JP4235019B2

JP4235019B2 - Water-retaining porous concrete molded body and method for producing the same

Info

Publication number: JP4235019B2
Application number: JP2003094822A
Authority: JP
Inventors: 雅之石原; 隆本田; 正博懸川; 健之君島; 昌夫草野
Original assignee: Nichiha Corp; Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Nichiha Corp; Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004299965A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築外構や広場公園、駐車場や歩道等に適用されるコンクリートブロック等のコンクリート成形体であって、透水性と保水性とを同時に兼ね備えたポーラスコンクリート成形体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年都市化が進むにしたがって、コンクリート構造物やアスファルト舗装により地表面が覆われた市街地では、市街地近郊との温度差による都市型集中豪雨やヒートアイランド現象が顕著になってきており、その対策が急務となっている。
現在、これらの現象に対する対策として、市街地の緑化や地表面の透水性改善の検討が行われているが、ヒートアイランド現象と路面上の排水不良とを合わせて解消するためには、透水性と保水性を有するのみではなく、歩道や車道にも適用できる強度を持ったコンクリート硬化体を使用しなければならない。
【０００３】
地表面の透水性改善策の１つに、ポーラスコンクリートを市街地に敷設する方法が検討されている。この透水性を有するポーラスコンクリートとして、従来から、即時脱型成形用ポーラスコンクリートが製造されている。この製造方法は、セメント系粉体、粗骨材、減水剤や吸水性樹脂等と水とを空隙を有する状態に混練して即時脱型成形する方法がとられている。これらのポーラスコンクリートは連続した空隙を有するため、ポーラスコンクリートに吸収された雨水は直ちに浸透し、外部に排水される。
【０００４】
しかし、粗骨材の間隙の一部を充填しているセメントスラリー硬化体は密実であるため、ポーラスコンクリートに雨水を保有する能力（保水性）はほとんど無いのが実情である。すなわち、従来のポーラスコンクリートでは市街地における路面上の排水不良又は集中豪雨による河川の氾濫等については有効であるが、ポーラスコンクリートの内部に保有できる水分が少なく、水分が蒸発する際の気化熱が僅かであるため、周辺を冷却する効果は期待することができない。
このため、従来の透水性を有するポーラスコンクリートでは市街地のヒートアイランド現象を抑制するには充分でなかった。
【０００５】
また、コンクリートの透水性あるいは保水性に関しては、コンクリート屑やガラス屑のリサイクル廃材を利用した透保水率制御材料が特許文献１に提案されている。微細連続空隙を有する軽量骨材を内部に混入することによって保水性を持たせたコンクリート硬化体が特許文献２に提案されている。この他に、植栽用の保水性ポーラスコンクリートとして、骨材に火山礫や焼成フライアッシュ等の多孔質物質を利用したものが特許文献３に、植物繊維を配合したものが特許文献４に提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平10−59756号公報（特許請求の範囲、第2〜3頁）
【特許文献２】
特開2001−158676号公報（特許請求の範囲、第2〜3頁）
【特許文献３】
特開平10−136773号公報（発明の実施の形態、第2頁）
【特許文献４】
特開2002−173353号公報（特許請求の範囲、第2〜3頁）
【０００７】
〔従来技術の問題点〕
しかしながら、これらの特許文献１〜４に記載されたコンクリートでは、保水性が比較的高めになり、植栽、あるいは動植物育成性に寄与できる保水性を維持できるが、透水性が乏しくなり、両者相並び立たない状態であり、保水性と透水性とを程良く有するコンクリートを実現するには至らない。
【０００８】
また、木質材料が用いられるコンクリートでは、用いられている木質系繊維やパルプ系繊維等の繊維から抽出される有害成分により、セメントの凝結遅延や硬化不良を生じ、コンクリート強度を著しく低下する恐れがある。例えば、繊維成分であるタンニン、フミン酸等が、水和過程中にペーストのＰＨ上昇に伴い外部へ溶出し易くなり、セメントから遊離したＣａ^＋２等と結合して塩を生成し、生成された塩がセメント粒子を覆ってセメントの生成が抑制される。このため、特許文献４では、使用できる繊維を限定し、入手が容易でありかつ安価である木質系繊維より種子毛繊維である「綿」を好ましいものとして挙げており、これにより必要な保水性と強度とが具備された。しかし、この場合でも透水性がなく、ヒートアイランド現象の抑制機能を有しているものとはなっていない。
【０００９】
コンクリートにパルプ系繊維（新聞紙、段ボール紙等）を添加した場合、パルプ系繊維を細分化した状態（乾燥した状態）では練り混ぜが不可能で、練り混ぜを可能とするためにはパルプ系繊維を水で溶いた状態にしなければならない（例えば、パルプ：水＝１：２０以上でなければ練り混ぜることが不可である）。パルプを水で溶いた状態でコンクリートに使用する場合には、コンクリートに必要な水をパルプが保水するため、十分なフレッシュ性状を確保することができなくなる。
【００１０】
