再生廢混凝土材料而得到的成形混凝土鋪設材料的製作方法
2023-10-06 16:37:14 4
專利名稱：再生廢混凝土材料而得到的成形混凝土鋪設材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種富有透水性，且彎曲強度、壓縮強度和保水性優異的成形混凝土鋪設材料及路牙石，更詳細地說，涉及一種伴隨著為保護地球環境的建築循環法的施行、以完全再生利用大量產生的廢混凝土材料等建築副產物為目的而開發的透水性和保水性優異的鋪設材料及路牙石。
背景技術：
以往以來，作為在骨料上完全使用作為建築廢料而產生的廢混凝土材料並填加水泥而成形的成形物，已知有水泥磚。然而，僅將廢混凝土材料用作骨料而得到的水泥磚很難提高強度。因此，作為本發明目的的、可在公路或公園的人行道等中使用的、具有透水性的鋪設材料，無法得到充分滿足。實際上，其只不過僅被使用於輔助填充材料等極其有限的用途。
目前，作為其它的具有透水性的鋪設材料，僅將作為完全再生資源的廢混凝土材料作為骨料來使用的做法還沒有出現。另外，該成形物在保水性的方面也還不充分，最近，特別是在成為問題的防止地球變暖等觀點上，其也屢屢被指出。進而，還存在價格比現在通常所使用的鋪設用石塊價格高的問題。
發明內容
本發明立志於資源循環型社會，其目的在於再生利用大量產生於破舊的建築物的大量廢混凝土材料及玻璃、陶瓷質等以往被廢棄的建築副產物。因此，本發明開發提供一種多孔且透水性和保水性優異、且具有足夠作為道路的鋪設材料來使用的強度、並且還具備經濟性的成形混凝土鋪設材料，其是通過完全使用所述的混凝土材料等作為骨料，並向其中添加水泥而成形的。
為再生利用在拆除建築物等時所大量產生的廢混凝土材料或建築物外壁等建築副產物，本發明對製造可以用作路面的鋪設材料或路牙石的混凝土成形體的方法進行了研究，所述混凝土成形體是全部僅使用上述的廢混凝土材料作為骨料的，具有多孔性的混凝土成形體，且富有透水性和保水性，強度也很高。
在這裡，為提高混凝土成形體的透水性和保水性，必須將混凝土製成多孔結構，但如果提高多孔性，則無法避免會降低強度。因此，混凝土的透水性及保水性與強度是彼此矛盾的因素。另外，透水性是水透過混凝土層的性質，保水性與之相反，是水浸透到混凝土層內並滯留在其中的性質，因此透水性和保水性是彼此矛盾的因素。因此，本發明的混凝土成形體必須全部具備這些彼此矛盾的因素的3種性質。
為解決該課題而進行了研究，結果發現由於作為骨料完全不含有通常所使用的砂和碎石，而僅使用廢混凝土材料等，因此向其中添加比通常的混凝土更高比例的水泥(骨料的17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下)，以及更低比例的水分(相對於骨料、水泥等固體成分重量為15％以上、25％以下)，進而在一併使用高振動和高壓縮進行短時間成形後，立即脫模成形，然後通過在用水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上，便可以得到多孔且具有透水性、保水性和強度的混凝土成形體。在這裡我們發現，通過使用以具有特定範圍的粒度分布的方式粉碎的廢混凝土材料等粒狀物作為骨料，才能夠得到可用作鋪設材料的兼有透水性、保水性和強度的混凝土成形體。基於上述發現從而完成本發明。
即，相對於粉碎廢混凝土材料而得到的、粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的廢混凝土顆粒，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥，進而相對於這些固體成分重量，添加15％以上、25％以下的水分。一併使用高振動和高壓縮使該混合物成形，通過立即脫模的工序得到成形物，然後在以水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上。這樣可以得到透水性為1.05×10-2cm/sec以上、彎曲強度、壓縮強度和保水性優異的成形混凝土鋪設材料或路牙石。
在這裡，作為成形混凝土原料的骨料，更優選如下所述的粒狀物，所述粒狀物是粉碎廢混凝土材料而得到的，粒度在上述的數值限定的範圍內，進而粒徑0.6mm以下的顆粒的含量為10重量％以下，粒徑2.5mm以上的顆粒的含量為20重量％以下的粒狀物，另外，更加優選所得到的成形混凝土的透水性為1.05×10-2cm/sec以上，其彎曲強度為3.0N/mm2以上。
