JPH05178647A

JPH05178647A - 透水性組成物

Info

Publication number: JPH05178647A
Application number: JP34651191A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yasudo; 賢一安戸
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】安価な材料により、透水性に優れた組成物を提
供する。【構成】高炉にて副生する徐冷スラグなどの粒度２５〜
５mmの粗粒品、石灰石などの粒度５〜０mmの中粒品、水
砕スラグなどの粒度２．５〜０mmの細粒品のうち少なく
とも一つと、１〜１４重量％の水砕スラグ微粉末とから
なる骨材と：１〜１４重量％のアルカリ刺激材と：を主
体とし、前記骨材の粒度曲線は、図１におけるＹまたは
Ｚの範囲内とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路、広場、駐車場、
屋内外床面、鉄道道床下部路盤、ヤードなどを形成する
透水性組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境保護などの観点から、透水性
舗装材が注目され、種々の舗装材が知られている。他
方、高炉にて副生する水硬性スラグ、すなわち徐冷スラ
グ、水砕スラグまたは水砕スラグ微粉末の有効利用がな
されており、透水性舗装材としての適用も知られてい
る。

【０００３】たとえば、第１先行例として挙げる、特開
昭６２−８６２０３号公報では、高炉スラグに対し、水
硬反応を促進させるために硫化アルミニウムまたはその
塩、あるいは硫酸アルミニウムを１０〜２０重量％（以
下、％とは断りのない限り重量％をいう）添加したもの
を敷き均しして路盤を形成し、その上にケイフッ化マグ
ネシウムの水溶液を散布または塗布することが開示され
ている。また、第２先行例として挙げる、特開昭６３−
２２３２０３号公報では、高炉スラグに対して、塩化ナ
トリウム２０〜３０重量部、塩化マグネシウム２０〜３
０重量部、塩化カリウム３５〜４５部、塩化カルシウム
５〜１５部およびクエン酸４〜８部からなる添加剤を、
たとえば水砕スラグ１m³に対して１kgを添加して敷き均
しすることを教示している。

【０００４】さらに、第３先行例として挙げる、特開昭
５１−１１４４１８号公報では、粒径が２．５〜５．０
mm、１．２〜２．５mmのものをそれぞれ２５〜７５％の
混合粒度を有する複合骨材に合成樹脂系バインダーを添
加して、所定の強度を有する透水材を得る技術が開示さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記第１先行
例により得られる路盤は、その実施例からも明らかなよ
うに、３日後の一軸強度は１．５〜２．０kg/cm²、４週
間強度で１７〜２７kg/cm²、また透水係数は１０^-3〜１
０^-5cm/secであり、透水性および強度が共に充分でな
い。また、第２先行例においては、強度は不明である
が、少なくとも得られる舗装材の透水係数は一般的な範
囲であり、高くない。しかも、添加剤の材料費はかなり
高くなる。前記第１、第２先行例は、共に高炉水砕スラ
グに対して、特殊かつ多種の添加剤を混入するものであ
り、高度な専門知識と技術が必要であり、また特殊な混
合装置が必要となる。

【０００６】さらに、前記第３先行例は、粒径が細粒度
範囲のみに限定され、かつ樹脂系バインダーを用いて硬
化させるものであるため、工費が嵩み、たとえば下層路
盤など低級部位への適用には不適であるなどの問題があ
る。

【０００７】そこで本発明の主たる課題は、特殊添加剤
等を使用することなく、使用される骨材粒度の組み合わ
せ等により、安価であって、かつ透水性に優れ、さらに
必要に応じ所定の強度を有する透水性組成物を提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、高炉にて副
生する徐冷スラグなどの粒度２５〜５mmの粗粒品、石灰
石などの粒度５〜０mmの中粒品、水砕スラグなどの粒度
２．５〜０mmの細粒品のうち少なくとも一つと、１〜１
４重量％の水砕スラグ微粉末とからなる骨材と：１〜１
４重量％のアルカリ刺激材と：を主体とし、前記骨材の
粒度曲線は、図１におけるＹまたはＺの範囲内にあるこ
とで解決できる。また、この場合、アルカリ刺激材とし
ては、セメントまたは石膏から選択できる。

