JP2002145650A

JP2002145650A - コンクリート骨材の製造方法およびコンクリート骨材

Info

Publication number: JP2002145650A
Application number: JP2000334985A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yanagida; 克巳柳田; Kazuhiko Arai; 一彦新井; Hantoku Otsuki; 伴徳大槻; Hideya Saito; 英弥斉藤; Mineo Nozaki; 峰男野崎
Original assignee: Kajima Corp; Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカリシリカ反応の発生を抑制して、長期
に亙ってコンクリート構造物の劣化を防ぐことが可能な
コンクリート骨材の製造方法を提供する。【解決手段】天然石よりなる天然骨材とカルシウム化
合物を混合し、この混合物を加熱処理して、天然骨材の
表層においてカルシウム化合物を反応させて改質層を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメントなどの結
合材や水と混合されてコンクリートを製造するのに用い
られるコンクリート骨材の製造方法およびコンクリート
骨材に関するものであり、さらに詳細には、コンクリー
ト構造物に悪影響を及ぼす天然骨材を加熱処理により改
質し、かかる悪影響を抑制あるいは防止することが可能
なコンクリート骨材の製造方法、およびこのような製造
方法によって製造されるコンクリート骨材に係わるもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般にコンクリートは、セメント、水、
および砂等の細骨材と砂利等の粗骨材とを混合して製造
される。このうち、これらの骨材として天然石よりなる
天然骨材を用いる場合には、専ら玄武岩や安山岩、硬質
砂岩、硬質石灰岩、あるいは川砂利などが用いられてい
る。

【０００３】ところで、特に最近このような天然石より
なる天然骨材を用いたコンクリート構造物においては、
骨材に含まれる天然石の反応性鉱物の量および質によっ
てはコンクリートがアルカリシリカ反応を起こし、膨張
によるひび割れが生じて構造物として機能しなくなった
り、場合によっては崩落などの事故の原因となったりす
ることが懸念されている。すなわち、このアルカリシリ
カ反応は、セメント中のアルカリ（Ｎａ，Ｋ）が骨材中
の反応性のシリカと反応して例えば珪酸ソーダを生成す
るものであり、これによって膨張作用が生じてコンクリ
ートのひび割れやポップアウト、脆弱化が惹起され、ひ
いてはコンクリート構造物の崩壊を誘発するおそれがあ
る。そして、このようなアルカリシリカ反応を起こす反
応性の天然石の一つとして安山岩が挙げられており、ま
た過去には国内において川砂利がアルカリシリカ反応を
起こした例が報告されている。従って、これらコンクリ
ート構造物の信頼性や耐久性を維持するためには、上記
アルカリシリカ反応を抑制する必要がある。

【０００４】ここで、従来、このような障害を避けるた
めには、次のような対策が採られていた。すなわち、予めアルカリシリカ反応性試験、モルタルバー法試験
等の骨材の反応性試験を行い、反応性と判断された骨材
は使用しない（無害骨材の使用）。低アルカリ型セメントを使用してコンクリート中のア
ルカリ量を低減する。ポゾラン物質を混合してアルカリシリカ反応を抑制す
る。といった方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
対策のうち、現実的にはの無害骨材の使用が対策とし
て採られることが殆どであるが、良質な天然骨材の枯渇
が懸念される昨今では、このような無害骨材を十分に確
保することは困難となりつつある。また、の低アルカ
リ型セメントの使用に関しても、現状のセメントの製造
工程では多種の廃棄物を受け入れていることから、良質
な低アルカリ型セメントの確保が困難である。さらに、
のポゾラン物質の混合によってアルカリシリカ反応を
抑制するといった手段では、このアルカリシリカ反応の
抑制効果がポゾラン物質の混合率に依存するため、その
調整が煩雑であるとともに、十分な信頼性を得ることが
困難であるという問題もある。