進而，向下述那樣的粒狀物中添加高爐爐渣微粒(微粉沫)和/或飛塵(煤灰)，所述粒狀物是粉碎廢混凝土材料和/或廢玻璃材料和/或陶瓷質的建築材料廢料而得到的，粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下，粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的粒狀物。相對於該混合物，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥，再相對於這些固體成分重量，添加15％以上、25％以下的水分，然後一併使用高振動和高壓縮使其成形，通過立即脫模工序得到成形物，然後在用水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上。這樣可以得到透水性為1.05×10-2cm/sec以上、彎曲強度、壓縮強度和保水性優異的成形混凝土鋪設材料或路牙石。
在這裡，作為廢混凝土原料的骨料，更優選下述那樣的粒狀物，即，粉碎廢混凝土材料和/或廢玻璃材料和/或陶瓷質的建築材料廢料而得到的，粒度在上述數值限定的範圍以內，進而粒徑0.6mm以下的顆粒的含量為10重量％以下，粒徑2.5mm以上的顆粒的含量為20重量％以下的粒狀物。另外，更加優選所得到的成形混凝土的透水性為1.05×10-2cm/sec以上，其彎曲強度為3.0N/mm2以上。
進而，相對於粉碎含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築材料廢料而得到的、粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的、含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築材料廢料顆粒的混合物，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥。進而再相對於這些固體成分重量，添加15％以上、25％以下的水分，然後一併採用高振動和高壓縮使其成形，通過立即脫模工序得到成形物，然後在用水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上。這樣得到的透水性為1.05×10-2cm/sec以上、彎曲強度、壓縮強度和保水性優異、具有光反射功能的成形混凝土的路牙石也包括在本發明中。
另外，相對於在建築材料廢料顆粒中添加了高爐爐渣微粒和/或飛塵的混合物，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥，所述建築材料廢料顆粒，是粉碎含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築材料廢料而得到的，粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築材料廢料顆粒。相對於這些固體成分重量，添加15％以上、25％以下的水分，然後兼用高振動和高壓縮使其成形，通過立即脫模工序得到成形物，然後在以水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上。
這樣可以得到透水性在1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度和保水性優異，具有光反射功能的成形混凝土的路牙石。另外，本發明也包括在混凝土石塊的底面上，在石塊長度方向上設置至少1條溝槽的成形混凝土的路牙石。
在這裡，作為本發明的成形混凝土鋪設材料或路牙石骨料的主成分的廢混凝土材料、廢玻璃材料和陶瓷質的建築材料廢料必須預先去除木材、鐵屑、塑料和石棉等夾帶物。在本發明的原料中，使用除去了這些夾帶物的建築材料廢料。另外，廢混凝土材料等粒狀物的粒徑是通過篩分決定的。進而，所謂路牙石，是指嵌入在路邊或行車道與人行道的邊界等之中的混凝土成形體。下面，對本發明進行詳細的說明。
