JP3316546B2 - 自己充填コンクリ−トの製造法 - Google Patents
自己充填コンクリ−トの製造法Info
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- JP3316546B2 JP3316546B2 JP21916696A JP21916696A JP3316546B2 JP 3316546 B2 JP3316546 B2 JP 3316546B2 JP 21916696 A JP21916696 A JP 21916696A JP 21916696 A JP21916696 A JP 21916696A JP 3316546 B2 JP3316546 B2 JP 3316546B2
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
-
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水汚泥および都市ご
みの半溶融焼却灰微粉末を結合材の一部として用いた、
自己充填コンクリートに関するものである。
みの半溶融焼却灰微粉末を結合材の一部として用いた、
自己充填コンクリートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンクリートは、鋼材と並んで重要な構
造材料の一つであり、より高い強度のものが要求されて
いる。コンクリートの強度は、一般的に、流動性と相反
する関係にあることから、高い強度のものを得ようとす
れば、流動性の低いものを使用しなければならないの
で、高強度コンクリートを要求される構造物では、バイ
ブレータによる締め固め作業を行う等、施工が面倒とな
り、経済性が悪くなる。また、その締め固め作業が人的
に行われることから、定量的な評価が難しく、本来高い
はずの耐久性能が十分得られないケースが続出してい
る。
造材料の一つであり、より高い強度のものが要求されて
いる。コンクリートの強度は、一般的に、流動性と相反
する関係にあることから、高い強度のものを得ようとす
れば、流動性の低いものを使用しなければならないの
で、高強度コンクリートを要求される構造物では、バイ
ブレータによる締め固め作業を行う等、施工が面倒とな
り、経済性が悪くなる。また、その締め固め作業が人的
に行われることから、定量的な評価が難しく、本来高い
はずの耐久性能が十分得られないケースが続出してい
る。
【０００３】そこで、近年では、コンクリートの強度を
低下させないで、しかも流動性がよく、バイブレータ等
による締め固め作業を行わなくても、自重による変形の
みで型枠の隅々まで充填する能力を有する、自己充填性
のコンクリートの開発がなされてきた。この自己充填コ
ンクリートは、その配合において、高炉スラグ微粉末、
フライアッシュ、石灰石微粉末などのセメント以外の粉
体材料を混和材として比較的多量に用いることが特徴と
なっている。
低下させないで、しかも流動性がよく、バイブレータ等
による締め固め作業を行わなくても、自重による変形の
みで型枠の隅々まで充填する能力を有する、自己充填性
のコンクリートの開発がなされてきた。この自己充填コ
ンクリートは、その配合において、高炉スラグ微粉末、
フライアッシュ、石灰石微粉末などのセメント以外の粉
体材料を混和材として比較的多量に用いることが特徴と
なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の自己充填コンク
リートは、その配合が、市販の材料を組み合せることだ
けでよい、という利点を有しているが、高炉スラグフラ
イアッシュ等高価な材料を多量に用いることから、コス
トが高くなるという欠点があり、その解決策が課題とな
っていた。
リートは、その配合が、市販の材料を組み合せることだ
けでよい、という利点を有しているが、高炉スラグフラ
イアッシュ等高価な材料を多量に用いることから、コス
トが高くなるという欠点があり、その解決策が課題とな
っていた。
【０００５】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、今日、廃棄物処理の一環として、下水汚
泥および都市ごみの焼却処理において生成される焼却灰
の有効利用が図られていることにかんがみ、その焼却灰
を半溶融処理した微粉末をコンクリートの結合材の一部
として用いることにより、高い強度が得られるとともに
コストの低減が図れる自己充填コンクリートを提供しよ
うとするものである。
されたもので、今日、廃棄物処理の一環として、下水汚
泥および都市ごみの焼却処理において生成される焼却灰
の有効利用が図られていることにかんがみ、その焼却灰
を半溶融処理した微粉末をコンクリートの結合材の一部
として用いることにより、高い強度が得られるとともに
コストの低減が図れる自己充填コンクリートを提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】下水処理において生成さ
れる汚泥および都市ごみは、これを減量、減容、安定無
害化のために焼却、溶融等の処理が行われており、その
焼却灰は、有機物を焼却し無機物（灰分）のみとするこ
とにより生成される。現在、この焼却灰はそのままの状
態で、土質改良材やレンガの原料等として利用されるよ
うになったが、さらにその有効利用、特に大量に消費さ
れる分野での利用が望まれている。
れる汚泥および都市ごみは、これを減量、減容、安定無
害化のために焼却、溶融等の処理が行われており、その
焼却灰は、有機物を焼却し無機物（灰分）のみとするこ
とにより生成される。現在、この焼却灰はそのままの状
態で、土質改良材やレンガの原料等として利用されるよ
うになったが、さらにその有効利用、特に大量に消費さ
れる分野での利用が望まれている。
【０００７】本発明者らは、自己充填コンクリートの研
究過程で、上記焼却灰の化学的性状が高炉スラグやフラ
イアッシュと類似している点に着目し、さらに研究を進
めた結果、その焼却灰を半溶融処理した微粉末をコンク
リートの結合材の一部として用い、高強度の自己充填性
のコンクリートとする本発明を形成するに至った。すな
わち、本発明は、ポルトランドセメント、細骨材、高性
能減水剤および水を含むコンクリートの配合にあたり、
下水汚泥および都市ごみの半溶融処理した焼却灰微粉末
を結合材の一部として用い、ポルトランドセメントと上
記半溶融焼却灰微粉末とによる結合材に占める半溶融焼
却灰微粉末の割合を10〜60重量％に配合するとともに、
水結合材比Ｗ／Ｐを25〜35％に調合して製造することを
特徴とするものである。
究過程で、上記焼却灰の化学的性状が高炉スラグやフラ
イアッシュと類似している点に着目し、さらに研究を進
めた結果、その焼却灰を半溶融処理した微粉末をコンク
リートの結合材の一部として用い、高強度の自己充填性
のコンクリートとする本発明を形成するに至った。すな
わち、本発明は、ポルトランドセメント、細骨材、高性
能減水剤および水を含むコンクリートの配合にあたり、
下水汚泥および都市ごみの半溶融処理した焼却灰微粉末
を結合材の一部として用い、ポルトランドセメントと上
記半溶融焼却灰微粉末とによる結合材に占める半溶融焼
却灰微粉末の割合を10〜60重量％に配合するとともに、
水結合材比Ｗ／Ｐを25〜35％に調合して製造することを
特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明コンクリートに使用される
材料は、下水汚泥と都市ごみの半溶融（粒子表面の溶融
した状態のもの）処理した焼却灰（以下、半溶融焼却灰
という）を除き、通常のコンクリートの配合材料とほぼ
同様である。例えば、普通ポルトランドセメント（比重
3.1 〜3.2 ）、細骨材（砂、比重2.5 〜2.7 ）、粗骨材
（砂利、砕石、比重2.5 〜2.7 ）、それに、半溶融焼却
灰微粉末および混和剤としてベータナフタリンスルホン
酸系等の高性能減水剤が使用される。
材料は、下水汚泥と都市ごみの半溶融（粒子表面の溶融
した状態のもの）処理した焼却灰（以下、半溶融焼却灰
という）を除き、通常のコンクリートの配合材料とほぼ
同様である。例えば、普通ポルトランドセメント（比重
3.1 〜3.2 ）、細骨材（砂、比重2.5 〜2.7 ）、粗骨材
（砂利、砕石、比重2.5 〜2.7 ）、それに、半溶融焼却
灰微粉末および混和剤としてベータナフタリンスルホン
酸系等の高性能減水剤が使用される。
【０００９】半溶融焼却灰微粉末は、下水汚泥および都
市ごみを焼却−半溶融（粒子表面を溶融）−冷却・固化
して、平均粒径５〜30μｍ程度の微粉末として生成され
たものを使用する。そして、本発明自己充填コンクリー
トの配合は、結合材（ポルトランドセメント、半溶融焼
却灰微粉末）中の半溶融微粉末の割合を、重量比で10〜
60％、水結合材比を25〜35％の範囲とする。
市ごみを焼却−半溶融（粒子表面を溶融）−冷却・固化
して、平均粒径５〜30μｍ程度の微粉末として生成され
たものを使用する。そして、本発明自己充填コンクリー
トの配合は、結合材（ポルトランドセメント、半溶融焼
却灰微粉末）中の半溶融微粉末の割合を、重量比で10〜
60％、水結合材比を25〜35％の範囲とする。
【００１０】上記の配合は、必ずしも論理的に定めたも
のではなく、予測し、実験を通して得られたものであ
り、その結果、自己充填性を有するコンクリートの製造
が可能であることが判明した。
のではなく、予測し、実験を通して得られたものであ
り、その結果、自己充填性を有するコンクリートの製造
が可能であることが判明した。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例（実験例）について説
明する。 (1)半溶融焼却灰微粉末を結合材の一部として用いたコ
ンクリートの配合の一例を表１に示す。
明する。 (1)半溶融焼却灰微粉末を結合材の一部として用いたコ
ンクリートの配合の一例を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】(2)実験概要 表２に示したフレッシュコンクリートの評価試験とし
て、スランプフロー試験およびＶ型ロート試験を行っ
た。また、鉄筋などの錯綜する実構造物に対する、コン
クリートの自己充填性を確認するため、高密度配筋充填
試験装置を用いて、投入したコンクリートが実際に充填
される状況を観察した。
て、スランプフロー試験およびＶ型ロート試験を行っ
た。また、鉄筋などの錯綜する実構造物に対する、コン
クリートの自己充填性を確認するため、高密度配筋充填
試験装置を用いて、投入したコンクリートが実際に充填
される状況を観察した。
【００１４】上記の配合のほか、さらに自己充填性を
発現する半溶融焼却灰微粉末の配合（添加）範囲を確認
するために、その他の条件を固定し、水結合材比Ｗ／Ｐ
を20〜40％、また結合材に占める半溶融焼却灰微粉末の
割合ＳＡ／Ｐを５〜70重量％に変化させ、スランプフロ
ー試験を行った。比較として原灰（無処理）についても
行った。
発現する半溶融焼却灰微粉末の配合（添加）範囲を確認
するために、その他の条件を固定し、水結合材比Ｗ／Ｐ
を20〜40％、また結合材に占める半溶融焼却灰微粉末の
割合ＳＡ／Ｐを５〜70重量％に変化させ、スランプフロ
ー試験を行った。比較として原灰（無処理）についても
行った。
【００１５】高密度配筋充填試験装置は、図１に示す
とおりである。すなわち、ほぼ梯形状をなす側板１と底
板２と、高さのある前壁板３と低い後壁板４と上面板５
とにより箱形に形成され、前上部にコンクリートの投入
口６が設けられており、側板１の一方は、内部の観察を
可能とするためアクリル板が用いられている。装置の寸
法は図示のとおりであり、両側板１，１の間隔は300mm
である。そして、両側板１，１間に多数の鉄筋（φ18）
７，７を配置した。フレッシュコンクリートは上部の投
入口６(200mm×300mm)より投入され、その性質により順
次自己充填されて行く状況を時間を追って目視（ビデ
オ）により観察を行うものである。
とおりである。すなわち、ほぼ梯形状をなす側板１と底
板２と、高さのある前壁板３と低い後壁板４と上面板５
とにより箱形に形成され、前上部にコンクリートの投入
口６が設けられており、側板１の一方は、内部の観察を
可能とするためアクリル板が用いられている。装置の寸
法は図示のとおりであり、両側板１，１の間隔は300mm
である。そして、両側板１，１間に多数の鉄筋（φ18）
７，７を配置した。フレッシュコンクリートは上部の投
入口６(200mm×300mm)より投入され、その性質により順
次自己充填されて行く状況を時間を追って目視（ビデ
オ）により観察を行うものである。
【００１６】(3)実験結果 上記(2)-(1) によるスランプフロー試験およびＶ型ロ
ート試験の結果を次に示す。 スランプフロー 65cm Ｖロート流下時間 14分15秒
ート試験の結果を次に示す。 スランプフロー 65cm Ｖロート流下時間 14分15秒
【００１７】上記の試験値は、いずれも標準的な自己充
填コンクリートの目安とされる範囲（スランプフロー値
65±２cm、Ｖフロート流下時間10〜20秒）に収まる良好
な結果が得られた。
填コンクリートの目安とされる範囲（スランプフロー値
65±２cm、Ｖフロート流下時間10〜20秒）に収まる良好
な結果が得られた。
【００１８】高密度配筋充填試験において、同装置内
をコンクリートが流動し、順次充填されて行く状況を図
１に曲線（鎖線）で示す。同曲線は断続的に行われる充
填のうちの、任意の時間における充填状況を示したもの
で、曲線の状況からわかるように、すでに充填されたコ
ンクリート表面上を後続のコンクリートが流れるように
充填し、未充填部分を残さず装置全体にコンクリートが
いきわたっており、自己充填性の良好なことが判った。
をコンクリートが流動し、順次充填されて行く状況を図
１に曲線（鎖線）で示す。同曲線は断続的に行われる充
填のうちの、任意の時間における充填状況を示したもの
で、曲線の状況からわかるように、すでに充填されたコ
ンクリート表面上を後続のコンクリートが流れるように
充填し、未充填部分を残さず装置全体にコンクリートが
いきわたっており、自己充填性の良好なことが判った。
【００１９】上記(3)-によるスランプフロー試験に
おいて、水結合材比Ｗ／Ｐを変化させた場合のスランプ
フロー試験の結果を図２に、また、結合材に占める溶融
スラグ微粉末の割合ＳＡ／Ｐを変化させた場合のスラン
プフロー試験の結果を図３に示す。Ｗ／Ｐとスランプフ
ローとの関係およびＳＡ／Ｐとスランプフローとの関係
は、各々Ｗ／Ｐが25〜35％、ＳＡ／Ｐが10〜60％重量％
の範囲でスランプフロー値が許容される（自己充填コン
クリートの目安とされる範囲に収まる）結果となり、そ
の範囲で自己充填性を有することが確認された。
おいて、水結合材比Ｗ／Ｐを変化させた場合のスランプ
フロー試験の結果を図２に、また、結合材に占める溶融
スラグ微粉末の割合ＳＡ／Ｐを変化させた場合のスラン
プフロー試験の結果を図３に示す。Ｗ／Ｐとスランプフ
ローとの関係およびＳＡ／Ｐとスランプフローとの関係
は、各々Ｗ／Ｐが25〜35％、ＳＡ／Ｐが10〜60％重量％
の範囲でスランプフロー値が許容される（自己充填コン
クリートの目安とされる範囲に収まる）結果となり、そ
の範囲で自己充填性を有することが確認された。
【００２０】一方、原灰については、自己充填コンクリ
ートの目安とされるスランプフロー65±２cmの範囲に収
まらず、自己充填性を有することができなかった。この
ことから、焼却灰の半溶融処理の自己充填性に及ぼす有
効性が確認できた。
ートの目安とされるスランプフロー65±２cmの範囲に収
まらず、自己充填性を有することができなかった。この
ことから、焼却灰の半溶融処理の自己充填性に及ぼす有
効性が確認できた。
【００２１】(4)強度試験の結果 本配合コンクリートにおいて、標準養生を行った円柱供
試体の材令28日における圧縮強度は430kg/cm2 であり、
十分強度が発現されていることが確認された。
試体の材令28日における圧縮強度は430kg/cm2 であり、
十分強度が発現されていることが確認された。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
普通コンクリートの配合にあたり、下水汚泥および都市
ごみの半溶融焼却灰微粉末を結合材の一部として配合す
るので、コンクリートの強度を低下させないで、流動性
の優れた自己充填性のコンクリートを得ることができ
る。しかも、下水汚泥および都市ごみといった廃棄物の
処理の一環として生成される焼却灰を加工（半溶融）し
有効利用するものであるから、安価、大量に購入でき、
自己充填コンクリートのコストの大巾な低減が図れる。
普通コンクリートの配合にあたり、下水汚泥および都市
ごみの半溶融焼却灰微粉末を結合材の一部として配合す
るので、コンクリートの強度を低下させないで、流動性
の優れた自己充填性のコンクリートを得ることができ
る。しかも、下水汚泥および都市ごみといった廃棄物の
処理の一環として生成される焼却灰を加工（半溶融）し
有効利用するものであるから、安価、大量に購入でき、
自己充填コンクリートのコストの大巾な低減が図れる。
【図１】高密度配筋充填試験装置の側断面図である。
【図２】水結合比とスランプフローの関係を示す図であ
る。
る。
【図３】結合材に占める半溶融焼却灰微粉末の比率とス
ランプフローの関係を示す図である。
ランプフローの関係を示す図である。
１ 側板 ２ 底板 ３ 前壁板 ４ 後壁板 ５ 上面板 ６ 投入口 ７ 鉄筋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 14:06） Ｃ０４Ｂ 14:06） Ｚ 103:32 103:32 111:20 111:20 (56)参考文献 特開 平６−106153（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−67543（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−267716（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 7/00 - 7/60 C04B 18/10
Claims (1)
- 【請求項１】 ポルトランドセメント、細骨材、高性能
減水剤および水を含むコンクリ−トの配合にあたり、下
水汚泥および都市ごみ焼却灰の、粒子表面を溶融処理し
て冷却・固化した、平均粒径５〜30μｍ程度の半熔融焼
却灰の微粉末を結合材の一部として用い、ポルトランド
セメントと上記半熔融焼却灰微粉末とによる結合材に占
める半熔融焼却灰微粉末の割合を10〜60重量％に配合す
るとともに、水結合材比Ｗ／Ｐを25〜35％に調合して製
造することを特徴とする、自己充填コンクリ−トの製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21916696A JP3316546B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 自己充填コンクリ−トの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21916696A JP3316546B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 自己充填コンクリ−トの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1045443A JPH1045443A (ja) | 1998-02-17 |
| JP3316546B2 true JP3316546B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=16731245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21916696A Expired - Fee Related JP3316546B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 自己充填コンクリ−トの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3316546B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112321222A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-02-05 | 绍兴文理学院 | 采用自来水厂污泥粉制备的超高性能混凝土 |
-
1996
- 1996-08-01 JP JP21916696A patent/JP3316546B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1045443A (ja) | 1998-02-17 |
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