また、コンクリートに木質系繊維（木片や木毛等）やパルプ系繊維（新聞紙、段ボール紙等）を使用した場合には、繊維との付着力が弱いものではあるけれども、セメントペースト（水＋セメント）が十分ある場合には全体として付着面積が大きくなり結合力が弱くなることはないが、透水性と保水性の両方を付加させようとする場合には、コンクリートをポーラス化しなければならず、セメントペーストを少量にしなければならないため、結合力低下の可能性が大きくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みて成されたものであり、それを解決するため具体的に設定した課題は、透水性と保水性との両方を兼ね備えるとともに高い強度を有して、市街地のヒートアイランド現象を抑制できるコンクリート成形体にした保水性ポーラスコンクリート成形体及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため鋭意研究の結果、本発明者等は透水性を有するコンクリート製品の原料として、従来の骨材に代わってセメントと木質材料とを含んだ硬化体（以下、木質材料・セメント硬化体という）を破砕した材料を使用することによって、保水性を高めるとともにコンクリート強度を維持できることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明による保水性ポーラスコンクリート成形体は、木質材料・セメント硬化体の破砕物とからなるポーラスコンクリート成形体であり、ポーラスコンクリートの連続した粗大空間と木質材料内に含まれる微細な空隙とからなる保水性および木質材料自体の有する保水性を備えることにより、その組成物を成形硬化して得られる成形体が、透水性と保水性との両方を有するコンクリート成形体となる。これを具体的には以下のように構成する。
【００１３】
請求項１に係る保水性ポーラスコンクリート成形体は、ポーラスコンクリートの骨材として、破砕後の平均粒径が５〜１５ｍｍの木質材料・セメント硬化体の破砕物が含有されていることを特徴とするものである。
これにより、ポーラスコンクリートの連続した粗大空間と、木質材料・セメント硬化体を破砕した材料内に含まれる微細な空隙と、木質材料自体の有する保水性とが、透水性と保水性とを兼ね備えることに効果的に機能し、その組成物を成形硬化することによって得られるコンクリート成形体は、必要な強度を有すると共に効果的に透水性と保水性とを具備でき、ヒートアイランド現象の抑制に寄与できるコンクリート製品を提供することができるようになる。
【００１４】
また、請求項２に係る保水性ポーラスコンクリート成形体は、前記木質材料・セメント硬化体が蒸気養生又はオートクレーブ養生により養生硬化されていることを特徴とする。
これにより、木質材料・セメント硬化体を骨材として利用しても、セメントの凝結遅延や硬化不良を引き起こすことなくすみやかに凝結硬化し、必要な強度を有するコンクリート成形体が生成され、しかも、骨材としての木質材料・セメント硬化体には、木質系外装材のリサイクル材が利用可能になる。
【００１５】
また、請求項３に係る保水性ポーラスコンクリート成形体は、前記木質材料・セメント硬化体がパルプとセメントを主原料とするパルプ系外装材及び／又は木片・木繊維とセメントを主原料とする木質系外装材であることを特徴とする。
これにより、パルプ系外装材及び木質系外装材であっても有害成分の溶出を抑止して十分な強度を有するコンクリート成形体を生成することができるとともにリサイクル材の利用が可能になる。
【００１６】
また、請求項４に係る保水性ポーラスコンクリート成形体は、成形体組成物の配合が、セメント100重量部に対して、前記破砕物を30〜200重量部、水を10〜30重量部としたことを特徴とする。
これにより、硬化前には適度な流動性と混合物としての練混硬さとを有するフレッシュコンクリートとなり、硬化後には適切な空隙を確保したポーラスコンクリートを実現することができるようになる。
【００１７】
また、請求項５に係る保水性ポーラスコンクリート成形体の製造方法は、セメント１００重量部に対して、破砕後の平均粒径が５〜１５ｍｍの木質材料・セメント硬化体の破砕物を３０〜２００重量部混合し、さらに骨材及び／又は混和材を０〜２００重量部、水を１０〜３０重量部の配合量で混合し、練り混ぜ、所定の型枠に打ち込み、即時脱型して成形した後、養生することにより、コンクリート成形体に透水性と保水性とを具備させたことを特徴とするものである。
これにより、透水性・保水性及び必要な強度を有するコンクリート製品を製造することができるようになり、透水係数及び曲げ強度が規定されているインターロッキングブロックや歩道、車道用のブロックのみならず、エクステリア製品としても適用可能であり、これらを利用することによりヒートアイランド現象の抑制に寄与できるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
なお、実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００１９】
〔構成〕
この実施の形態における保水性ポーラスコンクリート成形体は、ポーラスコンクリートの骨材にセメントと木質系材料とを含んだ外装材（以下、木質系外装材という）等に代表される木質材料・セメント硬化体を破砕した破砕物が含有されているものである。これにより、ポーラスコンクリートの連続した粗大空間と、木質材料・セメント硬化体を破砕して得た材料内に含まれる微細な空隙及び木質材料自体の持つ毛細管（繊維）を通路として、容易に水の出入りがコンクリート内部にまで起こることによる保水性が向上することにより、その組成物を成形硬化して得られた成形体が透水性と保水性とを兼ね備えることになり、木質材料・セメント硬化体自体の強度が高いため成形体も必要な強度を維持することができ、都市のヒートアイランド現象の緩和に寄与できるとともに木質系外装材等の廃材を（リサイクル材として）再利用する道を開くことができるようになる。
【００２０】
木質材料・セメント硬化体は、蒸気養生またはオートクレーブ養生で養生硬化されたものを使用する。これによって、木質材料・セメント系硬化体の養生過程において、凝結遅延や硬化不良を起こすことなく強度が確保された木質材料・セメント系硬化体が得られ、これを破砕した破砕物をポーラスコンクリートに混入することによってポーラスコンクリートの強度が高められる。
また、前記木質材料・セメント硬化体を、パルプとセメントを主原料とするパルプ系外装材及び／又は木片・木繊維とセメントを主原料とする木質系外装材とする。これにより、十分な透水性と高い保水性が得られるとともに廃材を利用することが可能になり、環境にも好ましいものとなる。
【００２１】
この保水性ポーラスコンクリート成形体は、コンクリート配合組成物を流し込み法又は即時脱型方式により製造する。具体的には、セメント20〜50重量％と木質材料・セメント硬化体を破砕して得られる80〜50重量％とからなる組成物を、水とともに水セメント比を10〜25重量％の配合で練り混ぜてフレッシュ・コンクリート（まだ固まらないコンクリート）とする。このフレッシュ・コンクリートを所定の型枠に打ち込み、即時脱型して成形し、蒸気養生又はオートクレーブ養生により養生して硬化させる。
