JP3338843B2 - セメント用混和材料及びセメント組成物 - Google Patents
セメント用混和材料及びセメント組成物Info
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- JP3338843B2 JP3338843B2 JP22132093A JP22132093A JP3338843B2 JP 3338843 B2 JP3338843 B2 JP 3338843B2 JP 22132093 A JP22132093 A JP 22132093A JP 22132093 A JP22132093 A JP 22132093A JP 3338843 B2 JP3338843 B2 JP 3338843B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use 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
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
- C04B18/101—Burned rice husks or other burned vegetable material
-
- 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
- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セメント用混和材料及
びセメント組成物、詳しくは、パルプ製造工程又は製紙
工程において生じるパルプスラッジの焼却灰を用いたセ
メント用混和材料及びセメント組成物に関する。
びセメント組成物、詳しくは、パルプ製造工程又は製紙
工程において生じるパルプスラッジの焼却灰を用いたセ
メント用混和材料及びセメント組成物に関する。
【０００２】本発明に係るセメント用混和材料を配合し
たセメント組成物は、汎用セメントを用いた場合と同様
の強度・作業性をもってモルタルやコンクリートを形成
できるから、建設用材料として広く利用される。
たセメント組成物は、汎用セメントを用いた場合と同様
の強度・作業性をもってモルタルやコンクリートを形成
できるから、建設用材料として広く利用される。
【０００３】周知の通り、産業廃棄物を建設用材料とし
て利用する試みは各方面でなされており、実用化もされ
ている。例えば、火力発電所から排出される石炭灰（フ
ライアッシュ）は低発熱コンクリート用のセメント添加
材料として実用されており、製鉄所から排出される高炉
スラグ（ノロ）はコンクリート用の骨材として実用され
ている。
て利用する試みは各方面でなされており、実用化もされ
ている。例えば、火力発電所から排出される石炭灰（フ
ライアッシュ）は低発熱コンクリート用のセメント添加
材料として実用されており、製鉄所から排出される高炉
スラグ（ノロ）はコンクリート用の骨材として実用され
ている。
【０００４】一方、パルプ製造工程又は製紙工程におい
て生じるパルプスラッジの焼却灰、換言すれば、パルプ
製造工場又は製紙工場若しくはパルプ−紙一貫製造工場
から排出されるパルプスラッジ焼却灰は、わが国だけで
も、年間50万トンにも達しているが、そのごく一部が土
壌改良剤や浄化システム用充填材に実用されているにす
ぎず、残りは廃棄されており、廃棄（埋立）用地や環境
保全の点で問題視されているのが現状である。
て生じるパルプスラッジの焼却灰、換言すれば、パルプ
製造工場又は製紙工場若しくはパルプ−紙一貫製造工場
から排出されるパルプスラッジ焼却灰は、わが国だけで
も、年間50万トンにも達しているが、そのごく一部が土
壌改良剤や浄化システム用充填材に実用されているにす
ぎず、残りは廃棄されており、廃棄（埋立）用地や環境
保全の点で問題視されているのが現状である。
【０００５】上記パルプスラッジ焼却灰を建設用材料と
して有効利用する試みは、本発明者の知る限り、いまだ
提案も実用化もされていないが、本発明者は、その要因
を次のように考えている。
して有効利用する試みは、本発明者の知る限り、いまだ
提案も実用化もされていないが、本発明者は、その要因
を次のように考えている。
【０００６】即ち、上記パルプスラッジ焼却灰は、排出
工場毎に粉末度や組成が大巾に相違しているものであっ
て、粉末度は概して1500〜 11000cm2/g の範囲内にある
が、排出工場によっては約1500〜2500cm2/g 程度のもの
もあれば、約 10000〜 11000cm2/g 程度のものもあり、
また、組成は SiO2 、Al2O3 及びCaO を共通して含有し
ているが、排出工場毎に三者の含有比にバラツキがある
ため、当業者間では、かかるパルプスラッジ焼却灰を建
設用材料、特に、定常性と安定性とが要求されるセメン
ト用混和材料として利用することは、到底不可能とされ
ていたものと考えている。
工場毎に粉末度や組成が大巾に相違しているものであっ
て、粉末度は概して1500〜 11000cm2/g の範囲内にある
が、排出工場によっては約1500〜2500cm2/g 程度のもの
もあれば、約 10000〜 11000cm2/g 程度のものもあり、
また、組成は SiO2 、Al2O3 及びCaO を共通して含有し
ているが、排出工場毎に三者の含有比にバラツキがある
ため、当業者間では、かかるパルプスラッジ焼却灰を建
設用材料、特に、定常性と安定性とが要求されるセメン
ト用混和材料として利用することは、到底不可能とされ
ていたものと考えている。
【０００７】事実、本発明者は、永年にわたり上記パル
プスラッジ焼却灰の新規用途開発に従事しており、その
一環として、セメント用混和材料としての利用を、北越
製紙株式会社新潟工場（パルプ−紙一貫製造工場）から
排出されるパルプスラッジ焼却灰（粉末度1500〜2800cm
2/g ）を対象として、検討してみたが、細骨材に対し約
20重量％程度混和した段階で、単位水量の増加、単位Ａ
Ｅ剤量の増加及び粘着性の増加等ワーカビリティの低下
を招くと共に、これを用いたモルタルやコンクリートの
圧縮強度も大巾に低下してしまい、セメント用混和材料
として利用することは不可能であった。
プスラッジ焼却灰の新規用途開発に従事しており、その
一環として、セメント用混和材料としての利用を、北越
製紙株式会社新潟工場（パルプ−紙一貫製造工場）から
排出されるパルプスラッジ焼却灰（粉末度1500〜2800cm
2/g ）を対象として、検討してみたが、細骨材に対し約
20重量％程度混和した段階で、単位水量の増加、単位Ａ
Ｅ剤量の増加及び粘着性の増加等ワーカビリティの低下
を招くと共に、これを用いたモルタルやコンクリートの
圧縮強度も大巾に低下してしまい、セメント用混和材料
として利用することは不可能であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者は、
前記パルプスラッジ焼却灰をセメント用混和材料として
有効利用することが、その使用量、経済性等の観点か
ら、わが国の現状に最も適していると判断し、更に検討
を重ねることにした。
前記パルプスラッジ焼却灰をセメント用混和材料として
有効利用することが、その使用量、経済性等の観点か
ら、わが国の現状に最も適していると判断し、更に検討
を重ねることにした。
【０００９】即ち、本発明は、前記パルプスラッジ焼却
灰をセメント用混和材料として実用化することを技術的
課題とするものである。
灰をセメント用混和材料として実用化することを技術的
課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記技術的
課題を達成するために、可能な限り、多種類の前記パル
プスラッジ焼却灰を入手し、それ等を対象に数多くの実
験・試作を重ねた結果、特定範囲の粉末度をもつパルプ
スラッジ焼却灰を、セメント過多の範囲で配合する場合
には、 SiO2 、Al2O3 及びCaO の含有比にバラツキがあ
っても、ワーカビリティの低下やモルタル又はコンクリ
ートの強度低下を招くことなく、セメント用混和材料と
して実用できるという刮目すべき知見を得、本発明を完
成したものである。
課題を達成するために、可能な限り、多種類の前記パル
プスラッジ焼却灰を入手し、それ等を対象に数多くの実
験・試作を重ねた結果、特定範囲の粉末度をもつパルプ
スラッジ焼却灰を、セメント過多の範囲で配合する場合
には、 SiO2 、Al2O3 及びCaO の含有比にバラツキがあ
っても、ワーカビリティの低下やモルタル又はコンクリ
ートの強度低下を招くことなく、セメント用混和材料と
して実用できるという刮目すべき知見を得、本発明を完
成したものである。
【００１１】前記技術的課題は、次の通りの本発明によ
って達成できる。即ち、本発明は、パルプ製造工程又は
製紙工程において生じるパルプスラッジの焼却灰であっ
て、その粉末度が3000〜 12000cm2/g の範囲内にある粉
粒物からなるセメント用混和材料である。
って達成できる。即ち、本発明は、パルプ製造工程又は
製紙工程において生じるパルプスラッジの焼却灰であっ
て、その粉末度が3000〜 12000cm2/g の範囲内にある粉
粒物からなるセメント用混和材料である。
【００１２】また、本発明は、上記のセメント用混和材
料をセメントに対して、セメント過多の範囲、望ましく
は、当該混和材料：セメントの含有重量比が30：70より
もセメント過多の範囲で、配合してなるセメント組成物
である。
料をセメントに対して、セメント過多の範囲、望ましく
は、当該混和材料：セメントの含有重量比が30：70より
もセメント過多の範囲で、配合してなるセメント組成物
である。
【００１３】さらに、本発明は、上記のセメント組成物
を用いてなるモルタル又はコンクリートである。本発明
の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。
を用いてなるモルタル又はコンクリートである。本発明
の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。
【００１４】先ず、本発明に係るセメント用混和材料に
用いるパルプ製造工程又は製紙工程において生じるパル
プスラッジの焼却灰とは、パルプ製造工場、製紙工場及
びパルプ−紙一貫製造工場から、日々排出されているパ
ルプスラッジ焼却灰である。
用いるパルプ製造工程又は製紙工程において生じるパル
プスラッジの焼却灰とは、パルプ製造工場、製紙工場及
びパルプ−紙一貫製造工場から、日々排出されているパ
ルプスラッジ焼却灰である。
【００１５】本発明においては、上記パルプスラッジ焼
却灰の粉末度が3000〜 12000cm2/gであることを必須と
する。粉末度が3000cm2/g 未満の場合には、モルタル又
はコンクリートの圧縮強度が低下して実用に耐えられ
ず、粉末度が 12000cm2/g を越える場合には、前記ワー
カビリティが低下、特に粘着性が増加してミキサー処理
が不可能となって実用できない。
却灰の粉末度が3000〜 12000cm2/gであることを必須と
する。粉末度が3000cm2/g 未満の場合には、モルタル又
はコンクリートの圧縮強度が低下して実用に耐えられ
ず、粉末度が 12000cm2/g を越える場合には、前記ワー
カビリティが低下、特に粘着性が増加してミキサー処理
が不可能となって実用できない。
【００１６】対象とするパルプスラッジ焼却灰の粉末度
が、産出時において3000〜 12000cm 2/g の範囲内にあれ
ば、勿論、そのまま用いればよいが、産出時において30
00cm 2/g 未満であれば、周知のボールミルや回転ミル等
の粉砕機によって粉砕して所要の粉末度の粉粒物に調整
しなければならない。
が、産出時において3000〜 12000cm 2/g の範囲内にあれ
ば、勿論、そのまま用いればよいが、産出時において30
00cm 2/g 未満であれば、周知のボールミルや回転ミル等
の粉砕機によって粉砕して所要の粉末度の粉粒物に調整
しなければならない。
【００１７】なお、上記パルプスラッジ焼却灰は、前記
の通り、 SiO2 、Al2O3 及び CaOを共通して含有してお
り、その含有比は排出工場毎にバラツキがある。しか
し、粉末度が3000〜 12000cm2/g である場合には、 SiO
2 が約10〜60重量％（固形分）、Al2O3 が約10〜50重量
％（固形分）、CaO が約３〜50重量％（固形分）の範囲
内で、それぞれ変動しても使用できる。また、粉末度が
3000〜 12000cm2/g である場合には、Fe2O3 やMgO 等が
含有されていても使用できる。
の通り、 SiO2 、Al2O3 及び CaOを共通して含有してお
り、その含有比は排出工場毎にバラツキがある。しか
し、粉末度が3000〜 12000cm2/g である場合には、 SiO
2 が約10〜60重量％（固形分）、Al2O3 が約10〜50重量
％（固形分）、CaO が約３〜50重量％（固形分）の範囲
内で、それぞれ変動しても使用できる。また、粉末度が
3000〜 12000cm2/g である場合には、Fe2O3 やMgO 等が
含有されていても使用できる。
【００１８】次に、上述の通りの本発明に係るセメント
用混和材料を配合するセメントは、市販の各種セメント
を対象とできるが、その配合量は、本発明に係るセメン
ト用混和材料がセメントに対して、セメント過多となる
範囲であることを必須とする。
用混和材料を配合するセメントは、市販の各種セメント
を対象とできるが、その配合量は、本発明に係るセメン
ト用混和材料がセメントに対して、セメント過多となる
範囲であることを必須とする。
【００１９】望ましくは、本発明に係るセメント用混和
材料：セメントの含有重量比率を約30：70よりもセメン
ト過多の範囲とすべきである。本発明に係るセメント用
混和材料の含有重量比率を大きくすればする程、セメン
トの代替品となるから、当然経済性はよくなるが、残念
ながら、混和材料過多の範囲になると前記ワーカビリテ
ィが低下、特に粘着性が増加してミキサー処理が不可能
となって実用できない。
材料：セメントの含有重量比率を約30：70よりもセメン
ト過多の範囲とすべきである。本発明に係るセメント用
混和材料の含有重量比率を大きくすればする程、セメン
トの代替品となるから、当然経済性はよくなるが、残念
ながら、混和材料過多の範囲になると前記ワーカビリテ
ィが低下、特に粘着性が増加してミキサー処理が不可能
となって実用できない。
【００２０】上述の通りの本発明に係るセメント組成物
を用いてモルタルやコンクリートを得るに当っては、市
販セメントを用いる場合と同様に、周知のミキサー等の
建設用機器を用いて、所要量の細骨材及び水を加えて混
練すればモルタルが、所要量の細骨材、粗骨材及び水を
加えて混練すればコンクリートが得られる。なお、ＡＥ
剤や減水剤の使用も市販セメントを用いる場合と同様に
すればよい。
を用いてモルタルやコンクリートを得るに当っては、市
販セメントを用いる場合と同様に、周知のミキサー等の
建設用機器を用いて、所要量の細骨材及び水を加えて混
練すればモルタルが、所要量の細骨材、粗骨材及び水を
加えて混練すればコンクリートが得られる。なお、ＡＥ
剤や減水剤の使用も市販セメントを用いる場合と同様に
すればよい。
【００２１】
【作用】本発明においては、パルプ製造工程又は製紙工
程において生じるパルプスラッジ焼却灰の粉末度が3000
〜 12000cm2/g の範囲内である場合には、後出実施例及
び比較例に見られる通り、ワーカビリティの極端な低下
やモルタル又はコンクリートの圧縮強度低下を招くこと
なく、セメントの代替品として使用できるが、この現象
の理論的解明は未だ行えていない。
程において生じるパルプスラッジ焼却灰の粉末度が3000
〜 12000cm2/g の範囲内である場合には、後出実施例及
び比較例に見られる通り、ワーカビリティの極端な低下
やモルタル又はコンクリートの圧縮強度低下を招くこと
なく、セメントの代替品として使用できるが、この現象
の理論的解明は未だ行えていない。
【００２２】唯、本発明者が行った多くの実験結果の内
には、粉末度3000〜 12000cm2/g の範囲内にあるものを
セメントに対して20重量％配合したものを用いた硬化体
とセメント単独を用いた硬化体との細孔径を水銀圧入式
ポロシメーターで測定したデータがあり、当該データに
よれば、前者の細孔径の方が後者の細孔径よりも小さ
く、しかも、前者の細孔径は材令と共に微小化して行く
ことが確認できているので、本発明者は、前者に見られ
る特異な緻密化現象がセメント代替品としての機能発現
にかかわっているものと推定している。
には、粉末度3000〜 12000cm2/g の範囲内にあるものを
セメントに対して20重量％配合したものを用いた硬化体
とセメント単独を用いた硬化体との細孔径を水銀圧入式
ポロシメーターで測定したデータがあり、当該データに
よれば、前者の細孔径の方が後者の細孔径よりも小さ
く、しかも、前者の細孔径は材令と共に微小化して行く
ことが確認できているので、本発明者は、前者に見られ
る特異な緻密化現象がセメント代替品としての機能発現
にかかわっているものと推定している。
【００２３】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明の
構成と作用を具体的に説明するが、本発明は以下の実施
例に限定されるものではなく、本発明の趣旨と精神とを
逸脱せざる限り、その実施態様を変更することができ
る。
構成と作用を具体的に説明するが、本発明は以下の実施
例に限定されるものではなく、本発明の趣旨と精神とを
逸脱せざる限り、その実施態様を変更することができ
る。
【００２４】各実施例及び各比較例において、セメント
は市販の普通ポルトランドセメントを、細骨材は川砂
を、粗骨材は最大寸法25mmの砂利混り砕石を、水は水道
水を、それぞれ用いた。
は市販の普通ポルトランドセメントを、細骨材は川砂
を、粗骨材は最大寸法25mmの砂利混り砕石を、水は水道
水を、それぞれ用いた。
【００２５】粉末度は「ＪＩＳ Ｒ−5201」に従って測
定した。圧縮強度は各実施例及び各比較例に記載した手
法によって測定し、凍結融解抵抗性並びに乾燥収縮性の
測定は、それぞれ次の手法によって測定した。
定した。圧縮強度は各実施例及び各比較例に記載した手
法によって測定し、凍結融解抵抗性並びに乾燥収縮性の
測定は、それぞれ次の手法によって測定した。
【００２６】凍結融解抵抗性：10cm×10cm×40cm角柱試
験体を用い、打込み後１日間霧室養生して脱型したの
ち、材令28日まで20℃水中養生を行ったものを試験に供
した。試験体は３個１組とし、それらの平均値を試験値
とした。凍結融解性試験には１槽式水中凍結・水中融解
方式の凍結融解試験機（約 3.6時間／サイクル）を使用
し、供試体中心温度＋４〜−18℃の範囲での凍結融解繰
返しを 300サイクルまで行い、凍結融解開始時及び凍結
融解50サイクルごとにはりのたわみ一次共鳴振動数によ
る相対動弾性係数と重量減少量を求めるとともに、試験
体外観を写真に記録して評価した。
験体を用い、打込み後１日間霧室養生して脱型したの
ち、材令28日まで20℃水中養生を行ったものを試験に供
した。試験体は３個１組とし、それらの平均値を試験値
とした。凍結融解性試験には１槽式水中凍結・水中融解
方式の凍結融解試験機（約 3.6時間／サイクル）を使用
し、供試体中心温度＋４〜−18℃の範囲での凍結融解繰
返しを 300サイクルまで行い、凍結融解開始時及び凍結
融解50サイクルごとにはりのたわみ一次共鳴振動数によ
る相対動弾性係数と重量減少量を求めるとともに、試験
体外観を写真に記録して評価した。
【００２７】乾燥収縮性：10cm×10cm×40cm角柱試験体
を用い、試験体は３個１組としてそれらの平均値を試験
値とした。長さ変化の測定はＪＩＳ Ａ−1129のダイヤ
ルゲージ法に従って行った。試験体は材令７日間、20℃
水中養生終了時を長さ変化測定の基点とし、その後、20
℃60％RHの恒温恒湿槽内に保管し、１、４、８及び13週
間後に、それぞれ長さ変化を測定し評価した。
を用い、試験体は３個１組としてそれらの平均値を試験
値とした。長さ変化の測定はＪＩＳ Ａ−1129のダイヤ
ルゲージ法に従って行った。試験体は材令７日間、20℃
水中養生終了時を長さ変化測定の基点とし、その後、20
℃60％RHの恒温恒湿槽内に保管し、１、４、８及び13週
間後に、それぞれ長さ変化を測定し評価した。
【００２８】実施例１〜９ （セメント用混和材料の調製）パルプ−紙一貫製造工場
から排出された組成・粉末度がそれぞれ異なっている表
１に示す９種のパルプスラッジ焼却灰を、それぞれ別個
に回転ミルで粉砕し、表１に示す粉末度の粉粒物とし
て、９種のセメント用混和材料を調製した。 （セメント組成物の調製）上記９種のセメント用混和材
料をセメントに対して、それぞれ当該セメント用混和材
料：セメントの含有重量比率が20：80となるように配合
して、９種のセメント組成物を調製した。 （モルタルの形成）上記９種のセメント組成物を用い
て、それぞれ当該セメント組成物 520Kg/m3（セメント
416Kg/m3 ・セメント用混合材料 104Kg/m3 ）、細骨材1
040Kg/m3 及び水 336Kg/m3 の配合により常法に従って
モルタルとして、９種のモルタル試供品を得た。
から排出された組成・粉末度がそれぞれ異なっている表
１に示す９種のパルプスラッジ焼却灰を、それぞれ別個
に回転ミルで粉砕し、表１に示す粉末度の粉粒物とし
て、９種のセメント用混和材料を調製した。 （セメント組成物の調製）上記９種のセメント用混和材
料をセメントに対して、それぞれ当該セメント用混和材
料：セメントの含有重量比率が20：80となるように配合
して、９種のセメント組成物を調製した。 （モルタルの形成）上記９種のセメント組成物を用い
て、それぞれ当該セメント組成物 520Kg/m3（セメント
416Kg/m3 ・セメント用混合材料 104Kg/m3 ）、細骨材1
040Kg/m3 及び水 336Kg/m3 の配合により常法に従って
モルタルとして、９種のモルタル試供品を得た。
【００２９】なお、モルタル試供品は、モルタル打込み
後、１〜２日で脱型（１日では硬化が不十分で脱型が困
難なものは、霧室養生２日後に脱型）し、所定の材令
（７日、28日、91日）まで20℃で水中養生を行った。
後、１〜２日で脱型（１日では硬化が不十分で脱型が困
難なものは、霧室養生２日後に脱型）し、所定の材令
（７日、28日、91日）まで20℃で水中養生を行った。
【００３０】上記９種のモルタル試供品のそれぞれにつ
いて、φ５×10cmの円柱形試験体を作成し、常法に従っ
て圧縮試験を行って測定した各圧縮強度値を表１に示し
た。なお、圧縮強度値は、試験体３個１組の平均値であ
る。
いて、φ５×10cmの円柱形試験体を作成し、常法に従っ
て圧縮試験を行って測定した各圧縮強度値を表１に示し
た。なお、圧縮強度値は、試験体３個１組の平均値であ
る。
【００３１】
【表１】 比較例１ セメント用混和材料を用いず、セメント 520Kg/m3 、細
骨材1040Kg/m3 及び水336Kg/m3 の配合により常法に従
ってモルタルとして、比較品を得た。
骨材1040Kg/m3 及び水336Kg/m3 の配合により常法に従
ってモルタルとして、比較品を得た。
【００３２】なお、比較品は、モルタル打込み後、１日
で脱型し、所定の材令（７日、28日、91日）まで20℃で
水中養生を行った。実施例１〜９と同様にして求めた上
記比較品の圧縮強度値を表１に示した。 （考察）前記実施例１〜９及び比較例１から、組成・粉
末度が、 SiO2 ：28.07 〜33.27 重量％、Al2O3 ：21.1
5 〜39.05 重量％、CaO ：11.61 〜22.80 重量％、Fe2O
3 ：1.17〜3.28重量％、MgO ：6.83〜9.89重量％・粉末
度：1450〜2840cm2/g と変動するパルプスラッジ焼却灰
を用いても、粉末度を7270〜7960cm2/g の範囲に調整す
ることによって、セメントの20重量％を前記セメント用
混和材料により代替した場合に、セメント単独による場
合とほぼ同等の圧縮強度をもち、実用できるモルタルが
形成できることが確認できる。
で脱型し、所定の材令（７日、28日、91日）まで20℃で
水中養生を行った。実施例１〜９と同様にして求めた上
記比較品の圧縮強度値を表１に示した。 （考察）前記実施例１〜９及び比較例１から、組成・粉
末度が、 SiO2 ：28.07 〜33.27 重量％、Al2O3 ：21.1
5 〜39.05 重量％、CaO ：11.61 〜22.80 重量％、Fe2O
3 ：1.17〜3.28重量％、MgO ：6.83〜9.89重量％・粉末
度：1450〜2840cm2/g と変動するパルプスラッジ焼却灰
を用いても、粉末度を7270〜7960cm2/g の範囲に調整す
ることによって、セメントの20重量％を前記セメント用
混和材料により代替した場合に、セメント単独による場
合とほぼ同等の圧縮強度をもち、実用できるモルタルが
形成できることが確認できる。
【００３３】実施例10〜17 （セメント用混和材料の調製）パルプ−紙一貫製造工場
から排出された組成が SiO2 32.5 重量％、Al2O3 31.
3 重量％、 CaO 15.2重量％、Fe2O3 2.0重量％、MgO
17.5 重量％、強熱減量分 1.2 重量％で、粉末度が 1
0270cm2/g であるパルプスラッジ焼却灰を、そのままセ
メント用混和材料とした。 （セメント組成物の調製）上記セメント用混和材料をセ
メントに対し、当該セメント用混和材料：セメントの含
有重量比率を、表２に示す通り10：90〜30：70の範囲内
で、変更して配合し、８種のセメント組成物を調製し
た。 （コンクリートの形成）上記８種のセメント組成物と細
骨材、粗骨材、水、市販のＡＥ剤（ヴイルソン：商品
名：山宗化学社製）及び市販の減水剤（マイティ2000Ｗ
Ｈ：商品名：花王社製）とを用い、配合量を、表２に示
す通り種々変更し、常法に従ってコンクリートとして、
８種のコンクリート試供品を得た。
から排出された組成が SiO2 32.5 重量％、Al2O3 31.
3 重量％、 CaO 15.2重量％、Fe2O3 2.0重量％、MgO
17.5 重量％、強熱減量分 1.2 重量％で、粉末度が 1
0270cm2/g であるパルプスラッジ焼却灰を、そのままセ
メント用混和材料とした。 （セメント組成物の調製）上記セメント用混和材料をセ
メントに対し、当該セメント用混和材料：セメントの含
有重量比率を、表２に示す通り10：90〜30：70の範囲内
で、変更して配合し、８種のセメント組成物を調製し
た。 （コンクリートの形成）上記８種のセメント組成物と細
骨材、粗骨材、水、市販のＡＥ剤（ヴイルソン：商品
名：山宗化学社製）及び市販の減水剤（マイティ2000Ｗ
Ｈ：商品名：花王社製）とを用い、配合量を、表２に示
す通り種々変更し、常法に従ってコンクリートとして、
８種のコンクリート試供品を得た。
【００３４】なお、コンクリート試供品は、コンクリー
ト打込み後、24時間霧室養生して脱型し、所定の材令
（７日、28日、91日、180 日）まで20℃水中養生を行っ
た。上記８種のコンクリート試供品のそれぞれについ
て、φ10×20cmの円柱形試験体を作成し、常法に従って
圧縮試験を行って測定した各測定値を表２に示した。な
お圧縮強度値は、試験体３個１組の平均値である。
ト打込み後、24時間霧室養生して脱型し、所定の材令
（７日、28日、91日、180 日）まで20℃水中養生を行っ
た。上記８種のコンクリート試供品のそれぞれについ
て、φ10×20cmの円柱形試験体を作成し、常法に従って
圧縮試験を行って測定した各測定値を表２に示した。な
お圧縮強度値は、試験体３個１組の平均値である。
【００３５】表２には、セメント用混和材料：セメント
の含有重量比率、セメント・セメント用混和材料・細骨
材・粗骨材・水の各単位量、水：セメントの重量比、Ａ
Ｅ剤・減水剤の各配合量を併せて示した。
の含有重量比率、セメント・セメント用混和材料・細骨
材・粗骨材・水の各単位量、水：セメントの重量比、Ａ
Ｅ剤・減水剤の各配合量を併せて示した。
【００３６】
【表２】 比較例２〜４ セメント用混和材料を用いず、セメント、細骨材、粗骨
材、水、市販のＡＥ剤（前出）及び市販の減水剤（前
出）を用い、配合量を表２に示す通り種々変更し、常法
に従ってコンクリートとして、３種の比較品を得た。
材、水、市販のＡＥ剤（前出）及び市販の減水剤（前
出）を用い、配合量を表２に示す通り種々変更し、常法
に従ってコンクリートとして、３種の比較品を得た。
【００３７】なお、上記比較品は、コンクリート打込み
後、24時間霧室養生して脱型し、所定の材令（７日、28
日、91日、180 日）まで20℃水中養生を行った。上記３
種の比較品のそれぞれについて、実施例10〜17と同様に
して求めた圧縮強度値を表２に示した。
後、24時間霧室養生して脱型し、所定の材令（７日、28
日、91日、180 日）まで20℃水中養生を行った。上記３
種の比較品のそれぞれについて、実施例10〜17と同様に
して求めた圧縮強度値を表２に示した。
【００３８】表２には、セメント・細骨材・粗骨材・水
の各単位量、水：セメントの重量比、ＡＥ剤・減水剤の
各配合量を併せて示した。 実施例18〜22 （セメント用混和材料の調製）パルプ−紙一貫製造工場
から排出された組成が SiO2 49.8 重量％、Al2O3 22.
0 重量％、CaO 5.6重量％、Fe2O3 2.1重量％、MgO 1
9.6 重量％、強熱減量分 2.6 重量％で、粉末度が 112
50cm2/g であるパルプスラッジ焼却灰を、そのままセメ
ント用混和材料とした。 （セメント組成物の調製）上記セメント用混和材料をセ
メントに対し、当該セメント用混和材料：セメントの含
有重量比率を、表３に示す通り10：90〜20：80の範囲内
で、変更して配合し、５種のセメント組成物を調製し
た。 （コンクリートの形成）上記５種のセメント組成物と細
骨材、粗骨材、水、市販のＡＥ剤（前出）及び市販の減
水剤（前出）とを用い、配合量を、表３に示す通り種々
変更し、常法に従ってコンクリートとして、５種のコン
クリート試供品を得た。
の各単位量、水：セメントの重量比、ＡＥ剤・減水剤の
各配合量を併せて示した。 実施例18〜22 （セメント用混和材料の調製）パルプ−紙一貫製造工場
から排出された組成が SiO2 49.8 重量％、Al2O3 22.
0 重量％、CaO 5.6重量％、Fe2O3 2.1重量％、MgO 1
9.6 重量％、強熱減量分 2.6 重量％で、粉末度が 112
50cm2/g であるパルプスラッジ焼却灰を、そのままセメ
ント用混和材料とした。 （セメント組成物の調製）上記セメント用混和材料をセ
メントに対し、当該セメント用混和材料：セメントの含
有重量比率を、表３に示す通り10：90〜20：80の範囲内
で、変更して配合し、５種のセメント組成物を調製し
た。 （コンクリートの形成）上記５種のセメント組成物と細
骨材、粗骨材、水、市販のＡＥ剤（前出）及び市販の減
水剤（前出）とを用い、配合量を、表３に示す通り種々
変更し、常法に従ってコンクリートとして、５種のコン
クリート試供品を得た。
【００３９】なお、コンクリート試供品は、コンクリー
ト打込み後、24時間霧室養生して脱型し、所定の材令
（７日、28日、91日、180 日）まで20℃水中養生を行っ
た。上記５種のコンクリート試供品のそれぞれについ
て、実施例10〜17と同様にして求めた圧縮強度値を表３
に示した。
ト打込み後、24時間霧室養生して脱型し、所定の材令
（７日、28日、91日、180 日）まで20℃水中養生を行っ
た。上記５種のコンクリート試供品のそれぞれについ
て、実施例10〜17と同様にして求めた圧縮強度値を表３
に示した。
【００４０】表３には、セメント用混和材料：セメント
の含有重量比率、セメント・セメント用混和材料・細骨
材・粗骨材・水の各単位量、水：セメントの重量比、Ａ
Ｅ剤・減水剤の各配合量を併せて示した。
の含有重量比率、セメント・セメント用混和材料・細骨
材・粗骨材・水の各単位量、水：セメントの重量比、Ａ
Ｅ剤・減水剤の各配合量を併せて示した。
【００４１】
【表３】 比較例５〜７ （セメント用混和材料の調製）製紙工場から排出された
組成が SiO2 44.3 重量％、Al2O3 32.9 重量％、CaO
7.8重量％、Fe2O3 0.8重量％、MgO 11.9 重量％、強
熱減量分 2.8 重量％で、粉末度が 2480cm2/gであるパ
ルプスラッジ焼却灰を、そのままセメント用混和材料と
した。 （セメント組成物の調製）上記セメント用混和材料をセ
メントに対し、当該セメント用混和材料：セメントの含
有重量比率を、表３に示す通り10：90〜30：70の範囲内
で、変更して配合し、３種の比較用セメント組成物を調
製した。 （コンクリートの形成）上記３種の比較用セメント組成
物と細骨材、粗骨材、水、市販のＡＥ剤（前出）及び市
販の減水剤（前出）とを用い、配合量を、表３に示す通
り種々変更し、常法に従ってコンクリートとして、３種
の比較品を得た。
組成が SiO2 44.3 重量％、Al2O3 32.9 重量％、CaO
7.8重量％、Fe2O3 0.8重量％、MgO 11.9 重量％、強
熱減量分 2.8 重量％で、粉末度が 2480cm2/gであるパ
ルプスラッジ焼却灰を、そのままセメント用混和材料と
した。 （セメント組成物の調製）上記セメント用混和材料をセ
メントに対し、当該セメント用混和材料：セメントの含
有重量比率を、表３に示す通り10：90〜30：70の範囲内
で、変更して配合し、３種の比較用セメント組成物を調
製した。 （コンクリートの形成）上記３種の比較用セメント組成
物と細骨材、粗骨材、水、市販のＡＥ剤（前出）及び市
販の減水剤（前出）とを用い、配合量を、表３に示す通
り種々変更し、常法に従ってコンクリートとして、３種
の比較品を得た。
【００４２】なお、上記比較品は、コンクリート打込み
後、24時間霧室養生して脱型し、所定の材令（７日、28
日、91日、 180日）まで20℃水中養生を行った。上記３
種の比較品のそれぞれについて、実施例10〜17と同様に
して求めた圧縮強度値を表３に示した。
後、24時間霧室養生して脱型し、所定の材令（７日、28
日、91日、 180日）まで20℃水中養生を行った。上記３
種の比較品のそれぞれについて、実施例10〜17と同様に
して求めた圧縮強度値を表３に示した。
【００４３】比較例８ セメント用混和材料を用いず、セメント 264Kg/m3 、細
骨材 821Kg/m3 、粗骨材1062Kg/m3 及び水 132Kg/m3 の
配合で、水：セメントの重量比50％によって、常法に従
ってコンクリートとして、比較品を得た。
骨材 821Kg/m3 、粗骨材1062Kg/m3 及び水 132Kg/m3 の
配合で、水：セメントの重量比50％によって、常法に従
ってコンクリートとして、比較品を得た。
【００４４】なお、比較品は、コンクリート打込み後、
１日で脱型し、所定の材令（７日、28日、91日、 180
日）まで20℃で水中養生を行った。実施例１〜９と同様
にして求めた上記比較品の圧縮強度値を表３に示した。
１日で脱型し、所定の材令（７日、28日、91日、 180
日）まで20℃で水中養生を行った。実施例１〜９と同様
にして求めた上記比較品の圧縮強度値を表３に示した。
【００４５】なお、実施例10〜22の各コンクリートと比
較例８のコンクリートとの凍結融解抵抗性並びに乾燥収
縮性とを測定した結果、各コンクリート間には殆んど差
がなかった。 （考察）前記実施例10〜22及び比較例２〜８から、組成
が異なるパルプスラッジ焼却灰を用いても、その粉末度
が約 10000cm2/g 近傍のものであれば、セメントの10〜
30重量％を代替しても、セメント単独の場合とほぼ同等
の強度をもち、実用できるコンクリートが形成できるこ
とが確認できる。
較例８のコンクリートとの凍結融解抵抗性並びに乾燥収
縮性とを測定した結果、各コンクリート間には殆んど差
がなかった。 （考察）前記実施例10〜22及び比較例２〜８から、組成
が異なるパルプスラッジ焼却灰を用いても、その粉末度
が約 10000cm2/g 近傍のものであれば、セメントの10〜
30重量％を代替しても、セメント単独の場合とほぼ同等
の強度をもち、実用できるコンクリートが形成できるこ
とが確認できる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、廃棄（埋立）用地や環
境保全の点で問題視されているパルプ製造工程又は製紙
工程において生じるパルプスラッジ焼却灰の有効利用を
図ることができる。
境保全の点で問題視されているパルプ製造工程又は製紙
工程において生じるパルプスラッジ焼却灰の有効利用を
図ることができる。
【００４７】即ち、本発明によれば、上記パルプスラッ
ジ焼却灰を、ワーカビリティの低下やモルタル又はコン
クリートの強度低下を殆んど招くことがないセメント用
混和材料として定常性と安定性とをもって実用すること
が可能となる。
ジ焼却灰を、ワーカビリティの低下やモルタル又はコン
クリートの強度低下を殆んど招くことがないセメント用
混和材料として定常性と安定性とをもって実用すること
が可能となる。
【００４８】そして、本発明においては、上記パルプス
ラッジ焼却灰が所定の粉末度であればそのままセメント
用混和材料として用いることができると共に、所定の粉
末度でない場合にも、単に粉砕して所定の粉末度とする
だけでセメント用混和材料として用いることができる。
ラッジ焼却灰が所定の粉末度であればそのままセメント
用混和材料として用いることができると共に、所定の粉
末度でない場合にも、単に粉砕して所定の粉末度とする
だけでセメント用混和材料として用いることができる。
【００４９】従って、わが国におけるセメント使用量か
らすれば、その一部（例えば20重量％）を本発明に係る
セメント用混和材料によって代替した場合にもたらされ
る経済的効果は極めて顕著なものがあるといえる。
らすれば、その一部（例えば20重量％）を本発明に係る
セメント用混和材料によって代替した場合にもたらされ
る経済的効果は極めて顕著なものがあるといえる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 芳廣 新潟県長岡市西蔵王３−５−１ 北越製 紙株式会社研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−148722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−128255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−217662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−72670（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−144898（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−101767（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−41350（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 7/24 - 7/30 C04B 18/24 C04B 18/10
Claims (6)
- 【請求項１】 パルプ製造工程又は製紙工程において生
じるパルプスラッジの焼却灰であって、その粉末度が30
00〜 12000cm2/g の範囲内にある粉粒物からなるセメン
ト用混和材料。 - 【請求項２】 パルプ製造工程又は製紙工程において生
じるパルプスラッジの焼却灰が、固形分で約10〜60重量
％の SiO2 と固形分で約10〜50重量％のAl2O 3 と固形分
で約３〜50重量％のCaO とを含有している請求項１記載
のセメント用混和材料。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のセメント用混和材
料をセメントに対して、セメント過多の範囲で、配合し
てなるセメント組成物。 - 【請求項４】 セメント用混和材料がセメントに対し
て、セメント用混和材料：セメントの含有重量比率が3
0：70よりもセメント過多の範囲で配合されている請求
項３記載のセメント組成物。 - 【請求項５】 請求項３記載のセメント組成物を用いた
モルタル。 - 【請求項６】 請求項３記載のセメント組成物を用いた
コンクリート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22132093A JP3338843B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | セメント用混和材料及びセメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22132093A JP3338843B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | セメント用混和材料及びセメント組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0769694A JPH0769694A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3338843B2 true JP3338843B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=16764958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22132093A Expired - Fee Related JP3338843B2 (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | セメント用混和材料及びセメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3338843B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| WO2000035820A1 (fr) * | 1998-12-11 | 2000-06-22 | Ibiden Co., Ltd. | Poudre non cristalline, produit durci composite et materiau de construction composite |
| JP2002362962A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Kubota Corp | 窯業系外壁材の製造方法 |
| JP4640666B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2011-03-02 | 清水建設株式会社 | 廃棄物から成る埋め戻し材料 |
| KR20030056122A (ko) * | 2001-12-27 | 2003-07-04 | 박영근 | 시멘트 활성화제 조성물 |
| JP4114914B2 (ja) * | 2002-04-05 | 2008-07-09 | 大豊建設株式会社 | 土壌改良材 |
| JP4494747B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2010-06-30 | 北越紀州製紙株式会社 | 製紙スラッジ灰含有造粒物およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP22132093A patent/JP3338843B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0769694A (ja) | 1995-03-14 |
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