JP2021187731A - Fiber-reinforced concrete capable of recycling material, and recycling method thereof - Google Patents
Fiber-reinforced concrete capable of recycling material, and recycling method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021187731A JP2021187731A JP2021019707A JP2021019707A JP2021187731A JP 2021187731 A JP2021187731 A JP 2021187731A JP 2021019707 A JP2021019707 A JP 2021019707A JP 2021019707 A JP2021019707 A JP 2021019707A JP 2021187731 A JP2021187731 A JP 2021187731A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reinforced concrete
- fiber reinforced
- fiber
- recycling
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 54
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 43
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims description 21
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims description 12
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 8
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 239000011178 precast concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
本発明は、材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート及びそのリサイクル方法に関する。 The present invention relates to a fiber reinforced concrete capable of recycling materials and a method for recycling the same.
繊維補強材を混入した繊維補強コンクリートとして、特許文献1に開示されたものがある。この特許文献1に開示された繊維補強コンクリートは、セメント、ポゾラン質微粉末、骨材、水、及び減衰剤を含む配合物の硬化体に、更にステンレス鋼繊維及び/又はアモルファス金属繊維を混入したコンクリートである。
As a fiber reinforced concrete mixed with a fiber reinforcing material, there is one disclosed in
このステンレス鋼繊維を混入した繊維補強コンクリートは、引張力に弱いというコンクリートの特性を鋼繊維の繊維架橋効果によって補完することで、コンクリートの構造性能を高めることができる材料である。 The fiber-reinforced concrete mixed with stainless steel fibers is a material that can enhance the structural performance of concrete by complementing the characteristic of concrete that it is weak in tensile force by the fiber cross-linking effect of steel fibers.
しかしながら、前記従来の繊維補強コンクリートでは、その優れた特性ゆえに、鋼繊維とセメント硬化体の分離が極めて難しく、供用済み後の繊維補強コンクリートは、最終処分場へ運搬し、埋立処分するしかないのが現状である。また、セメント(モルタル)の原料となる石灰石の資源には限りがあるため、繊維補強材を混入した繊維補強コンクリートのリサイクル技術の開発が所望されている。 However, in the conventional fiber reinforced concrete, it is extremely difficult to separate the steel fiber and the cement hardened body due to its excellent properties, and the fiber reinforced concrete after the service has to be transported to the final disposal site and disposed of by landfill. Is the current situation. Further, since the resources of limestone, which is a raw material of cement (mortar), are limited, it is desired to develop a recycling technique for fiber reinforced concrete mixed with fiber reinforced concrete.
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、供用中は建材として必要な材料特性を発揮しつつ、供用済み後は分離再生ができる材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート及びそのリサイクル方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a fiber reinforced concrete capable of recycling a material that can be separated and recycled after being in service while exhibiting material properties required as a building material during operation. And its recycling method.
本発明の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリートは、セメント、混和材料、水の一部又はすべてからなる結合剤に、細骨材、粗骨材、混和材料といった材料の一部或いは全部を添加して構成した配合物の硬化体に、更に融点の低い金属製の繊維補強材を混入したことを特徴とする。 The recyclable fiber reinforced concrete of the present invention is prepared by adding a part or all of materials such as fine aggregate, coarse aggregate and admixture to a binder consisting of cement, admixture, part or all of water. It is characterized in that a metal fiber reinforcing material having a lower melting point is further mixed into the cured product of the composition.