この製造方法により、1.0ｃｍ／ｓｅｃ以上の透水係数、0.1ｇ/ｃｍ^３以上の気乾吸水率、3.0Ｎ／ｍｍ^２以上の曲げ強度を有する透水性及び保水性を有する保水性ポーラスコンクリート成形体が得られる。
【００２２】
つぎに、用いられる原料について詳細に説明する。
セメントは、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等、ＪＩＳに規定されているものであれば特に限定されない。
木質材料・セメント硬化体の代表例としての木質系外装材は、通常セメントと珪酸質原料とフライアッシュやスラグ粉等の無機質混和材と有機質繊維混合材（パルプ、木繊維、木チップ）及び必要に応じて混和剤を含んでなる組成物を成形し、養生硬化したものである。
【００２３】
この木質系外装材の比重は1.0程度であり、内部に有機質繊維混合材以外の細孔である空隙を多く含んでいるものがより好ましい。
この木質系外装材をクラッシャーラン等の破砕機により破砕したものを用いる。破砕後の大きさは、平均粒径で5〜15ｍｍの範囲が好ましく、最大粒径は30ｍｍ以下が好ましい。
【００２４】
骨材は、必要に応じて添加されるものであるが、コンクリート製品の耐磨耗性と透水性を高める場合には好んで用いられる。
このうち粗骨材は平均粒径が2.5〜13ｍｍである６号砕石又は７号砕石を用いることが好ましい。
【００２５】
混和材は、高炉スラグ微粉末、石灰石粉、フライアッシュ、シリカフューム、石炭灰、溶融スラグ、ガラスカレット等が使用できる。高炉スラグ微粉末、石灰石粉、フライアッシュ、シリカフュームは、いわゆるポラゾン反応やマイクロフィラー効果を奏する混和材であり、混和材を含むセメントペーストが木質系外装材の破砕物又は骨材との付着強度、およびマトリックス自体の強度を改善する効果を有するものである。
【００２６】
また、その他の混和剤として減水剤、または高縮合トリアジン誘導体またはポリカルボン酸系化合物を主成分とする高性能減水剤及び高性能ＡＥ減水剤の中から選ばれた少なくとも１種を含む減水剤が使用できる。減水剤の使用量はセメント系粉体100重量部に対して0.5〜2.5重量部とすることが好ましい。減水剤の添加量が多いと即時脱型法によりコンクリート製品を製造する際にマトリックスが柔らかくなりすぎ、脱型後の成形体の変形に対する抵抗性を確保できない虞がある。
【００２７】
つぎに、材料の配合について詳細を説明する。
木質材料・セメント硬化体の代表例としての木質系外装材の配合量は、セメント系粉体100重量部に対して、木質系外装材の破砕物と骨材と混和材とを合わせた重量で100〜300重量部であることが好ましい。この範囲よりも混合量が多いとコンクリート製品の曲げ強度が低下し、耐久性（表面の耐磨耗性）が低下する虞があり、この範囲よりも混合量が少ないと、必要とされる空隙率が低下し、透水性と保水性に劣るコンクリート成形体となる。
【００２８】
骨材の配合量は、木質系外装材の破砕物と骨材と混和材との合計100重量部に対して、0〜60重量部であることが好ましく。この範囲よりも混合量が多く、しかも木質系外装材の破砕物の配合量が少ないとコンクリート成形体の保水性が低下する虞がある。また、骨材量に対してセメントと木質系外装材の破砕物と水とで構成される組成物が相対的に少なくなるため、砕石へのセメントペーストの付着が悪くなり、硬化後の成形体の曲げ強度が低下する虞がある。
【００２９】
混和材の添加量は、セメントと混和材の合計100重量部に対して、0〜40重量部が好ましい。混合量が40重量部以上になると、曲げ強度を得るために、セメントと混和材とを合わせた粉体量が多くなり、その結果、透水性が低下し易くなる。
【００３０】
コンクリート配合組成物の水／セメント比は、10〜25重量％が好ましい範囲であるが、10重量％以下では、混合物の性状が硬くなるため、ミキサー練り混ぜ時に均一になりにくい。また25重量％以上では、セメントペーストの流動性が増加し、ポーラスコンクリートとしての適切な空隙を確保できなくなる虞がある。
【００３１】
つぎに、コンクリート成形体の製造方法については、流し込み法、即時脱型法が適用できる。このうち以下では即時脱型法について説明する。
セメント系粉体と、木質系外装材の破砕物と、必要に応じて粗骨材、混和材を混合し、この混合物に水を添加して更に混合する。この場合、水セメント比は10〜30とするのが好ましいが、減水剤や混和剤の添加量によって適宜変更する。
この混練物を型枠に投入し、即時脱型成形する。成形の条件は、プレス圧0.01〜0.1Ｎ／ｍｍ^２、振動数2000〜12000ｖｐｍ、振幅0.2〜2.0ｍｍの条件で2〜10秒間程度行うのが好ましい。得られた成形体は常法に従って養生後、仕上げて製品とする。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例を具体的に説明する。
下記の実施例及び比較例に用いた原材料は以下のとおりである。
＜セメント＞
普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株）製）
＜木質系外装材の破砕物＞
パルプ系外装材：不燃材料スラグセメントパーライト板（パルプ等の有機繊維を含む）〔商品名：モエンサイデイングＭ（ニチハ（株）製）〕
木質系外装材：準不燃材料木繊維混入セメント珪酸カルシウム板〔商品名：モエンエクセラード（ニチハ（株）製）〕
＜粗骨材＞
６号砕石：６号砕石（粒径5〜13ｍｍ）
７号砕石：７号砕石（粒径2.5〜5ｍｍ）
＜混和材＞
溶融スラグ：粗粒率（ＦＭ） 3.28
高炉スラグ：比表面積 4090ｃｍ^２／ｇ
フライアッシュ：比表面積 3900ｃｍ^２／ｇ
砕砂：粗粒率（ＦＭ） 3.06
＜混和剤＞
減水剤：高性能ＡＥ減水剤
そして、パルプ系外装材と木質系外装材との２種の外装材をクラッシャーラン粉砕機を利用して下記表１に示した粒径に粉砕したものを使用した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
〔透水性、保水性、曲げ強度等の各確認試験〕
各実施例及び比較例について表２に配合を示す。
【００３５】
【表２】

