JP6008855B2 - インターロッキングブロック - Google Patents

Description

本発明は、インターロッキングブロックに関する。
本願は、２０１１年７月１日に、日本に出願された特願２０１１−１４７１５７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

道路、歩道、駐車場、ポーチ等の舗装に、インターロッキングブロックが用いられている。インターロッキングブロックは、砂利、瓦、ガラス等の破砕物を骨材とし、この骨材とセメントとを配合して製造されたものが一般的である。このようなインターロッキングブロックは、雨水を地中に浸透させない構造となっている。

近年、局地的な洪水、地下水の減少に伴う大都市の砂漠化、ヒートアイランド現象による気温の上昇等が問題とされている。これらの現象は、舗装面から雨水が地中に浸透しないこと、地中の水分が蒸散しにくいことに起因すると考えられている。

こうした問題に対し、内部に複数の孔が形成され、透水性及び保水性を備えるインターロッキングブロックが提案されている。例えば、製紙スラッジ焼却灰からなる多孔質微粒子を含有するコンクリートブロックであって、保水量０．１５／ｃｍ^３以上、吸い上げ高さ７０％以上、透水係数０．０１ｃｍ／ｓｅｃ以上である保水性ブロックが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の発明によれば、舗装用ブロックとして用いた場合、十分な水分を蒸散させて路面温度を低減し、水捌けのよい歩道や道路を形成できる。

特開２００７−１４５６６９号公報

しかしながら、従来のインターロッキングブロックは、強度を維持するために密度が高く、通常、嵩比重が２ｋｇ／ｃｍ^３以上となっている。従って、従来のインターロッキングブロックは重いため、その施工場所が限られていた。
加えて、特許文献１の技術は、地下水の減少防止やヒートアイランド対策には有効なものの、猛暑への対応が満足できるものではない。
そこで、本発明は、施工場所の制限が緩和され、猛暑でもヒートアイランド対策に優れるインターロッキングブロックを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、多孔質セラミックスの粒状物を骨材として用い、かつ特定の曲げ強度、特定の保水能、特定の嵩比重とすることで、保水性、水を吸い上げる能力（揚水性）、内部の水を蒸散させる能力（蒸散性）に優れ、かつ軽量化されたインターロッキングブロックを得られることを見出し、本発明に至った。

即ち、本発明のインターロッキングブロックの一態様は、多孔質セラミックスの粒状物及びセメントを含み、曲げ強度３．０ＭＰａ以上、保水能０．２０ｇ／ｃｍ^３以上、嵩比重１．７ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする。
前記多孔質セラミックスは、スラグ、有機汚泥、珪藻土、ホウケイ酸ガラスからなる群から選択される少なくとも１種と、粘土とを含む混合物を焼成して得られることが好ましく（別の側面としては、「前記多孔質セラミックスは、スラグ、有機汚泥、珪藻土、ホウケイ酸ガラスからなる群から選択される少なくとも１種と、粘土とを含む混合物を含み、前記混合物を焼成して得られること」が好ましく）、前記混合物は、スラグ、有機汚泥及び粘土を含むことがより好ましい。

本発明のインターロッキングブロックの一態様によれば、施工場所の制限が緩和され、猛暑でもヒートアイランド対策に優れる。

本発明のインターロッキングブロックの一態様は、多孔質セラミックスの粒状物（以下、粒状セラミックスということがある）及びセメントを含むものである。

粒状セラミックスは、骨材として配合されるものである。
粒状とは、粒子径５ｍｍ以下、即ち、目開き５ｍｍの篩を通過できる大きさを意味する。粒状セラミックスの粒子径は、例えば、０．５ｍｍ超５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ超５ｍｍ以下がより好ましい。上記上限値超であると、得られるインターロッキングブロックの強度が不足するおそれがある。上記下限値未満であると、得られるインターロッキングブロックの保水性、揚水性や蒸散性が低下したり、嵩比重が大きくなるおそれがある。
粒子径は、篩分けにより測定される値であり、例えば、０．５ｍｍ超５ｍｍ以下の粒状物は、目開き５ｍｍの篩を通過し、目開き０．５ｍｍの篩を通過できないものを意味する。
また、インターロッキングブロックは、本発明の目的に反しない範囲で、上記範囲外の粒子径を有する粒状セラミックスを含んでもよい。

粒状セラミックスは、マイクロメートルオーダーの気孔及びミリメートルオーダーの気孔の少なくとも一方が互いに連通して、連通孔が形成されているものが好ましい。このような連通孔が形成された粒状セラミックスが用られることで、インターロッキングブロックは、保水性、揚水性により優れると共に透水性を備える。また、連通孔としては、粒状セラミックスを貫通して形成されたものが好ましい。
マイクロメートルオーダーの気孔とは、気孔の最大径（単に孔径ということがある）１〜１０００μｍのものを意味し、孔径は、粒状セラミックスの切断面を電子顕微鏡で観察し、測定される値である。ミリメートルオーダーの気孔とは、孔径１ｍｍ超５ｍｍ以下のものを意味し、孔径は、粒状セラミックスを切断し、その切断面に形成されている孔をスケールで測定した値である。気孔の孔径は、原料の種類や、焼成条件を組み合わせることにより調節できる。

