JP2934343B2 - 細骨材 - Google Patents

細骨材

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JP2934343B2
JP2934343B2 JP21033991A JP21033991A JP2934343B2 JP 2934343 B2 JP2934343 B2 JP 2934343B2 JP 21033991 A JP21033991 A JP 21033991A JP 21033991 A JP21033991 A JP 21033991A JP 2934343 B2 JP2934343 B2 JP 2934343B2
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武 川地
博 久保
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141Slags
    • C04B18/142Steelmaking slags, converter slags
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば細骨材に関し、
より詳細には、土、セメント及び水等と混練することに
よりソイルモルタルの構成材料として用いられる細骨材
の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、コンクリートは粗骨材、
細骨材、セメント及び水等を、モルタルは砂、セメント
及び水等を、ソイルモルタルは土、セメント及び水等を
それぞれ混練してなるのが一般的である。このようなコ
ンクリート等は、まだ固まっていない状態の流動性を適
度に確保することによって、混練、運搬、打込み、締固
め等の作業工程にわたるワーカビリチを良好にすること
が重要である。具体的には、ポンプによる圧送を円滑に
行い、型枠内等の所定空間に打設する際の充填性を良好
にし、鉄筋等が組込まれている型枠内に構成材料を分離
させることなく充填し、打設した後におけるセルフレベ
リング性(平滑化)を良好にするためである。また、コ
ンクリートの流動性が悪いと、これを型枠等に打込む際
にバイブレータ等を使用して振動打ちとすることにより
材料の均質化を図る必要があるため、多くの労力と時間
を必要としていた。しかも、流動性が悪いコンクリート
を水中に打込む場合にバイブレータを使用すると水質を
汚濁させたり、固化したコンクリートの品質がかえって
悪化することがあった。
【0003】ところで、コンクリート等の流動性は、基
本的に水量を多くするほど増大することができるが、た
だ単に水量のみを増減することによって流動性を調整し
た場合には、次のような問題がある。すなわち、水量を
過多にすると、材料分離が生じやすくなって品質のばら
付きが大きくなると共に、固化後の強度が低くなるから
である。これに対し、単にセメント量を増大することも
考えられるが、不経済となるという欠点がある。
【0004】そこで、従来より、水量を増減することな
くコンクリート等の流動性を向上する研究・開発が行わ
れており、このような研究・開発は特にコンクリートの
分野におけるものが多い。コンクリートの流動性を向上
する方法として、コンクリートの混練時に、流動性を向
上する混和剤を添加するものと、フライアッシュあるい
は高炉水滓スラグの粉末のいずれかを混合材として利用
したものが一般に知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、混和剤
の性質はセメントの銘柄等によって影響を受けやすいた
め、混和剤を添加する場合にはセメントの銘柄の多様化
等による影響を考慮してその特性、使用方法、使用量等
を予め厳格に設定する必要があった。また、フライアッ
シュあるいは高炉水滓スラグの粉末のいずれもが高価で
あるという課題があった。
【0006】本発明はかかる従来の問題を解決するもの
であって、使用方法等を予め厳格に設定することなく、
