CN102036931B

CN102036931B - 配重

Info

Publication number: CN102036931B
Application number: CN200980118843.9A
Authority: CN
Inventors: 吉本稔; 肥后康秀; 真部永地; 片冈涉; 栗山和也
Original assignee: Komatsu Ltd; Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2029-05-20
Also published as: DE112009001244B4; WO2009142243A1; CN102036931A; KR101587460B1; DE112009001244T5; BRPI0913036A2; US8523226B2; JP5130359B2; JPWO2009142243A1; US20120003071A1; KR20110013412A

Abstract

本发明的目的在于提供一种配重，所述配重是填充使用了代替目前使用的铁矿石、且难以和水泥浆产生材料分离的重骨料的重混凝土而制成，能够廉价制造，同时，可以有效地提高向箱体内部填充的重混凝土的填充率，该配重(6)是在箱体(62)中填充重混凝土而制成，重混凝土含有重的细骨料，所述重的细骨料包含20质量％以上粒径小于0.15mm的骨料，而且包含20质量％以上粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料。

Description

配重

技术领域

本发明涉及一种填充重混凝土而成的配重，尤其是涉及一种适合用于液压挖掘机等建筑机械的配重。

背景技术

如图2所示，液压挖掘机具备下部行驶体1及可旋转地搭载于下部行驶体1上的上部旋转体2，上部旋转体2由在旋转架3上设置的驾驶室4、机械室5及配重6构成，在旋转架3的前部设置可以俯仰动作的工作装置7。而且，工作装置7由动臂8、铲斗臂9及铲斗10构成，可以进行砂土等挖掘作业。配重6如图1所示，作为在上面具有混凝土注入口61的中空状的箱体62而形成，在这样的箱体62内部填充铁片、混凝土、重混凝土等组成的重量调整材料以达所期望的重量。由此，调整上部旋转体2相对于工作装置7的重量平衡。

在这种配重6的内部填充的重混凝土是通过使用比在一般的混凝土中使用的骨料比重大的重骨料，使单位体积质量变大的混凝土。作为在这种配重6的内部所填充的重混凝土，例如已知有将矿石及铁屑等比重高的物质混入到混凝土中的重混凝土(参考专利文献1)。

通常已知，为了确保混凝土的流动性(流动难易度)及作业性，增大在混凝土中的单位水量以提高坍落度值，但当在配重6的箱体62中填充的重混凝土中使单位水量增加时，导致重混凝土的密度降低，同时，由于重骨料的沉降而导致重骨料和水泥浆产生材料分离，导致向箱体62填充重混凝土的填充率降低。因此，作为向配重6的箱体62填充用的重混凝土，一般是使用减少单位水量且减小坍落度值的硬稠的重混凝土，将这样的重混凝土注入到箱体62中进行振动成型，由此制造配重6。

作为在这种重混凝土中使用的重骨料，目前使用铁屑等人工重骨料及磁铁矿、赤铁矿、铁矿砂等天然的重骨料等。这些重骨料不仅和水泥浆的密度差大，而且尤其是因为磁铁矿、赤铁矿等铁矿石粒度分布较粗，所以将这些铁矿石作为重骨料使用时混凝土的粘性容易下降。因此，在现有的重混凝土中，存在振动成型时粒径大的重骨料在水泥浆中沉降，导致水泥浆和重骨料分离，向配重6的箱体62内部填充重混凝土的填充率降低的问题。

为了解决这种问题，目前提出了一种在1m³混凝土中配合铁矿石中所含的超微粉末20～60kg的重混凝土(参考专利文献2)。

专利文献1：特开2008-106564号公报

专利文献2：特开平7-25654号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述专利文献2中记载的发明中，通过将规定的铁矿石作为重骨料使用，想要抑制水泥浆和重骨料的材料分离，但由于近年来铁资源不足且铁矿石的价格飞涨，所以导致重混凝土的制造成本飞涨，因此导致配重的制造成本也飞涨。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种配重，其填充使用了代替目前使用的铁矿石、且难以和水泥浆产生材料分离的重骨料的重混凝土而制成，可以廉价地制造，并且可以有效地提高向箱体内部填充重混凝土的填充率。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明提供一种配重，其为具备箱体和在所述箱体中充填的重混凝土的配重，其特征在于，所述重混凝土中至少包含重的细骨料，所述重的细骨料包含20质量％以上粒径小于0.15mm的骨料，且包含20质量％以上粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料(发明1)。

