JP4233816B2 - 構築用軽量ブロック及びブロック素材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック材や紙材等を材料として軽量に形成された構築用の軽量ブロック及びブロック素材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構築用の軽量ブロックには、発泡スチロール製のものがあり、軽量に形成すべき構築物の構築に適用されている。しかし発泡スチロール製軽量ブロックは施工までの間に物とぶつかったり、人が踏み付けたりしたときに変形したり破損したりし易い上、酸や油等によっても侵され易いので、構造体に悪影響を与えるおそれがあり、使用範囲もおのずと制限がある。
【０００３】
また従来の軽量ブロックは発泡スチロールを使用するため、全経費がスチロール材の価格に左右されることとなり、他のブロックの材料費と比較すると不利であり、コスト高でもある。発泡スチロール材に骨材を混合して強度を向上させると同時に経費を節減するという技術がある訳ではなく、軽量ブロックの経済性を改良する方法は知られていない。
【０００４】
さらに、従来の軽量ブロックには、材料である発泡スチロールの強度不足という問題がある。特に、ボルト等を用いた軽量ブロック同士の結合は殆んど期待できないので、従来の軽量ブロック同士の結合方法は面同士の接着のような極く限られたものとなり、構築物の構造などに制限が生じ用途を狭ばめることになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の点に着目してなされたものであって、その課題は、外力による破損や薬品等による変質その他使用前に加えられ得る事態から悪影響を受けにくい構築用軽量ブロックを提供することである。本発明の他の課題は、発泡スチロールのようなプラスチック材や紙材等の分量及び経費を低く抑えることができる構築用軽量ブロックを提供することである。また本発明の他の課題は、強度上の問題を克服し、用途の制限を考えなくて良い構築用軽量ブロックを提供することである。また本発明の他の課題は、構築用軽量ブロックに好適に使用される軽量なブロック素材を提供することである。
【０００６】
前記の課題を解決するために本発明は、プラスチック材や紙材等を材料とし、肉抜き構造を有する少なくとも２個以上のブロック素材を重ねたブロック本体を有し、ブロック同士の結合のための接続部を設けるブロック素材の隅部において断面を厚く形成し、ブロック本体の外表面を収縮変形が少なくかつまた硬質な材料により成る外殻によって被覆した構成を有し、ブロック素材の平面的な形態を有する一面に溝部を複数設け、そこを外殻の構成材が埋めてリブの補強構造を形成し、リブは、リブ間に張設された状態にある平面部と一体化した応力外皮構造を形成するという手段を講じたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の構築用軽量ブロックは、発泡成形によって軽量に形成されたものを対象とする。従って最も広義には発泡コンクリートの類を包含することになるが、基本的には最も軽量なブロックに属する、発泡プラスチック製や紙製、木製等のブロック素材を有するものが主な対象となる。
【０００８】
本発明の構築用軽量ブロックは、少なくとも１個のブロック素材、又は２個以上のブロック素材を組み合わせたブロック本体を中核に有する。複数個のブロック素材を用いる場合その組み合わせ方は任意であり、結合部材を使用する組み合わせでも良いし、結合部材を使用しない組み合わせでも良く、また接着材を用いるかどうかも必要に応じて選択することができるものとする。しかし、複数個のブロック素材が１個のブロック素材のように一体化している方が望ましいことである。
【０００９】
