JP2024014168A - Water-permeable block - Google Patents
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Abstract
Description
特許法第30条第2項適用申請有り 発行日 令和4年2月20日,「令和3年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集」(CD-ROM),第695-696頁,公益社団法人土木学会西部支部 〔刊行物等〕開催日 令和4年3月5日,学会名「令和3年度土木学会西部支部研究発表会」,Web会議システムZOOMを使用したリアルタイムでの発表Application for application of
本発明は、歩道や広場に敷設される、透水性ブロックに関する。 The present invention relates to water-permeable blocks laid on sidewalks and plazas.
従来、歩道や広場では、景観や求められる機能に応じてアスファルトによる舗装を行う代わりに、コンクリートブロックの敷設が行われている。コンクリートブロックの中でも透水性ブロックは、地表に降った雨水を地下へ浸透させることにより、地表面の冠水を減少させ、街路樹や植生を保護育成する効果を有している。 Conventionally, instead of paving with asphalt, concrete blocks have been laid for sidewalks and plazas, depending on the landscape and desired functionality. Among concrete blocks, permeable blocks have the effect of reducing flooding on the ground surface and protecting and growing street trees and vegetation by allowing rainwater that falls on the ground to permeate underground.
一方、近年、コンクリートの骨材として用いられる川砂利、川砂、海砂等は、環境への配慮から採取規制や採取禁止が行われ、入手が難しくなってきている。そのため、その代替となる骨材資源の確保が要請されている。 On the other hand, in recent years, river gravel, river sand, sea sand, etc. used as aggregates for concrete have become difficult to obtain due to regulations and bans on their collection due to environmental considerations. Therefore, there is a need to secure alternative aggregate resources.
このような技術として、例えば、特許文献1に示されるような水分保水調節コンクリート製品が開発されている。特許文献1に示される水分保水調節コンクリート製品は、廃コンクリートを粉砕して得られた粒子に、溶融スラグ、電気炉スラグ、高炉徐冷スラグのうち少なくとも1つのスラグを骨材として加え、さらにセメント及び水分を加えて混合し、成形後、蒸気養生されることにより得られる。
As such a technique, for example, a water retention controlled concrete product as shown in
特許文献1に示される水分保水調節コンクリート製品は、廃コンクリートやスラグを川砂利等の代替骨材として用いている点、及び廃コンクリートを粉砕して得られた粒子とスラグとの混合比率を変化させることにより透水性と曲げ強度とを変化させることができる点で有効である。しかしながら、上記の水分保水調節コンクリート製品にあっては、透水性ブロックの透水係数の規格値1.0×10-2cm/sを充足しているものの近年増加している局地的豪雨には対応し難いという問題、また、廃コンクリートを粉砕した粒子とスラグとが骨材として用いられるため重量が重くなり、運搬、取扱い、施工が不便であるという問題があった。
The water retention controlled concrete product shown in
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、焼成軽石に着眼することで、高い透水性と十分な強度とを有し、且つ、軽量である透水性ブロックを提供することを目的とする。 The present invention was made with attention to such problems, and by focusing on calcined pumice, it is an object of the present invention to provide a water permeable block that has high water permeability, sufficient strength, and is lightweight. purpose.
前記課題を解決するために、本発明の透水性ブロックは、
内側の透水部を囲むように形成されるフレーム部を有し、前記透水部は焼成軽石とバインダーとを含み前記フレーム部に固定されていることを特徴としている。
この特徴によれば、外部から加えられた荷重は主にフレーム部で受け持ち、雨水は透水部で透過させることができるため、透水性ブロックを高強度、軽量、高透水性とすることができる。
In order to solve the above problems, the water permeable block of the present invention has the following features:
It has a frame portion formed to surround an inner water-permeable portion, and the water-permeable portion includes calcined pumice and a binder and is fixed to the frame portion.
According to this feature, the load applied from the outside is mainly borne by the frame part, and rainwater can pass through the permeable part, so the water permeable block can be made to have high strength, light weight, and high water permeability.
前記焼成軽石は、密度が1.2~2.0g/cm3である焼成ボラであることを特徴としている。
この特徴によれば、焼成による焼締まりにより高密度化、高強度化した焼成ボラを透水部に用いるため、透水性ブロックの強度を高くすることができる。
The calcined pumice stone is characterized in that it is calcined bora having a density of 1.2 to 2.0 g/cm 3 .