通常，作为混凝土用细骨料，为了可以以少的水泥量发挥所期望的作业性及强度，优选使用没有粒度分布偏差的细骨料，具体而言，优选具有如JIS-A5005规定的粒度分布的细骨料。但是，上述发明(发明1)的重混凝土中的重的细骨料由于具有偏在于粒径小于0.15mm的骨料(微粒组分)和粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料(粗粒组分)的粒度分布，从而在混凝土中配合时不会产生材料分离，而且作为重混凝土可以得到充分的单位体积质量，因此，可以提供重混凝土的填充率得到提高的配重。另外，由于在重混凝土中包含20质量％以上粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料，从而可以确保在振动成型时重混凝土的流动性，因此，作业性良好，在振动成型时可以将重混凝土填充到配重的箱体的各处。

本发明中，骨料的粒径是根据是否通过规定的标称尺寸的筛子而确定的，例如，所谓粒径小于0.15mm的骨料是指通过标称尺寸0.15mm的筛子的骨料，粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料是指虽然能通过标称尺寸5mm的筛子但不能通过2.5mm的筛子的骨料。另外，本发明中，所谓重骨料(重的粗骨料，重的细骨料)是指密度为3.5g/cm³以上的骨料。

优选在上述发明(发明1)中，所述重混凝土中进一步包含重的粗骨料，所述重的细骨料及所述重的粗骨料包含5质量％以上粒径小于0.075mm的微粒骨料(发明2)。

如上述发明(发明2)，重骨料(重的细骨料及重的粗骨料)包含5质量％以上粒径小于0.075mm的微粒骨料，由此，可以提高混凝土浆的粘性，同时，可以增加浆的密度而使与骨料(粒径0.075mm以上的骨料)的密度差变小(密度差：2.5g/cm³以下)。其结果是，由于能够更有效地抑制重混凝土中的材料分离，所以能够提供向箱体填充重混凝土的填充率进一步提高的配重。

优选在上述发明(发明1、2)中，所述重的细骨料及所述重的粗骨料的全部或一部分为重晶石(发明3)。由于粉碎规定的重晶石得到的细骨料的粒度分布偏在于粗粒部分及微粒部分，因此，根据这样的发明(发明3)，不用特别进行粒度调整而仅粉碎重晶石，即能制造具有规定的细骨料粒度分布(粒径小于0.15mm的骨料的含有率为20质量％以上，而且粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率为20质量％以上)，且可抑制重混凝土中产生材料分离的重骨料，因此，可以降低重骨料及重混凝土的制造成本，结果能够降低配重的制造成本。

另外，优选上述发明(发明1、2)中，通过以使最大粒径为20～70mm的方式粉碎重晶石而得到所述重的细骨料及所述重的粗骨料(发明4)。

根据所述发明(发明4)，通过以使最大粒径为20～70mm的方式粉碎重晶石，能够不特别进行粒度调整等而简单地制造具有规定的细骨料的粒度分布(粒径小于0.15mm的骨料的含有率为20质量％以上，而且粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率为20质量％以上)的重骨料，因此，可以降低重骨料及重混凝土的制造成本，结果能够降低配重的制造成本。

优选在所述发明(发明3、4)中，粉碎所述重晶石得到的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度为4.0～10.0N/mm²(发明5)。如这样的发明(发明5)，如果由重晶石得到的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度在上述数值范围内，则在骨料制造时通过仅粗粉碎重晶石就能够容易地得到具有所期望的细骨料粒度分布(粒径小于0.15mm的骨料的含有率为20质量％以上，而且粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率为20质量％以上)的重骨料，因此，能够省略粒度调整等工序，能够降低重骨料的制造成本。由此，能够进一步降低配重的制造成本。

