JP4507165B2

JP4507165B2 - 保水性コンクリート部材の製造方法

Info

Publication number: JP4507165B2
Application number: JP2003377225A
Authority: JP
Inventors: 陽榮菊池; 洋介原; 隆浩星野; 伸一遠藤; 亮渡辺; 健五味; 勝也奥山; 聡福部
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2023-11-06
Also published as: JP2005139729A

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の製造方法に関する。

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、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ため、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があった。また、従来の方法では、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の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の保水性コンクリート部材の製造方法は、普通コンクリート混練物を型枠に打設することにより下層を形成する第一工程と、保水材を型枠に流し込み、続いてポーラスコンクリート混練物を型枠に打設することにより前記下層の上面に中間層を形成する第二工程と、ポーラスコンクリート混練物を型枠に打設することにより前記中間層の上面に表層を形成する第三工程とを含むことを特徴とする。更に、前記第二工程においてポーラスコンクリート混練物を、前記型枠の上方に設けられた網目部材の網目を通して、型枠に打設することが好ましい。また、前記第二工程及び前記第三工程において、加圧振動させながら中間層及び表層をそれぞれ形成することも好ましい。

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る保水性コンクリート部材の製造方法を提供することができる。

本発明の保水性コンクリート部材の製造方法について、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は、本発明により得られる保水性コンクリート部材の断面図、図２は、本発明の保水性コンクリート部材の製造方法に用いる製造装置の概略図である。図２に示すように、本発明の保水性コンクリート部材の製造方法に用いる製造装置８は、振動機１１が取り付けられた型枠９と、振動機１１が取り付けられた昇降自在な加圧版１０とを備えている。まず、第一工程において、振動機１１が取り付けられた型枠９内に所定量の普通コンクリート７混練物を打設し、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。

第二工程において、所定量のスラリー状の保水材６を型枠９内に流し込み、トンボ等を用いて均一の厚みにする。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が充填された中間層３を形成する。この第二工程において保水材６をより均一に充填するために、振動機１１によって加振してもよく、例えば、振動数１００〜３００Ｈｚ、好ましくは１５０〜２００Ｈｚ、約１０秒間加振する。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が強固に付着する。次に、形成された中間層３の上面に、振動機１１が取り付けられた加圧版１０を降下させ、所定の荷重、例えば、１０〜２０ｋＮ／ｍ^２、好ましくは１３〜１４ｋＮ／ｍ^２を掛けながら、振動機１１によって加振することによって、中間層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を補充してもよい。
また、第二工程において、型枠９の上方に網目部材１２、例えば、エキスパンドメタル等を設置しておき、その網目を通してポーラスコンクリート５混練物を打設することにより、ポーラスコンクリート５混練物の落下距離を調節できるので、均一な中間層３を形成することができる。網目部材１２を設置する位置は、型枠９の上方であれば特に限定されるものではないが、保水材６表面の５０〜１００ｍｍ上方が好ましい。この範囲内であれば、スラリー状の保水材６が飛散し難く、より均一な中間層３を形成することができる。また、網目部材１２の網目の大きさは、ポーラスコンクリート５に含まれる骨材よりも大きければ特に限定されるものではないが、２〜６０ｍｍが好ましく、５〜４５ｍｍが更に好ましい。

第三工程において、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、中間層３の上面に表層２を形成する。次に、形成された表層２の上面に加圧版１０を降下させ、所定の荷重、例えば、１０〜２０ｋＮ／ｍ^２、好ましくは１３〜１４ｋＮ／ｍ^２を掛けながら、振動機１１によって加振して、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。ここで表層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、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。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、第三工程において表層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とすることで、舗装路面の温度低減効果及び低騒音性、排水性のより優れる保水性コンクリート部材を製造することができる。また、保水性コンクリート部材１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。

なお、本発明により製造される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。

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。

本発明において用いられるポーラスコンクリート混練物としては、セメント、細骨材及び粗骨材等が混合されたセメント組成物に水を添加して混合した公知のものを制限なく使用することができる。このようなポーラスコンクリート混練物は、例えば、セメント、粗骨材、細骨材及び混和材料等が混合されたセメント組成物１００質量部に対して、水１５〜３５質量部を添加し、ミキサーで混練することにより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。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の強度を向上させることができる。

本発明において用いられる保水材としては、コンクリート部材に充填された場合、長期に亘って徐々に水分を放出するものであればよく、中でも吸水の繰り返しや日光（紫外線）への曝露によって劣化し難い無機系のものが好適である。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。そして、このような無機系保水材は、例えば、無機系保水材１００質量部に対して、水６０〜１００質量部を添加混合して、スラリー状にして使用される。

本発明において用いられる普通コンクリート混練物としては、セメント、細骨材及び粗骨材等が混合されたセメント組成物に水を添加して混合した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混練物は、例えば、セメント、細骨材、粗骨材及び混和材料等が混合されたセメント組成物１００質量部に対して、水４０〜５５質量部を添加し、ミキサーで混練することにより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混練物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、細骨材は、粒径が５ｍｍ以下、好ましくは０．１５〜５ｍｍのものが好適である。

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、普通コンクリート混練物を調製した。この混練物を、振動機（エクセン株式会社製、ＨＫＭ７５ＬＦＳ）が取り付けられた２７００×３０００×２５０ｍｍの型枠に打設し、常温で２時間前置きし、下層を形成した。

次に、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て、スラリー状にした後、形成された下層の上面に流し込み、トンボを用いて約９ｍｍの厚みにした。続いて、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調製し、これを保水材表面の約１００ｍｍ上方に設置された９００×３２００ｍｍのエキスパンドメタル（川鉄建材株式会社製、ＳＸ−４３）の網目を通して、型枠に打設した。型枠に取り付けられた振動機により振動数１５０Ｈｚ、約１０秒間の条件で加振して、保水材とポーラスコンクリートとをなじませた。そして、振動機（エクセン株式会社製、ＨＫＭ７５ＬＦＳ）が取り付けられた加圧版により１３〜１４ｋＮ／ｍ^２の荷重を掛けながら、振動機により振動数１５０Ｈｚ、約１０秒間の条件で加振して中間層を形成した。

中間層を形成してからすぐに、表３に示す配合割合のポーラスコンクリート混練物を型枠内の中間層の上面に打設し、再度、加圧版により１３〜１４ｋＮ／ｍ^２の荷重を掛けながら、振動機により振動数１５０Ｈｚ、約１０秒間の条件で加振して表層を形成した。

表層形成後、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（５点の平均透水量が６２８６ｍｌ／１５秒）は、従来のポーラスコンクリート舗装（５点の平均透水量が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ポーラス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。
以上、述べたように本発明により得られた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、それにより優れた舗装路面温度の低減効果及び低騒音性、排水性を達成することができる。

本発明の一実施形態により得られた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。本発明の一実施形態により得られた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、１１振動機、１２網目部材。

Claims

普通コンクリート混練物を型枠に打設することにより下層を形成する第一工程と、スラリー状無機系保水材を型枠に流し込み、続いてポーラスコンクリート混練物を型枠に打設することにより前記下層の上面に中間層を形成する第二工程と、ポーラスコンクリート混練物を型枠に打設することにより前記中間層の上面に表層を形成する第三工程とを含むことを特徴とする保水性コンクリート部材の製造方法。
前記第二工程においてポーラスコンクリート混練物を、前記型枠の上方に設けられた網目部材の網目を通して、型枠に打設す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の製造方法。
前記第二工程及び前記第三工程において、加圧振動させながら中間層及び表層をそれぞれ形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の保水性コンクリート部材の製造方法。