JP4456984B2

JP4456984B2 - 保水性コンクリート部材

Info

Publication number: JP4456984B2
Application number: JP2004322486A
Authority: JP
Inventors: 陽榮菊池; 洋介原; 隆浩星野; 勝也奥山; 聡福部; 光芳岡田; 比呂氏久我
Original assignee: Onoda Chemico Co Ltd; Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Onoda Chemico Co Ltd; Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-11-05
Also published as: JP2005154265A

Description

本発明は、歩道、車道、駐車場、広場等の舗装材として使用する保水性コンクリート部材に関する。

近年、都市部では、日中に上昇した気温が夜間も低下せず、熱帯夜となるヒートアイランド現象が問題となっている。このヒートアイランド現象は、土や植物で覆われていた地面が、アスファルトやコンクリートに置き換わったことにより生じる。つまり、コンクリート等で覆われた地面では、雨水がほとんど保持されずに排出されてしまい、水の気化熱による冷却がおきないためである。

そこで、コンクリート等に起因する気温の上昇を抑制するために、セメントおよび吸水性樹脂を含むスラリー状の保水材を既設のポーラスコンクリート舗装表面に散布することによって、コンクリート舗装を低温化する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０００−１０４２１４号公報

しかしながら、上記の方法では、ポーラスコンクリート舗装表面から保水材を充填するため、舗装表層部の空隙が閉塞してしまい、舗装の低騒音性や排水性が損なわれるという問題があった。また実際に打設されたポーラスコンクリート舗装には連続した空隙の他に閉塞した空隙も存在することや、現場打ちされた舗装面には、横断および縦断方向に勾配が存在するために、上記の方法では、保水材の充填量や充填位置（深さ）を調整することは困難である。このため舗装内の保水量が不均一になり、舗装路面の温度を十分に低減することができないという問題もあった。

したがって、本発明は、上記のような課題を解決しようとするものであり、舗装路面の温度を低減することができ、且つ優れた低騒音性および排水性を有する保水性コンクリート部材を提供することを目的とする。

本発明は、ポーラスコンクリートからなる表層と、ポーラスコンクリートの空隙に保水材が充填されてなる中間層と、普通コンクリートからなる下層とを具備し、表層の空隙率が１０〜２５％であり、前記中間層が、スラリー状の無機系保水材を型枠内の前記下層上面に流し込み、続けてポーラスコンクリート混練物を前記型枠に打設することにより形成されたものであることを特徴とする保水性コンクリート部材である。
前記表層と前記中間層との厚さの比は、１：３００〜１：１であることが好ましい。
また、本発明は、ポーラスコンクリートからなる表層と、ポーラスコンクリートの空隙に保水材が充填されてなる保水性下層とを具備し、前記表層の空隙率が、１０〜２５％であり、前記保水性下層が、スラリー状の無機系保水材を型枠内に流し込み、続けてポーラスコンクリート混練物を前記型枠に打設することにより形成されたものであることを特徴とする保水性コンクリート部材である。
なお、本発明において空隙率とは、社団法人日本コンクリート工学協会による、ポーラスコンクリートの空隙率試験方法（案）に準拠して測定した全空隙率である。

本発明によれば、舗装路面の温度を低減することができ、且つ優れた低騒音性および排水性を有す保水性コンクリート部材を提供することができる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る保水性コンクリート部材１は、図１に示されるように、ポーラスコンクリート５からなる表層２と、ポーラスコンクリート５の空隙に保水材６が充填されてなる中間層３と、普通コンクリート７からなる下層４とを具備する。更に表層の空隙率が１０〜２５％であることを特徴とするものである。