粒状セラミックスの飽和含水率は、低すぎると十分な保水性が得られず、高すぎるとインターロッキングブロックの強度が不十分になるおそれがある。このため、粒状セラミックスの飽和含水率は、下限値として、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、１５質量％以上であることがさらに好ましく、３０質量％以上であることが特に好ましく、４０質量％以上であることが最も好ましい。上限値として、８０質量％以下であることが好ましく、７０質量％以下であることがより好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。より具体的には、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、１５〜８０質量％がさらに好ましく、３０〜８０質量％が特に好ましく、４０〜７０質量％が最も好ましい。
飽和含水率は、試料を水に６０分間浸漬し、水中から取り出し、表面の水滴を除去する程度に布に接触させた後、直ちに質量を測定（飽和含水状態質量）し、下記（１）式により求められる値である。

飽和含水率（質量％）＝［（飽和含水状態質量−絶乾質量）／絶乾質量]×１００・・・（１）

粒状セラミックスの嵩比重は、例えば、１ｇ／ｃｍ^３以下が好ましく、０．２〜０．９５ｇ／ｃｍ^３がより好ましく、０．４〜０．９ｇ／ｃｍ^３がさらに好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。上記上限値超であると、インターロッキングブロックの嵩比重を小さくするために、多量の粒状セラミックスを配合することとなり、インターロッキングブロックの強度が損なわれるおそれがある。上記下限値未満であるとインターロッキングブロックの強度が不十分になるおそれがある。

粒状セラミックスの製造方法は、例えば、原料を混合して混合物（以下、単に混合物ということがある）とし（混合工程）、混合物を成形して成形体とし（成形工程）、成形体を焼成してセラミックス焼結体を得る（焼成工程）方法等が挙げられる。

混合工程は、粘土を含む原料を混合して混合物を得る工程である。
混合物としては、例えば、スラグ、有機汚泥、珪藻土、ホウケイ酸ガラスからなる群から選択される少なくとも１種と、粘土とを含むものが好ましく、スラグ、有機汚泥及び粘土を含むものがより好ましい。スラグを用いることで大きなミリメートルオーダーの気孔を形成することができ、珪藻土を用いることでマイクロメートルオーダーの気孔を形成することができる。加えて、有機汚泥を用いることでマイクロメートルオーダーの気孔と、さらに小さな気孔を形成することができる。保水能の向上と嵩比重の低減との観点からは、スラグと有機汚泥と粘土とを含むもの、もしくはスラグと珪藻土と粘土とを含むものが好ましく、曲げ強度の向上と保水能の向上の観点からは、有機汚泥と珪藻土と粘土とを含むものが好ましい。曲げ強度と、保水能と、嵩比重とをよりバランスよくするためには、スラグ、有機汚泥、珪藻土及び粘土を含むものが好ましい。このような混合物を焼成して得られた粒状セラミックスは、連通孔を有し、多くの気孔を有するものとなる。

スラグは、特に限定されず、例えば、金属精錬時に発生する高炉スラグ、都市ゴミの溶融時に発生する都市ゴミ溶融スラグ、下水汚泥の溶融時に発生する下水汚泥溶融スラグ、ダクタイル鋳鉄等の鋳鉄時に発生する鋳鉄スラグ等のガラス質スラグ等が挙げられ、中でも、組成が安定しているため安定した発泡状態が得られると共に、他のスラグに比べ１．５〜２倍程度の発泡率である鋳鉄スラグがより好ましい。鋳鉄スラグを用いることで、偏平な形状のミリメートルオーダーの気孔を形成し、透水性や保水性を高められる。

配合物（混合物）中のスラグの配合量は、混合物の成形性を勘案して決定することができ、下限値として、３０質量％以上であることが好ましく、４０質量％以上であることがより好ましい。上限値として、８０質量％以下であることが好ましく、７０質量％以下であることがより好ましく、６０質量％以下であることがさらに好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。より具体的には、例えば、８０質量％以下が好ましく、３０〜７０質量％がより好ましく、４０〜６０質量％がさらに好ましい。上記範囲内であれば、混合物の成形性を損なわず、かつ円滑に成形できると共に、粒状セラミックスの嵩比重を好適な範囲にすることができる。

有機汚泥は、主成分として有機物を含有する汚泥である。有機汚泥は、任意のものを用いることができ、下水や工場等の排水処理に由来する活性汚泥が特に好ましい。活性汚泥は、活性汚泥法を用いた排水処理設備から、凝集及び脱水工程を経て排出される。このような有機汚泥を用いることで、マイクロメートルオーダーの気孔を効率的に形成でき、さらに、ナノメートルオーダーの気孔を形成できる。ナノメートルオーダーの気孔が形成されることで、嵩比重の低い粒状セラミックスを得られ、かつインターロッキングブロックの保水性をより高められる。さらに、廃棄物の位置付けであった排水処理由来の活性汚泥を原料として再度利用することができる。ナノメートルオーダーの気孔とは、孔径１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満のものを意味し、孔径は、粒状セラミックスの切断面を電子顕微鏡で観察し、測定される値である。
有機汚泥の含水率は、例えば、６０〜９０質量％が好ましく、６５〜８５質量％がより好ましい。上記範囲内であれば、均質な混合物が得られると共に、良好な成形性を維持しやすい。

有機汚泥中の有機物の含有量は、特に限定されないが、例えば、有機汚泥の固形分中の有機物の含有量（有機物含有量）として７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましい。有機汚泥の固形分中の有機物の含有量は、上限値として、１００質量％でもよい。前記有機物含有量が多いほど、マイクロメートルオーダーの気孔を容易に形成でき、さらに、ナノメートルオーダーの気孔を形成できる。有機物含有量は、乾燥後の汚泥をＪＩＳ Ｍ８８１２−１９９３に準じ、炭化温度７００℃で灰分（質量％）を測定し、下記（２）式により求まる値である。

有機物含有量（質量％）＝１００（質量％）−灰分（質量％） ・・・（２）

有機汚泥の平均粒子径は、好ましくは１〜５μｍ、より好ましくは１〜３μｍとされる。平均粒子径が小さいほど、マイクロメートルオーダーの気孔を容易に形成でき、さらに、ナノメートルオーダーの気孔を形成できる。平均粒子径は、粒度分布測定装置（ＬＡ−９２０、株式会社堀場製作所製）により測定される体積基準のメディアン径（体積５０％径）である。

混合物中の有機汚泥の含有量は、混合物の成形性等を勘案して決定することができ、下限値として、１質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましい。上限値として、６０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましく、３０質量％以下であることがさらに好ましく、２０質量％以下であることが特に好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。より具体的には、例えば、１〜６０質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましく、５〜２０質量％がさらに好ましい。上記範囲内であれば混合物は適度な流動性と可塑性とを備え、成形性が向上し、成形装置を閉塞することなく円滑に成形できる。

珪藻土は、珪藻の遺骸からなる堆積物であり、マイクロメートルオーダーの気孔を有する多孔質である。珪藻土を用いることで、珪藻土に由来する微細な気孔を粒状セラミックスに形成できる。
珪藻土は、特に限定されず、従来、耐火断熱煉瓦、濾過材等に使用されていたものと同様のものを用いることができる。例えば、狭雑している粘土鉱物（モンモリロナイト等）や石英、長石等を分別精製する必要はなく、これらの含有率を認識した上で、混合物への配合量を調整することができる。

珪藻土の含水率は特に限定されず、例えば、自然乾燥状態での含水率が２０〜６０質量％が好ましく、３０〜５０質量％がより好ましく、３５〜４５質量％がさらに好ましい。
上記範囲内であれば、含水率を認識しながら、混合の際に狭雑物中の粗粒子分を除去して使用することで、成形性が良好な混合物を得られるためである。
含水率は、乾燥減量方式である下記仕様の赤外線水分計を用い、試料を乾燥（２００℃、１２分間）し、下記（３）式により求めた値である。

＜仕様＞
測定方式：乾燥減量法（加熱乾燥による質量測定方式）
最小表示：含水率；０．１質量％
測定範囲：含水率；０．０〜１００質量％
乾燥温度：０〜２００℃
測定精度：試料質量５ｇ以上で、含水率±０．１質量％
熱源：赤外線ランプ；１８５Ｗ

含水率（質量％）＝［（ｍ_１−ｍ_２）／（ｍ_１−ｍ_０）］×１００ ・・・（３）
ｍ_１：乾燥前の容器の質量と乾燥前の試料の質量との合計質量（ｇ） ｍ_２：乾燥後の容器の質量と乾燥後の試料の質量との合計質量（ｇ） ｍ_０：乾燥後の容器の質量（ｇ）

混合物中の珪藻土の含有量は、粒状セラミックスに求める飽和含水率や強度等を勘案して決定でき、例えば、５５質量％以下が好ましく、１〜５５質量％がより好ましく、１〜４５質量％がさらに好ましい。上記上限値以下であれば、混合物の成形性が良好であり、上記下限値以上であれば、所望の飽和含水率の粒状セラミックスや、所望の強度の粒状セラミックスを得られやすい。

ホウケイ酸ガラスは、ホウ素と珪素とを主成分とする酸化物ガラスである。ホウケイ酸ガラスとしては、ＡＮ１００（商品名、無アルカリホウケイ酸ガラス、旭硝子株式会社製）等が挙げられる。
ホウケイ酸ガラスは、溶融温度が高いものが好ましい。ホウケイ酸ガラスの溶融温度は、９００℃以上が好ましく、１０００℃以上がより好ましく、１２００℃以上がさらに好ましい。上記下限値以上であれば、ホウケイ酸ガラスの粒子は、セラミックス焼結体の焼成工程において部分的に溶融し、ホウケイ酸ガラスの粒子同士で融着したり、粘土や珪藻土類等のバインダーとして機能できる。加えて、溶融温度が高いほど、粒状セラミックスの強度を向上できる。また、ホウケイ酸ガラスの溶融温度は、１８００℃以下が好ましく、１６００℃以下がより好ましい。

ホウケイ酸ガラスの粒子径は、０．３〜５ｍｍが好ましい。粒子径が０．３ｍｍ未満であると、粒状セラミックスにおける気孔の形成が不十分になったり、嵩比重が増加したりする。気孔の形成が不十分であると、保水性、揚水性、蒸散性が損なわれたり、透水性が得られにくかったり、所望する嵩比重の粒状セラミックスを得られないおそれがある。粒子径が５ｍｍ超であると、成形性が低下したり、成形時に押出し口の金具が破損するおそれがある。

混合物中のホウケイ酸ガラスの含有量は、ホウケイ酸ガラス以外の原料の合計１００質量部に対し、１０〜５０質量部が好ましく、１０〜４０質量部がより好ましく、１５〜４０質量部がさらに好ましい。上記下限値未満であると、粒状セラミックスの強度を十分に向上できないおそれがあり、上記上限値超であると、混合物の成形性が損なわれるおそれがある。

本発明における粘土は、一般的に窯業原料として用いられる粘土状の性状を示す鉱物材料であり、珪藻土以外のものである。
粘土は、従来、セラミックス焼結体に用いられる公知のものを用いることができ、石英、長石、粘土系等の鉱物組成で構成され、構成鉱物はカオリナイトを主とし、ハロイサイト、モンモリロナイト、イライト、ベントナイト、パイロフィライトを含むものが好ましい。中でも、焼結時のクラックの進展を抑え、粒状セラミックスの破壊を防ぐ観点から粒子径が５００μｍ以上の石英の粗粒を含むものがより好ましい。また、前記石英の粗粒は、粒子径が５ｍｍ以下であることが好ましい。このような粘土としては、例えば、蛙目粘土等が挙げられる。粘土は、１種単独で又は２種以上を適宜組み合わせて配合できる。

混合物中の粘土の含有量は、粒状セラミックスに求める強度や成形性等を勘案して決定でき、下限値として、５質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましい。上限値として、４５質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。より具体的には、例えば、５〜４５質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましい。上記範囲内であれば混合物の成形性を損なわず、かつ円滑に成形できると共に、粒状セラミックスの強度を十分なものにできる。

混合物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、任意成分を含有してもよい。任意成分としては、例えば、マイティ２０００ＷＨ（商品名、花王株式会社製）等のナフタリン系の流動化剤、メルメントＦ−１０（商品名、昭和電工株式会社製）等のメラミン系の流動化剤、ダーレックススーパー１００ｐＨ（商品名、グレースケミカルズ株式会社製）等のポリカルボン酸系の流動化剤、銀、銅、亜鉛等の抗菌剤、ゼオライト、アパタイト等の吸着剤、金属アルミニウム等が挙げられる。
混合物に任意成分を配合する場合、任意成分の配合量は、例えば、５〜１０質量％の範囲で決定することが好ましい。
加えて、後述する混合工程において、有機汚泥が好適な配合比で配合されている場合には、混合工程にて水を添加しなくてもよいし、混合物の流動性の調整等を目的として、適宜、水を配合してもよい。

混合工程に用いられる混合装置は特に限定されず、公知の混合装置を用いることができる。
混合装置としては、例えば、ミックスマラー（東新工業株式会社製）等の混練機や、ニーダー（株式会社モリヤマ製）、混合機（日陶科学株式会社製）等が挙げられる。

混合工程における混合時間は、原料の配合比、混合物の流動性等を勘案して決定することができ、混合物が可塑状態となるような混合時間を決定することが好ましい。混合時間は、例えば、１５〜４５分間の範囲とすることが好ましく、２５〜３５分間の範囲とすることがより好ましい。

混合工程における温度は特に限定されず、原料の配合比や含水率等を勘案して決定することができ、例えば、４０〜８０℃の範囲とすることが好ましく、５０〜６０℃の範囲とすることがより好ましい。

成形工程は、混合工程で得られた混合物を任意の形状に成形する工程である。
成形方法は、公知の成形方法を用いることができ、混合物の性状や所望する成形体の形状を勘案して決定することができる。成形方法は、例えば、成形機を用いて、板状、粒状又は柱状等の成形体を得る方法、混合物を任意の形状の型枠に充填して成形体を得る方法、あるいは、混合物を押し出し、延伸又は圧延した後、任意の寸法に切断する方法等が挙げられる。
成形機としては、真空土練成形機、平板プレス成形機、平板押出し成形機等が挙げられ、中でも、真空土練成形機が好ましい。

焼成工程は、成形工程で得られた成形体を乾燥し（乾燥操作）、乾燥した成形体を焼成し（焼成操作）、珪藻土及び粘土等を焼結してセラミックス焼結体を得る工程である。
乾燥操作は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、成形体を自然乾燥してもよいし、５０〜２２０℃の熱風乾燥炉で任意の時間処理して乾燥してもよい。乾燥後の成形体の含水率は、特に限定されないが、例えば、５質量％未満が好ましく、１質量％未満がより好ましい。下限値として、０質量％でもよい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
焼成操作は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、ローラーハースキルン等の連続式焼結炉、シャトルキルン等の回分式焼結炉を用い、任意の温度で焼成する方法が挙げられる。中でも、焼成操作には、生産性の観点から連続式焼結炉を用いることが好ましい。
焼成温度は、混合物の性状等に応じて決定でき、例えば、９００℃〜１２００℃とされ、９５０〜１２００℃が好ましい。上記下限値以上であれば、有機汚泥由来の臭気成分が熱分解され解消されると共に、有機汚泥中の有機物の大部分が揮発して減量する。上記上限値超であると、セラミックス焼結体の組織全体のガラス化が進み、成形体が破損したり、気孔が閉塞するおそれがある。

焼成工程の後、必要に応じて破砕工程を設けることができる。破砕工程では、焼成工程で得られたセラミックス焼結体をハンマーミル等で破砕し（破砕操作）、得られた破砕物を任意の粒子径になるように篩分けする（篩分操作）。破砕操作の条件設定にて、所望する範囲の粒子径の粒状セラミックスが得られる場合には、必ずしも篩分操作を行う必要はない。

粒状セラミックスとしては、特開２００５−２３９４６７号公報に記載のセラミックス焼結体、国際公開第１０／１０６７２４号パンフレットに記載の多孔質セラミックス焼結体等、及び必要に応じてこれらを破砕したもの等が挙げられる。また、多孔質セラミックス焼結体であるグリーンビズ（登録商標、小松精練株式会社製）、及び必要に応じてこれを破砕したもの等が挙げられる。

インターロッキングブロック中の粒状セラミックスの含有量は、用途等を勘案して決定でき、例えば、インターロッキングブロック１００ｇに対し、下限値として、１０ｇ以上であることが好ましく、３０ｇ以上であることがより好ましく、４０ｇ以上であることがさらに好ましく、５０ｇ以上であることが特にに好ましい。上限値として、９５ｇ以下であることが好ましく、９０ｇ以下であることがより好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。より具体的には、１０〜９５ｇが好ましく、３０〜９０ｇがより好ましく、４０〜９０ｇがさらに好ましく、５０〜９０ｇが特に好ましい。上記下限値未満であると、インターロッキングブロックの保水性、揚水性又は蒸散性が不十分になったり、透水性が得られにくくなったりするおそれがあり、上記上限値超であると、インターロッキングブロックの強度が不十分になるおそれがある。

セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメント、特殊セメント等、従来、インターロッキングブロックの製造に用いられる公知のセメントが挙げられる。

インターロッキングブロックは、粒状セラミックス及びセメント以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で、粒状セラミックス以外の骨材（任意骨材）、顔料、流動化剤を含有してもよい。
任意骨材としては、瓦の破砕物、砂利、ガラスの破砕物等が挙げられる。

本発明のインターロッキングブロックの一態様は、任意の組成のものからなる一層構造であってもよいし、任意の組成のものと、他の任意の組成のものとが層状に積層された多層構造であってもよい。多層構造のものとしては、例えば、顔料を含まない基層と、顔料を含む表層とを備える二層構造のものが挙げられる。また、例えば、粒状セラミックスの含有量や種類の異なる層が交互に積層された多層構造が挙げられる。

インターロッキングブロックの曲げ強度は、３．０ＭＰａ以上であり、４．５ＭＰａ以上が好ましく、５．０ＭＰａ以上がより好ましく、６．５ＭＰａ以上がさらに好ましい。上限値として、１０．０ＭＰａ以下が好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
３．０ＭＰａ以上であれば、舗道、駐車場等の舗装材料として十分な強度であり、５．０ＭＰａ以上であれば車道の舗装材料として十分な強度である。曲げ強度の上限値は、特に限定されないが、曲げ強度を高めるために、密度を高めすぎると、保水性や揚水性が低下するおそれがある。
インターロッキングブロックの曲げ強度は、後述するモルタル中の粒状セラミックスの種類や配合量、セメントの種類等を組み合わせることで調節できる。