【００３６】
この配合（示方配合）でセメント及び木質系外装材の破砕物をパン形強制攪拌式ミキサーに投入して空練りした後、混練水を投入し本練りした混練物を型枠に詰め、即時脱型成形した。即時脱型成形機での成形条件は、プレス圧力0.025Ｎ／ｍｍ^２、振動数3140ｖｐｍ、振幅1.4ｍｍ、加圧時間 5秒であった。得られた成形体を気中養生し、材齢28日において下記試験を行った。
【００３７】
気乾密度：測定する成形体の質量及び容積を測定して質量を容積で除した値
透水係数：（社）インターロッキングブロック舗装技術協会の透水試験
気乾吸水率：測定する成形体の質量を測定した後、水中に２４時間浸漬し、浸漬後の質量と浸漬前の質量の差を成形体容積で除した値
曲げ強度：（社）インターロッキングブロック舗装技術協会の曲げ強度試験（スパン１６０ｍｍ、中央一点載荷方法）
この結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】

【００３９】
以上の製造方法で得られた透水・保水性コンクリートブロックは、（社）インターロッキングブロック舗装技術協会のインターロッキングブロックの品質規格、透水性ブロックの品質規格をいずれも上回っており、しかも気乾吸水率は比較例１に示す従来のポーラスコンクリートに対して２〜３倍の値を示す。
【００４０】
〔凍結融解試験〕
実施例１５に示すコンクリートブロックと比較例１の透水性コンクリートブロックの凍結融解試験を下記要領により実施した。
＜試験方法＞
ＪＩＳＡ１１４８：コンクリートの凍結融解試験方法（Ｂ法）
この試験結果を表４に示す。
【００４１】
【表４】

【００４２】
〔表面温度測定〕
実施例１５（検討品）のコンクリートブロックと比較例１（比較品）に示す通常の透水性コンクリートブロックを路面上に並べ、それぞれの温度を測定した。測定位置は、ブロック表面より１ｃｍの位置とした。この結果を図１に示す。
図１では、×印で、前日が雨天であった８月の晴天日の外気温を示す。
この図１から明らかなように、検討品は比較品に比べ、表面温度が常時低く、比較品に比べ最大で 5℃低いことが判る。これにより、検討品のコンクリートブロック内に雨水が保水され、比較品よりも温度上昇が抑制されることが証明された。
【００４３】
〔実施例の作用効果〕
これらの結果より、従来のインターロッキングブロックと同等の強度特性と透水性とを有し、しかも２〜３倍の保水性能を兼ね備えた、新規なコンクリート成形体を構成することができた。
このようなコンクリート成形体としてインターロッキングブロックを製造し、歩道部分等に敷設することにより、降雨時には従来の透水性インターロッキングブロックと同等の優れた排水機能を発揮するとともに、水分の吸収・蒸発散による高温化防止等の今までできなかった多様な機能を発揮することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明における請求項１に係る保水性ポーラスコンクリート成形体では、ポーラスコンクリートの連続した粗大空間と、木質材料・セメント硬化体を破砕した材料内に含まれる微細な空隙と木質材料自体の有する保水性とが透水性と保水性とを兼ね備えることに効果的に機能し、その組成物を成形硬化することによって得られるコンクリート成形体は、必要な強度を有すると共に効果的に透水性と保水性とを具備でき、ヒートアイランド現象の抑制に寄与できるコンクリート製品を実現することができる。
【００４５】
また、請求項２に係る保水性ポーラスコンクリート成形体では、木質材料・セメント硬化体を骨材として利用しても、セメントの凝結遅延や硬化不良を引き起こすことなくすみやかに凝結硬化し、必要な強度を有するコンクリート成形体が生成でき、しかも、骨材としての木質材料・セメント硬化体には、木質系外装材のリサイクル材が利用可能になり、木質資源が有効に利用できる。
【００４６】
また、請求項３に係る保水性ポーラスコンクリート成形体では、パルプ系外装材及び木質系外装材であっても有害成分の溶出を抑止して十分な強度を有するコンクリート成形体を生成することができるとともにリサイクル材を利用することができる。
【００４７】
また、請求項４に係る保水性ポーラスコンクリート成形体では、硬化前には適度な流動性と混合物としての練混硬さとを有するフレッシュコンクリートとなり、硬化後には適切な空隙を確保したポーラスコンクリートを実現することができる。
【００４８】
また、請求項５に係る保水性ポーラスコンクリート成形体の製造方法では、透水性・保水性及び必要な強度を有するコンクリート製品を製造することができ、透水係数及び曲げ強度が規定されている歩道、車道用のブロックのみならず、エクステリア製品にも適用することができ、これらを利用することによりヒートアイランド現象の抑制に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の保水性ポーラスコンクリート成形体の実施例と比較例との表面温度の測定結果を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a concrete molded body such as a concrete block applied to a building exterior, a park, a parking lot, a sidewalk, etc., and relates to a porous concrete molded body having both water permeability and water retention and a method for producing the same. .
[0002]
[Prior art]
As urbanization progresses in recent years, urban heavy rain and heat island phenomenon due to temperature differences with the suburbs of urban areas have become more prominent in urban areas covered with concrete structures and asphalt pavement. It has become.
Currently, as countermeasures against these phenomena, greening of urban areas and improvement of water permeability of the ground surface are being studied, but in order to eliminate both the heat island phenomenon and poor drainage on the road surface, water permeability and water retention It must be hardened concrete that has not only properties but also strength that can be applied to sidewalks and roadways.
[0003]
As one of measures for improving the water permeability of the ground surface, a method of laying porous concrete in an urban area has been studied. Conventionally, porous concrete for immediate demolding has been manufactured as porous concrete having water permeability. In this production method, cement powder, coarse aggregate, water-reducing agent, water-absorbing resin, and the like and water are kneaded in a state having voids and immediately demolded. Since these porous concretes have continuous voids, rainwater absorbed by the porous concrete immediately permeates and is drained to the outside.
[0004]
However, since the cement slurry hardened body filling a part of the gap of the coarse aggregate is dense, the actual situation is that the porous concrete has almost no ability to retain rainwater (water retention). In other words, conventional porous concrete is effective for poor drainage on the road surface in urban areas or flooding of rivers due to torrential rain, but there is little water that can be held inside the porous concrete, and there is little heat of vaporization when the water evaporates. Therefore, the effect of cooling the periphery cannot be expected.
For this reason, conventional porous concrete having water permeability has not been sufficient to suppress the heat island phenomenon in urban areas.
[0005]
Moreover, regarding the water permeability or water retention of concrete, Patent Document 1 proposes a water permeability control material using recycled waste of concrete waste and glass waste. Patent Document 2 proposes a hardened concrete body having water retention by mixing a lightweight aggregate having fine continuous voids inside. In addition to this, as water-retaining porous concrete for planting, one using a porous material such as volcanic gravel or calcined fly ash as an aggregate is proposed in Patent Document 3, and one containing plant fibers is proposed in Patent Document 4. Has been.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-59756 (Claims, pages 2 to 3)
[Patent Document 2]
JP-A-2001-158676 (Claims, pages 2 to 3)
[Patent Document 3]
JP 10-136773 A (Embodiment of the Invention, page 2)
[Patent Document 4]
JP 2002-173353 A (claims, pages 2 to 3)
[0007]
[Problems of the prior art]
However, in the concrete described in these Patent Documents 1 to 4, the water retention is relatively high, and the water retention that can contribute to planting or plant and animal growth is maintained, but the water permeability becomes poor, both phases It is in a state where they are not lined up, and it is impossible to realize concrete having moderate water retention and water permeability.
[0008]
Also, in concrete using wood materials, there is a risk that the cement strength will be delayed or hardened due to harmful components extracted from fibers such as wood fibers and pulp fibers used, and the concrete strength will be significantly reduced. is there. For example, tannin, humic acid, and the like, which are fiber components, are easily eluted to the outside as the pH of the paste increases during the hydration process, and are generated by binding with Ca ^{+2 and the} like released from the cement to form a salt. The salt covers the cement particles and the formation of cement is suppressed. For this reason, in Patent Document 4, “cotton”, which is a seed hair fiber, is preferred as a preferred fiber than a wood-based fiber that is limited in available fibers and is easily available and inexpensive. And strength. However, even in this case, there is no water permeability and it does not have a function of suppressing the heat island phenomenon.
[0009]
When pulp fiber (newspaper, corrugated paper, etc.) is added to concrete, kneading is impossible when the pulp fiber is subdivided (dried state). To enable kneading, pulp fiber Must be dissolved in water (for example, it is impossible to knead unless pulp: water = 1: 20 or more). When the pulp is used in concrete in a state of being dissolved in water, the pulp retains water necessary for the concrete, so that it is impossible to ensure sufficient fresh properties.
[0010]