在本發明的成形混凝土的骨料中主要使用廢混凝土材料，但必須是以粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下，粒徑5mm以上的顆粒的含量為3％以下的方式來粉碎的粒狀物。這是因為，如果粒度0.3mm以下的顆粒的含量為5％以上，則透水性和彎曲強度會一起急劇下降；另外，如果粒度5mm以上的顆粒的含量增加到3重量％以上，則雖然會顯示出透水性上升的傾向，但是彎曲強度卻急劇下降。另外，還因為，如果該粒狀物中所含的粒徑0.3mm以下的顆粒的含量增加，則保水性上升而透水性下降；如果粒徑5mm以上的顆粒的含量增加，則透水性上升，但成形體內部的構造就會不均勻，彎曲強度和保水性急劇下降。另外，對於具有透水性的混凝土鋪設材料的彎曲強度和壓縮強度的關係，兩者具有相關性這一點有所記載，也存在著測定任何一種強度，然後換算成其他的強度的換算式。
進而，在本發明中，粉碎廢混凝土材料而得到的粒狀物優選0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下(技術方案1)，進而，更加優選粒徑為0.6mm以下的顆粒的含量為10重量％以下、粒徑為2.5mm以上的顆粒的含量為20重量％以下(技術方案2)。這表示與在上述的粒度和混凝土成形體的透水性、保水性及彎曲強度的關係中所述的原因相同，即使是在充分滿足技術方案1中所述的廢混凝土材料的粒度的數值限定的範圍內，也優選粒度分布為更尖銳(sharp)的狀態，即，微小的顆粒和粗大的顆粒的含量更少、粒度的均勻性更高的情況。
另外，在本發明中，作為骨料，除廢混凝土材料以外，還可以使用粉碎廢玻璃材料和陶瓷質材料而得到的粒狀物。這些廢料的相對於廢混凝土材料的比例沒有特別的限定，但考慮到對成形體強度的影響，優選廢玻璃材料在40％以內，陶瓷質廢料在20％以內。除此之外，還可以混合使用高爐爐渣微粒和/或飛塵。由於這些成分具有在水泥的水合時生成不溶性的矽酸鈣水合物或鋁酸鈣水合物而固化的性質，因此具有混凝土的改性效果。作為陶瓷質廢料，是還包括瓦、燒制磚的意思。另外，高爐爐渣骨料，是略微粉碎高爐水碎爐渣而對粒度進行了調整的工業產品，是一種品質波動較小，不含對混凝土有害的氯化物、垃圾、泥土、有機物等的優良的骨料。
相對於廢混凝土材料等廢料的粒狀物，必須添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥。通常的混凝土使用砂或者碎石作為骨料，在本發明中完全不使用這些通常所使用的骨料，在骨料上全部僅使用粉碎廢混凝土材料等廢料而得到的粒狀物。因此，由於與使用通常的骨料的情況相比，其強度較低，因此為對其進行彌補，需要混合相當大的量的水泥。如果水泥的添加量為17％(乾量)以下，成形體的彎曲強度就會急劇下降；另外，如果添加量為20％(乾量)以上，即使增加添加量，也不太能看到強度上升的傾向。另外，在水泥的添加量直至到達20％為止，透水性不怎麼變化，但當達到20％以上，就會看到急劇下降的傾向。
另外，為成形混凝土而添加的水分，相對於廢混凝土材料和水泥等固體成分重量必須為15％以上、25％以下。可以看出，本發明的混凝土成形時的水的添加量遠遠少於通常的混凝土。例如，即使是ALC混凝土的情況下，相對於骨料等的固體成分重量的水的添加量也為40～50％，所謂ALC混凝土是僅使用砂作為骨料與水泥混合，然後再加入少量的水在高溫·高壓下成型而形成的。水分為15％以下時，成形前的混合物就會過於幹硬，從而成形性不佳，在注入型箱後，即使進行規定時間的振動·壓縮，脫模後，邊角的部分也無法形成型箱那樣的形狀，不良品的發生率在10％以上。另外，在水分為25％以上時，會出現脫模後成形體膨脹的現象，成形體尺寸誤差的發生較為明顯，不良品發生率也會達到20～30％。進而，即使是形成了正常的形狀的混凝土成形體，其透水性和彎曲強度也會同時稍微降低。在水分為15％以上、25％以下的範圍內時，可以得到透水性和彎曲強度均良好的成形體。