インターロッキングブロックの保水能は、０．２０ｇ／ｃｍ^３以上あり、０．２５ｇ／ｃｍ^３以上が好ましく、０．３０ｇ／ｃｍ^３以上がより好ましく、０．３５ｇ／ｃｍ^３以上がさらに好ましい。また、上限値として０．８０ｇ／ｃｍ^３以下が好ましく、０．５０ｇ／ｃｍ^３以下がより好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。保水能が０．２０ｇ／ｃｍ^３以上であれば、猛暑時には保水した水を気化させ、潜熱を放出して舗装面の温度上昇を抑制できる。舗装面の温度低減の面からは、保水能が高いほうが好ましいが、保水能を高めすぎると、曲げ強度が低下するおそれがある。
保水能は、社団法人インターロッキングブロック舗装技術協会（ＪＩＰＥＡ）が定めるインターロッキングブロックの保水性試験（ＪＩＰＥＡ−ＴＭ−７）に準拠して測定される保水量により表される。
インターロッキングブロックの保水能は、後述するモルタル中の粒状セラミックスの種類や配合量、セメントの種類等を組み合わせることで調節できる。

インターロッキングブロックの嵩比重は、１．７ｇ／ｃｍ^３以下であり、１．６ｇ／ｃｍ^３以下が好ましく、１．５ｇ／ｃｍ^３以下がより好ましい。また、下限値として、１．１ｇ／ｃｍ^３以上が好ましい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。嵩比重が１．７ｇ／ｃｍ^３以下であれば、死荷重が軽減され、従来、インターロッキングブロックの施工が不適とされていた屋上や橋面への施工もでき、施工場所の制限が少なくなる。加えて、施工時の労働者の負担が軽減され、運送費も低下する。嵩比重は、低いほうが好ましいが、嵩比重を低下させすぎると、揚水性や曲げ強度が低下するおそれがある。
インターロッキングブロックの嵩比重は、後述するモルタル中の粒状セラミックスの種類や配合量、セメントの種類等を組み合わせることで調節できる。

インターロッキングブロックの吸い上げ高さは、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、８０％以上がさらに好ましく、８５％以上が特に好ましく、９０％以上が最も好ましい。上限値として、１００％でもよい。上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。吸い上げ高さが８０％以上であれば、長期間、雨が降らない場合においても、インターロッキングブロックの下面（例えば、地中）に存在する水を吸い上げ、舗装面の温度上昇抑制効果を発揮できる。
インターロッキングブロックの吸い上げ高さは、後述するモルタル中の粒状セラミックスの種類や配合量、セメントの種類等を組み合わせることで調節できる。

インターロッキングブロックは透水性を有していてもよい。透水性を有することで、速やかに雨水を地中に浸透させられる。「透水性を有する」とは、対象となる部材を飽和含水状態とし、飽和含水状態の部材の一方の面から添加された水を他方の面から排出できることをいう。
インターロッキングブロックの透水性の程度は、ＪＩＳ Ａ５３７１（プレキャスト無筋コンクリート製品 付属書２（規定）舗装・境界ブロック類推奨仕様２−３インターロッキングブロック）で測定される透水係数で表される。インターロッキングブロックの透水係数は、０．０１ｃｍ／ｓ以上が好ましい。

本発明のインターロッキングブロックの製造方法の一態様は、粒状セラミックスと、セメントと、水と、必要に応じて任意成分とを混合してモルタルとし（モルタル調製工程）、このモルタルを任意の形状に成形し硬化させる（硬化工程）方法が挙げられる。

モルタル調製工程において、モルタル中の粒状セラミックスとセメントとの配合比率（質量比）は、粒状セラミックス：セメント＝３０：７０〜９５：５が好ましい。粒状セラミックスの配合比率が上記下限値未満であると、保水性、揚水性又は蒸散性が低下したり、透水性が得られにくくなったりするおそれがあり、粒状セラミックスの配合比率が上記上限値超であると、強度が低下するおそれがある。
モルタル中の水の量は、骨材やセメントの種類や配合量等を勘案して適宜決定できる。

硬化工程は、従来公知の方法を採用でき、例えば、モルタルを任意の形状の型枠に入れ、数時間から数日間放置して硬化させる方法、モルタルを任意の形状の型枠に入れ、加圧して硬化させるゼロスランプ加圧成形法等が挙げられ、中でも、ゼロスランプ加圧成形法が好ましい。ゼロスランプ加圧成形法を採用する場合、モルタル中の水の量は、モルタルがゼロスランプの状態となる範囲とされる。

本発明のインターロッキングブロックの一態様によれば、粒状セラミックスを含むことで保水性、揚水性及び蒸散性を備え、保水した水を蒸散して舗装面の温度上昇を抑制すると共に、インターロッキングブロックに接している水を効率的に吸い上げて蒸散するため、舗装面の温度上昇を長期に抑制し、猛暑でもヒートアイランド現象を防止できる。
本発明のインターロッキングブロックの一態様は、曲げ強度が３．０ＭＰａ以上であるため、舗装材料として十分な強度を備えている。
加えて、保水能が０．２０ｇ／ｃｍ^３以上であるため、大量の水を保水し、保水した水を蒸散してヒートアイランド現象を防止できる。
さらに、嵩比重が１．７ｇ／ｃｍ^３以下であるため、施工場所の制限が緩和される。

以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。

（使用原料）
実施例に用いた原料は、以下の通りである。
＜有機汚泥＞
染色工場（小松精練株式会社、美川工場）の活性汚泥法による排水処理設備から、凝集及び脱水工程を経て排出された活性汚泥。この活性汚泥の有機物含有量（対固形分）は８３質量％、含水率は７０質量％であった。
＜粘土＞
蛙目粘土（岐阜県産又は愛知県産）。
＜珪藻土＞
能登地区産の耐火煉瓦の原料で、含水率が５質量％の粉末状の珪藻土。
＜鋳鉄スラグ＞
ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＦｅＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏを主成分とするダクタイル鋳鉄スラグ。
＜瓦粒子＞
瓦を破砕し、目開き５ｍｍの篩を通過させたもの。
＜セメント＞
普通ポルトランドセメント、宇部三菱セメント株式会社製。

＜粒状セラミックス＞
以下の製造方法で製造されたもの。
有機汚泥１０質量部と、鋳鉄スラグ５５質量部と、粘土３０質量部と、珪藻土５質量部とをミックスマラー（東新工業株式会社製）で混合して混合物とし、これを真空土練成形機（高浜工業株式会社製）で板状に成形して成形体とした。得られた成形体を１０００℃で焼成しセラミックス焼結体を得た。得られたセラミックス焼結体を破砕し、目開き５ｍｍの篩を通過させて粒状セラミックスを得た。
得られた粒状セラミックスは、連通孔が形成されたものであり、嵩比重０．７５ｇ／ｃｍ^３、飽和含水率５０質量％であった。嵩比重及び飽和含水率は、任意の１００個についての測定結果の平均値である。

（実施例１）
粒状セラミックス６６質量部と、セメント２０質量部と、水１４質量部とを混合してゼロスランプのモルタルとした。このモルタルを型枠に充填し、振動加圧（２トンの圧力）して硬化させた。硬化物を型枠から取り出し、１週間養生し、縦１００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ６０ｍｍの単層構造のインターロッキングブロックを得た。得られたインターロッキングブロックについて、最大荷重、曲げ強度、常温質量、絶乾質量、湿潤質量、嵩比重、吸い上げ質量、吸い上げ高さ及び保水能を求め、その結果を表１に記した。

（実施例２）
粒状セラミックス３３．６質量部と、瓦粒子３３．６質量部、セメント２０質量部と、水１２．４質量部とを混合し、ゼロスランプの第一のモルタルを得た。また、粒状セラミックス６４質量部と、セメント２１質量部と、水１５質量部とを混合し、ゼロスランプの第二のモルタルを得た。第一のモルタルを型枠に充填し、さらに第二のモルタルを型枠に充填した後、振動加圧（２トンの圧力）して硬化させた。硬化物を型枠から取り出し、１週間養生し、縦１００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ６０ｍｍのインターロッキングブロックを得た。このインターロッキングブロックは、第一のモルタルが硬化した基層（厚み５５ｍｍ）と、第二のモルタルが硬化した表層（厚みが５ｍｍ）とを備える二層構造のものである。得られたインターロッキングブロックについて、最大荷重、曲げ強度、常温質量、絶乾質量、湿潤質量、嵩比重、吸い上げ質量、吸い上げ高さ及び保水能を求め、その結果を表１に記した。

（実施例３）
粒状セラミックス３３．５質量部と、瓦粒子３３．５質量部と、セメント２０部と、水１３質量部とを混合してゼロスランプのモルタルを得た。得られたモルタルを型枠に充填し、振動加圧（２トンの圧力）して硬化させた。硬化物を型枠から外し、１週間養生し、たて１００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ６０ｍｍの単層構造のインターロッキングブロックを得た。得られたインターロッキングブロックについて、最大荷重、曲げ強度、常温質量、絶乾質量、湿潤質量、嵩比重、吸い上げ質量、吸い上げ高さ及び保水能を求め、その結果を表１に記した。

（参考例１）
透水タイプのインターロッキングブロック（トゥインウォークＴ、北陸ブロック株式会社製）について、サンプル（Ｎ）数＝１で、曲げ強度、絶乾質量、湿潤質量、嵩比重、吸い上げ質量、吸い上げ高さ、保水能を求め、その結果を表１に記した。本例のインターロッキングブロックは、養生期間１ヶ月以上のものである。

（評価方法）
＜連通孔の有無＞
得られた粒状セラミックスを水に浸漬し、十分に吸水させた後に切断又は粉砕し、切断面を目視で観察した。切断面の全体に満遍なく水分が分布及び保水されている場合、連通孔が形成されていると判断し、切断面に水分がいきわたっていない場合は、個々の気孔が独立しており、連通孔が形成されていないか又は連通孔の形成が不十分であると判断した。

＜最大荷重、曲げ強度＞
万能試験装置（株式会社島津製作所製）を用い、ＪＩＳ Ａ５３７１（プレキャスト無筋コンクリート製品 付属書２（規定）舗装・境界ブロック類推奨仕様２−３インターロッキングブロック）に準拠して、最大荷重を測定した。載荷スパンを試料の長さの８０％とし、縁応力度の増加が１．０ＭＰａとなるような載荷速度とした。サンプル（Ｎ）数はＮ＝１０とし、その平均値を求めた。
また、測定された最大荷重から、下記（４）式によって曲げ強度を算出した。

曲げ強度（ＭＰａ）＝［｛３×スパン（ｍｍ）｝÷｛２×試料の幅（ｍｍ）×試料の厚さ（ｍｍ）×試料の厚さ（ｍｍ）｝］×最大荷重（Ｎ） ・・・（４）

＜常温質量＞
試料を養生室で６００℃・時養生し、養生後、直ちに測定した質量を常温質量とした。
サンプル（Ｎ）数はＮ＝１０とし、その平均値を求めた。

＜嵩比重＞
試料の外形寸法をノギスで測定して体積を求めた。同試料を絶乾状態にし、電子天秤にて質量を測定（絶乾質量）し、下記（５）式により嵩比重を算出した。サンプル（Ｎ）数はＮ＝１０とし、その平均値を求めた。
嵩比重（ｇ／ｃｍ^３）＝［絶乾質量（ｇ）］／［体積（ｃｍ^３）］ ・・・（５）

＜吸い上げ質量、吸い上げ高さ＞
ＪＩＰＥＡが定めるインターロッキングブロックの吸水性試験（ＪＩＰＥＡ−ＴＭ−８）に準拠し、３０分後の吸い上げ質量を測定した。
サンプル（Ｎ）数はＮ＝１０とし、その平均値を求めた。
また、測定された吸い上げ質量から、下記（６）式によって吸い上げ高さを算出した。
吸い上げ高さ（％）＝｛３０分後の吸い上げ質量（ｇ）−絶乾質量（ｇ）｝÷｛湿潤質量（ｇ）−絶乾質量（ｇ）｝×１００ ・・・（６）

＜保水能＞
ＪＩＰＥＡが定めるインターロッキングブロックの保水性試験（ＪＩＰＥＡ−ＴＭ−７）に準拠して測定し、下記（７）式により保水能を求めた。サンプル（Ｎ）数はＮ＝１０とし、その平均値を求めた。
保水能（ｇ／ｃｍ^３）＝｛湿潤質量（ｇ）−絶乾質量（ｇ）｝÷試料の体積（ｃｍ^３）
・・・（７）

表１に示すように、本発明の一態様を適用した実施例１〜３は、吸い上げ高さが８８％以上であることから、地中の水を効率的に吸い上げられる。このため、本発明の一態様を適用したインターロッキングブロックは猛暑においても、ヒートアイランド対策に優れることが判った。
加えて、本発明の一態様を適用した実施例１〜３は、保水能が０．２３ｇ／ｃｍ^３以上であることから、雨水を効率的に保水できることが判った。
さらに、本発明の一態様を適用した実施例１〜３は、嵩比重が１．３〜１．５ｇ／ｃｍ^３、曲げ強度が３．８１ＭＰａ以上であることから、舗装材料として十分な強度を備え、かつ施工場所の制限が緩和されることが判った。

本発明のインターロッキングブロックによれば、施工場所の制限が緩和され、猛暑でもヒートアイランド対策に優れるため、産業上極めて有用である。

Claims (8)

1. 多孔質セラミックスの粒状物及びセメントを含み、曲げ強度３．０ＭＰａ以上、保水能０．２０ｇ／ｃｍ^３以上、嵩比重１．７ｇ／ｃｍ^３以下のインターロッキングブロックであって、
   前記粒状物は、スラグと粘土とを含む混合物を焼成した焼結体で、粒子径が０．５ｍｍ超５ｍｍ以下、嵩比重が０．２〜１ｇ／ｃｍ ^３ であり、
   前記粒状物と前記セメントとの配合比率が、粒状物：セメント＝３０：７０〜９５：５であるインターロッキングブロック。
2. 前記インターロッキングブロック中の前記粒状物の含有量は、インターロッキングブロック１００ｇに対して１０ｇ以上９５ｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載のインターロッキングブロック。
3. 前記粒状物は、マイクロメートルオーダーの気孔及びミリメートルオーダーの気孔を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインターロッキングブロック。
4. 前記粒状物の飽和含水率が５質量％以上８０質量％以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインターロッキングブロック。
5. 前記混合物は、有機汚泥を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインターロッキングブロック。
6. 前記混合物中の有機汚泥の配合量が１質量％以上、６０質量％以下であることを特徴とする請求項５に記載のインターロッキングブロック。
7. 前記混合物中のスラグの配合量が３０質量％以上、８０質量％以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインターロッキングブロック。
8. 前記混合物中の粘土の配合量が５質量％以上、４０質量％以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインターロッキングブロック。