JP3821809B2

JP3821809B2 - 保水性・透水性コンクリート舗装方法および保水性・透水性コンクリート・ブロック

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Publication number: JP3821809B2
Application number: JP2003330749A
Authority: JP
Inventors: 拡三佐和
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2023-09-22
Also published as: JP2005097884A; SG110198A1

Description

この発明は、透水性、保水性が優れた軽量なコンクリート舗装方法および保水性・透水性コンクリート・ブロックに関し、特に屋上に適用した場合には、屋上を緑化した場合と同様な冷却・断熱効果を奏することができる。

コンクリートは強固であり、様々な分野で用いられている。コンクリート舗装として用いた場合には透水性が低いので、水はけが悪く雨が降ると水たまりができやすく、安全の確保の観点から公共道路の舗装の一部には透水性コンクリートが用いられている。

一方、都市のヒートアイランド化現象への対策、建物内の冷却化効果などの観点から屋上の緑化に対する関心が高まってきている。

屋上緑化の施工に際しては、屋上のモルタル面にコンクリートによる植裁基盤を設け、躯体面から植裁基盤を完全に分離して、土壌を敷き詰めることが行われている。

コンクリートには、ポルトランドセメントと単粒度の粗骨材で形成される連続空隙を備えたポーラス・コンクリートを用いることが一般的であり、植裁基盤とすべき法面打設後、保水性充填材として空隙部表面側にピートモス等の天然有機系材料を土とともに充填する。

ポーラス・コンクリートは、セメントと砕石などの天然骨材を使用しているので重量が重く材料の運搬、取り扱い、施工が不便である。また、ポルトランドセメントは、強アルカリ性で植物の種子の発芽を妨げたり、充填した植物繊維や種子などが雨水で流失しやすい。

そこで、軽量ポーラス・コンクリートとして下記文献に記載の「軽量ポーラス・コンクリート材」が開示されている。軽量のポーラス・コンクリート材は、ポルトランドセメントに対して珪藻土、パーライト、軽石、人口骨材など比重の低い鉱物性軽量骨材を一種、または二種以上配合することによって作られている。また、軽量骨材が吸水性を有している。具体的には、骨材比重が０.３８〜０.５、粒度が５〜２０mmであり、配合比がポルトランドセメント１５％、骨材が８０％、調整剤が５％(重量比）であり、圧縮強度は１５〜２５kg/cm²、空隙率３０〜４０％となっている。

通常、透水性コンクリートにおいては、強度を増すためにバインダーなどの有機物よりなる添加剤を使用している。
特開２００２−１２４７９号公報

しかし、屋上を緑化する際には、植裁基盤を形成して植物を植え付け、その植物を手入れし続けなければならず、手入れを怠ると屋上の緑化を維持することはできない。

一方、屋上の緑化に際しては屋上に対する荷重や排水を特に考慮する必要があり、現実問題として既存のビルにおいて屋上の緑化の際は、建築基準法施工令による屋上広場の積載荷重のうち地震力荷重である１３０kg/m²が限度と言われている。また、屋上緑化の必要性がある高層ビルの屋上には、概ね周囲に手摺りが無い陸屋根であり、屋根には荷重がかかることが設計上考慮されてはいない。そのために、このような場所を緑化する際には、荷重が軽量な方法でなければならない。

また、植裁のためには土壌の水分の排出経路を確保する必要があり、植裁を囲む壁の下部に、適宜排水口を設け、土壌の流出を防ぐために網で排水口を覆うなどの手段を設けている。しかし、このような方法では排水効率が悪く、排水口を網で覆っているとはいえ土壌からの塵埃をすべて遮断することは不可能であり、屋上に設けたドレインの詰まりを頻発させるという問題があった。

そこで、この発明による保水性・透水性コンクリート舗装方法は、屋上に対する少ない荷重で、植物を植え付けることなく緑化したものと同様な冷却・断熱効果を奏することを目的として考えられたものである。

この発明の保水性・透水性コンクリート舗装方法は、砂を混入することなく、かつ強度を補う添加剤を添加することなく、粒度３〜２０mmの軽石５０〜６２重量％とポルトランドセメント５０〜３８重量％との配合物に、水４０〜５０重量％を散布して混練した状態の生コンクリートを敷き詰める方法である。

この発明の保水性・透水性コンクリート・ブロックは、砂を混入することなく、かつ強度を補う添加剤を添加することなく、粒度３〜２０mmの軽石５０〜６２重量％とポルトランドセメント５０〜３８重量％との配合物に、水４０〜５０重量％を散布して混練した状態の生コンクリートを型枠に入れて固めたものである。

この発明の保水性・透水性コンクリートによると、保水性と透水性を有する舗装面が得られるので、舗装面の内部に蓄積された水が蒸発するときの気化熱によりコンクリートの表面の温度を下げることができるのでヒートアイランド現象を抑制することができる。

この発明の保水性・透水性コンクリートの骨材となる軽石の比重が小さいので、荷重に制約される屋上に適用することができる。屋上に植裁を施さないので、夏期以外のヒートアイランド現象を生じない季節には水を必要としないので水資源を無駄にすることはないのである。

この発明の保水性・透水性コンクリートによって作ったブロックは、軽量、強固で保水性および透水性を有しているので、屋上に敷き詰めて使用することができる。

（第１の実施形態）
この発明の保水性・透水性コンクリート舗装方法は、図１の断面図に示すように、バインダーおよび砂を使用することなく、粒度が大きい軽石11と、ポルトランドセメントと、水とを混練した状態の生コンクリートを屋上３に敷き詰めて舗装面１を形成する方法である。

具体的には、種々の実験の結果、粒度が３mm〜２０mmの軽石（乾燥比重が約０.４）５０〜６２重量％と、ポルトランドセメント５０〜３８重量％との配合物に対して水４０〜５０重量％を散布して混練した状態の生コンクリートを敷き詰める舗装方法である。なお、軽石は産地により乾燥比重が多少ばらつくが、大きな相違はない。

なお、この配合比を容積で表すと、軽石（乾燥比重が０.４）７０〜８５容積％と、ポルトランドセメント３０〜１５容積％との配合物に対して水２０〜３０容積％を散布して混練するものである。

このような生コンクリートを敷き詰めた舗装面１の物理的特性を調査すると、通常のコンクリートの比重が約２３００kg/m³であり、砂を使用しないで天然骨材とポルトランド・セメントのみを使用した透水性コンクリートの含水比重が約２０００kg/ｍ³であって乾燥比重が約１８００kg/m³であるのに対し、骨材として同体積の軽石を使用した保水性・透水性コンクリートの含水比重が約１２００kg/m³であって乾燥比重はおよそ約９００kg/m³である。

このように軽石を骨材とするコンクリートの含水比重は、天然骨材とポルトランドセメントのみを使用した透水性コンクリートの約６０％であり、乾燥比重は、約５０％である。

保水性については、軽石を骨材として使用した保水性・透水性コンクリートの含水比重は約１２００kg/m³であり、およそ３００kg/m³以上の水分を保水できることが確認できた。また、透水性については、軽石で保水しきれなくなった水分を透過させるので、従来の天然骨材を使用した透水性コンクリートと同等の性能を得ることができた。

この軽石を骨材とする保水性・透水性コンクリートによって、例えば５０mmの厚みで舗装すると、含水重量は６０kg/m²であり、乾燥重量は４５kg/m²であるから１５リットルの水を保水することができる。

次に、軽石とポルトランドセメントを使用したコンクリートについて、強度試験を行ったところ、圧縮強度は、３.２２Ｎ/mm²（３６kg/cm²）、曲げ強度は、１.４７Ｎ/mm²（１６kg/cm²）であって、天然骨材とポルトランドセメントのみを使用した透水性コンクリートの曲げ強度２.２５Ｎ/mm²（２５kg/cm²）には及ばないが、７cmの厚みで施工（路盤ＣＢＲ値が１０の場合）すると、乗用車が通過する程度の駐車場などの荷重想定では長期間にわたる使用に耐え得るものである。したがって、屋上を駐車場として使用するものにも適用することが可能である。

この発明の保水性・透水性コンクリート舗装方法においては、ポルトランド・セメントと軽石のみの配合比、軽石の粒度を調整することにより、舗装材料に求められる強度を得ることができた。

この発明による保水性・透水性コンクリート舗装は、透水性および保水性を有するので、舗装の内部に蓄積された水分が蒸発するときの気化熱によりコンクリートの表面の温度を下げることができるのでヒートアイランド現象を抑制することができる。

この発明の軽石を骨材とする保水性・透水性コンクリートは、ポーラスであるから軽量で断熱性があり、かつ透水性および保水性を有するので、ビル屋上の防水コンクリートの表面を覆うと、植栽を施さなくても、少ない荷重で断熱およびヒートアイランド現象を抑制することができる。

屋上にアスファルトの露出防水層を施すことが普通に行われているが、防火上、アスファルトの防水層を露出させることは好ましくない。

そこで、アスファルトの露出防水層の上に、軽石を骨材とする保水性・透水性コンクリートを敷き詰めると、軽量で断熱性を有するから、屋上に対する少ない荷重負担でアスファルトの露出防水層を火災から保護することができ、屋上を保温することができる。

また、植裁のように土壌を使用しないし、植物の枯葉などを生じないので、配水管を詰まらせることはないのである。

（第２の実施形態）
本発明の保水性・透水性コンクリート１を打設する際に、図２の平面図に示すように、多数の小穴をあけた合成樹脂製のパイプ４を埋設しておき、乾燥したときに、このパイプ４に水を注入することにより、保水性・透水性コンクリートに水を含浸させることができる。使用する水として、貯水槽６に貯えた雨水などを使用すればよいのである。

なお、保水性・透水性コンクリートを打設する際に、多数の小穴をあけた合成樹脂製のパイプ４を埋設すると、砂を使用しないので、一部の小穴は塞がることがあっても、多くの小穴は水を通過させることができる。

（第３の実施形態）
軽石と、ポルトランドセメントと、水とを混練した状態の生コンクリートを、図３（ａ）の断面図に示すよう角部にテーパーを形成した型枠５に流し込んで、図３（ｂ）の断面図に示すような保水性・透水性のコンクリート・ブロック２を形成する。

特に、生コンクリートを型枠５に流し込む際に、粒度が３〜６mmの小さい軽石12を骨材とする生コンクリートを薄く流し込み、その上に粒度の大きい軽石11を骨材とする生コンクリートを厚く流し込んで軽量の保水性・透水性のコンクリート・ブロック２を形成する。

このように保水性・透水性のコンクリート・ブロック２の頂面および角部に粒度の小さい軽石12を使用することにより丈夫になって、角部の欠けを防止することができる。

このコンクリート・ブロックを屋上に敷き詰めて保水性・透水性の舗装を形成しても、第１および第２の実施形態と同様の効果を奏することができ、駐車場としても使用可能である。

この発明の保水性・透水性コンクリートを施した屋上の第１の実施形態の断面図、この発明の保水性・透水性コンクリートを施した屋上の第２の実施形態の平面図、この発明の保水性・透水性コンクリート・ブロックを作る型枠の断面図（ａ）、コンクリート・ブロックの断面図（ｂ）である。

符号の説明

１保水性・透水性コンクリート
２保水性・透水性コンクリート・ブロック
３屋上モルタル面
４パイプ
５型枠
11 軽石
12 粒度の小さい軽石

Claims

砂を混入することなく、かつ強度を補う添加剤を添加することなく、粒度３〜２０mmの軽石５０〜６２重量％とポルトランドセメント５０〜３８重量％との配合物に、水４０〜５０重量％を散布して混練した状態の生コンクリートを敷き詰めることを特徴とする保水性・透水性コンクリート舗装方法。
多数の小穴をあけたパイプを埋設しておき、乾燥したときに、このパイプに水を注入することにより、保水性・透水性コンクリートに水を含浸させることを特徴とする請求項１に記載の保水性・透水性コンクリート舗装方法。
砂を混入することなく、かつ強度を補う添加剤を添加することなく、粒度３〜２０mmの軽石５０〜６２重量％とポルトランドセメント５０〜３８重量％との配合物に、水４０〜５０重量％を散布した混練して状態の生コンクリートを型枠に入れて固めた保水性・透水性コンクリート・ブロック。
上層部に粒小の軽石を使用し、中・下層部に粒大の軽石を使用したことを特徴とする請求項３に記載のブロック。