JP2006181759A - Use method of water reducing agent - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生コン工場、コンクリート二次製品製造工場等、セメントを使用する工場、モルタル又はコンクリート打設現場、アジテータ車を洗浄する工場等において、発生するセメントを含むスラッジ水をフレッシュモルタルやフレッシュコンクリートの練混ぜ水として再使用する場合に、少量の減水剤を用いて良好なコンシステンシーが長く持続し、且つ、凝結時間が遅延しない減水剤の使用方法に関する。 The present invention relates to sludge water containing cement generated in fresh mortar or fresh concrete, such as a ready-mix factory, a concrete secondary product manufacturing factory, a factory using cement, a mortar or concrete placing site, a factory for cleaning an agitator car, etc. The present invention relates to a method of using a water reducing agent that can be used for a long time and has good consistency with a small amount of water reducing agent and does not delay the setting time.
従来、生コン工場等でアジテータ車を洗浄したり、セメントが付着した装置を洗浄したりして廃棄されるセメントの量は、国内におけるセメント総生産量の１％にも達していた。このような現状からモルタルやコンクリートの練混ぜ水の一部として、セメントを含むスラッジ水を配合することにより、従来廃棄されていたセメントを再使用する技術が開発された。特許文献１には、すでに水和が進行して、そのままでは再使用が困難な半水和スラッジ水に高性能セメント減水剤を添加して再生させる方法が開示されている。
しかしながら、セメント練混ぜ水の一部にスラッジ水を添加して混練して得られたモルタル又はコンクリートは、清水のみを用いた場合と比して、コンシステンシーが低下し、スランプが小さく空気量も減少している。コンクリートの強度は水セメント比に依存すると言われる現状から良質のモルタル、コンクリートを得るためには水セメント比を高くすることはできない。したがって、スランプの低下はセメント減水剤を更に多く添加して流動性を向上させる必要があった。 However, mortar or concrete obtained by adding sludge water to a part of cement kneaded water has a lower consistency, smaller slump, and less air volume than the case of using only fresh water. is decreasing. The strength of concrete is said to depend on the water-cement ratio, so the water-cement ratio cannot be increased to obtain good quality mortar and concrete. Therefore, it was necessary to add more cement water reducing agent to improve the fluidity in order to reduce the slump.
セメント混和剤の使用量は少量であるが、生コン工場にあっては、原料価格を少しでも低減させたい現状にある。その中で、セメント混和剤の使用量も低減させたい。特に減水剤は主要なセメント混和剤であり、減水剤の使用量を減少させて、なお低い水セメント比と良好なコンシステンシーを維持することは経営上重要な課題であった。
本発明は、フレッシュモルタル又はコンクリートの練混ぜ水の一部としてスラッジ水を使用しても、減水剤の使用量の増加を極力少量に押さえて、清水のみを練混ぜ水として使用した場合と同等の、良好なコンシステンシーを有するモルタル又はコンクリートを得ることを目的とする。更に、この良好なコンシステンシーが長く持続し、且つ、凝結時間が遅延することもなく、経済的なモルタル又はコンクリートを得ることを目的とする。
Although the amount of cement admixture used is small, in the ready-mix factory, we want to reduce the price of raw materials as much as possible. Among them, we want to reduce the amount of cement admixture used. In particular, water reducing agents are the main cement admixture, and reducing the amount of water reducing agents used to maintain a low water cement ratio and good consistency was an important management issue.
Even if sludge water is used as a part of fresh mortar or concrete mixing water, the present invention is equivalent to the case of using only fresh water as mixing water while minimizing the increase in the amount of water reducing agent used. The object is to obtain a mortar or concrete having a good consistency. Furthermore, the object is to obtain an economical mortar or concrete in which this good consistency lasts for a long time and the setting time is not delayed.
本発明の構成は、スラッジ水をフレッシュモルタル又はフレッシュコンクリートの練混ぜ水の一部として再使用する工程において、予め、スラッジ水に減水剤、好ましくは高性能減水剤の一部を一次添加し、次いで、本格的練混ぜを行うことを特徴とし、本格的練混ぜ時に、上記スラッジ水、セメント、骨材及び二次添加する減水剤を配合した清水とを混練することを特徴とする。更に、この清水には必要に応じ、他のセメント混和剤を同時に添加することができる。 In the process of reusing sludge water as part of fresh mortar or fresh concrete mixing water, the composition of the present invention is preliminarily added with a water reducing agent, preferably a part of a high performance water reducing agent, to sludge water in advance. Next, it is characterized by carrying out full-scale kneading, and at the time of full-scale kneading, it is characterized by kneading the sludge water, cement, aggregate, and fresh water blended with a water reducing agent to be added secondarily. Furthermore, other cement admixtures can be simultaneously added to this fresh water as required.
すなわち、本発明は再使用するスラッジ水に前もって減水剤の一部を添加するものである。本発明で言及するモルタルやコンクリートはセメント、骨材、セメント混和剤を添加した清水及びスラッジ水を混合、混練して得られるものである。本発明者らはこの場合に使用すべき減水剤の一部を、予めスラッジ水に添加しておくと、全体としての減水剤の使用量の増加を極力抑制して、良好なコンシステンシーを有し、この良好なコンシステンシーが持続し、且つ、凝結が遅延することのない経済的なモルタルやコンクリートが得られることを発見し、本発明を完成したものである。 That is, in the present invention, a part of the water reducing agent is added in advance to sludge water to be reused. The mortar and concrete mentioned in the present invention are obtained by mixing and kneading cement, aggregate, fresh water with added cement admixture and sludge water. When the present inventors add a part of the water reducing agent to be used in this case to the sludge water in advance, the increase in the amount of the water reducing agent used as a whole is suppressed as much as possible to have a good consistency. However, the present invention has been completed by discovering that an economical mortar or concrete can be obtained in which this good consistency is maintained and the setting is not delayed.
本発明者らは、何故にスラッジ水が減水剤を消耗するかを考え続けた。そして、スラッジ水に予め減水剤の一部を添加したところ、混練時における製品コンクリートのスランプが大きいことを見出した。これは一部水和が進行しているセメントが、減水剤を表面に付着させて減水剤を無駄に消耗させていたものと推量する。前もってスラッジ水に減水剤を添加することにより、水和が進行し始めているセメント粒子による減水剤の無駄な消耗を解消し、減水剤が有効に利用されるものと推量する。 The inventors have continued to consider why sludge water consumes the water reducing agent. And when a part of water reducing agent was added previously to sludge water, it discovered that the slump of the product concrete at the time of kneading was large. This is presumed that the cement that is partially hydrated was wasting the water reducing agent by adhering the water reducing agent to the surface. By adding a water reducing agent to the sludge water in advance, it is assumed that the waste of the water reducing agent due to the cement particles where hydration is starting to proceed is eliminated and the water reducing agent is effectively used.
本発明により、モルタルやコンクリートの練混ぜ水の一部として、スラッジ水を使用しても、減水剤の使用量の増加を極力抑制することが可能になった。 According to the present invention, even if sludge water is used as part of mortar or concrete mixing water, an increase in the amount of water reducing agent used can be suppressed as much as possible.
本発明におけるセメントとは、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、耐硫酸性ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントの他、フライアッシュセメント、高炉セメント、シリカセメント等の各種混合セメントを挙げることができる。中でも普通ポルトランドセメントが一般的である。 Examples of the cement in the present invention include various portland cements such as ordinary portland cement, early-strength portland cement, moderately hot portland cement, sulfate-resistant portland cement, and various mixed cements such as fly ash cement, blast furnace cement, and silica cement. be able to. Of these, ordinary Portland cement is common.
本発明におけるスラッジ水とは、セメントを含有する排水である。通常、スラッジ水中のセメント粒子は水と接触した後、何時間か経過している。モルタルやコンクリートの練混ぜ水として使用するためには、粗骨材は勿論、砂や微砂も除去されていることが好ましい。固形分濃度は１ないし４０％、好ましくは５〜２０％であり、１％未満では、排出するスラッジ水を使用しきれない。また、４０％を越えると取扱いが困難になる。 The sludge water in the present invention is waste water containing cement. Usually, cement particles in sludge water are several hours after contact with water. In order to use it as mortar or concrete mixing water, it is preferable to remove not only coarse aggregate but also sand and fine sand. The solid concentration is 1 to 40%, preferably 5 to 20%, and if it is less than 1%, the discharged sludge water cannot be used. If it exceeds 40%, handling becomes difficult.
本発明における骨材とは、モルタルにおいては砂等の細骨材、コンクリートにおいては細骨材と砕石等の粗骨材である。これら骨材は野積みにされるため、通常水分を含有している。その量は変動するので、現実の配合に際しては、骨材の水分含有量を測定し、骨材から供給される水の量を、配合すべき清水の量から差引いて配合している。その結果、標準配合として単位水量が記載されていても、現実には清水を添加していない場合もある。 本発明における清水とは、上記のように、骨材から供給される清水をも包含する概念である。清水としては、水道水、河川水、井戸水、雨水等、常識的意味での水である。
更に、細骨材、特に微細な細骨材を、予め使用するセメントと混練すると、同一配合であっても、高強度を得ることができる。
The aggregate in the present invention is a fine aggregate such as sand in mortar, and a coarse aggregate such as fine aggregate and crushed stone in concrete. Since these aggregates are piled up in the field, they usually contain moisture. Since the amount fluctuates, in the actual blending, the moisture content of the aggregate is measured, and the amount of water supplied from the aggregate is subtracted from the amount of fresh water to be blended. As a result, even if the unit water amount is described as the standard composition, there is a case where the fresh water is not actually added. The fresh water in the present invention is a concept including the fresh water supplied from the aggregate as described above. The clear water is water in a common sense such as tap water, river water, well water, rain water, and the like.
Further, when a fine aggregate, particularly a fine fine aggregate, is kneaded with a cement used in advance, high strength can be obtained even with the same composition.
減水剤としては、一般に使用される減水剤はすべて使用できる。例えば、リグニンスルホン酸又はその塩、或いはその誘導体を主成分とするリグニン系減水剤、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物又はその塩、或いはその誘導体を主成分とするメラミン系減水剤、ナフタリンスルホン酸又はその塩、或いはその誘導体やホルマリン縮合物を主成分とするナフタリン系減水剤、ポリカルボン酸又はその塩、或いはその誘導体等のポリカルボン酸系減水剤、オキシカルボン酸又はその塩等のオキシカルボン酸系減水剤、アミノスルホン酸又はその塩等のアミノスルホン酸系減水剤、スチレンスルホン酸又はその塩等のスチレンスルホン酸系減水剤、グルコース等の単糖類、二糖類、三糖類、オリゴ糖、ペンタエリスリトール等のポリオール系減水剤等を挙げることができる。 As the water reducing agent, all commonly used water reducing agents can be used. For example, a lignin-based water reducing agent mainly composed of lignin sulfonic acid or a salt thereof, or a derivative thereof, a melamine water reducing agent mainly composed of a melamine sulfonic acid formalin condensate or a salt thereof, or a derivative thereof, naphthalene sulfonic acid or a salt thereof Naphthalene-based water reducing agents based on salts, derivatives thereof or formalin condensates, polycarboxylic acid-based water reducing agents such as polycarboxylic acids or their salts, or derivatives thereof, oxycarboxylic acids such as oxycarboxylic acids or their salts Water reducing agent, aminosulfonic acid water reducing agent such as aminosulfonic acid or its salt, styrenesulfonic acid water reducing agent such as styrenesulfonic acid or its salt, monosaccharide such as glucose, disaccharide, trisaccharide, oligosaccharide, pentaerythritol Examples thereof include polyol-based water reducing agents.
スラッジ水に一次添加する減水剤は、後に二次添加する減水剤と同一であっても異なっていてもよい。一般には、ナフタリン系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤等の高性能減水剤を一次添加用減水剤として使用することが好ましい。
一次添加する減水剤の量と二次添加する減水剤の量の比率は、特に限定しないが、一次添加する減水剤の量は二次添加する減水剤の量の１／２以下、好ましくは１／３以下である。一般に、二次添加する減水剤は添加する清水に溶解して用いるが、清水中に必要に応じて膨張剤、促進剤、発泡剤、遅延剤、ＡＥ剤、グラウト剤等の他のセメント混和剤を配合することは差し支えない。
The water reducing agent that is primarily added to the sludge water may be the same as or different from the water reducing agent that is subsequently added secondarily. In general, it is preferable to use a high-performance water reducing agent such as a naphthalene water reducing agent or a polycarboxylic acid water reducing agent as a water reducing agent for primary addition.
The ratio of the amount of the water reducing agent to be added first and the amount of the water reducing agent to be added secondarily is not particularly limited, but the amount of the water reducing agent to be added first is ½ or less, preferably 1 / 3 or less. Generally, the secondary water reducing agent is used by dissolving it in the fresh water to be added, but other cement admixtures such as a swelling agent, an accelerator, a foaming agent, a retarder, an AE agent, and a grout agent as necessary in the fresh water. It is safe to add.
スラッジ水中に減水剤を一次添加する時期は、スラッジ水がセメントや清水や細骨材や粗骨材と混合される前であればよい。現実には、直後から１０時間の期間が許容され、好ましくは３０秒から４時間程度である。
以下、実施例、比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
The time when the water reducing agent is primarily added to the sludge water may be before the sludge water is mixed with cement, fresh water, fine aggregate, or coarse aggregate. In reality, a period of 10 hours is allowed immediately after, and preferably about 30 seconds to 4 hours.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated, this invention is not limited to this.
以下の実施例、比較例は新潟県の生コン工場において行った結果であり、使用材料は次の通りである。
セメント ：普通ポルトランドセメント（密度３．１５、太平洋セメント社製）
細骨材 ：新潟県姫川産川砂（５ｍｍ以下、密度２．６１）
粗骨材 ：新潟県姫川産砕石（２０〜５ｍｍ、密度２．６４）
減水剤１ ：ポリカルボン酸系高性能減水剤、市販品
減水剤２ ：減水剤、ＷＲＤＡ（グレースケミカルズ社製、リグニンスルホン酸系減水剤を含有する市販品）
スラッジ水 ：同工場から排出した固形分１０質量％のスラッジ水
The following examples and comparative examples are results obtained at a ready-mix factory in Niigata Prefecture, and materials used are as follows.
Cement: Ordinary Portland cement (density 3.15, manufactured by Taiheiyo Cement)
Fine aggregate: River sand from Himekawa, Niigata Prefecture (5mm or less, density 2.61)
Coarse aggregate: Crushed stone from Himekawa, Niigata Prefecture (20-5mm, density 2.64)
Water reducing agent 1: High performance water reducing agent based on polycarboxylic acid, commercially available water reducing agent 2: Water reducing agent, WRDA (produced by Grace Chemicals Co., Ltd., commercial product containing lignin sulfonic acid based water reducing agent)
Sludge water: Sludge water discharged from the factory with a solid content of 10% by mass
コンクリートの配合は下記の通りであった。
単位水量 ：１８０ｋｇ／ｍ3
セメント ：３１０ｋｇ／ｍ3
細骨材量 ：８２０ｋｇ／ｍ3
粗骨材量 ：９２６ｋｇ／ｍ3
減水剤２添加量 ：３．１ｋｇ／ｍ3
スラッジ水量 ：１００ｋｇ／ｍ3 （スラッジ水から供給される水分は清水に、固形分はセメントにそれぞれ加算した。）
The concrete mix was as follows.
Unit water volume: 180 kg / m 3
Cement: 310kg / m 3
Fine aggregate amount: 820 kg / m 3
Coarse aggregate amount: 926 kg / m 3
Water reducing agent 2 addition amount: 3.1 kg / m 3
Sludge water amount: 100 kg / m 3 (The water supplied from the sludge water was added to fresh water, and the solid content was added to the cement.)
コンクリート練混ぜ機の直前で、固形分１０％のスラッジ水に、減水剤１を０．１４ｋｇ／ｍ3 の割合で添加し、３分後に練混ぜ機に到達するようにした。前欄に記載した割合でコンクリートを練混ぜたところ、スランプ１８．５、空気量５．０％の生コンクリートが得られた。この生コンのコンシステンシーを表２に記載した。
比較例１−１としてスラッジ水を使用することなく、清水のみで練混ぜ、減水剤１を添加しない以外は実施例１と同様にして生コンを得た。この生コンのコンシステンシーを表２に併記した。
Immediately before the concrete kneader, water reducing agent 1 was added at a rate of 0.14 kg / m 3 to sludge water with a solid content of 10% so that it reached the kneader after 3 minutes. When the concrete was mixed at the ratio described in the previous column, a ready-mixed concrete having a slump of 18.5 and an air amount of 5.0% was obtained. Table 2 shows the consistency of this raw kon.
As Comparative Example 1-1, raw mix was obtained in the same manner as in Example 1 except that kneading was performed only with clean water without adding sludge water, and the water reducing agent 1 was not added. Table 2 also shows the consistency of this raw kon.
比較例１−２として、スラッジ水に減水剤１を添加しなかった以外は、実施例１と同様にして生コンを得た。この生コンのコンシステンシーを表２に併記した。
比較例１−３として、スラッジ水に減水剤を添加せず、清水のみで練混ぜた比較例１−１と同様のスランプを得るために必要な減水剤１を減水剤２と共に添加して練混ぜて生コンを得た。この生コンのコンシステンシーを表２に併記した。
表１には実施例１及び比較例１−１、１−２、１−３の清水、スラッジ水、減水剤２及び減水剤１の添加量を示した。
As Comparative Example 1-2, a green kon was obtained in the same manner as in Example 1 except that the water reducing agent 1 was not added to the sludge water. Table 2 also shows the consistency of this raw kon.
As Comparative Example 1-3, no water reducing agent was added to sludge water, and water reducing agent 1 necessary for obtaining a slump similar to Comparative Example 1-1 mixed with only fresh water was added together with water reducing agent 2 and kneaded. Mixed to get a raw mix. Table 2 also shows the consistency of this raw kon.
Table 1 shows the amounts of fresh water, sludge water, water reducing agent 2 and water reducing agent 1 added in Example 1 and Comparative Examples 1-1, 1-2, and 1-3.
減水剤１として、ポリカルボン酸系減水剤に代えて、減水剤２と同一の減水剤を用いて試験を行い、実施例２とした。この場合、スラッジ水に前もって０．６ｋｇ／ｍ3 の減水剤１を余分に添加するのみで清水のみで練混ぜたときと同様に、１８．５ｃｍのスランプを得ることができた。また、比較例２−３として比較例１−３と同様、清水のみで練混ぜた場合と同様の１８．５ｃｍのスランプを得られる量の減水剤を一度に添加したところ、更に、１．１ｋｇ／ｍ3 の減水剤２を余分に添加する必要があった。表３から明らかなように、減水剤の一部を前もってスラッジ水に添加することにより、全体として減水剤の使用量が顕著に減少することが判明した。更に、得られたモルタル又はコンクリートのコンシステンシーは良好で、持続性に富み、しかも凝結が遅延しないことが判明した。 A test was conducted using the same water reducing agent as the water reducing agent 2 in place of the polycarboxylic acid water reducing agent as the water reducing agent 1 to obtain Example 2. In this case, a slump of 18.5 cm could be obtained in the same manner as when kneading only with fresh water by adding only 0.6 kg / m 3 of the water reducing agent 1 to the sludge water in advance. Further, as in Comparative Example 2-3, as in Comparative Example 1-3, when a water reducing agent was added in an amount capable of obtaining the same 18.5 cm slump as when kneaded only with fresh water, 1.1 kg was further added. It was necessary to add extra water reducing agent 2 of / m 3 . As is apparent from Table 3, it was found that the amount of the water reducing agent used as a whole significantly decreased by adding a part of the water reducing agent to the sludge water in advance. Furthermore, it has been found that the resulting mortar or concrete has a good consistency, is durable and does not delay the setting.
Claims (5)
予め、スラッジ水に減水剤を一次添加し、次いで、該スラッジ水と、セメント、骨材、清水及び二次添加する減水剤とを混練することを特徴とする減水剤の使用方法。 In the process of reusing sludge water as part of fresh mortar or fresh concrete mixing water,
A method of using a water reducing agent, wherein a water reducing agent is first added to sludge water in advance, and then the sludge water is mixed with cement, aggregate, fresh water and a secondary water reducing agent.
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