JP4653143B2 - 保水性舗装の充填材及び該充填材を用いた保水性舗装 - Google Patents

Description

本発明は、生コン工場における戻り生コンから発生するスラッジ水を脱水したスラッジケーキを保水材として再生利用した保水性舗装の充填材、及び該充填材を用いた保水性舗装に関する。

近年、地球温暖化現象及び都市部におけるヒートアイランド現象や幹線道路周辺の夏期における熱環境が非常に問題となっている。ヒートアイランド現象は、市街化地域の高層ビル群が空気の流れを遮断し、直射日光による舗装路面の熱吸収が原因となって発生するものである。

ヒートアイランド現象を抑制するために、連続空隙を有する透水性アスファルト舗装、透水性コンクリート舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体の空隙部に、保水性を有する充填材を注入し、該充填材に水分を保持させた保水性舗装が最も効果的であると考えられている。この保水性舗装は、舗装体内に保水された水分の蒸発による気化熱を利用して舗装体温度及び周辺温度を下げて舗装体からの放射熱を低減する効果を奏するものである。
この保水性舗装に用いられる上記充填材としては、保水性及び充填性に優れる他、透水性舗装体の特性である透水性を低下させることがないこと、環境汚染の惧れがないこと等が求められ、種々のものが提案されている。例えば、セメント１００質量部に対して保水材として多孔質シルト２５〜６０質量部を混合したものであって、Ｐロート試験で流下時間が９〜１５秒であり、硬化後の吸水率が４０％以上のものが開示されている（特許文献１参照）。

また、上記充填材に配合する保水材として、上記多孔質シルトの他、真珠岩や黒曜石の粉粒体（特許文献２参照）、ベントナイト、珪藻土、セピオライト、炭酸カルシウム、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、珪石粉、石灰石粉末、シリカフューム（特許文献３及び４参照）、焼却灰（特許文献５参照）、木材の粉末、紙の粉末（特許文献６参照）等、種々のものが提案されている。しかし、これらの保水材を配合した充填材は、それぞれ一長一短があり、十分に満足し得る充填材は少ない。

一方、生コン工場では、戻り生コンの再生処理施設を設置し、その有効利用や再資源化が図られつつある。しかし、戻り生コンやアジデータ車の洗浄水等は、再生処理施設にて、湿式トロンメル分級機等により粗骨材及び細骨材が分級されるが、セメントスラッジ水が残される。このセメントスラッジ水は、脱水装置により含水比１００〜２００％程度に絞られ脱水ケーキと呼ばれる固体とされる。この脱水ケーキは、セメントと異なり、固化作用がなく、再生利用されていないのが現状であり、管理型最終処分場で処理されている。

特開平１０−４６５１３号公報 特開２００４−１１６１７４号公報 特開２００４−２２４６７２号公報 特開２００３−２０１７０５号公報 特開２００４−１２４５０４号公報 特開２００５−６８６３６号公報

本発明の目的は、生コン工場の産業廃棄物であるセメントスラッジ脱水ケーキを有効に利用する技術を提供することにある。

本発明者等は、セメントスラッジ脱水ケーキが高含水率であることに着目し、ヒートアイランド抑制効果のある保水性舗装の充填材に配合される保水材として、セメントスラッジ脱水ケーキを再生利用することができるのではないかと考え、種々検討を行った。その結果、セメントスラッジ脱水ケーキを乾燥微粉末化し、セメント及び水と混合することにより、保水性舗装の充填材として好適に使用でき、該充填材が舗装体の空隙部に充填された保水性舗装は、夏期の直射日光による舗装表面温度の上昇が著しく抑制される効果を有することを見い出し本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、生コン工場から発生するセメントスラッジ脱水ケーキを乾燥し粉末化した含水率０．１〜０．５％の生コンスラッジケーキ乾燥粉末からなる保水材を含有し、該保水材１００質量部に、水１００〜４００質量部及びセメント５０〜２００質量部を含有し、Ｐロート試験で流下時間が８〜１８秒であることを特徴とする保水性舗装の充填材を提供するものである。
また、本発明は、上記充填材を、舗装体の空隙部に充填したことを特徴とする保水性舗装を提供するものである。

本発明の保水性舗装の充填材によれば、生コン工場の産業廃棄物であるセメントスラッジ脱水ケーキを保水材として極めて有効に利用することができ、しかも、夏期の直射日光による保水性舗装の表面温度の上昇を著しく抑制することができる。また、本発明の充填材を充填した本発明の保水性舗装は、前日に水分を保水させれば翌日の水分補給無しでも一日中舗装表面温度の上昇を抑制することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の保水性舗装の充填材について説明する。尚、本発明でいう「充填材」とは、透水性コンクリート舗装、透水性アスファルト舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体の空隙部に充填され、該舗装体内に水分を保持させる保水機能を有する材料のことである。また、透水性コンクリート舗装、透水性アスファルト舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体とは、雨水が透過できるように多孔質状に舗設したコンクリート硬化体、アスファルト硬化体及び樹脂硬化体等であり、一般に該硬化体が１５〜３０容積％程度の空隙部を有し、雨水を透過する機能を持つものである。

