JP4485136B2 - Manufacturing method for port concrete - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細骨材として密度の小さい山砂などの代わりに密度の大きな銅スラグを高比率で配合させて、大きな浮力や波力を受ける海中等での安定性を向上させ、また銅スラグの配合率の増加に伴うワーカビリティーの低下などの問題が生じることなく、廃棄処分されることの多い銅スラグやフライアッシュなどの産業副産物を大量に再利用した安価な港湾用コンクリートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートの細骨材としてはこれまで天然資源である山砂や川砂などが使用されてきたが、河川の保護等の観点から川砂の採取が制限されてきたため細骨材としては専ら山砂が使用されているが、近年この山砂の一部を石灰石砕砂や鉱滓などに置き換えたコンクリートがしばしば利用されており、天然資源の保全及び廃棄物による環境汚染防止の観点から、鉱滓の配合率を高めることが求められている。
【０００３】
このような状況において、消波ブロック，被覆ブロック，ケーソンの蓋コンクリートなどの港湾用コンクリートは、海中等で大きな浮力や波力を受けるため、海洋等での安定性を向上させるのに細骨材として密度の小さな山砂に代えて密度の大きな鉱滓、特に銅スラグの配合率を高めることが有効である。また銅スラグ（骨材）はグリーン購入法（国等による環境物品等の調達の推進等に関する法律）において、公共工事における特定調達品目に選定されておりその使用が推進されている。
【０００４】
このように銅スラグを配合したコンクリートでは、細骨材として山砂に対する銅スラグの比率を高めることが好ましいが、例えば、細骨材中の銅スラグの混合率が３０容積％程度までであれば、細骨材として山砂のみを用いたコンクリートとほぼ同様な特性を有するコンクリートとなるが、細骨材中の銅スラグの配合率を５０容積％以上にすると、細骨材として山砂のみを用いたフレッシュコンクリートに比べてワーカビリティーを確保することが難しくなる等の問題が生じるのである。
【０００５】
即ち、細骨材中の銅スラグの配合率を高めるのに、単に山砂の量を減らして銅スラグの量を増やしただけでは、銅スラグの配合率を高めるに従ってフレッシュコンクリートの流動性が著しく低下し、ブリーディングが顕著になり、プラスティシティーが損なわれるため、ワーカビリティーを確保することが困難となるのである。
【０００６】
銅スラグの配合率を高めたものとしては、セメント１００重量部に対し、細骨材として銅水砕スラグ２００〜２５０重量部が配合されている重量モルタルがある（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この重量モルタルは粗骨材を含まないモルタルに関するものであって粗骨材を含むコンクリートとは性質が大きく異なるので、この配合をそのままコンクリートには応用できない。
【０００７】
また、銅スラグの配合率を高めたコンクリートとしては、銅スラグなどの鉱滓が細骨材の５０重量％混合されているコンクリートがある（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、このコンクリートはセメントと砂と鉱滓と砕石との混合割合が同じであって、通常のコンクリートと比べると粗骨材の量を減らしその代わりに銅スラグを大量に増やしたものであるので、粗骨材の減少に伴うコンクリートの強度低下を補うため大量のセメントを使用しているから、ひび割れ等の問題が生じ易くまた高価なコンクリートとなるのである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２−２３９１４１号公報
【特許文献２】
特開昭６２−６５９５９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の問題に鑑み、細骨材中の銅スラグの配合率を９０〜１００容積％まで高め、その一方で銅スラグの配合率の増加に伴って、フレッシュコンクリートの流動性が低下したり、ブリーディングが顕著になったり、プラスティシティーが損なわれたりする等のワーカビリティーの低下が殆どない消波ブロック，被覆ブロック，ケーソンの蓋コンクリートなどの港湾用コンクリートの製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、単位水量１４５〜１５５ｋｇ/ｍ 3 の下で、普通ポルトランドセメントとフライアッシュとから成りその３２〜５０重量％がフライアッシュである３００〜４００ｋｇ/ｍ 3 の結合材又は高炉セメントとフライアッシュとから成りその３２〜６５重量％がフライアッシュである３００〜４００ｋｇ/ｍ 3 の結合材に、９０〜１００容積％が銅スラグから成る７７０〜９７０ｋｇ/ｍ 3 の細骨材と９００〜１２００ｋｇ/ｍ 3 