JP3279525B2

JP3279525B2 - 土壌を原料とするブロック化物

Info

Publication number: JP3279525B2
Application number: JP22682298A
Authority: JP
Inventors: 良和藤
Original assignee: 良和藤
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2002-04-30
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JP2000063167A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自然界に存在する
土壌を原料として生産され、矩形状に成形されたブロッ
ク化物、特に、土壌の特質を喪失せずに具備しながら
も、土壌のように泥土化せず、また耐荷重性にも優れ
て、例えば地表面に敷設することにより快適な歩行性を
実現することのできるブロック化物に関し、土壌含有混
合物の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】例えば昨今の都市開発型マンションにあ
っては、敷地内の空間を造園してここに集会場や子供の
遊び場あるいは趣味やレジャーのためのコミュニティ広
場等を配置することがよく行なわれている。また、個人
的レベルにおいても、戸建住宅の庭やマンション一階住
居の専用庭あるいはベランダを利用しての所謂ガーデニ
ングが流行しつつあり、それとともに自然の土壌と接す
る機会が増えている。

【０００３】土壌のままの地表面は、もちろんそれ自
身、周囲の自然環境と調和し、またぬくもりのある心地
よい質感や歩行性を実現させるものであるが、アスファ
ルト舗装やコンクリート舗装との比較でいえば、さらに
透水性や保水性に優れ、且つ照り返しが少ないという特
質がある。しかし、一方では、例えば雨の降ったあとや
散水したあと等には泥土化し、地表面がぬかるんで歩行
が困難となったり、あるいは、地表面がゆるくなって土
壌が流されてしまったりするという不具合もある。

【０００４】特開平６−２５７１０３号公報、特開平７
−１３８９０５号公報、特開平８−１２８００２号公報
には、種々のアスファルト舗装やコンクリート舗装の改
善技術が開示されており、施工現場から発生する排土を
再生使用することや、重荷重に耐え得る透水性の舗装構
造あるいは高強度のコンクリート舗装構造等が提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、土壌を
原料として生産することができ、土壌のもつ特質をその
まま生かしつつも、土壌のように泥土化せず、また耐荷
重性にも優れる矩形状に成形されたブロック化物を提供
することについての技術の提案は見当たらない。

【０００６】そのようなブロック化物が提供されれば、
まず、環境破壊を避けることができる。すなわち、土壌
を原料として生産できるから、例えば廃棄残土等を再生
利用することができ、改めて自然界から原料を採取して
くる必要がなくなる。また、土壌と同じ扱いをすること
ができ、使用時にも廃棄時にも安全で環境汚染等を引き
起こさない。

【０００７】次に、土壌の特質が失われずそのまま生か
されるから、自然とマッチした心地よい質感や歩行性、
さらには優れた透水性や保水性が実現し、且つ一般のコ
ンクリート舗装等と比べて照り返しが少なくなる。

【０００８】また、土壌のように泥土化しないから、雨
水等によってぬかるんだりゆるんだりすることがなく、
常に快適な歩行性が維持され、また流出したりすること
がない。

【０００９】さらに、耐荷重性に優れるから、遊歩道
等、人の歩く場所だけでなく、車両等が通行するような
場所にも使用できる。

【００１０】そして、矩形状のブロック化物であるか
ら、取扱いが容易となる。例えば、敷設時には、これを
地表面にそのまま敷き詰めるだけでよく、展圧等の特別
の施工設備や施工技術は必要がない。したがって、大規
模な公園等の公共施設だけでなく、一般住宅の庭や通路
の整備、補修等、個人的な使用にも提供できる。また、
運搬性や保管性に優れ、容易に流通でき、小売店等で商
品として一般販売することが可能となる。

【００１１】用途の面では、以上のような特徴を生かし
て、一般舗道をはじめとして、庭園、公園、広場の遊歩
道、ハイキングコース等に好適に使用し得る。また、従
来のコンクリートブロックと同様の用途に用いることも
できる。

【００１２】本発明者は、土壌を原料とし、上記のよう
な特徴を有するブロック化物の開発に鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至ったものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、土
壌にセメント及び高炉水砕スラグをそれぞれ所定量づつ
混合したのち、アンモニウム塩類又はナトリウム塩類の
少なくともいずれかと、カリウム塩類と、鉄化合物と、
硝酸カルシウム又は塩化カルシウムと、マグネシウム塩
類とを水に添加してなる溶液を上記混合物に所定量添加
して練り合わせ、これを矩形状に成形したのち乾燥させ
てなるブロック化物である。

【００１４】このように、本発明においては、種々の無
機化合物が添加されて多くのアルカリイオンや金属イオ
ンを含有するように調整されたイオンリッチな溶液（以
下「触媒溶液」という。）が、土壌、セメント、高炉水
砕スラグと共に配合される。本発明者は、上記触媒溶液
を土壌、セメント、高炉水砕スラグと混合して養生する
と、結合力が高く緻密で強固、且つ水で分散、再泥土化
しない構造体が得られることを見出した。

【００１５】これは、触媒溶液中に存在する多量のイオ
ンによって電子濃度が高くなり、ケイ酸カルシウムやシ
リカ等の無機成分のイオン化反応が活性化され、このよ
うな触媒的な作用の結果として、土壌、セメント、高炉
水砕スラグ同士の凝結、硬化が促進されると共に、さら
に、その場合に、凝結、硬化の支障となる水酸基やカル
ボン酸基を有するイオン化速度の低い有機化合物が活性
化した無機イオン間の速やかな結合反応に関与する確率
が低減されて、これらの相乗効果により、無機成分間の
結合力が大きくなるものと考えられる。

【００１６】ここで、この触媒溶液の調整に用いられる
アンモニウム塩類としては、例えば、塩化アンモニウム
等が使用でき、これらの一又は二以上を併用してもよ
い。

【００１７】また、ナトリウム塩類としては、例えば、
塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等が
使用でき、これらの一又は二以上を併用してもよい。

【００１８】さらに、カリウム塩類としては、例えば、
炭酸カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、硫酸カリ
ウム等が使用でき、これらの一又は二以上を併用しても
よい。

【００１９】一方、鉄化合物としては、例えば、硫酸鉄
等の＋２価の鉄化合物等が使用でき、これらの一又は二
以上を併用してもよい。

【００２０】そして、マグネシウム塩類としては、例え
ば、塩化マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸マグ
ネシウム等が使用でき、これらの一又は二以上を併用し
てもよい。

【００２１】この触媒溶液の調整方法の一例を説明する
と、まず、カルキ分（塩素分）を除去した水１００重量
部に、１〜３重量部のアンモニウム塩類又はナトリウム
塩類の少なくともいずれかと、１〜４重量部のカリウム
塩類とを、例えばこれらを予め混合しておく等して同時
に水に添加するようにする。同時に添加することによ
り、これらの成分のイオン化が促進されて、溶液調整が
容易となるからである。

【００２２】また、これらの添加後は、約１２〜１８分
間撹拌すると共に、水温を３〜１０℃に保つようにす
る。水温をこの温度範囲に保つことによって、調整され
た触媒溶液の触媒作用が常に安定的に得られるようにな
る。

【００２３】そして、これに３〜１０重量部の鉄化合物
を添加し、約１２〜１８分間撹拌する。この鉄化合物を
水に添加するときも、上記と同様の理由により、水温を
３〜１０℃に保つようにする。

【００２４】次に、７０〜１５０重量部の硝酸カルシウ
ム又は塩化カルシウムを添加し、約２５〜３５分間撹拌
する。

【００２５】このとき、硝酸カルシウム又は塩化カルシ
ウムに代えて、リン酸カルシウム又はケイ酸カルシウム
等の他のカルシウム塩類を使用してもよい。

【００２６】そして、得られた溶液をさらに１０〜１５
時間放置すると共に、水温を１５〜２０℃、好ましくは
１７〜１８℃に冷却し、然る後、３〜７重量部のマグネ
シウム塩類を添加することにより、本発明で使用する触
媒溶液が最終的に得られることになる。

【００２７】本発明のブロック化物の製法としては、ま
ず土壌にセメントと高炉水砕スラグとを混合しておき、
これに上記組成の触媒溶液を添加して練り合わせ、湿潤
状態の混合物を得る。このときの各配合成分の混合比率
としては、例えば、土壌１００重量部、セメント３〜２
０重量部、高炉水砕スラグ１〜２重量部、及び上記組成
の触媒溶液０．２〜０．７重量部等とすることができ、
特に、養生後の乾燥粒状化物中における土壌成分の含有
率を９０％以上と極めて高くすることもできる。

【００２８】そして、この湿潤混合物を例えばプレス機
等を用いて矩形状に圧縮することによりブロック化し、
そののち乾燥、養生させる。その場合に、プレス作業
は、湿潤混合物が湿潤状態である間に行なうことが好ま
しい。乾燥するに伴い混合物の固化が進んで圧縮し難く
なり、所望の形状、大きさのブロックに成形することが
困難となるからである。

【００２９】このようにして得られたブロック化物は、
土壌成分の含有率が高く、自然土の質感が残存されて快
適な歩行性が確保される。また、土壌成分特有の微細孔
構造によって良好な透水性や保水性がそのまま維持さ
れ、ないしは照り返しが少なく、良好な熱吸収性がその
まま生かされる。そして、このように土壌成分の含有率
が高い状態で、該土壌成分に相対的に僅かな配合量のセ
メントや高炉水砕スラグ成分が触媒溶液の働きにより強
固に固化反応して緻密な結合構造体となり、地表面とし
ての使用に耐え得る十分な耐荷重性と、雨水等で再泥土
化しない性質とが実現される。

【００３０】その場合に、触媒溶液は、土壌、セメン
ト、高炉水砕スラグの混合物に対して原液のまま添加す
るのではなく、予め水で希釈してから添加すると、より
好適な湿潤混合物ないし乾燥ブロック化物が得られる。
特に、上記組成の触媒溶液の場合では、希釈倍率は７〜
１５倍が好ましく、また、該触媒溶液の添加後の湿潤混
合物中における土壌の含有率が７０〜８０％となるよう
な量の水で希釈することが好ましい。

【００３１】このようにして得られたブロック化物は、
自然の土壌を原料とするため、これを生産するために環
境破壊を招来することがない。そして、これを地表面に
敷き詰めるだけで敷設することができて、圧延、展圧等
の特別の施工法や施工設備を必要としない。したがっ
て、一般消費者等でも容易に取扱いが可能で、個人住宅
やマンションの専用部分あるいは共用部分の通路や歩行
路の造設、補修等に好適に使用できる。その結果、ぬく
もりのある質感がそのまま残存し、透水性や保水性に優
れ、照り返しが少ないという土壌の特質が生かされ、且
つ、雨や散水等で細かに分散、泥土化、ぬかるみ、流出
することのない快適な地表面が実現する。

【００３２】また、養生後の乾燥物品であり、また矩形
状ブロック体であるから、運搬性や保管性に優れ、容易
に流通させて、小売店で普通に販売することが可能とな
る。

【００３３】本発明に係るブロック化物は、一般舗道を
はじめとして、公園や庭園の遊歩道、散策道路、ハイキ
ングコース、もしくはキャンプ場、バーベキューテラ
ス、スポーツフロア、パーキングスペース等、広範囲に
利用可能である。また、屋外、屋内を問わないことはい
うまでもない。

【００３４】なお、本発明に係るブロック化物の寸法
は、用途にもよるが、一般に、２０ｃｍ×２０ｃｍ×
１．５ｃｍ程度が標準であるが、これらに限定されるこ
となく、要望される機能や用途等によって、触媒溶液の
組成、あるいは、各配合成分の混合比率、ブロック化物
の寸法を適宜変更することができることはいうまでもな
い。さらに、ブロック化物に着色あるいは模様を施すた
めに顔料を配合してもよい。

【００３５】なお、本発明は、矩形状に成形されたブロ
ック化物に関するものであったが、他の形状に成形され
たものに本発明を適用することも可能である。

【００３６】

【実施例】以下、実施例を通じて本発明をさらに詳しく
説明する。

【００３７】触媒溶液の調整１２３ｋｇの工業用水に１２ｇのチオ硫酸ナトリウムを
加えて１０分間撹拌し、水中のカルキ分を除去した。次
に、水温を約７℃に保ちながら、１．７ｋｇの塩化アン
モニウムと２．９ｋｇの炭酸カリウムとを同時に加え、
１５分間撹拌したのち、同じく水温を約７℃に保ちつ
つ、硫酸鉄を５．６ｋｇ添加してさらに１５分間撹拌し
た。さらに、この溶液に塩化カルシウム１３０ｋｇを加
えて３０分間撹拌した後、１２時間室温で放置し、水温
がおよそ１７〜１８℃になったところで、６．１ｋｇの
塩化マグネシウムを添加して触媒溶液を得た。

【００３８】ブロック化物の作成上記触媒溶液を配合してブロック化物の作成を行なっ
た。すなわち、土壌、普通ポルトランドセメント、高炉
水砕スラグの混合物に、上記触媒溶液を添加して練り合
わせ、湿潤混合物を得た。次いで、これをプレス機を用
いて、２０ｃｍ×２０ｃｍ×１．５ｃｍの扁平なプレー
ト状に成形し、これを、７日間自然乾燥で養生させるこ
とにより、土壌成分８５．８０％（重量％、以下同
じ）、セメント成分１０．７％、スラグ成分１．８％、
触媒溶液成分０．５０％、水分１．２％の含有率を有す
る本発明に係るブロック化物を作成した。

【００３９】ブロック化物の非泥土化試験上記ブロック化物をハンマーで叩き割り、表面積がおよ
そ１５〜２０ｃｍ²の粉砕物とした。１リットルの水道
水をビーカーに採り、ここに粉塵を払い落とした上記粉
砕物を３００ｇ投入して５分間撹拌したのち放置し、粉
砕物の状態や水の濁りぐあい等を目視で観察した。粉砕
物は形が崩れることなく、すぐ沈降し、ビーカーの底に
蓄積した。上澄み液は着色することなく、良好な透明性
を維持していた。３分間放置後、再び５分間撹拌し、再
度の目視観察を行なうことを２０回繰り返したところ、
結果は同じであった。また、一夜間そのまま放置して上
記と同じ試験を行なったところ、結果は同じで、粉砕物
の分散や泥土化は見られなかった。

【００４０】ブロック化物の圧縮強度試験上記ブロック化物から、直径約８ｍｍ、長さ約１０ｍｍ
の円柱状供試体を切り出し、この供試体の両端面を石膏
混入セメントペーストでキャッピングした後、定速型万
能試験機（使用レンジ：１０ｋＮ、載荷速度：０．５ｍ
ｍ／分）を用いて一軸漸増圧縮荷重を加えて最大荷重を
求め、数１に示す式に従って圧縮強度を算出した。結果
を表１に示す。

【００４１】

【数１】

【００４２】

【表１】土壌成分が約８５％の本供試体における圧縮強度は平均
で１２．３Ｎ／ｍｍ²（１２５ｋｇｆ／ｃｍ²）であり、
一般歩行者道路はもとより、車両交通道路にも適用し得
る耐荷重性を有し、遊歩道等に敷設する場合であれば、
セメント成分をさらに３〜５％程度に低減することがで
きる。

【００４３】ブロック化物の透水試験上記ブロック化物から、表２に示す寸法の円柱状供試体
を作成し、ＪＩＳＡ１２１８、ＪＳＦＴ３１１に
準じ、内径１０．００ｃｍ、長さ１２．７３ｃｍの透水
円筒を用いて水道水による透水試験を行ない、２２℃及
び１５℃における透水係数をそれぞれ数２、数３に示す
式に従って算出した。表３に各透水係数を示したよう
に、本発明で得られたブロック化物は良好な透水性を有
する。

【００４４】

【表２】

【００４５】

【数２】

【００４６】

【数３】

【００４７】

【表３】なお、以上の実施例では、湿潤状態のブロック化物を自
然乾燥で養生するようにしたが、これに代えて、オート
クレーブを用いてより短期間に促進養生するようにして
もよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のブロック
化物は、自然土壌を主原料として生産できるから環境破
壊を抑制し、また敷設が簡単で、しかも土壌の特質を具
備しているから、周辺の自然や緑とよく調和し、且つ透
水性、保水性及び熱吸収性に優れる。さらに、泥土化せ
ず、耐荷重性にも優れるから、快適な地表面の提供に使
用できる。本発明のブロック化物は、流通性にも優れ、
一般消費者向けに販売できて、規模の如何あるいは屋内
外を問わず、歩行道路用、車両道路用又はテラス用のタ
イル等に好適に使用し得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩ //(Ｃ０４Ｂ 28/02 (Ｃ０４Ｂ 28/02 14:10 14:10 Ｚ 18:14 18:14 Ｃ 22:08 22:08 Ｚ 22:12） 22:12）Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 28/00 - 28/36 C04B 18/14 C04B 22/08 - 22/16 C09K 17/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】土壌にセメント及び高炉水砕スラグをそ
れぞれ所定量づつ混合したのち、アンモニウム塩類又は
ナトリウム塩類の少なくともいずれかと、カリウム塩類
と、鉄化合物と、硝酸カルシウム又は塩化カルシウム
と、マグネシウム塩類とを水に添加してなる溶液を上記
混合物に所定量添加して練り合わせ、これを矩形状に成
形したのち乾燥させてなることを特徴とする土壌を原料
とするブロック化物。
【請求項２】土壌にセメント及び高炉水砕スラグをそ
れぞれ所定量づつ混合したのち、１００重量部の水にア
ンモニウム塩類又はナトリウム塩類の少なくともいずれ
かを１〜３重量部、カリウム塩類を１〜４重量部、鉄化
合物を３〜１０重量部、硝酸カルシウム又は塩化カルシ
ウムを７０〜１５０重量部、及びマグネシウム塩類を３
〜７重量部添加してなる溶液を上記混合物に所定量添加
して練り合わせ、これを矩形状に成形したのち乾燥させ
てなることを特徴とする土壌を原料とするブロック化
物。
【請求項３】１００重量部の土壌に、セメントを３〜
２０重量部、及び高炉水砕スラグを１〜２重量部混合し
たのち、１００重量部の水にアンモニウム塩類又はナト
リウム塩類の少なくともいずれかを１〜３重量部、カリ
ウム塩類を１〜４重量部、鉄化合物を３〜１０重量部、
硝酸カルシウム又は塩化カルシウムを７０〜１５０重量
部、及びマグネシウム塩類を３〜７重量部添加してなる
溶液を上記混合物に０．２〜０．７重量部添加して練り
合わせ、これを矩形状に成形したのち乾燥させてなるこ
とを特徴とする土壌を原料とするブロック化物。