优选在所述发明(发明1～5)中，所述重混凝土的水灰比为30～60％(发明6)。根据这样的发明(发明6)，由于水灰比在所述范围内，从而能够确保重混凝土的作业性。

发明效果

根据本发明，能够提供一种配重，所述配重是填充使用了代替目前使用的铁矿石、且和水泥浆难以产生材料分离的重骨料的重混凝土而制成。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的配重的立体图；

图2是表示使用本发明的一实施方式的配重的液压挖掘机的侧面图；

图3是表示实施例1、实施例2、比较例1及比较例4的骨料的抗拉强度试验结果的图表；

图4是表示实施例1及比较例4～6的骨料的抗拉强度试验的结果的图表。

符号说明

6......配重

62......箱体

具体实施方式

以下，详细说明本发明的一实施方式的配重。

如图1所示，本实施方式的配重6具备箱体62和设于箱体62的上面且与箱体62内部连通的混凝土注入口61，是将包含具有规定的粒度分布的重骨料的重混凝土填充在箱体62的内部而制成的。

重混凝土中至少包含重的细骨料，还包含重的粗骨料及水。该重的细骨料包含20质量％以上粒径小于0.15mm的骨料，且包含20质量％以上粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料，优选包含20质量％以上粒径小于0.15mm的骨料，而且包含25质量％以上粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料。

通过重的细骨料中粒径小于0.15mm的骨料的含有率为20质量％以上，能够有效地抑制重混凝土中的水泥浆和重骨料产生材料分离。另外，通过粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率为20质量％以上，能够不使重混凝土的流动性降低而确保期望的作业性。由此，由于在将重混凝土填充在配重的箱体中，进行振动成型时重混凝土填充到箱体的各处，所以，能够有效地提高向箱体填充的填充率，并且能够提高通过振动等带来的捣实性。

本发明的重骨料优选包含5质量％以上粒径小于0.075mm的微粉骨料，更优选包含5～10质量％，特别优选包含5～8质量％。通过包含5质量％以上此类微粉骨料，能够提高重混凝土中的水泥浆的粘性，另外，由于例如相对于普通硅酸盐水泥的密度3.16g/cm³，上述微粉骨料的密度为3.5g/cm³以上，所以能够增加浆的密度。其结果能够进一步抑制浆和骨料产生材料分离。

作为本发明的重骨料的原料的天然矿石，例如可以使用重晶石。重晶石的密度为4.0g/cm³左右，作为重骨料具有足够的密度，同时，根据粉碎这样的重晶石得到的重骨料，多包含粒径小于0.075mm的微粉骨料，因此，能够减少浆和骨料的密度差(密度差：2.5g/cm³以下)，由此，可以进一步抑制由重晶石得到的重骨料和浆产生材料分离。

以重晶石作为重骨料的制造原料使用时，优选使用使粗粉碎这样的重晶石得到的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度为4.0～10.0N/mm²的重晶石，更优选使用使平均抗拉强度为4.0～8.0N/mm²的重晶石。如果是得到的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度在上述范围内的重晶石，则仅粗粉碎这样的重晶石就能够得到具有期望的细骨料粒度分布(粒径小于0.15mm的骨料的含有率为20质量％以上，而且粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率为20质量％以上)的重骨料，因此，不需要在粗粉碎后进行粒度调整，能够使重骨料的制造工序简化，同时，能够降低重骨料的制造成本，结果也能够降低配重的制造成本。

本发明的重骨料可按如下制造，使用破碎机(例如颚式粉碎机)等，以得到的重骨料的最大粒径为20～70mm，优选为20～50mm的方式粗粉碎成为重骨料的原料的天然矿石。

