JP2014080792A - 遮熱用材料及び成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】道路の舗装やコンクリート建造物等の材料として用いることのできる、日光に当たっても蓄熱しにくい遮熱用材料を提供する。
【解決手段】白色セメント及び複合酸化物系顔料を含むセメント組成物からなる遮熱用材料。該遮熱用材料は、石灰石、寒水石、珪砂、貝屑、セラミックサンドから選ばれる１種以上からなる、酸化鉄の含有率が小さい白色系骨材、及び／又は、複合酸化物系顔料で被覆してなる骨材を含むことができる。該遮熱用材料からなる成形体は、日光の当たる面を、打ち放しの平滑な面として形成することができる。該成形体の例としては、道路、建造物の外壁、建造物の屋上、建造物の舗装、駐車場等が挙げられる。
【選択図】なし

Description

本発明は、日光に当たっても蓄熱しにくいセメント組成物からなる遮熱用材料、及び、該遮熱用材料を用いて形成される道路の舗装等の成形体に関する。

道路の舗装やコンクリート建造物等の表面の温度が、夏季の直射日光によって上昇し、ヒートアイランド現象等が生じることが知られている。
従来より、ヒートアイランド現象等の抑制のために、舗装体に種々の材料を配合することが提案されている。
例えば、舗装体の表層部に、可視波長域が吸収を示し赤外線波長域では反射を示す顔料を存在させることによって、太陽熱による路面温度の上昇を効果的に抑制することが提案されている（特許文献１）。
また、舗装体の表層部に、中空微粒子を存在させることによって、太陽熱による路面温度の上昇を効果的に抑制することが提案されている（特許文献２）。

特開２００８−６９６３２号公報 特開２００７−３２７３２８号公報

近年、都市部における真夏日や熱帯夜の日数が増える傾向にあり、ヒートアイランド現象等の抑制のための技術の豊富化が求められている。
本発明は、道路の舗装やコンクリート建造物等の材料として用いることのできる、日光に当たっても蓄熱しにくい遮熱用材料、及び、該遮熱用材料を用いて形成される舗装等の成形体を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、白色セメント及び複合酸化物系顔料を含むセメント組成物からなる遮熱用材料によれば、道路の舗装やコンクリート建造物等の用途において、日光に当たっても蓄熱しにくく、ヒートアイランド現象等を効果的に抑制しうることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］ 白色セメント及び複合酸化物系顔料を含むセメント組成物からなることを特徴とする遮熱用材料。
［２］ 上記セメント組成物が、酸化鉄の含有率が２質量％以下である骨材、及び／又は、複合酸化物系顔料で被覆してなる骨材を含む、上記［１］に記載の遮熱用材料。
［３］ 上記白色の骨材が、石灰石、寒水石、珪砂、貝殻屑、セラミック骨材から選ばれる１種以上を含む、上記［１］又は［２］に記載の遮熱用材料。
［４］ 上記白色セメント１００質量部当たりの上記複合酸化物系顔料の配合量が、０．１〜８質量部である、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の遮熱用材料。
［５］ 上記［１］〜［４］のいずれかに記載の遮熱用材料からなる表層部分と、上記遮熱用材料以外の材料からなる基層部分とが積層されてなる成形体。

本発明の遮熱用材料は、セメント組成物からなるにもかかわらず、セメントの種類を限定しかつ特定の顔料を用いているので、日光に当たっても蓄熱しにくく、ヒートアイランド現象等の抑制のために、道路の舗装やコンクリート建造物等の用途に用いることができる。

本発明の遮熱用材料は、白色セメント及び複合酸化物系顔料を含むセメント組成物からなる。
白色セメントは、白色ポルトランドセメントまたはホワイトセメントとも称されるセメントであり、鉄（Ｆｅ）等の着色の原因となる元素の含有率が、普通ポルトランドセメントに比べて小さいものである。
本発明において、セメント組成物を構成するセメントとして、白色セメントを用いることによって、日光の赤外線を高い反射率で反射させることができ、他のセメント（例えば、普通ポルトランドセメント）を用いる場合には得ることのできない優れた遮熱の効果を得ることができる。
本発明において、白色セメント以外の他のセメントは、少量であれば用いることができる。他のセメントの配合量は、白色セメント１００質量部当たり、好ましくは０〜１０質量部、より好ましくは０〜５質量部、特に好ましくは０〜１質量部である。該量が１０質量部を超えると、遮熱の効果が小さくなる。