有必要如上述那樣，將相對於廢混凝土材料和水泥等固體成分重量，添加了非常少量的水分並混合而得到的，外表看來基本為乾燥狀態的混合物注入模具中，兼用高振動和高壓縮使其成形，然後通過立即脫模工序形成成形物，然後在飽和有40°～60℃的水蒸氣的氛圍氣下養護24小時以上，從而形成混凝土成形體。另外，在本發明的情況下，為了提高成形體的強度，要稍微延長從成形後到立即脫模前所需要的時間，優選為18秒左右。上述那樣的原料的性質和含有少量水的成形原料的組成，再與乾式成形方法相結合，才能夠得到因多孔性且富有透水性和保水性、且強度高，從而適於道路鋪設使用的混凝土成形體。
為將混凝土成形體使用於公路的鋪設等中，公路鋪設用透水性石塊的透水性必須為1.0×10-2cm/sec以上，彎曲強度(壓縮強度)必須為3.0N/mm2以上。另外，作為鋪設材料，必須付與很高的保水性。這是由於如果鋪設材料的保水性很高，就能提高通過增大熱容量或水分的蒸發熱來抑制日照時和高溫時的公路表面的溫度上升的效果。這是作為鋪設材料最優選的性質之一，進而從與環境協調的觀點來看，其也是優選的。
通過用於形成上述那樣的本發明的混凝土成形體的幾個要素的組合，可以得到具有多孔性且富有透水性和保水性、並且強度也很高的成形體。在這裡，為了提高成形體的透水性和保水性，必須形成多孔性且毛細管發達的結構的混凝土，但不可避免地，如果多孔性提高，則混凝土的強度就會降低。因此，本發明中，在提高多孔性的同時，必須將具有相反的性質的彎曲強度(壓縮強度)也保持在一定的值以上。另外，如果毛細管結構的細孔直徑增大，則透水性會提高，但是保水性會降低；如果細孔直徑變細，則透水性會降低，但是表示混凝土層內水分滯留容量的保水性會提高。因此，這3種物理性能分別具有彼此矛盾的性質。
如下述的實施例(實施例1、2和比較例1、2)所示，為使彼此矛盾的物理性能即透水性、保水性和彎曲強度(壓縮強度)充分滿足，通過原料組成和乾式成形工序的幾個要素的細合，才能夠在付與適當的多孔性的同時，提高彎曲強度。在這些要素中，為了克服矛盾因素而付與這3種特性，可以看出，作為骨料使用的廢混凝土材料的粒度分布起到了極其重要的作用。廢混凝土材料的粒度分布如果在上述範圍以外，就無法充分滿足這3種物理性能。也就是說，與廢混凝土材料的粒度有關的要素在本發明種具有特別重大的意義。
進而，在本發明中，在骨料上所使用的廢混凝土材料，與通常用作混凝土的骨料的碎石和砂不同，具有一定程度的吸水性。該吸水性是與上述的保水性相同的性質。因此，廢混凝土材料還對提高成形體的保水性起到幫助作用。本發明的混凝土成形體是出於下述那樣的目的而開發的，即，具有適當的透水性和彎曲強度(壓縮強度)，同時進一步出於對公路鋪設材料的環境的考慮，進一步提高其保水性。
這樣所得到的混凝土成形體，其透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度(壓縮強度)等物理性能值也很充分，可以用作連鎖石塊等公路的鋪設材料和路牙石。進而，作為成形混凝土鋪設材料，更加優選透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度為3.0N/mm2以上。由於本發明的混凝土成形體除此之外保水性也很優異，因此該成形體最大的特徵之一在於，其具有抑制日照時或高溫時的路面的溫度上升的性能較高，還能夠與環境協調的特性。
在本發明中，作為骨料，可以使用粉碎含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築物廢料而得到的粒狀物。與粒狀物的粒度相關的性狀和相對於骨料的全部重量的水泥的比率，進而相對於這些固體成分重量添加的水分的比例，乾式成形方法和在以水蒸氣飽和的氛圍氣中養護的條件等與上述的方式相同。另外，所得到的混凝土成形體透水性和保水性、彎曲強度(壓縮強度)優異。
進而，含有玻璃顆粒的混凝土成形體由於光的反射性高，因此具有明顯地顯示夜間公路的邊界的效果，適用於嵌入公路或行車道與人行道的邊界中的路牙石。這是因為，由於本發明的混凝土成形體是通過乾式成形法來製備的，因此成形體表面所含的玻璃顆粒的表面未被泥狀的水泥層所覆蓋，玻璃面露出的部分較多。
另外，在本發明的混凝土石塊的底面上，可以在石塊的長度方向上設置至少1條溝槽。其與透水性高的本發明的混凝土成形體的性質共同作用，可以改善路基的排水。另外，由於很高的保水性，其還具有在乾燥時防止含水量的降低、緩和溫度上升的功能。在該狀態的混凝土成形體中，也可以與上述相同地添加陶瓷質的建築材料廢料或高爐爐渣粉碎物和/或飛塵。