According to this feature, the strength of the water-permeable block can be increased because fired mulch, which has become denser and stronger due to compaction through firing, is used in the water-permeable portion.
前記フレーム部は、前記焼成軽石とセメント又は混合セメントとを含むことを特徴としている。
この特徴によれば、焼成軽石とセメント又は混合セメントとを用いたモルタル又はコンクリートをフレーム部に用いるため、透水性ブロックを軽量化することができる。
The frame portion is characterized in that it includes the fired pumice and cement or mixed cement.
According to this feature, since mortar or concrete using calcined pumice and cement or mixed cement is used for the frame portion, the weight of the water permeable block can be reduced.
前記フレーム部に含まれる前記焼成軽石の粒径は、前記透水部に含まれる前記焼成軽石の粒径よりも小さいことを特徴としている。
この特徴によれば、焼成による焼締まりにより高密度化、高強度化した焼成軽石を透水部とフレーム部とに用いるため、透水性ブロックの強度を未焼成のものと比べるとさらに高くすることができる。また、透水部に用いる焼成軽石の粒径をフレーム部の焼成軽石の粒径よりも大きくすることで透水性を高くすることができる。さらに、フレーム部も透水部も焼成軽石を含み、同種の性状を有していることから、焼成軽石同士が強く接合し、フレーム部に透水部を強固に固定できる。
A particle size of the fired pumice included in the frame portion is smaller than a particle size of the fired pumice included in the water permeable portion.
According to this feature, the strength of the permeable block can be made even higher than that of an unfired block because fired pumice, which has become denser and stronger due to compaction through firing, is used for the permeable part and the frame part. can. Moreover, water permeability can be increased by making the particle size of the calcined pumice used in the water permeable part larger than that of the calcined pumice used in the frame part. Furthermore, since both the frame portion and the water-permeable portion contain calcined pumice and have the same properties, the calcined pumice stones are strongly bonded to each other, and the water-permeable portion can be firmly fixed to the frame portion.
前記バインダーが、セメント又は混合セメントであることを特徴としている。
この特徴によれば、セメント又は混合セメントとは接合性が良好であるため透水部とフレーム部との固定強度が高く、透水性ブロックの強度を高くすることができる。
It is characterized in that the binder is cement or mixed cement.
According to this feature, since the bondability with cement or mixed cement is good, the fixing strength between the water permeable part and the frame part is high, and the strength of the water permeable block can be increased.
前記バインダーが、焼結助剤であることを特徴としている。
この特徴によれば、焼成軽石同士の接合箇所を減少させることにより、セメント又は混合セメントをバインダーとして用いた透水部と同等の曲げ強度を有する透水部を形成することができると共に、空隙率を高めた透水性の高い透水部を形成することができる。
The present invention is characterized in that the binder is a sintering aid.
According to this feature, by reducing the number of joints between calcined pumice stones, it is possible to form a water permeable part that has the same bending strength as a water permeable part using cement or mixed cement as a binder, and to increase the porosity. It is possible to form a water permeable part with high water permeability.
前記焼結助剤は、SiO2を主成分とし、さらにCaOを5~30wt%含むことを特徴としている。
この特徴によれば、CaOを焼成軽石よりも多く含むことで、焼成軽石同士の接合性(焼結性)を高め、透水性ブロックの強度をさらに高くすることができる。
The sintering aid is characterized by having SiO 2 as a main component and further containing 5 to 30 wt% of CaO.
According to this feature, by containing more CaO than the calcined pumice, the bondability (sinterability) between the calcined pumice stones can be improved, and the strength of the water-permeable block can be further increased.
内側に空間を有するフレーム部を成形し、成形された前記フレーム部の内側に焼成軽石とセメントとを含む混合物を充填・硬化させて、前記フレーム部に固定された透水部を形成することを特徴としている。
この特徴によれば、先に成形したフレーム部の内側の形状に合わせて透水部を形成することができるため、透水部をフレーム部に確実に固定させることができる。また、セメントにより硬化させているため、フレーム部内で均質に透水部を形成できる。
A frame part having a space inside is molded, and a mixture containing calcined pumice and cement is filled and hardened inside the molded frame part to form a water-permeable part fixed to the frame part. It is said that
According to this feature, the water permeable part can be formed to match the shape of the inside of the previously molded frame part, so the water permeable part can be reliably fixed to the frame part. Furthermore, since it is hardened with cement, a water-permeable part can be formed uniformly within the frame part.