複合酸化物系顔料（ＣＩＣＰ；Complex Inorganic Color Pigment）とは、複数の金属酸化物の固溶体からなる無機顔料をいう。
本発明において、顔料として、複合酸化物系顔料を用いることによって、日光の赤外線を高い反射率で反射させることができ、他の顔料（例えば、コンクリートの着色用の通常の顔料）を用いる場合には得ることのできない優れた遮熱の効果を得ることができる。
複合酸化物系顔料の色としては、茶、黒、黄色、橙色等が挙げられる。
複合酸化物系顔料の配合量は、白色セメント１００質量部当たり、好ましくは０．１〜８質量部、より好ましくは０．２〜７質量部、特に好ましくは０．３〜６質量部である。該量が０．１質量部未満では、遮熱の効果を十分に得られないことがある。該量が８質量部を超えると、遮熱の効果が頭打ちまたは低下することがあり、また、当該顔料のコストが増大し、経済上の観点からも好ましくない。

本発明の遮熱用材料を構成するセメント組成物は、（ａ）白色セメント及び複合酸化物系顔料のみからなるプレミックス粉体、（ｂ）白色セメント、複合酸化物系顔料及び骨材のみからなるプレミックス粉粒体、（ｃ）白色セメント、複合酸化物系顔料、骨材、水、及び、必要に応じて配合することのできる任意の他の材料（減水剤等）を含む組成物、等の形態を有することができる。

本発明において、骨材（例えば、細骨材）としては、酸化鉄の含有率が２質量％以下である骨材（以下、白色系の骨材ともいう。）、及び／又は、複合酸化物系顔料で被覆してなる骨材（以下、「白色系等の骨材」と総称することがある。）が好ましく用いられる。
ここで、白色系の骨材中の酸化鉄の含有率は、遮熱の効果を高める観点から、２重量％以下、好ましくは１．５重量％以下、より好ましくは１重量％以下である。
本発明において、白色系等の骨材を用いることによって、これら以外の骨材（例えば、通常の砂利、砂等）を用いる場合に比べて、遮熱の効果を高めることができる。
白色系の骨材の例としては、石灰石、寒水石、珪砂、貝殻屑（例えば、ホタテ殻屑、牡蠣殻屑等）、セラミック骨材等が挙げられる。
このうち、寒水石とは、茨城県の北部から産する結晶質石灰岩をいう。セラミック骨材とは、陶磁器（例えば、衛生陶器）、碍子、電子部品セラミックス等の生産過程で生じる廃棄物または製品として使用後の廃棄物として回収されたものを粉砕し、粒度を調整して得られたものをいう。

白色系等の骨材が細骨材である場合、該細骨材の配合量は、セメント組成物の硬化体の機械的強度等の観点から、白色セメント１００質量部当たり、好ましくは３００〜５５０質量部、より好ましくは３６０〜５２０質量部、特に好ましくは４２０〜５００質量部である。
複合酸化物系顔料で被覆してなる骨材における複合酸化物系顔料としては、白色セメントと共に用いられる上述の複合酸化物系顔料と同様の顔料を用いることができる。
複合酸化物系顔料で被覆してなる骨材は、例えば、珪砂等の骨材に、焼付け等によって、複合酸化物系顔料を被覆して、着色させることで得ることができる。

セメント組成物の水セメント比は、セメント組成物の硬化前の流動性（作業性）及び硬化後の機械的強度（例えば、曲げ強度）等の観点から、好ましくは２０〜４５％、より好ましくは２５〜４０％、特に好ましくは２５〜３５％である。
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤が挙げられる。
減水剤を用いる場合、その配合量は、減水効果、薬剤コスト等の観点から、白色セメント１００質量部当たり、固形分換算で、好ましくは０．０１〜５質量部である。

本発明において、セメント以外の他の粉体を配合することができる。
他の粉体としては、シリカフューム、炭酸カルシウム等が挙げられる。
他の粉体を用いる場合、その配合量は、当該他の粉体中の酸化鉄の含有率が高い場合に遮熱の効果を低下させないなどの観点から、白色セメント１００質量部当たり、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下、特に好ましくは５質量部以下である。

次に、本発明の成形体について説明する。
本発明の成形体は、遮熱用材料からなる表層部分と、上記遮熱用材料以外の材料からなる基層部分とが積層されてなるものである。
遮熱用材料からなる表層部分の表面は、本発明の成形体の敷設後に、通常、日光の当たる面となる。
ここで、日光の当たる面は、（ａ）打ち放しの平滑な面、（ｂ）ショットブラスト仕上げを施した面、（ｃ）洗い出し仕上げを施した面、等のいずれでもよい。
本発明においては、これらのうち、（ａ）（打ち放しの平滑な面）であっても、（ｂ）（ショットブラスト仕上げを施した面）などに比べて、同等以上の遮熱の効果を得ることができる。
本発明の成形体の例としては、道路の舗装、建造物の外壁の表層部分、建造物の屋上の表層部分、建造物の舗装、駐車場の舗装等が挙げられる。なお、本明細書中、「成形体」とは、工場内で予め製造されるプレキャスト品に限定されるものではなく、少なくとも、日光の当たる面が、人為的に意図して形成された表面として形成されていればよい。

