JP2016094700A - インターロッキングブロック - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、防藻防カビ剤をコンクリートの表面に塗布したり、コンクリート組成物に防藻防カビ剤を添加してコンクリートを製造したりする方法では、必ずしも十分な効果が得られなかった。
また、インターロッキングブロックは、藻が発生しないようにするために、あるいは発生した藻を除去するために、ブラッシングや高圧水での洗浄など物理的な方法での定期的なメンテナンスが必要となる。しかし、このようなメンテナンスは多大のコストや労力を要することから、メンテナンスを行わずに放置されることが多く、場合によっては改修工事によって敷設し直す必要があった。
そこで、本発明は、藻、カビ、菌などの発生を抑制でき、メンテナンスによる負荷を軽減できるインターロッキングブロックを提供することを目的とする。
[1] 多孔質セラミックスの粒状物およびセメントを含有するセメント組成物と、防藻防カビ剤とを含み、保水能が0.15g/cm3以上であり、透水係数が0.0001cm/s以上である、インターロッキングブロック。
[2] 透水係数が0.0010cm/s以上である、[1]に記載のインターロッキングブロック。
[3] 前記防藻防カビ剤の含有量が、前記セメント組成物の固形分100質量部に対して、0.01〜10.00質量部である、[1]または[2]に記載のインターロッキングブロック。
[4] インターロッキングブロックの表面1m2あたり、前記防藻防カビ剤が1〜7000g塗布されている、[1]または[2]に記載のインターロッキングブロック。
[5] 前記防藻防カビ剤が、イソチアゾリン系、ベンゾイミダゾール系、トリアジン系、ピリジン系、アルミノ珪酸塩系、および金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、[1]〜[4]のいずれか1つに記載のインターロッキングブロック。
[6] 曲げ強度が3.0MPa以上である、[1]〜[5]のいずれか1つに記載のインターロッキングブロック。
本発明のインターロッキングブロックは、多孔質セラミックスの粒状物およびセメントを含有するセメント組成物と、防藻防カビ剤とを含む。
なお、本発明において、セメント組成物と防藻防カビ剤との混合物を「モルタル」ともいう。
セメント組成物は、多孔質セラミックスの粒状物およびセメントを含有する。
多孔質セラミックスの粒状物は、骨材として配合されるものである。
ここで、「粒状」とは、粒子径5.0mm以下、即ち、目開き5.0mmの篩を通過できる大きさを意味する。多孔質セラミックスの粒状物の粒子径は、例えば、0.5mm超5.0mm以下が好ましく、1.0mm超5.0mm以下がより好ましく、3.0mm超5.0mm以下がさらに好ましい。多孔質セラミックスの粒状物の粒子径が上記上限値超であると、得られるインターロッキングブロックの強度が不足するおそれがある。一方、多孔質セラミックスの粒状物の粒子径が上記下限値未満であると、得られるインターロッキングブロックの保水性、蒸散性が低下したり、嵩比重が大きくなったりするおそれがある。
粒子径は、篩分けにより測定される値であり、例えば、0.5mm超5.0mm以下の粒状物は、目開き5.0mmの篩を通過し、目開き0.5mmの篩を通過できないものを意味する。
また、インターロッキングブロックは、本発明の目的に反しない範囲で、上記範囲外の粒子径を有する多孔質セラミックスの粒状物を含んでもよい。
なお、「気孔の孔径」とは、気孔の長径(最大径)のことである。気孔の孔径は、多孔質セラミックスを切断し、その断面の気孔の長径をスケールや電子顕微鏡を用いて測定した値である。
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメント、特殊セメントなど、従来、インターロッキングブロックの製造に用いられる公知のセメントが挙げられる。
セメント組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、上述した多孔質セラミックスの粒状物およびセメント以外の成分(任意成分)を含有してもよい。
任意成分としては、水、多孔質セラミックスの粒状物以外の骨材(他の骨材)、顔料、流動化剤などが挙げられる。