本実施の形態１において、保水性コンクリート部材１の表層２は、ポーラスコンクリート５によって形成され、１０〜２５％、好ましくは１５〜２０％の空隙率を有する。表層２の空隙率が１０％未満であると、保水性コンクリート部材１の低騒音性および排水性が損なわれる。
この保水性コンクリート部材１の排水性は、透水性アスファルト舗装の現場透水試験方法（「舗装試験法便覧」、社団法人日本道路協会編）により評価することができる。この方法では、舗装表面で水４００ｍｌを流下させるのに要する時間を１測定点につき３回測定して平均時間を算出する。そして、算出した平均時間から１５秒当たりの流下した水量を算出し、それを透水量（ｍｌ／１５秒）とする。このように算出した保水性コンクリート部材１の透水量（表層側で測定した透水量）は、全ての表面において１０００ｍｌ／１５秒以上が好ましく、３０００ｍｌ／１５秒以上が更に好ましい。
一方、表層２の空隙率が２５％を超えると、保水性コンクリート部材１の強度が低下するため好ましくない。このようなポーラスコンクリート５の調製に際しては、例えば、セメント１００質量部に対し、粗骨材３００〜６００質量部、細骨材０〜５００質量部、混和材料０〜５．０質量部が混合されたセメント組成物が使用される。そして、例えば、セメント組成物１００質量部に対して、水１５〜３５質量部を混合し、ミキサーで混練することによりポーラスコンクリート５混練物を調製することができる。ここで使用するセメントとしては、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメントなどの水硬性セメントを制限なく使用することができる。粗骨材としては、砂利、砕石などの普通骨材や軽量骨材等が挙げられる。これらの粗骨材は、粒径が５ｍｍ以上、好ましくは５〜４０ｍｍのものが好適である。また、細骨材としては、丘砂、砕砂などの普通骨材や軽量骨材等が挙げられる。これらの細骨材は、粒径が５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下のものが好適である。混和材料としては、公知のものを制限なく使用することができ、例えば、減水効果を有する混和材、ＡＥ減水剤、高性能減水剤及び高性能ＡＥ減水剤等が挙げられる。これらの混和材料の中でも、減水効果を有する混和材（例えば、太平洋セメント株式会社製、商品名：ポアミックス−１０Ｋ）をセメント組成物に使用することにより、ポーラスコンクリート５の強度を向上させることができる。

本実施の形態１において、保水性コンクリート部材１の中間層３は、ポーラスコンクリート５の空隙に保水材６を充填することにより形成される。ここで使用する保水材としては、長期に亘って除々に水分を放出するものであればよく、特に、日光（紫外線）への曝露によって劣化し難い無機系保水材が好適である。このような無機系保水材としては、例えば、モンモリロナイトやカオリナイト等の粘土鉱物、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、珪石粉、石灰石粉末、シリカヒューム、パーライト、セピオライトなどが挙げられ、これらを単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このようなポーラスコンクリートに用いることのできる無機系保水材は市販されており、具体的には、商品名：涼（小野田ケミコ株式会社製）等が挙げられる。そして、保水材６の充填に際しては、例えば、前記無機系保水材１００質量部に対して、水６０〜１００質量部が混合されたスラリー状の保水材６が使用される。スラリー状の保水材６とすることで、保水材の充填量及び充填位置（深さ）をより正確に調整することができる。

本実施の形態１において、保水性コンクリート部材１の下層４は、普通コンクリート７によって形成される。ここで使用する普通コンクリート７としては、公知のものを制限なく使用することができる。このような普通コンクリート７の調製に際しては、例えば、セメント１００質量部に対し、細骨材２００〜５００質量部、粗骨材３００〜６００質量部、混和材料０〜４．０質量部が混合されたセメント組成物が使用される。そして、例えば、前記セメント組成物１００質量部に対して、水４０〜５５質量部を混合し、ミキサーで混練することにより普通コンクリート７混練物を調製することができる。ここで使用するセメント、粗骨材及び混和材料は、前記ポーラスコンクリートで使用されるものと同様のものを制限なく使用することができる。また、細骨材としては、丘砂、砕砂などの普通骨材や軽量骨材等が挙げられる。これらの細骨材は、粒径が５ｍｍ以下、好ましくは０．１５〜５ｍｍのものが好適である。