の粗骨材を配合して成型することによって港湾用コンクリートを製造すれば、球状の微粒子であるフライアッシュによってフレッシュコンクリートの流動性のみならずブリーディングやプラスティシティー等のワーカビリティーの低下の問題を解消でき、また大量の銅スラグを使用することで単位容積質量を大きくすることができるから海中等での大きな浮力や波力に対しても影響を受け難く、更に港湾用コンクリートとして求められる強度を充分に満たすことができ、また銅スラグのみならずフライアッシュも大量に使用しているから資源の有効活用の観点から意義が大きく、更に山砂や普通ポルトランドセメントを減らして安価な銅スラグやフライアッシュを配合しているため安価に製造できることを究明して本発明を完成したのである。
【００１１】
即ち本発明は、単位水量１４５〜１５５ｋｇ/ｍ3の下で、普通ポルトランドセメントとフライアッシュとから成りその３２〜５０重量％がフライアッシュである３００〜４００ｋｇ/ｍ3の結合材又は高炉セメントとフライアッシュとから成りその３２〜６５重量％がフライアッシュである３００〜４００ｋｇ/ｍ3の結合材に、９０〜１００容積％が銅スラグから成る７７０〜９７０ｋｇ/ｍ3の細骨材と９００〜１２００ｋｇ/ｍ3の粗骨材を配合して成型することを特徴とする港湾用コンクリートの製造方法に関するものである。
【００１２】
また、結合材が高炉セメントとフライアッシュとから成る場合において高炉セメントがＪＩＳ Ｒ ５２１１で規定されるＢ種の高炉セメントであると、このＢ種の高炉セメントは広く利用されているセメントであるから品質が安定していて且つ入手も容易であるから好ましく、ＡＥ減水剤が更に配合されていると、配合される水の量を減らすことができるからブリーディングを抑制できプラスティシティーが損なわれることもないので好ましく、粒度区分が０.３〜５.０ｍｍの銅スラグであると、ＪＩＳ Ａ ５０１１−３で規定された銅スラグであるからコンクリートの品質を保つ上で好ましく、粉末度が２５００ｃｍ2/ｇ以上のフライアッシュであると、粒子が細かいのでコンクリートの流動性が良くワーカビリティーを向上させることができて好ましいことも究明したのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法においては、細骨材として銅スラグを９０〜１００容積％の範囲内で使用するのであり、銅スラグを１００容積％未満使用する場合には残部に山砂を使用する。この銅スラグと山砂とは、それぞれ密度が３.５程度及び２.６程度のものが好ましく利用できる。なおこれらの密度から細骨材中の銅スラグの配合率９０〜１００容積％を重量％に換算すれば約９２〜１００重量％となる。
【００１４】
また、銅スラグはその粒度が大きく変化すると、所定の品質を確保するためにフレッシュコンクリートの配合を変えなければならないため、その粒度区分が０.３〜５.０ｍｍの銅スラグであると、コンクリートの品質を保つことが容易となり好ましいのである。また銅スラグの粒度区分が規定されているＪＩＳ Ａ ５０１１−３では、粒子の大きさだけでなく化学成分及び物理的・化学的性質についても一定の条件を満たすことが求められているから、このＪＩＳ規格に従った銅スラグであれば、コンクリートに使用する細骨材として有効に使用することができるのである。
【００１５】
本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法では、結合材として普通ポルトランドセメントとフライアッシュとから成るか又は高炉セメントとフライアッシュとから成るものを使用する。普通ポルトランドセメントは規格化（ＪＩＳ Ｒ ５２１０）されており、また最も広く利用されているセメントであるから、入手が容易で品質も安定しており利用し易いのである。また、高炉セメントは普通ポルトランドセメントに産業副産物である高炉スラグ粉末を配合したセメントであって規格化（ＪＩＳ Ｒ ５２１１）されていて、海水に対する抵抗性に優れているなど港湾用コンクリートに適したセメントであり、中でもＪＩＳ Ｒ ５２１１で規定されるＢ種の高炉セメントは広く利用されていて品質が安定していて且つ入手も容易であるから好ましい。
【００１６】
結合材が普通ポルトランドセメントとフライアッシュとから成る本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法においては、結合材中のフライアッシュの配合率を３２〜５０重量％とする。その理由は、銅スラグの配合率が９０容積％以上と高いことに起因するワーカビリティーの低下、特にフレッシュコンクリートの流動性の低下を抑制するためには球状の微粒子であるフライアッシュが３２重量％以上配合されていることが必要であり、またフライアッシュを５０重量％を超えて配合すると、プラスティシティーが悪化するなどの問題が生じたり単位水量が増加する傾向となるのを防ぐためにＡＥ減水剤の配合量を増やさなければならないためコストが増加するからである。
【００１７】