また、本発明の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリートのリサイクル方法は、融点の低い金属製の繊維補強材を混入した繊維補強コンクリートからなるコンクリート構造物の供用済み後のリサイクル方法であって、まず、前記供用済みコンクリート構造物の繊維補強コンクリートを解体し、次に、前記解体した繊維補強コンクリートを低温で加熱処理して前記融点の低い金属製の繊維補強材を溶融し、次に、前記低温で加熱処理した繊維補強コンクリートを破砕した後でセメント硬化体の原料となる再生用のコンクリート材と再生用の金属とにそれぞれ分離して回収し、次に、前記回収された再生用のコンクリート材からなる再生セメントに前記再生用の金属からなる再生繊維補強材を混入して繊維補強コンクリートを再度製造することを特徴とする。 Further, the method for recycling fiber-reinforced concrete in which the material of the present invention can be recycled is a method for recycling a concrete structure made of fiber-reinforced concrete mixed with a metal fiber-reinforced material having a low melting point after it has been put into service. First, the fiber-reinforced concrete of the used concrete structure is disassembled, then the disassembled fiber-reinforced concrete is heat-treated at a low temperature to melt the metal fiber-reinforced material having a low melting point, and then the above-mentioned After crushing the fiber reinforced concrete heat-treated at a low temperature, the concrete material for regeneration and the metal for regeneration, which are the raw materials of the hardened cement, are separated and recovered, and then the recovered concrete for recycling is recovered. It is characterized in that a fiber reinforced concrete is manufactured again by mixing a recycled fiber reinforcing material made of the metal for regeneration with a recycled cement made of the material.
本発明によれば、供用中は建材として必要な材料特性を発揮しつつ、供用済み後は分離再生ができる材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート及びそのリサイクル方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fiber reinforced concrete and a recycling method thereof, which can recycle a material that can be separated and recycled after the service has been completed, while exhibiting the material properties required as a building material during the service.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリートを示す概略斜視図、図2は繊維補強コンクリートと鉄筋コンクリート及び無筋コンクリートの特性を比較したグラフ、図3は繊維補強コンクリートで構築されたコンクリート構造物の概略斜視図、図4(a)は鉄筋コンクリート造りのコンクリート構造物の部分拡大斜視図、図4(b)は繊維補強コンクリート造りのコンクリート構造物の部分拡大斜視図、図5は繊維補強コンクリート造りのコンクリート構造物の供用済み後のリサイクル工程を示すフローチャートである。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing fibrous reinforced concrete in which the material of the first embodiment of the present invention can be recycled, FIG. 2 is a graph comparing the characteristics of fibrous reinforced concrete with reinforced concrete and unreinforced concrete, and FIG. 3 is fibrous reinforcing. Schematic perspective view of a concrete structure constructed of concrete, FIG. 4 (a) is a partially enlarged perspective view of a concrete structure made of reinforced concrete, and FIG. 4 (b) is a partially enlarged perspective view of a concrete structure made of fiber reinforced concrete. FIG. 5 is a flowchart showing a recycling process of a concrete structure made of fiber-reinforced concrete after it has been put into service.
図1に示すように、材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1は、セメント、混和材料、水の一部又はすべてからなる結合剤に、砂(細骨材)、砂利(粗骨材)、混和材料といった材料の一部或いは全部を添加して構成した配合物の硬化体2に、融点の低い金属製の繊維補強材3を混入している。この融点の低い金属製の繊維補強材3としては、アルミニウム、ビスマス、セシウム、水銀、カリウム、リチウム、ナトリウム、鉛、ルビジウム、錫、亜鉛、インジウム、ガリウム、カドミウムや、これらの酸化物を主材料として含む合金或いは単体金属で作った金属繊維を用いている。
