JP5217060B2

JP5217060B2 - 遮熱ブロックとその製造方法

Info

Publication number: JP5217060B2
Application number: JP2010029597A
Authority: JP
Inventors: 久伊是名
Original assignee: 株式会社伊是名ブロック工業
Priority date: 2010-02-14
Filing date: 2010-02-14
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2030-02-14
Also published as: JP2011163063A

Description

本発明は、建物の屋根や屋上を遮熱構造にするのに適する、遮熱層を有する遮熱ブロックとその製造方法に関する。

従来から、建物の屋根や屋上を断熱構造にするために、水分の少ない多孔質の生コンクリートで四つ脚式の断熱層を形成したポーラスの断熱ブロックや、さらに断熱板を積層する構造が採用されているが、従来はコンクリートを養生してから離型した状態で断熱板を接着するため、製造に時間と工数を要し、大量生産に適しなかった。このような問題を解決し、通水性の良いポーラスのブロックをより均一に成型でき、しかも断熱板が一体の断熱ブロックを成型直後に離型して量産化を実現するために、特許文献１に記載のような発明が提案されている。

特許4053261 号

しかしながら、特許文献１に記載のような断熱ブロックは断熱性能は優れているが、遮熱性能を高めるには、各断熱ブロックの上に多孔質の保水材を被せて、その上に芝生を育成したりする必要があった。その結果、管理の負担が大きく、人件費のためにコストアップを招いた。
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、断熱ブロックなどのブロック自体に遮熱層を一体化した遮熱ブロックを実現することを課題とする。

請求項１は、建物の屋根又は屋上又は外壁に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレット（球状粒体）を骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから養生してなることを特徴とする遮熱ブロックである。前記ブロックの形状は任意である。
このように、建物の屋根や屋上や外壁に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから養生してなる遮熱ブロックであるから、遮熱層がブロック上面に養生前に積層し一体化されていることにより、高い接着強度が確保される。
しかも、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットは硬度が高く、充分な機械的強度と耐候性が得られるので、強烈な紫外線を受けても、遮熱層の剥離や劣化が抑制され、一体化接着強度の向上と相まって長寿命化が可能となり、台風時の異物の衝突などの外力からブロック表面を保護する保護層としても機能する。
さらに、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットは白色であるから、白色セメントで接着してなる遮熱層は淡色となり、白色塗料による遮熱層に代わる遮熱効果が実現できる。この遮熱層は、７〜１５ｍｍの層厚を確保できるので、白色塗料層のような塗り替えも不要となる。

請求項２は、前記の炭酸カルシウムペレット骨材と白色セメントに対し、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜてあることを特徴とする請求項１に記載の遮熱ブロックである。
このように、前記の炭酸カルシウムペレット骨材と白色セメントに対し、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜてあることで、遮熱層が白色となり、日光を反射するため、遮熱効果をさらに高めることができる。

請求項３は、建物の屋根又は屋上又は外壁に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を積層するために、前記ブロックの成型時に遮熱層を一体に加圧圧着してから脱型し養生することを特徴とする遮熱ブロックの製造方法である。
このように、建物の屋根や屋上や外壁に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に一体に加圧圧着してから脱型し養生する製法を採っているので、遮熱層をブロック上面に養生前に一体に加圧圧着し、その後で養生することになり、高い接着強度が得られる。
また、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットは硬度が高く、充分な機械的強度と耐候性を有するので、強烈な紫外線を受けても、遮熱層の剥離や劣化が抑制され、一体化接着強度の向上と相まって長寿命化でき、かつ台風時の異物衝突などの外力からブロック表面を保護する保護層としても機能する。
さらに、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットは白色であるから、白色セメントで接着してなる遮熱層は淡色となり、白色塗料による遮熱層と同様な遮熱効果を達成でき、しかも、この遮熱層は７〜１５ｍｍの層厚を確保できるので、白色塗料層のような塗り替えは不要である。

請求項４は、前記の炭酸カルシウムペレット骨材と白色セメントに対し、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜることを特徴とする請求項３に記載の遮熱ブロックの製造方法である。
このように、前記の炭酸カルシウムペレット骨材と白色セメントに対し、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜて成型するので、遮熱層が白色となって、日光を反射するため、遮熱効果をさらに高めることができる。

請求項５は、建物の屋根又は屋上又は外壁に敷設するブロックの上面に積層する遮熱層であって、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから脱型し養生してなることを特徴とする遮熱層である。
このように、建物の屋根又は屋上又は外壁に敷設するブロックの上面に積層する遮熱層が、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから脱型し養生してなるため、炭酸カルシウムのペレット自体が高い硬度を有していることに加えて、ブロック成型時に積層し一体化してから脱型し養生してあることによって、ブロック面と遮熱層との馴染み易くなり、高い接着強度で一体化されるので、機械的強度と耐候性が強化され、強烈な紫外線を受けても、遮熱層の剥離や劣化が抑制され、しかも異物の衝突などの外力にも強く、長寿命化が可能となる。
さらに、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットは白色であるから、白色セメントで接着してなる遮熱層は淡色となり、白色塗料による遮熱層に代わる遮熱効果が実現できる。この遮熱層は、７〜１５ｍｍの層厚を確保できるので、白色塗料層のような塗り替えも不要で、外力に対する保護層としても機能する。

請求項１のように、建物の屋根や屋上や外壁に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから養生してなる遮熱ブロックであるから、遮熱層がブロック上面に養生前に積層し一体化されていることにより、高い接着強度が確保される。しかも、前記の炭酸カルシウムペレットは硬度が高く、充分な機械的強度と耐候性が得られるので、遮熱層の剥離や劣化が抑制され、一体化接着強度の向上と相まって長寿命となり、ブロック表面の保護層としても機能する。
さらに、前記炭酸カルシウムペレットは白色であるから、白色セメントで接着してなる遮熱層は淡色となり、白色塗料による遮熱層に代わる遮熱効果が実現でき、白色塗料層のような塗り替えも不要となる。

請求項２のように、前記の炭酸カルシウムペレット骨材と白色セメントに対し、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜてあることで、遮熱層が白色となり、日光を反射するため、遮熱効果をさらに高めることができる。

請求項３のように、建物の屋根や屋上や外壁に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に一体に加圧圧着してから脱型し養生する製法を採っているので、遮熱層をブロック上面に養生前に一体に加圧圧着し、その後で養生することになり、高い接着強度が得られる。また、前記炭酸カルシウムペレットは硬度が高く、充分な機械的強度と耐候性を有するので、遮熱層の剥離や劣化が抑制され、一体化接着強度の向上と相まって長寿命で、ロック表面の保護層としても機能する。さらに、前記炭酸カルシウムペレットは白色であるから、白色セメントで接着してなる遮熱層は淡色となり、白色塗料による遮熱層と同様な遮熱効果を達成でき、塗り替えも不要となる。

請求項４のように、前記の炭酸カルシウムペレット骨材と白色セメントに対し、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜて成型するので、遮熱層が白色となって、日光を反射するため、遮熱効果の高い遮熱層を実現できる。

請求項５のように、建物の屋根又は屋上又は外壁に敷設するブロックの上面に積層する遮熱層が、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから脱型し養生してなるため、炭酸カルシウムのペレット自体が高い硬度を有していることに加えて、ブロック成型時に積層し一体化してから脱型し養生してあることによって、ブロック面と遮熱層との馴染み易くなり、高い接着強度で一体化されるので、機械的強度と耐候性が強化され、強烈な紫外線を受けても、遮熱層の剥離や劣化が抑制され、しかも異物の衝突などの外力にも強く、長寿命化が可能となる。さらに、前記炭酸カルシウムペレットは白色であるから遮熱効果が高く、塗り替えも不要で、保護層としても機能する。

本発明の方法によって製造される遮熱ブロックであり、（１）は上側から見た斜視図、（２）は上下逆さにした斜視図である。図１のような遮熱ブロックを製造する装置の斜視図である。図２の装置に四角形断熱板を置いた状態の縦断面図である。図３の装置において加圧・圧縮した後の状態の縦断面図である。成型装置全体を上下反転させた状態の縦断面図である。炭酸カルシウムペレットの生成過程と形状を示す図である。

次に本発明による遮熱ブロックとその製造方法が実際上どのように具体化されるか実施形態を詳述する。図１は本発明の方法によって製造される断熱ブロックＢであり、（１）は上側から見た斜視図、（２）は上下逆さにした斜視図である。
図のように、この断熱ブロックＢは、その厚さｔの断熱層２がほぼ正方形状をしているが、長方形状でもよい。そして、断熱層２の四隅に脚１…が付いているので、脚１…の高さ分Ｇだけ、断熱ブロックＢの四角形状の断熱層２が浮くことになる。四角形状の断熱層２の各辺の側面には、半円状の引っ込み部３が形成されている。
この四角形状の断熱層２の下面には、ほぼ四角形状の断熱板４が一体化されている。この断熱板４は、合成樹脂製が成型や断熱性の上で好ましい。通常は、例えば発泡スチロールなどのような発泡樹脂製が好ましいが、他の断熱性にすぐれた材料でもよい。
断熱層２の上面には、（１）図のように、遮熱層５を加圧接着して一体化してある。遮熱層５は、浄水場で硬水の硬度低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材とし、白色セメントで接着してなる、例えば７〜１５ｍｍの層である。７ｍｍ以下では強度不足となり、１５ｍｍ以上では、高価な白色セメントのためにコスト高となる。なお、遮熱層５の周辺は、台形状や曲面に傾斜させてある。

図２は、図１のような断熱ブロックＢを製造する装置の斜視図である。製造装置のテーブル面Ｔのほぼ中央にほぼ四角形の凹室６が形成されている。そして、矢印ａ１、ａ２のように、この凹室６中で底型７と脚型８が上下動する。この底型７および脚型８の駆動機構は、テーブル面Ｔの下側に配置されている。
ほぼ四角形の底型７の四隅には、断熱ブロックの前記脚部１…を形成するための凹部８ａ…を有している。この凹部８ａ…は、その上側が次第に底型７の中央寄りに斜めに拡がっている。そして、この凹部８ａ…の底面に前記の脚型８が位置している。

底型７の前記凹部８ａ…以外は、平面状になっている。そして、平面部の上に図１の四角形断熱板４を載せて位置決めする必要がある。そのために、四角形の凹室６の各辺と平行に２本ずつ位置決めピン９…を植設してある。そして、これらの位置決めピン９…の内側に鎖線４ａで示すように前記の四角形断熱板４を置いたとき、四角形断熱板４の各コーナ部４ｃが前記の凹部８ａ…中に入り込むような位置関係で、位置決めピン９…を配置してある。
四角形凹室６の各辺の内壁には、半円柱状の凸部１０…が形成されており、したがって底型７の各辺には、この凸部１０…が入る半円状の引っ込み部１１が形成されている。

次に、この装置を用いて断熱ブロックを製造する方法を説明する。まず、図２のように底型７が下降して引っ込むことによって、四角形の凹室６が形成される。また、脚型８が図１の隙間Ｇ分だけさらに下降して引っ込むことによって、脚１…形成用の凹部８ａ…が形成される。
この状態において、各位置決めピン９…の内側に鎖線４ａで示すように、図１の四角形断熱板４を置く。図３は、四角形断熱板４を置いた状態の縦断面図である。この四角形断熱板４には、予め接着用のモルタル１２を載せておく。
次いで、四角形断熱板４の上から、凹室６中に、水分の少ない多孔質生コンクリート１３を入れると同時に装置を震動させる。この震動によって、凹部８ａ中の多孔質生コンクリートは、四角形断熱板４のコーナ部４ｃの下側に回り込む。なお、図１（２）の４ｃのように、コーナ部４ｃをカットし面取りしておくと、多孔質生コンクリートがその下側に回り込み易くなる。

次に、多孔質生コンクリートを供給するホッパーを、テーブル面Ｔ上で水平移動させて、テーブル面Ｔより上側の余分の多孔質生コンクリートを掻き避けて排除してから、上からオス型１４を下降させて、凹室６中の多孔質生コンクリート１３を加圧・圧縮して成型する。このとき、四角形断熱板４上のモルタル１２が押し拡げられる。なお、「生」コンクリートとは、成型前のフレッシュコンクリートを指すものとする。

図４は、加圧・圧縮した後の状態であり、図３のＡ−Ａ方向の縦断面図である。浅底の金属板製の皿１５には、本発明による遮熱層５用の白色セメントモルタル５ｍを入れて、加震によって予め充分に拡げられると共に密度アップされている。この白色セメントモルタル層５ｍは、前記のように硬水の硬度低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材とし、２対１〜３対１の配合比で白色セメントを水で混練したものである。なお、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜて、仕上がりを淡色にするのが望ましい。
このようなモルタル５ｍを入れた皿１５を磁石１７で保持した状態で、アーム１８が軸１９を中心にして矢印ａ３方向に回転することによって、先に加圧・圧縮した後の多孔質コンクリート１３ａの上に皿１５が反転した状態で被せられる。
こうして皿１５が反転状態で被さった状態で、アーム１８が元に戻ってから、図３のテーブル面Ｔの左右両側から押さえアーム２０ａ、２０ｂが回動して来て、逆さの皿１５を押さえた状態で、テーブル面Ｔを含む成型装置全体が１８０度回転して上下が反転し、図５の状態になる。

次いで、押さえアーム２０ａ、２０ｂが回動し退避すると共に、四角形凹室６中の底型７と脚型８が下降して、前記の皿１５中の遮熱層モルタル５ｍの上に前記の加圧・圧縮された多孔質コンクリート１３ａが載った状態で、コンベア２１の上に押し出されて載置され、次の保管場所に搬送されて養生される。
すなわち、断熱ブロックＢの成型時にその断熱層２の上面に、硬水の硬度低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材とし白色セメントのモルタル５ｍで接着した遮熱層モルタル５ｍを積層した状態で脱型してから、断熱ブロックＢの自重で白色セメントのモルタル層５ｍを加圧した状態で養生すると、両者が生の状態で馴染んでおりかつ加圧して一体化された遮熱ブロックの完成である。
なお、脱型に際しては、底型７がテーブル面Ｔまで下降してから、引き続いて脚型８がさらに下降することで、凹部８ａ…中の脚１…が円滑に押し出されるので、凹部８ａ…中に多孔質生コンクリートが残るようなことはない。

断熱ブロックＢの自重だけでは加圧力が不足する場合は、コンベア２１の真下に受け台２２を配置しておいて、受け台２２の上に押しつけるようにして底型７と脚型８を下降させて、角形凹室６からコンベア２１の上に押し出すようにして、接着のための加圧力を加えてもよい。この操作の最中はコンベア２１を停止させる。
あるいは、成型装置と受け台２２をコンベア２１とずらした位置に設けて、押さえアーム２０ａ、２０ｂの退避後に受け台２２を上昇させて皿１５に下側から加圧し加振すると、遮熱層モルタル５ｍと多孔質コンクリート１３ａとをより強固に接着できる。次いで、成型装置をコンベア２１上に移動して、脱型する。

このように、皿１５中のモルタル層５ｍの上には、成型後の多孔質コンクリート１３ａが載った状態で脱型された後に、そのままコンベア２１で次の保管場所に移送されて、保管中に養生されるので、従来のように養生後に離型する方法と違って量産に適している。皿１５の底面には予め離型油を塗布してあるので、約１日養生後した後に容易に分離できる。
また、断熱ブロックの成型過程において、四角形断熱板４がモルタル１２ａで多孔質コンクリート１３ａと接着されると共に、脚部１…で多孔質コンクリートが四角形断熱板のコーナ部４ｃの下側に回り込んで一体に抱き込む構造になるので、四角形断熱板４を後で接着する方法と違って、生産効率が良く、量産に適している。

図３からも明らかなように、接着用のモルタル１２の上に多孔質生コンクリート１３を供給してから、オス型１４で加圧・圧縮するので、モルタル１２ａが多孔質コンクリート１３ａの内部に浸透することになり、断熱板４と断熱ブロックとの接着も確実に行われる。
以上の記載とは別の実施形態として、四つ脚１…や断熱板４を有しない断熱ブロックや平板状の断熱ブロックを成型した状態で、硬水の硬度低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材とし白色セメントのモルタルで接着した遮熱層モルタル５ｍを積層した状態で養生すれば、相互に馴染みやすく、一体化時の強度アップが可能となる。図４のように、予め離型油を塗布した受け皿１５中に遮熱層モルタル５ｍを入れて、その上に断熱ブロックを載せて養生すれば、断熱ブロックの自重が加わるので、一体化強度はさらにアップされる。

図６は、炭酸カルシウムペレットの生成過程と形状を示す図である。本発明で使用する炭酸カルシウムペレットは、（１）図のように、炭酸水素カルシウムに苛性ソーダを作用させることによって、炭酸カルシウムと炭酸水素ナトリウムと水を生成させる方法で得られる。
具体的には、カルシウム濃度の高い原水に苛性ソーダを注入することによって、予め投入されている種ペレットを核として炭酸カルシウムが成長し、（２）図のような小球状のペレットとなって産出する。粒径はまちまちで、0.３〜３.0mm程度である。
このように硬水の硬度低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットは、実験の結果、セラミックと同様に耐磨耗性も曲げ強度も高いので、遮熱層の下側の耐磨耗性や曲げ強度に劣るコンクリートブロック層の厚みを薄くして軽量化できると共に、ブロック層を機械的に保護する効果も生じるので、耐候性や衝撃に強く、上を人が歩いたりしても破損の恐れはない。

以上のように、本発明によると、建物の屋根又は屋上に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから養生するため、相互の馴染みが良く、高い接着強度で一体化される。しかも、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットは硬度や曲げ強度が高く、充分な機械的強度と耐候性が得られるので、強烈な紫外線を受けても遮熱層の剥離や劣化が抑制され、一体化接着強度の向上と相まって長寿命化が可能となり、保護層としても機能する。炭酸カルシウムペレットを白色セメントで接着してなる遮熱層は淡色となって高い遮熱効果を奏し、白色塗料層のような塗り替えも不要となる。

１脚
２断熱層
３引っ込み部
４四角形状断熱板
５遮熱層
５ｍ遮熱層モルタル
Ｔテーブル面
６凹室
７底型
８脚型
８ａ脚部形成用の凹部
９位置決めピン
１０半円状の凸部
１２接着用のモルタル
１３・１３ａ多孔質コンクリート
１４オス型
１５皿
１６モルタル
１７磁石
１８アーム
１９軸
２０ａ・２０ｂ押さえアーム
２１コンベア
２２受け台

Claims

建物の屋根又は屋上又は外壁に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから養生してなることを特徴とする遮熱ブロック。
前記の炭酸カルシウムペレット骨材と白色セメントに対し、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜてあることを特徴とする請求項１に記載の遮熱ブロック。
建物の屋根又は屋上又は外壁に敷設するブロックの上面に、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を積層するために、前記ブロックの成型時に遮熱層を一体に加圧圧着してから脱型し養生することを特徴とする遮熱ブロックの製造方法。
前記の炭酸カルシウムペレット骨材と白色セメントに対し、重量比で３〜７％の白色顔料を混ぜることを特徴とする請求項３に記載の遮熱ブロックの製造方法。
建物の屋根又は屋上又は外壁に敷設するブロックの上面に積層する遮熱層であって、硬水低減処理時に排出される炭酸カルシウムのペレットを骨材として白色セメントで接着してなる遮熱層を、ブロック成型時に積層し一体化してから脱型し養生してなることを特徴とする遮熱層。