JP2020050579A - Coarse aggregate for concrete - Google Patents

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Junichi Shibata
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Abstract

To provide a coarse aggregate which can improve not only the compressive strength but also the tensile strength of concrete and can be obtained with good productivity at low cost.SOLUTION: A coarse aggregate for concrete 10A is made of metal, and metal droplets formed from melted metal are deposited on its surface. The coarse aggregate preferably has a shape of a column having a predetermined length with both ends crushed and the thickness of the column increases from each end toward its central area. The coarse aggregate can be of substantially tetrahedron shape 10A or of the shape 10D in which tetrahedrons are joined by sides 13a. It can be in a shape where two or more recesses that dent towards the center and projections that face the dents are formed with regard to its contour of its plan view; it can also be in shape 10E which has two or more projections 16 that protrude from the central area 14 toward the contour L1 and the tops of projections 16 are on the same plane, and the thickness of the central area 14 is larger than that of the edge of recesses 15 and or than that of the tops of projections 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コンクリート用粗骨材、その製造方法及びそれを用いたコンクリートに関する。   The present invention relates to a coarse aggregate for concrete, a method for producing the same, and concrete using the same.

コンクリートは、通常、セメントに、水と粗骨材(砕石や砂利)と細骨材(砂)とを混合して得た混合物(いわゆる生コンクリート)を、水とセメントとの水和反応に基づいて全体を固化させたものであり、建築資材として非常に高い圧縮強度を示すという利点を有するが、引張強度が圧縮強度の1/10〜1/13であり、圧縮強度よりも非常に低いという欠点を有している。   Concrete is usually prepared by mixing water, coarse aggregate (crushed stone or gravel) and fine aggregate (sand) in cement, and mixing the mixture (so-called ready-mixed concrete) based on the hydration reaction between water and cement. It has the advantage of exhibiting a very high compressive strength as a building material, but has a tensile strength of 1/10 to 1/13 of the compressive strength, which is extremely lower than the compressive strength. Has disadvantages.

この様な欠点を補うため、コンクリート中に縦横マトリックス状に組んだ鉄筋を配設することが一般的であるが、近年では、生コンクリート中にプロピレン繊維(特許文献1)や、有機繊維や異形鋼繊維等の強化繊維を含有させること(特許文献2)、イガ栗型に製造した粗骨材を使用すること(特許文献3)、3次元的に放射状に脚部を突出させた粗骨材を使用すること(特許文献4)等が提案されている。   In order to compensate for such a drawback, it is common to arrange reinforcing bars assembled in a matrix in a vertical and horizontal matrix in concrete, but recently, propylene fibers (Patent Document 1), organic fibers and irregular Including reinforcing fibers such as steel fibers (Patent Literature 2), using coarse aggregates manufactured in a rugged chestnut shape (Patent Literature 3), three-dimensionally radially projecting coarse aggregates (Patent Document 4) and the like have been proposed.

特開2017−178755号公報JP 2017-178755 A 特開2001−220201号公報JP 2001-220201 A 米国特許第3846085号明細書U.S. Pat. No. 3,846,085 特表2016−527175号公報JP 2006-527175 A

しかしながら、生コンクリートに強化繊維を混入させた場合、強化繊維が全体に均一に分散されずに凝集することがあり、コンクリート構造物の各種強度が場所により相違するため、相対的に強度の弱い箇所に応力が集中し、コンクリートにクラックが発生しやすくなるという問題があった。また、強化繊維は従来のコンクリートの一般的な必須構成要素ではないため、その使用により、コンクリートの必須構成成分の配合の調整や、コンクリート特性の調整が難しくなることが懸念される。   However, when reinforcing fibers are mixed into ready-mixed concrete, the reinforcing fibers may not be uniformly dispersed throughout and may agglomerate, and various strengths of the concrete structure may vary from place to place. There is a problem that stress is concentrated on the concrete and cracks are easily generated in the concrete. In addition, since reinforcing fibers are not a common essential component of conventional concrete, there is a concern that the use of the reinforcing fibers makes it difficult to adjust the composition of the essential components of concrete and to adjust the properties of concrete.

そこで、コンクリートの必須構成要素以外の繊維で強化するのではなく、コンクリートの必須構成要素の1つである粗骨材として、コンクリートの圧縮強度だけでなく引張強度も向上させることのできるものが求められている。   Therefore, instead of reinforcing with fibers other than the essential components of concrete, a coarse aggregate, which is one of the essential components of concrete, is required to be capable of improving not only the compressive strength but also the tensile strength of concrete. Have been.

一方、粗骨材は、コンクリートの配合成分の35〜45vol%程度を占めるので、建築資材として生産性よく安価に得られることが必要となるが、特許文献3、4等に記載されているイガ栗型や3次元的に放射状に脚部を突出させた形状の粗骨材は製造に手間がかかって生産性に劣り、安価に得ることができない。   On the other hand, since coarse aggregate accounts for about 35 to 45 vol% of the compounding component of concrete, it is necessary to obtain it with good productivity and low cost as a building material. Coarse aggregate having a chestnut shape or a shape in which legs are projected three-dimensionally radially takes time and effort to manufacture, resulting in poor productivity and cannot be obtained at low cost.

本発明は、以上の従来の技術の問題点に対し、コンクリートの圧縮強度だけでなく引張強度も向上させることができる粗骨材を生産性よく安価に提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a coarse aggregate capable of improving not only the compressive strength but also the tensile strength of concrete at a high productivity and at a low cost with respect to the above-mentioned problems of the conventional technology.

本発明者は、従来の粗骨材と同様の大きさの金属製の粗骨材であって、その表面に溶融金属滴を付着させることにより上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventor has found that a metal coarse aggregate having a size similar to that of a conventional coarse aggregate can achieve the above-mentioned object by adhering molten metal droplets to the surface thereof, and completed the present invention. It led to.

即ち、本発明は、金属製のコンクリート用粗骨材であって、表面に溶融金属滴による金属粒が溶着している粗骨材を提供し、特に粗骨材が強磁性体である態様、及び粗骨材が、所定長の柱状体の両端部が潰れ、該両端部のそれぞれから中央部に向かって厚みが大きくなっている形状を有する態様を提供する。   That is, the present invention provides a coarse aggregate for metal concrete, which provides a coarse aggregate in which metal particles are welded to the surface by molten metal droplets, in particular, an embodiment in which the coarse aggregate is a ferromagnetic material. The present invention provides an aspect in which the coarse aggregate has a shape in which both ends of a columnar body having a predetermined length are crushed, and the thickness increases from each of the both ends toward the center.

また、本発明は、金属製のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、該粗骨材を構成する金属の表面に、電極を用いてアーク放電を行うことにより該電極から生じる溶融金属滴を付着させることを特徴とする製造方法を提供する。   The present invention also relates to a method for producing a coarse aggregate for concrete made of metal, wherein molten metal droplets generated from the electrode by performing arc discharge using an electrode on the surface of the metal constituting the coarse aggregate. Is provided.

加えて本発明は、少なくともセメント、細骨材、及び上述のコンクリート用粗骨材を含有するコンクリートを提供する。   In addition, the present invention provides a concrete containing at least cement, fine aggregate, and coarse aggregate for concrete as described above.

更に、本発明は、コンクリート用粗骨材が上述の形状を有する磁性体である場合に、該粗骨材をを含有するプレキャストコンクリート製品の搬送方法であって、電磁石を作動させてプレキャストコンクリート製品を引きつけ、そのまま所定の場所に搬送し、電磁石を解除してプレキャストコンクリート製品を所定の場所に設置する搬送方法を提供する。   Further, the present invention provides a method for transporting a precast concrete product containing the coarse aggregate, wherein the coarse aggregate for concrete is a magnetic material having the above-mentioned shape, wherein the electromagnet is actuated. The present invention provides a method for transporting a precast concrete product to a predetermined location by releasing the electromagnet and transporting the precast concrete product to a predetermined location.

本発明の金属製のコンクリート用粗骨材は、表面に溶融金属滴が付着しているので、表面に溶融金属滴が付着していない同形状の粗骨材に比してコンクリートの引張強度が格段と向上する。この粗骨材の表面の溶融金属滴は、粗骨材を構成する金属の表面に、電極を用いてアーク放電を行うことにより効率よく安価に形成することができる。   Since the metal coarse aggregate for concrete of the present invention has molten metal droplets adhered to the surface, the tensile strength of concrete is lower than that of coarse aggregate of the same shape having no molten metal droplets adhered to the surface. Dramatically improved. The molten metal droplet on the surface of the coarse aggregate can be efficiently and inexpensively formed on the surface of the metal constituting the coarse aggregate by performing arc discharge using an electrode.

特に、この粗骨材が、所定長の柱状体の両端部が潰れて該両端部のそれぞれから中央部に向かって厚みが大きくなっている形状を有すると、両端部又は中央部にアンカー部として機能するので、コンクリートに負荷された引張力に対し、粗骨材が移動し難くなり、粗骨材とモルタルとの界面でマイクロクラックが発生することを抑制することが可能となる。このため、従前の砕石、砂利等の粗骨材に比してコンクリートの引張強度を格段と向上させることができる。   In particular, when this coarse aggregate has a shape in which both ends of a columnar body of a predetermined length are crushed and the thickness increases from each of the both ends toward the center, an anchor portion is provided at both ends or the center. Since it functions, the coarse aggregate is less likely to move with respect to the tensile force applied to the concrete, and it is possible to suppress the occurrence of microcracks at the interface between the coarse aggregate and the mortar. For this reason, the tensile strength of concrete can be remarkably improved as compared with the conventional coarse aggregate such as crushed stone and gravel.

また、このような形状の粗骨材は金属のプレス加工等により容易に安価に製造することができる。   The coarse aggregate having such a shape can be easily and inexpensively manufactured by pressing a metal.

さらに、本発明のコンクリート用粗骨材が磁性体であると、該粗骨材を含有するプレキャストコンクリート製品が、電磁石を用いて容易に搬送することが可能となり、建造物等における設置が容易となる。   Furthermore, when the coarse aggregate for concrete of the present invention is a magnetic material, a precast concrete product containing the coarse aggregate can be easily transported using an electromagnet, and can be easily installed in a building or the like. Become.

本発明のコンクリート用粗骨材は、従来の粗骨材と同程度の大きさに形成できるので、生コンクリートにミキシングされた場合に、コンクリートミキサーから打設場所へポンプ圧送も可能となる。   Since the coarse aggregate for concrete of the present invention can be formed in the same size as the conventional coarse aggregate, it can be pumped from a concrete mixer to a casting place when mixed with ready-mixed concrete.

図1は、本発明のコンクリート用粗骨材10Aの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a coarse aggregate for concrete 10A of the present invention. 図2は、本発明のコンクリート用粗骨材10Aの上面図である。FIG. 2 is a top view of the coarse aggregate for concrete 10A of the present invention. 図3は、本発明のコンクリート用粗骨材10Aの側面図である。FIG. 3 is a side view of the coarse aggregate for concrete 10A of the present invention. 図4は、本発明のコンクリート用粗骨材10Bの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the coarse aggregate for concrete 10B of the present invention. 図5は、本発明のコンクリート用粗骨材10Cの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the coarse aggregate for concrete 10C of the present invention. 図6は、本発明のコンクリート用粗骨材10Dの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the coarse aggregate for concrete 10D of the present invention. 図7Aは、本発明のコンクリート用粗骨材10Eの斜視図である。FIG. 7A is a perspective view of a concrete coarse aggregate 10E of the present invention. 図7Bは、本発明のコンクリート用粗骨材10Eの平面図である。FIG. 7B is a plan view of the coarse aggregate for concrete 10E of the present invention. 図7Cは、本発明のコンクリート用粗骨材10Eの側面図である。FIG. 7C is a side view of the coarse aggregate for concrete 10E of the present invention. 図8は、本発明のコンクリート用粗骨材10Fの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the coarse aggregate for concrete 10F of the present invention. 図9Aは、本発明のコンクリート用粗骨材10Gの斜視図である。FIG. 9A is a perspective view of a coarse aggregate for concrete 10G of the present invention. 図9Bは、本発明のコンクリート用粗骨材10Gの平面図である。FIG. 9B is a plan view of the coarse aggregate for concrete 10G of the present invention. 図9Cは、本発明のコンクリート用粗骨材10Gの側面図(A矢視図)である。FIG. 9C is a side view (A arrow view) of the coarse aggregate for concrete 10G of the present invention. 図9Dは、本発明のコンクリート用粗骨材10Gの側面図(B矢視図)である。FIG. 9D is a side view (B arrow view) of the coarse aggregate for concrete 10G of the present invention. 図10は、本発明のコンクリート用粗骨材10Gの製造工程図である。Drawing 10 is a manufacturing process figure of coarse aggregate 10G for concrete of the present invention. 図11は、本発明のコンクリート用粗骨材10Hの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of the coarse aggregate for concrete 10H of the present invention. 図12Aは、本発明のコンクリート用粗骨材10Iの斜視図である。FIG. 12A is a perspective view of the coarse aggregate for concrete 10I of the present invention. 図12Bは、本発明のコンクリート用粗骨材10Iの側面図である。FIG. 12B is a side view of the coarse aggregate for concrete 10I of the present invention. 図13Aは、本発明のコンクリート用粗骨材10Jの斜視図である。FIG. 13A is a perspective view of the coarse aggregate for concrete 10J of the present invention. 図13Bは、本発明のコンクリート用粗骨材10Jの側面図である。FIG. 13B is a side view of the coarse aggregate for concrete 10J of the present invention. 図14Aは、本発明のコンクリート用粗骨材10Kの斜視図である。FIG. 14A is a perspective view of a coarse aggregate for concrete 10K of the present invention. 図14Bは、本発明のコンクリート用粗骨材10Kの側面図である。FIG. 14B is a side view of the concrete coarse aggregate 10K of the present invention. 図15は、溶融金属滴による金属粒で表面が荒らされた本発明のコンクリート用粗骨材の図面代用写真である。FIG. 15 is a drawing substitute photograph of the coarse aggregate for concrete of the present invention, the surface of which is roughened by metal particles due to molten metal droplets. 図16は、実施例1で用いた粗骨材の図面代用写真である。FIG. 16 is a drawing substitute photograph of the coarse aggregate used in Example 1. 図17は、実施例2で用いた粗骨材の図面代用写真である。FIG. 17 is a drawing substitute photograph of the coarse aggregate used in Example 2. 図18は、実施例3で用いた粗骨材の図面代用写真である。FIG. 18 is a drawing substitute photograph of the coarse aggregate used in Example 3. 図19は、粗骨材を構成する金属に溶融金属滴を付着させる方法の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a method of attaching a molten metal droplet to the metal constituting the coarse aggregate.

以下、本発明のコンクリート用粗骨材を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表す。     Hereinafter, the coarse aggregate for concrete of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent components.

(粗骨材の概要)
金属製のコンクリート用粗骨材であって、表面に溶融金属滴による金属粒が溶着していることを特徴としており、これにより該粗骨材を用いたコンクリートの引張強度が顕著に向上する。粗骨材表面への金属粒の溶着によるコンクリートの引張強度の向上効果は粗骨材の形状によらず得ることができるが、好ましくは、粗骨材の形状自体も引張強度を向上させるものとする。
(Overview of coarse aggregate)
This is a coarse aggregate for metal made of concrete, characterized in that metal particles due to molten metal droplets are deposited on the surface, whereby the tensile strength of concrete using the coarse aggregate is significantly improved. The effect of improving the tensile strength of concrete by welding metal particles to the surface of the coarse aggregate can be obtained regardless of the shape of the coarse aggregate, but preferably, the shape itself of the coarse aggregate also improves the tensile strength. I do.

このような粗骨材の形状としては、例えば、所定長の柱状体の両端部が潰れ、該両端部のそれぞれから中央部に向かって厚みが大きくなっている形状をあげることができる。この場合、コンクリートの圧縮強度は従前の砕石、砂利等の粗骨材と同等以上となり、かつ引張強度については従前の粗骨材よりも顕著に向上させることが可能となる。即ち、土木、建築工事に使用される通常の配合設計のコンクリートの圧縮強度(JIS A 1108)は20〜30N/mm2であり、割裂引張強度(JIS A 1113)は圧縮強度の1/10〜1/13程度と低く、高強度コンクリートの場合はその比がさらに小さくなるが、本発明のコンクリート粗骨材によれば、割裂引張強度を圧縮強度の1/10よりも大きくすることができ、通常の配合設計にした場合には引張強度を3N/mm2よりも大きく、好ましくは4N/mm2より大きくすることが可能となる。 Examples of such a shape of the coarse aggregate include a shape in which both ends of a columnar body having a predetermined length are crushed, and the thickness increases from each of the both ends toward the center. In this case, the compressive strength of the concrete is equal to or higher than that of the conventional coarse aggregate such as crushed stone and gravel, and the tensile strength can be significantly improved as compared with the conventional coarse aggregate. That is, the compressive strength (JIS A 1108) of a concrete of a normal mix design used for civil engineering and building construction is 20 to 30 N / mm 2 , and the split tensile strength (JIS A 1113) is 1/10 to 1/10 of the compressive strength. It is as low as about 1/13, and the ratio is further reduced in the case of high-strength concrete. However, according to the concrete coarse aggregate of the present invention, the split tensile strength can be made larger than 1/10 of the compressive strength, In the case of a usual blending design, the tensile strength can be made larger than 3 N / mm 2 , preferably larger than 4 N / mm 2 .

(粗骨材の大きさ)
粗骨材の大きさは、それが配合された生コンクリートのポンプ圧送を可能とするために、従来の粗骨材である砂利や砕石と同程度の大きさにすることができる。具体的には、JIS A 5308に規定される粒度と粒形の範囲とすることが好ましく、通常、粒子径5mm〜25mmの範囲とし長手方向の長さは20〜50mm程度の大きさとすることが好ましい。
(Size of coarse aggregate)
The size of the coarse aggregate can be as large as the conventional coarse aggregate, such as gravel or crushed stone, to enable pumping of the ready-mixed concrete into which it is blended. Specifically, it is preferable that the particle size and the particle size are in the range specified in JIS A 5308. Usually, the particle diameter is in the range of 5 mm to 25 mm, and the length in the longitudinal direction is about 20 to 50 mm. preferable.

(粗骨材の形状)
粗骨材表面への金属粒の溶着によるコンクリートの引張強度の向上効果は粗骨材の形状によらず得ることができるので、本発明において粗骨材の形状は特に限定されない。しかし、粗骨材の形状も、コンクリートの引張強度を向上させるものが好ましいことから、粗骨材の形状としては、例えば、所定長の柱状体の両端部が潰れ、該両端部のそれぞれから中央部に向かって厚みが大きくなっている形状とする。この形状により粗骨材の端部又は中央部をアンカー部として機能させることができる。ここで、柱状体は中空でも中実でもよく、柱状体の外形は角柱でも円柱でもよい。
(Coarse aggregate shape)
In the present invention, the shape of the coarse aggregate is not particularly limited, because the effect of improving the tensile strength of concrete by welding the metal particles to the surface of the coarse aggregate can be obtained regardless of the shape of the coarse aggregate. However, since the shape of the coarse aggregate is also preferable to improve the tensile strength of the concrete, the shape of the coarse aggregate is, for example, such that both ends of a columnar body having a predetermined length are crushed, and a center is formed from each of the both ends. The shape is such that the thickness increases toward the part. With this shape, the end portion or the center portion of the coarse aggregate can function as an anchor portion. Here, the pillar may be hollow or solid, and the outer shape of the pillar may be a prism or a cylinder.

このような形状を有する粗骨材の例としては、例えば、図1に示すコンクリート用粗骨材10Aをあげることができる。このコンクリート用粗骨材10Aは筒体の両方の端部11a、11bが互い違いに閉じ、その端部11a、11bから粗骨材の中央部に向かって粗骨材の厚さが徐々に大きくなっている形状を有し、粗骨材全体が略四面体形状となっている。この粗骨材10Aでは、端部11a、11bがアンカー部A1、A2として機能する。即ち、このような形状であると、図2に示すように、点線矢印方向B1に引張力が負荷されると、アンカー部A1が、上面視では他端に比べて幅広になっているため、コンクリート用粗骨材10Aが点線矢印方向B1にズレ難くなり、コンクリートにクラックが生ずることを抑制すること(アンカー効果)が可能となる。また、図3に示すように、点線矢印方向B2に引張力が生ずると、アンカー部A2が、側面視では他端に比べて幅広になっているため、コンクリート用粗骨材10Aが点線矢印方向B2にズレ難くなり、コンクリートにクラックが生ずることを抑制することが可能となる。   As an example of the coarse aggregate having such a shape, for example, there is a coarse aggregate for concrete 10A shown in FIG. In the coarse aggregate for concrete 10A, both ends 11a and 11b of the cylindrical body are alternately closed, and the thickness of the coarse aggregate gradually increases from the ends 11a and 11b toward the center of the coarse aggregate. And the entire coarse aggregate has a substantially tetrahedral shape. In the coarse aggregate 10A, the ends 11a and 11b function as anchors A1 and A2. That is, as shown in FIG. 2, when a tensile force is applied in the dotted arrow direction B1 in such a shape, the anchor portion A1 is wider than the other end in a top view, The coarse aggregate for concrete 10A is unlikely to be displaced in the direction of the dotted arrow B1, and the occurrence of cracks in the concrete can be suppressed (anchor effect). Also, as shown in FIG. 3, when a tensile force is generated in the direction indicated by the dotted arrow B2, the anchor portion A2 is wider than the other end in a side view. B2 is hardly displaced, and it is possible to suppress the occurrence of cracks in concrete.

なお、図1〜3では、本発明のコンクリート用粗骨材10Aの長手方向に引張力が負荷される場合を説明したが、長手方向のみならず長手方向に対して交わる方向へ引張力が負荷される場合にも同様のアンカー効果が生じる。   In FIGS. 1 to 3, the case where a tensile force is applied in the longitudinal direction of the coarse aggregate for concrete 10A of the present invention has been described, but the tensile force is applied not only in the longitudinal direction but also in a direction intersecting the longitudinal direction. A similar anchoring effect occurs when this is done.

また、図1では、コンクリート用粗骨材10Aの略四面体形状のアンカー部A1とA2とを結んでいる辺13aが折り目のように表されているが、図4に示すコンクリート用粗骨材10Bのように側面18が連続した曲面で構成されてもよい。   In FIG. 1, the side 13a connecting the substantially tetrahedral anchor portions A1 and A2 of the concrete coarse aggregate 10A is represented as a fold, but the coarse aggregate for concrete shown in FIG. The side surface 18 may be configured as a continuous curved surface as in 10B.

このようなコンクリート用粗骨材10A、10Bはイガ栗型や3次元的に放射状に脚部が突出している従来の粗骨材に比して形状が単純であり、中実で長尺の金属製柱状体又は中空で長尺のパイプ状の金属製柱状体に、プレス加工で塑性変形及び押し切りを行い、所定長にすることで生産性よく安価に製造することができる。   Such coarse aggregates for concrete 10A and 10B are simpler in shape than conventional coarse aggregates in which legs are protruded three-dimensionally in a rugged chestnut shape or three-dimensionally, and are solid and long metal. The columnar body or the hollow and long pipe-shaped metal columnar body is plastically deformed and pressed off by press working to obtain a predetermined length, so that it can be manufactured with good productivity and at low cost.

本発明のコンクリート用粗骨材は、中空部を有していることが好ましい。中空部が存在すると、コンクリート用粗骨材の比重を軽くすることができるため、コンクリートの軽量化が可能となる。また、コンクリート用粗骨材の中空部の容積割合を調整することにより比重調整が可能となり、生コンクリートにおけるコンクリート用粗骨材の分散性を向上させることが可能となる。したがって、比重調整の点では、図4に示した外形のコンクリート用粗骨材10Bを、中実の棒状の金属製柱状体から形成した中実の粗骨材とするよりも、パイプ状の金属製柱状体から形成した中空部を有する粗骨材とすることが好ましい。また、コンクリート用粗骨材10Bをパイプ状の金属製柱状体から形成する場合に、その両端部11a、11bの潰れた部分において粗骨材の内側が外側と完全に遮断されていてもよく、粗骨材の内側と外側が連通していてもよい。中空の粗骨材の内側と外側が連通した態様として、図5に示すように、中空の粗骨材10Cの側面に孔12を設けても良い。この孔12は、粗骨材10Cの外側から中空部へ僅かにモルタルが侵入するような程度の大きさが好ましい。中空部に侵入したモルタルもアンカー効果を発揮する。   The coarse aggregate for concrete of the present invention preferably has a hollow portion. When the hollow portion exists, the specific gravity of the coarse aggregate for concrete can be reduced, so that the weight of the concrete can be reduced. Further, the specific gravity can be adjusted by adjusting the volume ratio of the hollow portion of the coarse aggregate for concrete, and the dispersibility of the coarse aggregate for concrete in the ready-mixed concrete can be improved. Therefore, in terms of specific gravity adjustment, a pipe-shaped metal aggregate is used rather than a solid coarse aggregate formed of a solid rod-shaped metal columnar body for the concrete coarse aggregate 10B having the outer shape shown in FIG. It is preferable to use a coarse aggregate having a hollow portion formed from a columnar body. Further, when the coarse aggregate for concrete 10B is formed from a pipe-shaped metal columnar body, the inside of the coarse aggregate may be completely blocked from the outside at the crushed portions of both end portions 11a and 11b, The inside and the outside of the coarse aggregate may communicate with each other. As a mode in which the inside and the outside of the hollow coarse aggregate communicate with each other, a hole 12 may be provided on a side surface of the hollow coarse aggregate 10C as shown in FIG. The size of the hole 12 is preferably such that mortar slightly penetrates into the hollow portion from the outside of the coarse aggregate 10C. Mortar penetrating into the hollow part also exerts an anchor effect.

一方、粗骨材を中実にすることにより、圧縮強度を向上させることができ、高強度、超高強度コンクリート用の粗骨材として好ましいものとなる。   On the other hand, by making the coarse aggregate solid, the compressive strength can be improved, which is preferable as a coarse aggregate for high-strength and ultra-high-strength concrete.

本発明のコンクリート用粗骨材の外形としては、図6に示す粗骨材10Dのように、略四面体同士が1つの辺13bで結合している形状としてもよい。この粗骨材10Dでは、長手方向の中央部にアンカー部A3が形成されることになり、コンクリート用粗骨材10Dのアンカー効果がより強化することが期待される。なお、アンカー部A3の両側の四面体をそれぞれ中空とした場合に、これらの中空部同士はアンカー部A3で連通してもよく、遮断されていてもよい。   The outer shape of the coarse aggregate for concrete of the present invention may be a shape in which substantially tetrahedrons are connected to each other by one side 13b as in a coarse aggregate 10D shown in FIG. In the coarse aggregate 10D, the anchor portion A3 is formed at the center in the longitudinal direction, and it is expected that the anchor effect of the coarse aggregate 10D for concrete is further enhanced. When the tetrahedrons on both sides of the anchor part A3 are hollow, these hollow parts may communicate with each other at the anchor part A3 or may be blocked.

図7A、図7Bに示す粗骨材10Eのように、平面視において外郭線L1から中央部14に向かって凹んだ2以上の凹部15と該凹部15に対する凸部16、又は中央部14から外郭線に向かって突出した2以上の凸部16を有し、これら凸部16の先端部が同一平面にあり、中央部14の厚さが凹部15の端部又は凸部16の端部の厚さに比して厚い形状としてもよい。より具体的には、このコンクリート用粗骨材10Eは、図7Bに示す平面視において、放射状に配置された合計4つの凸部16と、隣り合う凸部16の間に形成された合計4つの凹部15を有する。ここで、外郭線L1とは、凸部16又は凸角の頂点を順次結んで形成される輪郭線をいう。   As shown in a coarse aggregate 10E shown in FIGS. 7A and 7B, two or more recesses 15 recessed from the outer line L1 toward the central portion 14 in plan view and a convex portion 16 corresponding to the concave portion 15 or an outer shape from the central portion 14. It has two or more protrusions 16 protruding toward the line, the tips of these protrusions 16 are on the same plane, and the thickness of the central portion 14 is the thickness of the end of the recess 15 or the end of the protrusion 16. The shape may be thicker than that. More specifically, the coarse aggregate 10E for concrete includes a total of four convex portions 16 radially arranged and a total of four convex portions 16 formed between adjacent convex portions 16 in a plan view shown in FIG. 7B. It has a recess 15. Here, the contour line L1 refers to a contour line formed by sequentially connecting the convex portions 16 or the vertices of the convex angles.

また、図7Cに示すA矢視図、即ち、凹部15側から見た側面図に示すように、この粗骨材10Eは、中央部14の厚さT1が凹部15の両側の端部15a又は凸部16の端部16aの厚さT2よりも厚くなっている。より具体的には、中央部14から凹部15の両方の端部15aにかけて(即ち、凸部16の端部16aにかけて)厚さが漸次薄くなっている。したがって、コンクリート内で粗骨材10Eを厚さの薄い端部15a、16aの方向(図7Cの上向き又は下向きの矢印方向)に移動させる力がかかっても、厚さの厚い中央部14がアンカー部として機能し、粗骨材10Eの移動を妨げる。よって、コンクリートのモルタル部分と粗骨材との付着力が高くなり、コンクリートにクラックが入りにくくなり、引張強度や曲げ強度が向上する。   7C, the coarse aggregate 10E has a thickness T1 of the central portion 14 at the end portions 15a on both sides of the concave portion 15, as shown in a side view seen from the concave portion 15 side. It is thicker than the thickness T2 of the end 16a of the convex portion 16. More specifically, the thickness is gradually reduced from the central portion 14 to both ends 15a of the concave portion 15 (that is, from the end portion 16a of the convex portion 16). Therefore, even if a force is applied to move the coarse aggregate 10E in the direction of the thin end portions 15a and 16a (the upward or downward arrow direction in FIG. 7C) in the concrete, the thick central portion 14 is anchored. It functions as a part and hinders movement of the coarse aggregate 10E. Therefore, the adhesive force between the mortar portion of the concrete and the coarse aggregate is increased, cracks are hardly formed in the concrete, and the tensile strength and the bending strength are improved.

図7Aに示した態様においても、上述と同様にコンクリート用粗骨材は中空でも中実でもよい。   Also in the embodiment shown in FIG. 7A, the coarse aggregate for concrete may be hollow or solid as described above.

図7Aに示したコンクリート用粗骨材10Eの製造方法は、その形成材料に応じて選択することができ、例えば、鋼材等の金属材料から形成する場合、板状、棒状、パイプ状等の金属材料を押し切り、成形するプレス加工をあげることがきる。   The method for manufacturing the coarse aggregate for concrete 10E shown in FIG. 7A can be selected according to the forming material. For example, when formed from a metal material such as steel, a metal such as a plate, a rod, or a pipe is used. It is possible to give press work to cut off and shape the material.

図8に示したコンクリート用粗骨材10Fは、図7Aに示したコンクリート用粗骨材10Eと同様に、放射状に配置された合計4つの凸部16と、隣り合う凸部16の間に形成された合計4つの凹部15を有し、中央部14の厚さが凹部15の両側の端部15a又は凸部16の端部16aの厚さよりも厚く、アンカー部として機能する。この中央部14の厚さの程度は図7Aに示したコンクリート用粗骨材10Eより厚く、中央部14は中空に形成されている。また、中央部14から凸部の先端部16aにかけて、放射状にリブ17が形成されている。リブ17の形成により、粗骨材10Fの圧縮や変形に対する強度を高めることができる。   The coarse aggregate for concrete 10F shown in FIG. 8 is formed between a total of four convex portions 16 arranged radially and the adjacent convex portions 16 like the coarse aggregate for concrete 10E shown in FIG. 7A. The central portion 14 is thicker than the end portions 15a on both sides of the concave portion 15 or the end portions 16a of the convex portions 16, and functions as an anchor portion. The thickness of the central portion 14 is thicker than the coarse aggregate 10E for concrete shown in FIG. 7A, and the central portion 14 is formed hollow. Further, ribs 17 are formed radially from the central portion 14 to the tip portion 16a of the convex portion. The formation of the ribs 17 can increase the strength of the coarse aggregate 10F against compression and deformation.

図8に示したコンクリート用粗骨材10Fは、2枚の金属板をそれぞれプレス成形し、接合することにより製造することができる。したがって、この粗骨材10Fはこれらのプレス成形物の繋ぎ目L2を有している。   The coarse aggregate 10F for concrete shown in FIG. 8 can be manufactured by press-forming and joining two metal plates. Therefore, the coarse aggregate 10F has a joint L2 of these press-formed products.

図9A〜図9Dに示したコンクリート用粗骨材10Gも、上述の粗骨材10E、10Fと同様に、放射状に配置された合計4つの凸部16と、隣り合う凸部16の間に形成された合計4つの凹部15を有し、中央部14の厚さが凹部15の両側の端部15a又は凸部16の端部16aの厚さよりも厚くなっている。また、粗骨材10Gは中空に形成されている。   The coarse aggregate for concrete 10G shown in FIGS. 9A to 9D is also formed between a total of four convex portions 16 arranged radially and the adjacent convex portions 16 similarly to the coarse aggregates 10E and 10F described above. The central portion 14 is thicker than the end portions 15 a on both sides of the concave portion 15 or the end portions 16 a of the convex portions 16. The coarse aggregate 10G is formed hollow.

このコンクリート用粗骨材10Gは、図10に示すように、金属パイプ1をプレス加工により所定間隔で押し切ることにより、金属パイプ1の両端の開口部2が閉じた矩形状の小片3とし、それを4つの側辺側から押し込み、凹部15を形成することにより製造することができる。   As shown in FIG. 10, the concrete coarse aggregate 10G is formed by pressing the metal pipe 1 at predetermined intervals by pressing to form rectangular small pieces 3 with openings 2 at both ends of the metal pipe 1 closed. Is pressed in from four sides to form the concave portion 15.

平面視において複数の凸部16の先端部が同一平面にあり、中央部14の厚さが凹部15の端部又は凸部16の先端部の厚さに比して厚い態様の本発明のコンクリート用粗骨材はさらに種々の形状をとることができ、複数の凸部又は凹部を有する限り、それらの数に特に制限はない。例えば、図11に示すコンクリート用粗骨材10Hのように、凹部15と凸部16をそれぞれ5つずつ有していてもよく、さらに凸部16又は凹部15の数を増やしてもよい。   The concrete of the present invention in which the tips of the plurality of projections 16 are on the same plane in a plan view and the thickness of the central portion 14 is thicker than the thickness of the end of the recess 15 or the tip of the projection 16. The coarse aggregate for use can further take various shapes, and the number thereof is not particularly limited as long as it has a plurality of convex portions or concave portions. For example, as in a coarse aggregate for concrete 10H shown in FIG. 11, five concave portions 15 and five convex portions 16 may be provided, and the number of the convex portions 16 or the concave portions 15 may be increased.

一方、図12A及び図12Bに示すコンクリート用粗骨材10Iのように平面視で2つの凹部3と4つの凸部4を有する形状としてもよく、図13A及び図13Bに示すコンクリート用粗骨材10Jのように平面視で2つの凸部16を有する形状としてもよい。このように凹部15又は凸部16の数を減らすと個々のコンクリート用粗骨材がコンクリート内で移動しにくい方向は限定的になるが、多数のコンクリート用粗骨材がコンクリート内でランダムに分散していると、いずれの方向にも引張強度等の強度が向上する。   On the other hand, a coarse aggregate for concrete 10I shown in FIGS. 12A and 12B may have a shape having two concave portions 3 and four convex portions 4 in plan view, and may be a coarse aggregate for concrete shown in FIGS. 13A and 13B. A shape having two projections 16 in plan view, such as 10J, may be used. When the number of the concave portions 15 or the convex portions 16 is reduced in this manner, the direction in which the individual coarse aggregate for concrete is difficult to move in the concrete is limited, but a large number of coarse aggregates for concrete are randomly dispersed in the concrete. In this case, the strength such as the tensile strength is improved in any direction.

図7A〜図13Bに示した粗骨材10E〜10Jにおいても、その内部を中空にしても中実にしてもよく、中空にした場合には、粗骨材とモルタルとの密着性を向上させるために、例えば、図14A及び図14Bに示すコンクリート用粗骨材10Kのように、その表面と中空の内部とを連通させる孔12を設けてもよい。このような孔12を複数有する粗骨材は、例えばパンチングメッシュを用いて容易に製造することができる。   Also in the coarse aggregates 10E to 10J shown in FIGS. 7A to 13B, the inside may be hollow or solid, and if hollow, the adhesion between the coarse aggregate and the mortar is improved. For this purpose, for example, a hole 12 for communicating the surface with the hollow interior may be provided like a coarse aggregate for concrete 10K shown in FIGS. 14A and 14B. Such a coarse aggregate having a plurality of holes 12 can be easily manufactured using, for example, a punching mesh.

(粗骨材の形成素材)
本発明のコンクリート用粗骨材は、様々な金属材料から形成することができ、例えば、鉄、アルミニウム、チタン、銅、ステンレススチール等から形成することができる。また、金属製の粗骨材の耐腐食性を向上させるために、表面や必要に応じて中空部内面に各種プラスチックのコーティング被膜を形成してもよく、その金属材料の酸化物皮膜を形成してもよい。これらは公知の手法で形成することができる。
(Coarse aggregate forming material)
The coarse aggregate for concrete of the present invention can be formed from various metal materials, for example, iron, aluminum, titanium, copper, stainless steel and the like. Also, in order to improve the corrosion resistance of the coarse metal aggregate, a coating film of various plastics may be formed on the surface and, if necessary, the inner surface of the hollow portion, and an oxide film of the metal material may be formed. You may. These can be formed by a known method.

特に、本発明のコンクリート用粗骨材は、鉄などの磁性体から形成することが好ましい。これにより、コンクリート用粗骨材自体や、コンクリート用粗骨材を含む各種コンクリート製品を、電磁石を利用して搬送することができる。また、各種コンクリート製品の製造時に、電磁石を利用して、コンクリート内におけるコンクリート用粗骨材の存在位置をコントロールすることができる。例えば、弱い曲げ強度を示す領域にコンクリート用粗骨材の存在量を他の領域よりも多くすることができる。   In particular, the coarse aggregate for concrete of the present invention is preferably formed from a magnetic material such as iron. Thereby, the coarse aggregate for concrete itself and various concrete products including the coarse aggregate for concrete can be transported using the electromagnet. Further, at the time of manufacturing various types of concrete products, the position of the coarse aggregate for concrete in the concrete can be controlled by using an electromagnet. For example, the amount of the coarse aggregate for concrete can be increased in a region exhibiting low bending strength as compared with other regions.

(粗骨材の表面への金属粒の溶着)
本発明では、上述したいずれの形状においても、粗骨材とモルタルとの密着性を向上させるため、その表面の一部又は全部、好ましくは全部に各種溶接のスパッタ現象により生じる溶融金属滴を付着させ、該表面に溶着した金属粒で該表面を荒らすスパッタ法等を採用することができる。
(Welding of metal particles on the surface of coarse aggregate)
In the present invention, in any of the above-mentioned shapes, in order to improve the adhesion between the coarse aggregate and the mortar, a part or all of the surface thereof, and preferably, a molten metal droplet generated by a spattering phenomenon of various weldings is attached. Then, a sputtering method or the like in which the surface is roughened by metal particles deposited on the surface can be employed.

中でも、粗骨材を構成する金属の表面に、電極を用いてアーク放電を行うことにより該電極から生じる溶融金属滴を付着させるスパッタ法を行うことが好ましい。これにより、粗骨材には、例えば図15に示すように、溶融金属滴の付着により表面全体に多数の金属粒Qが溶着する。そして、このように表面全体に金属粒Qが溶着した粗骨材を使用したコンクリートは、引張強度が飛躍的に向上する。また、アーク放電によりこのような金属粒Qを粗骨材の表面に溶着させることは高い生産性で安価に行うことができる。   Above all, it is preferable to perform a sputtering method in which an arc discharge is performed by using an electrode on a surface of a metal constituting the coarse aggregate to cause a molten metal droplet generated from the electrode to adhere. As a result, a large number of metal particles Q are deposited on the entire surface of the coarse aggregate due to adhesion of molten metal droplets, as shown in FIG. And the concrete using the coarse aggregate in which the metal particles Q are welded to the entire surface as described above has a remarkably improved tensile strength. In addition, welding such metal particles Q to the surface of the coarse aggregate by arc discharge can be performed at high productivity and at low cost.

アーク放電を行うスパッタ法で粗骨材の表面に溶融金属滴を付着させる場合の具体的な方法としては、アーク放電を行う前に、粗骨材を構成する金属を予め所定形状に製造し、その後アーク放電を行う方法とすることができる。この場合の所定形状としては、例えば、上述の中空の四面体形状、又は四面体同士が1つの辺で結合した形状等を挙げることができ、粗骨材を構成する金属を予め所定形状に製造する工程としては、金属パイプに所定間隔(例えば、20〜50mm)を空けて互いにずれた方向からプレス加工で塑性変形又は押し切りを行うことにより略四面体又は略四面体同士が1つの辺で結合した形状を製造する工程を挙げることができる。ここで、所定間隔を空けたプレス加工部分の向きは、45度から90度ずらすことが好ましい。   As a specific method of attaching a molten metal droplet to the surface of the coarse aggregate by a sputtering method of performing an arc discharge, before performing the arc discharge, a metal constituting the coarse aggregate is manufactured in a predetermined shape in advance, Thereafter, a method of performing arc discharge can be adopted. Examples of the predetermined shape in this case include the above-described hollow tetrahedron shape or a shape in which the tetrahedrons are joined together on one side, and the metal constituting the coarse aggregate is manufactured in a predetermined shape in advance. In the step of forming, substantially tetrahedrons or substantially tetrahedrons are joined together on one side by performing plastic deformation or press-cutting by pressing on metal pipes at predetermined intervals (for example, 20 to 50 mm) from mutually displaced directions. A step of producing a shaped shape. Here, it is preferable that the directions of the press-processed portions at predetermined intervals are shifted from 45 degrees to 90 degrees.

この場合のアーク放電は、例えば、図19に示すように、断面U字型の炉31の壁面にマイナス電極を接続し、上部の電極板32にもマイナス電極を接続し、内部にプラスの電極棒33を設置し、炉31に粗骨材を構成する金属30を入れ、炉31を矢印のように揺動させながら、電極棒33と電極板32でスパークさせ、電極棒33が溶融金属滴34を、粗骨材を構成する金属30に付着させることにより行う。このとき炉31を加熱することが好ましい。また、断面U字型の炉31に代えて筒型の回転炉を使用し、回転炉を回転させながら、同様に炉内で電極棒とマイナス電極をスパークさせ、炉内の粗骨材を構成する金属に溶融金属滴を付着させてもよい。   In this case, for example, as shown in FIG. 19, a negative electrode is connected to a wall of a furnace 31 having a U-shaped cross section, a negative electrode is also connected to an upper electrode plate 32, and a positive electrode is internally provided. A rod 33 is installed, the metal 30 constituting the coarse aggregate is put in the furnace 31, and the furnace 31 is swung as indicated by an arrow, and sparks are generated by the electrode rod 33 and the electrode plate 32. 34 is performed by adhering to the metal 30 constituting the coarse aggregate. At this time, it is preferable to heat the furnace 31. Further, a cylindrical rotary furnace was used in place of the furnace 31 having a U-shaped cross section, and the electrode rod and the negative electrode were similarly sparked in the furnace while rotating the rotary furnace to form coarse aggregate in the furnace. Molten metal droplets may adhere to the metal to be formed.

また、アーク放電を行うスパッタ法で粗骨材の表面に溶融金属滴を付着させる場合の具体的な方法として、複数本の金属製柱状体を平面状に並置し、互いに接触させながら金属製柱状体を回転させ、それらの表面全体に、アーク放電により電極から生じる溶融金属滴を付着させ、それにより表面に金属粒が付着した金属製柱状体を形成し、その金属製柱状物に所定間隔をあけてプレス加工を行い、粗骨材を所定形状としてもよい。この場合、粗骨材を所定形状に製造する工程は上述と同様にすることができ、例えば、溶融金属滴による金属粒が付着した金属パイプに、所定間隔を空けて互いにずれた方向からプレス加工で塑性変形又は押し切りを行うことにより、略四面体又は略四面体同士が1つの辺で結合した形状に粗骨材を製造する工程を挙げることができる。   In addition, as a specific method for attaching molten metal droplets to the surface of the coarse aggregate by a sputtering method that performs arc discharge, a plurality of metal pillars are juxtaposed in a plane and the metal pillars are brought into contact with each other. The body is rotated, and molten metal droplets generated from the electrodes by the arc discharge adhere to the entire surface thereof, thereby forming a metal column having metal particles adhered to the surface, and forming a predetermined interval between the metal columns. Opening may be performed to form the coarse aggregate into a predetermined shape. In this case, the process of manufacturing the coarse aggregate into a predetermined shape can be performed in the same manner as described above. For example, a metal pipe to which metal particles are adhered by molten metal droplets is pressed at a predetermined interval from directions shifted from each other. By performing plastic deformation or press-cutting in step (a), a step of producing a coarse aggregate into a shape in which substantially tetrahedrons or substantially tetrahedrons are joined together on one side can be mentioned.

必要に応じ、コンクリート用粗骨材の表面に弱く付着した金属粒を除去してもよく、また、表面を、付着量を損なわない範囲でならしてもよい。   If necessary, metal particles that have weakly adhered to the surface of the coarse aggregate for concrete may be removed, and the surface may be smoothed as long as the amount of adhesion is not impaired.

これらの突起又は凹み等の凹凸の大きさは、特に制限はないが、生コンクリートのポンプ圧送を阻害しないような大きさが好ましい。   The size of these projections or depressions is not particularly limited, but is preferably a size that does not hinder the pumping of the ready-mixed concrete.

本発明のコンクリート用粗骨材は、従来のコンクリートの配合組成における粗骨材の一部又は全部に代替することができる。本発明のコンクリート用粗骨材は鉄筋コンクリートにも適用することができる。以下、本発明のコンクリート用粗骨材を使用したコンクリートについて説明する。   The coarse aggregate for concrete of the present invention can be replaced by a part or all of the coarse aggregate in the conventional concrete composition. The coarse aggregate for concrete of the present invention can also be applied to reinforced concrete. Hereinafter, concrete using the coarse aggregate for concrete of the present invention will be described.

本発明のコンクリートは、少なくともセメント、細骨材、前述した本発明のコンクリート用粗骨材を含有する。セメントとしては、JIS R5210「ポルトランドセメント」、JIS R5211「高炉セメント」、JIS R5212「シリカセメント」、JIS R5213「フライアッシュセメント」、JIS R5214「エコセメント」などを適宜適用することができる。   The concrete of the present invention contains at least cement, fine aggregate, and the above-described coarse aggregate for concrete of the present invention. As the cement, JIS R5210 “Portland cement”, JIS R5211 “Blast furnace cement”, JIS R5212 “Silica cement”, JIS R5213 “Fly ash cement”, JIS R5214 “Eco cement” and the like can be applied as appropriate.

細骨材は、JIS A 1102に準拠して分類されたものであり、具体的には、10mm網ふるいを全部通り、5mm網ふるいを質量で85%以上通る骨材であり、通常2mm以下の粒径を有する骨材である。   The fine aggregate is classified according to JIS A 1102. Specifically, the fine aggregate is an aggregate that passes through a 10 mm net sieve and passes at least 85% by mass of a 5 mm net sieve, and usually has a size of 2 mm or less. It is an aggregate having a particle size.

コンクリート配合における主要材料の質量割合は、セメント:細骨材:粗骨材=1:2〜3:4〜6が一般的であるが、コンクリートの用途等に応じて変動する。更に、水や一般的なコンクリートやモルタルの製造時に使用される増粘剤、減水剤、凝結促進剤等を適宜含有することができる。   The mass ratio of the main material in the concrete mixture is generally cement: fine aggregate: coarse aggregate = 1: 2 to 3: 4 to 6, but varies depending on the use of the concrete. Furthermore, water, a thickener, a water reducing agent, a setting accelerator and the like used in the production of general concrete and mortar can be appropriately contained.

本発明のコンクリート用粗骨材の好ましい適用例としては、コンクリートプレキャスト製品、例えば、圧縮や曲げに対して弱い従来の発泡型又は軽量骨材型の軽量鉄筋コンクリート板に代わり、圧縮や曲げに対して強い軽量鉄筋コンクリート板が挙げられる。また、鉄筋を使用しないコンクリート構造物(例えば、ダム壁、地面に直に敷設される道路、建造物のベタ基礎、舗装広場等)にも好ましく適用できる。特殊な適用例としては、地面から離れた位置に設置される高速道路の鉄筋コンクリート床版等に好ましく適用できる。   Preferred examples of application of the coarse aggregate for concrete of the present invention include concrete precast products, such as conventional foam-type or lightweight aggregate-type lightweight reinforced concrete plates which are vulnerable to compression and bending. Strong lightweight reinforced concrete plates. Further, the present invention can be preferably applied to a concrete structure that does not use a reinforcing bar (for example, a dam wall, a road directly laid on the ground, a solid foundation of a building, a pavement square, and the like). As a special application example, the present invention can be preferably applied to a reinforced concrete slab of a highway installed at a position away from the ground.

本発明のコンクリート用粗骨材を適用した軽量鉄筋コンクリート板や鉄筋コンクリート床版等のプレキャストコンクリート製品は、所定のサイズのパネルとなっており、パネル単位で搬送・設置される。また、壁や道路の補修のためにパネル単位で撤去される。このため、本発明のコンクリート用粗骨材を磁性材料から構成した場合には、パネルを電磁石に引きつけて搬送、設置、撤去することが可能となり、作業性が向上する。   Precast concrete products, such as lightweight reinforced concrete plates and reinforced concrete floor slabs, to which the coarse aggregate for concrete of the present invention is applied are formed into panels of a predetermined size, and are transported and installed in panel units. It will also be removed on a panel basis to repair walls and roads. For this reason, when the coarse aggregate for concrete of the present invention is made of a magnetic material, the panel can be attracted to the electromagnet, transported, installed, and removed, thereby improving workability.

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.

比較例1
次の配合でコンクリートを調製し、ミキサーで混練(5.5L)し、φ10×20cmの型枠及び10×10×40cmの型枠を用いてそれぞれ成形し、材齢1日で脱型後材齢28日まで水中で養生することにより供試体を作製し、JIS A 1108(コンクリートの圧縮強度試験方法)及びJIS A 1113(コンクリートの割裂引張強度試験方法)に準じて圧縮強度及び割裂引張強度を算出した。その結果、圧縮強度は28.33N/mm2、引張強度は2.23N/mm2、引張強度と圧縮強度の比は0.08であった。
Comparative Example 1
Concrete was prepared with the following composition, kneaded (5.5 L) with a mixer, molded using a formwork of φ10 × 20 cm and a formwork of 10 × 10 × 40 cm. Specimens are prepared by curing in water for up to 28 days, and the compressive strength and split tensile strength are calculated according to JIS A 1108 (test method for compressive strength of concrete) and JIS A 1113 (test method for splitting tensile strength of concrete). did. As a result, the compression strength was 28.33 N / mm 2 , the tensile strength was 2.23 N / mm 2 , and the ratio between the tensile strength and the compressive strength was 0.08.

[配合]
セメント:111L/m3(350kg/m3
水:175L/m3(175kg/m3
細骨材:287L/m3(746kg/m3
粗骨材(砕石):407L/m3(1079kg/m3
[Formulation]
Cement: 111 L / m 3 (350 kg / m 3 )
Water: 175 L / m 3 (175 kg / m 3 )
Fine aggregate: 287 L / m 3 (746 kg / m 3 )
Coarse aggregate (crushed stone): 407 L / m 3 (1079 kg / m 3 )

比較例2
粗骨材として鉄製パイプ(直径15mm)をプレス加工で長さ30mmずつに互い違いの方向から押し切り、四面体形状の中空の鉄製粗骨材を製造した。粗骨材としてこの鉄製粗骨材を使用する以外は比較例1と同様にして次の配合でコンクリートを調製し、供試体を作製し、圧縮強度試験及び割裂引張強度試験を行った。その結果、圧縮強度は比較例1と同等であったが、引張強度と圧縮強度比は0.16となり、圧縮強度に対する引張強度の比が向上していた。
Comparative Example 2
As a coarse aggregate, an iron pipe (diameter: 15 mm) was pressed into a length of 30 mm from alternate directions by press working to produce a tetrahedral hollow iron coarse aggregate. Concrete was prepared with the following composition in the same manner as in Comparative Example 1 except that this iron coarse aggregate was used as a coarse aggregate, a specimen was prepared, and a compressive strength test and a split tensile strength test were performed. As a result, although the compressive strength was equivalent to that of Comparative Example 1, the ratio of the tensile strength to the compressive strength was 0.16, and the ratio of the tensile strength to the compressive strength was improved.

[配合]
セメント:111L/m3(350kg/m3
水:175L/m3(175kg/m3
細骨材:296L/m3(770kg/m3
粗骨材(実施例1の粗骨材):398L/m3(1898kg/m3
[Formulation]
Cement: 111 L / m 3 (350 kg / m 3 )
Water: 175 L / m 3 (175 kg / m 3 )
Fine aggregate: 296 L / m 3 (770 kg / m 3 )
Coarse aggregate (coarse aggregate of Example 1): 398 L / m 3 (1898 kg / m 3 )

実施例1
比較例2の四面体形状の鉄製粗骨材に対し、鉄製電極を用いてアーク放電を行い、鉄製粗骨材の表面全体に溶融金属滴を付着させ、金属粒を溶着させた。この写真を図16に示す。この金属粒を溶着させたものを粗骨材として使用する以外は比較例1と同様にして次の配合でコンクリートを調製し、供試体を作製し、圧縮強度試験及び割裂引張強度試験を行った。その結果、圧縮強度は比較例2と同程度であったが、引張強度が2.63N/mm2と向上していた。
Example 1
Arc discharge was performed on the tetrahedral coarse iron aggregate of Comparative Example 2 using an iron electrode, and molten metal droplets were adhered to the entire surface of the coarse iron aggregate to deposit metal particles. This photograph is shown in FIG. A concrete was prepared with the following composition in the same manner as in Comparative Example 1 except that the welded metal particles were used as a coarse aggregate, a specimen was prepared, and a compression strength test and a split tensile strength test were performed. . As a result, the compression strength was almost the same as that of Comparative Example 2, but the tensile strength was improved to 2.63 N / mm 2 .

[配合]
セメント:111L/m3(350kg/m3
水:175L/m3(175kg/m3
細骨材:353L/m3(918kg/m3
粗骨材(実施例2の粗骨材):341L/m3(1545kg/m3
[Formulation]
Cement: 111 L / m 3 (350 kg / m 3 )
Water: 175 L / m 3 (175 kg / m 3 )
Fine aggregate: 353 L / m 3 (918 kg / m 3 )
Coarse aggregate (coarse aggregate of Example 2): 341 L / m 3 (1545 kg / m 3 )

実施例2
実施例1の金属粒を溶着させた粗骨材よりも、その形成材料とする鉄製パイプを太径とし、粗骨材の長さも大きくする以外は実施例1と同様にして金属粒が溶着した粗骨材を作製した。この写真を図17に示す。なお、実施例で示す各写真は同様の撮影条件で撮ったものである。
Example 2
Metal grains were welded in the same manner as in Example 1 except that the iron pipe used as the material for forming the coarse aggregate and the length of the coarse aggregate were larger than the coarse aggregate obtained by welding the metal grains of Example 1. Coarse aggregate was produced. This photograph is shown in FIG. Each photograph shown in the examples was taken under the same photographing conditions.

粗骨材としてこれを用い、混練り量を3.5Lとする以外は比較例1と同様にして次の配合でコンクリートを調製し、供試体を作製し、圧縮強度試験及び割裂引張強度試験を行った。その結果、引張強度が3.08N/mm2と向上していた。 Using this as a coarse aggregate, a concrete was prepared with the following composition in the same manner as in Comparative Example 1 except that the kneading amount was changed to 3.5 L, a specimen was prepared, and a compression strength test and a split tensile strength test were performed. went. As a result, the tensile strength was improved to 3.08 N / mm 2 .

[配合]
セメント:111L/m3(350kg/m3
水:175L/m3(175kg/m3
細骨材:167L/m3(453kg/m3
粗骨材(実施例3の粗骨材):360L/m3(1550kg/m3
[Formulation]
Cement: 111 L / m 3 (350 kg / m 3 )
Water: 175 L / m 3 (175 kg / m 3 )
Fine aggregate: 167 L / m 3 (453 kg / m 3 )
Coarse aggregate (coarse aggregate of Example 3): 360 L / m 3 (1550 kg / m 3 )

実施例3
実施例2の金属粒を溶着させた粗骨材に対して、同様の径の鉄製パイプを使用し、粗骨材の長さをさらに長くし、表面にプレス加工により押し跡をつけ、その後にアーク放電を行うことにより金属粒が溶着した粗骨材を作製した。この写真を図18に示す。
Example 3
For the coarse aggregate to which the metal particles of Example 2 were welded, the length of the coarse aggregate was further increased by using an iron pipe having the same diameter, and a press mark was formed on the surface by pressing, and thereafter, By performing arc discharge, a coarse aggregate to which metal particles were welded was produced. This photograph is shown in FIG.

粗骨材としてこれを用いる以外は実施例2と同様にして次の配合でコンクリートを調製し、供試体を作製し、圧縮強度試験及び割裂引張強度試験を行った。その結果、圧縮強度が31.91N/mm2、引張強度が3.93N/mm2と大きく向上していた。 Except for using this as a coarse aggregate, a concrete was prepared with the following composition in the same manner as in Example 2, a specimen was prepared, and a compressive strength test and a split tensile strength test were performed. As a result, compressive strength 31.91N / mm 2, the tensile strength was improved significantly with 3.93N / mm 2.

本発明のコンクリート用粗骨材は、従前の砕石、砂利等の粗骨材に対し、コンクリートの引張強度を顕著に高めることができ、圧縮強度も同等以上にすることができ、さらに、この粗骨材は生産性高く安価に得ることができるので、建築資材として有用となる。   The coarse aggregate for concrete of the present invention can remarkably increase the tensile strength of concrete and the compressive strength can be made equal to or more than conventional coarse aggregates such as crushed stone and gravel. Aggregate is useful as a building material because it can be obtained at high productivity and at low cost.

1 金属パイプ又は鉄製パイプ
2 開口部
3 小片
10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10J、10K コンクリート用粗骨材
11a、11b 端部
12 孔
13a、13b 辺
14 中央部
15 凹部
16 凸部
17 リブ
18 側面
30 粗骨材を構成する金属
31 炉
32 電極板
33 電極棒
34 溶融金属滴
L1 外郭線
L2 繋ぎ目
A1、A2、A3 アンカー部
B1、B2 引張方向
Q 金属粒
T1 中央部の厚さ
T2 端部の厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal pipe or iron pipe 2 Opening 3 Small pieces 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10I, 10J, 10K Coarse aggregate for concrete 11a, 11b End 12 Hole 13a, 13b Side 14 Center Part 15 Concave part 16 Convex part 17 Rib 18 Side surface 30 Metal 31 constituting coarse aggregate Furnace 32 Electrode plate 33 Electrode rod 34 Molten metal droplet L1 Outer line L2 Joint A1, A2, A3 Anchor part B1, B2 Tensile direction Q Metal Grain T1 Thickness at center T2 Thickness at end

Claims (18)

金属製のコンクリート用粗骨材であって、表面に溶融金属滴による金属粒が溶着している粗骨材。   Coarse aggregate for metal concrete, the surface of which is coated with metal particles by molten metal droplets. 粗骨材が強磁性体である請求項1記載のコンクリート用粗骨材。   The coarse aggregate for concrete according to claim 1, wherein the coarse aggregate is a ferromagnetic material. 強磁性体が粗骨材が鉄である請求項2記載のコンクリート用粗骨材。   The coarse aggregate for concrete according to claim 2, wherein the ferromagnetic material is iron. 粗骨材が、所定長の柱状体の両端部が潰れ、該両端部のそれぞれから中央部に向かって厚みが大きくなっている形状を有する請求項1〜3のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材。   The coarse aggregate for concrete according to any one of claims 1 to 3, wherein the coarse aggregate has a shape in which both ends of a columnar body having a predetermined length are crushed, and the thickness increases from each of the both ends toward the center. aggregate. 粗骨材が、筒体の両端が互い違いに閉じた形状を有する請求項1〜4のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材。   The coarse aggregate for concrete according to any one of claims 1 to 4, wherein the coarse aggregate has a shape in which both ends of the cylindrical body are alternately closed. 粗骨材が、略四面体形状を有する請求項4記載のコンクリート用粗骨材。   The coarse aggregate for concrete according to claim 4, wherein the coarse aggregate has a substantially tetrahedral shape. 粗骨材が、略四面体同士が1つの辺で結合している形状を有する請求項1〜4のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材。   The coarse aggregate for concrete according to any one of claims 1 to 4, wherein the coarse aggregate has a shape in which substantially tetrahedrons are joined at one side. 粗骨材が、平面視において外郭線から中央部に向かって凹んだ2以上の凹部と該凹部に対する凸部、又は中央部から外郭線に向かって突出した2以上の凸部を有し、これら凸部の先端部が同一平面にあり、中央部の厚さが凹部の端部又は凸部の端部の厚さに比して厚い形状を有する請求項1〜4のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材。   Coarse aggregate has two or more recesses recessed from the outer line toward the central portion in plan view and a convex portion corresponding to the concave portion, or two or more convex portions projecting from the central portion toward the outer line, and The concrete according to any one of claims 1 to 4, wherein the tip of the projection is in the same plane, and the thickness of the center is thicker than the thickness of the edge of the recess or the edge of the projection. For coarse aggregate. 中央部から凸部の端部にかけて厚さが漸次薄くなっている請求項8記載のコンクリート用粗骨材。   The coarse aggregate for concrete according to claim 8, wherein the thickness gradually decreases from the center to the end of the projection. 金属製のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、該粗骨材を構成する金属の表面に、電極を用いてアーク放電を行うことにより該電極から生じる溶融金属滴を付着させることを特徴とする製造方法。   A method for producing a coarse aggregate for metal concrete, wherein a molten metal droplet generated from the electrode is caused to adhere to a surface of a metal constituting the coarse aggregate by performing arc discharge using an electrode. Manufacturing method. 請求項10記載のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、アーク放電を行う前に、粗骨材を構成する金属を所定形状に製造する方法。   The method for producing a coarse aggregate for concrete according to claim 10, wherein a metal constituting the coarse aggregate is formed into a predetermined shape before arc discharge is performed. 請求項11記載のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、粗骨材を構成する金属を所定形状に製造する工程において、金属パイプに所定の間隔をあけて互いにずれた方向からプレス加工で塑性変形又は押し切りを行うことにより略四面体又は略四面体同士が1つの辺で結合した形状を製造する方法。   The method for producing a coarse aggregate for concrete according to claim 11, wherein in a step of manufacturing a metal constituting the coarse aggregate into a predetermined shape, the metal pipes are pressed at predetermined intervals from directions shifted from each other. A method for producing a shape in which substantially tetrahedrons or substantially tetrahedrons are joined together on one side by performing plastic deformation or press-cutting. 請求項12記載のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、粗骨材を構成する金属を所定形状に製造する工程において、所定の間隔をあけて約90度ずれた方向から金属パイプを塑性変形させながら押し切ることにより粗骨材を構成する金属を略四面体形状に製造する方法。   13. The method for producing a coarse aggregate for concrete according to claim 12, wherein, in the step of manufacturing the metal constituting the coarse aggregate into a predetermined shape, the metal pipe is formed from a direction shifted by about 90 degrees at predetermined intervals. A method of producing a metal constituting a coarse aggregate into a substantially tetrahedral shape by cutting off while deforming. 請求項10記載のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、粗骨材を構成する金属にアーク放電を行うことにより該金属に溶融金属滴を付着させ、その後に該金属を所定形状に製造する方法。   The method for producing a coarse aggregate for concrete according to claim 10, wherein the metal constituting the coarse aggregate is subjected to arc discharge to cause molten metal droplets to adhere to the metal, and then the metal is formed into a predetermined shape. how to. 請求項14記載のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、複数本の金属製柱状物を並置し、互いに接触させながら金属製柱状物を回転させ、それらの表面全体に、アーク放電により電極から生じる溶融金属滴を付着させ、それにより表面に金属粒が付着した金属製柱状物を形成し、その金属製柱状物に所定間隔をあけてプレス加工を行うことにより粗骨材を所定形状に製造する方法。   The method for producing a coarse aggregate for concrete according to claim 14, wherein a plurality of metal pillars are juxtaposed, and the metal pillars are rotated while being in contact with each other. The molten metal droplets generated from the above are adhered, thereby forming a metal column having metal particles adhered to the surface, and pressing the metal column at predetermined intervals to form the coarse aggregate into a predetermined shape. How to make. 請求項15記載のコンクリート用粗骨材の製造方法であって、金属製柱状物として金属パイプを使用し、溶融金属滴による金属粒が付着した金属パイプに、所定間隔をあけて互いにずれた方向からプレス加工で塑性変形又は押し切りを行うことにより、略四面体又は略四面体同士が1つの辺で結合した形状のコンクリート用粗骨材を製造する方法。   The method for producing a coarse aggregate for concrete according to claim 15, wherein a metal pipe is used as the metal column, and the metal pipes to which the metal particles are attached by the molten metal droplets are separated from each other at a predetermined interval. A method of producing a coarse aggregate for concrete having a shape in which substantially tetrahedrons or substantially tetrahedrons are joined together on one side by performing plastic deformation or push-cutting by press working. 少なくともセメント、細骨材、及び請求項1〜9のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材を含有するコンクリート。   Concrete containing at least cement, fine aggregate, and coarse aggregate for concrete according to any one of claims 1 to 9. 請求項2〜9記載のコンクリート用粗骨材を含有するプレキャストコンクリート製品の搬送方法であって、電磁石を作動させてプレキャストコンクリート製品を引きつけ、そのまま所定の場所に搬送し、電磁石を解除してプレキャストコンクリート製品を所定の場所に設置する搬送方法。   A method for transporting a precast concrete product containing coarse aggregate for concrete according to claims 2 to 9, wherein the electromagnet is actuated to attract the precast concrete product, transported to a predetermined place as it is, and release the electromagnet to release the precast concrete product. A method of transporting concrete products at a predetermined location.
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