つぎに、本実施の形態１に係る保水性コンクリート部材１の製造方法について、図２を参照しつつ説明する。図２に示すように、保水性コンクリート部材の製造装置８は、型枠９と、加圧版１０とを備えている。まず、所定量の普通コンクリート７混練物を型枠９内に打設し、初期硬化時間（例えば、２時間）以上前置きして普通コンクリート７からなる下層４を形成する。
下層４を形成した後、所定量のスラリー状の保水材６を型枠９内に流し込み、続けて、所定量のポーラスコンクリート５混練物を打設し、ポーラスコンクリート５の空隙に保水材６を充填させて中間層３を形成する。加圧版１０を降下させ、所定の荷重を掛けて中間層３の空隙率を調整する。このように下層４と中間層３との接合部に保水材６を介在させることにより、下層４と中間層３とを強固に付着させることができる。加圧版１０を上昇させた後、必要に応じて保水材６を補充する。
中間層３を形成した後、所定量のポーラスコンクリート５混練物を型枠９内に打設し、表層２を形成する。加圧版１０を降下させ、所定の荷重を掛けて、表層２の空隙率を１０〜２５％、好ましくは１５〜２０％に調整する。このとき、ポーラスコンクリート５混練物に含まれる粗骨材の一部が、中間層３にめり込むことがあるが差し支えない。そして、コンクリートを養生した後に脱型して、保水性コンクリート部材１を得ることができる。

また、表層２を形成する際に、打設するポーラスコンクリート５の量を調整して、表層２と中間層３との厚さの比を１：３００〜１：１、好ましくは１：１０〜１：２とすることで、優れた低騒音性及び排水性を維持しつつ、舗装路面の温度低減効果を更に向上させることができる。また、保水性コンクリート部材を歩道や車道の舗装材として使用する場合には、表層２の厚さを、５〜２５ｍｍとすることが好ましい。この範囲内であれば、歩道や車道に求められる低騒音性及び排水性を維持しつつ、部材の強度を向上させることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る保水性コンクリート部材１１は、図４に示されるように、ポーラスコンクリート５からなる表層２と、ポーラスコンクリート５の空隙に保水材６が充填されてなる保水性下層１２とを具備する。更に表層の空隙率が１０〜２５％であることを特徴とするものである。

本実施の形態２において、保水性コンクリート部材１１の表層２は、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
また、保水性コンクリート部材１１の保水性下層１２は、実施の形態１の中間層３と同様に、ポーラスコンクリート５の空隙に保水材６を充填することにより形成される。ここで使用する材料や材料の配合割合は、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。

つぎに、本実施の形態２に係る保水性コンクリート部材１１の製造方法について、実施の形態１と同様に図２を参照しつつ説明する。図２に示すように、保水性コンクリート部材の製造装置８は、型枠９と、加圧版１０とを備えている。まず、所定量のスラリー状の保水材６を型枠９内に流し込み、続けて、所定量のポーラスコンクリート５混練物を打設し、ポーラスコンクリート５の空隙に保水材６を充填させて保水性下層１２を形成する。加圧版１０を降下させ、所定の荷重を掛けて保水性下層１２の空隙率を調整する。加圧版１０を上昇させた後、必要に応じて保水材６を補充する。
保水性下層１２を形成した後、所定量のポーラスコンクリート５混練物を型枠９内に打設し、表層２を形成する。加圧版１０を降下させ、所定の荷重を掛けて、表層２の空隙率を１０〜２５％、好ましくは１５〜２０％に調整する。このとき、ポーラスコンクリート５混練物に含まれる粗骨材の一部が、保水性下層１２にめり込むことがあるが差し支えない。そして、コンクリートを養生した後に脱型して、保水性コンクリート部材１１を得ることができる。この保水性コンクリート部材１１は、普通コンクリート７からなる下層４が形成されていないので軽量であり、歩道や建造物の屋上の敷設平板として好適である。保水性コンクリート部材１１を歩道や建造物の屋上の敷設平板として使用する場合には、表層２の厚さを、５〜３０ｍｍとすることが好ましい。この範囲内であれば、歩道や建造物の屋上の敷設平板に求められる舗装路面の温度低減効果および排水性を向上させることができる。

また、表層２を形成する際に、打設するポーラスコンクリート５の量を調整して、表層２と保水性下層１２との厚さの比を１：３００〜１：１、好ましくは１：１０〜１：２とすることで、優れた低騒音性及び排水性を維持しつつ、舗装路面の温度低減効果を更に向上させることができる。

なお、本発明の保水性コンクリート部材について、その形状は何ら限定されるものではない。例えば、直方体状やブロック状であってもよく、また、一般に舗装用平板などと呼ばれている平板状のものであってもよい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕
まず、表１に示す配合割合の普通コンクリートの各原料をミキサーに投入し、混練して普通コンクリート混練物を調製した。この混練物を２７００×３０００×２５０ｍｍの型枠内に打設し、常温で２時間前置きし、下層を形成した。

下層を形成した後、３４質量部の無機系保水材（小野田ケミコ株式会社製、商品名：涼）と３４質量部の水を混合し、スラリー状にして型枠内に流し込み、続けて、表２に示す配合割合のポーラスコンクリートの各原料をミキサーに投入し、混練して、ポーラスコンクリート混練物を型枠内に打設し、中間層を形成した。加圧版により１３〜１４ｋＮ／ｍ^２の荷重を掛けて中間層の空隙率を調整した。

中間層を形成してから直ぐに、表３に示す配合割合のポーラスコンクリートの各原料をミキサーに投入し、混練して、ポーラスコンクリート混練物を型枠内に打設し、表層を形成した。加圧版により１３〜１４ｋＮ／ｍ^２の荷重を掛けて表層の空隙率を調整した。

表層を形成した後、コンクリートを蒸気養生（例えば、６５℃で３時間）した後に脱型し、実施例１の保水性コンクリート部材を得た。

得られた実施例１の保水性コンクリート部材の寸法及び空隙率は以下の通りであった。
縦寸法：２７００ｍｍ
横寸法：３０００ｍｍ
表層の厚さ：１７ｍｍ
中間層の厚さ：５０ｍｍ
下層の厚さ：１５０ｍｍ
表層の空隙率：１７％

実施例１の保水性コンクリート部材、従来のアスファルト、従来のポーラスコンクリート及び従来の普通コンクリートからなる各舗装について、２００３年８月１１日午前１１時〜午後３時までの間、東京都が定める「評価のための測定方法」に準拠して、表面温度の変化を測定した。結果を図３に示す。図３から分かるように、実施例１の保水性コンクリート部材からなる舗装は、従来のアスファルト舗装、従来のポーラスコンクリート舗装及び従来の普通コンクリート舗装と比較して、表面温度を最大でそれぞれ１０．８℃、４．３℃及び３．９℃低減することができた。

つぎに、実施例１の保水性コンクリート部材、従来のポーラスコンクリート及び従来のポーラスコンクリートを打設した後に、上面から保水材を充填したコンクリートからなる各舗装について、「舗装試験法便覧」（社団法人日本道路協会編）に準拠して、透水試験を行った。測定点は５点とし、測定点ごとに３回の測定を行い、平均透水量を求めた。結果を表４に示す。

表４から分かるように、実施例１の保水性コンクリート部材からなる舗装は、測定した全ての点において透水量が５０００ｍｌ／１５秒を超えており、その平均透水量（５点の平均透水量６２８６ｍｌ／１５秒）は、従来のポーラスコンクリート舗装（５点の平均透水量６３５５ｍｌ／１５秒）と同程度の排水性を有している。
これに対して、従来のポーラスコンクリートを打設した後に、上面から保水材を充填したコンクリート舗装は、測定点によって透水量のばらつきが大きいだけでなく、５点の平均透水量も５６０．２ｍｌ／１５秒であり、排水性が著しく劣っていることが分かる。

〔実施例２〕
まず、３４質量部の無機系保水材（小野田ケミコ株式会社製、商品名：涼）と３４質量部の水とを混合し、スラリー状にして３００×３００×６０ｍｍの型枠内に流し込み、続けて、上記表２に示す配合割合のポーラスコンクリートの各原料をミキサーに投入し、混練して、ポーラスコンクリート混練物を型枠内に打設し、保水性下層を形成した。加圧版により１５〜２５ｋＮ／ｍ^２の荷重を掛けて保水性下層の空隙率を調整した。
保水性下層を形成してから直ぐに、上記表３に示す配合割合のポーラスコンクリートの各原料をミキサーに投入し、混練して、ポーラスコンクリート混練物を型枠内に打設し、表層を形成した。加圧版により１５〜２５ｋＮ／ｍ^２の荷重を掛けて表層の空隙率を調整した。
表層を形成した後、コンクリートを蒸気養生（例えば、６５℃で３時間）した後に脱型し、実施例２の保水性コンクリート部材を得た。

得られた実施例２の保水性コンクリート部材の寸法及び空隙率は以下の通りであった。
縦寸法：３００ｍｍ
横寸法：３００ｍｍ
表層の厚さ：１０ｍｍ
保水性下層の厚さ：４０ｍｍ
表層の空隙率：２０％

実施例１と同様にして、実施例２の保水性コンクリート部材、従来のアスファルト、従来のポーラスコンクリート及び従来の普通コンクリートからなる各舗装について、２００４年８月２０日午前１１時〜午後３時までの間、表面温度の変化を測定した。結果を図５に示す。図５から分かるように、実施例２の保水性コンクリート部材からなる舗装は、従来のアスファルト舗装、従来のポーラスコンクリート舗装及び従来の普通コンクリート舗装と比較して、表面温度を最大でそれぞれ１２．１℃、３．８℃及び３．６℃低減することができた。

実施例１と同様にして透水試験を行ったところ、測定した全ての点において透水量が５０００ｍｌ／１５秒を超えており、その平均透水量は５３０６ｍｌ／１５秒であった。

以上、述べたように本発明の保水性コンクリート部材は、二次製品化することによって、保水材の充填量及び充填位置（深さ）を正確に調整することができ、それにより優れた低騒音性、排水性及び舗装路面温度の低減効果を達成することができる。

本発明の実施の形態１による保水性コンクリート部材の断面図である。本発明の一実施形態で用いた保水性コンクリート部材の製造装置の概略図である。実施例１による保水性コンクリート部材、従来のアスファルト、従来のポーラスコンクリート及び従来の普通コンクリートからなる舗装における表面温度の変化を示す図である。本発明の実施の形態２による保水性コンクリート部材の断面図である。実施例２による保水性コンクリート部材、従来のアスファルト、従来のポーラスコンクリート及び従来の普通コンクリートからなる舗装における表面温度の変化を示す図である。

符号の説明

１、１１保水性コンクリート部材、２表層、３中間層、４下層、５ポーラスコンクリート、６保水材、７普通コンクリート、８保水性コンクリート部材の製造装置、９型枠、１０加圧版、１２保水性下層。

Claims

ポーラスコンクリートからなる表層と、ポーラスコンクリートの空隙に保水材が充填されてなる中間層と、普通コンクリートからなる下層とを具備し、前記表層の空隙率が、１０〜２５％であり、前記中間層が、スラリー状の無機系保水材を型枠内の前記下層上面に流し込み、続けてポーラスコンクリート混練物を前記型枠に打設することにより形成されたものであることを特徴とする保水性コンクリート部材。
前記表層と前記中間層との厚さの比が、１：３００〜１：１であることを特徴とする請求項１に記載の保水性コンクリート部材。
ポーラスコンクリートからなる表層と、ポーラスコンクリートの空隙に保水材が充填されてなる保水性下層とを具備し、前記表層の空隙率が、１０〜２５％であり、前記保水性下層が、スラリー状の無機系保水材を型枠内に流し込み、続けてポーラスコンクリート混練物を前記型枠に打設することにより形成されたものであることを特徴とする保水性コンクリート部材。
前記表層と前記保水性下層との厚さの比が、１：３００〜１：１であることを特徴とする請求項３に記載の保水性コンクリート部材。
透水量が全ての表面において１０００ｍｌ／１５秒以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の保水性コンクリート部材。