JP5537719B1

JP5537719B1 - 流動性ポーラスコンクリート

Info

Publication number: JP5537719B1
Application number: JP2013181704A
Authority: JP
Inventors: 秀樹中込
Original assignee: 秀樹中込
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: WO2015030051A1; JP2015048282A

Abstract

【課題】
ボーリング孔等を利用して地下水面以下の土中においても透水性を備えた種々の形状の構造物を構築するために使用することができる流動性ポーラスコンクリートを提供しようとするものである。
【解決手段】
形状を球状とした骨材を用いて骨材の方向性がなくなることにより隣接の骨材同士の接触形態を統一することで、流動性を付加してパイプによる圧送を可能にするとともに、前記骨材を水に溶けない難溶性のバインダーでコーティングした上、前記骨材の接触部分が固結することにより、地下水が存在する土中に透水性を備えた種々の形状の構造物を形成できるようにしたことを特徴とする流動性ポーラスコンクリート。
【選択図】図１

Description

この発明は、骨材と骨材の間に隙間があるポーラスコンクリートをパイプ圧送して固結させることを可能とする流動性ポーラスコンクリートに関するものである。

例えば、ボーリング孔等を利用して土中（地中）に透水性を備えた柱状構造物を構築する場合などにおいては、前記ボーリング孔等にパイプを配設し、該パイプ内を骨材と骨材の間に隙間があるポーラスコンクリートをポンプを用いて圧送し、固結させる技術が求められるケースが存在する。
しかし、骨材間に存在するバインダーの量が極めて少ないポーラスコンクリートにおいては、いわばぱさぱさの状態であるため流動性に乏しく、それをパイプ圧送する技術はこれまで存在しなかった。

また、ポーラスコンクリートを目的に合わせて成型するためには、型枠内のコンクリートをよく突き固め、ばらばらの状態の骨材の表面を覆うバインダー同士を接触させ、バインダーの固化とともに全体を結束させる必要がある。
以上のプロセスにより製品を造るポーラスコンクリートは、ポーラスであるという性質がゆえに流動性に乏しく、前記ポンプ打設には向かないのである。

一方、上記の構造体を液状化対策として使用する場合、土中には通常液状化の原因となる水が存在するため、水中でも固結する機能が必要となる。しかし、ポーラスコンクリートでは骨材間を自由に水が移動する反面、バインダーは骨材表面に少量存在するのみであり、バインダーの水との接触割合は非常に大きい。
したがって、ポーラスであるがゆえに従来使用されてきたセメント系のバインダーでは、バインダーが水中に流出しやすく、固結させることが難しいのである。

ちなみに、特開平０８−１００４０３号公報（特許文献１参照）には、粗骨材として石炭灰を原料とした球形度の高い人工骨材を用いた透水性コンクリート舗装体が記載されており、粗骨材の球形度が高く、骨材界面でポゾラン反応が起こるため、舗装板の強度が高いものとされている。

また特開２００１−２４０４５５号公報（特許文献２参照）には、セメント、減水剤、細骨材、粗骨材及び水を有する組成物を混練し、遠心締固めにより成形されるコンクリート硬化物において、砕石を整粒することにより球形率を６５％から８０％とした粗骨材を用い、セメントに対する水の重量割合を１５％から３５％とした、混練後には高い流動性を有する超高強度のコンクリート硬化物及びその組成物が記載されている。

また特開２００２−３１７４２５号公報（特許文献３参照）には、多連１列又は多列に配置した多数個取りの型枠を用いて、上下型枠の合わせ目高さ位置にネット等柔軟連結材を介在させて各ポーラスコンクリートカブル（玉石）を相互に結合した形でポーラスコンクリートカブル集合体を製造することが記載され、得られる集合体は地面配置に対して自重で折れ曲り、底面が地面に密着するとされている。

また特開２０１２−１８０７１３号公報（特許文献４参照）には、機能劣化の要因となる車両載荷による骨材の破損や舗装面の変形、骨材破損片や舗装変形による舗装内空隙部の目詰まりや縮小といった問題点を解決し、長期供用が維持できる空隙部を有する構造体使用骨材形状を提供することを目的として、使用する骨材の形状を平行面を有することとし、さらに舗装内部の空隙部確保のため、角部面取りした多面体形とすることが記載されている。