ブロック素材としては、一種類でなく、例えば一面に平面的な形態を有し、他の一面に肉抜き構造を設けて軽量化を進めたブロック素材Ａと、両面に肉抜き構造を設けて軽量化を最高度に高めたブロック素材Ｂとを有していることが望ましい。これらを組み合わせる場合、肉抜き構造側においてブロック素材ＡとＡ又はＡとＢ又はＢとＢとを重ね合わせる。
【００１０】
肉抜き構造は、単なる軽量化のためだけのものではなく、肉抜きをしない場合における構造強度に近い構造強度が保存されるように設けなければならない。この構造強度の保存によって、軽量化にも拘らず高い強度を持ち、かつ変形を防止し得るようになるものであることが望ましい。ブロック素材は、発泡プラスチック材や古紙などの紙材、粉砕された木材等を材料として、所要の形状、構造に型成形されたものより成る切断可能なものであって、切断を予定する箇所に切断指示線を設けることができる。
【００１１】
ブロック本体の外表面には、収縮変形が少なくかつまた硬質な材料より成る外殻を任意の方法によって被覆する。外殻には超高流動セメントペーストや各種の合成樹脂材料を使用可能である。また外殻に使用可能な合成樹脂材料は単独という訳ではなく、いわゆる強化プラスチック加工技術を適用することができる。外殻は、収縮変形が無いと考えられるコンクリート及び収縮変形が少ないと考えられるプラスチックを材料とすることにより、内部ブロック素材との間に悪影響が生じないようになっているものである。
【００１２】
適用し得る被覆方法としては合成樹脂材料やセメントペーストでは、流し込み、浸漬、吹き付け、塗着等の方法がある。外殻は、中核となっているブロック素材に密着し、一体となって本発明の構築用軽量ブロックを構成するものである。従って、外殻を構成する合成樹脂材料、セメントペースト等には、中核のブロック素材を構成する発泡プラスチックと親和性のある材料が使用される。
【００１３】
ブロック素材Ａの、平面的な形態を有する一面には溝部が多数設けられ、そこを埋める外殻の構成材はリブとなり補強構造を形成している。この補強構造は障子の骨の如くであり、リブ間の外殻は障子の紙の如くであるので、恰も障子や襖のように軽量な応力外皮構造（膜応力構造）を構成している。従って外殻は中核のブロック本体と一体となり応力外皮構造によって補強するものである。
【００１４】
なおまた、本発明の軽量ブロックは、所定の大きさの正方形を最小単位とし、その整数倍の大きさの正方形又は長方形を形作る平面形状を有するものとする。本発明の軽量ブロックは、ブロック素材の断面を要所で厚く形成し、その箇所にブロック同士の結合のための接続部を設けている。この接続部は、上記の最小単位の正方形の四隅に相当する箇所に設けるものとする。
【００１５】
なお、本発明における構築用軽量ブロックの軽量とは、特に定義付けられている訳ではなく、従って在来の軽量ブロックと同様の意味にまで拡張し得る。しかしながら、これまで発泡スチロール製ブロックとして使われているブロックに代替されるものとして開発したという経緯を考慮すると、水に浮く、超軽量ブロックの方が本発明の実体に近い。従って、比重１未満という点に本発明の構築用ブロックの特徴を見出すことができる。
【００１６】
【実施例】
以下図示の実施例を参照して本発明の構築用軽量ブロックをより詳細に説明する。
【００１７】
図１ないし図７は、本発明の軽量ブロック１０を構成するブロック素材Ａを示している。ブロック素材Ａは平面的な形態の第１面１１と肉抜き構造を有する第２面１２とから成る扁平なパネル状の部材であり、第１面１１には縦横多数の溝部１３が方形格子状に設けられており、その内、太い溝部１３′は第１面１１を十字状に仕切って正四分しているので、それらの一つは最小単位の正方形を構成している。従って、最小単位の正方形の四隅に相当する箇所には接続部１４が設けられている。例示の接続部１４は表裏貫通状のもので、ボルトを挿通可能であり、２個１組として放射状に配置されている。