As shown in FIG. 1, the fiber reinforced
図2に繊維補強コンクリート1と鉄筋コンクリート及び無筋コンクリートの各特性を示すように、繊維補強コンクリート1は、鉄筋コンクリートよりもピーク荷重が低いが、エネルギー吸収量(変形量)が高いことが判る。
As shown in FIG. 2 showing the characteristics of the fiber reinforced
以上第1実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1によれば、コンクリート補強材としての繊維補強材3に鋼金属より融点の低いアルミニウム、ビスマス、セシウム、水銀、カリウム、リチウム、ナトリウム、鉛、ルビジウム、錫、亜鉛、インジウム、ガリウム、カドミウムやこれらの酸化物を主材料として含む合金或いは単体金属からなる金属繊維を用いることにより、常温環境下での供用時には、繊維架橋効果によって高い靭性を有するコンクリートとして機能させることができる。即ち、常温供用下では、有機繊維並みの繊維強化効果が得られる。
According to the fiber reinforced
また、材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1は、一例として、図3に示す防潮堤(コンクリート構造物)10を構築する際に使用すると、従来の鉄筋コンクリート造りのものよりも好適である。
Further, the fiber reinforced
詳述すると、沿岸部に設置される防潮堤には、塩害環境下で長期供用するための高い耐久性が求められると共に、想定外の波力を受けクリティカルな損傷を受けた後にも靭性を発揮し、原位置で海水を堰き止め続けるといった性能も求められる。このため、一般的には、図4(a)に示すように、コンクリート20中に鉄筋21を複数本配置すると共に、大きなかぶり厚(その厚さを図中符号Sで示す)をセットすることで、これらの要求を満足するように幅広(その幅を図中符号Hで示す)に設計されている。しかし、コンクリートには様々な要因でひび割れが生じるために、長期にわたって鉄筋21を腐食させず、それによって靭性を維持することは困難である。また、過大な厚さSのかぶり部は無筋コンクリートとしての挙動に近づくことから、部材厚Hに対して靭性が向上しないことも知られている。これらにより、通常の鉄筋コンクリート造りの防潮堤では、長期間安定なインフラとなり得ない可能性があり、鉄筋21を含めて全て新たな材料を用いて再構築する必要がある。
In detail, the tide embankment installed in the coastal area is required to have high durability for long-term operation in a salt-damaged environment, and also exhibits toughness even after being severely damaged by unexpected wave force. However, performance such as continuing to block seawater in its original position is also required. Therefore, in general, as shown in FIG. 4A, a plurality of reinforcing
そこで、図3及び図4(b)に示すように、防潮堤10を材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1で構築すると、繊維補強コンクリート1が耐食性の高い金属製の繊維補強材3で補強されていて材料自体が高い靭性を持つため、耐久性と靭性を両立させることができる。これによって、想定外の波力を受けても、海水を原位置で堰止め続けることが可能である。
Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4B, when the
また、防潮堤10を材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1で構築した場合、鉄筋コンクリートのかぶり部が不要になるため、繊維補強コンクリート1の幅Hを薄くすることができ、その分構築の際に低コスト化を図ることができる。さらに、繊維補強コンクリート1と雖も長期間経つとひび割れ等の破損が発生し、ひび割れ等によって止水性が低下するため、交換が必要になる。この際、後述するように、繊維補強コンクリート1は、加熱処理によって、コンクリートと金属繊維を分離・回収し、再生材料とすることができるようになっており、この特性を利用して破損した防潮堤を、再生した繊維補強コンクリートで再度構築して交換使用することが可能である。
Further, when the
次に、材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1で構築された防潮堤10の供用済み後のリサイクル工程を図5に示すフローチャートに沿って説明する。
Next, the recycling process after the service of the
まず、供用済みコンクリート構造物10の繊維補強コンクリート1を解体して、セメントリサイクル工場まで運搬する(ステップS1)。
First, the fiber-reinforced
次に、セメントリサイクル工場にて、解体した繊維補強コンクリート1を低温(例えば、錫繊維を包含する場合は200°位、アルミニウム繊維を包含する場合は600°位)で加熱処理して繊維の架橋効果を消失させ、融点の低い金属製の繊維補強材3を溶融して液化させる(ステップS2)。
Next, at a cement recycling factory, the disassembled fiber reinforced
次に、低温で加熱処理した繊維補強コンクリート1を粒状或いは粉状に破砕する(ステップS3)。
Next, the fiber reinforced
そして、この粉砕物から遠心分離等によりセメント硬化体の原料となる再生用のコンクリートガラ(コンクリート材)と再生用の液状の金属にそれぞれ分離して回収する(ステップS4)。 Then, the crushed material is separated into a reclaimed concrete waste (concrete material) and a reclaimed liquid metal, which are raw materials for the hardened cement, and recovered by centrifugation or the like (step S4).
