ノニオン系界面活性剤２ｇ、必要に応じて木炭粉３０ｇをミキサー２に投入し、撹拌羽根３により撹拌して均一な組成混合物１を生成する（図１参照）。
次に該組成混合物１をミキサー２から取り出し、建設現場の床下となる部分に厚さ３〜４ｃｍに敷き詰め、ローラー等で転圧する。このとき、該混合物は粉粒体で構成されるからサラサラ状態で、床面に容易に散布することができる。次いで、該散布転圧面の上から適量の水１５０ｇを均等に散水して、２〜３日間養生する。すると、ポルトランドセメントの水和反応が促されて、該組成混合物は、上記鹿沼土間の適正な空隙を確保しつつ、次第に固化すると共に、適度な強度を保持したものとなる。

そして使用後において、これを除去する際には、人の踏圧に耐える程度の曲げ強度１.５〜２.５ＭPaは過度のものでないから、容易に崩壊させることができ、再度粉粒体となり、再利用又は自然に還元可能なものとなる。

次いで、この発明の作用効果を、図面に基づいて説明する。

上記の形態に基づいて製作した本発明粉粒組成物の固化後の曲げ強度は、無機系固化剤の量で決められ、該黒土１００部に対して、無機系固化剤１５〜３０部の範囲であれば、固化後の曲げ強度１.５〜２.５ＭPaの確保が可能である。

次に、上記本発明の形態に基づいて製作した床下構造体の吸放湿機能について説明する。
湿度の高い日本の夏や梅雨の時期には、一般的な住宅の床下は湿度が大変高くなり、土台の木材が腐ったり、カビが繁殖したりする。そこで本発明の無機質組成物はその直径が０.４〜０.６ｍｍφで一定粒度であると、黒土粒子間に適度な空隙が形成され、夏の雨期などにおいて湿気を最も吸着することができる。
一方、冬の乾燥期など湿度が低い時期には吸着した水蒸気を発散させる放湿機能が発現される。特に木炭は、孔径が約１２〜１５μｍ程度の水分子の入出に適した口径であることから湿気の吸収・放出機能に優れた効果を発揮する。
従って、本発明の無機質組成物を住宅の床下に敷き詰めることにより、一年の様々な気候条件のもとでも、常に湿気をコントロールし、吸放湿による調湿の効果を発揮することができる。
無機系固化剤の組成であるポルトランドセメントやノニオン系界面活性剤は水と混ざり合って水和反応を起こし、液状に変化して結合するので、粒子としての存在はない。また、該無機系固化剤の厚さは薄いので、粒子間に形成される空隙を埋めることはない。
更に、山砂のシルト分は黒土に比べて配合量が少量で且つ粒子径が小さいので、点在する程度となる。また、黒土粒子間に山砂のシルト分が粒子として挿入すると、山砂のシルト分に相当する粒子分ほど黒土粒子間が広がり、従って黒土粒子間の空隙が広がって、益々本発明の無機質組成物の吸排湿機能が増加する。図２に各粉体の分布状態の一例を拡大して模式的に示す。この図は、黒土の均一で相対的に大きい粒子径のものａと、細かい粒子状の山砂シルト分ｂと、木炭粉ｃとが満遍なく分布し、無機系固化剤ｄは各粒子に付着して粒子間を結合して、各粒子間にランダムに空隙ｅが形成されていることを示している。この空隙ｅがポーラス状で、雨期には水を必要量だけ吸着あるいは保存でき、乾期には水を放水し易くなっていることを示している。

更に、無機系固化剤は、黒土の各粒子を結合して、多数の空隙を形成する。無機系固化剤は山砂のシルト分と共に一体に固化し、ポーラス状に保持する結合材の役割を担っている。
しかしながら、無機系固化剤の一成分であるポルトランドセメントは骨材間の接合力を大きく保持できるが、それ自体が団子状になり易く、空隙を埋め易い。即ち、ポルトランドセメント量が多量であると、ポルトランドセメントは水と反応して発熱溶融し、黒土及び山砂シルト分などの回りをすっぽりと包み込んで、主剤及び骨材間の空隙を埋め易く、その結果、透水性の確保を図ることが困難となる。
そこで、ポルトランドセメント及び山砂シルト分の使用量を可及的に少量とすることが望ましく、と同時に、一定の強度を保つ必要がある。そこでポルトランドセメント及び山砂シルト分の配合割合を、黒土１００重量部に対し、ポルトランドセメント１５〜３０重量部及び山砂のシルト分５〜１５重量部とすることで均衡が図られる。ポルトランドセメント１５部以下、及び山砂シルト分５部以下では、床面の構造体として強度が不足となり、３０部及び１５部以上では空隙が狭く適正なポーラス状態を保てないからである。

上記の形態に基づいて製作した本発明の無機質組成物の病原菌排除機能について説明する。
本発明の最多量な配合材料である黒土は、３００〜４００℃の乾燥機で乾燥させるので、病原菌の温床である有機物をほとんど含まず、更に、木炭はｐＨ３〜４の酸性で、これを加えれば雑菌や害虫が発生し難い。

上記の形態に基づいて製作した本発明の無機質組成物の現場施工状況について床下断面図に基づき図３で説明する。
床下１は日当たりが悪く、地中２より湿気３が上昇し、空中に湿気３′が浮遊するので、外気の湿度に比べて床下１は常に高くなっている。そこで本発明の無機質組成物４を散布し、固化させると、床下１の湿気３および湿気３′を吸着保水し、床下１の湿度を低く保つことができる。乾燥し過ぎる場合には、該無機質組成物４より吸着保水した水分が放出され、定常的な湿度を保つことができる。

本発明で形成された床下構造体は、酸性度合いが強いので病原菌や雑菌などが繁殖し難く、軽量且つ適度な強度があるので、床下構造体に利用可能である。

図１は、本発明の敷石ブロック体成形方法の一実施例における撹拌状態を示す断面図である。図２は、本発明の床土ブロックの一実施例における粒子分布を示す模式的拡大図である。図３は、本発明の無機質組成物の現場施工状況を示す床下断面図である。

符号の説明

１床下
２地中
３，３′ 湿気
４無機質組成物
ａ黒土
ｂシルト
ｃ無機系固化剤
ｄ空隙

Claims

直径０.４〜０．６ｍｍφの乾燥黒土を主成分とする建設残土１００重量部に対し、山砂のシルト分５〜１５重量部と、無機系固化剤であるポルトランドセメント１５〜３０重量部及びノニオン系界面活性剤０．１〜０．５重量部とを混合させて成る粉粒混合物であって、該粉粒混合物を床下に敷設させたのち表面に直接撒水することで吸湿性と放湿性を兼備した固化層が形成されることを特徴とする床下用粉粒組成物。
乾燥黒土１００重量部に対して木炭粉１〜５重量部を混合させ成る請求項１記載の床下用粉粒組成物。
固化後の曲げ強度が１.５〜２.５ＭPaであることを特徴とする請求項１又は２いずれか記載の床下用粉粒組成物。
直径０.４〜０．６ｍｍφの乾燥黒土を主成分とする建設残土１００重量部に対し、山砂のシルト分５〜１５重量部と、無機系固化剤であるポルトランドセメント１５〜３０重量部及びノニオン系界面活性剤０．１〜０．５重量部とを混合し、該粉粒混合物を床下に敷設し、該床下の表面に直接撒水して該水和反応を促し、該反応後に吸湿性と放湿性を兼備した固化層を形成することを特徴とする床下固化層の構築方法。
乾燥黒土１００重量部に対して木炭粉１〜５重量部を混合させ成る請求項４記載の床下固化層の構築方法。