【００１８】
第２面１２には肉抜き構造として、規則的かつ全体に均等に凹状の肉抜き部
１５が設けてあり、縦横に桟状に残された突部１６が、平面的な形態を提供している第１面（表面）の板状部分とともに、構造強度を負担している。裏面（第２面）のそうした凹凸模様は、表面の四分された溝模様の位置と位置的に対応しており、太い溝部１３′に相当する位置は第２面１２を十字状に仕切って正四分する太い梁１７となっている。突部１６及び太い梁１７には、ブロック素材同士を重ね合わせ一体化する手段の一部として、軸体１８を嵌め合わせる小穴１９が多数設けられている。図６（ｂ）参照。
【００１９】
図８ないし図１２は、本発明の軽量ブロック１０を構成するブロック素材Ｂを示している。ブロック素材Ｂは両面２１、２２共同様の肉抜き構造を有する扁平なパネル状の部材であり、肉抜き構造として、規則的かつ全体に均等に凹状の肉抜き部２５が縦横の桟状の突部２６によって仕切られた構造を有する。その平面形状はブロック素材Ａと同形とし、両面共十字状に仕切って正四分し、その内の一つが最小単位の正方形を構成するようになっている。また接続部２４として、ブロック素材Ａと同様に貫通孔が最小単位の正方形の四隅に放射状に２個１組で設けられているので最高度の軽量化がなされたものである。
【００２０】
ブロック素材Ｂの両面２１、２２に設けられている肉抜き構造は、規則的かつ全体に均等に設けられた、貫通状の肉抜き部２５であり、各肉抜き部２５は突部２６で仕切られた状態にある。両面２１、２２の肉抜き部２５、２５は位置的に対応して平面形状を正４分した太い梁２７によって４箇所の領域に分けられており、突部２６及び太い梁２７には、前記軸体１８を嵌め合わせる小穴２９が多数設けられている。
【００２１】
このような構成を有するブロック素材Ａ及びＢは、発泡スチロールの型成形品として製造される。従って両ブロック素材Ａ、Ｂ共に必要に応じて切断可能であり、その場合を予定して切断指示線２３を両面２１、２２の太い梁１７、２７の部分に設けている。また、両ブロック素材Ａ、Ｂの外側面には溝部１３″が設けられている。
【００２２】
図１３ないし図１５は、上記のブロック素材Ｂの両面に夫々ブロック素材Ａを重ね合わせて３層のブロック本体３１を形成した状態を示している。３層のブロック素材Ａ、Ｂ、Ａは、夫々肉抜き構造側を重ね合わせ面とし、かつ軸体１８を各小穴１９、２９に嵌め合わせ、一体化されている。
【００２３】
ブロック本体は、ブロック素材Ａを２枚合わせとした態様でも構成することができる。そのブロック本体３２の例を図１６ないし図１８に示す。この場合においても２個のブロック素材Ａ、Ａは夫々の肉抜き構造側を重ね合わせ面とし、かつ各小穴１９、１９に軸体１８を嵌め合わせ、一体化されている。２枚合わせのブロック本体は符号３２で示されている。
【００２４】
これらのブロック本体３１、３２は軸体１８により一体に結合されているが、特に必要がない限り接着剤を用いなくても良い。しかし必要に応じてブロック素材同士を接着することは自由である。
【００２５】
ブロック本体３１…は、外表面を合成樹脂材料より成る硬質な外殻３３によって被覆され、図１９及び図２０に示した構築用軽量ブロック１０が形成される。合成樹脂材料によって外殻３３を被覆するために、成形型内にブロック本体３１…を配置し、ブロック本体外表面と成形型面との間に合成樹脂材料を流し込み、その硬化完了後、型を外し、図１９に示した製品を得た。ブロック素材Ａの平面的形態を有する第１面１１には溝部１３及び太い溝部１３′が設けられており、外殻３３を構成する合成樹脂材料は溝部１３に入り込んでそこを埋めることにより小リブ３５を形成し、また太い溝部１３′に入り込んだものは外方へも突出して大リブ３５′を形成し、大小各リブ３５、３５′は縦横に交叉するとともに、リブ間に張設された状態にある平面部３６と一体化し、外殻３３に及ぶ外力を各リブ３５、３５′と平面部３６とで負担することにより単位曲げ強さが増大された応力外皮構造を形成することとなる（図２０参照）。