また結合材が高炉セメントとフライアッシュとから成る本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法においては、結合材中のフライアッシュの配合率を３２〜６５重量％とする。その理由は、下限の３２重量％については前記のとおり流動性の低下を抑制するためであり、上限の６５重量％については結合材中の高炉セメントに含まれる高炉スラグによってフレッシュコンクリートの粘性が高くなるため、結合材が普通ポルトランドセメントとフライアッシュとから成る場合に比べて、フライアッシュを大量に配合して流動性を大きく改善させてもプラスティシティーが悪化し難く、特に結合材中のフライアッシュの配合率が６５重量％までであればプラスティシティーが充分に確保できるからである。
【００１８】
また、結合材中に配合されるフライアッシュは火力発電所から排出される産業副産物であり、ＪＩＳ Ａ ６２０１で規定されたものが使用できるが、その粉末度が２５００ｃｍ2/ｇ以上のフライアッシュであると、粒子が細かいのでフレッシュコンクリートの流動性が良くワーカビリティーをより向上させることができてより好ましいのである。
【００１９】
本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法で使用される粗骨材には最大寸法が２０〜４０ｍｍ程度の一般的な砕石が利用でき、この砕石がＪＩＳ Ａ ５００５で規定される材質の砕石であれば、品質も安定していて一定以上の比重を有しているから港湾用コンクリートの粗骨材として適している。
【００２０】
【００２１】
更に、ＡＥ減水剤を使用することで配合される水の量を減らすことができるから、プラスティシティーが損なわれることもなく、良好なワーカビリティーが確保できて好ましい。
【００２２】
本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法では、先ず単位水量１４５〜１５５ｋｇ/ｍ3の下で、普通ポルトランドセメントとフライアッシュとから成りその３２〜５０重量％がフライアッシュである３００〜４００ｋｇ/ｍ3の結合材又は高炉セメントとフライアッシュとから成りその３２〜６５重量％がフライアッシュである３００〜４００ｋｇ/ｍ3の結合材と、９０〜１００容積％が銅スラグから成る７７０〜９７０ｋｇ/ｍ3の細骨材と、９００〜１２００ｋｇ/ｍ3の粗骨材とを配合して練り合わせ、次にこれらを型枠に流し込んで成型するのである。
【００２３】
通常、フレッシュコンクリートにおける原材料の配合は、先ず所定の強度やワーカビリティーが得られるように水結合材比を決め、その後に単位水量を設定し細骨材と全骨材（細骨材と粗骨材）との容積比率である細骨材率を設定するが、細骨材率はワーカビリティー等に大きな影響を及ぼすので単位水量が最小となるようにこの細骨材率を試験により調整して、全体の容積が１ｍ3となるように結合材や細骨材や粗骨材の各単位量を算出するのである。
【００２４】
従って本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法においても、水結合材比は５０％を大きく超えると充分な強度が得られず、３５％を下回るとセメント使用量が多くワーカビリティーが悪くなると共に必要以上に強度が高く高価なコンクリートとなるから、水結合材比を３５〜５０％程度と決め、実験等から単位水量を１４５〜１５５ｋｇ/ｍ3とすることで結合材の単位量が３００〜４００ｋｇ/ｍ3として得られたのである。なお、単位水量を１４５〜１５５ｋｇ/ｍ3としたのは、単位水量が１５５ｋｇ/ｍ3を超えると、ブリーディングが起こり易く、単位水量が１４５ｋｇ/ｍ3未満であると、流動性が悪くなりワーカビリティーが低下するからである。
【００２５】
また、細骨材と粗骨材とについてその単位量をそれぞれ７７０〜９７０ｋｇ/ｍ3と９００〜１２００ｋｇ/ｍ3としたのは、粗骨材の単位量が９００ｋｇ/ｍ3未満であると、細骨材の単位量を９７０ｋｇ/ｍ3より多くしなければならず、その結果細骨材率が大きくなりすぎるため、単位水量が多すぎてフレッシュコンクリートのプラスティシティーが悪化しワーカビリティーが低下する結果、硬化後のコンクリート強度に悪影響を及ぼすからである。また、粗骨材の量が１２００ｋｇ/ｍ3より多いと、細骨材の単位量を７７０ｋｇ/ｍ3より少なくしなければならず、そのため細骨材率が小さくなりすぎるため、材料分離が起こり易く、ワーカビリティーが低下するからである。
【００２６】
【実施例】
本発明に係る製造方法による港湾用コンクリートと、主としてフライアッシュの配合率が異なる比較例とを実際に製造してその性状等を確認する試験を行った。
セメントとしては市販されている普通ポルトランドセメント（宇部三菱セメント(株)製）又は高炉セメントＢ種（宇部三菱セメント(株)製）を使用した。また、フライアッシュには火力発電所から排出された密度約２.１〜２.２のフライアッシュを、細骨材には密度が約２.６の山砂と粒度区分が０.３〜５.０ｍｍで密度が約３.５の銅スラグ（小名浜製錬(株)製）を、粗骨材には密度が約２.７の砕石（新八茎鉱山(株)製）を、水には水道水をそれぞれ使用し、更にＡＥ減水剤（(株)エヌエムビー製）を加えた。
【００２７】
先ず、結合材が普通ポルトランドセメントとフライアッシュとから成る本発明に係る製造方法による港湾用コンクリートとその比較例とを表１に示す。
【００２８】
【表１】
実施例１及び２は本発明に係る製造方法による港湾用コンクリートであり、結合材の単位量が３００〜４００ｋｇ/ｍ3、細骨材の単位量が７７０〜９７０ｋｇ/ｍ3、粗骨材の単位量が９００〜１２００ｋｇ/ｍ3を満たすコンクリートである。
実施例１及び２は結合材中にフライアッシュがそれぞれ４３重量％及び３９重量％配合されていて、細骨材中に銅スラグが１００容積％配合されていてワーカビリティーは良好で粘性も充分あり、２８日強度はそれぞれ２９.８Ｎ/ｍｍ2及び３０.７Ｎ/ｍｍ2であり充分な強度が得られた。またこの実施例１及び２は流動性にも優れていてポンプ打設も良好に行うことができた。
【００３０】
これに対して、比較例１〜３は細骨材として銅スラグが１００容積％配合されているにも拘らず、結合材中のフライアッシュの量が本発明で規定する量に満たないコンクリートである。比較例１ではブリーディング率が高く殆ど減水効果が認められず、また結合材中にフライアッシュが全く含まれていないため流動性が非常に悪くコンクリートを成型することが困難であった。また、比較例２は流動性を改善するため、細骨材としての銅スラグの量を減らし、結合材中にフライアッシュを加えたコンクリートであるが、フライアッシュの配合率が２６重量％と低く、本発明で規定するフライアッシュの配合率に満たないコンクリートである。この比較例２では流動性が悪く且つ粘性が不足していてコンクリートの表面が荒々しくなり、またワーカビリティーも不良であった。比較例３では、更に銅スラグの量を減らし、フライアッシュの配合率を２９重量％まで高めたものであるが、本発明で規定するフライアッシュの配合率に満たないコンクリートである。この比較例３も粘性が不足していてコンクリートの表面が荒々しくなり、また流動性も改善されずワーカビリティーが不良であった。
【００３１】
次に、結合材が高炉セメントとフライアッシュとから成る本発明に係る製造方法による港湾用コンクリートとその比較例とを表２に示す。
【００３２】
【表２】
実施例３〜５は本発明に係る製造方法による港湾用コンクリートである。
実施例３〜５は結合材中にフライアッシュがそれぞれ６３重量％、５０重量％及び３３重量％配合されていて、細骨材としての銅スラグの配合率が１００容積％のコンクリートである。この実施例３〜５もワーカビリティーは良好で粘性も充分あり、２８日強度はそれぞれ２６.３Ｎ/ｍｍ2、３１.９Ｎ/ｍｍ2及び２５.２Ｎ/ｍｍ2であり充分な強度が得られた。また実施例３〜５は流動性も充分でポンプ打設も良好に行うことができた。
【００３４】
これに対して、比較例４は細骨材としての銅スラグが１００容積％配合されているにも拘らず、結合材中にフライアッシュが全く含まれていないコンクリートであり、粘性が不足していてコンクリートの表面が荒々しくなり、また流動性が非常に悪くワーカビリティーが不良であった。
一方、比較例５は細骨材としての銅スラグが１００容積％配合されていて、結合材中のフライアッシュの配合率６７重量％であり、本発明で規定するフライアッシュの配合率を超えたコンクリートである。この比較例５では、結合材中のフライアッシュの配合率が高いため過度に流動性が良く結果的にプラスティシティーが悪くなり成型が困難であった。
【００３５】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法は、単位水量１４５〜１５５ｋｇ/ｍ3の下で、普通ポルトランドセメントとフライアッシュとから成りその３２〜５０重量％がフライアッシュである３００〜４００ｋｇ/ｍ3の結合材又は高炉セメントとフライアッシュとから成りその３２〜６５重量％がフライアッシュである３００〜４００ｋｇ/ｍ3の結合材に、９０〜１００容積％が銅スラグから成る７７０〜９７０ｋｇ/ｍ3の細骨材と９００〜１２００ｋｇ/ｍ3の粗骨材を配合して成型する港湾用コンクリートの製造方法であるので、
球状の微粒子であるフライアッシュによってコンクリートの流動性等を改善させることができ、その結果銅スラグの高配合率に伴うワーカビリティーの低下などの問題が解決でき、また大量の銅スラグを使用することで単位容積質量を大きくすることができるから海中等での大きな浮力や波力に対しても影響を受け難くすることができ、更に港湾用コンクリートとして求められる強度を充分に満たすことができ、また産業副産物として銅スラグばかりでなくフライアッシュも大量に使用しているから資源の有効活用の観点から意義が大きく、更に高価な山砂や普通ポルトランドセメントを減らして銅スラグやフライアッシュを配合しているため安価に製造できるのである。
【００３６】
また結合材が高炉セメントとフライアッシュとから成る港湾用コンクリートにおいて高炉セメントがＪＩＳ Ｒ ５２１１で規定されるＢ種の高炉セメントである態様では、Ｂ種の高炉セメントが広く利用されているセメントであるから品質が安定していてまた入手も容易であり、ＡＥ減水剤が更に配合されている態様では、配合される水の量を減らすことができるからブリーディング率が大きくなったりプラスティシティーが損なわれるなどの問題を生じ難くすることができ、粒度区分が０.３〜５.０ｍｍの銅スラグである態様では、ＪＩＳ Ａ ５０１１−３で規定された銅スラグであるから入手が容易で品質も安定しており、粉末度が２５００ｃｍ2/ｇ以上のフライアッシュであると、粒子が細かいのでコンクリートの流動性が良くワーカビリティーを向上させることができるのである。
【００３７】
このような種々の効果を奏する本発明に係る港湾用コンクリートの製造方法の工業的価値は非常に大きなものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, high-density copper slag is blended at a high ratio instead of low-density mountain sand as a fine aggregate to improve stability in the sea where large buoyancy and wave force are received, and copper slag without problems such as reduction of workability due to increase in the mixture ratio of a method for manufacturing inexpensive for harbors concrete large quantities have been reused industrial products such as high copper slag and fly ash of being discarded Is.
[0002]
[Prior art]
Mountain sand and river sand, which are natural resources, have been used as fine aggregates for concrete so far. However, collection of river sand has been limited from the viewpoint of river protection, etc., so mountain sand is exclusively used as fine aggregate. However, in recent years, concrete in which part of this mountain sand has been replaced with crushed limestone sand or slag is often used, and the ratio of slag is increased from the viewpoint of conservation of natural resources and prevention of environmental pollution caused by waste. It is demanded.
[0003]
Under such circumstances, concrete for harbors, such as wave-dissipating blocks, covering blocks, and caisson lid concrete, is subject to large buoyancy and wave power in the sea, and so on, so that it can be used to improve stability in the ocean. As an alternative, it is effective to increase the blending ratio of high density mineral iron, particularly copper slag, instead of low density sand. Copper slag (aggregate) is selected as a specific procurement item in public works under the Green Purchasing Law (Act on the Promotion of Procurement of Environmental Goods by the State, etc.) and its use is promoted.