另外，在路牙石的底部，可以在石塊長度的方向上設置1條或多條溝槽。由於該溝槽具有進一步提高該混凝土成形體的透水性的作用，因此具有改善道路的排水的效果。
圖1圖(a)表示在石塊的底面上設置了溝槽的本發明的一個方式及路牙石的立體圖。另外，圖(b)是圖(a)所示石塊的底面圖。
圖1中的標號說明1 路牙石 2 溝槽圖2表示在將本發明的一個方式的鋪設用石塊在白天放置時，空氣溫度和石塊表面溫度的變化。
圖2中的標號說明
1 空氣溫度2 本發明的具有透水性的鋪設用石塊3 通常的鋪設用石塊具體實施方式
下面，列舉實施例，對本發明進行更具體的說明。
(實施例1～4，比較例1、2)從拆除建築物時所產生的廢混凝土材料中，除去鋼筋、瀝青、木材等雜質，然後將其粉碎，得到如表1所示的具有各種粒度分布的粒狀物。相對於各個粒狀物添加19％(重量比)的水泥並混合，進而相對於廢混凝土粒狀物和水泥的總重量，添加20％(重量比)的水並混合。將該混合物按基層、表層的順序注入100×200×60mm的石塊成形用的金屬制型箱中，在兼用高振動和高壓縮的短時間的成形後(18秒)，立刻脫模從而得到成形物。進而，為提高強度，在用水蒸氣飽和的40～60℃的氛圍氣中進行24小時的養護，從而製得具有透水性的鋪設用石塊。
測定上述得到的成形物的透水性和彎曲強度，同時用下述方法測定保水性。將其結果匯總表示在表1中。
表1
注1在實施例3的廢混凝土材料中含有40％的廢玻璃材料。
注2在實施例4的廢混凝土材料中含有20％的陶瓷質廢料，5％的高爐爐渣微粒、3％的飛塵。
保水性的測定方法是將乾燥時的重量已知的成形物，在20℃的水中浸漬5分鐘的時間，使之充分吸收水分，然後通過滴水槽除去附著的水分，在20℃、溼度RH65％的氛圍氣中，在金屬網上放置24小時，然後測定其重量。由該結果計算出每1升成形體的殘存水量，將其表示為成形體的保水性。
如果將表1中所示那樣的實施例1和2與比較例1和2的結果相比較，就可以看出，如果在廢混凝土材料的粒狀物中所含的粒度0.3mm以下的顆粒的含有率為5％以上，則透水性和彎曲強度會同時急劇下降；另外，如果粒度5mm以上的顆粒的含有率增加到3％以上，則透水性顯示出上升的傾向，然而彎曲強度卻會急劇下降。從這些結果可以看出在鋪設用的透水性石塊的原料使用的廢混凝土材料的粒狀物，在其粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的情況下，可以同時充分滿足這兩者的性質。
在發明的發明內容一欄中已經說明主旨為為了將本發明的混凝土成形體用作鋪設材料，首先必須兼具分別為互相矛盾的要素的透水性和保水性、彎曲強度(壓縮強度)。可以確認，在上述的粒度範圍中，能夠充分滿足該關係。進而，通常在道路的鋪設中所使用的透水性石塊的透水性和彎曲強度必須分別是1×10-2cm/sec以上及3.0N/mm2。因此，從該觀點出發，本發明的混凝土成形體直接就可以適用於具有透水性的鋪設用石塊。另外，如表1所示，由具有這樣的範圍的粒度分布的粒狀物所得到的混凝土，除此之外具有很高的保水性，所以還具有抑制日照時或高溫時的路面溫度上升的功能，因此優選作鋪設材料。
進而，從表1中的粒狀物的性狀、與透水性及保水性、彎曲強度的測定結果之間的關係可以看出，更加優選的是粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下，粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以上，並且粒徑0.6mm以下的顆粒的含量為10重量％以下，粒徑2.5mm以上的顆粒的含量為20重量％以下。
另外，可以看出，在廢混凝土粉碎物中含有40％玻璃顆粒的情況(實施例3)以及除含有20％的陶瓷質顆粒之外，還含有5％的高爐爐渣微粒、3％的飛塵的情況下也一樣，上述粒狀物的性狀、與透水性及彎曲強度等的關係也是基本可以直接適用的。即，作為本發明的鋪設用石塊原料，不僅可以使用廢混凝土粉碎物，還可以組合使用玻璃微粒、陶瓷質微粒、高爐微粒和飛塵。進而，作為混凝土的混合材料，還可以混合使用經常使用的高爐爐渣微粒和飛塵。由於在建築廢材中還經常混入廢玻璃材料和陶瓷之廢料，因此這些建築廢材的有效的循環使用從環境的角度來看也很優選。
進而，本發明的混凝土成形體中，除鋪設用之外，還包括公路的路牙石。由於上述廢混凝土粉碎物中含有玻璃微粒的石塊具有很高的光反射性，所以能夠反射夜間行駛的汽車的前燈燈光，因此具有明顯顯示公路邊界的效果，還具有防止交通事故的效果。這是因為，由於本發明的混凝土成形體是通過乾式成形法來製備的，因此成形體表面的玻璃微粒未被泥狀的水泥層所覆蓋，玻璃面所露出的部分較多。另外，由於使用廢玻璃材料，因此其經濟性也很優異。
進而，在本發明的混凝土石塊的底面上，可以在石塊的長度方向上設置至少1條溝槽。與透水性高的本發明的混凝土成形體的性質共同作用，還可以進一步改善路基或公路的邊界部分的排水。另外，由於很高的保水性，其還具有在日照時或高溫時防止含水量的降低、緩和溫度上升的功能。在圖2中表示在底面上具有多個溝槽的路牙石的一個方式。
(實施例5～8，比較例3～8)作為粉碎廢混凝土材料而得到的粒狀物，使用具有在實施例2中使用的粒度分布的粒狀物，以表2所示的各種比例對其添加水泥並混合，進而，相對於廢混凝土粒狀物和水泥的總重量，以各種比例添加水並混合然後按基層、表層的順序將注入到100×200×60mm的石塊成形用的金屬制型箱中，在兼用高振動和高壓縮的短時間的成形工序後立刻脫模，從而得到成形物。進而，為提高強度，在以水蒸氣飽和的50℃的氛圍氣中養護24小時，從而製得具有透水性的鋪設用石塊。
測定上述所得到的成形物的透水性和彎曲強度。另外，按照與上述實施例5～8、比較例3～8相同的方法測定保水性。將其結果匯總，在表2中表示。
表2
將表2中所示的實施例5～7、比較例3～5的結果進行比較，如果相對於廢混凝土顆粒的水泥的添加量為17％(乾量)以下，成形體的彎曲強度就會急劇下降；另外，如果添加量為20％(乾量)以上，則即使增加添加量，也不太能看到強度上升的傾向。另外，直至水泥的添加量達到20％為止，透水性也不怎麼變化，但達到20％以上後，就會發現急劇下降的傾向。如上述所述，透水性和彎曲強度具有相反的性質，但為了將該成形體用作鋪設材料，必須兼有優異的透水性和彎曲強度。在這裡可以看出，如果水泥的添加量在從17％到20％的範圍中，就能得到透水性和彎曲強度均良好的成形體。
另外，如表2所示，由於在該條件的範圍內所得到的混凝土成形體還具有較高的保水性，因此為了夠抑制日照時或高溫時的路面溫度的上升，也優選其作為鋪設材料。
通過表2的實施例6、7、8和比較例6、7、8之間的比較，發現了相對於廢混凝土顆粒和水泥等固體成分重量的水分添加量、與所得到的成形體的物理性質之間的關係。水分15％時，成形前的混合物就會過度幹硬，從而成形性不佳，在注入型箱後，即使進行規定時間的振動·壓縮，脫模後，邊角的部分也無法形成型箱那樣的形狀，不良品的發生率在10％以上。另外，在水分為30％時，會出現脫模後成形體膨脹的現象，成形體發生明顯的尺寸誤差，不良品發生率也會達到20～30％。
進而，即使是形成了正常的形狀的混凝土成形體，其透水性和彎曲強度也會稍稍降低。在水分17％、20％和23％的範圍時，透水性和彎曲強度均顯示出良好的測定值。直至成形後脫模之前，比較例8均按與實施例8相同的條件進行處理，只是將在水蒸氣氛圍中的養護時間縮短為12小時。可以看出，雖然成形物的透水性高，但彎曲強度相當低。由這些試驗結果發現，為了用作鋪設材料，水分率必須為15～25的範圍。由於在該條件範圍中所得到混凝土成形體具有很高的保水性，因此為了抑制日照時或高溫時路面溫度的上升，也優選其作為鋪設材料。
(實施例9、比較例9)按與上述的混凝土成形體的保水性測定相同的方法，在20℃、溼度RH65％的氛圍氣中，將實施例7中所得到的100×200×60mm的透水性石塊(實施例9)和同尺寸的通常的鋪設用混凝土石塊(保水性的測定值為50、比較例9)進行浸水，直至基本處於平衡狀態。將這些石塊分別以大約1m2鋪設在相鄰的位置上。在夏季的晴天有時多雲的日子裡，從正午至午後6點，測定氣溫以及各石塊的表面溫度的變化。將其結果表示在圖1中。
從圖1可以看出，石塊的表面溫度上升的程度與保水性有密切的關係，保水性高的實施例9的石塊的溫度上升的程度明顯要低於比較例9。另外，在該試驗結果中，在15:00點左右比較例9的表面溫度顯示出劇烈的變動，可以認為這是由於在多雲時放出大量的輻射熱、表面的溫度急劇下降的原因。根據這些結果可知，保水性高的本發明的鋪設用石塊，抑制日照時或高溫時的路面溫度上升的效果好，非常優選其用作鋪設材料。另外，從作為全球變暖成為較大的問題的現在的環境保護的觀點來看，其也是優選的。