In addition, when wood fiber (wood pieces, wood wool, etc.) or pulp fiber (newspaper, corrugated paper, etc.) is used for concrete, cement paste (water + cement) is used, although its adhesion to the fiber is weak. ) Is sufficient, the adhesion area will increase as a whole and the bonding force will not be weakened. However, if both water permeability and water retention are to be added, the concrete must be made porous. Since the cement paste must be made in a small amount, the possibility of a decrease in bonding strength is increased.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and the problem specifically set in order to solve the problem has both water permeability and water retention and has high strength. An object of the present invention is to provide a water-retaining porous concrete molded body that is a concrete molded body that can suppress the heat island phenomenon in urban areas and a method for manufacturing the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a hardened body containing cement and a wood material instead of a conventional aggregate as a raw material for a water-permeable concrete product (hereinafter referred to as a wood material / cement). It was found that by using a material obtained by crushing a cured body), the water retention can be increased and the concrete strength can be maintained, and the present invention has been completed. That is, the water-retaining porous concrete molded body according to the present invention is a porous concrete molded body made of a crushed material of a wooden material and a cemented cement, and a continuous coarse space of porous concrete and fine voids included in the wooden material. By providing the water holding property and the water holding property of the wood material itself, a molded product obtained by molding and curing the composition becomes a concrete molded product having both water permeability and water holding property. This is specifically configured as follows.
[0013]
The water-retaining porous concrete molded body according to claim 1 is characterized in that, as an aggregate of the porous concrete, a crushed product of a woody material / cement hardened body having an average particle size after crushing of 5 to 15 mm is contained. Is.
As a result, the continuous coarse space of porous concrete, the fine voids contained in the material obtained by crushing the wood material and cement hardened body, and the water retention property of the wood material itself have both water permeability and water retention property. The concrete molded body obtained by molding and curing the composition effectively has the required strength and can effectively have water permeability and water retention, and can contribute to the suppression of the heat island phenomenon. Product can be offered.
[0014]
The water-retaining porous concrete molded body according to claim 2 is characterized in that the wood material / cement hardened body is cured and cured by steam curing or autoclave curing.
As a result, even if a wood material or hardened cement material is used as an aggregate, it quickly solidifies and hardens without causing a setting delay or poor hardening of the cement, and a concrete molded body having the required strength is produced. Recycled wood-based exterior materials can be used for wood materials and hardened cement bodies.
[0015]
Further, the water-retaining porous concrete molded body according to claim 3 is a wood-based material in which the wooden material / cement hardened body is pulp-based exterior material and / or wood chips / wood fiber and cement as main materials. It is a system exterior material.
Thereby, even if it is a pulp-type exterior material and a wood-type exterior material, the elution of a harmful component can be suppressed and the concrete molded object which has sufficient intensity | strength can be produced | generated, and utilization of a recycled material is attained.
[0016]
Further, in the water-retaining porous concrete molded body according to claim 4, the composition of the molded body composition is 30 to 200 parts by weight of the crushed material and 10 to 30 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of cement. It is characterized by that.
Thereby, it becomes a fresh concrete having appropriate fluidity and kneading and mixing hardness as a mixture before curing, and it becomes possible to realize porous concrete having an appropriate void after curing.
[0017]
Moreover, the manufacturing method of the water-retaining porous concrete molded body which concerns on Claim 5 is 30-200 crushed material of the woody material and cement hardened | cured material whose average particle diameter after crushing is 5-15 mm with respect to 100 weight part of cement. Mix parts by weight, mix 0 to 200 parts by weight of aggregate and / or admixture and 10 to 30 parts by weight of water, knead, drive into a predetermined mold, immediately demold and mold Then, the concrete molded body is provided with water permeability and water retention by curing.
This makes it possible to produce concrete products with water permeability, water retention and required strength, not only interlocking blocks, sidewalks, and roadway blocks where the water permeability coefficient and bending strength are defined, It can also be applied as an exterior product, and by using these, it becomes possible to contribute to the suppression of the heat island phenomenon.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
The embodiments are specifically described for better understanding of the gist of the invention, and do not limit the contents of the invention unless otherwise specified.
[0019]
〔Constitution〕
The water-retaining porous concrete molded body in this embodiment is a wood material / cement hardened body represented by an exterior material (hereinafter referred to as a wood-based exterior material) containing cement and a wood-based material in an aggregate of porous concrete. The crushed material which crushed was contained. As a result, water can be easily formed using the continuous coarse space of porous concrete, fine voids contained in the material obtained by crushing the wood material and cement hardened body, and the capillaries (fibers) of the wood material itself as passageways. By improving the water retention by entering and exiting the concrete, the molded product obtained by molding and curing the composition has both water permeability and water retention. Because the strength of the molded body is high, the molded body can maintain the necessary strength, and it can contribute to alleviating the urban heat island phenomenon and open the way to recycle waste materials such as wood-based exterior materials (as recycled materials) It becomes like this.
[0020]
The hardened wood material / cement hardened body is cured and cured by steam curing or autoclave curing. As a result, in the curing process of wooden materials and cement-based hardened bodies, a wooden material and cement-based hardened bodies with sufficient strength can be obtained without causing a setting delay or poor hardening, and the crushed crushed material is made into porous concrete. By mixing, the strength of the porous concrete is increased.
The wood material / cement hardened body is a pulp-type exterior material mainly composed of pulp and cement and / or a wood-based exterior material mainly composed of wood chips / wood fibers and cement. Thereby, sufficient water permeability and high water retention can be obtained, and waste materials can be used, which is preferable for the environment.
[0021]
This water-retained porous concrete molded body is produced by pouring the concrete blend composition or an immediate demolding method. Specifically, a composition comprising 20 to 50% by weight of cement and 80 to 50% by weight obtained by crushing a wood material / hardened cement material with water and a water cement ratio of 10 to 25% by weight. Mix to make fresh concrete. This fresh concrete is poured into a predetermined formwork, immediately demolded, molded, cured by steam curing or autoclave curing, and cured.
By this production method, a water-retaining porous concrete molded body having water permeability and water retention having a water permeability of 1.0 cm / sec or more, an air-drying water absorption rate of 0.1 g / cm ³ or more, and a bending strength of 3.0 N / mm ² or more. Is obtained.
[0022]
Next, the raw materials used will be described in detail.
The cement is not particularly limited as long as it is stipulated in JIS, such as Portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement and the like.
Wood-based exterior materials as typical examples of wood materials and hardened cement bodies are usually cement, siliceous raw materials, inorganic admixtures such as fly ash and slag powder, and organic fiber mixtures (pulp, wood fibers, wood chips) and necessary According to the above, a composition containing an admixture is molded and cured and cured.
[0023]
The wood-based exterior material has a specific gravity of about 1.0, and more preferably contains a large number of voids that are pores other than the organic fiber mixed material.
A material obtained by crushing this wooden exterior material with a crusher such as a crusher run is used. The size after crushing is preferably 5 to 15 mm in average particle size, and the maximum particle size is preferably 30 mm or less.
[0024]
Aggregates are added as necessary, but are preferably used to increase the wear resistance and water permeability of concrete products.
Among these, the coarse aggregate is preferably No. 6 crushed stone or No. 7 crushed stone having an average particle diameter of 2.5 to 13 mm.
[0025]
As the admixture, blast furnace slag fine powder, limestone powder, fly ash, silica fume, coal ash, molten slag, glass cullet and the like can be used. Blast furnace slag fine powder, limestone powder, fly ash, and silica fume are admixtures that exhibit the so-called polazone reaction and microfiller effect, and the cement paste containing the admixture is the bond strength with the crushed material or aggregate of the wooden exterior material, And it has the effect of improving the strength of the matrix itself.
[0026]
In addition, as another admixture, there is a water reducing agent, or a water reducing agent comprising at least one selected from a high performance water reducing agent and a high performance AE water reducing agent mainly composed of a highly condensed triazine derivative or a polycarboxylic acid compound. Can be used. The amount of water reducing agent used is preferably 0.5 to 2.5 parts by weight per 100 parts by weight of cementitious powder. If the amount of water reducing agent added is large, the matrix becomes too soft when producing concrete products by the immediate demolding method, and there is a possibility that the resistance to deformation of the molded body after demolding cannot be ensured.
[0027]
Next, details of the blending of the materials will be described.
The amount of wood-based exterior material as a representative example of wood-based material and hardened cement is the weight of the crushed wood-based exterior material, aggregate, and admixture with respect to 100 parts by weight of cementitious powder. The amount is preferably 100 to 300 parts by weight. If the mixing amount is larger than this range, the bending strength of the concrete product may be lowered, and the durability (surface wear resistance) may be reduced. If the mixing amount is less than this range, the necessary voids are required. The rate is lowered, and the concrete molded body is inferior in water permeability and water retention.
[0028]
The blending amount of the aggregate is preferably 0 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight in total of the crushed material of the wooden exterior material, the aggregate and the admixture. If the mixing amount is larger than this range and the blending amount of the crushed wood-based exterior material is small, the water retention of the concrete molded body may be lowered. In addition, since the composition composed of cement, crushed wood-based exterior material, and water is relatively small relative to the amount of aggregate, adhesion of cement paste to the crushed stone becomes worse, and the molded body after curing There is a possibility that the bending strength of the steel will be lowered.
[0029]
The addition amount of the admixture is preferably 0 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement and the admixture in total. When the mixing amount is 40 parts by weight or more, in order to obtain flexural strength, the amount of powder combined with cement and admixture increases, and as a result, water permeability tends to decrease.
[0030]
The water / cement ratio of the concrete blending composition is preferably in the range of 10 to 25% by weight, but if it is 10% by weight or less, the properties of the mixture become hard, so that it is difficult to be uniform during mixer mixing. On the other hand, if it is 25% by weight or more, the fluidity of the cement paste increases, and there is a possibility that an appropriate void as porous concrete cannot be secured.
[0031]
Next, as a method for producing a concrete molded body, a pouring method or an immediate demolding method can be applied. Of these, the immediate demolding method will be described below.
Cement-based powder, crushed wood-based exterior material, and coarse aggregate and admixture are mixed as necessary, and water is added to this mixture and further mixed. In this case, the water cement ratio is preferably 10-30, but is appropriately changed depending on the amount of water reducing agent or admixture added.
The kneaded product is put into a mold and immediately demolded. The molding conditions are preferably about 2 to 10 seconds under conditions of a press pressure of 0.01 to 0.1 N / mm ² , a frequency of 2000 to 12000 vpm, and an amplitude of 0.2 to 2.0 mm. The obtained molded body is cured according to a conventional method and then finished to obtain a product.
[0032]
【Example】
Examples will be specifically described below.
The raw materials used in the following examples and comparative examples are as follows.
<Cement>
Normal Portland cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
<Crushed wood-based exterior material>
Pulp-based exterior material: Non-combustible material Slag cement perlite board (including pulp and other organic fibers) [Product name: Moen Sizing M (manufactured by Nichiha)]
Wood-based exterior material: Semi-incombustible material Wood fiber mixed cement calcium silicate board [trade name: Moen Xcellade (Nichiha Co., Ltd.)]
<Coarse aggregate>
No. 6 crushed stone: No. 6 crushed stone (particle size 5-13mm)
No. 7 crushed stone: No. 7 crushed stone (particle size 2.5-5mm)
<Admixture>
Molten slag: coarse grain ratio (FM) 3.28
Blast furnace slag: specific surface area 4090cm ² / g
Fly ash: specific surface area 3900cm ² / g
Crushed sand: Coarse grain ratio (FM) 3.06
<Admixture>
Water reducing agent: High performance AE water reducing agent and two types of exterior materials, a pulp exterior material and a wood exterior material, crushed to a particle size shown in Table 1 below using a crusher run pulverizer were used.
[0033]
[Table 1]

[0034]
[Confirmation tests for water permeability, water retention, bending strength, etc.]
Table 2 shows the formulation for each example and comparative example.
[0035]
[Table 2]

[0036]
With this blending (designation blending), the cement and wood-based exterior material crushed material is put into a pan-type forced stirring mixer and kneaded, and then the kneaded water is poured into the mold and the kneaded product is packed into a mold and immediately removed. Molded. The molding conditions in the immediate demolding machine were a press pressure of 0.025 N / mm ² , a frequency of 3140 vpm, an amplitude of 1.4 mm, and a pressurization time of 5 seconds. The obtained molded body was cured in the air, and the following test was performed at a material age of 28 days.
[0037]
Air-dry density: Value obtained by measuring the mass and volume of the molded body to be measured and dividing the mass by the volume. Water permeability coefficient: Water permeability test by the Interlocking Block Pavement Technology Association Air-dry water absorption: Mass of the molded body to be measured After measurement, the sample was immersed in water for 24 hours, and the value obtained by dividing the difference between the mass after immersion and the mass before immersion by the volume of the molded body. Bending strength: Bending strength test (Span 160mm, Central single point loading method)
The results are shown in Table 3.
[0038]
[Table 3]

[0039]
The water-permeable / water-retaining concrete block obtained by the above manufacturing method exceeds both the interlock block quality standards and the water-permeable block quality standards of the Interlocking Block Pavement Technology Association, and is also air-dried. The rate is 2 to 3 times that of the conventional porous concrete shown in Comparative Example 1.
[0040]
[Freeze-thaw test]
The freeze-thaw test of the concrete block shown in Example 15 and the water-permeable concrete block of Comparative Example 1 was performed as follows.
<Test method>
JIS A 1148: Freezing and thawing test method for concrete (Method B)
The test results are shown in Table 4.
[0041]
[Table 4]

[0042]
(Surface temperature measurement)
The concrete block of Example 15 (examined product) and the ordinary water-permeable concrete block shown in Comparative Example 1 (comparative product) were arranged on the road surface, and the respective temperatures were measured. The measurement position was 1 cm from the block surface. The result is shown in FIG.
In FIG. 1, the outside temperature on a clear day in August when the previous day was rainy is indicated by a cross.
As is apparent from Fig. 1, the surface temperature of the investigational product is always lower than that of the comparative product, and it is 5 ° C lower than that of the comparative product. As a result, it was proved that rainwater was retained in the concrete block of the investigation product, and the temperature rise was suppressed more than that of the comparison product.
[0043]
[Effects of Example]
From these results, it was possible to construct a new concrete molded body having strength characteristics and water permeability equivalent to those of a conventional interlocking block and having water retention performance of 2 to 3 times.
By producing an interlocking block as such a concrete molded body and laying it on the sidewalk, etc., it exhibits excellent drainage function equivalent to that of conventional water-permeable interlocking blocks during rainfall, and absorbs and absorbs moisture. Various functions that could not be achieved until now, such as prevention of high temperature due to, can be exhibited.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, in the water-retaining porous concrete molded body according to claim 1 of the present invention, the continuous coarse space of the porous concrete, the fine voids contained in the material obtained by crushing the wooden material / cement hardened body, and the wooden material itself The water-retaining property effectively functions to combine water permeability and water retention, and the concrete molded body obtained by molding and curing the composition has the necessary strength and effectively water permeability. It is possible to achieve a concrete product that can have water retention and can contribute to the suppression of the heat island phenomenon.
[0045]
Further, in the water-retaining porous concrete molded body according to claim 2, even if a wood material / hardened cement material is used as an aggregate, it quickly sets and hardens without causing a setting delay or poor hardening of the cement, and a required strength. In addition, the recycled material of the wood-based exterior material can be used for the wood material / cement hardened body as the aggregate, and the wood resources can be used effectively.
[0046]
Further, in the water-retaining porous concrete molded body according to claim 3, even if it is a pulp-based exterior material and a wood-based exterior material, it is possible to generate a concrete molded body having sufficient strength by suppressing elution of harmful components. At the same time, recycled materials can be used.
[0047]
Further, the water-retaining porous concrete molded body according to claim 4 is a fresh concrete having an appropriate fluidity and kneaded hardness as a mixture before curing, and realizes a porous concrete having an appropriate void after curing. can do.
[0048]
Further, in the method for producing a water-retaining porous concrete molded body according to claim 5, a concrete product having water permeability / water retention and necessary strength can be produced, and a sidewalk in which a water permeability coefficient and a bending strength are defined, It can be applied not only to roadway blocks but also to exterior products, and by using these, it can contribute to the suppression of the heat island phenomenon.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing measurement results of surface temperatures of an example and a comparative example of a water-retaining porous concrete molded body of the present invention.

Claims

A water-retaining porous concrete molded body containing a crushed product of a woody material / cement hardened body having an average particle diameter after crushing of 5 to 15 mm as an aggregate of the porous concrete.

The water-retaining porous concrete molded body according to claim 1, wherein the wooden material / hardened cement body is cured and cured by steam curing or autoclave curing.

2. The wood-based material / cement hardened body is a pulp-based exterior material mainly composed of pulp and cement and / or a wood-based exterior material mainly composed of wood chips / wood fibers and cement. Item 3. A water-retaining porous concrete molded article according to Item 2.

The blend of the molded body composition is 30 to 200 parts by weight of the crushed material and 10 to 30 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of cement. Water-retaining porous concrete compact.

30 to 200 parts by weight of a crushed material of a woody material / cement hardened body having an average particle size of 5 to 15 mm after crushing is mixed with 100 parts by weight of cement, and further 0 to 200 parts by weight of aggregate and / or admixture. Part, water is mixed in a blending amount of 10 to 30 parts by weight, kneaded, poured into a predetermined formwork, immediately demolded and molded, and then cured to give water permeability and water retention to the concrete molded body. A method for producing a water-retaining porous concrete molded body characterized by comprising: