JPS63227330A - 透水性を有するコンクリ−ト製品の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主として土木工事に使用される透水性コンクリ
ート製品の製造法に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

コンクリートは成形自由度と強度、耐久性などの特質か
ら、建造物、建築物を始め、道路舗装。

汚水、雨水などの流体物の排水、貯留あるいは集水のた
めの手段として汎用されている。しかしながら、コンク
リート製品は、一般に不透水であるため、流体物たとえ
ば雨水の地表流出量が増し。

いわゆる鉄砲水となって下水道の負担を増加させたり、
道路、河川の氾濫や、地下水系の枯渇を起させる等様々
な問題を生じさせている。

この対策として、コンクリート製品の必要部分に透水性
を持たせ、雨水を自然系に浸透させたり。

自然系から取込んだりするいわゆる浸透工法が提案され
ている。この工法はコンクリート製品の局部的多孔質化
により実現されるが、この局部的多孔質化の方法として
従来では一般に、コンクリート製品の形成時に透水性の
要求される部分の骨材粒度を粗くしてセメントや樹脂バ
インダで結合する方法が採られていたため１次のような
問題があった。

■多孔質化部分の機械的強度が低下しやすく、これを避
けるために肉厚を大きくするなどの必要があり、十分な
軽量化を図ることができない。

■多孔質部の骨材を樹脂やセメントで結合させているだ
けであるため、表面のポロツキが生じやすく、このため
、取扱いが面倒で、施工時運搬時や施工時の擦れや衝撃
により多孔質部の厚さが変化し、透水性が不用意に変化
されたり１強度の低下が起りやすい。

■樹脂をバインダとしたものはセメントに比べ接合力は
よいが、反面、耐候性が乏しく。

短期間でバインダ性能が劣化して大きな開孔が形成され
たり、圧壊が起こる危険がある。

また、熱に弱く、酸類に侵されやすいので用途が限定さ
れる不利がある。

■地表に露出する製品については外観や体裁の面から着
色されることが多いが、塗装による方法に限られるため
耐久性が乏しく、容易に剥がれやすい。

■多孔質部に必要な強度を得るためにはかなり多量の樹
脂を添加する必要があるため、材料コストが高価になる
。また、コンクリート製の蓋順については、金属のバー
や格子でグレーチングと称する透水機構を得ることも行
われているが、腐食防止のためにメッキ処理を行う必要
があるため製造コストが高くなり、また、紙類などの固
形異物の侵入を許してしまうため性能上問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記のような問題点を解決するために研究して
創案されたもので、その目的とするところは、良好な透
水性と機械的強度を備え、軽量でかつ表面のボロツキが
生じず、耐候性が良好であると共に熱や酸によっても性
能劣化が起こらず、色彩化も容易で、しかも比較的低コ
ストな透水性コンクリート製品の製造法を提供すること
にある。

この目的を達成するため本発明は、コンクリート製品を
得るに当たり、予め作成した多孔質セラミック体を型に
セットしてコンクリートを流し込み、コンクリート製品
の成形と同時に多孔質セラミック体を一体化接合ないし
包含させる方法としたものであり、前記多孔質セラミッ
ク体は陶磁器廃材の破砕物を骨材としガラス系廃棄物を
二次バインダとして焼成したものを用いるのが効果的で
ある。

以下本発明を添付図面に基づき説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明をＬ形コンクリートブロ
ックの製造に適用した実施例を示している。

１は型枠であり、製品における立上り部と勾配部に対応
する型面１ａ、ｌｂとを備えている０本発明はこのＬ形
コンクリートブロックを作るにあたり、まず第１図（ａ
）のように型面１ｂに別途製作しておいた所要寸法の多
孔質セラミック体２を配置する。そして、この多孔質セ
ラミック体２の上に製品における底となるべきレベルに
より突出する長さ寸法を備えた穴形成用の型部材１１を
配置する。なお、コンクリートが浸透し、透水性が損な
われるような部分は予め紙やフィルム等により、シール
ないしマスキングを施しておけばよい。

この状態で第１図（ｂ）のように型枠１に生コンクリー
ト３を流し込み、慣用法と同様に型枠１に叩打あるいは
振動を加え、生コンクリート３をすみずみまで緻密に充
填させる。そして、コンクリートが硬化したのち、第１
図（ｃ）のように型枠１から脱型し、型部材１１を取外
すことにより第１図（ｄ）のように製品４となる。

この製品４は、勾配部が多孔質セラミック体２による透
水部で構成され、多孔質セラミック体２の底側は通水穴
４１により製品底面４２に通じている。そして、多孔質
セラミック体２はその表面積が大きく、微小な凹凸に生
コンクリート３が付着し、いわゆる喰付きがよいため１
強固に接合一体化される。

第２図（ａ）〜（Ｑ）は本発明をＬ形コンクリートブロ
ックに適用した場合の外の実施態様を示しており、第２
図（ａ）は、第１図のようにコンクリート質の枠部４３
を形成せず、多孔質セラミック体２の寸法を大きくとり
、製品における勾配部の全体もしくは少なくともスパン
方向又はこれと交差する方向の全面を透水部２としたも
のである。第２図（ｂ）は逆に多孔質セラミック体２を
スパン方向又は／及びこれと交差する方向で複数に配置
し、コンクリート質のリブ４４により仕切られるように
したものである。第２図（Ｑ）は鉄筋５，５′を入れた
実施例であり、この場合には縦横の鉄筋５゜５′で囲ま
れた部分に通水穴４１．４１を形成すればよい。

ここで、前記のように透水部を構成する多孔質セラミッ
ク体２は、所要孔径で均一に分散した気孔を持ち、しか
も機械的強度が高く、それでいて安価であることが望ま
しい、この特性を備えた多孔質セラミック体２としては
、本発明者らが提案した昭和６２年特許願第８２０４号
に示されるものがある。すなわち、これは、陶磁器廃材
の破砕物を主たる骨材とし、これに二次バインダとして
ガラス系廃材破砕物を添加して混合、成形、焼成したも
のである。

この多孔質セラミック体の特性と製造方法を詳述すると
、 まず、この多孔質セラミック体の製造原料は以下のとお
りである。

■骨材・・・陶磁器の廃材の破砕物（セルベン）■−二
次バインダ・・無機質または有機質の液状物■二次バイ
ンダ・・・ガラス系廃材破砕物セルベンは１食卓用器、
厨房用器、衛生用器。

碍子で代表される電気工業用セラミックスのなどの不良
品や廃品類を破砕したものであり、したがって安価で、
入手が容易で、しかもすでに焼成済のものであるため、
品質、強度特性が優れている。

骨材としてセルベンは必須の要素であるが、要求される
強度が低い場合には、他の粉粒状産業廃棄物を添加して
もよい、この例としては、金属精錬で生ずる鉱滓の粉砕
物、廃棄鋳物砂、コンクリート構造物や建築物の破壊に
より生じたコンクリート・セメントの破砕粒、砂婆すな
わち花剛岩の半分薄物、キラすなわち粘土精錬時に生ず
る廃棄物などがあげられる。これらをセルベンに所要割
合たとえば１０〜５０ｖｔ％添加する。また、要求強度
が高い場合には、碍子系のセルベンを使用したり、ある
いは適度にアルミナなどを添加すればよい。

二次バインダは液状をなし、グリーンにおける必要強度
を持たせるため、骨材表面をコーティングし一時的骨材
粒を結合するものであり、水ガラスが一般に使用される
が、これに代えてエチルシリケートやフェノール・イソ
シアネートなどで代表される有機物を用いてもよい。

二次バインダは、焼成時に溶融して骨材２０を結合し、
所定の気孔率と強度のセラミックを得るためのもので、
ガラス系廃材の粉砕物が使用される。その例としては、
板ガラス、ガラス容器などのガラス製品の廃材あるいは
不良品などが挙げられる。

前記多孔質セラミック体２の製造工程を説明すると第３
図（ａ）〜（ｇ）のごとくである。

すなわち、まず第３図（ａ）のように、骨材２０と二次
バインダ２１をミル等所要の混合手段２３に装入し、均
一に混合する。ここで、二次バインダ２１の骨材２０に
対する添加量は、通常、重量比で３〜３０％が適当であ
る。

骨材２０は目的とする気孔率と気孔径と強度に応じて適
宜の粒度のものを使用する。第４図は粒度と圧縮強度の
関係を、第５図は気孔率と粒度（メツシュ）の関係を、
第６図は気孔径と粒度の関係をそれぞれ示している。各
図は、廃材ガラス粉をセメベンに重量比で１０％添加し
、１０００℃で焼成した結果である６本発明は前述のよ
うにセルベンを用いるため、高い気孔率、粗い気孔径と
しても強度を高くする保持し得ることがわかる。

次いで、第３図（ｂ）のように、上記混合物２２に一次
パインダ２４を加え、混練して骨材２０の粒子に薄い二
次バインダ膜を形成する。−次バインダ２４の添加量は
造形後焼成までの間に形崩れを生じさせないだけのもの
でよく、一般には骨材２ｏに対し重量比で３〜１０％で
ある。

この混線物２５を次に所望形状寸法に造形する。

第３図（Ｃ）はこの−例を示しており、予め離型処理を
施した型２６に混線物２５を充填して行う。

密度を向上し、あるいは密度のむらを少なくするため、
プレス２７を使用して圧縮力を付加し、あるいはさらに
バイブレータを使用することも推奨される。

ついで造形物２８に気体を作用させて硬化させる。この
工程は、第３図（ｄ）のように、型２６を吹き込み手段
２９で覆い、所要圧力のｃＯ□ガスを造形物全体にむら
なく吹き付けることにより行えばよい、なお、この硬化
工程は温風硬化法を採ってもよく、この場合は第３図Ｃ
ａ）の混合工程においてフェロシリコン粉を添加してお
く、フェロシリコン粉と一次バインダ４の割合は、１：
２〜１：６程度とすればよい。そして造形後温風を作用
させることにより一次バインダ２１との化学反応による
発熱と反応生成物により骨材粒が結合硬化される。

次いで第３図（ｅ）のように型２６を開き、離型するこ
とでグリーン２′が得られる。このグリーン２′は離型
後、所定のサイズにカッティングなどの処理を施し１寸
法、形状を整える。

そして、第３図（ｆ）のようにグリーン２′を焼成する
。この焼成工程は、ガス炉や電気炉で実施すればよく、
焼成条件は骨材２ｏがセルベン単味の場合７００〜１３
００’Ｃ，鉱滓や鉄系廃材粉を併用した場合は５００〜
１２００’Ｃ程度とする。

骨材２０としてすでに焼成された物質を用いるためキー
プ時間は１〜３時間の短時間で足りる。なお、この焼成
工程において、６００〜７００’Ｃの温度域を１０℃／
ｗｉｎ以上の速度で通過させることが好ましく、この制
御によりガラスの溶融に伴う熱間強度の低下と型崩れが
防止され、形状１寸法の良好な多孔質セラミックが焼成
される。得られた多孔質セラミックはそのままがあるい
は適宜仕上げ加工を施すことにより目的多孔質セラミッ
ク体２となる。

なお、カラー多孔質セラミックを得るときには、グリー
ンの状態で顔料を塗布し、あるいは骨材２０として色付
きのものを使用すればよい、また、表層が比較的密で内
層が粗な組織が望まれる場合には、焼成工程以前、好適
には第３図（ｓ）のグリーンの状態で、セルベンなどの
骨材微粒子を水または有機溶剤に分散したものを表面に
塗布、吹付け、あるいは分散液に浸漬させればよく、自
己吸水性を有するため分散液が浸透し、この際に微粒子
が表面に捕集され密度の高い表層が形成される。

さらに、より高い強度が要求される場合には、前記原料
に加えてステンレスや合金鋼などの加工屑などを使用す
ればよい。

このような多孔質セラミック体２を用いて前記のような
コンクリートと一体化した場合、透水部の強度が優れる
ため薄くすることができ、しかも空孔が均一に分散し高
い空孔率のため透水性能が良好で、このため小形な透水
部で必要透水率を得ることができる。しかも透水部の骨
材が溶融ガラス質で強固に結合されているため、乱暴な
取扱を行っても表面のボロツキが生じず、透水部材を別
途製作することによる品質安定性とあいまち、安定した
透水性を実現できる。そのうえ、紫外線による劣化が全
く無く、熱や酸にも影響されない。

製造上も、透水部構成原料が産業廃棄物であるため、材
料コストが安く、工程も、骨材２０に二次バインダ２１
を添加混練した後、所望形状に造形し、気体を作用させ
て一次硬化させた後焼成するだけでよく、これをコンク
リートの型枠に配してコンクリートを流し込むだけでよ
いため、低コストで量産できる。

なお、本発明は前述したＬ形コンクリートブロックに限
られず、透水、集水等の要求されるあらゆるコンクリー
ト製品に適用されるものである。

第７図と第８図は、溝、桝、マンホールの蓋に適用した
実施例であり、下型ｔｏに多孔質セラミック体２を配し
、この上に鉄筋５，５′を配材すると共に、鉄筋間に穴
開の型部材１１を立て、上型１２を装着して生コンクリ
ート３を流し込む。これにより上面部に多孔質セラミッ
ク性の透水部２を持ち、これが通水穴４１により下面に
通じた高強度の透水蓋が得られる。

第９図は側溝に適用した実施例を、第１０図はますに適
用した実施例を、第１１図は井戸や大径パイプに適用し
た実施例である。いずれの場合も予め盤状、筒状、弧状
その他の形状に成形、焼成した多孔質セラミック体２を
型にセットし、コンクリート３を流し込むことで接合一
体化することで得られる。

なお、上記実施例では、多孔質セラミック体２が製品肉
厚の一部を構成するようにしているが、これに限られず
、第１２図のように肉厚全部が多孔質セラミック体２で
構成されるようにしてもよい。これはコンクリート製品
内から外部へ流体物を浸透させるような場合に適してい
る。

〔実　施　例〕

次に本発明の実施例を述べる。

■８本発明によりＪＩＳ規格２５０ＡタイプのＬ形コン
クリートブロックを製造した。透水部として、陶磁器廃
材の破砕物を骨材とした多孔質セラミック板２５０ｂＸ
４００ＱＸ４０ｔを使用した。この多孔質セラミック板
は、粒径１〜３−のセルベンを使用し、二次バインダと
してガラス廃材破砕粉を用骨材に１２ｖｔ％添加混合し
てドライ資料を作り、これに−次バインダとして水ガラ
ス３号を骨材に対し６ｗｔ％添加して混練し、型に充填
して５　ｋｇ／ｃｄで成形し、４ｋｇ圧のＣＯ□ガスを
２分程度吹付けて一次硬化させ、ガス炉で１１００℃、
１時間焼成して得た。

■、この多孔質セラミック板の単体特性は、比重１．４
８．吸水性２０．８％（測定条件：ＪＩＳ　Ａ−５２０
９）、透水率０　、３５　ａｍ／ｓｅｃ。

曲げ強度１５ｋｇ／ａｉ（測定条件：ＪＩＳＡ−５２０
９）、圧縮強度２０２ｋｇ／ｃｄ（測定条件：ＪＩＳ　
　Ｒ−２２０６、試験片：ψＸ５（１）。

耐摩耗性０．０４　（８１１定条件：ＪＩＳＡ−５２０
９）、凍結試験でもＪＩＳ　　Ａ−５２０９に準拠した
凍結１０回で異常なく、ＪＩＳ　Ａ−１４１５による耐
候性試験でも全く異常がなかった。

■、前記セラミック多孔板を第１図に示す型枠にセット
し、セラミック多孔板上に５０ｍψの型部材６個を定間
隔で配置し、コンクリートを流し込んだ、コンクリート
の場合は、ポルトランドセメント３８６ｋｇ、細骨材７
９２ｋｇ、粗骨材１１１４）ｃｇ、Ｗ／ｃ５０％で、こ
の配合９９０Ωを混練したものを用いた。

■、得られたＬ形コンクリートブロックのＪＩＳＡ−５
３０６に規定する破壊試験結果は４９４０ｋｇであり、
規格値の３３００ｋｇを大幅にクリアした。このブロッ
クの比重は２．１、ブロック全体の透水性は０　、２４
　ｃｎ／ｓｅｅで、しかも透水部を金具類で引掻しても
ポロツキは失く生じなかった。これは透水部の強度が高
くかつコンクリート部との喰い付きがよく、完全に一体
化しているためである。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、単に粗粒の骨材を
セメントや樹脂で接合することにより透水部を形成する
のでなく、予め作成した多孔質セラミック焼成体を用い
、これをコンクリート製品の造形時に型中に配して接合
一体化するようにし、しかもその多孔質セラミック体と
して、陶磁器廃材の破砕物を骨材とし、ガラス系廃棄物
を二次バインダとして結合した廃棄物利用型のものを用
いるため、透水性能が良好かつ安定的でしかも機械的強
度が高く、表面のポロツキが生じず、耐候性に優れ、熱
や酸に対して強い透水部付きコンクリート製品を、安価
に製造できるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明透水部を有するコンクリ
ート製品製造法の一例を段階的に示す工程説明図、第２
図（ａ）〜（ｃ）は本発明によるコンクリート製品を例
示する断面図、第３図（ａ）〜（ｇ）は本発明における
多孔質セラミック体の製造工程を示す説明図、第４図は
多孔質セラミック体の骨材粒度と圧縮強度の関係を示す
グラフ、第５図は骨材粒度と気孔率の関係を示すグラフ
、第６図は骨材粒度と気孔径の関係を示すグラフ、第７
図は本発明をコンクリート蓋の製造に適用した場合の製
造状態を示す断面図、第８図は製品の部分切欠平面図、
第９図ないし第１１図は本発明を適用しコンクリート製
品の他の例を示す断面図、第１２図は本発明によるコン
クリート製品の他の実施例を示す部分的断面図である。 １・・・型枠、２・・・多孔質セラミック体、２０・・
・骨材、２１・・・二次バインダ、４・・・製品。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンクリート製品を得るに当たり、予め作成した
   多孔質セラミック体を型にセットしてコンクリートを流
   し込み、コンクリート製品の成形と同時に多孔質セラミ
   ック体を一体化接合させることを特徴とする透水性を有
   するコンクリート製品の製造法。
2. （２）多孔質セラミック体が、少なくとも陶磁器廃材の
   破砕物を骨材としガラス系廃棄物を二次バインダとして
   混合−成形−焼成されたものである特許請求の範囲第１
   項記載の透水性を有するコンクリート製品の製造法。