【０００９】

【作用】以下に詳述するように、各成分の機能および各
成分の相互関係により、優れた透水性、強度を示す。

【００１０】

【実施例】以下本発明を具体的にさらに詳説する。本発
明においては、混合骨材の粒度曲線は、図１の範囲Ｙま
たはＺ内にあるとされる。主に透水性能を重んじる場合
には、範囲Ｚの内に入るように骨材粒度を調整し、透水
性および所定の強度を与えたい場合には範囲Ｙの内に入
るように骨材粒度が調整される。本発明における骨材
は、高炉にて副生する徐冷スラグなどの粒度２５〜５mm
の粗粒品、石灰石などの粒度５〜０mmの中粒品、水砕ス
ラグなどの粒度２．５〜０mmの細粒品のうち少なくとも
一つと、１〜１４重量％の水砕スラグ微粉末とからな
る。前記粗粒品、中粒品および細粒品は、組成物中に９
８％以下含有される。骨材の含有量が９８％を超えると
充分な強度を得ることができない。

【００１１】徐冷スラグ、水砕スラグおよび水砕スラグ
微粉末などの水硬性スラグは、その表面形状の噛み合わ
せにより、高い長期強度を発現させるとともに、潜在水
硬性を示し、もってセメントや石膏などのアルカリ刺激
材の使用量の低減をもたらすことができる。さらに、水
硬性スラグは、それが元来持つ気泡により、優れた透水
性を示す。他方、徐冷スラグ、水砕スラグおよび石灰石
は、水洗い品を用いることが、空隙率を高め透水性を良
好にする上で望ましい。

【００１２】さらに、粒度が同一ならば、粗粒品として
生コンクリート用砕石を、中粒品として徐冷スラグの水
洗い品、７号砕石、または天然粗砂の水洗い品を、細粒
品として天然細砂の水洗い品または砕石砂の水洗い品
を、それぞれ代替できる。しかし、代替した場合、水硬
性反応効果が劣ることになるので、セメントなどのアル
カリ刺激材の量が多くなり、透水性が低下する傾向があ
る。また、石灰石を徐冷スラグの水洗い品に代替するこ
とは、より水硬性を高めるので、むしろ得策でもある。
このように、代替する場合には、所望の強度を得るため
に、水硬性反応に期待できないことから、セメントなど
のアルカリ刺激材の量が多くなり、これにより透水性が
低下することの兼ね合いで、なにを代替するか、代替す
る場合の量を決定することが重要である。

【００１３】アルカリ刺激材としては、セメントまたは
石膏などを用いることができ、これらは併用することも
できる。アルカリ刺激材の使用量は、１〜１４％とされ
る。

【００１４】この使用量は少ない範囲にあるが、使用目
的により使い分けて強度を選びかつ空隙率を高めて優れ
た透水性を確保するためである。アルカリ刺激材が１％
未満であると、強度が充分でない。また１４％を超える
と、強度に反し透水性が低下するとともに、経済的にも
不利となる。また、前記アルカリ刺激材としては、転炉
滓または消石灰を用いることができる。転炉滓を用いる
場合、大量に使用すると、組成物が黒色を呈するととも
に、膨張反応が見られ、舗装版を構成する場合において
破損の原因ともなるので、１〜４％程度の使用量とする
ことが望まれる。消石灰は、石膏の代替として利用でき
るが、強度の点では劣るものの下層路盤には適用でき
る。消石灰の使用量としては４〜１０％程度が好まし
い。また、前記アルカリ刺激材の量および水量を調整す
ることで、非流動性混合物にも流動性混合物にも調整で
きる。セメント使用時において、流動性混合物とする場
合においても、初期強度の改善のために使用量として４
％以下の石膏を用いることができる。