粗粉碎天然矿石后，也可以对得到的重骨料进行粒度调整，以达到规定的细骨料粒度分布(粒径小于0.15mm的骨料为20质量％以上，而且粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料为20质量％以上)。但是，如果为如上所述的重晶石，则仅粗粉碎这样重晶石，即能够制造具有所期望的细骨料粒度分布(粒径小于0.15mm的骨料的含有率为20质量％以上，而且粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率为20质量％以上)，并且包含5质量％以上粒径小于0.075mm的微粉骨料的重的细骨料的重骨料。因此，能够省略粗粉碎天然矿石后进行的粒度调整的工序，能够降低重骨料的制造成本，结果也能够降低配重的制造成本。

作为包含在重混凝土中的水泥没有特别限定，例如能够使用普通硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥等各种硅酸盐水泥；矿渣水泥、粉煤灰水泥等各种混合水泥；以城市垃圾焚烧灰渣及/或下水污泥焚烧灰渣作为原料制造的由烧成物的粉碎物和石膏组成的水泥(生态水泥)等。

另外，在重混凝土中也可以根据希望添加各种配合剂(例如，减水剂、消泡剂等)。重混凝土为确保高密度而需要降低单位水量，因此，特别优选添加减水剂。作为减水剂，列举木质素类、萘磺酸类、三聚氰胺类、聚羧酸类减水剂、AE减水剂、高性能减水剂、高性能AE减水剂等，但并不限定于此。另外，为了确保重混凝土的高密度，在特别需要抑制空气的卷入时，优选添加消泡剂。

重混凝土可通过混合上述重骨料和水泥，加入水并利用常用方法进行混炼而制造。

重混凝土中的水灰比没有特别的限定，优选为30～60％，更优选为35～50％。通过水灰比在上述范围内，能够得到单位水量少的高密度的重混凝土，同时，能够确保重混凝土的作业性。

另外，重混凝土中的细骨料率(s/a)优选为40～60％。另外，优选以充分搅拌时的坍落度为0～3cm的方式决定各种混凝土原料的配合。

本实施方式的配重6可按如下制造，即，将如上操作得到的重混凝土由混凝土注入口61灌注到箱体62内，通过使用适当的台式振捣器、棒状振捣器等振动器进行捣固及除去空气，以无间隙的方式进行填充。由于这种重混凝土中的微粒组分(粒径小于0.15mm的骨料)的含有率多，从而能够提高重混凝土的粘性，同时，由于粗粒组分(粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料)的含有率多，从而不使重混凝土的流动性降低，因此，能够有效地提高重混凝土向该箱体62填充的填充率，在进行振动成型时，能够进一步抑制在重混凝土中产生水泥浆和重骨料的材料分离。

本实施方式的配重6只要通过在箱体62内部填充重混凝土，同时填充通常的混凝土等，以达到配重6所需的重量进行适宜调整即可。另外，也可以在箱体62内部投入重混凝土，同时投入碎铁等，如果使用本实施方式的重混凝土，则也可以在由于碎铁等的投入而在箱体62内部所产生的间隙中充分填充重混凝土。

这样得到的配重6，例如能够作为液压挖掘机、移动式起重机、推土机等建筑机械用的配重使用。具体而言，如图2所示，可以在液压挖掘机的上部旋转体2的机械室5的后部安装配重6。

如以上所说明的，本实施方式的配重由于在箱体的内部填充的重混凝土中的重骨料具有规定的粒度分布，从而能够提高水泥浆的粘性，因此，在进行振动成型时，不会导致重混凝土中的重骨料沉降，可以将重混凝土填充到箱体的各处。

另外，为了得到在配重中填充的重混凝土中的重骨料，仅粗粉碎规定的重晶石即可，能够省略粒度调整工序，所以，能够降低重骨料及重混凝土的制造成本，结果能够降低配重的制造成本。

以上说明的实施方式是为便于本发明的理解而记载的，而不是用于限定本发明的实施方式。因此，上述实施方式中公开的各要点是也包含属于本发明的技术范围内的所有的设计变更及等同物的意思。