また、詳しくは後述するが、インターロッキングブロックの成形においてゼロスランプ加圧成形法を採用する場合、セメント組成物中の水の含有量は、モルタルがゼロスランプの状態となる量が好ましい。
ここで、「ゼロスランプ」とは、JIS A 1101に準拠したスランプ試験による変位量(スランプ値)が0cmとなることをいう。
セメント組成物が他の骨材を含有することで、得られるインターロッキングブロックの強度がより向上する傾向にある。
他の骨材の粒子径は、例えば、0.5mm超5.0mm以下が好ましく、1mm超5.0mm以下がより好ましい。他の骨材の粒子径が上記上限値超であると、得られるインターロッキングブロックの強度が不足するおそれがある。一方、他の骨材の粒子径が上記下限値未満であると、得られるインターロッキングブロックの嵩比重が大きくなるおそれがある。
防藻防カビ剤は、抗菌、防藻および防カビの1つ以上の機能を有した無機系もしくは有機系の化合物である。
防藻防カビ剤は、粉末、水や有機溶剤に溶解した溶液もしくは分散液(水、有機溶剤の懸濁液)で入手することができる。
これら防藻防カビ剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。複数の種類の藻、カビ、菌などに対し、より高い効果を発揮する観点から、複数の防藻防カビ剤を併用することが好ましい。
ベンゾイミダゾール系の防藻防カビ剤としては、例えばカルベンダジムなどが挙げられる。
トリアジン系の防藻防カビ剤としては、例えばN’−tert−ブチル−N−シクロプロピル−6−(メチルチオ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジアミンなどが挙げられる。
ピリジン系の防藻防カビ剤としては、例えばジンクピリチオンなどが挙げられる。
アルミノ珪酸塩系の防藻防カビ剤としては、例えばゼオライトに銀、亜鉛、銅、ニッケル等が担持したものなどが挙げられる。
金属化合物としては、例えば銀、亜鉛、銅、ニッケル、ナトリウムなどが挙げられる。
詳しくは後述するが、インターロッキングブロックがセメント組成物と防藻防カビ剤との混合物(モルタル)を硬化させてなるものである場合、防藻防カビ剤の含有量は、セメント組成物の固形分100質量部に対して、0.01〜10.00質量部であることが好ましく、0.05〜5.00質量部であることがより好ましく、0.10〜2.00質量部であることがさらに好ましい。防藻防カビ剤の含有量が0.01質量部以上であれば、十分な防藻防カビ効果が得られる。ただし、防藻防カビ剤の含有量が多すぎても、防藻防カビ効果は頭打ちになるばかりか、コストが嵩む傾向にある。よって、防藻防カビの効果とコストを考慮すると、防藻防カビ剤の含有量は10.00質量部以下が好ましい。
本発明のインターロッキングブロックの保水能は、0.15g/cm3以上であり、0.20g/cm3以上が好ましく、0.30g/cm3以上がより好ましい。保水能が0.15g/cm3以上であれば、雨水等を十分に保水でき、都市のヒートアイランド現象の抑制に貢献することができる。
保水能の上限については特に制限されないが、得られるインターロッキングブロックの強度の観点では、0.80g/cm3以下が好ましく、0.50g/cm3以下がさらに好ましい。
インターロッキングブロックの保水能は、多孔質セラミックスの粒状物の種類や配合量、セメントの種類等を組み合わせることで調節できる。
透水係数の上限については特に制限されないが、0.5000cm/s以下が好ましい。
インターロッキングブロックの透水係数は、多孔質セラミックスの粒状物の種類や配合量、セメントの種類等を組み合わせることで調節できる。
曲げ強度の上限については特に制限されないが、30MPa以下が好ましい。
インターロッキングブロックの曲げ強度は、多孔質セラミックスの粒状物の種類や配合量、セメントの種類等を組み合わせることで調節できる。
本発明のインターロッキングブロックは、少なくとも多孔質セラミックスの粒状物と、セメントと、防藻防カビ剤とを含む一層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。多層構造としては、例えば基層上に表層が積層した2層構造が挙げられる。
表層は、少なくとも多孔質セラミックスの粒状物と、セメントと、防藻防カビ剤とを含む層である。