【０００６】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、上述のアルカリシリカ反応の発生を抑制し
て、長期に亙ってコンクリート構造物の劣化を防ぐこと
が可能なコンクリート骨材の製造方法およびコンクリー
ト骨材を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明のコンクリート
骨材の製造方法は、天然石よりなる天然骨材とカルシウ
ム化合物を混合し、この混合物を加熱処理して、上記天
然骨材の表層において上記カルシウム化合物を反応させ
て改質層を形成することを特徴とする。また、本発明の
コンクリート骨材は、天然石よりなる天然骨材の表層
に、該天然骨材にカルシウム化合物を反応させてなる改
質層を形成したことを特徴とする。

【０００８】しかるに、上記構成の製造方法において
は、このように天然骨材とカルシウム化合物を混合して
加熱処理し、天然骨材の周りに存在するカルシウム化合
物と天然骨材に含有される成分とを反応させることによ
り、この天然骨材の表層には、反応性シリカを含まずア
ルカリシリカ反応に対して安定な化合物が上記改質層と
して形成される。従って、このようにして製造される上
記コンクリート骨材によれば、この改質層によりセメン
ト中のアルカリ成分と天然骨材中の反応性シリカとを遮
断して上述のアルカリシリカ反応を抑制あるいは防止す
ることができる。しかも、上記製造方法では、上記混合
物を加熱処理して改質層を形成する際には、混合物中の
天然骨材の表層のみに上記カルシウム化合物を反応させ
ればよく、すなわちこれら混合物全体が溶融しない程度
の高温において加熱処理すればよいので、エネルギー的
に有利であって経済的かつ効率的である。

【０００９】ここで、上記カルシウム化合物としては、
酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、
あるいは硫酸カルシウムなどが挙げられ、このうちの１
種または２種以上を含有したものを天然骨材と混合して
加熱処理することにより、この天然骨材の表層に上述の
ような改質層を形成することができる。なお、上記カル
シウム化合物の中では酸化カルシウムが最も好ましい。
また、天然骨材と混合するのは、これらのカルシウム化
合物の１種または２種以上以外の他の成分を含むもので
あってもよい。一方、上記天然骨材としては、トリジマ
イト、クリストバライト、非晶質なシリカガラスなどの
アルカリシリカ反応を起こす反応性シリカ鉱物を含有す
る上述した安山岩が代表例として挙げられる。

【００１０】また、こうして混合された上記混合物中に
おけるカルシウム化合物の天然骨材に対する混合比は、
処理する天然骨材の粒径や混合方法、カルシウム化合物
の種類などにもよるが、重量比で０．０１〜３．０の範
囲内に調整されるのが望ましい。すなわち、重量比０．
０１未満では、加熱処理時に天然骨材の表面をカルシウ
ム化合物で満遍なく覆って十分に接触させ、その全面に
十分な厚さの改質層を形成することができなくなるおそ
れがある一方、重量比３．０を上回るとカルシウム化合
物が過剰となりすぎて、加熱処理後に天然骨材と未反応
のまま残される余剰のカルシウム化合物が多くなり、か
かる余剰カルシウムは製造されたコンクリート骨材から
分離して除去しなければならないので、その作業に多く
の手間と時間を要して効率的なコンクリート骨材の製造
を阻害するおそれがある。

【００１１】さらに、この混合物を生成する際において
は、カルシウム化合物を粉砕してその粒径を小さくする
ことが好ましく、これによりカルシウム化合物が天然骨
材の表面に均一に接触して反応するので、この天然骨材
の表層に物理的、化学的に安定な改質層を形成すること
ができる。ここで、この天然骨材に混合するカルシウム
化合物の粒径は３００μｍ以下とするのが望ましく、よ
り好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは６０μ
ｍ以下であって、粒径が小さくなるほどより安定した改
質層を得ることができる。ただし、このようにカルシウ
ム化合物の粒径は小さいほど効果的ではあるのだが、あ
る程度の粒径まで小さくなると、それよりもさらに小さ
な粒径に粉砕するのは困難となる反面、この困難性に見
合うだけの効果の向上は認められなくなるので、上記粒
径の下限値は１μｍ程度までとされるのが望ましい。ま
た、必ずしもすべてのカルシウム化合物の粒子がこれら
の粒径範囲内にある必要はなく、混合されるカルシウム
化合物中の少なくとも６０重量％、より好ましくは８０
重量％がこれらの粒径範囲内にあれば上述の効果が得ら
れる。

