JP2000319052A - 人工骨材及びその製造方法 - Google Patents
人工骨材及びその製造方法Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭灰と屑ガラスを有効利用して容易に製造
でき、しかも圧潰強度の高い高強度人工骨材を提供す
る。 【解決手段】 石炭灰粉末１００部（重量割合）に対し
てソーダー石灰ガラス粉末５〜１００部とセメント５〜
３０部と水を加えて混練し、造粒して１０００℃〜１２
００℃で焼成する。
でき、しかも圧潰強度の高い高強度人工骨材を提供す
る。 【解決手段】 石炭灰粉末１００部（重量割合）に対し
てソーダー石灰ガラス粉末５〜１００部とセメント５〜
３０部と水を加えて混練し、造粒して１０００℃〜１２
００℃で焼成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭灰及び屑ガラ
スを有効利用したコンクリート用の人工骨材とその製造
方法に関するものである。
スを有効利用したコンクリート用の人工骨材とその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりコンクリートの骨材として川砂
利等の天然骨材が用いられてきたが、近年では枯渇化が
叫ばれている天然骨材に代わる人工の骨材が種々検討さ
れている。
利等の天然骨材が用いられてきたが、近年では枯渇化が
叫ばれている天然骨材に代わる人工の骨材が種々検討さ
れている。
【０００３】一方、火力発電所からの廃棄物である石炭
灰は、火力発電所の増設に伴い今後数年で1,000万トン
／年を越えると予測されているが、コンクリートの混和
材としての使用途以外には、量的に活用できる分野が無
いのが現状である。
灰は、火力発電所の増設に伴い今後数年で1,000万トン
／年を越えると予測されているが、コンクリートの混和
材としての使用途以外には、量的に活用できる分野が無
いのが現状である。
【０００４】又、瓶・板ガラス等の屑ガラスも廃棄物と
して埋め立てされているものが多く、有効に再利用でき
る用途が求められている。
して埋め立てされているものが多く、有効に再利用でき
る用途が求められている。
【０００５】このような現状を考慮して、産業廃棄物で
ある石炭灰や、再利用できず埋め立て廃棄される屑ガラ
スを有効に活用し、天然骨材の代替品となる人工骨材と
して利用することが検討されている。
ある石炭灰や、再利用できず埋め立て廃棄される屑ガラ
スを有効に活用し、天然骨材の代替品となる人工骨材と
して利用することが検討されている。
【０００６】特開平７−２０６４９１号には石炭灰の人
工骨材としての有効利用が提案されており、高強度軽量
骨材を目的としているが、石炭灰の粒度分布を予め調整
するなどの手順の煩雑さに加えて焼成温度の割には圧壊
強度が低いという問題点があった。
工骨材としての有効利用が提案されており、高強度軽量
骨材を目的としているが、石炭灰の粒度分布を予め調整
するなどの手順の煩雑さに加えて焼成温度の割には圧壊
強度が低いという問題点があった。
【０００７】又、特開平９−７７５３０は石炭灰の有効
利用に加えて屑ガラスの有効利用をも目的としている
が、ガラス溶融物で石炭灰粒子間を充填しているため、
石炭灰１００部に対してガラスは１００〜４００部が必
要で、石炭灰とガラスのバインダーとの間における膨張
係数の相違などから微細なクラックが発生しやすく、製
造した骨材は圧潰強度の高い高強度人工骨材とはなりえ
なかった。
利用に加えて屑ガラスの有効利用をも目的としている
が、ガラス溶融物で石炭灰粒子間を充填しているため、
石炭灰１００部に対してガラスは１００〜４００部が必
要で、石炭灰とガラスのバインダーとの間における膨張
係数の相違などから微細なクラックが発生しやすく、製
造した骨材は圧潰強度の高い高強度人工骨材とはなりえ
なかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では石
炭灰と屑ガラスを有効利用して容易に製造でき、しかも
圧潰強度の高い人工骨材を提供することが課題となる。