基層は、インターロッキングブロックに用いられる公知の成分を含有すればよいが、多孔質セラミックスの粒状物とセメントとを含有することが好ましい。また、基層は、防藻防カビ剤を含有してもよいが、コストや使用量を考慮すると、防藻防カビ剤は表層のみに含まれることが好ましい。
また、表層および基層の少なくとも一方には、必要に応じて顔料が含まれていてもよい。意匠性を考慮すると、少なくとも表層に含量が含まれていることが好ましい。
また、基層と表層との間に、中間層が設けられていてもよい。
図1に示すインターロッキングブロック10は、基層12と、該基層12上に積層された表層14とからなる。
この例の基層12は骨材16とセメント18とを含み、表層14は骨材16とセメント18と防藻防カビ剤20とを含む。
基層12および表層14に含まれる骨材16のうち、少なくとも一方は上述した多孔質セラミックスの粒状物を含む。特に、表層14に含まれる骨材16が多孔質セラミックスの粒状物を含むことが好ましく、基層12および表層14に含まれる骨材16が多孔質セラミックスの粒状物を含むことがより好ましい。
(第一の実施形態)
第一の実施形態におけるインターロッキングブロックの製造方法は、多孔質セラミックスの粒状物と、セメントと、防藻防カビ剤と、水と、必要に応じて水以外の任意成分とを混合してモルタルを調製する工程(モルタル調製工程)と、得られたモルタルを任意の形状に成形し、硬化させる工程(硬化工程)とを有する。この第一の実施形態の製造方法を「練り込み方法」ともいう。
また、防藻防カビ剤の配合量は、防藻防カビ剤以外の材料(セメント組成物)の固形分100質量部に対して0.01〜10.00質量部が好ましい。
なお、モルタル調製工程では、多孔質セラミックスの粒状物と、セメントと、防藻防カビ剤と、水と、必要に応じて水以外の任意成分とを同時に混合してもよいし、予め防藻防カビ剤以外の材料を混合してセメント組成物を調製しておき、得られたセメント組成物と防藻防カビ剤とを混合してモルタルを調製してもよい。
まず、多孔質セラミックスの粒状物と、セメントと、水と、必要に応じて水以外の任意成分とを混合して、基層12を形成するためのセメント組成物(基層用セメント組成物)を調製する。
別途、多孔質セラミックスの粒状物と、セメントと、防藻防カビ剤と、水と、必要に応じて水以外の任意成分とを混合して、表層14を形成するためのモルタル(表層用モルタル)を調製する。
次いで、基層用セメント組成物を型枠に充填し、その上から表層用モルタルをさらに充填した後、ゼロスランプ加圧成形法等によって硬化させる。得られた硬化物を型枠から取り出し、養生させて基層12と、該基層12上に積層された表層14とからなる2層構造のインターロッキングブロック10を得る。
基層用セメント組成物もしくは基層用モルタル、ならびに表層用モルタルの組成は、基層12および表層14に要求される特性に応じて適宜決定すればよい。
第二の実施形態におけるインターロッキングブロックの製造方法は、多孔質セラミックスの粒状物と、セメントと、水と、必要に応じて水以外の任意成分とを混合してセメント組成物を調製する工程(セメント組成物調製工程)と、得られたセメント組成物を任意の形状に成形し、硬化させる工程(硬化工程)と、セメント組成物の硬化物の表面に防藻防カビ剤を塗布する工程(塗布工程)とを有する。
バインダー樹脂としては、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、カーボネート系、アクリル系、メラミン系など公知のバインダー樹脂を用いることができる。
塗布液の塗布量は、インターロッキングブロックの表面1m2あたり、防藻防カビ剤が1〜7000g塗布される量が好ましい。
以上説明した本発明のインターロッキングブロックは、多孔質セラミックスの粒状物を含み、かつ保水能が0.15g/cm3以上であるため、保水性、透水性、および蒸散性を有する。よって、本発明のインターロッキングブロックによれば、保水した水を蒸散して舗装面の温度上昇を抑制できる。
また、本発明のインターロッキングブロックは、防藻防カビ剤を含み、かつ透水係数が0.0001cm/s以上であるため、インターロッキングブロック表面の水はけが良好であり、優れた防藻防カビ性をも有する。よって、本発明のインターロッキングブロックによれば、藻、カビ、菌などの発生を抑制できる。