焼成軽石と焼結助剤とを含む混合物を型枠に詰め型枠ごと焼成して透水部を形成し、前記型枠から取り外した前記透水部の周りにバインダーを塗布し、前記透水部の周りにフレーム部を形成して、前記透水部を前記フレーム部に固定することを特徴としている。
この特徴によれば、先に成形した透水部の周囲の形状に合わせてフレーム部を形成することができるため、透水部をフレーム部に確実に固定させることができる。また、透水部を焼結助剤を用いて形成しているため、強度が一層強くなる。また、透水部の周りにバインダーを塗布していることから、透水部をフレーム部に強固に固定することができる。
A mixture containing calcined pumice and a sintering aid is packed in a mold and fired together with the mold to form a water-permeable part, and a binder is applied around the water-permeable part removed from the mold. It is characterized in that a frame portion is formed at the bottom, and the water-permeable portion is fixed to the frame portion.
According to this feature, the frame part can be formed to match the shape of the periphery of the water-permeable part that has been previously formed, so that the water-permeable part can be reliably fixed to the frame part. Furthermore, since the water-permeable portion is formed using a sintering aid, the strength is further increased. Furthermore, since the binder is applied around the water permeable part, the water permeable part can be firmly fixed to the frame part.
本発明に係る透水性ブロックを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。以下の実施例で説明する材料、配合、製造条件等は本発明の実施する一例であって、これらに限定されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION The form for implementing the water-permeable block based on this invention is demonstrated below based on an Example. The materials, formulations, manufacturing conditions, etc. described in the following examples are examples of the implementation of the present invention, and are not limited thereto.
実施例1に係る透水性ブロックにつき、図1から図3を参照して説明する。以下、図1(a)の紙面左側を透水性ブロックの正面側(前方側)として説明する。 A water permeable block according to Example 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Hereinafter, the left side of the paper in FIG. 1(a) will be described as the front side (front side) of the water permeable block.
図1(a)及び図1(b)に示されるように、透水性ブロック1は、平面視略ロ型のフレーム部2と、その内側に配置された透水部3と、から主に構成されている。フレーム部2は、焼成軽石である焼成ボラ3aを細骨材としたモルタルより形成される。
As shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the water-
図2(a)及び図2(b)に示されるように、透水部3は、焼成軽石である焼成ボラ3a同士をセメントペースト4で接合させることにより形成される。また、透水部3は、フレーム部2の内周面2aにセメントペースト4で接合されることでフレーム部2に固定されている。
As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the water-
図2(a)及び図2(b)に示されるように、焼成ボラ3aは多孔質の軽石の一つであるボラを焼成したものであり、表面や内部に多くの細孔3bを有している。セメントペースト4で接合された焼成ボラ3a同士の間及び焼成ボラ3aと内周面2aとの間には、空隙5が形成されており、水を浸透させやすくなっている。また、透水部3は、表面(上面)及び裏面(下面)が共に開放されている。なお、図2においては、説明の便宜上、セメントペースト4が焼成ボラ3aの周囲に薄く略均厚で設けられている形態として模式しているが、実際にはセメントペースト4の厚さはバラバラであって隣接する焼成ボラ3a同士の間に亘って存在する箇所もある。
As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), fired
次に、焼成ボラ3aの製造方法について説明する。焼成ボラ3aの原料となるボラは、南九州地域で豊富に産出される軽石であるため、採取規制や採取禁止の対象となっている川砂利等の代替骨材として有効に活用することができると共に、ボラを用いた透水性ブロックの量産化を図ることができる。また、ボラは多孔質であるため、水分や養分を適度に吸収する性質や良好な排水性を有している。また、ボラは、SiO2を67.2%,Al2O3を20.1%,Fe2O3を5.0%,K2Oを2.98%含んでいるものを用いた。ボラの化学成分の一例を表1に示す。
Next, a method of manufacturing the fired
焼成ボラ3aの製造には、鹿児島県・宮崎県産のボラを用いた。また、透水性ブロック1には、未焼成のボラおよび電気炉を用い900~1100℃で焼成された焼成ボラ3aを用いた。
Mullet from Kagoshima Prefecture and Miyazaki Prefecture was used for producing
次に、透水性ブロック1の製造方法について説明する。図3(a)に示されるように、先ず、粒径2mm以下の焼成ボラ3aに、セメント及び水を混ぜたモルタルを平面視ロ型の型枠に充填し、脱型、養生することにより、フレーム部2を成形する。先行してフレーム部2を成形することにより、透水性ブロック1の製造が容易になる。この時のモルタルの配合は、焼成ボラ3aが1120kg/m3、セメントが520kg/m3、水が260kg/m3、である。尚、本明細書において、粒径は篩により分級したものである。
Next, a method for manufacturing the water
次に、図3(b)に示されるように、粒径4~7mmの焼成ボラ3a、セメントペースト4からなる混合物を、成形したフレーム部2の内側に充填し、再び養生することにより、透水部3を形成する。この時の透水部3の配合は、焼成ボラ3aが614kg/m3、セメントが183kg/m3、水が42kg/m3、である。これにより、透水部3が内周面2aと接合しフレーム部2に固定された透水性ブロック1が成形される(図3(c))。
Next, as shown in FIG. 3(b), a mixture consisting of fired
このようにすることで、先に成形したフレーム部2の内側の形状に合わせて透水部3を形成することができるため、透水部3をフレーム部2に確実に固定させることができる。また、セメントペースト4により透水部3を硬化させているため、フレーム部2内で均質に透水部3を形成することができる。言い換えると透水部3に形成される空隙5が上下左右に亘って大きな偏りなく略均等に分配されている。
By doing so, the water-
次に、変形例に係る透水性ブロック10につき、図4を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
Next, a water
図4(a)及び図4(b)に示されるように、変形例に係る透水性ブロック10の下部にはフレーム部2に結合した底部6が形成される。そして、図示されていない透水部3はセメントペースト4によりフレーム部2の内周面2a、底部表面6a及び排水孔7の周囲に接合し固定されるため、透水性ブロック1よりさらに高い強度を有する透水性ブロック10を提供することができる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, a
また、底部6には、排水孔7が形成されているため、透水性ブロック10の透水部3を透過する水を地中Gに排出させることができる。
Moreover, since the
次に、透水性ブロック1の使用状態について説明する。図5(a)に示されるように、透水性ブロック1は、所要の地面に敷設される。敷設される場所としては、歩道、広場、公園、駐車場等が想定される。
Next, the usage condition of the water
図5(b)に示されるように、敷設された透水性ブロック1の表面に降った雨水Wは、透水部3の表面から空隙5を経て地中Gに排出されるため、敷設された透水性ブロック1の表面は冠水しにくい。そのため、透水性ブロック1は、近年増加している局地的豪雨にも対応できる排水能力を有している。
As shown in FIG. 5(b), rainwater W falling on the surface of the laid water
また、図5(b)に示されるように、街路樹等の周囲を透水性ブロック1で敷設した場合、透水性ブロック1を透過して地中Gに排出された雨水Wが、地中Gで伸びている街路樹等の根Rに行き亘るため、水不足による街路樹等の立枯れを防ぐことができる。
Furthermore, as shown in FIG. 5(b), when water-
次に、焼成ボラの焼成温度を変化させることにより、焼成ボラの密度、ビッカース硬さがどの様に変化するかを調べた。ボラの焼成は、1時間に100℃のペースで焼成温度(最高1100℃)まで上昇させ、焼成温度では1時間保持し、その後室温まで炉冷することにより行った。密度の測定に用いる焼成ボラは焼成ボラ試料4~6、ビッカース硬さの測定に用いる焼成ボラは焼成ボラ試料1~6とした。また、比較のため、未焼成ボラについても未焼成ボラ試料として密度とビッカース硬さを測定した。各試料の焼成温度、密度、ビッカース硬さを、表2に示す。
Next, we investigated how the density and Vickers hardness of fired mullet change by changing the firing temperature of the fired mullet. Firing of the mullet was carried out by raising the firing temperature (maximum 1100°C) at a rate of 100°C per hour, holding it at the firing temperature for 1 hour, and then cooling it in the furnace to room temperature. The baked mullet samples used to measure density were baked
図8に示されるように、焼成温度が900℃である焼成ボラ試料4の密度は、未焼成ボラ試料の密度より低い。これは、焼成による焼締まり(焼結と収縮)がまだ十分に進んでいない一方、焼成前のボラに含まれていた水分が焼成により蒸発したため、及び有機成分が気化したためと考えられる。焼成温度が1000℃(焼成ボラ試料5)、1100℃(焼成ボラ試料6)と上昇するにしたがい、各焼成ボラ試料の密度は高くなる。これは、焼成温度が上昇するにしたがい、焼成ボラ試料の焼締まりが進むためである。
As shown in FIG. 8, the density of the
図9に示されるように、焼成ボラ試料のビッカース硬さは、未焼成から800℃まではほとんど変化がないものの、800℃から900℃にかけては緩やかな上昇が、900℃から1100℃にかけては急激な上昇がみられる。これは、800℃から焼成ボラ試料の焼成による焼締まりが始まるためである。 As shown in Figure 9, the Vickers hardness of the fired Bora sample shows almost no change from unfired to 800°C, but a gradual increase from 800°C to 900°C, and a sharp increase from 900°C to 1100°C. A significant increase can be seen. This is because the fired mullet sample starts to become compact due to firing at 800°C.
