JPH0328152A - 有機繊維補強透水性コンクリート組成物 - 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、透水性構造体に使用する透水性コンクリート
に関する。

従来技術の問題点 透水性コンクリートは、その成分の配合割合の調整によ
り曲げ強度を向上させることは可能であるが、補強材と
して鉄筋もしくは鉄網等を用いた場合には、その性質上
、錆発生という問題を回避することができない。その為
に、十分な補強が出来ず、靭性に劣り、ひび割れを生じ
やすいという欠点がある。

従って、上記のように透水性コンクリートは、構造体と
しての機能が発揮できないことから、車道のような重要
構造物には使用出来ず、その使用は、歩道のような簡易
な構造物に限定されているのが現状である。

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて種々研究を
重ねた結果、補強材として有機繊維を使用することによ
って、従来技術の問題点を実質的に解消もしくは大幅に
軽減し得ることを見出した。

すなわち、本発明は、１ｍ３当たり３００〜６００ｋｇ
のセメント、７５〜２４０ｋｇの水、０．１〜５．　　
０体積％の有機繊維及び残部が骨材からなる繊維補強透
水性コンクリート組成物に係る。

本発明において、補強材として用いられる有機繊維とは
、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリルニトリル系
繊維、ボリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、アラ
ミド系繊維等が挙げられるが、これらの中でも特にポリ
ビニルアルコール繊維が、補強効果が大きいので、好ま
しい。

セメント補強用ポリビニルアルコール繊維には、抄造用
とプレミックス用とがあるが、本発明で使用する場合に
は、分散性に優れているブレミックス用のものがより好
ましい。また、プレミックス用にも、収束糸型とモノフ
ィラメント型があるが、分散性の良いモノフィラメント
型がより好ましい。

本発明で使用する補強用繊維の繊維長は、通常骨材最大
粒径の１．５倍程度とする。また、繊維の混入率は、コ
ンクリート１ｍ３当たり０．１〜５．０体積％程度の範
囲内にあり、より好ましくは０．５〜２．０体積％程度
である。混入率が、０．　　１体積％に満たないときは
、期待される補強効果が得られず、５．０体積％を超え
ると、補強効果が頭打ちとなり、無駄に加えることで経
済的な損失が大きくなる。

本発明におけるセメントとしては、市販の各種セメント
を使用することが出来る。例えば、早強セメントもしく
は超早強セメントを使用するか、或いはセメントと早強
剤を併用すれば硬化速度を上げることになり、工事期間
を短縮化できる。超速硬セメント（具体的には、大阪セ
メント（株）製“ハイセット”などとして市販されてい
るもの）の使用によっては、初期強度の発現が早く、さ
らに工事期間の短縮化が可能である。

また、カラーセメント或いは着色剤を使用すれば、カラ
ー構造体とすることも容易である。

本発明におけるセメント、水及び骨材の配合量並びに骨
材の粒度分布は、透水性コンクリートの空隙率を１０〜
３５体積％とするように定められたものである。

透水性コンクリートの空隙率が１０．体積％を下回ると
、要求される透水係数の確保が困難である。

この透水係数は、透水性舗装の場合には、「透水性舗装
ハンドブック」　（社団法人　日本道路建設業協会編）
に記載のＩ　Ｘ　Ｉ　Ｏ　−２ｃｍ／ｓｅｃ以上を満足
させる必要がある。また、空隙率が３５体積％を上回る
と、構造体としての強度低下が著しくなるので好ましく
ない。

セメント及び水の配合量は、透水性コンクリートのバイ
ンダーとして、構造体の強度と施工性を確保出来るよう
に定められたものである。

即ち、水とセメントの配合量は、水／セメント（重量比
、以下Ｗ／Ｃと略称する）が２５〜４０％、より好まし
くは３０〜３５％となるように配合される。Ｗ／Ｃが、
３０％未満の場合には、混合時にパサパサの状態となり
、戊形が出来ず、逆に３５％を超えると、骨材とセメン
トペーストとの分離が生じ、ペースト部分が沈下して下
層部の空隙を埋めた状態で硬化するために、透水性が低
下し、好ましくない。

従って、セメントの配合量は、通常３００〜６００ｋｇ
／ｍ３の範囲内にあり、より好ましくは３５０〜５００
ｋｇ／ｍ’である。セメントの量が３００ｋｇ／ｍ３に
満たないと、骨材間の付着強度が低下し、一方、６００
ｋｇ／ｍ３を超えるとバインダ一部分の容積が増加し、
透水係数が低下する為に好ましくない。

また、水の配合量は、上記のセメント配合量に対応して
、７５〜２４０ｋｇ／ｍ３の範囲内にあり、より好まし
くは１００〜２００ｋｇ／ｍ’である。

本発明の組戊物において、上記材料を加えた残部を占め
る骨材には、通常のコンクリート用骨材を用いることが
出来る。骨材の粒度分布は、１３ｍｎ＋フルイ通過重量
百分率が８５％以上、２．５ｍｍフルイ通過重量百分率
が５０％以下、１．２ｍｍフルイ通過重量百分率が２５
％以下、０．６ｗｕｓフルイ通過重量百分率が１０％以
下に調整することが好ましい。

本発明組成物には、さらに骨材間の付着強度を増す為に
減水剤及び又はセメント添加剤用ボリマーを適宜加える
ことができる。

本発明における減水剤としては、特に制限されず、公知
のものをそのまま使用することが出来、例えば、ナフタ
リンスルホン酸のホルマリン縮合物の塩を主成分とする
もの（具体的には、花王■製“マイティ１００”マイテ
ィ１５０”、竹本油脂■製“ポールファイン”、山陽国
策パルブ■製“サンフローＰＳＰＩＯＯ”などとして市
販されているもの）、トリメチロールメラミンのモノス
ルホン酸を縮合した水溶性ボリマーを主成分とするもの
（具体的には、昭和電工■製“メルメント−Ｆ　１　０
”などとして市販されているもの）などが挙げられる。

減水剤の配合量は、セメント１００重量部に対して０．
０５〜５．０重量部が望ましい。

本発明において、減水剤を使用した場合、上記Ｗ／Ｃは
、２５〜３５％の範囲となり、より好ましくは２７〜３
３％となる。

また本発明におけるセメント添加剤用ポリマーとしては
、市販のセメント用ボリマーを用いることが出来る。該
セメント用ポリマーには、例えば、水性ポリマーディス
バージョン、再乳化型粉末樹脂（ｐｏｗｄｅｒｅｄ　ｅ
ａ＋ｕｌｓ１ｏｎ）、水溶性ボリマー、液状ボリマーな
どのタイプがある。その添加量は、セメント１００重量
部に対して通常１〜２０重量部の範囲である。この範囲
に満たないと添加効果は現れず、またこの範囲を超えて
添加しても、骨材間の付着強度は改善されず、不経済で
ある。

本発明では、上記材料以外に、シリカフユーム、コンク
リート用膨張剤、収縮低減剤、水中不分離性混和剤、早
強剤などの公知のセメント用混和剤を目的に応じて使用
することが出来る。

本発明の透水性コンクリート組戊物の製造は、通常の混
合方法により行なえば良い。混合順序も特に限定されな
いが、コンクリートの性能の点からは、他成分の混合後
に有機繊維を添加することがより好ましい。

本発明の透水性コンクリート組成物を舗設に用いた場合
、舗設後の養生方法及び養生期間は、通常のコンクリー
ト舗装に準じて行なえばよい。養生方法は、気中養生、
マット養生、膜養生のいずれも可能である。膜養生の場
合、養生剤を表面に塗布し過ぎて空隙を埋めないように
塗布量の管理に注意する必要がある。また養生期間は、
使用するセメントの種類に応じて選択され、通常、普通
セメントで約２週間、早強セメントで約１週間、超速硬
セメントで約半日である。

発明の効果 有機繊維を補強材とする本発明の透水性コンクリート組
成物は、硬化すると、従来のものに比し引張り強度に優
れ、また一般的なコンクリートと同等或いはそれ以上の
弾性係数を有し、靭性が著しく改善され、耐衝撃性に優
れたコンクリートとなる。

また、減水剤及びセメント用ボリマーを併用することに
より骨材間の付着強度の向上をさせることもできる。

本発明の透水性コンクリート組成物の硬化物は、コンク
リートとして不可欠な耐アルカリ性に優れ、耐候性も良
好で、発錆及び強度劣化がなく、軽量で取扱い性に優れ
ており、ランニングコストを低減させる。

さらに、本発明の組成物の硬化体は、本来の特性である
透水性に優れているので、雨水の一時貯留もしくは地中
への還元によって、表面流出量の低減、地盤沈下の抑制
などの効果を発揮する。

特に有機繊維としてポリビニルアルコール繊維は、高い
引張り強度（９０ｋｇｆ／ｍｒｒ？）及び弾性係数（３
０００ｋｇｆ／ｍｒｆ）を示し、耐衝撃性に極めて優れ
たものとなる。

さらに、ポリビニルアルコール繊維は、化学灼に親水性
でセメントペーストとのなじみが良く、更にその表面が
粗で且つ繊維糸が扁平であることから、コンクリートと
の付着面積が大きくなり、高い付着性が得られる。

また、扁平な繊維断面により、強度を下げることなくア
スペクト比の小さな繊維とすることができるので、コン
クリートへの良好な分散性・施工性が得られる。

以上のように、本発明の透水性コンクリート組成物およ
びこれから得られる硬化体は、従来のものにはなかった
優れた特性を有する為に、車道のような重要構造物に対
しても適用が可能であり、次のような透水性舗装におけ
るより一層の改善をもたらすものである。

（１）植生等の地中生態の改善 （２）下水道の負担軽減 （３）公共水域の汚濁軽減 （４）地下水洒養 （５）路面排水施設の軽減もしくは省略（６）すべり抵
抗の増大による歩行性の改善（７）乱反射による眩惑の
軽減 （８）交通騒音の低減 また、セメントとして、早強セメントもしくは超早強セ
メントを使用するか、或いはセメントと早強剤を併用す
れば、硬化が速まり工事期間を短縮化出来る。超速硬セ
メントを用いると初期強度の発現が早く、更に一層の工
事期間の短縮につながる。　更にまた、カラーセメント
あるいは着色材を使用すれば、カラー構造体とすること
は容易で、環境の美化にも役立つ。

この他、本発明の透水性コンクリート組成物は、透水性
平板、透水性雨水桝、透水性コンクリート管等の透水性
コンクリート二次製品にも適用出来る。

実施例 実施例１ 使用材料 １）セメント・・・普通ボルトランドセメント（大阪セ
メント■製） ２）水 ３）有機繊維・・・ポリビニルアルコール繊維（■クラ
レ製モノフィラメントタイプ ＲＦ１５０００２　　比重１，３） ４）骨材・・・ＦＩＴサンド　０号、１号の混合品（仲
中山製鋼所製　粗骨材の最大寸法 １０ｍｍ＋） ５）減水材・・・マイティ１５０（花王■製）上記の材
料を下記表に示す配合割合で強制練りミキサ（ＩＯＯＮ
練り用）を用い混練した。まず、セメント、骨材及び減
水剤を１５秒間混合し、その後水を加え３０秒間混練し
、更に有機繊維を加えて６０秒間混練し、透水性コンク
リート組成物を得た。

（Ｗ／Ｃ　：　２８％） この透水性コンクリート組成物を、空隙率が１０〜３５
％となるように締固めをし、舗設を行なった。

舗設後の養生方法は、気中養生で、温度２０℃、湿度（
ＲＨ）９０％の条件で行い、材令は１材令１週間とした
。

得られた透水性コンクリートを試料として、以下の性能
試験に供した。

［性能試験］ 西げ強度・・・ＪＩＳ　　Ａ　　１１０６に準じて行な
った。その結果を第１図に示す。

たわみ量・・・社団法人　日本道路協会編　舗装試験方
法便覧４−１１−７　ｒ鋼繊維補強コンクリートの曲げ
強度および曲げタフ ネス試験方法」に準じて行なった。

その結果を第２図に示す。

透水試験・・・ＪＩＳ　　Ａ　　１２１８に準じて行な
った。その結果を第３図に示す。

以上の試験結果から、繊維の混入率が増加すると、曲げ
強度の向上は大きくないが、たわみ量が著しく増加して
いる。このことは、透水性コンクリートの曲げ靭性が改
善され、ひびわれの発生を抑止出来ることを意味してい
る。

また透水試験においては、繊維の混入率の増加に伴い、
透水係数がやや低下するが、要求される値（　Ｉ　Ｘ　
１０−２ｃｍ／ｓｅｅ）は充分に確保しており、実用上
問題はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は繊維添加率と藺げ強度の関係を示すグラフであ
る。 第２図は繊維添加率とたわみ量の関係を示すグラフであ
る。 第３図は繊維添加率と透水係数の関係を示すグラフであ
る。 （以　上） 第１図 第３図 Ｏ ０．５　　　　　１．０ 紛ｔ添加牽 １．５（％） 狐■動Ω卆 （ｋｇ／ｃｍ） 第２図 ０ Ｑ５　　　　　１．０ 狐紐添加率 １．５　（％）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１ｍ＾３当たり３００〜６００ｋｇのセメント、
   ７５〜２４０ｋｇの水、０．１〜５．０体積％の有機繊
   維及び残部が骨材からなる有機繊維補強透水性コンクリ
   ート組成物。
2. （２）骨材の粒度分布が、１３ｍｍフルイ通過重量百分
   率が８５％以上、２．５ｍｍフルイ通過重量百分率が５
   ０％以下、１．２ｍｍフルイ通過重量百分率が２５％以
   下、０．６ｍｍフルイ通過重量百分率が１０％以下に調
   整されていることを特徴とする請求項（１）に記載の組
   成物。
3. （３）セメント１００重量部に対して０．０５〜５．０
   重量部の減水剤及び／又は１〜２０重量部のセメント添
   加剤用ポリマーが添加されていことを特徴とする請求項
   （１）に記載の組成物。