JP3366451B2 - コンクリートの製造方法 - Google Patents

コンクリートの製造方法

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08Slag cements
    • 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
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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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、産業副産物である水砕
スラグとコンクリート廃材を有効に利用する技術であっ
て、高強度を必要としない部位に使用されるコンクリー
トをより安価に製造する方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】水砕スラグ粉は潜在水硬性を有してお
り、高炉セメント、セメントの混和材としてセメントコ
ンクリート分野で広く利用されているが、単独では反応
性が乏しく、ポルトランドセメント、消石灰等のアルカ
リ刺激剤との共存下でなければセメント材料としての利
用はできない。 【0003】また、近年の都市化の進展に伴い老朽化等
によるビルやその他のコンクリート建造物の解体作業も
増加し、それらの現場よりコンクリート廃材が産業副産
物として膨大に発生している。それらの殆どは埋立地等
に廃棄処分されているが、コンクリート用骨材枯渇の環
境下、コンクリート廃材を再生骨材として利用すること
が検討されている。これらのコンクリート廃材は粉砕し
て路盤材やコンクリート用代替骨材として再生が可能で
あることは知られてるが、強度面から天然骨材の一部置
換程度が利用限界である。従って、これらのコンクリー
ト廃材はその発生量の一部が再生利用されているのに過
ぎず、未だこれらの大半は埋立地等に廃棄されているの
が現状である。 【0004】コンクリート廃材利用の具体的方法とし
て、特開昭63−7403号公報及び特開昭63−82
52号公報には、コンクリート廃材の破砕物に未硬化コ
ンクリートの洗浄排水から回収したスラッジ又はこれら
に更に高炉水滓粉末を配合した路盤材が開示されてい
る。これらによると、コンクリート廃材中のセメント未
水和物がスラッジや高炉水滓粉末と水和反応して水硬性
を高め、固化するものとされている。しかしながら、こ
れらに用いるコンクリート廃材は、骨材として用いるも
のである。また、スラッジは排水中にセメント水和物粒
子として縣濁していたものであり、回収後も水分を多量
に含んだものである。従って、その粒子の水和反応が相
当に進んでいることから、セメントの水和活性能力の残
存ができるだけ高い状態で使用することが好ましく、ス
ラッジ発生後の早期に使用しなければならないという問
題があった。 【0005】また、特開平2−266003号公報に
は、コンクリート廃材の破砕物と製鋼スラグ又はこれら
に更に高炉スラグを混合した水硬性路盤材が開示されて
いるが、これにおいても、コンクリート廃材は骨材とし
て用いるものである。特公平5−42384号公報に
は、コンクリート破砕物と高炉水滓及び石膏からなる水
硬性セメントが開示されている。しかしながら、このコ
ンクリート廃材は、全量が微粉砕されたセメント成分と
され、骨材として用いるものではない。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、産業副産物である水砕スラグとコンクリート廃材の
粉末を有効に利用し、環境保全にも寄与し得る、より安
価にコンクリートを製造する方法を提供することにあ
る。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記事情
に鑑みて鋭意研究した結果、水砕スラグ粉と特定の粒度
分布を持つコンクリート廃材の破砕品及び水を混練する
ことによって、通常のコンクリートと同等のワーカビリ
ティーが得られ、且つ、コンクリート廃材中のアルカリ
成分及び破砕によって現出する未反応セメント成分が水
砕スラグ粉の反応を促進し、通常のコンクリートと同様
に固化し密実な硬化体を形成することを見出し、本発明
を完成した。即ち、本発明は、比表面積2000〜60
00cm2 /gの水砕スラグ粉100重量部に対し、コ
ンクリート廃材を破砕、粒度調製して得られた下記の粒
度分布を有するコンクリート破砕品200〜1000重
量部を配合し、これに水を加えて混練することを特徴と
するコンクリートの製造方法である。 粒度分布 0.15mm未満 5〜15重量% 0.15mm以上〜5mm未満 25〜45重量% 5mm以上〜20mm以下 40〜70重量% 【0008】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明に使用する水砕スラグ粉とは、高炉スラグを水で急
冷した水砕スラグをミル、分級機で比表面積2000〜
6000cm2 /gに粉砕、分級したものであり、潜在
水硬性を有するものである。2000cm2 /g未満の
比表面積では、アルカリ刺激剤との共存下であっても反
応性が乏しく硬化体の実用強度が得がたく、また、コン
クリート廃材との組み合せにおいて、通常のコンクリー
ト並みのワーカビリティーが得にくい。また、6000
cm2 /gを越えても水硬性の発現にさほど影響はな
く、逆に製造コストが嵩むことになり不経済である。 【0009】コンクリート廃材とは、ビル等のコンクリ
ート建造物を解体する際に生ずるコンクリート廃棄物で
あり、本発明で用いるコンクリート破砕品とは該コンク
リート廃材をジョークラッシャー等で破砕、鉄筋等の異
物を除去したのち、所定の粒度分布となるように粒度調
整したものをいう。尚、破砕にあたっては、ミル等も併
用することができる。コンクリート廃材中には未反応の
セメント成分が含有されており、コンクリート廃材を破
砕することにより現出する。そして、これらのアルカリ
成分が水砕スラグ粉の潜在水硬性を刺激して通常のコン
クリートと同様に固化し、密実な硬化体を与えるという
作用を有するものである。 【0010】コンクリート破砕品の粒径が大きい程比表
面積が減少し、それに伴って水砕スラグ粉の反応を促す
アルカリ成分及び破砕によって現出する未反応セメント
も減少する。従って、ただ単に破砕するだけでは水砕ス
ラグ粉の反応を促進することはできないので、本発明で
は所定の粒度分布となるように粒度調整する。 【0011】本発明者らは、粒径5mm未満のコンクリ
ート破砕品の量が水砕スラグ粉の潜在水硬性に重要な影
響を及ぼすことを見出した。従って、粒径5mm未満の
粒子の含有量はコンクリート破砕品の30重量%以上で
あることが重要である。この内、粒径0.15mm未満
の粒子は潜在水硬性に与える影響力がより強いので、コ
ンクリート破砕品の5〜15重量%であることが必要で
あり、粒径0.15mm以上、5mm未満の粒子は25
〜45重量%であることが必要である。また、コンクリ
ート破砕品は粒径5mm以上、20mm以下の粒子を4
0〜70重量%含む必要がある。そして、粒径20mm
を越える粒子は、10重量%以下とすることが望まし
い。そして、粒径0.15mm未満の粒子は主としてセ
メント成分として作用し、粒径0.15mm以上、5m
m未満の粒子はセメント成分としても作用するが、細骨
材成分としても作用し、粒径5mm以上、20mm以下
の粒子は主として粗骨材成分として作用すると考えられ
る。それ故、本発明のコンクリート破砕品を使用すれ
ば、別途骨材を使用しなくとも差し支えない。また、水
砕スラグ粉以外のセメント成分の使用も不要とすること
ができる。 【0012】本発明では、上記コンクリート破砕品を水
砕スラグ粉100重量部に対して200〜1000重量
部配合する。200重量部未満では、水砕スラグ粉の潜
在水硬性を刺激するに充分な量のアルカリ成分が得られ
ず、硬化不良の原因となる。また、1000重量部を越
えると硬化後の強度が低くなり、好ましくない。 【0013】本発明は高強度を必要としない低級コンク
リート分野を対象とするが、従来は工業製品であるセメ
ントと天然骨材もしくは人工骨材を使用して製造されて
いるのに対して、産業副産物のみを使用して、粉末度及
び粒度を調整することによってより安価にコンクリート
を製造することができるものであり、また、産業副産物
を有効利用にも役立つものである。本発明は、実質的に
コンクリート廃材、水砕スラグ粉以外の材料を使用せず
にコンクリートを得る。コンクリート廃材を粉砕する
と、微粉末から粗骨材以上の粒径のものが得られるが、
本発明は微粉末から粗骨材までの粒径のコンクリート破
砕品を使用するので、全量を粉砕するのに比べて粉砕コ
ストが低い。また、本発明は、通常の粒度分布を有する
破砕品の内、粒径が20mmを越えるものを除いてその
全部を有効利用するものであるが、結果的に所定の粒度
分布を満足する範囲であれば粒径20mm以上のものを
含んでいても差し支えない。また、本発明には通常のコ
ンクリートで使用される石膏や減水剤、気泡剤、急結
剤、強度増進剤及び膨張剤等の混和剤や、天然骨材、人
工骨材も使用できる。 【0014】 【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は実施例により何ら限定されるものではな
い。コンクリート建造物解体現場より採取した人頭大の
コンクリート廃材をジョークラッシャーにて一次粉砕
し、粒径が40mm以下となるようにした。次に該廃材
より残存する鉄筋等の異物を人手により除去し、更にボ
ールミルにて粉砕して粒径が20mm以下となるように
した。このようにして得られた廃材を20mm、10m
m、5mm、1.2mm、0.15mmの目のふるいを
用いて段階的にふるい、それぞれのふるいの間に捕捉さ
れる粒度分布を有するコンクリート破砕品に分別した。 【0015】上記コンクリート破砕品を所定の粒度分布
となるように配合し、これに水砕スラグ粉、水、混和剤
及び骨材等を混合し、通常の50l二軸コンクリートミ
キサーで混練した。コンクリート破砕品、水砕スラグ粉
等の使用材料の配合割合、水砕スラグ粉の比表面積、コ
ンクリート破砕品の粒度分布、フレッシュコンクリート
のスランプ及び硬化コンクリートの圧縮強度を表1に示
す。 【0016】 【表1】【0017】表1より以下のことがわかる。 水砕スラグ粉と天然骨材との組み合わせでは、水砕
スラグ粉が反応せず硬化しない。 水砕スラグ粉とコンクリート破砕品との組み合わせ
において、コンクリート破砕品の粒径5mm未満の粒子
の含有量が30重量%以上、粒径0.15mm未満の粒
子の含有量が5重量%以上であっても、水砕スラグ粉の
比表面積が2000cm2 /g未満では硬化体強度が得
られない。一方、水砕スラグ粉の比表面積が2000c
2 /g以上であっても、コンクリート破砕品の粒径5
mm未満の粒子の含有量が30重量%未満、粒径0.1
5mm未満の粒子の含有量が5重量%未満では、充分な
硬化体強度が得られない。 本発明の方法によって、水破スラグ粉とコンクリー
ト破砕品との組み合わせで、通常のコンクリートと同様
のワーカビリティーを有するコンクリートの製造が可能
であり、配合の加減では100kgf/cm2 以上の圧
縮強度が得られる。 【0018】 【発明の効果】本発明の方法により、コンクリート廃材
の土建材料としての有効利用を可能にし、産業副産物で
ある高炉水破スラグ粉との組み合わせよって、安価なコ
ンクリートを提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−160895(JP,A) 特開 昭62−158150(JP,A) 特開 昭59−45958(JP,A) 特開 昭63−7403(JP,A) 特開 昭63−8252(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 28/08 C04B 18/16 C04B 7/24 C04B 7/153 - 7/19 C04B 28/02 - 18/12

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 比表面積2000〜6000cm2 /g
    の水砕スラグ粉100重量部に対し、コンクリート廃材
    を破砕、粒度調製して得られた下記の粒度分布を有する
    コンクリート破砕品200〜1000重量部を配合し、
    これに水を加えて混練することを特徴とするコンクリー
    トの製造方法。 粒度分布 0.15mm未満 5〜15重量% 0.15mm以上〜5mm未満 25〜45重量% 5mm以上〜20mm以下 40〜70重量%
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JP2010285302A (ja) * 2009-06-09 2010-12-24 Tokyo Institute Of Technology 水硬性セメント組成物
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