JP2006016212A

JP2006016212A - コンクリート組成物

Info

Publication number: JP2006016212A
Application number: JP2004192508A
Authority: JP
Inventors: Shinsaku Kawakami; 晋作川上; Yasuhiro Doge; 恭博道下; Masato Takami; 正人高見; Yukiaki Eguchi; 幸明江口
Original assignee: Navitas Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Navitas Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】コンクリートの強度および流動性の面で、天然の砂、砕石を使用したコンクリートと同等でありながら、製鉄副産物のみで構成される安価なコンクリート組成物を提供する。
【解決手段】高炉セメント、フライアッシュ、細骨材、粗骨材、混和剤および水からなるコンクリート組成物であって、前記フライアッシュは、JISA6201のII種の規格値を満足しており、前記細骨材は、JISA5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が一定値以上の高炉スラグ細骨材であり、前記粗骨材は、JIS A5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が一定値以上の高炉スラグ粗骨材であり、JISA5308の普通コンクリートの規格値を満足することを特徴とするコンクリート組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、高炉セメント、フライアッシュ、細骨材、粗骨材、混和剤および水からなるコンクリート組成物に関する。

従来のコンクリートの混合材料としては、一般的に、セメント、水、天然の砂を用いた細骨材、天然の砕石を用いた粗骨材等が利用されていた。
しかし、近年、高炉セメント、フライアッシュ、高炉スラグなどの製鉄副産物を利用したコンクリート組成物が検討され、従来から種々の提案がなされており、例えば、特開昭54-32534号公報や特開2000-319708号公報に、高炉スラグから細骨材を製造する方法が開示されている。
また、高炉セメント、フライアッシュ、水砕スラグ、および、高炉徐冷スラグ等の高炉スラグは、何れもコンクリートに関するJIS規格で、高炉セメントJISR5211、コンクリート用フライアッシュJISA6201、コンクリート用スラグ骨材JISA5011-1に規格化されている。
そこで、本発明者等は、これら製鉄副産物のみでのコンクリートの製造を試みたが、コンクリートに混合した際に流動性の低下が著しく、細骨材の30%に海砂を使用しなければならず、製鉄副産物を100%活用することができなかった。
特開昭54-32534号公報特開2000-319708号公報

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、コンクリートの強度および流動性の面で、天然の砂、砕石を使用したコンクリートと同等でありながら、製鉄副産物のみで構成される安価なコンクリート組成物を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するために、鋭意検討の結果、細骨材および粗骨材の実積率を一定値以上にすることによって、コンクリートの強度および流動性の面で、天然の砂、砕石を使用したコンクリートと同等でありながら、製鉄副産物のみで構成される安価なコンクリート組成物を提供するものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
ここに、実積率とは、一定容積中の空隙部分を除いた固体分の体積比率を言い、JISA1104に定められる方法により測定した値である。
（１）高炉セメント、フライアッシュ、細骨材、粗骨材、混和剤および水からなるコンクリート組成物であって、前記フライアッシュは、JISA6201のII種の規格値を満足しており、前記細骨材は、JISA5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が60.3%以上の高炉スラグ細骨材であり、前記粗骨材は、JIS A5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が60.5%以上の高炉スラグ粗骨材であり、JISA5308の普通コンクリートの規格値を満足することを特徴とするコンクリート組成物。
（２）前記粗骨材の実積率が63.9%以上であることを特徴とする（１）に記載のコンクリート組成物。
（３）高炉セメント、フライアッシュ、細骨材、粗骨材、混和剤および水からなるコンクリート組成物であって、前記フライアッシュは、JISA6201のII種の規格値を満足しており、前記細骨材は、JISA5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が57.3%以上の高炉スラグ細骨材であり、前記粗骨材は、JIS A5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が68.9%以上の高炉スラグ粗骨材であり、JISA5308の普通コンクリートの規格値を満足することを特徴とするコンクリート組成物。
（４）前記高炉スラグ粗骨材は、JISA5011-1の規格値を満足する高炉スラグ粗骨材を磨砕・整粒処理して得たものであることを特徴とする（２）または（３）に記載のコンクリート組成物。
（５）前記高炉スラグ細骨材は、JISA5011-1の規格値を満足する高炉スラグ細骨材を磨砕・整粒処理して得たものであることを特徴とする（１）または（２）に記載のコンクリート組成物。

本発明によれば、コンクリートの強度および流動性の面で、天然の砂、砕石を使用したコンクリートと同等でありながら、製鉄副産物のみで構成される安価なコンクリート組成物を提供することができるなど産業上有用な著しい効果を奏する。

本発明の実施形態について、図１および図２を用いて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明のコンクリート組成物の製造に使用する装置を例示する図であり、図１は磨砕・整粒装置、図２はジャンピングスクリーンを示す。図１および図２において、１はローター、２は排出用窓、３は破砕室、４はジャンピングスクリーンを示す。

本発明は、高炉セメント、フライアッシュ、細骨材、粗骨材、混和剤および水からなるコンクリート組成物であって、前記フライアッシュは、セメントおよび細骨材の代替として、JISA6201のII種の規格値を満足しており、前記細骨材は、JISA5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が一定値以上の高炉スラグ細骨材であり、前記粗骨材は、JIS A5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が一定値以上の高炉スラグ粗骨材であり、JISA5308の普通コンクリートの規格値を満足することを特徴とする。
ここに、実積率とは、一定容積中の空隙部分を除いた固体分の体積比率を言い、JISA1104に定められる方法により測定した値であり、フライアッシュとは、JISA6201に規定される石炭灰をいう。

本発明者等は、従来の高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグの実積率を調査した結果、磨砕・整粒処理していない水砕スラグ、高炉徐冷スラグの実積率は60.3％未満、63.9％未満であり、コンクリートの流動性低下から、高炉水砕スラグの混合量は70%が限界値であった。
そこで、本発明においては、この高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグを例えば磨砕・整粒処理することで、実積率を60.3％以上、63.9％以上とすることによって、コンクリート用細骨材としてコンクリートの流動性低下を起こすことなく、天然砂（海砂、山砂、川砂）と同等の品質で、高炉水砕スラグを100%使用することができる。
これら磨砕・整粒処理した高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグをコンクリート用骨材として使用することにより、天然砂、天然砕石を使用することなく、高炉セメント、フライアッシュ、水砕スラグ、高炉徐冷スラグ等の製鉄副産物のみでコンクリートを製造することができる。

また、高炉水砕スラグを磨砕・整粒処理することで高炉水砕スラグの実積率を60.3％以上とし、磨砕・整粒処理を行わないでも実積率が60.5%以上である高炉徐冷スラグを使用することによって、コンクリート用細骨材としてコンクリートの流動性低下を起こすことなく、天然砂と同等の品質で、高炉水砕スラグを100%使用することができる。
さらに、高炉徐冷スラグを磨砕・整粒処理することで高炉徐冷スラグの実積率を68.9％以上とし、磨砕・整粒処理を行わないでも実積率が57.3%以上である高炉水砕スラグを使用することによって、コンクリート用細骨材としてコンクリートの流動性低下を起こすことなく、天然砂と同等の品質で、高炉水砕スラグを100%使用することができる。
このように高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグのいずれか一方を磨砕・整粒処理してコンクリート用骨材として使用することにより、天然砂、天然砕石を使用することなく、高炉セメント、フライアッシュ、水砕スラグ、高炉徐冷スラグ等の製鉄副産物のみでコンクリートを製造することができる。

図１は、遠心力砕塊方式による磨砕・整粒処理を行う磨砕・整粒装置を示し、高炉水砕スラグや高炉徐冷スラグなどの原料を磨砕・整粒装置の頂部に投入すると、中心に配置されたローター１が回転し、原料は排出用窓２から破砕室３に排出され、破砕室３の内部で、ローター１から噴出した原料が相互に衝突し、材料の角張った部分が磨耗し丸みを帯びる。
このように、水砕スラグに磨砕・整粒処理を施し、粒子に丸みを持たせ、コンクリートに混合した際の流動性低下を抑制することができる。なお、粒子形状が丸みを帯びたことは、実積率の向上により定量的に確認した。
また、水砕スラグのみならず、高炉徐冷スラグについても磨砕・整粒処理を施し、粒子に丸みを持たせ、コンクリートに混合した際の流動性の低下を抑制することができる。なお、粒子が丸みを帯びたことは、実積率の向上により定量的に確認した。
上記の改良を施すことにより、高炉セメント、フライアッシュ、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ等の製鉄副産物のみでコンクリートを製造することが可能となった。
なお、実施形態では、遠心力砕塊方式の磨砕・整粒設備で処理を行ったが、その他の方式（ロッドミル方式、インパクトクラッシャー方式等）でもよい。

図２はジャンピングスクリーンを例示するものであり、磨砕・整粒処理を行った原料を図２の矢印で示す方向に上下振動する振動篩であるジャンピングスクリーンの上に装入することによって表面の微粉分が除去され、また固結状態にある塊状のものについては、スクリーン内での跳ね上げられる衝撃により凝集が解されることによって、微粉分の除去、および粒度の安定化を図ることができる。

細骨材に高炉水砕スラグを用い、粗骨材に高炉除冷スラグを用いてコンクリート組成物を製造した実施例を表１に示す。
No.1〜No.3は比較例であり、高炉水砕スラグおよび高炉除冷スラグに磨砕・整粒処理を施さなかったため実積率が本発明の範囲を外れているため、コンクリートの性状を許容範囲にするためには、細骨材に海砂を約３０％使用する必要があった。
No.4、No.10〜11は本発明例であり、高炉水砕スラグおよび高炉除冷スラグに磨砕・整粒処理を施し実積率が本発明の範囲内となった、細骨材に海砂を全く使用しなくてもコンクリートの性状を許容範囲にすることができた。
No.5、No.6は比較例であり、高炉水砕スラグには磨砕・整粒処理を施さず、高炉徐冷スラグには磨砕・整粒処理を施したが、実積率が68.9％未満なので、コンクリートの流動性の低下が著しく、スランプの値が許容値を下回った。
No.7は本発明例であり、高炉水砕スラグには磨砕・整粒処理を施さなかったが、高炉徐冷スラグには磨砕・整粒処理を施し実積率が68.9％だったので、コンクリートの流動性の低下が発生せず、スランプの値が許容値の範囲内だった。
No.8、No.9は本発明例であり、高炉徐冷スラグには磨砕・整粒処理を施さなかったが、高炉水砕スラグに磨砕・整粒処理を施し実積率が60.3％以上だったので、コンクリートの流動性の低下が発生せず、スランプの値が許容値の範囲内だった。
なお、実積率は、磨砕設備の性能上、高炉徐冷スラグ等の粗骨材68.9％以下、高炉水砕スラグ等の細骨材61.9％以下が好ましい範囲である。
このスランプおよび空気量の許容値はJIS A5308 レディーミクストコンクリートにおける普通コンクリートの基準に従った。
また、コンクリートの組成の分離度合いを示すブリーディング量の許容値は、0.50(cm3/cm2)以下、施工から２８日後の圧縮強度の許容値は25.0（N/mm2）以上とした。
なお、ブリーディング量、およびコンクリートの硬化後の性状において−と表示されたものは明らかに許容値を満たすため実測しなかった実施例を示す。
このように、本発明によれば、コンクリートの強度および流動性の面で従来のコンクリートと同等で、しかも、天然の砂を使用しないで製鉄副産物のみで構成される安価なコンクリート組成物を提供することができることが確認された。

本発明のコンクリート組成物の製造に使用する磨砕・整粒装置装置を例示する図である。本発明のコンクリート組成物の製造に使用するジャンピングスクリーン例示する図である。

符号の説明

１ローター
２排出用窓
３破砕室
４ジャンピングスクリーン

Claims

高炉セメント、フライアッシュ、細骨材、粗骨材、混和剤および水からなるコンクリート組成物であって、前記フライアッシュは、JISA6201のII種の規格値を満足しており、前記細骨材は、JISA5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が60.3%以上の高炉スラグ細骨材であり、前記粗骨材は、JIS A5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が60.5%以上の高炉スラグ粗骨材であり、JISA5308の普通コンクリートの規格値を満足することを特徴とするコンクリート組成物。
前記粗骨材の実積率が63.9%以上であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート組成物。
高炉セメント、フライアッシュ、細骨材、粗骨材、混和剤および水からなるコンクリート組成物であって、前記フライアッシュは、JISA6201のII種の規格値を満足しており、前記細骨材は、JISA5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が57.3%以上の高炉スラグ細骨材であり、前記粗骨材は、JIS A5011-1の規格値を満足し、且つ実積率が68.9%以上の高炉スラグ粗骨材であり、JISA5308の普通コンクリートの規格値を満足することを特徴とするコンクリート組成物。
前記高炉スラグ粗骨材は、JISA5011-1の規格値を満足する高炉スラグ粗骨材を磨砕・整粒処理して得たものであることを特徴とする請求項２または請求項3に記載のコンクリート組成物。
前記高炉スラグ細骨材は、JISA5011-1の規格値を満足する高炉スラグ細骨材を磨砕・整粒処理して得たものであ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組成物。