【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高いワーカビリティー（コンクリートの運搬，打込み，締固め，仕上げ作業等の容易さ、又は流動性）を有するフレッシュコンクリート（いわゆる生コンクリート）の作製を可能とするコンクリート用良質骨材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレッシュコンクリートのワーカビリティー（流動性）は、使用するセメント、骨材、混和材等の物理的・化学的性質やその使用量によって大きく影響される。特に、骨材はその粒子形状、粒度分布、使用量等により著しくワーカビリティーに影響する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
村田二郎，長龍重義，菊川浩治共著「土木材料コンクリート−第３版−」共立出版、２００１年３月２０日発行、第８１〜８２頁
【０００４】
【発明が解決すようとする課題】
しかし骨材の輸送コストが大きい事から、フレッシュコンクリートを作製する際の骨材の選択の余地は少なく、フレッシュコンクリートが作製される現場に近い地域で入手可能の骨材を使用せざるを得ないのが現状である。
【０００５】
また近年は、資源の枯渇と環境問題への配慮から、天然骨材を採取することは困難と成りつつあり、そのため砕石や砕砂等の人工骨材が多用されている。
【０００６】
一方上述のように、コンクリートのワーカビリティーはフレッシュコンクリートの性質を決める重要な特性の一つであり、特に単位水量（固まっていないコンクリート１ｍ３ に含まれる水量）の多寡はフレッシュコンクリートのコストに大きく影響する。単位水量の低減を図る事はコンクリートコストの低減をもたらすが、骨材に関連して単位水量を減らす手段は、単に” 優れたもの” を選択するか、又は骨材粒子の外表面を物理的に丸めたものを選択するか以外には有効な手段はなかった。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであり、ワーカビリティーの向上を図ることのできるコンクリート用良質骨材及びその製造方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、水酸化カルシウムまたは酸化カルシウムを用いて作製した水酸化カルシウム水溶液によるエッチング処理が施されていることを特徴とするコンクリート用良質骨材である。
【０００９】
請求項２の発明は、水酸化カルシウムまたは酸化カルシウムを用いて作製した水酸化カルシウム水溶液に骨材を浸漬する浸漬工程，上記水酸化カルシウム水溶液を骨材に噴霧する噴霧工程，上記水酸化カルシウム水溶液で骨材を洗浄する洗浄工程，及び上記水酸化カルシウム水溶液を媒体液として骨材原料を破砕，研摩する工程の少なくとも何れか１工程を含むことを特徴とするコンクリート用良質骨材の製造方法である。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項２において、上記水酸化カルシウム水溶液は、濃度０．０１ｗｔ％ 〜飽和濃度のものか、又は水酸化カルシウム懸濁液であることを特徴としている。
【００１１】
ここで本発明において、水酸化カルシウム水溶液の濃度を０．０１ｗｔ％ 〜飽和濃度としたのは、濃度が０．０１ｗｔ％ を下回ると上述の骨材の外表面を平坦化するといった作用効果が得られないからである。また飽和濃度又は懸濁液としたのは、エッチング効率が最大となるよう絶えず最大溶液濃度（飽和濃度）を保つためである。
【００１２】
請求項４の発明では、求項２又は３において、上記水酸化カルシウム水溶液は、骨材１トンに対しアルカリ量（Ｃａ（ＯＨ）２ 換算）が０．１ｋｇ 〜５０ｋｇであることを特徴としている。
【００１３】
ここで本発明において、水酸化カルシウム水溶液を、骨材１トンに対するアルカリ量（Ｃａ（ＯＨ）２ 換算）が０．１ｋｇ 〜５０ｋｇであることとしたのは、０．１ ｋｇを下回ると上述の骨材の外表面平坦化効果が得られず、５０Ｋｇを越えると経済的でなくなるからである。
【００１４】
請求項５の発明は、廃コンクリートを原料として再生した再生骨材をセメント懸濁液又は水酸化カルシウム水溶液に浸漬する浸漬工程，上記再生骨材に上記セメント懸濁液又は水酸化カルシウム水溶液を噴霧する噴霧工程，及び上記再生骨材をセメント懸濁液又は水酸化カルシウム水溶液で洗浄する洗浄工程の少なくとも何れか１工程を含むことを特徴とするコンクリート用良質骨材の製造方法である。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５において、上記セメント懸濁液はＰＨ１３以上であることを特徴としている。
【００１６】
ここで本発明では、上記エッチング処理の水溶液の温度は５℃以上６０℃未満とし、浸漬時間は１時間以上１年未満とするのが望ましい。また本発明では、上記骨材をエッチング処理後にそのまま乾燥させるだけでなく、水洗い後に乾燥させるようにしても良い。
【００１７】
【発明の作用効果】
請求項１の発明に係る骨材は、外表面に水酸化カルシウム水溶液によるエッチング処理が施されているので、外表面の凹凸が平坦化されて滑らかになっている。即ち、例えば川砂，海砂は長期間に渡って風化されているため、これらの骨材の外表面には微視的に見ると微細な凹凸が多数形成されている。
【００１８】
本発明では、この凹凸を、上記エッチング処理（アルカリ処理）により平坦化することとなり、骨材の外表面を物理的に丸めたのと類似の表面性状が得られ、その結果この骨材を使用したフレッシュコンクリートのワーカビリティ（流動性）を向上できる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、水酸化カルシウム水溶液に骨材を浸漬するか、水酸化カルシウム水溶液を骨材に噴霧するか、水酸化カルシウム水溶液で骨材を洗浄するか、水酸化カルシウム水溶液を媒体液として骨材原料を破砕，研摩するかの少なくとも何れかの工程を含むこととしたので、外表面がエッチッング処理により平坦化された骨材を得ることができ、その結果この骨材を使用したフレッシュコンクリートのワーカビリティを向上できる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、上記水酸化カルシウム水溶液を、濃度０．０１ｗｔ％ 〜飽和濃度のものか、又は水酸化カルシウム懸濁液としたので、また請求項４の発明によれば、上記水酸化カルシウム水溶液を、骨材１トンに対しアルカリ量（Ｃａ（ＯＨ）２ 換算）を０．１ｋｇ 〜５０ｋｇとしたので、骨材の表面性状を改善してフレッシュコンクリートのワーカビリティを向上できる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、廃コンクリートを原料として再生した再生骨材をセメント懸濁液又は水酸化カルシウム水溶液に浸漬するか、該再生骨材にセメント懸濁液又は水酸化カルシウム水溶液を噴霧するか、セメント懸濁液又は水酸化カルシウム水溶液で洗浄するかの何れかの工程を含むこととしたので、請求項２の発明の場合と同様に、再生骨材の表面性状を改善してワーカビリティを向上できる。
【００２２】
また請求項６の発明によれば、上記セメント懸濁液をＰＨ１３以上としたので、上述の再生骨材の表面性状改善効果が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
本実施の形態に係るコンクリート用良質骨材は、水酸化カルシウムまたは酸化カルシウムを用いて作製した水酸化カルシウム水溶液によるエッチング処理が施されているものであり、これは以下詳述する浸漬法，噴霧法，洗浄法，又は媒体液法の何れかによって製造されたのもである。
【００２４】
１）浸漬法
水酸化カルシウムの飽和水溶液（２０℃、水１トンに対してＣａ（ＯＨ）２ 量１．５５ｋｇ）が貯め置かれたプールに重量比で水溶液の２倍の細骨材を浸漬し、途中攪拌を行い２４時間放置する。その後、細骨材をプールより取り出して自然乾燥させ、乾燥後の細骨材をフレッシュコンクリートの材料として供給する。
【００２５】
２）噴霧法
円錐状に積み置かれた細骨材に対して、その頂上の位置より水酸化カルシウム飽和水溶液を細骨材全域を覆うように噴霧する。噴霧量は細骨材２トンに対して水溶液１トンを目安とする。この細骨材を噴霧後に自然乾燥させ、乾燥後の細骨材をフレッシュコンクリートの材料として供給する。
【００２６】
３）洗浄法
砕砂等骨材中の微粒分を洗い流す必要のある骨材については、骨材洗浄時に水酸化カルシウム飽和水溶液を洗浄液として使用する。洗浄後は自然乾燥させ、乾燥後の骨材をフレッシュコンクリートの材料として供給する。
【００２７】
なお、廃コンクリートを原料として再生した再生骨材についても、該再生骨材を水酸化カルシウム飽和水溶液、又はセメント懸濁液（ＰＨ値が１３以上）に浸漬するか、該再生骨材に該懸濁液等を噴霧するか、又は該再生骨材を懸濁液等で洗浄し、乾燥させた後フレッシュコンクリートの材料として供給する。
【００２８】
４）媒体液法
近年、砕砂や砕石を製造する際、骨材原料の破砕と共に骨材粒子を丸める目的で、ボールミルやバレル研磨が多用されているが、この破砕・研磨時の媒体液として使用されている水に替え、水酸化カルシウム飽和水溶液を使用する。この破砕，研摩後の骨材を乾燥させた後フレッシュコンクリートの材料として供給する。
【００２９】
ここで上記各方法における上記水酸化カルシウム水溶液は、濃度０．０１ｗｔ％ 〜飽和濃度のものか、又は水酸化カルシウム懸濁液が用いられる。
【００３０】
また上記水酸化カルシウム水溶液は、骨材１トンに対しアルカリ量（Ｃａ（ＯＨ）２ 換算）が０．１ｋｇ 〜５０ｋｇとなるように、その濃度及び使用量が調整される。
【００３１】
次に本発明の作用効果を確かめるために行なった実験について説明する。
骨材として、鹿児島県桜島の土砂由来の細骨材と海砂を用意し、上記１） 浸漬法によりフレッシュコンクリート用の材料を作製した。次に、モルタルの流動性を求める目的で、ＪＩＳ Ａ ５３０８付属書３の「５．１モルタル配合の定め方」 に記載されている方法により、この浸漬法で処理した細骨材と処理しない細骨材の質量を求め、ワーカビリティー（流動性）の良否の判定を行なった。その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１から明らかなように、何れもの細骨材においても、アルカリ処理を行なったものの方がアルカリ処理を行なっていないものより細骨材の質量が増加しており、従ってアルカリ処理を行なうことにより流動性が改善されたことが判る。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-quality concrete aggregate capable of producing a fresh concrete (so-called ready-mixed concrete) having high workability (easiness of concrete transportation, driving, compaction, finishing work, etc., or fluidity) and production of the same. About the method.
[0002]
[Prior art]
The workability (fluidity) of fresh concrete is greatly affected by the physical and chemical properties of the cement, aggregate, admixture, etc. used, and the amount used. In particular, aggregates significantly affect workability depending on the particle shape, particle size distribution, amount used, and the like (for example, see Non-Patent Document 1).
[0003]
[Non-patent document 1]
Jiro Murata, Shigeyoshi Cholong and Koji Kikukawa, "Civil Engineering Material-3rd Edition-", Kyoritsu Shuppan, March 20, 2001, pp. 81-82.
[Problems to be solved by the invention]
However, due to the high transportation cost of aggregates, there is little room for selecting aggregates when making fresh concrete, and it is necessary to use aggregates available near the site where fresh concrete is made is the current situation.
[0005]
Also, in recent years, it has become difficult to collect natural aggregates due to resource depletion and consideration of environmental issues. For this reason, artificial aggregates such as crushed stones and crushed sand have been widely used.
[0006]
On the other hand, as described above, workability of the concrete is one of the important characteristics that determine the properties of fresh concrete, in particular amount will greatly affect the cost of the fresh concrete of the unit quantity of water (water contained in the concrete 1 m 3 of unconsolidated) I do. While reducing unit water volume results in lower concrete costs, the means of reducing unit water volume in the context of aggregates are to simply select "excellent" or to physically reduce the outer surface of the aggregate particles. There was no effective means other than selecting the rounded one.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and has as its object to provide a high-quality concrete aggregate capable of improving workability and a method for producing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is a high-quality aggregate for concrete, which has been subjected to etching treatment with calcium hydroxide or an aqueous solution of calcium hydroxide prepared using calcium oxide.
[0009]
The invention of claim 2 is a dipping step of dipping the aggregate in calcium hydroxide or an aqueous solution of calcium hydroxide prepared using calcium oxide, a spraying step of spraying the aqueous solution of calcium hydroxide on the aggregate, A high-quality concrete aggregate comprising at least one of a washing step of washing the aggregate by using a calcium hydroxide aqueous solution as a medium liquid and a step of crushing and polishing the aggregate raw material. is there.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the calcium hydroxide aqueous solution has a concentration of 0.01 wt% to a saturation concentration, or is a calcium hydroxide suspension.
[0011]
Here, in the present invention, the concentration of the aqueous solution of calcium hydroxide is set to 0.01% by weight to the saturation concentration. When the concentration is lower than 0.01% by weight, the above-mentioned effect of flattening the outer surface of the aggregate is obtained. It is not possible. The saturation concentration or suspension is used to keep the maximum solution concentration (saturation concentration) constantly so that the etching efficiency is maximized.
[0012]
The invention of claim 4 is characterized in that, in claim 2 or 3, the calcium hydroxide aqueous solution has an alkali amount (in terms of Ca (OH) 2 ) of 0.1 kg to 50 kg per 1 ton of aggregate. .
[0013]
In the present invention, the calcium hydroxide aqueous solution having an alkali amount (in terms of Ca (OH) 2 ) of 0.1 kg to 50 kg per 1 ton of aggregate is defined as follows when the amount is less than 0.1 kg. This is because the effect of flattening the outer surface of the aggregate cannot be obtained, and if it exceeds 50 kg, it is not economical.
[0014]
The invention according to claim 5 is a dipping step in which the recycled aggregate made from waste concrete is dipped in a cement suspension or a calcium hydroxide aqueous solution, and the cement suspension or the calcium hydroxide aqueous solution is sprayed on the recycled aggregate. And a washing step of washing the regenerated aggregate with a cement suspension or an aqueous solution of calcium hydroxide.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the cement suspension has a pH of 13 or more.
[0016]
Here, in the present invention, it is desirable that the temperature of the aqueous solution of the etching treatment is 5 ° C. or more and less than 60 ° C., and the immersion time is 1 hour or more and less than 1 year. In the present invention, the aggregate may be dried not only after etching but also after washing with water.
[0017]
Effects of the Invention
Since the outer surface of the aggregate according to the first aspect of the present invention has been subjected to the etching treatment with the calcium hydroxide aqueous solution, the irregularities on the outer surface are flattened and smooth. That is, for example, river sand and sea sand have been weathered for a long period of time, so that a large number of fine irregularities are formed on the outer surface of these aggregates when viewed microscopically.
[0018]
In the present invention, the irregularities are flattened by the above-mentioned etching treatment (alkali treatment), and a surface property similar to that obtained by physically rounding the outer surface of the aggregate is obtained. As a result, the aggregate is used. Workability (fluidity) of fresh concrete that has been improved can be improved.
[0019]
According to the invention of claim 2, the aggregate is immersed in the calcium hydroxide aqueous solution, the calcium hydroxide aqueous solution is sprayed on the aggregate, the aggregate is washed with the calcium hydroxide aqueous solution, or the calcium hydroxide aqueous solution is washed. Since at least one of the steps of crushing and polishing the raw material of the aggregate is included as the medium liquid, the aggregate whose outer surface is flattened by the etching process can be obtained. As a result, this aggregate is used. The workability of fresh concrete can be improved.
[0020]
According to the third aspect of the present invention, the calcium hydroxide aqueous solution has a concentration of 0.01 wt% to a saturation concentration, or is a calcium hydroxide suspension. Since the alkali amount (Ca (OH) 2 conversion) of 0.1 kg to 50 kg of the calcium hydroxide aqueous solution per 1 ton of the aggregate can be improved, the surface properties of the aggregate can be improved and the workability of the fresh concrete can be improved.
[0021]
According to the invention of claim 5, the recycled aggregate made from waste concrete is immersed in a cement suspension or a calcium hydroxide aqueous solution, or the cement aggregate or the calcium hydroxide aqueous solution is sprayed on the recycled aggregate. Or a step of washing with a cement suspension or an aqueous solution of calcium hydroxide, so that the surface properties of the recycled aggregate are improved and the Ability can be improved.
[0022]
According to the invention of claim 6, since the cement suspension has a pH of 13 or more, the effect of improving the surface properties of the recycled aggregate is obtained.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The high-quality aggregate for concrete according to the present embodiment has been subjected to an etching treatment with calcium hydroxide or an aqueous solution of calcium hydroxide prepared using calcium oxide, which is carried out by an immersion method, It is also produced by any of the following methods: washing, washing, or medium-liquid method.
[0024]
1) immersing a dipping method saturated aqueous solution of calcium hydroxide 2 times the fine aggregate in aqueous solution in a weight ratio to the pool of (20 ° C., Ca in water 1 t (OH) 2 weight 1.55 kg) was placed accumulated Then, the mixture is stirred on the way and left for 24 hours. Thereafter, the fine aggregate is taken out of the pool and air-dried, and the dried fine aggregate is supplied as a fresh concrete material.
[0025]
2) Spraying method A saturated aqueous solution of calcium hydroxide is sprayed from the top of the condensed fine aggregate so as to cover the entire fine aggregate. The amount of spraying is about 1 ton of aqueous solution for 2 tons of fine aggregate. This fine aggregate is air-dried after spraying, and the dried fine aggregate is supplied as a material for fresh concrete.
[0026]
3) Washing method For aggregates, such as crushed sand, which need to be washed out of fine particles in the aggregates, a saturated aqueous solution of calcium hydroxide is used as a washing solution when washing the aggregates. After washing, it is air-dried, and the dried aggregate is supplied as a material for fresh concrete.
[0027]
Regarding the recycled aggregate made from waste concrete as a raw material, the recycled aggregate is immersed in a saturated aqueous solution of calcium hydroxide or a cement suspension (PH value of 13 or more) or suspended in the recycled aggregate. The recycled aggregate is sprayed with a suspension or the like, or the recycled aggregate is washed with a suspension or the like, dried, and then supplied as a material for fresh concrete.
[0028]
4) Medium liquid method In recent years, when producing crushed sand or crushed stone, a ball mill or barrel polishing is frequently used for the purpose of crushing the aggregate raw material and rounding the aggregate particles, but is used as a medium liquid at the time of crushing and polishing. Use a saturated aqueous solution of calcium hydroxide in place of the water used. After the crushed and polished aggregate is dried, it is supplied as a fresh concrete material.
[0029]
Here, the aqueous solution of calcium hydroxide in each of the above methods has a concentration of 0.01% by weight to a saturated concentration, or a calcium hydroxide suspension is used.
[0030]
The concentration and amount of the aqueous calcium hydroxide solution are adjusted so that the alkali amount (in terms of Ca (OH) 2 ) is 0.1 kg to 50 kg per 1 ton of aggregate.
[0031]
Next, an experiment performed to confirm the operation and effect of the present invention will be described.
Fine aggregate and sea sand derived from the earth and sand of Sakurajima, Kagoshima Prefecture were prepared as aggregates, and a material for fresh concrete was prepared by the above 1) immersion method. Next, for the purpose of determining the fluidity of the mortar, the fine aggregate treated by this immersion method and the fine aggregate not treated by the method described in “5.1 Determination of mortar composition” in Appendix 3 of JIS A 5308. The mass of the aggregate was determined and workability (fluidity) was determined. Table 1 shows the results.
[0032]
[Table 1]
[0033]
As is evident from Table 1, the mass of the fine aggregate increased in the case of performing the alkali treatment than in the case of not performing the alkali treatment in any of the fine aggregates. It can be seen that the fluidity has been improved.