次に、回収された再生用のコンクリートガラらなる再生セメントに、再生用の金属からなる再生繊維補強材を混入して繊維補強コンクリート1を再度製造する(ステップS5)。
Next, the fiber-reinforced
このように、コンクリート(モルタル)の原料には再生に適した骨材を用いているため、普通のコンクリートと同じように解体し、かつ遠心分離等によって、比較的少ないエネルギーの投入により再生用のコンクリートガラと再生用の金属にそれぞれ分離・回収することができ、また、この分離・回収したものをそのまま再生原料として利用することができる。 In this way, since aggregate suitable for regeneration is used as the raw material for concrete (mortar), it can be disassembled in the same way as ordinary concrete, and can be recycled by inputting relatively little energy by centrifugation or the like. It can be separated and recovered into concrete glass and metal for recycling, respectively, and the separated and recovered material can be used as it is as a raw material for recycling.
尚、前記第1実施形態によれば、解体した繊維補強コンクリートを金属の融点以上の温度で加熱処理するようにしたが、融点未満の温度で加熱処理して金属製の繊維補強材の剛性が落ちたところで繊維補強コンクリートを解体し、その後、再度加熱処理して金属を液化させても良い。 According to the first embodiment, the disassembled fiber reinforced concrete is heat-treated at a temperature higher than the melting point of the metal, but the heat treatment is performed at a temperature lower than the melting point to increase the rigidity of the metal fiber reinforced concrete. The fiber reinforced concrete may be disassembled at the point where it has fallen, and then heat-treated again to liquefy the metal.
また、前記第1実施形態によれば、遠心分離等によって再生用のコンクリートガラと再生用の金属に分離したが、重力による自然分離やフィルタ等により分離しても良い。 Further, according to the first embodiment, the concrete glass for regeneration and the metal for regeneration are separated by centrifugation or the like, but they may be separated by natural separation by gravity, a filter or the like.
さらに、前記第1実施形態によれば、セメント硬化体の原料となる骨材を石灰石とすることで、コンクリート部分をそのまま再生資源としたが、石灰石を配合しなかったり、或いは、石灰石以外の粉体や骨材を用いて代替しても良い。 Further, according to the first embodiment, the aggregate used as the raw material of the hardened cement is limestone, so that the concrete portion is used as a recycled resource as it is, but limestone is not blended or powder other than limestone is used. It may be replaced by using a body or aggregate.
さらに、前記第1実施形態によれば、材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート造りのコンクリート構造物として防潮堤について説明したが、コンクリート構造物は、防潮堤に限定されるものではなく、例えば、高層建築物等の外壁に使用されるプレキャストコンクリートカーテンウォール等の他のコンクリート構造物に適用できることは勿論である。 Further, according to the first embodiment, the tide embankment has been described as a concrete structure made of fiber reinforced concrete capable of recycling materials, but the concrete structure is not limited to the tide embankment, for example. Of course, it can be applied to other concrete structures such as precast concrete curtain walls used for outer walls of high-rise buildings and the like.
図6は本発明の第2実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリートを示す概略斜視図である。 FIG. 6 is a schematic perspective view showing a fiber reinforced concrete in which the material of the second embodiment of the present invention can be recycled.
図6に示すように、この第2実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1は、セメント、混和材料、水の一部又はすべてからなる結合剤に、砂(細骨材)、砂利(粗骨材)、混和材料といった材料の一部或いは全部を添加して構成した配合物の硬化体2に、融点の低い金属製の繊維補強材としてアルミニウム製で楕円環状(所謂クリップ形状)の繊維補強材4を多数混入している点が、前記第1実施形態のものとは異なる。
As shown in FIG. 6, the recyclable fiber reinforced
この第2実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1では、繊維補強材4をアルミニウム製で楕円環状の形状とすることで、低剛性・低強度である易融金属でも配合物の硬化体2中に確実に定着することが可能となる。この楕円環状の形状の場合、繊維補強材4同士が絡むことを抑制し、一様性を確保することもできる。また、アルカリ腐食等によって繊維界面に弱点が生じても、多数の繊維補強材4が配合物の硬化体2を抱き込むような形状となっているため、配合物の硬化体2から多数の繊維補強材4が容易に抜けることがない。さらに、前記第1実施形態と同様に、供用済み後の繊維補強コンクリート1は、低温の加熱処理等により、金属繊維とセメント硬化体の分離・再生が可能となり、リサイクルできる。
In the fiber reinforced
尚、前記第2実施形態によれば、アルミニウム製で楕円環状のものを繊維補強材としているが、アルミニウム以外で、鉛、ルビジウム、錫、亜鉛等の融点の低い金属を楕円環状に形成したものを繊維補強材として用いても良い。 According to the second embodiment, the fiber reinforcing material is made of aluminum and has an elliptical annular shape. However, other than aluminum, a metal having a low melting point such as lead, rubidium, tin, and zinc is formed into an elliptical annular shape. May be used as a fiber reinforcing material.