作為技術方案10的實施例，向將比重為2.28、重為712kg/m3的廢混凝土，和比重為2.65、重為358kg/m3的高爐爐渣骨料混合而得到的骨料中，添加AE脫水劑2.6、水泥260kg/m3並混合，然後兼用振動和壓縮而成形，然後進行水蒸氣養護，形成具有保水性的混凝土石塊(100×200×60mm)。測定該混凝土石塊的特性，結果其保水量為216.6g，72小時後的保水量為153.0g(保水率為70.9％)、彎曲強度為4.62N/mm2、6.87Pmax。試著多實施幾遍該技術方案10，結果得到了平均保水量為180cc以上、，強度為4.00N/mm2以上、透水性為1.1cm/sec以上的成形體。由此還可以判斷出具有優異的性能。
另外，雖然廢混凝土的粒徑範圍為5～0.15mm，但5mm以上的骨料的極限線為3％以內，此外，0.15mm以下的骨料的極限線為5％以內。進而，高爐爐渣的粒徑範圍為5～2.5mm，5mm以上的骨料的極限線為2％以內，另外，2.5mm以下的骨料的極限線為5％以內。
以再生利用大量產生的廢混凝土材料等建築副產物為目的而開發的成形混凝土，可以用於鋪設道路或路牙石。其特徵在於，在該石塊的骨料上僅循環使用廢混凝土材料等建築副產物，以及鋪設用等石塊除透水性和強度高之外，還富有保水性。為了抑制日照時或高溫時的路面溫度的上升，也優選其作為鋪設材料，從與環境的協調的觀點來看也是適合的。另外，在建築副產物中，除廢混凝土材料之外，還包含廢玻璃材料、陶瓷質材料，由於含有廢玻璃材料粉碎物的石塊光反射性較高，因此其明顯顯示夜間公路邊界的效果優異，作為路牙石具有優異的效果。此外，由於在骨料中全部使用廢混凝土材料等，因此在經濟性上也很優異。
權利要求
1.一種透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度承保水性優異的成形混凝土鋪設材料或路牙石，其靈按下述那樣製成的相對於粉碎廢混凝土材料而得到的、粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的廢混凝土顆粒，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥，進而相對於這些固體成分重量添加15％以上、25％以下的水分，一併使用高振動和高壓縮進行成形並通過立刻脫模的工序得到成形物，然後在用水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上。
2.如權利要求1所述的透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度和保水性優異的成形混凝土鋪設材料或路牙石，其中，粉碎廢混凝土材料而得到的粒徑為0.6mm以下的顆粒的含量為10重量％以下，粒徑為2.5mm以上的顆粒的含量為20重量％以下。
3.如權利要求1或2所述的壓縮強度和保水性優異的成形混凝土鋪設材料或路牙石，其中，成形混凝土鋪設材料的透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度為3.0N/mm2以上。
4.一種透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度和保水性優異的成形混凝土鋪設材料或路牙石，其是按下述那樣製成的相對於如下所述的混合物，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥，進而相對於該固體成分重量添加15％以上、25％以下的水分，一併使用高振動和高壓縮進行成形，通過立即脫模工序得到成形物，然後在用水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上，其中所述的混合物，是向粉碎廢混凝土材料和/或廢玻璃材料和/或陶瓷質的建築材料廢料而得到的、粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的廢混凝土材料和/或廢玻璃材料和/或陶瓷質的建築材料廢料中添加高爐爐渣微粒和/或飛塵而得到的。
