JPH10194799A - 植生コンクリート用セメント、植生コンクリート及びその製法 - Google Patents

植生コンクリート用セメント、植生コンクリート及びその製法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に細骨材を配合しないで粗骨材と粗骨材を
強固に結合して機械的な強度が大きく、且つ中性のポー
ラスコンクリートを得て、建築物の屋上、河川護岸、擁
壁などの緑化に利用する。 【解決手段】 ビーライトを３８重量％以上含有してな
る植生コンクリート用セメントであり、該セメントに粗
骨材及び水を配合した混練物を成形後、炭酸化した植生
コンクリートであり、該セメントに粗骨材及び水を配合
した混練物を成形し、少なくとも脱型可能な硬さに達し
た後、炭酸ガス濃度１％以上の雰囲気下で炭酸化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、草本類を生育させ
る空隙を有し、且つコンクリートとしての機械的強度を
併有する植生用コンクリート、その硬化体及びその製法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】植生用に使用されるコンクリート硬化体
はコンクリートとしての機械的な強度と、植生基盤とし
ての機能を併有するコンクリートであり、建築物の屋
上、河川護岸及び都市インフラストラクチャー等の緑化
を目的として開発が行われている。植生用コンクリート
に要求される性能は、アルカリ性が低く植生への影響が
小さいこと、植物が根を張ることができる多数の空隙を
有し、且つ機械的な強度が大きいことである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般のコンクリートは
強アルカリ性であり、そのままでは植生用に使用するこ
とができず、粗骨材同士の間隙は細骨材とセメントによ
り硬化・結合されているため、植生が根を張る空隙は存
在しない。また、高炉スラグやフライアッシュ等の潜在
水硬性物質を大量に配合した混合セメントを用い、低ア
ルカリ性のポーラスコンクリートとする技術が提案され
ている（コンクリート工学年次論文報告集、第１８巻、
Ｎｏ．１、１０１７〜１０２２頁）。しかしながら、潜
在水硬性物質を配合してもアルカリ性コンクリートであ
ることに変わりはなく、多数の空隙を設ければ強度が低
下して実用性のある植生用コンクリートは存在しなかっ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
することを目的とし、その構成は、ビーライトを３８重
量％以上含有してなる植生コンクリート用セメントであ
り、該セメントに粗骨材及び水を配合した混練物を成形
後、炭酸化した植生コンクリートであり、該セメントに
粗骨材及び水を配合した混練物を成形し、少なくとも脱
型可能な硬さに達した後、炭酸ガス濃度１％以上の雰囲
気下で炭酸化することを特徴とする植生コンクリートの
製法である。
【０００５】本発明は、ビーライト含有率の高いセメン
ト硬化体が、高炭酸ガス濃度の雰囲気下においた場合に
炭酸ガスの浸透性に優れ、炭酸化により高強度の硬化体
が得られる事実を見出して完成したものである。すなわ
ち、ビーライト含有率の高いセメントを用い、水と粗骨
材を配合し、特に細骨材を配合せずに混練し、少なくと
も脱型できる程度の硬さに達した後、炭酸化を行うこと
により粗骨材と粗骨材がセメント硬化体により強固に結
合され、粗骨材と粗骨材の間に空隙を有しながら、高強
度の硬化体が得られ、この硬化体は植生用コンクリート
としての諸条件を充足するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明におけるビーライトとはポ
ルトランドセメントの主要鉱物成分の一つであり、２Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ2 Ｓ）として表現されるものであ
り、α型、α’型、β型及びγ型などの結晶型がある
が、そのいずれも使用可能である。更に、２ＣａＯ・Ｓ
ｉＯ2 の他に、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｎａ
2Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＴｉＯ2 、ＭｎＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ等の
酸化物が不純物として固溶している場合があるが、この
ような他の鉱物を固溶したビーライトも本発明のビーラ
イトに包含する。本発明のセメントはビーライト含有量
が３８〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％であ
る。３８重量％未満では炭酸化が困難で著しい強度増強
が期待できず、６０重量％を越えると炭酸化は可能であ
るが、炭酸化しても充分な強度が得られない場合があ
る。
【０００７】このようなセメントとしては、例えば、市
販のビーライトセメントや各種セメントにビーライトセ
メントを混合したセメント等が挙げられる。各種セメン
トとしては、普通セメント、早強セメント、超早強セメ
ント等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。また
これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライア
ッシュ或いはシリカを配合した各種混合セメント、中庸
熱セメント、アルミナセメント等が挙げられる。
【０００８】通常のセメントには、ビーライトのほかに
エーライト：３ＣａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ3 Ｓ）、アルミネ
ート：３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 （Ｃ3 Ａ）、フェライト：
４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2 Ｏ3 （Ｃ4 ＡＦ）等のセ
メント鉱物が含まれている。本発明のセメントとして
は、これらの含有量を特に限定しないが、通常はエーラ
イトが４０重量％以下であり、アルミネートとフェライ
トは１０重量％以下である。また、セメントにはＳＯ3
量換算で１〜５重量％程度の石こう類が添加されてい
る。
【０００９】セメントの粒度は特に限定されるものでは
ないが、ブレーン値で２０００〜８０００ｃｍ2 ／ｇで
あり、３０００〜６０００ｃｍ2 ／ｇが好ましい。２０
００ｃｍ2 ／ｇ未満では充分な強度発現性が得られず、
８０００ｃｍ2 ／ｇを越えるように粉砕することはコス
ト高になるので好ましくない。
【００１０】セメントに水、粗骨材及び目的に応じて各
種の添加剤を配合し、混練して所定の形状に成形する。
混合する際の水量は、水／セメント比１５〜５５％、好
ましくは２０〜５０％、より好ましくは３０〜４０％で
ある。１５％未満では混練が困難となり、５５％を越え
ると充分な圧縮強度が得られず、いずれも植物の生育状
態が良好でない。
【００１１】本発明に用いる骨材は空隙率確保の観点か
ら細骨材を使用せず、粗骨材のみからなる骨材を使用す
ることが好ましい。骨材としては砕石の他、パーライト
やゼオライトなどの軽量骨材、炭酸カルシウム、高炉ス
ラグ、フライアッシュ及びシリカヒューム等の無機粉
末、セメント混和剤、ピートモス、浄水場発生土及び腐
葉土等の土壌材、ベントナイト等の粘土鉱物、肥料等の
１種或いは２種以上を本発明の目的を実質的に阻害しな
い範囲で併用することができる。これらの材料を配合・
混練して所定の形状の硬化体に成形する。本発明のコン
クリートは粗骨材寸法や配合条件等により調整した空隙
部分を有しており、通常、空隙率として２０％以上であ
り、好ましくは２５％以上である。２０％未満では植物
が充分に生育しない。
【００１２】養生方法は特に限定されないが、通常の常
温養生の他に蒸気養生等の加温養生等も可能であり、炭
酸化と同時に行うこともできる。養生期間は水／セメン
ト比、セメント中のビーライトの含有量、硬化体用混練
物の配合比、養生条件などにより異なるが、加温養生の
場合は２〜２４時間程度であり、常温養生の場合は３〜
２８日程度である。
【００１３】本発明においては、コンクリートを炭酸化
することが必要である。コンクリートの炭酸化とは
（１）式に示すように、セメントの水和反応により生成
した水酸化カルシウム：Ｃａ（ＯＨ）2 と、浸透してき
た炭酸ガス：ＣＯ2とが反応して炭酸カルシウム：Ｃａ
ＣＯ3 と水になる反応である。この時、セメント硬化体
が高アルカリ性から中性側に移行するので、硬化体の切
断面にフェノールフタレイン水溶液を噴霧して呈色状況
を観察することにより容易に炭酸化を確認することがで
きる。 Ｃａ（ＯＨ）2 ＋ ＣＯ2 → ＣａＣＯ3 ＋ Ｈ2 Ｏ …… （１）
【００１４】炭酸化条件は、空気中より炭酸ガス濃度が
高い雰囲気中、例えば、炭酸ガス濃度１〜３０％、好ま
しくは５〜１０％の雰囲気中で養生する。また、炭酸ガ
スの高圧容器中で炭酸化する方法は生産性の向上の面か
ら有効である。炭酸化にあたり、加温養生することが生
産性向上の面から好ましい。蒸気養生やオートクレーブ
養生等により３０〜７０℃、好ましくは４０〜６０℃に
加温する。３０℃未満では生産性が不十分であり、７０
℃を越えると温度応力によりマイクロクラックが多く入
り、耐久力が悪化する場合がある。炭酸化時の養生期間
は、一般には、温度が同一ならセメント硬化時の養生期
間とほぼ同程度である。
【００１５】本発明では空隙部分に土壌材を注入・充填
するが、いかなる土壌材も使用可能であり、コストや植
生される植物の種類によって任意に選択できる。その具
体例としては、例えばピートモス、浄水場発生土、パー
ライト、腐葉土、ゼオライト及びベントナイト等を挙げ
ることができ、列挙した或いはその他の土壌材の２種以
上を配合することもできる。植生される植物の種類とし
ては、例えば、ケンタッキー３１フェスク、クリーンヒ
ングレッドフェスク、ヤマハギ、コマツナギ、メドハギ
及びホワイトクローバー等の芝、牧草類；アルアルフ
ァ；オオキンケイギク、シャスターディジー、カワラナ
デシコ、西洋タンポポ、西洋ミヤコノグサ、ポピー、矢
車草、サポナリヤ等の花卉類；等の丈の低い草本類を挙
げることができる。
【００１６】
【実施例】以下の実施例及び比較例に用いた材料は次の
通りである。 セメントＡ：秩父小野田社製ビーライトセメント、ビー
ライト含有量53重量％ セメントＢ：電気化学工業社製普通ポルトランドセメン
ト、ビーライト含有量２７重量％ セメントＣ：セメントＡとセメントＢの等量混合品、ビ
ーライト含有量４０重量％ セメントＤ：セメントＡ７５重量部と高炉スラグ２５重
量部の混合品、ビーライト含有量４０重量％ セメントＥ：電気化学工業社高炉セメントＢ種、ビーラ
イト含有量１６重量％ 高炉スラグ：第一セメント社製 骨材イ ：ＪＩＳ適合５号砕石 Ｇ max＝２０ｍｍ 土壌材 ：市販のピートモス、軽量人工培養土 水 ：水道水
【００１７】以下の実施例及び比較例に用いた測定方法
は次の通りである。 １．空隙率 ：連続空隙率、日本コンクリート工学協
会、エココンクリート研究委員会「ポーラスコンクリー
トの測定方法（案）」の容積法に準じて測定した。 ２．圧縮強度：φ１５×３０ｃｍの円柱供試体を作製
し、上下両面をキャッピングして JIS A １１０６に準
拠して材令７日の強度を測定した。
【００１８】実施例１ 表１に示すセメントを使用し、水８２．５ｋｇ／ｍ3 、
セメント２５０ｋｇ／ｍ3 、骨材１５５２ｋｇ／ｍ3 、
水／セメント比３３％のコンクリートを調製し、φ１５
×３０ｃｍの円柱型枠に充填し、２０℃、相対湿度８０
％の試験室内で８時間養生を行った後、昇温速度１５℃
／時間、最高温度５０℃、保持時間４時間の条件で蒸気
養生を施した。材令２４時間で脱型し、炭酸ガス濃度５
％、温度４０℃、相対湿度６０％の環境で促進炭酸化養
生を行った。
【００１９】得られたコンクリートの空隙率と圧縮強度
を測定すると共に、コンクリートをクラッシャーで粉砕
し、フェノールフタレインの１％水溶液を噴霧してアル
カリ性であるか否か確認した。更に、コンクリートの空
隙部分に土壌材とアルアルファーの種子を注入して植付
け、２ケ月後の植生状況を観察し表１に併記した。別
に、比較例として、脱型後、２０℃の水中で材令７日ま
での標準養生を行った以外は実施例１と同様にしてコン
クリートを得て、実施例１と同様の試験を行い、その結
果を表１に併記した。また、促進炭酸化養生を行ったも
のでも、セメントＢ及びセメントＥを使用したものは比
較例である。
【００２０】
【表１】
【００２１】実施例２ セメントＡを使用し、表２に示すＧ MAXの異なる骨材を
使用した以外は実施例１と同様に養生してコンクリート
を得、実施例１と同様にして試験を行った。その結果を
表２に併記した。なお、骨材ロは新潟県姫川産砕石、Ｇ
MAX＝１５ｍｍ、骨材ハは新潟県姫川産砕石、Ｇ MAX＝
２５ｍｍである。
【００２２】
【表２】
【００２３】実施例３ セメントＡを使用し、表３に示す水／セメント比で試験
を行った以外は実施例１と同様に養生してコンクリート
を得、実施例１と同様にして試験を行った。その結果を
表３に併記した。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【発明の効果】本発明の植生コンクリートは炭酸化され
たセメントの高強度に起因して粗骨材と粗骨材を強固に
結合して機械的な強度が大きく、且つ中性であるため植
物の植生状況が良好となり、緑化コンクリートに最適で
あり、建築物の屋上、河川護岸、擁壁などの緑化に利用
することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｅ０２Ｄ 29/02 ３１１ Ｅ０２Ｄ 29/02 ３１１ // Ｃ０９Ｋ 101:00 (72)発明者 久保田 賢 川崎市川崎区浅野町１−１ 第一セメント 株式会社内 (72)発明者 盛岡 実 新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地 電気化学工業株式会社青海工場内 (72)発明者 二階堂 泰之 新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地 電気化学工業株式会社青海工場内 (72)発明者 近田 孝夫 福岡県宗像市自由ヶ丘５丁目1086の151番 新日鐵化学株式会社内 (72)発明者 坂井 悦郎 千葉県市川市東大和田２−５−１ (72)発明者 大門 正機 東京都町田市つくし野１−５−３

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビーライトを３８重量％以上含有してな
    る植生コンクリート用セメント。
  2. 【請求項２】 ビーライトを３８重量％以上含有してな
    る植生コンクリート用セメント、粗骨材及び水を配合し
    た混練物を成形後、炭酸化した植生コンクリート。
  3. 【請求項３】 ビーライトを３８重量％以上含有してな
    る植生コンクリート用セメント、粗骨材及び水を配合し
    た混練物を成形し、少なくとも脱型可能な硬さに達した
    後、炭酸ガス濃度１％以上の雰囲気下で炭酸化すること
    を特徴とする植生コンクリートの製法。
  4. 【請求項４】 セメントを混練する際の、水／セメント
    比が１５〜５５％であることを特徴とする請求項３記載
    の植生コンクリートの製法。
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