【００１５】一方、水硬性スラグとしての水砕スラグ微
粉末は、細骨材ないしフィラーとして機能し、また、セ
メント代替品としてかつ水硬性をより高める機能を有
し、一般にブレーン値が3000〜5000 cm²/gのものを用い
ることができる。さらに、水砕スラグ微粉末は、水和反
応時間を長くし、混合物の可使時間を長くする。水砕ス
ラグ微粉末の含有量としては、１〜１４％とされる。１
％未満では、フィラーとしての機能が充分に発揮されな
い。逆に、１４％を超えると、透水性の低下などの難点
を生じる。さらに、上述の意味から、アルカリ刺激材と
水砕スラグ微粉末との合計量は２〜１５重量％とするの
が望ましい。なお、添加する水量は、５〜３０％の範囲
内であることが望ましい。

【００１６】本発明により得られる透水性組成物は、軽
量であるとともに、非流動性混合物を舗装材として用い
ると、優れた透水性を示す。舗装材とする場合、透水性
路盤の上層または下層用材料として、透水性低強度表層
舗装版として、透水性通常強度舗装版としてなどの用途
がある。また、流動性混合物は、Ｕ字溝、集水桝などの
透水性を要求される成形品の材料としても用いることが
できる。

【００１７】〔実施例〕以下、実施例を示し本発明の効
果を明らかにする。（実施例１）表１に示す粒度を有する徐冷スラグ（２５
〜５mm）、石灰石（５〜０mm）、水砕スラグ（２．５〜
０mm）、水砕スラグ微粉末（４０００cm²/g)を用いて、
表２〜表４に示す通りの種々の混合骨材を得て、各混合
骨材について粒度試験を行った。なお、図２に前記各骨
材の単味品についての粒度試験結果を示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【表４】

【００２２】これら配合Ａ〜Ｇ、１〜２０、（１）〜
（１６）の混合合成骨材について、粒度曲線を描いたと
ころ、図３〜図１２の結果を得た。各図において、範囲
ＹまたはＺ内にある粒度曲線を有する混合合成骨材が本
発明範囲内のものである。一般的に、粒度曲線の勾配が
きついほど透水性については良好な傾向を示す。

【００２３】前記配合Ａ〜Ｄは、４種混合とし、比較的
均等に混合した例であるが、この場合の粒度曲線の勾配
は緩やかなものとなっている。また、水砕スラグ微粉末
を２０％混合した２種混合材Ｅ〜Ｇは、単味品粒度より
細粒分が増えるため、粒度曲線は緩やかになり、上方に
移行する傾向を示している。

【００２４】次に、配合１〜１６は、水砕スラグ微粉末
を１〜１４％の範囲で混合した例であるが、水砕スラグ
微粉末を１または１４％混合した２種混合材１〜６の粒
度曲線は、単味品粒度曲線と較べてそれほど大きな変化
はせず、比較的急勾配を保っている。また、主骨材を６
７％とし、水砕スラグ微粉末を３％とした３種混合の７
〜１２は、他の１種を３０％混合することで、粒度曲線
は若干緩やかな方向に変化している。徐冷スラグ５０％
とし、水砕スラグ微粉末を５％混合した４種混合の１３
〜１６は、石灰石と水砕スラグの配分の違いによって、
その粒度曲線はふるい目４．７５〜０．６mmの間で変化
し、細粒径分の多い配合ほど上部に移行している。石灰
石または水砕スラグをそれぞれ５０％とし、水砕スラグ
微粉末を５％混合した４種混合の１７〜２０では、徐冷
スラグの混合量が少ない１７、１９については粒度構成
が細かくなり、粒度曲線は上部に移行し、徐冷スラグを
４０％混合した１８、２０は前記配合１７、１９よりは
粗めになるが、前記配合１５、１６よりは細めとなり、
これより上部に移行している。