本発明の成形体は、例えば、遮熱用材料からなる表層部分と、遮熱用材料以外の材料からなる基層部分とが積層されてなるブロックを、複数、組み合わせることによって、構築することができる。このようなブロックは、プレキャスト部材として製造することができる。
この場合、本発明の遮熱用材料からなる表層部分の厚さは、例えば、５〜１００ｍｍである。また、本発明の遮熱用材料以外の材料からなる基層部分の厚さは、例えば、５〜３００ｍｍである。
このブロックの縦及び横の寸法は、例えば、１０〜８０ｃｍ（縦）×５〜５０ｃｍ（横）である。

以下、実施例によって本発明を説明する。以下の文中の「部」、「％」は、特に断らない限り、質量基準である。
［実施例１〜２５、比較例１〜６］
（Ａ）材料
以下の材料を使用した。
（１）白色セメント（太平洋セメント社製）
（２）普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）；比較用
（３）複合酸化物系顔料（製品名：アサヒピグメント、アサヒ化成工業社製）
（４）顔料（製品名：ランクセス社製）；比較用
（５）寒水石（粒径：１〜４ｍｍ；酸化鉄の含有率：１重量％以下）
（６）珪砂（粒径：１．２〜２．５ｍｍ；酸化鉄の含有率：１重量％以下）
（７）ホタテ殻屑（粒径：０．１〜１０ｍｍ；酸化鉄の含有率：１重量％以下）
（８）牡蠣殻屑（粒径：０．１〜５ｍｍ；酸化鉄の含有率：１重量％以下）
（９）セラミック骨材（碍子の屑；粒径：０．５〜１．２ｍｍ；製品名：エコセルベンＢ粒；ＴＯＴＯ社製；酸化鉄の含有率：１重量％以下）
（１０）アスファルト（厚さ：６０ｍｍ）；比較用

（Ｂ）試験体であるブロックの作製
１００ｍｍ（縦）×２００ｍｍ（横）×６０ｍｍ（厚さ）のブロックを、表１に示す配合の材料を用いて、作製した。水セメント比は、２８％とした。
表１中、セメントの種類である「白色」、「普通」は、各々、「白色セメント」、「普通ポルトランドセメント」を意味する。顔料の種類である「遮熱」、「通常」は、各々、「複合酸化物系顔料（遮熱効果を有する顔料；製品名：アサヒピグメント）」、「通常の顔料（比較用；製品名：ランクセス社製）」を意味する。骨材の種類である「ホタテ」、「牡蠣」は、各々、「ホタテ殻屑」、「牡蠣殻屑」を意味する。表面仕上げの種類である「ショット」は、「ショットブラスト仕上げ」を意味する。

（Ｃ）試験体であるブロックの表面温度の測定
夏期（７月２６日〜８月２７日）の間に適当に割り振った１２日間の各日について、ブロックの表面温度の最高温度を測定した。この測定値と、同時に測定したアスファルト舗装の表面温度の最高温度との差を算出した。表１中の「温度差（℃）」は、「アスファルト舗装の表面温度の最高温度」−「試験体の表面温度の最高温度」、の１２日間の平均値である。

以上の結果を表１に示す。
表１から、本発明の遮熱用材料を用いたブロックは、本発明に該当しないブロックに比べて、表面温度の最高温度が低く、ヒートアイランド現象等を効果的に抑制しうることがわかる。

Claims (5)

1. 白色セメント及び複合酸化物系顔料を含むセメント組成物からなることを特徴とする遮熱用材料。
2. 上記セメント組成物が、酸化鉄の含有率が２質量％以下である骨材、及び／又は、複合酸化物系顔料で被覆してなる骨材を含む請求項１に記載の遮熱用材料。
3. 上記白色の骨材が、石灰石、寒水石、珪砂、貝殻屑、セラミック骨材から選ばれる１種以上を含む請求項１又は２に記載の遮熱用材料。
4. 上記白色セメント１００質量部当たりの上記複合酸化物系顔料の配合量が、０．１〜８質量部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の遮熱用材料。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の遮熱用材料からなる表層部分と、上記遮熱用材料以外の材料からなる基層部分とが積層されてなる成形体。