【００２６】
大リブ３５′は、上記構造機能のほかに、ブロック同士を積む際の位置合わせの役割も果たす。この大リブ３５′と嵌合する嵌合相手３７の凹部は、構築用軽量ブロック１０の下面において大リブ３５′と同じ位置関係で設けられている。斯くして完成品となった本発明の構築用軽量ブロック１０の寸法、重量関係の例について触れておくと、図１９に示すものは１．０×１．０×０．３メートルの外形寸法を持ち、容積０．３立方メートルであるのに対して重量は３７キログラムであり、比重０．１２であった。当該数値は１例であり、何等拘束を受けるべきものでもない。上記の例の軽量ブロック１０は、構築用ブロックに要求される強度試験（平板載荷試験）をパスする。
【００２７】
図２１以下は、本発明の構築用軽量ブロック１０の適用方法に関するものであり、特に図２１ないし図２６は当該軽量ブロック１０の組み合わせ方法の例示である。図２１及び図２２は図１９の構築用軽量ブロック１０を複数個互いに辺を接して平面的に配置し、一体に連結する方法を示している。この場合、４個のブロック１０が接する箇所に連結プレート４１を上又は下から当てがい、連結プレート４１の８個の連結孔４２を４個のブロック１０の接続部１４であるボルト孔に位置合わせし、各連結孔４２から接続手段４３のボルトを接続部１４に差し込み、接続手段４３の相手４４であるナットにより締め付けて連結する。連結に使用するボルト本数は必要に応じて決めることができる。この方法は平連結と称する。
【００２８】
図２３及び図２４は、本発明の構築用軽量ブロック１０を上下に積み重ねて連結する方法を示しており、上位のブロック１０は下位のブロック１０の複数個に跨って、かつまた夫々の接続部１４の位置が一致するように組み合わされる。つまり上位のブロックは下位の複数個のブロックを連結し、また下位のブロックも上位の複数個のブロックを連結する。連結は平連結の場合と同様に上下ブロックの接続部１４のボルト孔に接続手段４３′の長ボルトをワッシャとともに夫々セットし、接続手段の相手４４′であるナットにより締め付けて連結する。この方法を積み連結と称する。
【００２９】
図２５及び図２６は、本発明の構築用軽量ブロック１０に使用するブロック素材Ｂを配筋とコンクリートを用いて連結する方法を示しており、ブロック素材Ｂをより大規模に連結するのに適している。ブロック素材Ｂは前後左右に敷き並べるとともに上下に積み重ねられ、夫々の肉抜き部２５に配筋４５を施し、肉抜き部２５及び各ブロック間にコンクリート４６を充填する。この例は、構築用軽量ブロック１０だけではなくブロック素材Ａ、Ｂもそのままで施工に使われることがあることを示している。
【００３０】
図２７ないし図２９は、図１９に示した本発明の構築用軽量ブロック１０にクッション材４７を付属させかつ表面に仕上げ材４８として舗装タイルを接着剤を用いて張り付けたものを示している。このクッション材４７は、合成樹脂材料から成る成形品であり、弾力性を有する部材としてブロック側面に装着することによって外力を吸収することを目的とする。
【００３１】
図３０ないし図３５は、本発明の構築用軽量ブロック１０を用いた工法の例示であり、その内でも特に軽量盛土工法に属するものを示すものである。図３０は軟弱地盤５０に盛土をする必要がある場合に、本ブロック１０を用いて盛土５１を構築し、軽量でしかも確固とした基礎地盤を設けることができるという例示である。５２は覆土、５３は盛土上の道路を示す。図３１は、地盤５５上に構築した自立壁５６を示す。地盤内から立ち上げた自立壁５６は全て本ブロック１０によって築成され、側壁５７によって囲まれており、最上部には道路５８が設置されている。図３２は地盤６１上にシート材６２を敷き、その上に本ブロック１０を積み重ねて道路基盤６３を構築した例であり、その上に道路６４が設置されている。