在上述实施方式中，作为建筑机械用的配重进行了说明，但并不限定于此，例如，也可以作为电梯用的配重使用。

实施例

以下，示出实施例，进一步详细说明本发明，但本发明并不限定于下述的实施例。

[重骨料的制造]

将示于表1中的重晶石分别投入到颚式粉碎机(商品名：フアインジヨ一クラツシヤ一，前川工业所社制)，以得到的骨料的最大粒径为40mm的方式进行粗粉碎，制造重骨料。

[表1]

将如上述操作得到的重骨料(实施例1～2，比较例1～3)中的重的细骨料放在标称尺寸为0.15～5.0mm的筛子上，测定通过各筛子的骨料的质量比率(质量％)。另外，求得上述重骨料(实施例1～2，比较例1～3)中的粒径小于0.075mm的骨料含有率(质量％)。结果示于表2中。

[表2]

如表2所示，实施例1及2的重的细骨料，粒径小于0.15mm的骨料的含有率为20质量％以上，而且粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率为20质量％以上，与之相对，比较例1的重的细骨料，任一含有率都小于20质量％。另外，比较例2的重的细骨料，粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率小于20质量％，比较例3的重的细骨料，粒径小于0.15mm的骨料的含有率小于20质量％。而且，如表2所示，实施例1及实施例2的重骨料，粒径小于0.075mm的微粉骨料的含有率为5质量％以上，与之相对，比较例1～3的重骨料小于5质量％。

[重骨料的抗拉强度测定试验]

对于通过上述操作得到的重骨料(实施例1，实施例2，比较例1)，依据岩土工程学会(地盘工学会)标准(JGS 3421-2005)“岩石的点载荷试验方法”进行点载荷试验。本试验例中，以更简易地得到骨料强度作为目的求得抗拉强度(N/mm²)。另外，作为比较也同时求得金属渣类骨料(太平洋セメント社制，商品名：DSM骨材，比较例4)、石灰石(比较例5)及硬质砂岩(比较例6)的抗拉强度。需要说明的是，比较例4～6的骨料，除了使得到的骨料的最大粒径为20mm以外，通过和实施例1～2及比较例1～3相同地进行粗粉碎而制造。结果示于图3及图4中。

如图3及图4所示，实施例1及实施例2的骨料中的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度为4.0～10.0N/mm²，与之相对，比较例1的骨料中的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度小于4.0N/mm²。因此，确认了如果是使通过粗粉碎得到的骨料中的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度为4.0～10.0N/mm²的重晶石，则不用特别地进行粒度调整，就能够制造粒径小于0.15mm的骨料的含有率为20质量％以上，而且粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的含有率为20质量％以上的重的细骨料及包含该重的细骨料的重骨料。另外，确认了如果是使通过粗粉碎得到的骨料中的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度为4.0～10.0N/mm²的重晶石，则能够制造包含粒径小于0.075mm的微粉骨料5质量％以上的重骨料。

此外，如图3及图4所示，确认了实施例1及实施例2的重骨料的抗拉强度，几乎不依存于粒径而位于4.0～10.0N/mm²的范围内，与之相对，比较例4～6的骨料的抗拉强度，随着粒径变小而变大。比较例4～6的任一情况中，粒径5mm以下的细骨料，粉碎至微粉末的比率少，在粒径5mm以下的范围大致呈均一分布，粒径小于0.15mm的骨料的含有率未达到20质量％。因此，可以认为如果是使得到的骨料的抗拉强度几乎不依存于粒径而在规定范围内(4.0～10.0N/mm²)的天然矿石(例如，重晶石)，则能够不特别进行粒度调整地制造具有期望的粒度分布的重骨料。

[重混凝土的制造]