5.如權利要求4所述的透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度和保水性優異的成形混凝土鋪設材料或路牙石，其中，粉碎廢混凝土材料和/或廢玻璃材料和/或陶瓷質的建築材料的廢料而得到的，粒徑0.6mm以下的顆粒的含量為10重量％以下，粒徑2.5mm以上的顆粒的含量為20重量％以下。
6.如權利要求4所述的透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度和保水性優異的成形混凝土鋪設材料或路牙石，其中，成形混凝土鋪設材料的透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度為3.0N/mm2以上。
7.一種透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度和保水性優異，具有光反射功能的成形混凝土的路牙石，其是按下述那樣製成的相對於粉碎含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築材料廢料而得到的、粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築材料廢料顆粒的混合物，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥，進而相對於這些固體成分重量添加15％以上、25％以下的水分，一併使用高振動和高壓縮進行成形，通過立即脫模工序得到成形物，然後在用水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上。
8.一種透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度和保水性優異，具有光反射功能的成形混凝土的路牙石，其是按下述那樣製成的相對於如下所述的混合物，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥，進而相對於這些固體成分重量添加15％以上、25％以下的水分，一併使用高振動和高壓縮進行成形，通過立即脫模工序得到成形物，然後在用水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上，其中所述的混合物，是在通過粉碎含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築材料廢料而得到的、粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的含有廢混凝土材料和廢玻璃材料的建築材料廢料顆粒中添加高爐爐渣微粒和/或飛塵而得到的。
9.一種透水性為1.05×10-2cm/sec以上，彎曲強度、壓縮強度和保水性優異，具有光反射功能的成形混凝土的路牙石，其中，在混凝土石決的底面上，在石塊的長度方向上設置了至少一條溝槽。
10.一種強度也很優異的混凝土石塊，它是通過向以大約7∶3的比例將粉碎廢混凝土而得到的顆粒(粒徑為5mm～0.15mm)與高爐爐渣骨料顆粒(粒徑為5mm～2.5mm)相混合而得到的骨料中適量添加水泥，進而加入水分並混合，然後一併使用振動和壓縮進行成形，並進行水蒸氣養護，從而提高了保水性的混凝土石塊。
全文摘要
一種以再生利用大量產生的廢混凝土材料等建築副產物為目的而開發的成形混凝土的鋪設用和路牙石。其特徵在於，是如下那樣製成的相對於粉碎廢混凝土材料而得到的、粒徑0.3mm以下的顆粒的含量為5重量％以下、粒徑5mm以上的顆粒的含量為3重量％以下的廢混凝土顆粒，添加17重量％(乾量)以上、20重量％(乾量)以下的水泥，進而相對於這些固體成分重量添加15％以上、25％以下的水分，一併使用高振動和高壓縮進行成形並通過立刻脫模的工序得到成形物，然後在用水蒸氣飽和的氛圍氣下養護24小時以上。
文檔編號C04B18/16GK1880262SQ20051009226
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月16日 優先權日2005年6月16日
發明者安樂友宏 申請人:安樂友宏