本発明の充填材は、保水材として、生コン工場から発生するセメントスラッジ脱水ケーキを乾燥し粉末化したもの（以下、生コンスラッジケーキ乾燥粉末という）を含有する。この生コンスラッジケーキ乾燥粉末は、内部に非常に微細な空隙を有し、そのため吸水率が大きく且つ保水力に非常に優れている。そのため、透水性コンクリート舗装、透水性アスファルト舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体の空隙部に本発明の充填材を充填することにより、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末の保水力により、夏期の太陽光による舗装表面温度の上昇を抑制することができる。また、本発明の充填材は、吸水率が大きく且つ保水力に優れているため、無給水で長時間にわたり舗装表面の温度の上昇を抑制することができる。

上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末は、透水性コンクリート舗装、透水性アスファルト舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体の空隙部への充填作業のし易さ及び保水性の観点から、最大粒径が１ｍｍ以下であることが好ましく、最大粒径が０．８ｍｍ以下であることがさらに好ましい。生コンスラッジケーキ乾燥粉末の粒径の下限は特に制限されない。

また、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末の乾燥の程度は、含水率１．０％以下であることが好ましく、含水率０．１〜０．５％であることがより好ましい。乾燥方法としては、特に制限されるものではなく、例えば熱風乾燥機及び工業用乾燥機等の乾燥機を用いて行うことができる。また、粉末化方法も、特に制限されるものではなく、例えば工業用粉砕機及びロッドミル等の慣用の方法により行うことができる。

本発明の充填材には、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末に加え水を配合することができる。水を配合することによって、透水性コンクリート舗装、透水性アスファルト舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体の空隙部への充填材の充填作業が容易となり、充填作業時間の短縮が図れる。水の配合量は、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末１００質量部に対し、４００質量部以下が好ましく、１００〜３００質量部がより好ましい。

生コンスラッジケーキ乾燥粉末と水の混練方法や混練装置は、特に制限されるものではなく、慣用のミキサー等で、慣用の方法で混練すれば良い。
本発明の充填材に水を配合する場合、透水性コンクリート舗装、透水性アスファルト舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体の空隙部への充填材の充填性等から、充填材の流動性がＰロート試験で流下時間が８〜１８秒程度であることが好ましく、８〜１４秒程度であることがより好ましい。

本発明の充填材には、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末及び水に加え、さらにセメントを配合することができる。セメントを配合することにより、該充填材を用いた保水性舗装の供用による充填材の流出を防止することができる。
上記セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、エコセメント、ジェットセメント等の各種セメントを用いることができる。

本発明の充填材に水及びセメントを配合する場合、その配合量は、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末１００質量部に対し、水４００質量部以下、セメント４００質量部以下が好ましい。生コンスラッジケーキ乾燥粉末１００質量部に対しセメントが４００質量部超になると、充填材の空隙部が極端に失われ、また保水機能が低下し、夏期の直射日光による路面温度の上昇を抑制する効果が低下するので好ましくない。
水及びセメントの配合量は、充填材の充填性や強度発現性及び保水性の観点から、生コンスラッジケーキ乾燥粉末１００質量部に対し、水１００〜４００質量部、セメント５０〜２００質量部であることが好ましく、生コンスラッジケーキ乾燥粉末１００質量部に対し、水１００〜２５０質量部、セメント５０〜１５０質量部であることがより好ましい。

本発明の充填材は、水及びセメントを含有することが好ましく、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末にセメント及び水を加え混練することで、半たわみ性舗装のセメントミルクの性状と似たものとなり、水の量によってＰロート試験による流動性が調節でき、特殊な機械を要せず一般的な半たわみ性舗装の施工方法で容易に舗装体の空隙部に充填することができる。
このような本発明の充填材の好ましい一例として、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末１００質量部、水１００〜４００質量部及びセメント５０〜２００質量部を含有し、Ｐロート試験で流下時間が８〜１８秒である充填材が挙げられる。
生コンスラッジケーキ乾燥粉末、セメント及び水の混練方法や混練装置は、特殊なものは必要とせず、慣用の装置で慣用の方法で混練すれば良い。

