JP2004292285A - コンクリート - Google Patents
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Abstract
【課題】廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に用いることができるコンクリートを提供する。
【解決手段】2CaO・SiO2(C2S)100質量部に対して、2CaO・Al2O3・SiO2(C2AS)を10〜100質量部含有し、かつ、3CaO・Al2O3(C3A)の含有量が20質量部以下である焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材を含むコンクリートであって、骨材の一部または全部に廃棄物を用いたコンクリート。
上記焼成物は、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を原料として製造することができる。
骨材として使用する廃棄物としては、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を溶融して製造した溶融スラグ、あるいは高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、建設廃材、コンクリート廃材等が挙げられる。
【選択図】 なし
【解決手段】2CaO・SiO2(C2S)100質量部に対して、2CaO・Al2O3・SiO2(C2AS)を10〜100質量部含有し、かつ、3CaO・Al2O3(C3A)の含有量が20質量部以下である焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材を含むコンクリートであって、骨材の一部または全部に廃棄物を用いたコンクリート。
上記焼成物は、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を原料として製造することができる。
骨材として使用する廃棄物としては、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を溶融して製造した溶融スラグ、あるいは高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、建設廃材、コンクリート廃材等が挙げられる。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構成材料に廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に使用したコンクリートに関するものである。なお、本発明では、モルタルを含めてコンクリートという。
【0002】
【従来の技術】
近年、資源の有効利用の観点から、種々の廃棄物がコンクリート用材料として利用されている。その一例として、ゴミ焼却場、火力発電所、下水処理場等から排出する焼却灰を溶融して得られるスラグを細骨材あるいは粗骨材として用いたコンクリートが知られている。しかし、このコンクリートは、砂、砂利等の通常の骨材を用いたコンクリートに比べて流動性が低く、その結果、所要の流動性を得るために必要な練り混ぜ水量が多くなり強度発現性が悪くなるという欠点があった。そこで、細骨材の代替として用いた溶融スラグの一部を、同じく廃棄物であるシンダーアッシュで置きかえることにより、流動性の低下を抑制することが試みられている(例えば、特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−226556号公報(第2−5頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1記載のコンクリートにおいても、強度発現性の向上等の問題は解消されていなかった。
以上のように、廃棄物を使用したコンクリートでは、廃棄物の使用原単位の増加により、流動性や強度発現性の低下が生じる傾向が認められるため、廃棄物の使用量を増加することが困難であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に使用しながらも、流動性や強度発現性の低下が少ないコンクリートについて鋭意研究した結果、特定の鉱物組成を有する焼成物の粉砕物を使用することにより、上記課題を解決することができることを見いだし、本発明を完成させたものである。
【0006】
即ち、本発明は、2CaO・SiO2(C2S)100質量部に対して、2CaO・Al2O3・SiO2(C2AS)を10〜100質量部含有し、かつ、3CaO・Al2O3(C3A)の含有量が20質量部以下である焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材を含むコンクリートであって、骨材の一部または全部に廃棄物を用いたことを特徴とするコンクリートである(請求項1)。このような構成のコンクリートであれば、廃棄物を多量に使用しながらも、流動性や強度発現性の低下が少ないコンクリートとすることができる。
本発明のコンクリートにおいては、さらに、石膏を含むことが好ましい(請求項2)。石膏を含むことにより、強度発現性の低下をより少なくすることができる。
上記焼成物は、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を原料として製造した焼成物とすることができる(請求項3)。焼成物の原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上のものを使用することにより、該焼成物自体も廃棄物を起源とする材料となり廃棄物の有効利用をより促進させることができる。
骨材として使用する廃棄物としては、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を溶融して製造した溶融スラグ、あるいは高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、建設廃材、コンクリート廃材から選ばれる一種以上のものが挙げられる(請求項4)。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で使用する焼成物は、2CaO・SiO2(以降、C2Sと略す)100質量部に対して、2CaO・Al2O3・SiO2(以降、C2ASと略す)を10〜100質量部含有し、かつ、3CaO・Al2O3(以降、C3Aと略す)の含有量が20質量部以下のものである。C2AS含有量が、C2S100質量部に対して10質量部未満では、コンクリートの流動性が悪くなる。また、焼成時に焼成温度を上げてもフリーライム量(未反応のCaO量)が低下しにくく、焼成物の焼成が困難となる。また、生成するC2Sが水和活性のないγ型C2Sである可能性が高くなり、コンクリートの強度発現性が低下することがある。一方、C2AS含有量が、C2S100質量部に対して100質量部を越えると、高温における融液が増加するため、焼成可能温度が狭まり焼成物の焼成が困難となる。また、焼成物中のC2S量が少なくなるためコンクリートの強度発現性が低下する。
なお、焼成物の原料組成によっては、4CaO・Al2O3・Fe2O3(以降、C4AFと略す)が生成することがあるが、本発明の焼成物においては、C2ASの一部、好ましくはC2ASの70質量%以下がC4AFで置換されても良い。C4AFがこの範囲を越えて置換されると、焼成の温度範囲が狭くなり、焼成物の製造の管理が難しくなる。
【0008】
本発明の焼成物においては、C2S100質量部に対するC3Aの含有量が20質量部以下、好ましくは10質量部以下である。C3Aの含有量が20質量部を越えると、コンクリートの流動性が低下する。
【0009】
焼成物の原料としては、一般のポルトランドセメントクリンカー原料、すなわち石灰石、生石灰、消石灰等のCaO原料、珪石、粘土等のSiO2原料、粘土等のAl2O3原料、鉄滓、鉄ケーキ等のFe2O3原料を使用することができる。
なお、本発明においては、焼成物の原料として、前記原料に加えて、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を使用することができる。焼成物の原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上のものを使用することは、該焼成物自体も廃棄物を起源とする材料となり廃棄物の有効利用をより促進させることができ好ましいことである。ここで、産業廃棄物としては、例えば、石炭灰、生コンスラッジ、各種汚泥(例えば、下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等)、ボーリング廃土、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉2次灰、建設廃材、コンクリート廃材等が挙げられる。一般廃棄物としては、例えば、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。建設発生土としては、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、さらには廃土壌等が挙げられる。
【0010】
焼成物の鉱物組成は、使用原料中のCaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3の各含有量(質量%)から、次式により求めることができる。
【0011】
焼成物の焼成温度は、好ましくは1000〜1350℃で、より好ましくは1150〜1350℃である。
各原料を混合する方法は、特に限定するものではなく、慣用の装置等で行えばよい。
また、焼成に使用する装置も特に限定するものではなく、例えば、ロータリーキルン等を使用することができる。ロータリーキルンで焼成する際には、燃料代替廃棄物、例えば、廃油、廃タイヤ、廃プラスチック等を使用することができる。
【0012】
上記焼成物は、コンクリートの流動性や強度発現性等から、ブレーン比表面積2500〜4500cm2/gに粉砕することが好ましい。
なお、本発明においては、焼成物を石膏と同時に粉砕しても良い。この場合の焼成物と石膏の同時粉砕物のブレーン比表面積は、コンクリートの流動性や強度発現性等から、2500〜4500cm2/gであることが好ましい。石膏の種類は、特に限定するものではなく、例えば、ニ水石膏、α型又はβ型半水石膏、無水石膏等を単独又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0013】
本発明のコンクリートは、上記焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材を含むものであって、骨材の一部または全部に廃棄物を使用したものである。
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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや都市ゴミ焼却灰等を原料として製造されたエコセメント等を使用することができる。
【0014】
骨材として使用する廃棄物としては、例えば、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を溶融して製造した溶融スラグ、あるいは高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、建設廃材、コンクリート廃材等が挙げられ、これらを単独で用いても良いし、ニ種以上を組み合わせて用いても良い。
なお、溶融スラグは、冷却の方法によって水砕スラグと空冷スラグの2種があるが、本発明では両者とも使用可能である。
本発明においては、骨材は、その最大粒径が80mm以下であり、コンクリートの流動性や強度発現性等から、最大粒径が20mm以下であることが好ましい。骨材の最大粒径が80mmを越えると、コンクリートの流動性や強度発現性が低下するので好ましくない。
【0015】
本発明のコンクリートにおいては、廃棄物の有効利用の促進や、コンクリートの作業性や強度発現性等から、骨材として用いる廃棄物は、コンクリートの全骨材中の5〜100質量%であることが好ましい。
なお、廃棄物以外の骨材としては、川砂、砕砂等の細骨材や、砂利、砕石等の粗骨材が挙げられる。
【0016】
本発明のコンクリートにおいては、強度発現性等から、上記焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材に加えて、石膏を含むことが好ましい。石膏の種類は、特に限定するものではなく、例えば、ニ水石膏、α型又はβ型半水石膏、無水石膏等を単独又は2種以上組み合わせて使用することができる。
石膏のブレーン比表面積は、コンクリートの強度発現性等から、2000〜8000cm2/gが好ましく、2500〜6000cm2/gがより好ましい。
なお、石膏は、前記のように、焼成物と同時粉砕したものを使用しても良い。
【0017】
本発明においては、水は、水道水やコンクリートスラッジからの回収水等を使用することができる。
【0018】
なお、本発明においては、コンクリートの流動性や強度発現性等から、減水剤を使用することは差し支えない。減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤(AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤も含む)が挙げられる。
なお、減水剤は、液状又は粉末状どちらでも使用可能である。
【0019】
また、本発明においては、高炉スラグ粉末、石炭灰、鋳物粉末から選ばれる一種以上の混和材を用いることは、廃棄物の使用割合を高めることができるうえ、コンクリートの強度発現性も向上するので好ましいことである。
混和材のブレーン比表面積は、コンクリートの流動性や強度発現性等から、1000〜10000cm2/gが好ましく、2000〜8000cm2/gがより好ましい。
【0020】
本発明のコンクリートの混練方法は、特に限定するものではなく、例えば、▲1▼各材料を一括してミキサに投入して1分以上混練する方法、▲2▼水以外の材料をミキサに投入して空練りした後に、水を投入して1分以上混練する方法等で行うことができる。混練に用いるミキサは、特に限定するものではなく、パンタイプミキサ、二軸ミキサ等の慣用のミキサで混練すれば良い。
本発明のコンクリートの成形方法は、特に限定するものではなく、例えば、振動成形等を行えば良い。
また、養生条件も、特に限定するものではない。
【0021】
【試験例】
以下、試験例により本発明を説明する。
1.焼成物の製造
原料として、石灰石、生コンスラッジ、下水汚泥、建設発生土を使用して、表1に示す組成で調合し、小型ロータリーキルンで表1に示す温度で焼成して、焼成物を製造した。この際、燃料として一般的な重油のほかに、廃油や廃プラスチックを使用した。使用した原料の化学組成(質量%)は、表2に示すとおりである。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
2.焼成物の粉砕
表1の各焼成物100質量部に対して、SO3量が2質量部となるように、排脱ニ水石膏(住友金属社製)を添加し、バッチ式ボールミルでブレーン比表面積が3250±50cm2/gとなるように同時粉砕した。
【0025】
3.コンクリート用材料
焼成物以外の材料を以下に示す。
▲1▼セメント;普通ポルトランドセメント(太平洋セメント(株)製)
▲2▼細骨材;下水汚泥溶融スラグ(最大粒径5mm以下、粗粒率3.18)
▲3▼粗骨材;砕石2005
▲4▼水;水道水
▲5▼減水剤;リグニンポリオール系AE減水剤(「ポゾリスNo.70N」)
【0026】
4.コンクリートの製造および評価
焼成物の粉砕物(以下、粉砕物と略す)、セメント、細骨材、粗骨材、水および減水剤を表3に示す配合で混練し、コンクリートを製造した(スランプ17cm程度)。得られたコンクリートについて、圧縮強度(3日、7日および28日)を「JIS A 1108(コンクリートの圧縮試験方法)」に準じて測定した。
その結果を表4に示す。
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
【0029】
表4より、本発明で規定する焼成物の粉砕物を使用したコンクリート(試験例1〜2、4〜6)では、廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に使用しているにもかかわらず強度発現性が良好であることが分かる。
一方、C3Aの含有量が多い焼成物の粉砕物を使用したコンクリート(試験例3)では、単位水量が多くなり、強度発現性が低下した。
【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では、廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に用いても流動性や強度発現性の低下が少ないコンクリートとすることができるので、産業廃棄物等の有効利用をより促進させることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、構成材料に廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に使用したコンクリートに関するものである。なお、本発明では、モルタルを含めてコンクリートという。
【0002】
【従来の技術】
近年、資源の有効利用の観点から、種々の廃棄物がコンクリート用材料として利用されている。その一例として、ゴミ焼却場、火力発電所、下水処理場等から排出する焼却灰を溶融して得られるスラグを細骨材あるいは粗骨材として用いたコンクリートが知られている。しかし、このコンクリートは、砂、砂利等の通常の骨材を用いたコンクリートに比べて流動性が低く、その結果、所要の流動性を得るために必要な練り混ぜ水量が多くなり強度発現性が悪くなるという欠点があった。そこで、細骨材の代替として用いた溶融スラグの一部を、同じく廃棄物であるシンダーアッシュで置きかえることにより、流動性の低下を抑制することが試みられている(例えば、特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−226556号公報(第2−5頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1記載のコンクリートにおいても、強度発現性の向上等の問題は解消されていなかった。
以上のように、廃棄物を使用したコンクリートでは、廃棄物の使用原単位の増加により、流動性や強度発現性の低下が生じる傾向が認められるため、廃棄物の使用量を増加することが困難であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に使用しながらも、流動性や強度発現性の低下が少ないコンクリートについて鋭意研究した結果、特定の鉱物組成を有する焼成物の粉砕物を使用することにより、上記課題を解決することができることを見いだし、本発明を完成させたものである。
【0006】
即ち、本発明は、2CaO・SiO2(C2S)100質量部に対して、2CaO・Al2O3・SiO2(C2AS)を10〜100質量部含有し、かつ、3CaO・Al2O3(C3A)の含有量が20質量部以下である焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材を含むコンクリートであって、骨材の一部または全部に廃棄物を用いたことを特徴とするコンクリートである(請求項1)。このような構成のコンクリートであれば、廃棄物を多量に使用しながらも、流動性や強度発現性の低下が少ないコンクリートとすることができる。
本発明のコンクリートにおいては、さらに、石膏を含むことが好ましい(請求項2)。石膏を含むことにより、強度発現性の低下をより少なくすることができる。
上記焼成物は、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を原料として製造した焼成物とすることができる(請求項3)。焼成物の原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上のものを使用することにより、該焼成物自体も廃棄物を起源とする材料となり廃棄物の有効利用をより促進させることができる。
骨材として使用する廃棄物としては、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を溶融して製造した溶融スラグ、あるいは高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、建設廃材、コンクリート廃材から選ばれる一種以上のものが挙げられる(請求項4)。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で使用する焼成物は、2CaO・SiO2(以降、C2Sと略す)100質量部に対して、2CaO・Al2O3・SiO2(以降、C2ASと略す)を10〜100質量部含有し、かつ、3CaO・Al2O3(以降、C3Aと略す)の含有量が20質量部以下のものである。C2AS含有量が、C2S100質量部に対して10質量部未満では、コンクリートの流動性が悪くなる。また、焼成時に焼成温度を上げてもフリーライム量(未反応のCaO量)が低下しにくく、焼成物の焼成が困難となる。また、生成するC2Sが水和活性のないγ型C2Sである可能性が高くなり、コンクリートの強度発現性が低下することがある。一方、C2AS含有量が、C2S100質量部に対して100質量部を越えると、高温における融液が増加するため、焼成可能温度が狭まり焼成物の焼成が困難となる。また、焼成物中のC2S量が少なくなるためコンクリートの強度発現性が低下する。
なお、焼成物の原料組成によっては、4CaO・Al2O3・Fe2O3(以降、C4AFと略す)が生成することがあるが、本発明の焼成物においては、C2ASの一部、好ましくはC2ASの70質量%以下がC4AFで置換されても良い。C4AFがこの範囲を越えて置換されると、焼成の温度範囲が狭くなり、焼成物の製造の管理が難しくなる。
【0008】
本発明の焼成物においては、C2S100質量部に対するC3Aの含有量が20質量部以下、好ましくは10質量部以下である。C3Aの含有量が20質量部を越えると、コンクリートの流動性が低下する。
【0009】
焼成物の原料としては、一般のポルトランドセメントクリンカー原料、すなわち石灰石、生石灰、消石灰等のCaO原料、珪石、粘土等のSiO2原料、粘土等のAl2O3原料、鉄滓、鉄ケーキ等のFe2O3原料を使用することができる。
なお、本発明においては、焼成物の原料として、前記原料に加えて、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を使用することができる。焼成物の原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上のものを使用することは、該焼成物自体も廃棄物を起源とする材料となり廃棄物の有効利用をより促進させることができ好ましいことである。ここで、産業廃棄物としては、例えば、石炭灰、生コンスラッジ、各種汚泥(例えば、下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等)、ボーリング廃土、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉2次灰、建設廃材、コンクリート廃材等が挙げられる。一般廃棄物としては、例えば、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。建設発生土としては、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、さらには廃土壌等が挙げられる。
【0010】
焼成物の鉱物組成は、使用原料中のCaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3の各含有量(質量%)から、次式により求めることができる。
【0011】
焼成物の焼成温度は、好ましくは1000〜1350℃で、より好ましくは1150〜1350℃である。
各原料を混合する方法は、特に限定するものではなく、慣用の装置等で行えばよい。
また、焼成に使用する装置も特に限定するものではなく、例えば、ロータリーキルン等を使用することができる。ロータリーキルンで焼成する際には、燃料代替廃棄物、例えば、廃油、廃タイヤ、廃プラスチック等を使用することができる。
【0012】
上記焼成物は、コンクリートの流動性や強度発現性等から、ブレーン比表面積2500〜4500cm2/gに粉砕することが好ましい。
なお、本発明においては、焼成物を石膏と同時に粉砕しても良い。この場合の焼成物と石膏の同時粉砕物のブレーン比表面積は、コンクリートの流動性や強度発現性等から、2500〜4500cm2/gであることが好ましい。石膏の種類は、特に限定するものではなく、例えば、ニ水石膏、α型又はβ型半水石膏、無水石膏等を単独又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0013】
本発明のコンクリートは、上記焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材を含むものであって、骨材の一部または全部に廃棄物を使用したものである。
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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや都市ゴミ焼却灰等を原料として製造されたエコセメント等を使用することができる。
【0014】
骨材として使用する廃棄物としては、例えば、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を溶融して製造した溶融スラグ、あるいは高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、建設廃材、コンクリート廃材等が挙げられ、これらを単独で用いても良いし、ニ種以上を組み合わせて用いても良い。
なお、溶融スラグは、冷却の方法によって水砕スラグと空冷スラグの2種があるが、本発明では両者とも使用可能である。
本発明においては、骨材は、その最大粒径が80mm以下であり、コンクリートの流動性や強度発現性等から、最大粒径が20mm以下であることが好ましい。骨材の最大粒径が80mmを越えると、コンクリートの流動性や強度発現性が低下するので好ましくない。
【0015】
本発明のコンクリートにおいては、廃棄物の有効利用の促進や、コンクリートの作業性や強度発現性等から、骨材として用いる廃棄物は、コンクリートの全骨材中の5〜100質量%であることが好ましい。
なお、廃棄物以外の骨材としては、川砂、砕砂等の細骨材や、砂利、砕石等の粗骨材が挙げられる。
【0016】
本発明のコンクリートにおいては、強度発現性等から、上記焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材に加えて、石膏を含むことが好ましい。石膏の種類は、特に限定するものではなく、例えば、ニ水石膏、α型又はβ型半水石膏、無水石膏等を単独又は2種以上組み合わせて使用することができる。
石膏のブレーン比表面積は、コンクリートの強度発現性等から、2000〜8000cm2/gが好ましく、2500〜6000cm2/gがより好ましい。
なお、石膏は、前記のように、焼成物と同時粉砕したものを使用しても良い。
【0017】
本発明においては、水は、水道水やコンクリートスラッジからの回収水等を使用することができる。
【0018】
なお、本発明においては、コンクリートの流動性や強度発現性等から、減水剤を使用することは差し支えない。減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤(AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤も含む)が挙げられる。
なお、減水剤は、液状又は粉末状どちらでも使用可能である。
【0019】
また、本発明においては、高炉スラグ粉末、石炭灰、鋳物粉末から選ばれる一種以上の混和材を用いることは、廃棄物の使用割合を高めることができるうえ、コンクリートの強度発現性も向上するので好ましいことである。
混和材のブレーン比表面積は、コンクリートの流動性や強度発現性等から、1000〜10000cm2/gが好ましく、2000〜8000cm2/gがより好ましい。
【0020】
本発明のコンクリートの混練方法は、特に限定するものではなく、例えば、▲1▼各材料を一括してミキサに投入して1分以上混練する方法、▲2▼水以外の材料をミキサに投入して空練りした後に、水を投入して1分以上混練する方法等で行うことができる。混練に用いるミキサは、特に限定するものではなく、パンタイプミキサ、二軸ミキサ等の慣用のミキサで混練すれば良い。
本発明のコンクリートの成形方法は、特に限定するものではなく、例えば、振動成形等を行えば良い。
また、養生条件も、特に限定するものではない。
【0021】
【試験例】
以下、試験例により本発明を説明する。
1.焼成物の製造
原料として、石灰石、生コンスラッジ、下水汚泥、建設発生土を使用して、表1に示す組成で調合し、小型ロータリーキルンで表1に示す温度で焼成して、焼成物を製造した。この際、燃料として一般的な重油のほかに、廃油や廃プラスチックを使用した。使用した原料の化学組成(質量%)は、表2に示すとおりである。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
2.焼成物の粉砕
表1の各焼成物100質量部に対して、SO3量が2質量部となるように、排脱ニ水石膏(住友金属社製)を添加し、バッチ式ボールミルでブレーン比表面積が3250±50cm2/gとなるように同時粉砕した。
【0025】
3.コンクリート用材料
焼成物以外の材料を以下に示す。
▲1▼セメント;普通ポルトランドセメント(太平洋セメント(株)製)
▲2▼細骨材;下水汚泥溶融スラグ(最大粒径5mm以下、粗粒率3.18)
▲3▼粗骨材;砕石2005
▲4▼水;水道水
▲5▼減水剤;リグニンポリオール系AE減水剤(「ポゾリスNo.70N」)
【0026】
4.コンクリートの製造および評価
焼成物の粉砕物(以下、粉砕物と略す)、セメント、細骨材、粗骨材、水および減水剤を表3に示す配合で混練し、コンクリートを製造した(スランプ17cm程度)。得られたコンクリートについて、圧縮強度(3日、7日および28日)を「JIS A 1108(コンクリートの圧縮試験方法)」に準じて測定した。
その結果を表4に示す。
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
【0029】
表4より、本発明で規定する焼成物の粉砕物を使用したコンクリート(試験例1〜2、4〜6)では、廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に使用しているにもかかわらず強度発現性が良好であることが分かる。
一方、C3Aの含有量が多い焼成物の粉砕物を使用したコンクリート(試験例3)では、単位水量が多くなり、強度発現性が低下した。
【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では、廃棄物や廃棄物を起源とする材料を多量に用いても流動性や強度発現性の低下が少ないコンクリートとすることができるので、産業廃棄物等の有効利用をより促進させることができる。
Claims (4)
- 2CaO・SiO2(C2S)100質量部に対して、2CaO・Al2O3・SiO2(C2AS)を10〜100質量部含有し、かつ、3CaO・Al2O3(C3A)の含有量が20質量部以下である焼成物の粉砕物、セメントおよび骨材を含むコンクリートであって、骨材の一部または全部に廃棄物を用いたことを特徴とするコンクリート。
- さらに、石膏を含む請求項1記載のコンクリート。
- 焼成物が、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる一種以上を原料として製造した焼成物である請求項1又は2に記載のコンクリート。
- 骨材として使用する廃棄物が、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を溶融して製造した溶融スラグ、あるいは高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、建設廃材、コンクリート廃材から選ばれる一種以上である請求項1〜3のいずれかに記載のコンクリート。
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