【００３２】
図３３（ａ）に示すものは、橋台や擁壁の裏込め断面に本ブロック１０を適用した例であり、基礎６５に、本ブロック１０を敷き、その上にＬ型擁壁６６を設置し、その上にさらに本ブロック１０を積み重ね、最後にタイル等から成る仕上げ材６７を施工したものである。図３３（ｂ）は構造物６８の埋め戻し断面を示しており、構造物は基礎６５上に設置され、地盤６９までの間を本ブロック１０で埋め戻す。図３４（ａ）は盛土７１の造成に本ブロック１０を使用する例であり、図３４（ｂ）は急傾斜地に対する盛土７２を示している。符号７３は側壁である。図３０〜図３４に見るとおり、既存の軟弱地盤に代わって本ブロック１０がしっかりとした地盤を提供しており、しかも改良された地盤は著しく軽量であるため沈下抑制という利点を新たに発揮することになる。
【００３３】
図３５は本ブロック１０を用いて、浮き島８０を構築する例を示す。浮き島８０は、本ブロック１０を矩形枠状に組んで島本体８１を構築し、それに落下防止用ネット８２や緑化スペースに用いるための緑化土のう８３及び囲み壁８４を取り付けたもので、水面に浮かべて使用する。
【００３４】
図３６は本ブロック１０を用いて、地盤改良を行うことができるという例示である。この場合、既存地盤８５を所定深さまで堀り下げ、本ブロック１０による改良地盤８６を構築し、その根入れ効果を利用すべく住宅基礎８７を構築したものである。このため単なる地盤改良にととどまらない浮遊岩盤と同等の強化地盤を得ることができる。
【００３５】
図３７は本ブロック１０に使用するブロック素材Ａ、Ｂ、Ｂ′を用いて、屋上緑化装置を構築する場合の例である。屋上は本ブロック１０を床とし、その上に防水シート９１を敷き、要所にデッキ材９２を設置したものである。図３７（ａ）に記入されている矢印は水捌け方向を示しており、中央部から左右のドレーン９３に向かっている。また図３７（ａ）において不規則な曲線で囲んだ周辺部分は土壌９４を示しており（図３７（ｃ）参照）、これを培地として各種の植物を生育させることができる。図３７中、９５は防根シート、９６は土留め用パイプ、９７はドレーンを夫々示す。最下層等要所には熱アスファルトを使用して漏水を防止する防水工が施される。
【００３６】
これらの工法の実施に当たり使用されるブロック等は、本発明の構築用軽量ブロック１０とその構成材であるブロック素材Ａ及びブロック素材Ｂであり、それらは図２１〜図２６を用いて説明した方法によって連結されたものである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成されかつ作用するものであるから、著しく軽量であるにも拘ず強固な外殻によって、外力による破損や薬品等による変質、その他使用前に加えられ得る事態から悪影響を受けることが少ない。本ブロックを構成するブロック本体は大きな割合の肉抜き構造を有しているので発泡プラスチック材の使用割合が相対的に減少することとなり、製造コストを低く抑えることができ、また強度上の問題が解消され、用途制限を考えなくて良い構築用軽量ブロックとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係る構築用軽量ブロックに用いるブロック素材Ａの実施例を示す平面図。
（ｂ）同上の側面図。
【図２】図１（ａ）のものの下面図。
【図３】同上の上面側の斜視図。
【図４】同じく下面側の斜視図。
【図５】図１（ｂ）の端部の拡大図。
【図６】（ａ）図５と同様な箇所の断面図。
（ｂ）ブロック素材同士を一体化する手段の軸体を示す側面図。
【図７】図２の角部を拡大した下面図。
【図８】（ａ）本発明ブロックに用いるブロック素材Ｂの実施例を示す平面図。
（ｂ）同上の側面図。
【図９】図８（ａ）のものの下面図。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線断面図。
【図１１】図８（ａ）の上面側の斜視図。
【図１２】同じく下面側の斜視図。
【図１３】ブロック本体の１実施例を示す斜視図。
【図１４】同上の側面図。
【図１５】同じく断面図。
【図１６】ブロック本体の他の実施例を示す斜視図。
【図１７】同上の側面図。
【図１８】同じく断面図。
【図１９】本発明の構築用軽量ブロックの実施例を示す斜視図。
【図２０】（ａ）図１９のブロックの要部拡大断面図。
（ｂ）同じブロックの外殻構造を示す拡大断面図。
【図２１】本発明のブロックを連結したものを示す斜視図。
【図２２】連結部を拡大した断面図。
【図２３】本発明のブロックを積み連結したものを示す斜視図。
【図２４】同上の連結部を拡大した断面図。
【図２５】本発明のブロック素材を積み連結したものを示す斜視図。
【図２６】同上の連結部を拡大した断面図。
【図２７】本発明のブロックにクッション材を設けたものを示す斜視図。
【図２８】同上のものの側面図。
【図２９】同じく横断面図。
【図３０】本発明のブロックの適用例である盛土の断面図。
【図３１】同じく自立壁の断面図。
【図３２】同じく仮設道路の断面図。
【図３３】（ａ）同じく裏込め部の断面図。
（ｂ）同じく埋め戻し部の断面図。
【図３４】（ａ）同じく盛土造成地の断面図。
（ｂ）同じく急傾斜地の断面図。
【図３５】同じく浮き島の全体及び分解状態を示す斜視図。
【図３６】同じく地盤改良の実施例を示す要部断面図。
【図３７】（ａ）同じく屋上緑化の実施例を示す平面図。
（ｂ）図３７（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
（ｃ）同じくＣ部拡大図。
（ｄ）同じくＤ部拡大図。
【符号の説明】
Ａ、Ｂブロック素材
１０ 構築用軽量ブロック
１３、１３′ 溝部
１４、２４ 接続部
１５、２５ 肉抜き部
１６、２６ 突部
１８ 軸体
３１、３２ ブロック本体
３３ 外殻
３５、３５′ リブ
３６ 平面部

Claims (4)

1. プラスチック材や紙材等を材料とし、肉抜き構造を有する少なくとも２個以上のブロック素材を重ねたブロック本体を有し、ブロック同士の結合のための接続部を設けるブロック素材の隅部において断面を厚く形成し、ブロック本体の外表面を収縮変形が少なくかつまた硬質な材料により成る外殻によって被覆した構成を有し、ブロック素材の平面的な形態を有する一面に溝部を複数設け、そこを外殻の構成材が埋めてリブの補強構造を形成し、リブは、リブ間に張設された状態にある平面部と一体化した応力外皮構造を形成していることを特徴とする構築用軽量ブロック。
2. ブロック本体は、一面に平面的な形態を有し、他の一面に肉抜き構造を有するブロック素材Ａと、両面に肉抜き構造を有するブロック素材Ｂとから成り、肉抜き構造側にてブロック素材ＡとＡ、又は、ＡとＢとＡとを順にそれぞれ肉抜き構造側にて重ね合わせてブロック本体を構成している請求項１記載の構築用軽量ブロック。
3. ブロック素材は、発泡プラスチック材より成る切断可能なものであって、切断を予定する箇所に切断指示線が設けられている請求項１又は２記載の構築用軽量ブロック。
4. ブロック素材の隅部には、ボルトを挿通可能な表裏貫通状の接続部を設け、かつ、ブロック素材の裏面には、ブロック素材同士を重ね合わせ一体化する手段として、軸体を嵌め合わせる小穴を、肉抜き構造に桟状に残された突部及び梁に複数個所設けたことを特徴とする請求項２記載の構築用軽量ブロック。

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