焼成ボラ試料以外の物質のビッカース硬さについてみると、銀は平均25HV,モルタルは平均45HV,ステンレスは平均187HV,強化ガラスは平均640HVである。このことから、900~1100℃で焼成された焼成ボラは、軽量骨材として利用できる十分な硬さを有していることがわかる。 Looking at the Vickers hardness of materials other than the fired Bora samples, silver has an average of 25 HV, mortar has an average of 45 HV, stainless steel has an average of 187 HV, and tempered glass has an average of 640 HV. From this, it can be seen that fired mullet fired at 900 to 1100°C has sufficient hardness to be used as lightweight aggregate.
次に、モルタルに用いられる細骨材の種類、及びモルタルの材齢により、モルタルの曲げ強度がどの様に変化するかを調べた。曲げ強度の測定は、40mm×40mm×160mmのブロック状に成形したモルタル供試体1~9について行った。また、夫々のモルタル供試体には、細骨材として、焼成ボラ、未焼成ボラ及び砕砂を用いた。また、曲げ強度の測定は、材齢が3,7,28日の夫々のモルタル供試体について行った。各モルタル供試体に用いる細骨材の種類、モルタルの配合、測定時の材齢を表3に示す。
Next, we investigated how the bending strength of mortar changes depending on the type of fine aggregate used in mortar and the age of mortar. The bending strength was measured on
図10に示されるように、曲げ強度を同じ材齢で比較すると、細骨材として焼成ボラを用いたモルタル供試体の曲げ強度は、未焼成ボラを用いたモルタル供試体よりも高い値を示している。 As shown in Figure 10, when comparing the bending strength at the same age, the bending strength of the mortar specimen using fired mulch as a fine aggregate is higher than that of the mortar specimen using unfired mullet. ing.
次に、モルタルに用いられる細骨材の種類により、モルタル供試体の比強度がどの様に変化するかを調べた。比強度は、モルタル供試体の曲げ強度/モルタル供試体の密度、で算出される。焼成ボラ、未焼成ボラ及び砕砂を夫々細骨材として用いたモルタル供試体の比強度を表4に示す。 Next, we investigated how the specific strength of mortar specimens changes depending on the type of fine aggregate used in mortar. Specific strength is calculated by bending strength of mortar specimen/density of mortar specimen. Table 4 shows the specific strengths of mortar specimens using fired mullet, unfired mulch, and crushed sand as fine aggregates.
表4に示されるように、細骨材として焼成ボラを用いたモルタル供試体の比強度は3.89であり、砕砂を骨材として用いた供試体の比強度3.83と同程度の値を有している。このことから、焼成ボラは、軽量骨材として十分に利用可能であることがわかる。 As shown in Table 4, the specific strength of the mortar specimen using fired mulch as fine aggregate is 3.89, which is comparable to the specific strength of 3.83 of the specimen using crushed sand as aggregate. have. This shows that fired mullet can be fully used as a lightweight aggregate.
上記、焼成ボラ3aの密度及びビッカース硬さ、焼成ボラ3aを骨材として用いたモルタル供試体の曲げ強度及び比強度から、900~1100℃の温度範囲で焼成された焼成ボラ3aは、軽量且つ高強度の骨材としての利用が十分可能であると共に、川砂利等の代替となる骨材資源として有効である。
From the density and Vickers hardness of the fired
次に、実施例1に係る透水性ブロック1の透水部の占める範囲を変化させることにより、透水性ブロック1の曲げ強度がどの様に変化するかを調べた。透水部の占める範囲は、透水部の縦幅(以下、ポーラス幅Xという(図1(b)参照))を変化させることにより調整される。曲げ強度の測定には、縦幅98mm×横幅198mm×高さ60mmの透水性ブロック供試体1~4を用いた。また、比較として、フレーム部2に細骨材として未焼成ボラを用いた透水性ブロック供試体5~8,砕砂を用いた透水性ブロック供試体9~12についても曲げ強度の測定を行った。
Next, by changing the range occupied by the water-permeable portion of the water-
また、実施例1に係る透水性ブロック1における透水部3の占める範囲を変化させることにより、透水性ブロック1の透水係数がどの様に変化するかを調べた。透水係数の測定には、透水性ブロック供試体2,3,4を用いた。
Furthermore, by changing the range occupied by the water
各透水性ブロック供試体の、フレーム部2に用いる細骨材の種類、フレーム部2に用いるモルタルの配合、ポーラス幅Xを表5に示す。
Table 5 shows the type of fine aggregate used for the
図11に示されるように、フレーム部2に同じ細骨材を用いた透水性ブロック供試体同士では、ポーラス幅Xが増加するにしたがい、サンプルの曲げ強度は減少する。これは、ポーラス幅Xの増加に伴い、曲げ応力を負担するフレーム部の縦幅Y1,Y2(図1(b)参照)が、減少するためである。
As shown in FIG. 11, for water-permeable block specimens using the same fine aggregate for the
また、図11に示されるように、同じポーラス幅Xの透水性ブロック供試体同士で曲げ強度を比較すると、フレーム部2に焼成ボラを用いた透水性ブロック供試体は、フレーム部2に砕砂を用いた透水性ブロック供試体よりも低い値を示す一方、フレーム部に未焼成ボラを用いた透水性ブロック供試体よりは高い値を示している。 Furthermore, as shown in FIG. 11, when comparing the bending strength of water-permeable block specimens with the same porous width While this value is lower than that of the water-permeable block specimen used, it is higher than that of the water-permeable block specimen whose frame portion was made of unfired bora.
また、図11に示されるように、フレーム部に焼成ボラを用いた透水性ブロック供試体2~4の曲げ強度は、透水性ブロックの曲げ強度の規格値である3.0N/mm2以上の値を示していることから、透水性ブロックとして十分な強度を有していることがわかる。
In addition, as shown in FIG. 11, the bending strength of the water
図12に示されるように、ポーラス幅Xが増加するにしたがって、透水性ブロック供試体の透水係数は増加している。これは、ポーラス幅Xが増加することで透水性ブロック供試体における透水部の占める範囲が大きくなり、透水効果が大きくなるためである。 As shown in FIG. 12, as the porous width X increases, the permeability coefficient of the permeable block specimen increases. This is because as the porous width X increases, the area occupied by the water-permeable portion in the water-permeable block specimen becomes larger, and the water-permeation effect becomes larger.
また、図12に示されるように、透水性ブロック供試体2,3,4の透水係数は、夫々10×10-2cm/s,19×10-2cm/s,23.9×10-2cm/sであり、透水性ブロックの透水係数の規格値である1.0×10-2cm/sの約10~24倍の値を示している。透水係数が1.0×10-2cm/sである透水性ブロックは、1時間当たり約36mmの雨量浸透機能を有している。そのため、例えば、ポーラス幅Xが28mmである透水性ブロック供試体2は、1時間当たり360mmの雨量浸透機能を有しており、2020年7月に発生した熊本豪雨の1時間当たりの降水量約120mmの約3倍の雨量浸透機能を有している。これらのことから、透水性ブロック供試体2,3,4は、近年増加している局地的豪雨にも対応できる極めて高い透水性を有している。
Furthermore, as shown in FIG. 12, the permeability coefficients of the
次に、実施例2に係る透水性ブロック100につき、図6を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
Next, a water
図6(a)、図6(b)及び図6(c)に示されるように、透水部30は、焼成ボラ3a同士を焼結助剤8を用いて接合させることにより形成される。また、透水部30は、フレーム部2の内周面2aにセメントペースト4を用いて接合されることでフレーム部2に固定されている。なお、図6においては、説明の便宜上、焼結助剤8が焼成ボラ3aの周囲に薄く略均厚で設けられている形態として模式しているが、実際には焼結助剤8の厚さはバラバラであって隣接する焼成ボラ3a同士の間に亘って存在する箇所もある。また、透水部30の周りに塗布したセメントペースト4についても、焼成ボラ3aの周囲に薄く略均厚で設けられている形態として模式しているが、実際にはセメントペースト4の厚さはバラバラであって、焼成ボラ3a上に存在しない箇所もある。
As shown in FIGS. 6(a), 6(b), and 6(c), the water-
次に、実施例2に係る透水性ブロック100の製造方法について説明する。図7(a)に示されるように、いわゆる釉薬である焼結助剤8をまぶした粒径4~7mmの焼成ボラ3aを平面視矩形の型枠に充填し、型枠ごと900℃で焼成した後、冷却、脱型を行うことにより、透水部30は形成される。
Next, a method for manufacturing the water
透水部30における焼成ボラ3aの密度は、上記実施例1に係る透水部3の密度と異なってもよい。これは、バインダーに焼結助剤8を用いる場合と、セメントペースト4を用いる場合では、焼成ボラ3a同士の接合強度が異なるからである。バインダーに焼結助剤8を用いた際に,セメントペースト4を用いる場合よりも高い接合強度が得られる場合は、透水部30に用いる焼成ボラ3aの密度を低くし、焼成ボラ3a同士の接合箇所を減少させても、透水部3と同等の曲げ強度を得ることができると共に、透水性を高くすることができる。
The density of the fired
また、焼成ボラ3a及び焼結助剤8はSiO2を主な成分とし、さらに焼結助剤8はCaOを多く含むため、ボラよりも融点が低く、焼結助剤8を用いると焼成ボラ3a同士の接合性が高くなる。また、焼結助剤8のCaOの成分量を適宜調整することにより、透水部30の所望の焼成温度に適した融点を有する焼結助剤8を得ることができる。900℃で焼成することにより透水部30を形成する場合、焼結助剤8が含むCaOは、5wt%以上が好ましく、5~30wt%がより好ましく、20wt%がさらに好ましい。焼結助剤8の化学成分の一例を表6に示す。
In addition, since the firing
次に、透水部30の周りにセメントペースト4を塗布する。これにより、透水部30とフレーム部2の内周面2aとの接合性を高めることができる。また、透水部30の周囲にモルタルを充填する際に、空隙5がモルタルにより埋められるのを防ぐことができる。
Next,
次に、図7(b)に示されるように、平面視矩形の透水性ブロック100の型枠Fの略中央部に透水部30を載置する。そして、粒径1~2mmの焼成ボラ3aにセメントと水とを混ぜたモルタルを、型枠F内に載置した透水部30の周囲に充填する。この時のモルタルの配合は、焼成ボラ3aが1120kg/m3、セメントが520kg/m3、水が260kg/m3である。
Next, as shown in FIG. 7(b), the water
そして、図7(c)に示されるように、型枠F内に充填されたモルタルが硬化した後、型枠Fから脱型され、養生されることにより、透水部30がフレーム部2に固定された透水性ブロック100が形成される。
Then, as shown in FIG. 7(c), after the mortar filled in the formwork F has hardened, it is removed from the formwork F and cured, thereby fixing the water-
これにより、先に成形した透水部30の周囲の形状に合わせてフレーム部2を形成することができるため、透水部30をフレーム部2に確実に固定させることができる。また、透水部30の周りにセメントペースト4を塗布していることから、透水部30をフレーム部2に強固に固定することができる。
Thereby, the
次に、実施例2に係る透水性ブロック100から得られる透水性ブロック供試体の透水係数と曲げ強度についても測定を行ったところ、上記、実施例1に係る透水性ブロック供試体と同等の結果が得られた。
Next, the water permeability coefficient and bending strength of the water permeable block specimen obtained from the water
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and any changes or additions that do not depart from the gist of the present invention are included in the present invention. It will be done.
例えば、透水性ブロックの曲げ強度の規格を満たすものであれば、フレーム部の焼成ボラとセメントの配合を適宜変更してもよい。 For example, as long as it satisfies the standards for the bending strength of the water-permeable block, the composition of fired mulch and cement in the frame portion may be changed as appropriate.
また、フレーム部には焼成ボラを含むモルタルを用いたが、これに限らず、金属、岩石、硬質プラスチックなどの公知の材料を用いてもよい。 Moreover, although mortar containing fired mulch is used for the frame portion, the present invention is not limited to this, and known materials such as metal, rock, and hard plastic may be used.
また、バインダーにはセメントペーストや焼結助剤を用いたがこれに限らず、エポキシ系、ポリエステル系、アクリル系、シリコン系、酢酸ビニル系などの公知のバインダーを用いてもよい。 Further, although cement paste and sintering aid are used as the binder, the binder is not limited thereto, and known binders such as epoxy, polyester, acrylic, silicone, and vinyl acetate binders may also be used.
また、前記実施例1では、焼成ボラとセメントペーストとの混合物を、先に成形したフレーム部に流し込むことにより透水性ブロックを成形したが、これに限らず、先に透水部を成形した後、型枠内に透水部を載置し、透水部の周囲にモルタルを充填しフレーム部を形成してもよい。また、透水部とフレーム部とを別個に成形し、透水部の周りにセメントペーストを塗布した後、透水部をフレーム部の内側に嵌合して固定してもよい。 Further, in Example 1, the water-permeable block was formed by pouring the mixture of fired mullet and cement paste into the previously formed frame part, but the present invention is not limited to this, and after first forming the water-permeable part, A frame portion may be formed by placing a water-permeable portion in a formwork and filling the periphery of the water-permeable portion with mortar. Alternatively, the water permeable part and the frame part may be molded separately, cement paste may be applied around the water permeable part, and then the water permeable part may be fitted and fixed inside the frame part.
また、前記変形例に係る透水性ブロック100の底部6には、排水孔7が2箇所形成されているが、これに限らず、排水孔7の数は適宜増減させてもよい。また、排水孔7の形状は円形に限らず、楕円、矩形等、種々の形状であってもよい。
Moreover, although two
また、前記実施例2では、先に成形し周りにセメントペーストを塗布した透水部を型枠Fの略中央部に載置し、透水部の周囲にモルタルを充填し、型枠Fごと焼成することによりフレーム部に固定された透水部を形成したが、これに限らず、先に成形したフレーム部を型枠F内に載置し、フレーム部の内側に焼成軽石と焼結助剤とを含む混合物を充填し、型枠Fごと焼成することによりフレーム部に固定された透水部を形成してもよい。 In addition, in Example 2, the water-permeable part that has been previously formed and coated with cement paste is placed approximately in the center of the formwork F, the periphery of the water-permeable part is filled with mortar, and the formwork F is fired together. By doing this, a water-permeable part fixed to the frame part was formed. However, the present invention is not limited to this. The previously formed frame part is placed in the formwork F, and calcined pumice and sintering aid are placed inside the frame part. The water-permeable portion fixed to the frame portion may be formed by filling the mixture containing the liquid and firing the mold F together with the mold F.
また、フレーム部や透水性ブロックを成形するために用いられる型枠の材質や構造は特に限定されるものではなく、例えば、型枠を金属製とし、内側に抜け勾配を設けてもよい。これによれば、金属製の型枠は剛性が高いため、フレーム部や透水性ブロックの成形を行う際変形しにくい。また、抜け勾配により、フレーム部や透水性ブロックの脱型が容易にできるため、量産化が可能となる。 Further, the material and structure of the formwork used for molding the frame portion and the water-permeable block are not particularly limited. For example, the formwork may be made of metal and a draft slope may be provided on the inside. According to this, since the metal formwork has high rigidity, it is difficult to deform when molding the frame portion and the water-permeable block. Additionally, the draft angle makes it easy to demold the frame portion and water-permeable block, making mass production possible.
また、前記実施例1,2、前記変形例に係る透水性ブロックは、落ち葉やごみ等を留める機能を有しているため、簡易的な濾過材として使用してもよい。 Furthermore, the water-permeable blocks according to Examples 1 and 2 and the modified examples have a function of retaining fallen leaves, garbage, etc., and therefore may be used as a simple filter material.
1,10,100 透水性ブロック
2 フレーム部
2a 内周面
3,30 透水部
3a 焼成ボラ(焼成軽石)
3b 細孔
4 セメントペースト
5 空隙
6 底部
6a 底部表面
7 排水孔
8 焼結助剤
W 雨水
G 地中
R 根
F 型枠
X ポーラス幅
Y1,Y2 フレーム部幅
1, 10, 100 Water
Claims (9)
A mixture containing calcined pumice and a sintering aid is packed in a mold and fired together with the mold to form a water-permeable part, and a binder is applied around the water-permeable part removed from the mold. A method for manufacturing a water-permeable block, comprising forming a frame portion on the block and fixing the water-permeable portion to the frame portion.
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