しかも、高価な材料を使用することなく、水量を増減せ
ずにソイルモルタルの流動性を向上することができる細
骨材を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、土、セメント及び水等と混練することに
よりソイルモルタルの構成材料として用いられる細骨材
の一部ないし全部をスラグ球あるいはスラグ亜球により
構成してなることを特徴とする。
【0008】また、細骨材の全体量に対するスラグ球あ
るいはスラグ亜球の体積%を50%から100%とした
ことを特徴とする。
【0009】さらに、スラグ球あるいはスラグ亜球は、
オートクレーブによる崩壊率が0.3%以下であること
を特徴とする。
【0010】さらにまた、スラグ球あるいはスラグ亜球
は、崩壊率を低減するよう改質したスラグ球またはスラ
グ亜球であることを特徴とする。
【0011】
【作用】以上の構成を有する本発明の細骨材を、セメ
ント及び水等と混練することによりソイルモルタルを得
ることができ、このソイルモルタルはスラグ球あるいは
スラグ亜球が有する粒子相互の摩擦軽減効果、ボールベ
アリング的効果等によって、流動性が良好であるため、
混練時に水量を増減したり特殊な混合剤あるいは混合材
を混入する必要はない。
【0012】また、水量を少なくできる結果、土(粘
土,シルト,砂を含む)による粘性を増大することがで
きるとともに、粘性を増大することができながら、ボー
ルベアリング効果により粘着力を切ることによる流動性
の向上効果が得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0014】すなわち、本発明の一実施例に係る細骨材
は、、セメント及び水等と混練することによりソイル
モルタルの構成材料として用いられるものであって、そ
の一部ないし全部がスラグ球あるいはスラグ亜球により
構成されてなる。
【0015】この場合、本実施例の細骨材として使用さ
れるスラグ球・亜球は、以下のように、オートクレーブ
による崩壊率が0.3%以下であることが好ましい。こ
こで、各種のスラグと、粗骨材である砕石、細骨材であ
る砂とのオートクレーブによる崩壊率や硬度等を比較し
た性状試験結果を表1に示す。
【0016】
【表1】 すなわち、比較される材料は、フェロクロムスラグ、フ
ェロニッケルスラグ、転炉スラグ(未改質)、転炉スラ
グ(改質)、還元期スラグ(未改質)、還元期スラグ
(改質)、溶銑予備処理スラグ(未改質)、溶銑予備処
理スラグ(改質)、高炉スラグ、砕石バラス、砂であ
り、それぞれ順にNo.1からNo.11までの番号が
付されている。なお、それぞれのスラグは粒状であり、
転炉スラグ(No.4)、還元期スラグ(No.6)、
溶銑予備処理スラグ(No.8)は、未改質の転炉スラ
グ(No.3)、還元期スラグ(No.5)、溶銑予備
処理スラグ(No.7)に珪酸塩質の岩石、鉱物等を投
入した後、溶融反応を起こさせることによって改質した
ものである(特公昭55ー32659号、特公昭62ー
252348号、特公昭58ー50302号各公報参
照)。なお、オートクレーブ試験とは、コンクリート及
び骨材のJIS試験法(200℃、20kg/cm2 、3時
間加熱)でスラグ粒度10〜15mmにつき行い、10mm
以下を粉化物とみなして粉化率を算出したものである。
【0017】同表から明らかなように、フェロアロイス
ラグであるフェロクロムスラグ(No.1)及びフェロ
ニッケルスラグ(No.2)は、砕石バラス(No.1
0)及び砂(No.11)と同様に、オートクレーブに
よる崩壊がなく(崩壊率が0.0%)、かつ、硬度が高
いため、何等改質することなくそのまま本実施例の細骨
材として利用することができる。また、改質した転炉ス
ラグ(No.4)、還元期スラグ(No.6)、溶銑予
備処理スラグ(No.8)並びに高炉スラグ(No.
9)もオートクレーブによる崩壊が少なく(崩壊率が
0.0%〜0.3%)、本実施例の細骨材として利用す
ることができる。一方、未改質の転炉スラグ(No.
3)、還元期スラグ(No.5)、溶銑予備処理スラグ
(No.7)は、崩壊率が高く、そのままでは本実施例
の細骨材として利用することはできない。
【0018】なお、表2は、それぞれのスラグ、砕石、
砂の化学成分(重量%)及び主含有鉱物の一覧表であ
る。
【0019】
【表2】 上記のようなスラグ球あるいはスラグ亜球は、フェロア
ロイの製造時あるいは製銑時に副生されるスラグを原料
として製造されたスラグ球あるいはスラグ亜球、または
製鋼あるいは溶銑の予備処理時に副生されるスラグある
いはこれらを改質したスラグを原料として製造されたス
ラグ球あるいはスラグ亜球を用いることが経済上好まし
い。
【0020】この場合、スラグ球は、以下のようにして
得ることができる。すなわち、フェロアロイスラグや製
銑スラグを原料とする場合、これらのスラグは膨脹崩壊
性が少ないので、このまま風砕及び水流ジェットで造粒
することによってスラグ球あるいはスラグ亜球を得るこ
とができる。また、製鋼スラグや溶銑の予備処理スラグ
を原料とする場合、これらのスラグの大部分に膨脹崩壊
性があるので、溶融スラグの段階で膨脹崩壊しないよう
に改質処理した後、風砕及び水流ジェットで造粒するこ
とによって、スラグ球あるいはスラグ亜球を得ることが
できる。
【0021】また、スラグ球あるいはスラグ亜球を改質
する方法としては、上記のものの他に例えば以下のもの
が知られている。すなわち、スラグの粘性低下、融点低
下を起こさせ風砕、水冷を行いやすくする方法(特開昭
54ー102981号、特開昭62ー252348号各
公報参照)や、さらに風砕処理したスラグ球を鋳物砂等
に利用する方法(特開昭64ー66037号公報参照)
である。
【0022】そして、本実施例における細骨材の全体量
に対するスラグ球あるいはスラグ亜球の体積%は、50
%から100%とすることが好ましい。ここで、本実施
例の細骨材を用いたコンクリートの配合試験結果を表3
に示す。
【0023】
【表3】 表3は、細骨材として砂を100%使用した基準となる
コンクリート(No.1)、細骨材のうち砂の体積の5
0%を前記スラグ球・亜球に置き換えたコンクリート
(No.2)、細骨材をすべて前記スラグ球・亜球に置
き換えたコンクリート(No.3)、さらに細骨材をす
べて前記スラグ球・亜球に置き換えると共に、水量を減
じてその減量分だけ粗骨材を増量したコンクリート(N
o.4)のそれぞれのコンクリートに対し、スランプ値
及び圧縮強度等を比較したものである。この場合、細骨
材を構成するスラグとして、フェロクロムスラグを改質
したスラグ球あるいはスラグ亜球であって、かつ、例え
ば表4に示すような粒径構成(質量比率)を有するもの
を使用している。
【0024】
【表4】
【0025】なお、表4に示した粒径構成は、細骨材の
粒径構成として一般的なものである。また、コンクリー
トを構成するスラグ以外の材料は、以下の通りである。
【0026】セメント :普通ポルトランドセメント 粗 骨 材:青梅産・硬質砂岩の砕石(5〜25mm) 表乾比重=2.68、吸水率=1.1% 細 骨 材:木更津産・山砂(最大粒径0.5mm) 表乾比重=2.57、吸水率=1.4% 水 :水道水 AE減水剤:藤沢薬品製 高強度コンクリート用 パリ
ック FPー200U 表3から明らかなように、細骨材の50%をスラグ球・
亜球に置き換えることによりスランプ値が増大して流動
性が向上し、細骨材の100%をスラグ球・亜球に置き
換えることによりスランプ値がさらに増大して流動性が
向上している。また、細骨材の100%をスラグ球・亜
球に置き換えた場合、水量を減じてもほぼ同様なスラン
プ値を得ることができる。しかも、細骨材の一部ないし
全部をスラグ球・亜球に置き換えた場合であっても、固
化したコンクリートの圧縮強度はほぼ同様であるばかり
か、細骨材の100%をスラグ球・亜球に置き換え、か
つ、水量を減少した場合には固化後における圧縮強度を
増大することができる。
【0027】上記のように本実施例では、コンクリート
の構成材料である細骨材の50%から100%をオート
クレーブによる崩壊率が0.3%以下であるスラグ球あ
るいはスラグ亜球により構成してなるため、セメントの
銘柄等によって影響を受けやすい混和剤を使用すること
なく、混和剤を使用する場合と比べて使用方法、使用量
等を予め厳格に設定する必要がない。また、フェロアロ
イの製造時あるいは製銑時に副生されるスラグを原料と
して製造されたスラグ球あるいはスラグ亜球、または製
鋼あるいは溶銑の予備処理時に副生されるスラグあるい
はこれらを改質したスラグを原料として製造されたスラ
グ球あるいはスラグ亜球を用いることができるため、フ
ライアッシュあるいは高炉水滓スラグの粉末を混合材と
して利用する場合と比べてコストダウンを図ることがで
きる。
【0028】次に他の実施例について説明する。
【0029】表5は、上述した実施例の細骨材を用いた
ソイルモルタルの配合試験結果を示している。
【0030】
【表5】 表5は、細骨材として砂を100%使用した基準となる
ソイルモルタル(No.5)、基準ソイルモルタルから
水量を増してその増量分だけ砂の量を減じたソイルモル
タル(No.6)、細骨材のうち砂の体積の50%を前
記スラグ球・亜球に置き換えると共に水量を減少したソ
イルモルタル(No.7)、細骨材のうち砂の体積の5
0%を前記スラグ球・亜球に置き換えると共に水量を増
大したソイルモルタル(No.8)のそれぞれのソイル
モルタルに対し、小型スランプコーンによるフロー値及
び圧縮強度等を比較するものである。なお、本実施例の
ソイルモルタルを構成する材料は、以下の通りである。
【0031】スラグ球・亜球:材質及び粒径構成が前述
の実施例と同じ セ メ ン ト:普通ポルトランドセメント 粘 土:カオリン粘土 2μm以下分=43%、LL=43%、PL=18% 砂 :木更津産・山砂(最大粒径0.5mm) 表乾比重=2.57、吸水率=1.4% 増 粘 剤:セルロースエステル系 信越化学工業製 ソイルクリーン また、小型スランプ試験によるフロー値とは、上径が5
cm、下径が10cm、高さが15cmのスランプコーンに試
料を入れて引き上げた際の試料の広がり直径を測定した
値である。
【0032】表5から明らかなように、細骨材の50%
をスラグ球・亜球に置き換えることによりフロー値が増
大して流動性が向上している。しかも、基準ソイルモル
タルから水量を増してその増量分だけ砂の量を減じたソ
イルモルタル(No.6)と、細骨材のうち砂の体積の
50%を前記スラグ球・亜球に置き換えると共に水量を
減少したソイルモルタル(No.7)とを比較すると、
固化後の圧縮強度も増大していることが分かる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の細骨材にあ
っては、細骨材の一部ないし全部を低廉なスラグ球ある
いはスラグ亜球により構成したため、スラグ球あるいは
スラグ亜球が有する粒子相互の摩擦軽減効果、ボールベ
アリング的効果等によって、セメントの銘柄等によって
影響を受けやすい混和剤を添加することなく、ソイルモ
ルタルの水量を増減せずに流動性を向上することができ
る。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明の細骨材にあ
っては、細骨材の一部ないし全部を低廉なスラグ球ある
いはスラグ亜球により構成したため、スラグ球あるいは
スラグ亜球が有する粒子相互の摩擦軽減効果、ボールベ
アリング的効果等によって、セメントの銘柄等によって
影響を受けやすい混和剤を添加することなく、コンクリ
ートあるいはモルタル等の水量を増減せずに流動性を向
上することができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−275133(JP,A) 特開 昭51−140925(JP,A) 特開 昭63−95147(JP,A) 特開 昭49−109420(JP,A) 特公 昭55−32659(JP,B2)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土、セメント及び水等と混練することに
    よりソイルモルタルの構成材料として用いられる細骨材
    の一部ないし全部をスラグ球あるいはスラグ亜球により
    構成してなることを特徴とする細骨材。
  2. 【請求項2】 細骨材の全体量に対する前記スラグ球あ
    るいはスラグ亜球の体積%を50%から100%とした
    ことを特徴とする請求項1記載の細骨材。
  3. 【請求項3】 前記スラグ球あるいはスラグ亜球は、オ
    ートクレーブによる崩壊率が0.3%以下であることを
    特徴とする請求項1または2記載の細骨材。
  4. 【請求項4】 前記スラグ球あるいはスラグ亜球は、崩
    壊率を低減するよう改質したスラグ球またはスラグ亜球
    であることを特徴とする請求項1ないし3記載の細骨
    材。
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