【００１２】さらにまた、こうして混合された天然骨材
とカルシウム化合物との混合物を加熱処理するに際して
は、その加熱処理温度を８００〜１４００℃の範囲内と
するとともに、加熱処理時間を１〜１２０分の範囲内と
するのが望ましい。これは、すなわち、加熱処理温度が
低すぎたり加熱処理時間が短すぎたりすると、天然骨材
の表層におけるカルシウム化合物との反応が不十分とな
って、アルカリシリカ反応を十分に抑制・防止可能な改
質層を形成することが実質的に困難となるおそれがある
一方、逆に加熱処理温度が高すぎたり加熱処理時間が長
すぎたりすると、カルシウム化合物は勿論、天然骨材も
その表層だけでなく全体が溶融してしまうおそれがあ
り、また全体の溶融に至らないまでもエネルギー消費が
大きくなって不経済となり、実用に適さなくなってしま
うおそれがあるからである。なお、このようなエネルギ
ー消費の増大をより効果的に抑えつつ、カルシウム化合
物を十分に反応させて上記改質層をさらに確実に形成す
るには、上記加熱処理温度を１０００〜１３００℃の範
囲内に、また上記加熱処理時間を１〜６０分の範囲内と
するのがより望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本実施形態では、まず次表１に示す組成を有
する安山岩よりなる天然骨材を、粒径が１５０〜３００
μｍの範囲内となるように粒度調整し、この天然骨材１
００重量部に、カルシウム化合物として粒径５３μｍ以
下に調整した酸化カルシウム８０重量部を添加して混合
装置により混合し、天然骨材とカルシウム化合物との混
合物を得た。従って、この混合物中におけるカルシウム
化合物の天然骨材に対する混合比は、重量比で０．８と
なる。なお、上記混合装置の種類は特に限定されること
はなく、回転する容器内に原料を収容して混合する回転
容器形混合機や、固定された容器内に回転運動等をする
混合具を設けて混合する固定型混合機など、一般的な混
合機が使用可能である。また、混合方法も、回分式、連
続式のいずれの方法でもよい。

【００１４】

【表１】

【００１５】そして、こうして得られた天然骨材とカル
シウム化合物との混合物を、本実施形態ではキルン型加
熱装置を使用して常圧下の空気雰囲気中において１２０
０℃で３０分間加熱処理し、天然骨材の表層において該
天然骨材とカルシウム化合物とを反応させ、この天然骨
材の表層に改質層を形成した。なお、このように加熱処
理は、通常は空気雰囲気中で常圧下で行われるが、減圧
下または加圧下で行うこともできる。また、加熱処理方
法も回分式、連続式のいずれによって行ってもよく、加
熱装置も特に限定されることはないが、本実施形態のよ
うにキルンによるのが工業的に好ましい。さらに、本実
施形態では、こうして上記混合物を加熱処理した処理物
を、キルンから排出した後に冷却機により冷却する。こ
の冷却は、徐冷、急冷のいずれでもよい。

【００１６】なお、この加熱処理後の処理物は、粉体状
あるいは粒状として生成されるか、または上記混合物に
おいて過剰に混合されたカルシウム化合物が未反応のま
ま固結することにより塊状として生成されるので、この
ように塊状となっている場合は、冷却後に解砕機によっ
て固結したカルシウム化合物を解砕して粒状に成形す
る。さらに、こうして塊状に生成されたものを解砕した
場合は勿論、粉体状や粒状で生成された場合でも、上記
処理物には未反応の状態の余剰カルシウム化合物が残存
して含有されているので、これを乾式または湿式の分離
方法によって分離して除去する。すなわち、例えば処理
物を所定メッシュの篩にかけてこの余剰カルシウム化合
物を乾式で分離除去する。または、処理物を所定メッシ
ュの篩上で水洗するか、処理物に水を添加して濾過や遠
心分離などを行うことにより湿式で分離を行う。また、
こうして湿式にて余剰カルシウム化合物を分離除去した
場合は、必要に応じて乾燥を行う。さらに、乾式の分離
方法によって余剰カルシウム化合物を概ね分離した後
に、湿式の分離方法を行うようにしてもよい。

