JP2013216507A - ガラスを混入した収縮低減コンクリート - Google Patents

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Abstract

【課題】
収縮量を低減させたモルタル又はコンクリートを提供する。
【解決手段】
セメント、骨材、水を主成分とするモルタル又はコンクリートにガラスを混入することを特徴とする。モルタル又はコンクリートは、硬化とともに収縮するため、ガラスを混入して有害とならない範囲のアルカリシリカ反応を発生させ、アルカリシリカ反応に伴う膨張を生じさせることで収縮量を低減することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、粉末状のガラスを混入したセメント混合物、及び粉末状のガラスを混入したモルタル又はコンクリートに関する。
全国の生コンクリートの収縮試験の結果は非特許文献１で示されている。データ数１００６個の平均収縮ひずみは６７９ミクロンである。
コンクリートの収縮に伴うひび割れを抑制する対策として、収縮低減剤、膨張材などの添加剤の使用や、骨材として石灰石を用いた粗骨材（砕石）及び細骨材（砕砂）の使用が有効とされている。しかし、これらの添加材料は高価であり、骨材として石灰岩を用いる場合は、その生産地や使用地域が限定される。
ガラス瓶等のガラス製品は、使用後に回収し、洗浄して再利用され、また一旦粉砕してガラスカレットとし、新たなガラス製品として再生することが行われている。しかし、大量に生じるガラス廃材は、全てガラス製品として再利用することができず、回収されても利用できずに放置されているものが多い。これらのガラス廃材を産業廃棄物として受け入れることができる処分場も減少しており、ガラス廃材の有効な用途が求められている。
このガラス廃材の用途として、コンクリートやモルタルの骨材として用いることが提案されている。ガラス廃材のリサイクルを目的にコンクリートにガラス廃材を混入すると、セメント中及びガラス廃材中のアルカリ金属とガラス廃材中の未晶質のシリカ分が反応（アルカリシリカ反応）し、その反応生成物が膨張し、コンクリートに亀甲状のひび割れ等の劣化を発生させるためコンクリート中にガラス材を混入することは困難であった。
アルカリシリカ反応による課題を解決する手段が特許文献１及び特許文献２に開示されており、普通に使用されているセメントとは異なる特殊なセメントを選択している。
廃ガラスビン粉末を用いたコンクリートの収縮特性は非特許文献２で示されている。この場合、アルカリシリカ反応を発生させないように摂氏２０度で養生させて、乾燥収縮ひずみに着目したもので、廃ガラスビン粉末を未混入としたものと同等の乾燥収縮特性が得られている。
実際のコンクリート構造物では硬化時に摂氏２０度以上の温度上昇が生じるため、粉末状のガラス材を混入するとアルカリシリカ反応が生じる。
これまでのガラス材を混入したモルタル又はコンクリートの研究において、アルカリシリカ反応による膨張と乾燥収縮は、それぞれ個別に検討されている。
特開平１１−１９９２９４ 特開２００３−１３７６３８
生コンクリートの乾燥収縮に関する全国調査、コンクリート工学、Vol.48、No.7、2010.7 廃ガラスビン粉末を用いたコンクリートの耐久性に関する研究、コンクリート工学年次論文集、Vol.23、No.1、2001
第１の問題点は、コンクリート硬化時には収縮ひずみが生じ、収縮ひずみに伴いひび割れが発生する。
第２の問題点は、コンクリート中にガラスを混入した場合にアルカリシリカ反応に伴う膨張ひずみが生じる。
普通セメント、骨材、水を主成分とするモルタル又はコンクリートに粉末状のガラスを混入することを特徴とする。モルタル又はコンクリートは、硬化とともに収縮ひずみが生じるため、粉末状のガラスを混入して膨張ひずみが５００ミクロン以下のアルカリシリカ反応を発生させることで、収縮量を低減することができる。
コンクリートの収縮に伴うひび割れが発生しない、又はひび割れを大幅に減少させることができる。これによって、ガラス廃材を含むモルタル又はコンクリートの利用が促進される。
本願の一実施形態であるセメント混合物について説明する。
このセメント混合物はセメントと粉末状のガラス廃材を含むものであり、これらの材料で構成されるものであってもよいし、これらの他に骨材や混和材や混和剤を混合してもよい。
セメントはアルカリシリカ反応を活用するために、普通ポルトランドセメントを用いる。ガラス廃材はアルカリシリカ反応を促進させるために、粒径が１ミリメートル以下に粉末化したものを用いる。ガラス廃材の混合割合は、セメントとガラス粉末中に含有されているアルカリ量に応じて、セメント重量に対して１％から３０％の範囲で配合する。

Claims (2)

  1. 平均粒径が１ミリメートル以下のガラスを混入して、収縮量を低減することを特徴とするセメント混合物。
  2. 平均粒径が１ミリメートル以下のガラスを混入して、収縮量を低減することを特徴とするコンクリート。
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