将如上述操作得到的重骨料(重的细骨料S，重的粗骨料G)和普通硅酸盐水泥C(太平洋セメント社制，密度：3.16g/cm³)和水W按照表3所示的配合进行混炼，制造重混凝土。需要说明的是，实施例1～2及比较例1～3中的任一重混凝土都按照依据JIS-A1101测定的坍落度值为0～1.0cm的方式决定配合。另外，比较例1～3的重混凝土中，由于混炼水不足，所以为了得到和实施例1～2相同的坍落度而追加了调整水W′。

[表3]

*表中，W′表示“混炼水不足引起的追加调整水量”。

*表中的单位体积质量的“括号内的数值”表示调整水追加带来的修正后的值。

[VC(Vibrating Consolidation)值的测定，捣实率的测定]

对于通过上述操作得到的重混凝土(实施例1～2，比较例1～3)，依据JSCE-F507“RCD用混凝土的稠度试验方法”测定VC(VibratingConsolidation)值。结果示于表4中。需要说明的是，VC值是指对混凝土施加振动时达到捣实为止的时间，可以评价为该值越小作业性越好。

另外，测定由上述试验捣实后的重混凝土的单位体积质量，以相对于单位体积质量的设计值的比例作为捣实率(％)计算出。结果一并示于表4中。进而，目测观察通过上述操作捣实后的重混凝土，判定有无水泥浆的浮起。结果一并示于表4中。

[表4]

如表4所示得知，比较例1的VC值比实施例1及实施例2的VC值高，重混凝土的流动性低。因此，确认了实施例1及实施例2的重混凝土的作业性都良好。另外，如捣实后的目测观察的结果所明确的，比较例1的重混凝土观察到显著的水泥浆的浮起，确认了水泥浆和重骨料产生材料分离。

另一方面，关于捣实率，和实施例1及实施例2的重混凝土相比比较例1的重混凝土低2％以上。在比较例1的重混凝土中，由于产生材料分离，所以可认为在容器(箱体)的底部有比重大的重骨料沉降，填充率降低。与之相对，实施例1及实施例2的重混凝土，由于捣实率高，所以确认了振动成型时不会产生材料分离，可以有效地提高填充率。因此，根据实施例1及实施例2的重混凝土，能够将重混凝土填充到配重的箱体的各处。

另外，确认了比较例2的重混凝土VC值更高，振动成型时的流动性低。比较例2的重混凝土由于粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料的重的细骨料中的含有率小于20质量％，所以可认为骨料总体变小，导致重混凝土的流动性降低。因此，可认为即使在配重的箱体中填充并振动成型，也难以将重混凝土填充到箱体的各处。

进一步，比较例3的重混凝土表示出和实施例1及实施例2的重混凝土相同的VC值，作业性良好，但由于粒径小于0.15mm的骨料的重的细骨料中的含有率小于20质量％，所以产生若干的材料分离，导致粒径较大的重骨料沉降，由此，导致捣实率降低。

工业上的可利用性

本发明的配重作为液压挖掘机等建筑机械用配重是有用的。

Claims

1.一种配重，其具备箱体和充填在所述箱体中的重混凝土，其特征在于，

所述重混凝土的水灰比为35～60％，

所述重混凝土中至少包含重的细骨料，

所述重的细骨料包含20质量％以上粒径小于0.15mm的骨料，而且包含20质量％以上粒径为2.5mm以上且小于5mm的骨料。

2.权利要求1所述的配重，其特征在于，

所述重混凝土中还包含重的粗骨料，

所述重的细骨料及所述重的粗骨料中包含5质量％以上粒径小于0.075mm的微粒骨料。

3.权利要求2所述的配重，其特征在于，所述重的细骨料及所述重的粗骨料的全部或一部分为重晶石。

4.权利要求2所述的配重，其特征在于，通过以使最大粒径为20～70mm的方式粉碎重晶石而得到所述重的细骨料及所述重的粗骨料。

5.权利要求3或4所述的配重，其特征在于，粉碎所述重晶石得到的粒径为9～11mm的骨料的平均抗拉强度为4.0～10.0N/mm²。