【００１７】しかして、本実施形態の製造方法では、冷
却後に解砕した処理物を振動篩によって処理して未反応
の余剰酸化カルシウムをある程度分離除去し、さらにこ
の処理物を別の篩に供給してこの篩上で水を噴霧するこ
とにより上記振動篩では除去できなかった余剰酸化カル
シウムを再度除去した。そして、このように余剰の酸化
カルシウムが分離除去された処理物を乾燥機に供給して
乾燥することにより、天然石（安山岩）よりなる天然骨
材の表層にカルシウム化合物（酸化カルシウム）を反応
させてなる改質層が形成された、本発明のコンクリート
骨材の一実施形態を得た。この実施形態のコンクリート
骨材の組成を表２に示す。

【００１８】

【表２】

【００１９】この表２に示す実施形態のコンクリート骨
材の組成と上記表１に示した天然骨材の組成とを比較す
ると、本実施形態では酸化カルシウムの含有量が大きく
増大している。そこで、次にこれら天然骨材と本実施形
態のコンクリート骨材とについて、ＥＰＭＡにより該骨
材に含有される主要元素（Ｓｉ、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍ
ｇ、Ｎａ）のカラーマッピングを行った。すなわち、こ
れらの骨材の試料を樹脂に包埋後、研磨を行い試料断面
を露出させ、さらにカーボンを蒸着してＥＰＭＡ分析試
料を作成した後、ＥＰＭＡにより上記元素のカラーマッ
ピングを行うことで、各元素の存在箇所、および濃度分
布の確認を行った。その結果、天然骨材においては上記
主要元素が全体に満遍なく存在していたのに対し、本実
施形態のコンクリート骨材では、上記主要元素のうちの
Ｃａが骨材の表層部分に層をなすように非常に多く存在
していることが判明した。なお、このＣａを多量に含む
層の厚みは約７〜７５μｍであった。また、この表層以
外の部分のその他の元素に関しては、本実施形態のコン
クリート骨材は上記天然骨材と同様な元素の存在状態で
あった。

【００２０】さらに、上記表１に組成を示した天然骨材
と、酸化カルシウムを混合せずにこの天然骨材単独で上
記実施形態と同じ条件で加熱処理を行った加熱天然骨
材、およびこの天然骨材に酸化カルシウムを混合して加
熱処理した上記実施形態のコンクリート骨材について、
Ｘ線回折分析を行った。その結果、上記天然骨材および
加熱天然骨材においてはＣａＡｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈が同定され
たのに対し、実施形態のコンクリート骨材においてはＣ
ａ（ＭｇＦｅ）Ｓｉ₂Ｏ₆が同定された。これは、すなわ
ち、上述のＥＰＭＡによるカラーマッピングによって確
認された上記実施形態のコンクリート骨材表層のＣａを
多量に含む層が、上記実施形態の製造方法によって天然
骨材の表層が酸化カルシウムと反応させられることによ
り分析同定が可能であったＣａ（ＭｇＦｅ）Ｓｉ₂Ｏ₆お
よびその他の分析同定できない化合物に改質されて形成
された、上述の改質層であることを意味している。そし
て、このＣａ（ＭｇＦｅ）Ｓｉ₂Ｏ₆に代表される改質層
は、セメント中のアルカリと反応してアルカリシリカ反
応を引き起こすことはなく、しかもこの改質層は、その
内部の改質されていない元の天然骨材部分と強固に結合
していて、剥がれ落ちたりすることはなかった。

【００２１】このように、上記実施形態のコンクリート
骨材の製造方法によれば、アルカリシリカ反応を起こす
天然石（安山岩）よりなる天然骨材とカルシウム化合物
（酸化カルシウム）を反応せしめ、この天然骨材の表層
にアルカリシリカ反応を抑制、防止する反応生成物（Ｃ
ａ（ＭｇＦｅ）Ｓｉ₂Ｏ₆等）よりなる改質層を形成し、
この改質層によってコンクリート骨材をコーティングす
ることができる。従って、こうして製造された上記実施
形態のコンクリート骨材によれば、これをセメントと混
合してコンクリート構造物を形成しても、セメント中の
アルカリが骨材内部の反応性シリカとアルカリシリカ反
応を起こすこともなく、このアルカリシリカ反応に起因
してコンクリートにひび割れやポップアウト、脆弱化が
生じたり、ましてやコンクリート構造物が崩壊したりす
るような事態を、長期に亙って確実に防止することがで
きる。

【００２２】ここで、この効果を実証するために、上記
表１に組成を示した天然骨材と、表２の組成を示した上
記実施形態のコンクリート骨材とについて、ＪＩＳＡ
５３０８の付属書７で規格化されている化学法、すなわ
ち、アルカリシリカ反応性試験を行った。この結果を表
３に示す。なお、当該試験の判定基準は、溶解シリカ量
Ｓｃとアルカリ濃度減少量Ｒｃとを求め、「Ｓｃが１０
ｍｍｏｌ／Ｌ以上で、Ｒｃが７００ｍｍｏｌ／Ｌ未満の
時、ＳｃがＲｃ以上となる場合を“無害でない”とし、
それ以外の場合を“無害”とする」ものである。しかる
に、表３に示した通り、天然骨材は上述の判定基準より
“無害でない”という結果であるのに対し、上記実施形
態の製造方法によって製造された上記実施形態のコンク
リート骨材では、天然骨材に比べてＳｃおよびＲｃとも
に大幅に減少するとともに、同様に上述の判定基準に基
づき“無害”の結果を得た。

【００２３】

【表３】

【００２４】しかも、この実施形態のコンクリート骨材
の製造方法では、天然骨材の表層において加熱処理によ
りカルシウム化合物を反応させて上述のような改質層を
形成しており、従って、これにより製造された実施形態
のコンクリート骨材にあっては、その内部の天然石より
なる部分はそのままに、この改質層によって上述のよう
に表層がコーティングされることにより、アルカリシリ
カ反応が遮断されて抑制、防止されることとなる。この
ため、例えば天然石よりなる天然骨材をすべて溶融させ
てカルシウム化合物と反応させることにより、内部を含
めた全体が改質されたコンクリート骨材を製造してアル
カリシリカ反応を抑制、防止したりするのに比べ、加熱
処理の際の温度を低減したり時間を短縮したりすること
ができ、より経済的かつ効率的に上述のような優れたコ
ンクリート骨材を製造することが可能となる。

【００２５】なお、上記実施形態の製造方法では、天然
骨材と混合して加熱処理することにより上記改質層を形
成するカルシウム化合物として、酸化カルシウムを用い
ているが、これ以外の炭酸カルシウム、水酸化カルシウ
ム、あるいは硫酸カルシウムなど他のカルシウム化合物
を用いることも可能であり、またこれらのカルシウム化
合物の２種以上を混合したものを用いてもよい。さら
に、上記混合物としては、これらのカルシウム化合物以
外の他の成分を含んだものを用いてもよく、すなわち上
記カルシウム化合物のうち少なくとも１種を含んだもの
であればよい。ただし、このうちでも実施形態で用いた
酸化カルシウムすなわち生石灰は、大量かつ低廉に安定
して入手可能であるので、好ましい。一方、上記天然骨
材としては、代表的には上記実施形態で挙げた安山岩が
用いられるが、本発明はこれ以外にも、例えば川砂利、
蛋白石、玉髄、各種チャート、フリント、珪酸質苦土質
石灰岩、流紋岩、凝灰岩、石英安山岩、粗面岩、千枚
岩、黒曜岩、トリジマイト、クリストパライト、輝沸石
など、他のアルカリシリカ反応を示す天然石よりなる天
然骨材に対しても適用可能である。

【００２６】また、本実施形態ではこの天然骨材（安山
岩）とカルシウム化合物（酸化カルシウム）とを混合し
て上記混合物を生成するに際し、このカルシウム化合物
の天然骨材に対する混合比を重量比で０．８としている
が、この混合比は、混合される上記天然骨材の粒径や混
合方法、あるいはカルシウム化合物の種類などによって
適宜設定すればよく、基本的には上記混合物において天
然骨材の表面がカルシウム化合物で満遍なく覆われる程
度であればよい。ただし、この混合比が小さすぎると、
このように天然骨材の表面をカルシウム化合物で満遍な
く覆った上で十分な厚さの改質層を形成することができ
なくなるおそれがある一方、逆にこの混合比が大きすぎ
ると、加熱エネルギーの増加や上述した加熱処理後の処
理物中の余剰のカルシウム化合物も多くなり、その分離
や除去に多くの時間や労力を要して効率的なコンクリー
ト骨材の製造に支障を来すおそれがあるので、この混合
比は重量比で０．０１〜３．０の範囲内となるように調
整されるのが望ましい。

【００２７】さらに、この混合物を生成する際におい
て、本実施形態では、粒径１５０〜３００μｍに調整さ
れた天然骨材に対して混合するカルシウム化合物を粉砕
してその粒径を５３μｍ以下に調整しており、このよう
にカルシウム化合物の粒径を小さくすることにより、天
然骨材の表面にカルシウム化合物粒子を満遍なく接触さ
せた上で加熱処理により反応させて、剥離や溶出などを
生じることのない物理的、化学的に安定した改質層を、
偏りなく十分な厚さで均一に形成することが可能とな
る。ただし、このカルシウム化合物の粒径についても、
混合する天然骨材の粒径やカルシウム化合物の種類によ
って適宜設定すればよく、例えば製造されるコンクリー
ト骨材が粗骨材である場合には上記実施形態よりも大き
なものでもよい。しかしながら、このカルシウム化合物
の粒径が大きくなりすぎると、天然骨材の表面に隣接し
て接触するカルシウム化合物粒子間の隙間が大きくな
り、偏析のない均一な改質層を形成するのが困難となる
おそれがあるので、上記天然骨材に混合するカルシウム
化合物の粒径は、望ましくは３００μｍ以下、より望ま
しくは１００μｍ以下、さらに望ましくは６０μｍ以下
とするのがよい。

【００２８】なお、その一方で、このように粉砕等によ
ってカルシウム化合物粒子の粒径の最小化を図るにして
も自ずと限度があって、ある一定の粒径よりも小さな粒
径のカルシウム化合物粒子を生成するには多くの時間や
労力、設備などを要するにも拘わらず、そのようにして
カルシウム化合物を微細粒径化しても、これに見合うだ
けの上記効果の向上は期待できないおそれがある。この
ため、このカルシウム化合物の粒径を小さくするにして
も、粉砕等の一般的な手段によって生成可能な１μｍ程
度までとするのが望ましい。また、混合するカルシウム
化合物に多少粒径の大きな粒子が混ざっていても、上述
のように粒径の小さな粒子が大半を占めていれば、この
大粒径のカルシウム化合物粒子間の上記隙間を小径の粒
子が埋めて天然骨材表面を満遍なく覆い尽くすことがで
きるので、必ずしもすべてのカルシウム化合物が上記粒
径以下とされていなくてもよく、混合されるカルシウム
化合物中の少なくとも６０重量％、より好ましくは８０
重量％が上記粒径以下であればよい。

【００２９】さらに、本実施形態の製造方法では、こう
して混合された天然骨材とコンクリート骨材とを加熱処
理するに際して、その加熱処理温度を１２００℃とする
とともに加熱処理時間を３０分としているが、これら加
熱処理温度が低すぎたり加熱処理時間が短すぎたりする
と、天然骨材の表層においてカルシウム化合物が十分に
反応せず、改質層の形成に偏りが生じたり必要な厚さの
改質層が形成されなくなったりして、アルカリシリカ反
応を確実かつ十分に抑制、防止することが困難となるお
それが生じる。その一方で、逆にこれら加熱処理温度が
高すぎたり加熱処理時間が長すぎたりすると、場合によ
っては天然骨材全体が溶融したりして上記効果が奏され
ず、エネルギー消費が大きくなって不経済となるおそれ
があり、実用的ではなくなってしまう。従って、実用的
に十分な経済性を確保しつつ、アルカリシリカ反応を確
実に抑制、防止することが可能な改質層を形成するに
は、加熱処理温度は８００〜１４００℃の範囲内、より
望ましくは１０００〜１３００℃の範囲内に、また加熱
処理時間は１〜１２０分の範囲内、より望ましくは１〜
６０分の範囲内にそれぞれ設定されるのがよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のコンクリ
ート骨材の製造方法によれば、天然石よりなる天然骨材
の表層にカルシウム化合物を加熱処理によって反応させ
ることにより、この天然骨材の表層にアルカリシリカ反
応に対して安定な結晶や化合物よりなる改質層を形成す
ることができるので、このような製造方法によって製造
される本発明のコンクリート骨材によれば、コンクリー
トを製造する際にセメント中のアルカリ成分と天然骨材
中の反応性シリカとを遮断して、アルカリシリカ反応を
抑制、防止することができる。従って、かかるコンクリ
ート骨材を用いたコンクリート構造物にあっては、この
アルカリシリカ反応によってひび割れやポップアウト、
脆弱化、あるいは崩壊等が生じるのを防止することがで
き、長期に亙ってその劣化を抑えることが可能となる。
しかも、本発明の製造方法では天然骨材の表層のみに上
記改質層を形成すればよく、加熱処理時のエネルギー消
費等を抑えることができて経済的かつ効率的である。

【００３１】また、上記カルシウム化合物としては、酸
化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、あ
るいは硫酸カルシウムのうちの１種または２種以上を含
有したものを用いることができる。さらに、このカルシ
ウム化合物と天然骨材とを混合して加熱処理する場合の
混合物中におけるカルシウム化合物の天然骨材に対する
混合比を、重量比で０．０１〜３．０の範囲内に調整す
れば、加熱処理後の余剰カルシウム化合物の分離除去を
容易として効率的な製造を図りながらも、天然骨材の表
層全体に十分な厚さの改質層を形成することができる。
また、この混合されるカルシウム化合物の粒径を３００
μｍ以下で小さくすれば、物理的、化学的に安定な改質
層を形成することができ、さらにまた、上記加熱処理の
際の加熱処理温度を８００〜１４００℃の範囲内に、ま
た加熱処理時間を１〜１２０分の範囲内に設定すること
により、上述のエネルギー消費等をより効果的に抑えつ
つも、アルカリシリカ反応を確実かつ十分に抑制、防止
することが可能な改質層を形成することが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新井一彦東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者大槻伴徳東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者斉藤英弥東京都中央区佃２丁目17番15号月島機械株式会社内 (72)発明者野崎峰男東京都中央区佃２丁目17番15号月島機械株式会社内Ｆターム(参考） 4G012 LA03 LA04 LA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然石よりなる天然骨材とカルシウム化
合物を混合し、この混合物を加熱処理して、上記天然骨
材の表層において上記カルシウム化合物を反応させて改
質層を形成することを特徴とするコンクリート骨材の製
造方法。
【請求項２】上記カルシウム化合物が、酸化カルシウ
ム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、および硫酸カ
ルシウムのうちの１種または２種以上を含有しているこ
とを特徴とする請求項１に記載のコンクリート骨材の製
造方法。
【請求項３】上記混合物中におけるカルシウム化合物
の天然骨材に対する混合比を、重量比で０．０１〜３．
０の範囲内に調整することを特徴とする請求項１または
請求項２に記載のコンクリート骨材の製造方法。
【請求項４】上記天然骨材に混合するカルシウム化合
物の粒径を、３００μｍ以下とすることを特徴とする請
求項１ないし請求項３のいずれかに記載のコンクリート
骨材の製造方法。
【請求項５】上記混合物を加熱処理する際の加熱処理
温度を８００〜１４００℃の範囲内とするとともに、加
熱処理時間を１〜１２０分の範囲内とすることを特徴と
する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のコンク
リート骨材の製造方法。
【請求項６】天然石よりなる天然骨材の表層に、該天
然骨材にカルシウム化合物を反応させてなる改質層が形
成されていることを特徴とするコンクリート骨材。