特開平０８−１００４０３号公報また特開２００１−２４０４５５号公報また特開２００２−３１７４２５号公報また特開２０１２−１８０７１３号公報

前記特許文献１の発明は、骨材界面で起こるポゾラン反応を利用するものであるため、製造時やその後の管理に手間がかかり、また最終形態を完成させるまでに長時間を要するという問題があった。
また前記特許文献２の発明は、超高強度のコンクリート硬化物を得るため、遠心締固めを行ってポーラス層を解消しようとするものであり、本願発明とはその目的が正反対の発明である。
特許文献３の発明は、バレーボール状の玉石、即ちポーラスコンクリートカブル（以下ＰＣＣと称す）を得ようとするものであって、ボーリング孔等を利用して土中に透水性を備えた柱状構造物を構築するために使用することができるものではない。
特許文献４の発明は、高機能舗装において砕石間には空隙が残り，舗装の安定性は著しく低下する上、高機能舗装で配列された隣り合う砕石は点接触の状態となり、同強度を有する骨材でも繰り返しの車両載荷により、砕石は破損してしまうという問題を解消するものである。すなわち、使用する骨材の形状を平行面を有するものとし、舗装内部の空隙部確保のため角部面取りした多面体形とするものであって、到底骨材と骨材の間に隙間があるポーラスコンクリートをパイプ圧送して固結させるのに適したものとは言えなかった。

したがってこの発明の目的は、ボーリング孔等を利用して地下水面以下の土中においても透水性を備えた種々の形状の構造物を構築するために使用することができる流動性ポーラスコンクリートを提供しようとするものである。

すなわちこの発明の流動性ポーラスコンクリートは、形状を球状とした骨材を用いて骨材の方向性がなくなることにより隣接の骨材同士の接触形態を統一することで、流動性を付加してパイプによる圧送を可能にするとともに、前記骨材をバインダーでコーティングした上、前記骨材の接触部分が地下水の存在下で固結するようにしたことを特徴とする流動性ポーラスコンクリート。

この発明の流動性ポーラスコンクリートは、形状を球状とした骨材を用いて骨材の方向性がなくなることにより隣接の骨材同士の接触形態を統一することで、流動性を付加してパイプによる圧送を可能にするとともに、前記骨材を水に流出しにくい難溶性のバインダーでコーティングした上、前記骨材の接触部分が地下水の存在下で固結することにより、地下水が存在する土中に透水性を備えた種々の形状の構造物を形成できるようにしたことをも特徴とするものである。

この発明の流動性ポーラスコンクリートは、前記形状を球状とした骨材をバインダーでコーティングした流動性ポーラスコンクリート材料は、圧送に用いる水の中において骨材に作用する浮力によってその重さが軽くなることを利用し、前記流動性ポーラスコンクリート材料の流動性をさらに高めるようにしたことをも特徴とするものである。

この発明の流動性ポーラスコンクリートは、前記形状を球状とした骨材は、再生ガラスを含むガラス系素材や再生プラスチックを含むプラスチック系素材、再生コンクリート系骨材、金属系素材、アルミナその他のセラミック系素材、川砂利その他の天然骨材、高炉スラグ骨材や膨張頁岩、膨張粘土、フライアッシュその他の軽量骨材から適宜選ばれたことをも特徴とするものである。

この発明の流動性ポーラスコンクリートは、前記前記水に流出しにくい難溶性のバインダーが、エポキシ樹脂からなるバインダーまたはウレタン樹脂からなるバインダーであるようにしたことをも特徴とするものである。

この発明の流動性ポーラスコンクリートは、前記地下水が存在する土中に形成される透水性を備えた種々の形状の構造物は、棒状補強材の挿入により、骨材が押しのけられて充填性が改善するとともに、前記棒状補強材が地盤全体に対して補強機能を発揮するようにしたことをも特徴とするものである。

以上の構成を有するこの発明の流動性ポーラスコンクリートは、ボーリング孔等を利用して地下水が存在する土中に透水性を備えた種々の形状の構造物を構築するために使用する際に優れた流動性を発揮することができ、かつ強度を求められる場合や可撓性が求められる場合にも柔軟に対応することができるという利点がある。

この発明の流動性ポーラスコンクリートの実施の形態を示す説明図である。この発明の流動性ポーラスコンクリートを用い、ボーリング孔等を利用して土中に透水性を備えた柱状構造物を構築する場合の説明図である。流動性ポーラスコンクリート内に棒状補強材を挿入した状態を示す説明図である。

以下、図面に基いてこの発明の流動性ポーラスコンクリートの１実施例を説明する。

図１において、１１は形状を球状とした骨材であり、該形状を球状とした骨材１１は、再生ガラスを含むガラス系素材や再生プラスチックを含むプラスチック系素材、再生コンクリート系骨材、金属系素材、アルミナその他のセラミック系素材、川砂利その他の天然骨材、高炉スラグ骨材や膨張頁岩、膨張粘土、フライアッシュその他の軽量骨材から適宜選択することが望ましい。このような形状を球状とした骨材１１は、その方向性がなくなることにより隣接の骨材１１同士の接触形態が統一される。

前記骨材１１はその表面に、水に流出しにくい難溶性のバインダーによるコーティング層１２が形成されて、該バインダーによって前記骨材１１の接触部分が固結することにより、地下水が存在する土中に透水性を備えた流動性ポーラスコンクリートからなる種々の形状の構造物を形成することができる。
そして前記コーティング層１２は、前記土中に形成される透水性を備えた種々の形状の構造物が強度を求められる場合はエポキシ樹脂等の高強度を有するバインダーを、土中に形成される透水性を備えた柱状構造物が可撓性が求められる場合にはウレタン樹脂等の可撓性を有するバインダーを用いている。

図２においては、この発明の流動性ポーラスコンクリートを用い、ボーリング孔等を利用して地下水が存在する土中に透水性を備えた柱状構造物を構築している。
すなわち、ボーリング孔２１内に鋼管やプラスチックパイプ等からなる導管２２を配設して流動性ポーラスコンクリート材料２３を圧送し、前記土中に流動性ポーラスコンクリートからなる透水性を備えた柱状構造物を構築しようとするものである。
なお、土中に地下水がなくかつ圧送するための管が十分太い場合、また圧送するための管に屈曲部の曲線半径が十分大きく、圧送抵抗の小さい場合は水溶性のバインダーを使用することが可能である。
もちろん、上記柱状構造物に変えて種々の形状の構造物を構築することもできる。

また図３に示すように、前記土中に形成される透水性を備えた柱状構造物３１に、さらに流動性ポーラスコンクリート材料の充填後に鉄筋や結束したワイヤ、ＦＲＰ等のプラスチック等からなる棒状補強材３２を挿入することにより、骨材１１が押しのけられてよりその充填性を改善することができる。
また、前記棒状補強材３２は地盤全体に対して補強機能を発揮することも期待できる。

この発明によって得られる流動性ポーラスコンクリートは、地下水が存在する土中に形成される透水性を備えた種々の形状の構造物が適用可能な、種々の用途にも利用することができる。
なお、上記実施例においては地下水が存在する土中に透水性を備えた種々の形状の構造物を形成する場合について例示したが、この発明が空中や水中、海中に透水性を備えた種々の形状の構造物を形成する場合にも適用することができることはいうまでもない。

１１球状骨材
１２コーティング層
２１ボーリング孔
２２導管
２３流動性ポーラスコンクリート材料
３１柱状構造物
３２棒状補強材

Claims

形状を球状とした骨材を用いて骨材の方向性がなくなることにより隣接の骨材同士の接触形態を統一することで、流動性を付加してパイプによる圧送を可能にするとともに、前記骨材をバインダーでコーティングした上、前記骨材の接触部分が地下水の存在下で固結するようにしたことを特徴とする流動性ポーラスコンクリート。
形状を球状とした骨材を用いて骨材の方向性がなくなることにより隣接の骨材同士の接触形態を統一することで、流動性を付加してパイプによる圧送を可能にするとともに、前記骨材を水に流出しにくい難溶性のバインダーでコーティングした上、前記骨材の接触部分が地下水の存在下で固結することにより、地下水が存在する土中に透水性を備えた種々の形状の構造物を形成できるようにしたことを特徴とする流動性ポーラスコンクリート。
前記形状を球状とした骨材をバインダーでコーティングした流動性ポーラスコンクリート材料は、圧送に用いる水の中において骨材に作用する浮力によってその重さが軽くなることを利用し、前記流動性ポーラスコンクリート材料の流動性をさらに高めるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の流動性ポーラスコンクリート。
前記形状を球状とした骨材は、再生ガラスを含むガラス系素材や再生プラスチックを含むプラスチック系素材、再生コンクリート系骨材、金属系素材、アルミナその他のセラミック系素材、川砂利その他の天然骨材、高炉スラグ骨材や膨張頁岩、膨張粘土、フライアッシュその他の軽量骨材から適宜選ばれたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の流動性ポーラスコンクリート。
前記水に流出しにくい難溶性のバインダーは、エポキシ樹脂からなるバインダーまたはウレタン樹脂からなるバインダーであることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の流動性ポーラスコンクリート。
前記地下水が存在する土中に形成される透水性を備えた種々の形状の構造物は、棒状補強材の挿入により、骨材が押しのけられて充填性が改善するとともに、前記棒状補強材が地盤全体に対して補強機能を発揮するようにしたことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の流動性ポーラスコンクリート。