また、本発明のインターロッキングブロックは藻などの発生を抑制できるので、藻などによるインターロッキングブロックの多孔構造の目詰まりを防止できる。そのため、ブラッシングや高圧水での洗浄など物理的な方法でのメンテナンスによる負荷を軽減しつつ、透水保水機能を良好に持続でき、気化冷却(打ち水効果)によるヒートアイランド現象を抑制できる。加えて、本発明のインターロッキングブロックは藻などの発生を抑制できるので、外観も良好に維持できる。
以下に、実施例及び比較例で使用した原料と、各種測定・評価方法を示す。
以下の原料を使用した。
・多孔質セラミックの粒状物:小松精練株式会社製の「greenbiz(登録商標) karyu」の破砕物。目開き5mmの篩を通過し、目開き3mmの篩を通過しないもの。「greenbiz(登録商標) karyu」は、ミリメートルオーダーの気孔とマイクメートルオーダーの気孔とナノメートルオーダーの気孔を有し、これらの気孔は連通している。
・瓦屑:瓦廃材の破砕物。目開き5mmの篩を通過し、目開き3mmの篩を通過しないもの。
・ガラス粒子:ホウケイ酸ガラスの破砕物。目開き3mmの篩を通過し、目開き1mmの篩を通過しないもの。
・普通ポルトランドセメント:宇部三菱セメント株式会社製。
・高炉セメント:宇部三菱セメント株式会社製。
・防藻防カビ剤A:三愛石油株式会社製の「サンアイゾール200(商品名)」。粉末品。防藻防カビ成分としてジンクピリチオンを含む。
・防藻防カビ剤B:三愛石油株式会社製の「サンアイゾール200 48%DISP(商品名)」。固形分48%の水分散品。防藻防カビ成分としてジンクピリチオンを含む。
・バインダー樹脂:ウレタン樹脂バインダー。
<保水能の測定>
JIS A 5371−2013(プレキャスト無筋コンクリート製品 付属書B(規定)舗装・境界ブロック類推奨仕様B−3インターロッキングブロック)に準拠して測定し、下記式(1)により保水能を求めた。なお、サンプル(N)数はN=10とし、その平均値を求めた。
保水能(g/cm3)={湿潤質量(g)−絶乾質量(g)}÷試料の体積(cm3) ・・・(1)
JIS A 5371−2013(プレキャスト無筋コンクリート製品 付属書B(規定)舗装・境界ブロック類推奨仕様B−3インターロッキングブロック)に準拠して測定した(インターロッキングブロックの透水試験法)。
1週間養生後のインターロッキングブロックについて、万能試験装置(株式会社島津製作所製)を用い、JIS A 5371−2013(プレキャスト無筋コンクリート製品 付属書B(規定)舗装・境界ブロック類推奨仕様B−3インターロッキングブロック)に準拠して、最大荷重を測定した。載荷スパンを試料の長さの80%とし、縁応力度の増加が1.0MPaとなるような載荷速度とした。なお、サンプル(N)数はN=10とし、その平均値を求めた。求めた最大荷重の平均値から、下記式(2)により曲げ強度を算出した。
曲げ強度(MPa)=[{3×スパン(mm)}÷{2×試料の幅(mm)×試料の厚さ(mm)×試料の厚さ(mm)}]×最大荷重の平均値(N) ・・・(2)
1週間養生後のインターロッキングブロックを試験用に縦30mm、横30mm、厚さ60mmに切り出し、これを試験体として用い、以下に示す藻の発生抑制試験を行った。
藻の発生抑制試験は、外的要因を避けるため、室内環境で行った。藻は自然に繁殖しているものを採取して培養した調整液を使用し、十分に水を浸透させた試験体の表面に付着させた。温度30℃、湿度60%で一日12時間LEDを照射し、植物が育成し易い環境とした。試験体は水を入れたトレイの中に入れ浸漬させ、試験体の上部約1cmが水から出ている状態とした。また、一日3回試験体の上に試験体の上に水をかけた。
試験開始から2ヶ月間、藻の発生状態を評価した。試験開始から1ヶ月および2ヶ月経過した時点での試験体表面の藻の状態を目視にて確認し、以下の評価基準にて評価した。
◎:試験開始直後と比べて変化が認められない。
○:試験開始直後と比べてごくわずかに藻が増殖している。
△:試験開始直後と比べて少し藻が増殖している。
×:試験開始直後と比べて明らかに藻が増殖している。
表1に示す材料を混合して、ゼロスランプの基層用セメント組成物を調製した。
別途、表1に示す材料を混合して、ゼロスランプの表層用モルタルを調製した。
次いで、基層用セメント組成物を型枠に充填し、その上から表層用モルタルをさらに充填した後、2トンの圧力で振動加圧して硬化させた。硬化物を型枠から取り出し、1週間養生し、縦200mm、横100mm、厚さ60mmのインターロッキングブロックを得た。得られたインターロッキングブロックは、基層用セメント組成物が硬化した基層(厚さ55mm)と、表層用モルタルが硬化した表層(厚さ5mm)とからなる2層構造であった。
得られたインターロッキングブロックについて、保水能、透水係数、および曲げ強度を測定し、藻の発生抑制試験を行った。これらの結果を表1に示す。
なお、表1中の防藻防カビ剤の配合量は、防藻防カビ剤以外の材料(セメント組成物)の固形分100質量部に対する、防藻防カビ剤の固形分量(質量部)である。
表1に示す配合組成に変更した以外は、実施例1と同様にして基層用セメント組成物および表層用モルタルを調製し、これらを用いてインターロッキングブロックを製造し、各種測定および藻の発生抑制試験を行った。これらの結果を表1に示す。
表1に示す配合組成に変更した以外は、実施例1と同様にして基層用セメント組成物および表層用モルタルを調製し、これらを用いてインターロッキングブロックを製造し、各種測定および藻の発生抑制試験を行った。これらの結果を表1に示す。
表2に示す材料を混合して、塗布液を調製した。
保水透水性インターロッキングブロック(小松精練株式会社製の「greenbiz(登録商標) ground」)の表面に、表面1m2あたり320gの塗布液を塗布、乾燥し、インターロッキングブロックを得た。防藻防カビ剤の固形分換算での塗布量は、インターロッキングブロックの表面1m2あたり、1gであった。
得られたインターロッキングブロックについて、保水能、透水係数、および曲げ強度を測定し、藻の発生抑制試験を行った。これらの結果を表2に示す。
表2に示す配合組成に変更した以外は、実施例3と同様にして塗布液を調製し、これを用いてインターロッキングブロックを製造し、各種測定および藻の発生抑制試験を行った。これらの結果を表2に示す。なお、防藻防カビ剤の固形分換算での塗布量は、インターロッキングブロックの表面1m2あたり、15gであった。
保水透水性インターロッキングブロック(小松精練株式会社製の「greenbiz(登録商標) ground」)の表面に、塗布液を塗布せずに、保水能、透水係数、および曲げ強度を測定し、藻の発生抑制試験を行った。これらの結果を表2に示す。
対して、比較例1、2で得られたインターロッキングブロックは、時間の経過とともに藻が増殖した。
これらの結果より、本発明のインターロッキングブロックは、ブロック内で保水した水の気化熱によりヒートアイランド現象を抑制でき、かつ藻の発生を抑制できるため外観の悪化を抑制し、ローメンテナンスであり、藻による目詰まりが起こりにくく、透水保水機能を持続できることが判った。
12 基層
14 表層
16 骨材
18 セメント
20 防藻防カビ剤
Claims (6)
- 多孔質セラミックスの粒状物およびセメントを含有するセメント組成物と、防藻防カビ剤とを含み、
保水能が0.15g/cm3以上であり、透水係数が0.0001cm/s以上である、インターロッキングブロック。 - 透水係数が0.0010cm/s以上である、請求項1に記載のインターロッキングブロック。
- 前記防藻防カビ剤の含有量が、前記セメント組成物の固形分100質量部に対して、0.01〜10.00質量部である、請求項1または2に記載のインターロッキングブロック。
- インターロッキングブロックの表面1m2あたり、前記防藻防カビ剤が1〜7000g塗布されている、請求項1または2に記載のインターロッキングブロック。
- 前記防藻防カビ剤が、イソチアゾリン系、ベンゾイミダゾール系、トリアジン系、ピリジン系、アルミノ珪酸塩系、および金属化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインターロッキングブロック。
- 曲げ強度が3.0MPa以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のインターロッキングブロック。
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