【００２５】さらに、配合(1) 〜(16)を加え、総合的に
配合種数等と粒度曲線について考察した結果、骨材配合
２〜４種の内、先ず２種配合については、単味粒度品よ
り細粒化する方向に粒度曲線が移行する。また、水砕ス
ラグ微粉末を１４％以上とすると、細粒分がさらに増加
し、粒度曲線は上部へ緩やかに移行する。また３、４種
混合の場合には、水砕スラグ微粉末を一定とした場合、
徐冷スラグの配合量が大なるほど、粗めとなり下方に移
行する傾向にある。

【００２６】（実施例２）次に、上記配合Ａ〜Ｇ、１〜
２０、（１）〜（１６）の各混合骨材の内、範囲Ｙまた
はＺの内にある混合骨材について、セメントまたは石膏
のアルカリ刺激剤を添加して、透水係数および２８日一
軸圧縮強度を調べた。その結果を表５に示す。

【００２７】

【表５】

【００２８】表５より、本発明に係る透水性組成物の透
水係数は、いずれも１０¹〜１０^-2cm/secの範囲にあ
り、良好な透水性を示すことが判明される。また、セメ
ント混入率が１重量％である配合１〜３については、透
水性は良好であるものの一軸圧縮強度については低いも
のとなっている。しかし、セメントを２重量％混入した
配合９、１１、(9) 〜(16)については、ほぼ強度的にも
満足する結果を得ることができた。特に、セメントを４
重量％混入した配合は、４６．０kgf/cm²の一軸圧縮
強度を確保することができた。

【００２９】かかる物性を示す各配合１〜６、９、１
１、(9) 〜(16)、〜について、用途を考えたときの
品質判定を行った。結果は、表６の通りである。物性お
よび各用途への適用可否の判定基準は、透水係数が１×
１０^-2cm/sec以上、圧縮強度が１０kgf/cm²（材令１０
日）以上を良（○）とした。

【００３０】

【表６】

【００３１】一方、表５および表６の結果から、透水性
路盤、透水性低強度表層舗装版（透水係数は１×１０^-2
〜１×１０^-3cm/secが好ましい）とする場合、アルカリ
刺激材の添加量は１〜４％程度が、また透水性通常強度
表層舗装版（透水係数は１×１０^-2〜１×１０^-3cm/sec
が好ましい）とする場合、アルカリ刺激材（石膏を除
く）の添加量は５〜１４％程度が、また流動性組成物と
して透水性構造物（透水係数は１×１０^-2〜１０^-4cm/s
ecが好ましい）に用いる場合も同様の添加量とすること
が望ましいことが推測される。

【００３２】また、透水性下層路盤に適用する場合、石
膏はアルカリ刺激材として用いることができ、添加量は
１〜１４％とすることができる。セメントを用いる場合
には初期強度改善のために４％を上限として好適に用い
ることができる。なお、セメントの増量は若干の透水性
低下をもたらすことを考慮しながら、適宜添加量を決定
することが望ましい。

【００３３】（実施例３）透水性および強度性に優れる
配合（１０）および強度性に優れる配合の混合骨材を
駐車場の舗装に供した。生コンクリートプラントの傾胴
式ミキサー（容量1.５m³／１バッチ）を用いて混練を行
い、ダンプトラックにより運搬して敷均した。敷設に当
たっては、先ず下層路盤（１０cm）として前記配合（１
０）を３ｔブルドーザーにて敷均し、８ｔ振動ローラで
一次転圧し、次に、上層路盤（１０cm）として前記配合
を敷均し、１５ｔタイヤローラを用いて仕上げ転圧を
行った。施工した駐車場の大きさは幅５．０ｍ×長さ６
０ｍである。前記下層および上層路盤の配合表は表７に
示す通りである。なお、組成物の配合は室内試験で得た
Ｏ．Ｍ．Ｃ（最適含水量）および乾燥密度により決定し
た。配合（１０）についてＯ. Ｍ. Ｃ５．５％、乾燥密
度１．８０ g/cm³、配合についてはＯ．Ｍ．Ｃ１５．
６％、乾燥密度１．５５ g/cm³であった。

【００３４】

【表７】

【００３５】また、混練して得られた混合物は２０００
kg／m³以下の軽量混合物であり、通常の生コンクリート
（２３００〜２４００kg／m³）と比較して、かなり軽量
なものとなっている。

【００３６】他方、透水係数および一軸圧縮強度を調べ
るためにプラント混練後、ダンプトラック積込時に混合
物を採集し、供試体（φ１０cm×２０cm）を作成し、標
準養生下で保管した。さらに、敷設完了後にシートおよ
び散水養生を３日間行い、この現地舗装から調査用の供
試体をコアーボーリングにより採取し、前記試験を行っ
た。その結果を表８に示す。

【００３７】

【表８】

【００３８】透水性については、標準養生下で、配合(1
0)が1.０×10¹cm／sec 、配合が2.４×10^-2cm／sec
であり、また複合舗装版として現地舗装版の透水係数を
測定した結果、1.５×10^-2cm／sec であり、いずれも良
好な結果を示した。また、一軸圧縮強度試験の結果、標
準養生下での２８日強度は、配合(10)が１３．０kgf/cm
² 、配合が４６．０ kgf/cm²であり、また現場採取の
コアについて配合の２８日強度が３３．１kgf/cm²で
あり、いずれも所望の強度を確保することができた。

【００３９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、特殊添加
材等を使用することなく、使用する骨材粒度の組み合わ
せ等により、安価であって、かつ透水性に優れ、必要に
応じ所望の強度を有する透水性組成物を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の骨材粒度範囲を示す図である。

【図２】各骨材単味品の粒度曲線図である。

【図３】配合Ａ〜Ｇの粒度曲線図である。

【図４】配合１〜６の粒度曲線図である。

【図５】配合７〜１２の粒度曲線図である。

【図６】配合１３〜１６の粒度曲線図である。

【図７】配合１７〜２０の粒度曲線図である。

【図８】配合（１）および（２）の粒度曲線図である。

【図９】配合（３）および（４）の粒度曲線図である。

【図１０】配合（５）〜（７）の粒度曲線図である。

【図１１】配合（８）〜（１０）の粒度曲線図である。

【図１２】配合（１１）〜（１６）の粒度曲線図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 //(Ｃ０４Ｂ 28/02 14:28 2102−4Ｇ 18:14 Ｂ 2102−4Ｇ 20:00）Ｂ 2102−4Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉にて副生する徐冷スラグなどの粒度２
５〜５mmの粗粒品、石灰石などの粒度５〜０mmの中粒
品、水砕スラグなどの粒度２．５〜０mmの細粒品のうち
少なくとも一つと、１〜１４重量％の水砕スラグ微粉末
とからなる骨材と：１〜１４重量％のアルカリ刺激材
と：を主体とし、前記骨材の粒度曲線は、図１における範囲Ｙ内にあるこ
とを特徴とする透水性組成物。
【請求項２】高炉にて副生する徐冷スラグなどの粒度２
５〜５mmの粗粒品、石灰石などの粒度５〜０mmの中粒
品、水砕スラグなどの粒度２．５〜０mmの細粒品のうち
少なくとも一つと、１〜１４重量％の水砕スラグ微粉末
とからなる骨材と：１〜１４重量％のアルカリ刺激材
と：を主体とし、前記骨材の粒度曲線は、図１における範囲Ｚ内にあるこ
とを特徴とする透水性組成物。
【請求項３】前記アルカリ刺激材は、セメントまたは石
膏からなる請求項１または請求項２記載の透水性組成
物。