図7は本発明の第3実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリートを示す概略斜視図である。 FIG. 7 is a schematic perspective view showing a fiber reinforced concrete in which the material of the third embodiment of the present invention can be recycled.
図7に示すように、この第3実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1は、セメント、混和材料、水の一部又はすべてからなる結合剤に、砂(細骨材)、砂利(粗骨材)、混和材料といった材料の一部或いは全部を添加して構成した配合物の硬化体2に、融点の低い金属製の繊維補強材としてアルミニウム製で撚線状(所謂ツイスト形状)の繊維補強材5を多数混入している点が、前記第1実施形態のものとは異なる。
As shown in FIG. 7, the recyclable fiber reinforced
この第3実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1では、繊維補強材5をアルミニウム製で撚線状の形状とすることで、前記第2実施形態と同様の作用・効果を奏する。
In the fiber reinforced
尚、前記第3実施形態によれば、アルミニウム製で撚線状のものを繊維補強材としているが、アルミニウム以外で、鉛、ルビジウム、錫、亜鉛等の融点の低い金属を撚線状に形成したものを繊維補強材として用いても良い。 According to the third embodiment, the fiber reinforcing material is made of aluminum and has a stranded wire shape. However, other than aluminum, a metal having a low melting point such as lead, rubidium, tin, and zinc is formed in the stranded wire shape. It may be used as a fiber reinforcing material.
図8は本発明の第1、2、3実施形態の材料のリサイクルが可能な複数種類の繊維補強コンクリートの引張特性を比較して示すグラフである。このグラフでは、酸化被膜無しのアルミニウム製で直線状の繊維補強材のものと、第2実施形態のアルミニウム製・楕円環状の繊維補強材4で酸化被膜有り無しのものと、第3実施形態のアルミニウム製・撚線状の繊維補強材5で酸化被膜有り無しのものとを、配合物の硬化体2に混入して成る5種類の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1の引張特性を比較している。
FIG. 8 is a graph showing a comparison of the tensile properties of a plurality of types of fiber reinforced concrete capable of recycling the materials of the first, second and third embodiments of the present invention. In this graph, the aluminum fiber reinforced concrete without an oxide film and the linear fiber reinforced concrete, the aluminum-elliptical annular fiber reinforced
第1、2、3実施形態の材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート1において、アルミニウムを繊維補強材とする場合に生じるアルカリ腐食を抑制するために、スラッジ水(練り混ぜに用いたスコップやミキサー等を洗った際に排出される廃液である高アルカリ水)、または、廃液以外の別の高アルカリ水にアルミニウム製で楕円環状の繊維補強材4を事前に浸漬させ(アルミニウム製で撚線状の繊維補強材5の場合も同様)、その繊維表面に酸化被膜を予め形成しておくことで、配合物の硬化体2に多数の繊維補強材4を添加した後のアルカリ腐食反応を低コストで遅くすることができる。つまり、リサイクルが可能な繊維補強コンクリート1の養生中に、アルミニウム製で楕円環状の繊維補強材4と配合物の硬化体2が化学反応して水素が発生し、繊維補強材4と配合物の硬化体2との間に空隙(隙間)が生じて繊維補強材4の付着低下が起こるが、アルカリ腐食を事前に起こすことで、図8に示すように、酸化被膜無しのアルミニウム製で楕円環状の繊維補強材4を配合物の硬化体2に混入した場合と同様に、酸化被膜有りのアルミニウム製で楕円環状の繊維補強材4を配合物の硬化体2に混入した場合も、リサイクルが可能な繊維補強コンクリート1の養生中に繊維補強材4の付着低下を防ぐことができ、酸化被膜無しのアルミニウム製で直線状の繊維補強材を配合物の硬化体2に混入した場合よりも補強効果をより一段と高めることができる。
In the fiber reinforced
また、アルミニウム製で撚線状の繊維補強材5の場合は、アルカリ腐食を事前に起こしておくことで、配合物の硬化体2と多数のアルミニウム製で撚線状の繊維補強材5の練り混ぜ時に繊維補強材5同士の絡み合いをより一段と抑制することができ、多数の繊維補強材5の一様な分散を期待することができる。これにより、図8に示すように、酸化被膜有りのアルミニウム製で撚線状の繊維補強材5を配合物の硬化体2に混入した場合の方が、酸化被膜無しのアルミニウム製で撚線状の繊維補強材5を配合物の硬化体2に混入した場合よりも、リサイクルが可能な繊維補強コンクリート1の養生中に繊維補強材5の付着低下を防ぐことができ、より一層補強効果を高めることができる。
Further, in the case of the aluminum-made stranded fiber reinforced
1 材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート
2 セメント、混和材料、水の一部又はすべてからなる結合剤に、砂(細骨材)、砂利(粗骨材)、混和材料といった材料の一部或いは全部を添加して構成した配合物の硬化体
3 融点の低い金属製の繊維補強材
4 アルミニウム製で楕円環状の繊維補強材(融点の低い金属製で楕円環状の繊維補強材)
5 アルミニウム製で撚線状の繊維補強材(融点の低い金属製で撚線状の繊維補強材)
10 防潮堤(コンクリート構造物)
1 Recyclable fiber reinforced
5 Aluminum stranded fiber reinforced material (metal with low melting point and stranded fiber reinforced material)
10 Seawall (concrete structure)
Claims (8)
前記融点の低い金属製の繊維補強材は、アルミニウム、ビスマス、セシウム、水銀、カリウム、リチウム、ナトリウム、鉛、ルビジウム、錫、亜鉛、インジウム、ガリウム、カドミウムやこれらの酸化物を主材料として含む合金或いは単体金属からなる金属繊維であることを特徴とする材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート。 It is a fiber reinforced concrete that can recycle the material according to claim 1.
The low melting point metal fiber reinforcing material is an alloy containing aluminum, bismuth, cesium, mercury, potassium, lithium, sodium, lead, rubidium, tin, zinc, indium, gallium, cadmium and their oxides as main materials. Alternatively, fiber reinforced concrete capable of recycling a material characterized by being a metal fiber made of a single metal.
前記融点の低い金属製の繊維補強材は、楕円環状の形状であることを特徴とする材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート。 A fiber reinforced concrete capable of recycling the material according to claim 1 or 2.
The metal fiber reinforced concrete having a low melting point is a fiber reinforced concrete whose material is recyclable and is characterized by having an elliptical annular shape.
前記融点の低い金属製の繊維補強材は、撚線状の形状であることを特徴とする材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート。 A fiber reinforced concrete capable of recycling the material according to claim 1 or 2.
The metal fiber reinforced concrete having a low melting point is a fiber reinforced concrete that can be recycled as a material characterized by having a stranded wire shape.
前記融点の低い金属製の繊維補強材は、アルミニウム製であり、繊維の表面に酸化被膜を有した補強材であることを特徴とする材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート。 A fiber reinforced concrete capable of recycling the material according to claim 1, 3 or 4.
The fiber reinforced concrete made of metal having a low melting point is made of aluminum and is a reinforced concrete having an oxide film on the surface of the fiber, and the material can be recycled.
前記繊維の表面の酸化被膜は、高アルカリ水の化学反応から成ることを特徴とする材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリート。 A fiber reinforced concrete capable of recycling the material according to claim 5.
The oxide film on the surface of the fiber is a fiber reinforced concrete capable of recycling a material characterized by being composed of a chemical reaction of highly alkaline water.
まず、前記供用済みコンクリート構造物の繊維補強コンクリートを解体し、
次に、前記解体した繊維補強コンクリートを低温で加熱処理して前記融点の低い金属製の繊維補強材を溶融し、
次に、前記低温で加熱処理した繊維補強コンクリートを破砕した後でセメント硬化体の原料となる再生用のコンクリート材と再生用の金属とにそれぞれ分離して回収し、
次に、前記回収された再生用のコンクリート材からなる再生セメントに前記再生用の金属からなる再生繊維補強材を混入して繊維補強コンクリートを再度製造することを特徴とする材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリートのリサイクル方法。 It is a recycling method after the service of a concrete structure made of fiber reinforced concrete mixed with a metal fiber reinforcing material having a low melting point.
First, the fiber-reinforced concrete of the used concrete structure is dismantled.
Next, the disassembled fiber reinforced concrete is heat-treated at a low temperature to melt the metal fiber reinforced concrete having a low melting point.
Next, after crushing the fiber-reinforced concrete heat-treated at a low temperature, the concrete material for regeneration and the metal for regeneration, which are the raw materials for the hardened cement, are separated and recovered.
Next, it is possible to recycle the material, which is characterized in that the recycled fiber reinforced concrete made of the recycled metal is mixed with the recycled cement made of the recovered recycled concrete material to remanufacture the fiber reinforced concrete. How to recycle fiber reinforced concrete.
前記融点の低い金属製の繊維補強材は、アルミニウム、ビスマス、セシウム、水銀、カリウム、リチウム、ナトリウム、鉛、ルビジウム、錫、亜鉛、インジウム、ガリウム、カドミウムやこれらの酸化物を主材料として含む合金或いは単体金属からなる金属繊維であることを特徴とする材料のリサイクルが可能な繊維補強コンクリートのリサイクル方法。 A method for recycling fiber reinforced concrete, wherein the material according to claim 7 can be recycled.
The low melting point metal fiber reinforcing material is an alloy containing aluminum, bismuth, cesium, mercury, potassium, lithium, sodium, lead, rubidium, tin, zinc, indium, gallium, cadmium and their oxides as main materials. Alternatively, a method for recycling fiber reinforced concrete, which is characterized by being a metal fiber made of a single metal and capable of recycling a material.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020092875 | 2020-05-28 | ||
JP2020092875 | 2020-05-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021187731A true JP2021187731A (en) | 2021-12-13 |
JP7300681B2 JP7300681B2 (en) | 2023-06-30 |
Family
ID=78848092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021019707A Active JP7300681B2 (en) | 2020-05-28 | 2021-02-10 | Fiber-reinforced concrete whose material can be recycled and its recycling method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7300681B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL442776A1 (en) * | 2022-11-10 | 2024-05-13 | Politechnika Krakowska im.Tadeusza Kościuszki | Method of processing construction waste into reinforced concrete and technological system of the installation for processing construction waste into reinforced concrete |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5024523A (en) * | 1972-11-28 | 1975-03-15 | ||
JPS5364663A (en) * | 1976-11-20 | 1978-06-09 | Suzuki Metal Industry Co Ltd | Concrete reinforcing metal fiber and said manufacturing process |
JPS6236052A (en) * | 1985-08-07 | 1987-02-17 | 株式会社 江東工業所 | Radiation-shielding sound-insulating concrete |
JPH03194054A (en) * | 1989-11-30 | 1991-08-23 | France Etat | Discontinuous wire fiber of drawn steel and fiber composite |
JP2004525845A (en) * | 2000-11-06 | 2004-08-26 | インスティテュート オブ ペーパー サイエンスアンド テクノロジー インコーポレイテッド | Fiber reinforced mineral base material and method for producing the same |
JP2009280465A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Runhorn Pretech Engineering Co Ltd | Concrete containing uniform metal fiber |
JP2014024691A (en) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Taisei Corp | Cement composition, cement matrix, fiber-reinforced cement-based mixture, and cement admixture |
JP2016132579A (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 戸田建設株式会社 | Fiber-reinforced concrete |
-
2021
- 2021-02-10 JP JP2021019707A patent/JP7300681B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5024523A (en) * | 1972-11-28 | 1975-03-15 | ||
JPS5364663A (en) * | 1976-11-20 | 1978-06-09 | Suzuki Metal Industry Co Ltd | Concrete reinforcing metal fiber and said manufacturing process |
JPS6236052A (en) * | 1985-08-07 | 1987-02-17 | 株式会社 江東工業所 | Radiation-shielding sound-insulating concrete |
JPH03194054A (en) * | 1989-11-30 | 1991-08-23 | France Etat | Discontinuous wire fiber of drawn steel and fiber composite |
JP2004525845A (en) * | 2000-11-06 | 2004-08-26 | インスティテュート オブ ペーパー サイエンスアンド テクノロジー インコーポレイテッド | Fiber reinforced mineral base material and method for producing the same |
JP2009280465A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Runhorn Pretech Engineering Co Ltd | Concrete containing uniform metal fiber |
JP2014024691A (en) * | 2012-07-25 | 2014-02-06 | Taisei Corp | Cement composition, cement matrix, fiber-reinforced cement-based mixture, and cement admixture |
JP2016132579A (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 戸田建設株式会社 | Fiber-reinforced concrete |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL442776A1 (en) * | 2022-11-10 | 2024-05-13 | Politechnika Krakowska im.Tadeusza Kościuszki | Method of processing construction waste into reinforced concrete and technological system of the installation for processing construction waste into reinforced concrete |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7300681B2 (en) | 2023-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Adesina et al. | Overview of trends in the application of waste materials in self-compacting concrete production | |
Qasrawi | The use of steel slag aggregate to enhance the mechanical properties of recycled aggregate concrete and retain the environment | |
Singh et al. | Incorporating recycled aggregates in self-compacting concrete: a review | |
Tyagi et al. | A review on sustainable utilization of industrial wastes in radiation shielding concrete | |
CN105884281B (en) | There is high ductility fibre cement cut-pff wall and preparation method using prepared by CHARACTERISTICS OF TAILINGS SAND | |
KR101820435B1 (en) | Concrete repairing method using geopolymer reaction and zinc | |
CN104129951A (en) | Self-cleaned cement based composite material with high toughness and preparation method of self-cleaned cement based composite material | |
Kobayashi et al. | Properties and usage of recycled aggregate concrete | |
Xiao et al. | Fundamental behavior of recycled aggregate concrete–overview II: durability and enhancement | |
CN205063178U (en) | Engineered cementitious composites combination beam component | |
KR101352937B1 (en) | A high early strength concrete composition using the eco-friendly cycling silica sand and repairing method of concrete pavement using the same | |
JP2021187731A (en) | Fiber-reinforced concrete capable of recycling material, and recycling method thereof | |
KR101861596B1 (en) | Environmentally friendly and earthquake-resistant mortar composition and manufacturing method thereof | |
Sakthivel et al. | An innovative method of replacing river sand by quarry dust waste in concrete for sustainability | |
KR20150142416A (en) | Reinforcing metal fiber and pva fiber concrete and manufactuaring method thereof, repair process of pavement using the same thing | |
JP2013119513A (en) | Seismic retrofit method and restoration method for reinforced concrete member | |
TWI543957B (en) | Method for manufacturing hydrated solidified body and hydrated solidified body | |
CN106968455A (en) | The ruggedized construction and reinforcement means of sea sand reinforced beam | |
Adebanjo et al. | Effects of waste steel fibres on the mechanical properties of modified self compacting concrete | |
Jonsung et al. | Sustainable concrete technology | |
de Azevedo et al. | Environmental and durability perspective of the use of curaua fiber treated in mortars | |
Samarin | Wastes in concrete: converting liabilities into assets | |
KR102271429B1 (en) | Composition of high performance cementitious composite (hpcc) for mixing phorocatalyst, and manufacturing method for the same | |
Noguchi | Toward sustainable resource recycling in concrete society | |
Sivamani et al. | Review on impact of construction waste landfill on environment and its reutilization |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20210212 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220729 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230124 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230323 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230517 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230612 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7300681 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |