JPH0481942B2 - - Google Patents

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つ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、次のような問題
があつた。

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、
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
類については、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ツ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
かつ表面のポロツキが生じず、耐候性が良好であ
ると共に熱や酸によつても性能劣化が起らず、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
ミツク体を型にセツ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
ミツ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、前記多孔質セラミツク体は陶磁器
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
ツ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，１ｂとを備えている。本
発明はこのＬ形コンクリートブロツクを作るにあ
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ツク体２を配
置する。そして、この多孔質セラミツク体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イルム等によ
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ツク体２
による透水部で構成され、多孔質セラミツク体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、多孔質セラミツク体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、強固に接合一
体化される。

第２図ａ〜ｃは本発明をＬ形コンクリートブロ
ツ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、多孔質セラミツク体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ツク体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ｃ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
セラミツク体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
孔質セラミツク体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、陶磁器廃材の破枠物を主
たる骨材とし、これに二次バインダとしてガラス
系廃材破枠物を添加して混合、成形、焼成したも
のである。

この多孔質セラミツク体の特性と製造方法を詳
述すると、 まず、この多孔質セラミツ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） 一次バインダ…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、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ツクスのなど
の不良品や廃品類を破砕したものであり、したが
つて安価で、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
の半分解物、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10〜50wt％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。

一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、骨材表面をコーテイン
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
リケートやフエノール・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セラミツクを得るた
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。

前記多孔質セラミツク体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
ツシユ）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。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
一次バインダ２４を加え、混練して骨材２０の粒
子に薄い一次バインダ膜を形成する。一次バイン
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２
０に対し重量比で３〜10％である。

この混練物２５を次に所望形状寸法に造形す
る。第３図ｃはこの一例を示しており、予め離型
処理を施した型２６に混練物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CO₂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つて
もよく、この場合は第３図ａの混合工程において
フエロシリコン粉を添加しておく。フエロシリコ
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、所定のサイズにカツテイングなど
の処理を施し、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２０がセルベン単味の
場合700〜1300℃、鉱滓や鉄系廃材粉を併用した
場合は500〜1200℃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℃の温度域を10℃／min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、寸法の良好な多孔質セラミ
ツクが焼成される。得られた多孔質セラミツクは
そのままか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ツク体２となる。

なお、カラー多孔質セラミツクを得るときに
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ｅ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
水性を有するための分散液が浸透し、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ツク体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
ス質で結合されているため、乱暴な取扱を行つて
も表面のポロツキが生じず、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
ツクに限られず、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１０に多孔質セラミツ
ク体２を配し、この上に鉄筋５，５′を配材する
と共に、鉄筋間に穴用の型部材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ツク性の透水部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図は井戸や太径
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
した多孔質セラミツク体２を型にセツトし、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、多孔質セラミツク体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
孔質セラミツク体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。

本発明によりJIS規格250AタイプのＬ形コン
クリートブロツクを製造した。透水部として、
陶磁器廃材の破枠物を骨材とした多孔質セラミ
ツク板250b×400l×40tを使用した。この多孔
質セラミツク板は、粒径１〜３mmのセルベンを
使用し、二次バインダとしてガラス廃材破枠粉
を用骨材に12wt％添加混合してドライ資料を
作り、これに一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５Kg／cm²で成形し、４Kg圧のCO₂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。

この多孔質セラミツク板の単体特性は、比重
1.48、吸水性20.8％（測定条件：JIS Ａ−
5209）、透水率0.35cm／sec、曲げ強度15Kg／cm²
（測定条件：JIS Ａ−5209、圧縮強度202Kg／cm²
（測定条件：JIS Ｒ−2206、試験片：×50
）、耐摩耗性0.04（測定条件：JIS Ａ−5209）、
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
も全く異常がなかつた。

前記セラミツク多孔板を第１図に示す型枠に
セツトし、セラミツク多孔質板上に50mm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792Kg、粗骨材1114
Kg、Ｗ／c50％で、この配合990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ツクのJIS Ａ
−5306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
ブロツクの比重は2.1、ブロツク全体の透水性
は0.24cm／sec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つた。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
ラミツク焼成体を用い、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ツク体として、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
ける多孔質セラミツク体の製造工程を示す説明
図、第４図は多孔質セラミツ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……多孔質セラミツク体、２０
……骨材、２１……二次バインダ、４……製品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンクリート製品を得るに当たり、予め作成
   した多孔質セラミツク体を型にセツトしてコンク
   リートを流し込み、コンクリート製品の成形と同
   時に多孔質セラミツ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 多孔質セラミツク体が、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。