炭灰と屑ガラスを有効利用して容易に製造でき、しかも
圧潰強度の高い人工骨材を提供することが課題となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
人工骨材は、石炭灰粉末１００重量部に対してソーダー
石灰ガラス粉末５〜１００重量部と、セメント５〜３０
重量部と水を加えて混練し、造粒して、１０００℃〜１
２００℃で焼成することにより形成されたことを特徴と
する。
人工骨材は、石炭灰粉末１００重量部に対してソーダー
石灰ガラス粉末５〜１００重量部と、セメント５〜３０
重量部と水を加えて混練し、造粒して、１０００℃〜１
２００℃で焼成することにより形成されたことを特徴と
する。
【００１０】又、請求項２記載の人工骨材は、ガラスバ
インダー層に主としてウォラストナイト相と灰長石が析
出してなることを特徴とする。
インダー層に主としてウォラストナイト相と灰長石が析
出してなることを特徴とする。
【００１１】これらによれば、ウォラストナイトが軟化
するガラスの粘性を高め、軟化したガラスが石炭灰同士
を結合させるバインダーの役割をし、更には石炭灰とも
反応し、結合層に主として灰長石を析出ことにより、石
炭灰の相互の結合が強い、高強度の骨材とすることがで
きる。
するガラスの粘性を高め、軟化したガラスが石炭灰同士
を結合させるバインダーの役割をし、更には石炭灰とも
反応し、結合層に主として灰長石を析出ことにより、石
炭灰の相互の結合が強い、高強度の骨材とすることがで
きる。
【００１２】本発明の人工骨材の製造方法は、石炭灰粉
末１００重量部に対してソーダー石灰ガラス粉末５〜１
００重量部、セメント５〜３０重量部を水を加えて混練
し、造粒して１０００℃〜１２００℃で焼成することを
特徴とする。
末１００重量部に対してソーダー石灰ガラス粉末５〜１
００重量部、セメント５〜３０重量部を水を加えて混練
し、造粒して１０００℃〜１２００℃で焼成することを
特徴とする。
【００１３】これによれば、微粉砕したガラスの表面か
らウォラストナイトの針状結晶が生成し、セメント中の
カルシウム成分により促進される。又、ウォラストナイ
トが軟化するガラスの粘性を高め、この温度では発泡し
なくなり、軟化したガラスが石炭灰同士を結合させるバ
インダーの役割をする。更には石炭灰とも反応し、結合
層に主として灰長石を析出して石炭灰の相互の結合をよ
り強くして、強度を持つ骨材を得ることができる。
らウォラストナイトの針状結晶が生成し、セメント中の
カルシウム成分により促進される。又、ウォラストナイ
トが軟化するガラスの粘性を高め、この温度では発泡し
なくなり、軟化したガラスが石炭灰同士を結合させるバ
インダーの役割をする。更には石炭灰とも反応し、結合
層に主として灰長石を析出して石炭灰の相互の結合をよ
り強くして、強度を持つ骨材を得ることができる。
【００１４】瓶・板ガラスはいわゆるソーダ・石灰ガラ
スからできている。このガラスを石炭灰に混ぜ込み、造
粒して焼結させ、石炭灰の粒子間のバインダーに利用す
ること自体は容易に着想されるところである。
スからできている。このガラスを石炭灰に混ぜ込み、造
粒して焼結させ、石炭灰の粒子間のバインダーに利用す
ること自体は容易に着想されるところである。
【００１５】しかしながら、焼成物の強度で見ると、焼
成温度１０００℃では石炭灰同士の焼結による結合は弱
く、１１００℃以上ではバインダーガラスの粘性が低く
なり、石炭灰に混在する未燃炭素と反応して発泡し、骨
材の強度低下を起こす原因となる。
成温度１０００℃では石炭灰同士の焼結による結合は弱
く、１１００℃以上ではバインダーガラスの粘性が低く
なり、石炭灰に混在する未燃炭素と反応して発泡し、骨
材の強度低下を起こす原因となる。
【００１６】しかし、本発明者は、いわゆるソーダー石
灰系の屑ガラスを２０〜１００μｍの粒径にまで微粉砕
し、焼成スケジュールとして例えば、室温から１１００
℃迄を２時間、更に焼成温度域で２時間保持すれば、微
粉砕したガラスの表面からウォラストナイトの針状結晶
の生成が起ること、このウォラストナイトの生成はセメ
ント中のカルシウム成分により促進されること、このウ
ォラストナイトが軟化するガラスの粘性を高め、この温
度では発泡しなくなるが、軟化したガラスが石炭灰同士
を結合させるバインダーの役割をすることは無論、石炭
灰とも反応し、結合層に主として灰長石を析出して石炭
灰の相互の結合をより強くして、大きな強度を持つ骨材
ができること、等を見いだした。
灰系の屑ガラスを２０〜１００μｍの粒径にまで微粉砕
し、焼成スケジュールとして例えば、室温から１１００
℃迄を２時間、更に焼成温度域で２時間保持すれば、微
粉砕したガラスの表面からウォラストナイトの針状結晶
の生成が起ること、このウォラストナイトの生成はセメ
ント中のカルシウム成分により促進されること、このウ
ォラストナイトが軟化するガラスの粘性を高め、この温
度では発泡しなくなるが、軟化したガラスが石炭灰同士
を結合させるバインダーの役割をすることは無論、石炭
灰とも反応し、結合層に主として灰長石を析出して石炭
灰の相互の結合をより強くして、大きな強度を持つ骨材
ができること、等を見いだした。
【００１７】図１は市販ガラス瓶の廃棄物である屑ガラ
ス（ソーダー石灰ガラス組成）に生成するウォラストナ
イトの結晶とガラスの粉砕粒度との関係を示した図であ
る。
ス（ソーダー石灰ガラス組成）に生成するウォラストナ
イトの結晶とガラスの粉砕粒度との関係を示した図であ
る。
【００１８】熱処理条件として室温から９５０℃まで２
時間かけて昇温させ、９５０℃に２時間保持した後放冷
した。試料Ａは２mm角の形状、試料Ｂは６０μｍ中心粒
径に迄で粉砕した粉末試料である。
時間かけて昇温させ、９５０℃に２時間保持した後放冷
した。試料Ａは２mm角の形状、試料Ｂは６０μｍ中心粒
径に迄で粉砕した粉末試料である。
【００１９】Ｘ線回折測定によれば、試料Ａでは結晶の
ピークは見られないが、粉末試料Ｂには結晶のピークが
見られる。即ち、粉末にした効果によってウォラストナ
イトとデビトライトの結晶が析出することが分かる。
ピークは見られないが、粉末試料Ｂには結晶のピークが
見られる。即ち、粉末にした効果によってウォラストナ
イトとデビトライトの結晶が析出することが分かる。
【００２０】更に試料Ｃは、試料Ｂの粉末の１０％をセ
メントで置換したものであるが、試料ＢのＸ線回折ピー
クが強く（高く）なっている。即ち、粉末ガラスにセメ
ントを加えると、Ｘ線回折データーのピーク強度で見る
限り、ウォラストナイトの結晶量は多くなる。即ち、セ
メントの添加が実質的に粉末ガラスの結晶化を促進して
いる。
メントで置換したものであるが、試料ＢのＸ線回折ピー
クが強く（高く）なっている。即ち、粉末ガラスにセメ
ントを加えると、Ｘ線回折データーのピーク強度で見る
限り、ウォラストナイトの結晶量は多くなる。即ち、セ
メントの添加が実質的に粉末ガラスの結晶化を促進して
いる。
【００２１】粉末のソーダー石灰ガラスの表面から生成
するウォラストナイトの結晶の成長は焼成温度と焼成時
間に関係する。Ｘ線回折試験によれば、これらの結晶は
室温から設定焼成温度迄を２時間で昇温し、更に設定焼
成温度で２時間保持した場合、先ず、８００℃で成長を
始め、１０５０℃で消失を始める。一方、粉末状にしな
い同組成のガラスは７００℃で軟化が生じ、１０５０℃
では軟化溶融状態にある。
するウォラストナイトの結晶の成長は焼成温度と焼成時
間に関係する。Ｘ線回折試験によれば、これらの結晶は
室温から設定焼成温度迄を２時間で昇温し、更に設定焼
成温度で２時間保持した場合、先ず、８００℃で成長を
始め、１０５０℃で消失を始める。一方、粉末状にしな
い同組成のガラスは７００℃で軟化が生じ、１０５０℃
では軟化溶融状態にある。
【００２２】粉末ガラスとセメントの混合物に石炭灰を
混ぜて行くと、１１００℃になっても３種の原料からな
る組成物は軟化溶融しなくなり、ガラス成分がセメント
と石炭灰に反応して灰長石を生成する。石炭灰の割合が
増加すると焼成温度が１２００℃になっても焼成物は軟
化することはなくなる。介在するガラスの働きによって
石炭灰単独では期待できない強度が生まれ、強度のある
焼成物、即ち高強度人工骨材を造ることができる。
混ぜて行くと、１１００℃になっても３種の原料からな
る組成物は軟化溶融しなくなり、ガラス成分がセメント
と石炭灰に反応して灰長石を生成する。石炭灰の割合が
増加すると焼成温度が１２００℃になっても焼成物は軟
化することはなくなる。介在するガラスの働きによって
石炭灰単独では期待できない強度が生まれ、強度のある
焼成物、即ち高強度人工骨材を造ることができる。
【００２３】次に、原料の配合割合を変えた５種類の試
料（「Ｅ−１」〜「Ｅ−５」）を作成した。各試料の配
合割合と、各試料の焼成温度が強度（圧潰強度）に及ぼ
す影響と、各試料を電気炉を用いて焼成して得られた人
工骨材の性状を表１に示す。
料（「Ｅ−１」〜「Ｅ−５」）を作成した。各試料の配
合割合と、各試料の焼成温度が強度（圧潰強度）に及ぼ
す影響と、各試料を電気炉を用いて焼成して得られた人
工骨材の性状を表１に示す。
【００２４】
【表１】 図２はその内２種の試料（Ｅ−３、Ｅ−４）の人工骨材
と、原料である石炭灰と、セメントそれぞれのＸ線回折
パターンを示した図である。主結晶は灰長石、ウォラス
トナイトと石炭灰自体に見られる石英である。
と、原料である石炭灰と、セメントそれぞれのＸ線回折
パターンを示した図である。主結晶は灰長石、ウォラス
トナイトと石炭灰自体に見られる石英である。
【００２５】又、図３は原料の混合割合と焼成温度が強
度（圧潰強度）に及ぼす影響を示した図である。圧潰強
度は原料割合の粉末ガラス量が増すほど、また焼成温度
が高いほど、高い値を示すが、ガラスが軟化溶融、発泡
する熱処理条件になると強度は減少する。絶乾比重も強
度と同じ傾向を示し、比重は大きくなる。ガラスが軟化
溶融、発泡する条件になると比重は小さくなる。吸水率
の傾向も比重の傾向に一致している。いずれにしても粉
末ガラス含有量によって人工骨材の性状が変わることに
なる。
度（圧潰強度）に及ぼす影響を示した図である。圧潰強
度は原料割合の粉末ガラス量が増すほど、また焼成温度
が高いほど、高い値を示すが、ガラスが軟化溶融、発泡
する熱処理条件になると強度は減少する。絶乾比重も強
度と同じ傾向を示し、比重は大きくなる。ガラスが軟化
溶融、発泡する条件になると比重は小さくなる。吸水率
の傾向も比重の傾向に一致している。いずれにしても粉
末ガラス含有量によって人工骨材の性状が変わることに
なる。
【００２６】図４は石炭灰のみの焼結体と、石炭灰にガ
ラスとセメントが加えられた焼結体の結合の強度発現の
様子（骨材破断面のＳＥＭ写真）を示した図である。図
中(A)に示す前者（Ｅ−１、1100℃、粉末ガラス０部）
では石炭灰同士に融着が見られるものの間隙も多いが、
図中(B)に示す後者（Ｅ−３、1100℃、粉末ガラス６０
部）では石炭灰同士の間隙には結晶層ができており、物
理的化学的に強固な結合を形成している状態が観察され
る。
ラスとセメントが加えられた焼結体の結合の強度発現の
様子（骨材破断面のＳＥＭ写真）を示した図である。図
中(A)に示す前者（Ｅ−１、1100℃、粉末ガラス０部）
では石炭灰同士に融着が見られるものの間隙も多いが、
図中(B)に示す後者（Ｅ−３、1100℃、粉末ガラス６０
部）では石炭灰同士の間隙には結晶層ができており、物
理的化学的に強固な結合を形成している状態が観察され
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の人工骨材の製造方法につ
いて記述する。
いて記述する。
【００２８】石炭灰に粉末ガラスとセメントを加え、水
を加えて混練、造粒する。造粒物を乾燥し、焼成すれ
ば、軽量かつ高強度の粒状骨材が得られる。実際の製造
工程では、重量割合で石炭灰１００部に対してソーダー
石灰ガラス粉末１５〜４０部、セメント５〜３０部に水
２０〜５０部を加えて混練し、造粒機を通して直径が約
２０mmの球状成形体を作成する。
を加えて混練、造粒する。造粒物を乾燥し、焼成すれ
ば、軽量かつ高強度の粒状骨材が得られる。実際の製造
工程では、重量割合で石炭灰１００部に対してソーダー
石灰ガラス粉末１５〜４０部、セメント５〜３０部に水
２０〜５０部を加えて混練し、造粒機を通して直径が約
２０mmの球状成形体を作成する。
【００２９】この球状成形体を乾燥させた後、焼成窯に
入れて、焼成温度域までに所定の時間をかけ、焼成温度
域１１００〜１２００℃に一定時間保持し、その後焼成
品を放冷する。焼成品即ち圧潰強度６００〜１０００Kg
fの人工骨材を得た。
入れて、焼成温度域までに所定の時間をかけ、焼成温度
域１１００〜１２００℃に一定時間保持し、その後焼成
品を放冷する。焼成品即ち圧潰強度６００〜１０００Kg
fの人工骨材を得た。
【００３０】原料となる石炭灰はフライアッシュ、ボト
ムアッシュ、シンダーアッシュなどを粉砕したもので、
累計中心径で約３０μｍが適当であった。
ムアッシュ、シンダーアッシュなどを粉砕したもので、
累計中心径で約３０μｍが適当であった。
【００３１】粉末ガラスは屑ガラス（特に着色ガラス
で、透き、茶色の瓶、板ガラスへの再生利用が不可能な
もので、通常は埋め立て投棄に使われているもの）を粉
砕したものでよく、その殆どがソーダー石灰ガラスで累
計中心径で約３０μｍ程度であった。
で、透き、茶色の瓶、板ガラスへの再生利用が不可能な
もので、通常は埋め立て投棄に使われているもの）を粉
砕したものでよく、その殆どがソーダー石灰ガラスで累
計中心径で約３０μｍ程度であった。
【００３２】粉砕機としては縦ミル、ボールミルでよ
い。セメントは安価な普通ポルトランドセメントを用い
たが他の種類のセメントでもよく、未焼成造粒物の強度
が低くても良い場合は石灰や石膏で代えることもでき
る。
い。セメントは安価な普通ポルトランドセメントを用い
たが他の種類のセメントでもよく、未焼成造粒物の強度
が低くても良い場合は石灰や石膏で代えることもでき
る。
【００３３】前記３原料を造粒成形するために、加える
水の量は約３０％以下で、その量は混合、混練、造粒機
の特性により決まるが、乾燥工程に要する時間を短縮す
るためには、水分が少ない方が好ましい。造粒機として
はパン型も加圧押し出し型のものも利用できる。
水の量は約３０％以下で、その量は混合、混練、造粒機
の特性により決まるが、乾燥工程に要する時間を短縮す
るためには、水分が少ない方が好ましい。造粒機として
はパン型も加圧押し出し型のものも利用できる。
【００３４】造粒した直径約２０mmの球状成形体を乾燥
機に入れる。乾燥した成形体はコンクリートとしての初
期硬化も終わり、その強度は４０（30〜50）Kgfに達
し、以降の取り扱いに十分耐える強度であった。
機に入れる。乾燥した成形体はコンクリートとしての初
期硬化も終わり、その強度は４０（30〜50）Kgfに達
し、以降の取り扱いに十分耐える強度であった。
【００３５】球状成形体の焼成機としては、コスト面か
らロータリーキルンが望ましいが、シャトルキルン、ト
ンネルキルンなどでもよい。焼成スケジュールでは室温
から焼成温度迄に２時間をかけ、１０００〜１２００℃
の焼成域で２時間をかけた。その後放冷し、粒状の人工
骨材を得た。
らロータリーキルンが望ましいが、シャトルキルン、ト
ンネルキルンなどでもよい。焼成スケジュールでは室温
から焼成温度迄に２時間をかけ、１０００〜１２００℃
の焼成域で２時間をかけた。その後放冷し、粒状の人工
骨材を得た。
【００３６】この骨材の性能は絶乾比重２程度、吸水率
１％以下、圧潰強度５００Kgf以上である。後述する
が、この骨材は、普通骨材としてコンクリートの試し練
りの条件に合格した。
１％以下、圧潰強度５００Kgf以上である。後述する
が、この骨材は、普通骨材としてコンクリートの試し練
りの条件に合格した。
【００３７】本発明ぱ石炭灰粉末１００部（重量割合）
に対してソーダー石灰ガラス粉末５〜１００部、セメン
ト５〜３０部を水を加えて混練し、造粒して１０００℃
〜１２００℃で焼成して人工骨材を製造するが、ソーダ
ー石灰ガラス粉末が石炭灰１００部（重量割合）に対し
て５〜１００部に限定される理由は、５部に満たないと
ガラス粉末を加える効果が少なく、１００部を越えると
軟化溶融しやすくなり強度ある人工骨材が得られないか
らである。
に対してソーダー石灰ガラス粉末５〜１００部、セメン
ト５〜３０部を水を加えて混練し、造粒して１０００℃
〜１２００℃で焼成して人工骨材を製造するが、ソーダ
ー石灰ガラス粉末が石炭灰１００部（重量割合）に対し
て５〜１００部に限定される理由は、５部に満たないと
ガラス粉末を加える効果が少なく、１００部を越えると
軟化溶融しやすくなり強度ある人工骨材が得られないか
らである。
【００３８】又、セメントが石炭灰１００部（重量割
合）に対して５〜３０部に限定される理由は、５部に満
たないとセメントを加える効果、即ち、セメントの添加
が実質的に粉末ガラスの結晶化を促進する効果が小さ
く、かつ、未焼成の成形物の強度が小さく、コンベアー
での運搬工程で成形体が崩れるおそれがあり、一方３０
部を越えると焼成時に爆裂する危険があるのと、コスト
的に高価になりすぎるおそれがあるからである。
合）に対して５〜３０部に限定される理由は、５部に満
たないとセメントを加える効果、即ち、セメントの添加
が実質的に粉末ガラスの結晶化を促進する効果が小さ
く、かつ、未焼成の成形物の強度が小さく、コンベアー
での運搬工程で成形体が崩れるおそれがあり、一方３０
部を越えると焼成時に爆裂する危険があるのと、コスト
的に高価になりすぎるおそれがあるからである。
【００３９】本発明の上記説明には粗骨材の製造を主と
しているが、成形体のサイズを変えることにより、或い
は、人工骨材を粉砕することで細骨材の製造も可能であ
る。
しているが、成形体のサイズを変えることにより、或い
は、人工骨材を粉砕することで細骨材の製造も可能であ
る。
【００４０】次に本発明の骨材を実際に製造した。
【００４１】主原料として予め中心粒径５０μｍまで微
粉砕した石炭灰１００部（重量割合）、屑ガラス粉末６
０部に、セメント２０部を混ぜてよく混合し、水４０部
を噴霧してパン型造粒機で直径約２０mmの球状成形体を
得た。この成形体を天日で２日乾燥させた後、こう鉢に
並べ、電気抵抗加熱窯に入れて、１１００℃までを２時
間、１１００℃に２時間保持し、その後窯内で放冷し
た。
粉砕した石炭灰１００部（重量割合）、屑ガラス粉末６
０部に、セメント２０部を混ぜてよく混合し、水４０部
を噴霧してパン型造粒機で直径約２０mmの球状成形体を
得た。この成形体を天日で２日乾燥させた後、こう鉢に
並べ、電気抵抗加熱窯に入れて、１１００℃までを２時
間、１１００℃に２時間保持し、その後窯内で放冷し
た。
【００４２】焼成した人工骨材Ｅ−３の性状を、ＪＩＳ
A5005規定の粗骨材の適合性と比較して、表２に示す。
A5005規定の粗骨材の適合性と比較して、表２に示す。
【００４３】
【表２】 人工骨材（Ｅ−３）は規定の要件を、絶乾比重の値を除
いて備えている。一般的には絶乾比重が小さい天然骨材
はポーラスで弱いために、絶乾比重２．５以上は必要と
の認識があるが、本発明の骨材では、絶乾比重は１．８
だが吸水率が小さいく圧潰強度が高いために、コンクリ
ート骨材として特に遜色はない。逆に、その軽量で高強
度の特性を生かした用途があり、本発明骨材の効果に繋
がっている。
いて備えている。一般的には絶乾比重が小さい天然骨材
はポーラスで弱いために、絶乾比重２．５以上は必要と
の認識があるが、本発明の骨材では、絶乾比重は１．８
だが吸水率が小さいく圧潰強度が高いために、コンクリ
ート骨材として特に遜色はない。逆に、その軽量で高強
度の特性を生かした用途があり、本発明骨材の効果に繋
がっている。
【００４４】本発明の骨材を使ってコンクリートの試験
練りを行った。配合割合は表３に示した通りである。
練りを行った。配合割合は表３に示した通りである。
【００４５】
【表３】 硬化コンクリートの性質を表４に示す。
【００４６】
【表４】 本骨材を用いたコンクリートは骨材としての絶乾比重値
からも予測されるように、通常のコンクリート比重と比
べると１０％は軽量である。天然砕石と比較しても、本
発明の骨材を使ったコンクリートの圧縮強度と静弾性係
数（２８日）は同等もしくは高い値を示し、コンクリー
ト骨材として天然砕石の代替が十分可能であるばかりで
なく、更に高強度化に適した骨材であることが分かる。
からも予測されるように、通常のコンクリート比重と比
べると１０％は軽量である。天然砕石と比較しても、本
発明の骨材を使ったコンクリートの圧縮強度と静弾性係
数（２８日）は同等もしくは高い値を示し、コンクリー
ト骨材として天然砕石の代替が十分可能であるばかりで
なく、更に高強度化に適した骨材であることが分かる。
【００４７】本発明の骨材は既に市販されている石炭灰
を主成分とする軽量骨材ではなく、むしろ強度の大きい
天然粗骨材に類似し、しかも、比重は骨材の分類で謂え
ば軽量骨材に属するから、コンクリート構造体の重量を
低減が可能となり、建築物のコストを低減させることも
できる。
を主成分とする軽量骨材ではなく、むしろ強度の大きい
天然粗骨材に類似し、しかも、比重は骨材の分類で謂え
ば軽量骨材に属するから、コンクリート構造体の重量を
低減が可能となり、建築物のコストを低減させることも
できる。
【００４８】
【発明の効果】以上述べたように本発明により、廃棄物
として扱われている大量の石炭灰及び屑ガラスを有効に
利用して容易に人工骨材を製造することができ、しか
も、これにより得られる人工骨材は従来にない高強度を
備えたものとすることができる。
として扱われている大量の石炭灰及び屑ガラスを有効に
利用して容易に人工骨材を製造することができ、しか
も、これにより得られる人工骨材は従来にない高強度を
備えたものとすることができる。
【図１】屑ガラスに生成するウォラストナイトの結晶と
ガラス粉砕粒度との関係を示した図。
ガラス粉砕粒度との関係を示した図。
【図２】試料を用いた人工骨材と、原料である石炭灰
と、セメントそれぞれのＸ線回折パターンを示した図。
と、セメントそれぞれのＸ線回折パターンを示した図。
【図３】原料の混合割合と焼成温度が強度（圧潰強度）
に及ぼす影響を示した図。
に及ぼす影響を示した図。
【図４】焼結体の結合の強度発現の様子を示した図。
(A) 石炭灰のみの焼結体 (B) 石炭灰にガラスとセメントが加えられた焼結体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 18/16 ＺＡＢ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ ３０３Ａ (72)発明者 中岡 勇 大阪市北区西天満５丁目14番10号 近畿コ ンクリート工業株式会社内 (72)発明者 森田 強 大阪市北区西天満５丁目14番10号 近畿コ ンクリート工業株式会社内 (72)発明者 吉田 晴亮 大阪市北区西天満５丁目14番10号 近畿コ ンクリート工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D004 AA18 AA36 AA37 BA02 CA04 CA14 CA15 CA30 CA42 CC03 CC11 CC13
Claims (3)
- 【請求項１】石炭灰粉末１００重量部に対してソーダー
石灰ガラス粉末５〜１００重量部とセメント５〜３０重
量部と水を加えて混練し、造粒して、１０００℃〜１２
００℃で焼成することにより形成されたことを特徴とす
る人工骨材。 - 【請求項２】ガラスバインダー層に主としてウォラスト
ナイト相と灰長石が析出してなることを特徴とする人工
骨材。 - 【請求項３】 石炭灰粉末１００重量部に対してソーダ
ー石灰ガラス粉末５〜１００重量部とセメント５〜３０
重量部と水を加えて混練し、造粒して１０００℃〜１２
００℃で焼成することを特徴とする人工骨材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12868099A JP3055899B1 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 人工骨材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12868099A JP3055899B1 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 人工骨材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3055899B1 JP3055899B1 (ja) | 2000-06-26 |
| JP2000319052A true JP2000319052A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=14990790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12868099A Expired - Fee Related JP3055899B1 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 人工骨材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3055899B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003146723A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | Ube Ind Ltd | コンクリート組成物およびモルタル組成物 |
| GB2385326A (en) * | 2002-02-16 | 2003-08-20 | Schlumberger Holdings | Cement composition that promotes the formation of anorthite |
| JP2004123458A (ja) * | 2002-10-03 | 2004-04-22 | Taiheiyo Cement Corp | セメント用混和材およびその組成物 |
| US20110172075A1 (en) * | 2008-05-15 | 2011-07-14 | Grasso Jr Louis P | White Pozzolan Manufactured From Post-Consumer Waste Glass, Products Incorporating the Same and Methods of Manufacturing the Same |
-
1999
- 1999-05-10 JP JP12868099A patent/JP3055899B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003146723A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | Ube Ind Ltd | コンクリート組成物およびモルタル組成物 |
| GB2385326A (en) * | 2002-02-16 | 2003-08-20 | Schlumberger Holdings | Cement composition that promotes the formation of anorthite |
| GB2385326B (en) * | 2002-02-16 | 2004-08-25 | Schlumberger Holdings | Cementing compositions and methods for high temperature wells |
| JP2004123458A (ja) * | 2002-10-03 | 2004-04-22 | Taiheiyo Cement Corp | セメント用混和材およびその組成物 |
| US20110172075A1 (en) * | 2008-05-15 | 2011-07-14 | Grasso Jr Louis P | White Pozzolan Manufactured From Post-Consumer Waste Glass, Products Incorporating the Same and Methods of Manufacturing the Same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3055899B1 (ja) | 2000-06-26 |
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