本発明の充填材に水及びセメントを配合する場合、さらに減水剤を配合することが好ましい。減水剤を配合することにより、透水性コンクリート舗装、透水性アスファルト舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体の空隙部への充填作業が容易にできることや水の量を減らすことができるため、充填材としての強度を増すことができる。減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。減水剤の配合量は、充填材の強度の観点から、セメント１００質量部に対し０．５〜１．５質量部が好ましい。

本発明の充填材には、本発明の効果を損なわない範囲内において必要に応じて、上記生コンスラッジケーキ乾燥粉末と、それ以外の保水材等を配合することができる。

次に、本発明の保水性舗装について説明する。
本発明の保水性舗装は、透水性コンクリート舗装、透水性アスファルト舗装及び透水性樹脂舗装等の舗装体の空隙部に上記の本発明の充填材を充填させたものである。舗装体の空隙部への充填材の充填は、充填材を舗装表面に流し込み（充填材が粉体の場合は舗装表面に散布し）、バイブロプレートや振動ローラにて舗装体及び充填材に振動を与えながら舗装体の空隙部へ充填する。
本発明の保水性舗装では、生コンスラッジケーキ乾燥粉末、水及びセメントを配合した充填材を用いた場合、充填材の充填後、舗装表面が急激に乾燥することを防ぐため、養生シートにより舗装表面を覆い養生することが好ましい。

次に本発明をさらに具体的に説明するために実施例を挙げるが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１
１．充填材の材料
充填材の材料は以下の材料を使用した。
１）生コンスラッジケーキ乾燥粉末（最大粒径０．８ｍｍ以下、含水率０．２％）
２）水（水道水）
３）セメント（普通ポルトランドセメント）
４）減水剤（ＡＥ減水剤 ＢＡＳＦ ポゾリス株式会社製）
２．充填材の調製
前記材料を使用し、表１に示す配合割合で充填材No. １〜３をそれぞれ調製した。充填材No. １〜３の流動性（Ｐロート試験の流下時間）及び強度特性を表２に示す。

実施例２
試験施工を、実施例１で調製した充填材No. ２を用いて実施した。
３．舗装体の材料
母体となる舗装体は、透水性アスコン（１３）とし以下の材料を使用した。
１）アスファルト：ストレートアスファルト６０〜８０ 昭和シェル石油（株）
２）粗骨材：三重県南牟婁郡御浜産 日本土石工業（株）製
３）細骨材：三重県南牟婁郡御浜産 日本土石工業（株）製
４）石粉：三重県員弁 太平洋セメント（株）製
４．透水性アスコン（１３）の調製
前記材料を、粗骨材８０．７質量％、細骨材１０質量％、石粉４．８質量％、アスファルト４．５質量％の配合割合で、アスファルトプラントにより１５０℃で練り上げた。該透水性アスコン（１３）を、１５０ｃｍ×１５０ｃｍ×５ｃｍの型枠に敷均しプレートコンパクターにて転圧し、空隙率２１％の透水性舗装体を作製した。該透水性舗装体への充填材No. ２の充填は、該透水性舗装体を２４時間養生後、該透水性舗装体の温度が常温となってから行った。
５．充填材の充填
充填材No. ２を上記透水性舗装体の表面に流し込み、舗装体及び充填材にプレートコンパクターの振動を与えながら、舗装体の空隙部に充填材を充填し、保水性舗装を完成させた。
６．保水性舗装の表面温度の経時変化
試験施工は、夏期における日差しが強い日に、直射日光が当たる場所で行った。保水性舗装の表面温度の測定は、保水性舗装中央の表面温度を測定した。
保水性舗装への水の補給は、測定前日の２０時に水を保水させ蒸発しないようにシートで覆い、測定日の朝６時にシートを外し７時より温度測定を開始した。温度測定中は、水の補給は一切行わなかった。比較例として、アスファルト舗装表面、コンクリート舗装表面、百葉箱の気温についても同時に測定した。
図１に測定結果を示す。この測定結果から、本発明の保水舗装は、舗装表面の温度が、アスファルト舗装及びコンクリート舗装に比べ著しく低いことがわかる。

本発明の保水性舗装の表面温度の経時変化を示すグラフである。

Claims (3)

1. 生コン工場から発生するセメントスラッジ脱水ケーキを乾燥し粉末化した含水率０．１〜０．５％の生コンスラッジケーキ乾燥粉末からなる保水材を含有し、該保水材１００質量部に、水１００〜４００質量部及びセメント５０〜２００質量部を含有し、Ｐロート試験で流下時間が８〜１８秒であることを特徴とする保水性舗装の充填材。
2. さらに減水剤を、セメント１００質量部に対し０．５〜１．５質量部含有する請求項１記載の保水性舗装の充填材。
3. 請求項１又は２記載の保水性舗装の充填材を、舗装体の空隙部に充填したことを特徴とする保水性舗装。

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