JP2016188535A - ポーラスコンクリートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 十分な遮水性能を有するポーラスコンクリートを、簡易に製造可能なポーラスコンクリートの製造方法を提供する。【解決手段】 セメントと、粗骨材と、細骨材と、水とを混練して混練物を作製する工程と、前記混練物を、底面側から振動を与えながら敷きならす工程と、敷きならした前記混練物に表面側から振動を与えることによってポーラスコンクリートを作製する工程とを備えたポーラスコンクリートの製造方法。【選択図】 図１

Description

本発明は、ポーラスコンクリートの製造方法に関する。

従来、道路等の舗装に、ポーラスコンクリートが用いられている。該ポーラスコンクリートは、コンクリートの単位体積当たりの細骨材量が比較的少ない多孔質のコンクリートである。かかるポーラスコンクリートは、空隙が大きいため、騒音低減性、及び、透水性（排水性）に優れている。このような特性を有することから、ポーラスコンクリートは、道路の騒音を防止するための低騒音舗装や、空隙を介して雨水を下方へと排出する透水性舗装に利用されている。

しかし、透水性舗装においては、該舗装が鉄製の構造体上に配されている場合、該構造体まで雨水が到達し、該構造体の発錆、劣化が生じる場合がある。また、該舗装がコンクリート製の構造体上に配されている場合でも、該コンクリート構造体にクラックが生じていたりする場合には、雨水の浸透により、コンクリート内部の鉄筋に劣化が生じる場合がある。さらに、該舗装が土面上に配されている場合でも、雨水が土面に到達すると、雨水の浸透による地盤の変形や土壌の流出等を生じてしまう場合がある。このように、透水性舗装の下方へと水を透過させると、種々の問題が生じることになる。

かかる透水性に起因する問題を解決するために、例えば、水の透過を遮蔽可能な遮水層上に、透水性を有するポーラスコンクリートによる舗装（透水層）を施工する技術が提案されている（特許文献１参照）。しかし、かかる技術では、遮水層と透水層の双方の施工が別々に必要となるため、施工にかかる労力やコストが大きくなる。
また、他に例えば、コンクリートによる舗装を施工した後、表層側のモルタルを削り出し、骨材を露出させることによって、遮水層上に透水層が配された舗装を施工する技術も提案されている（特許文献２参照）。しかし、かかる技術では、モルタルを削り出す必要があるため、施工にかかる労力やコストが大きくなる。また、空隙が形成される部分が表層近傍に限られてしまい、雨水を排水するのに十分な透水性と十分な騒音低減性を得ることが困難となる。

そこで、セメントと、粗骨材と、細骨材と、水と、減水成分と、チキソトロピー性添加材とを含有するポーラスコンクリートを道路上に供給して敷き均した後、振動を与えることによってポーラスコンクリートを作製する、ポーラスコンクリートの製造方法が提案されている（特許文献３参照）。

かかる製造方法によれば、振動によってモルタルの流動性が向上し、これによって粗骨材間の空隙に存在するモルタルが重力によって下方に移動（沈降）し、下方では粗骨材の空隙に入り込むモルタル量が比較的多くなって密実な層（遮水層）が形成され、表層では粗骨材の空隙に入り込むモルタル量が比較的少なくなって空隙率が高い多孔性の層（透水層）が形成されてなるポーラスコンクリートが得られる。このように、一度の施工によって、舗装の下方の領域では雨水等の浸透を抑制し、表層側の領域では雨水等を排水するのに十分な透水性及び十分な騒音低減性能が発揮され得る。

特開２００１−３１４８１号公報 特開平１０−０８８５０７号公報 特開２０１３−１００６６２号公報

しかし、上記舗装方法では、一度の施工でポーラスコンクリートを製造できるため、製造が簡易であるものの、製造されたポーラスコンクリートの底面側の遮水性能は、未だ十分とはいい難い。

上記事情に鑑み、本発明は、十分な遮水性能を有するポーラスコンクリートを、簡易に製造可能なポーラスコンクリートの製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係るポーラスコンクリートの製造方法は、
セメントと、粗骨材と、細骨材と、水とを混練して混練物を作製する工程と、
前記混練物を、底面側から振動を与えながら敷きならす工程と、
敷きならした前記混練物に表面側から振動を与えることによってポーラスコンクリートを作製する工程とを備える。

かかる構成によれば、敷きならす際に底面側から振動を与え、さらに、表面側から振動を与えることによって、混練物中のモルタル成分を、十分に上方から下方に移動させることができるため、底面側の遮水性能に十分に優れたポーラスコンクリートを、簡易に製造することが可能となる。

また、上記構成のポーラスコンクリートの製造方法においては、
前記敷きならす工程を、前記底面側に配された板状部材を振動させながら、該板状部材を介して前記混練物を敷きならすことによって行う。

かかる構成によれば、敷きならす工程を、板状部材を振動させながら該板状部材を介して前記混練物を敷きならすことによって行うことによって、効率的に敷きならし工程を行うことができるため、ポーラスコンクリートをより簡易に製造することができる。

また、上記構成のポーラスコンクリートの製造方法においては、
前記敷きならす工程においては、前記板状部材を移動させつつ順次前記底面側から振動を与えながら、連続して敷きならすことが好ましい。

かかる構成によれば、効率的に敷きならし工程を行うことができるため、ポーラスコンクリートを一層簡易に製造することができる。

また、上記構成のポーラスコンクリートの製造方法においては、
前記混練物を作製する工程においては、チキソトロピー性を有する混和材をさらに混練して前記混練物を作製することが好ましい。

かかる構成によれば、混練物を作製する工程において、チキソトロピー性を有する混和材をさらに混練して混練物を作製することによって、モルタル成分の流動性を振動によって一層高めることができる。これにより、モルタル成分を一層十分に上方から下方に移動させることができるため、底面側の遮水性能に一層十分に優れたポーラスコンクリートを製造することが可能となる。

本発明によれば、十分な遮水性能を有するポーラスコンクリートを、簡易に製造可能なポーラスコンクリートの製造方法が提供される。

本発明の一実施形態のポーラスコンクリートの製造方法における敷き均し工程を模式的に示す概略図 本発明の一実施形態のポーラスコンクリートの製造方法における表面側から振動を与える工程を模式的に示す概略図 本発明の一実施形態のポーラスコンクリートの製造方法に用いられる第２の振動付与装置を模式的に示す概略側面図 本発明の一実施形態のポーラスコンクリートの製造方法に用いられる第２の振動付与装置を模式的に示す概略上面図 本発明の一実施形態のポーラスコンクリートの層構成を模式的に示す概略断面図

以下、本発明の一実施形態に係るポーラスコンクリートの製造方法について説明する。

本実施形態のポーラスコンクリートの製造方法は、セメントと、粗骨材と、細骨材と、水とを混練して混練物を作製する工程と、前記混練物を、底面側から振動を与えながら敷きならす工程と、敷きならした前記混練物に表面側から振動を与えることによってポーラスコンクリートを作製する工程とを備える。

前記セメントとしては、従来公知のセメントが挙げられる。かかるセメントとしては、例えば、ＪＩＳ Ｒ ５２１０に記載のポルトランドセメントが挙げられる。また、これらのうち、早期の強度を確保する点を考慮すれば、超早強ポルトランドセメントが好ましい。

前記粗骨材としては、従来公知のコンクリート材料と使用される粗骨材が挙げられる。かかる粗骨材としては、例えば、道路用砕石の６号砕石および７号砕石が挙げられ、その粒径は、５ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。

また、前記細骨材としては、従来公知のコンクリート材料と使用される細骨材が挙げられる。かかる細骨材としては、例えば、ＪＩＳ Ａ５００５（２００９）コンクリート用砕石及び砕砂、ＪＩＳＡ５３０８（２００９）の附属書Ａレディーミクストコンクリート用骨材に記載される細骨材が挙げられ、その粗粒率は、１．７０〜２．８０であることが好ましく、より好ましくは１．７０〜２．００である。

本実施形態に用いられる混練物には、上記セメント、粗骨材、細骨材及び水以外の成分が含まれていてもよい。

例えば、上記混練物には、減水剤が含まれていてもよい。
かかる減水剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、レオビルドＳＰ８ＳＶ（ＢＡＳＦジャパン社製）などが挙げられる。

また、例えば、上記混練物には、チキソトロピー性を有する混和材等が含まれていてもよい。
チキソトロピー性を有する混和材とは、混練物中に添加することによって、混練物にチキソトロピー性を与える材料である。すなわち、チキソトロピー性を有する混和材を添加することにより、混練物に振動等が与えている状態（流動時を含む）では、混練物の流動性は増加させ、一方、振動等の付与が終了して混練物が静止状態になると、混練物の流動性が低下させる材料である。

混練物に、チキソトロピー性を有する混和材が含有されていることによって、振動によって混練物中のモルタル成分の流動性を、一層高めることができるため、モルタル成分を一層十分に上方から下方に移動させることが可能となる。

かかる混和材は、このように混練物にチキソトロピー性を付与することが可能であれば、特に限定されない。

かかる混和材のうち、溶液型の混和材としては、例えば、市販の材料（例えば、サイデン化学株式会社の商品名「サイビノール」（Ｘ−２０９−０７４Ｅ系））が挙げられる。

また、かかる混和材のうち、粉体型の混和材としては、例えば、再乳化型樹脂が挙げられる。
再乳化型樹脂とは、合成樹脂エマルジョンを噴霧して乾燥させたものであり、水を加えると再乳化する樹脂を意味し、より具体的には、水等の溶液に分散したとき、元のエマルジョンの状態に戻る樹脂を意味する。また、このような状態に戻ることによって、混練物にチキソトピー性を与える。

かかる再乳化型樹脂としては、アクリル酸エステル／メタクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニル／アクリル酸エステル共重合体、及び、酢酸ビニル／エチレン共重合体の少なくとも１つを有するものが挙げられる。

前記混練する工程では、セメント、粗骨材、細骨材と、水とを、例えば生コンクリートプラントのミキサで混練して、混練物を作製する。

具体的には、本実施形態では、セメント、粗骨材、細骨材、水に加えて、チキソトロピー性を有する混和材をさらに混練して混練物を作製する。
このように、チキソトロピー性を有する混和材をさらに混練することによって、混練物中のモルタル成分を、一層十分に上方から下方に移動させることができるため、底面側の遮水性能に一層十分に優れたポーラスコンクリートを製造することが可能となる。

また、当該工程には、アジテータ車（コンクリートミキサー車）で施工現場まで運搬し、施工箇所の端部まで搬送することも含まれる。

引き続く敷きならす工程では、例えば、図１に示すように、路面等の施工箇所の表面に、第１の振動付与装置１０に備えられた板状部材１５を配し、この板状部材１５を振動させつつ、その上から混練物を投下し、板状部材１５を介して施工箇所の表面に投下された混練物を、例えば、グランドレーキ等によって引き伸ばす。

図３、図４に示すように、第１の振動付与装置１０は、複数の板状部材１５と、該板状部材１５が突設された振動発生部１３と、振動発生部１３を支持する支持部１１とを備えており、振動発生部１３で発生させた振動を板状部材１５に与えて、板状部材１５を振動させるようになっている。また、作業者が支持部１１を移動させることにより、板状部材１５を移動させることができるようになっており、これにより、施工箇所に混練物を投下するにつれて、順次、板状部材１５を移動させることができる。
また、振動発生部１３によって板状部材１５を、第２の振動付与装置２０よりも高周波数で振動させるようになっている（高周波数振動型）。

板状部材１５の数量及び間隔は、施工箇所全体において混練物に底面側から振動を与えることができるように、施工箇所の幅に応じて適宜設定すればよい。振動発生部１３は、板状部材１５の数量に応じて、複数の板状部材１５に振動を与えられるように備えられればよい。本実施形態では、複数の板状部材１５が支持部１１に支持されているので、支持部１１を移動させるだけで、複数の板状部材１５を同時に移動させることができるため、簡便であり、作業性に優れる。

かかる第１の振動付与装置１０を施工箇所に置いて板状部材１５を施工箇所の表面に配し、板状部材１５を振動させつつ第１の振動付与装置１０を引きながら（移動させながら）、板状部材１５の上から施工箇所に混練物を順次投下し、投下した混練物を敷きならす。このようにして、混練物にその底面側から振動を与える。

本実施形態では、具体的には、敷きならす工程において、板状部材１５を移動させつつ順次上記底面側から振動を与えながら、連続して敷きならす。

次いで、敷きならした混練物に、その表面側から、第２の振動付与装置２０によって振動を与える。

第２の振動付与装置２０としては、特に限定されないが、例えば、ビブロプレートが挙げられる。
この第２の振動付与装置２０は、第１の振動付与装置１０よりも低周波数で振動するようになっている（低周波数振動型）。

このように、上記混練する工程から上記表面側から振動を与える工程を行うと、図５に示すように、混練物が打設された施工領域の上層側は、粗骨材同士間の間隙が多く残っており、多孔質（ポーラス状）の透水層が形成される。
一方、混練物が打設された施工領域の下層では、粗骨材同士間の隙間に混練物が密に充填され、透水性が極めて低い遮水層が形成される。
そして、振動を与えた後、所定の期間、適宜養生を行う。

ここで、通常のコンクリートの製造では、混練物中のモルタル成分が多く、混練物全体の流動性が高いため、表面側から混練物の底面側までバイブレーターを挿入し、底面側に振動を与えた後、バイブレーターを引き抜いても、引き抜いた跡が混練物で埋まる。
しかし、ポーラスコンクリートの製造では、混練物中のモルタル成分が少なく、混練物全体の流動性が低いため、表面側から混練物の底面側へバイブレーターを挿入すると、粗骨材同士のブロック骨格を押しのけることになるため、これを引き抜くと、引き抜いた跡が穴となり、その穴が埋まらず、粗骨材のブロック構造が破壊されてしまう。

これに対し、上記のように、底面側から混練物に振動を与えることによって、このように粗骨材のブロック構造を破壊することなく、ポーラスコンクリートを製造することができる。

また、混練物中のモルタル成分は、振動の周波数が高い方に引き寄せられる傾向にある。そこで、上記のように、底面側から与える振動の周波数を、表面側から与える振動の周波数よりも高くすることによって、底面側にモルタルを引き寄せ易くなる、これにより、モルタルが底面側に移動し易くなるため、より簡便に、より底面側の遮水性に優れたポーラスコンクリートを製造することができる。

上記の通り、本実施形態のポーラスコンクリートの製造方法は、上記混練物を作製する工程と、上記混練物を、底面側から振動を与えながら敷きならす工程と、敷きならした上記混練物に表面側から振動を与えることによってポーラスコンクリートを作製する工程とを備えている。

かかる構成によれば、敷きならす際に底面側から振動を与え、さらに、表面側から締め固めを行うことによって、モルタルを十分に上方から下方に移動させることができるため、底面側の遮水性能に優れたポーラスコンクリートを、簡単に製造することが可能となる。

また、本実施形態では、上記敷きならす工程を、上記底面側に配された板状部材１５を振動させながら、該板状部材１５を介して混練物を敷きならすことによって行う。
これによって、効率的に敷きならし工程を行うことができるため、ポーラスコンクリートをより簡易に製造することができる。

また、本実施形態では、上記敷きならす工程においては、板状部材１５を移動させつつ順次上記底面側から振動を与えながら、連続して敷きならす。これによって、より効率的に敷きならし工程を行うことができるため、ポーラスコンクリートを一層簡易に製造することができる。

また、本実施形態では、上記混練物を作製する工程において、チキソトロピー性を有する混和材をさらに混練して混練物を作製する。
このように、混練物を作製する工程において、チキソトロピー性を有する混和材をさらに混練して混練物を作製することによって、モルタル成分の流動性を振動によって一層高めることができる。これにより、モルタル成分を一層十分に上方から下方に移動させることができるため、底面側の遮水性能に一層十分に優れたポーラスコンクリートを製造することが可能となる。

以上、本実施形態のポーラスコンクリートの製造方法について説明したが、本発明は、上記実施形態に特に限定されるものではない。

例えば、本実施形態では、支持部１１によって振動発生部１３及び板状部材１５を支持したが、本発明では、支持部１３に支持されていない振動発生部１３及び板状部材１５を用いてもよい。この場合、複数の作業員が振動発生部１３及び板状部材１５を使用し、複数箇所において底面側から振動を与えてもよい。また、板状部材１５に振動を与える手段も特に限定されるものではない。また、板状部材のサイズ（幅）も、施工箇所の幅等に応じて適宜設定すればよい。

また、本発明では、上記実施形態に示すように、セメント、粗骨材、細骨材及び水に、これら以外の成分を加えて混練物を作製してもよい。

次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（比較例）
下記に示すような配合比で、水１１２ｋｇ／ｍ^３とセメント（超早強ポルトランドセメントＤＡＹ３００、住友大阪セメント社製）４０７ｋｇ／ｍ^３と、粗骨材（６号砕石、千葉県香取市産）１４６４ｋｇ/ｍ^３と、細骨材（陸砂、千葉県香取市産）１６７ｋｇ/ｍ^３と、チキソトロピー性を有する混和材（酢酸ビニル／バーサチック酸ビニル／アクリル酸エステル共重合体を含有する特殊混和材、住友大阪セメント社製）１７ｋｇ／ｍ^３とを混練して、混練物を作製した。
得られた混練物を、地面上に打設し、敷きならした後、表面側からビブロプレート（明和製作所社製）によって振動を与えることによって、ポーラスコンクリートを作製した。
作製したポーラスコンクリートの任意の３箇所について、φ１００ｍｍのコアを採取し、下記に示す加圧透水性試験を３回繰り返して行って（ｎ＝３）、遮水性の指標として透水係数を測定した。
そして、透水係数が１．０×１０^−７ｃｍ／ｓ以下である場合、不透水性（遮水性が良好）であると判定した。
結果を表１に示す。

（加圧透水性試験）
採取したコアについて、公益社団法人日本道路協会 舗装調査・試験法便覧[第３分冊] Ｂ０１７Ｔ「アスファルト混合物の加圧透水試験方法」（平成１９年６月）に準拠して加圧透水性試験を行った。

表１に示すように、比較例では、遮水性が不十分であった。

（実施例）
図３に示すような第１の振動付与装置を用い、板状部材を施工箇所の表面に配しつつ第１の振動付与装置を５０ｃｍ／ｍｉｎの速度で引きながら、且つ、振動を与えながら、板状部材の上から施工箇所の表面に混練物を投入して敷きならした。このように、混練物に底面側から振動を与えながら敷きならしたこと以外は比較例１と同様にして、ポーラスコンクリートを作製し、また、比較例と同様にして、加圧透水性試験を行って評価した。
結果を表２に示す。

表２に示すように、実施例では、遮水性が十分であった。

１０：第１の振動付与装置、１１：支持部、１３：振動発生部、１５板状部材、２０：第２の振動付与装置

Claims (4)

1. セメントと、粗骨材と、細骨材と、水とを混練して混練物を作製する工程と、
   前記混練物を、底面側から振動を与えながら敷きならす工程と、
   敷きならした前記混練物に表面側から振動を与えることによってポーラスコンクリートを作製する工程とを備えたポーラスコンクリートの製造方法。
2. 前記敷きならす工程を、前記底面側に配された板状部材を振動させながら、該板状部材を介して前記混練物を敷きならすことによって行う、請求項１に記載のポーラスコンクリートの製造方法。
3. 前記敷きならす工程においては、前記板状部材を移動させつつ順次前記底面側から振動を与えながら、連続して敷きならす、請求項１または２に記載のポーラスコンクリートの製造方法。
4. 前記混練物を作製する工程においては、チキソトロピー性を有する混和材をさらに混練して前記混練物を作製する、請求項１〜３のいずれかに記載のポーラスコンクリートの製造方法。