[0004]
Thus, in the concrete which mix | blended copper slag, it is preferable to raise the ratio of the copper slag with respect to mountain sand as a fine aggregate, For example, if the mixing rate of the copper slag in a fine aggregate is to about 30 volume% However, if the blending ratio of copper slag in the fine aggregate is 50% by volume or more, only the sand is used as the fine aggregate. Problems such as difficulty in securing workability occur compared to the fresh concrete used.
[0005]
In other words, to increase the mixing ratio of copper slag in fine aggregate, simply reducing the amount of mountain sand and increasing the amount of copper slag increases the fluidity of fresh concrete as the mixing ratio of copper slag increases. It decreases, bleeding becomes prominent, and plasticity is impaired, making it difficult to ensure workability.
[0006]
As what increased the compounding rate of copper slag, there exists a weight mortar by which 200-250 weight part of copper granulated slag is mix | blended as a fine aggregate with respect to 100 weight part of cement (for example, refer patent document 1). . However, this weight mortar relates to a mortar that does not contain coarse aggregates, and its properties are greatly different from those of concrete containing coarse aggregates. Therefore, this composition cannot be applied to concrete as it is.
[0007]
Moreover, as concrete which raised the compounding rate of copper slag, there exists concrete with which 50% by weight of fine aggregate is mixed with iron ore such as copper slag (see, for example, Patent Document 2). However, this concrete has the same mixing ratio of cement, sand, slag and crushed stone, and compared to ordinary concrete, the amount of coarse aggregate is reduced and instead copper slag is increased in large quantities. Since a large amount of cement is used to compensate for the decrease in strength of the concrete due to the decrease in coarse aggregate, problems such as cracks are likely to occur and the concrete becomes expensive.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2-239141 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 62-65959
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, the present invention increases the blending ratio of copper slag in fine aggregate to 90 to 100% by volume, while the increase in the blending ratio of copper slag decreases the flowability of fresh concrete. And providing a method for producing concrete for harbors such as wave-dissipating blocks, covering blocks, caisson lid concrete, etc., with almost no decrease in workability such as significant bleeding, loss of plasticity, etc. Let it be an issue.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors are composed of ordinary Portland cement and fly ash under a unit water amount of 145 to 155 kg / m 3 , and 32 to 50% by weight is fly ash . 300 to 400 kg / binder m 3 or consists of a high furnace cement and fly ash that 32-65% by weight in the binder of 300 to 400 kg / m 3 is fly ash, 90 to 100% by volume of copper slag If concrete for harbors is manufactured by blending and molding 770-970 kg / m 3 of fine aggregate and 900-1200 kg / m 3 of coarse aggregate , the fresh concrete will be In addition to fluidity, it can solve the problem of reduced workability such as bleeding and plasticity. The unit volume mass can be increased by using the rug, so that it is not easily affected by large buoyancy and wave power in the sea, etc., and it can sufficiently satisfy the strength required for harbor concrete, In addition, not only copper slag but also fly ash is used in large quantities, so it has great significance from the viewpoint of effective use of resources. In addition, the use of cheap copper slag and fly ash is reduced by reducing mountain sand and ordinary Portland cement. The present invention was completed by investigating that it can be manufactured at low cost.
[0011]
That is, the present invention is a single position under water 145~155kg / m 3, the 32 to 50% by weight consists of ordinary portland cement and fly ash is 300 to 400 kg / m 3 is a fly ash binder or blast furnace cement And 300 to 400 kg / m 3 of a binder consisting of fly ash and 32 to 65% by weight of fly ash, and 770 to 970 kg / m 3 of fine aggregate consisting of copper slag and 90 to 100% by volume, and 900 those concerning the manufacturing how ports for concrete, characterized in that molded by blending coarse aggregate ~1200kg / m 3.
[0012]
Further, when the binder is composed of blast furnace cement and fly ash, if the blast furnace cement is a type B blast furnace cement specified in JIS R 5211, this type B blast furnace cement is a widely used cement. preferably because it is and easily available and the quality is not stable, a E when water reducing agent is further blended, the plasticine City can suppress bleeding is impaired because it is possible to reduce the amount of water to be blended The copper slag having a particle size classification of 0.3 to 5.0 mm is preferable for maintaining the quality of the concrete because it is a copper slag defined in JIS A 5011-3, and the fineness is 2500 cm 2. When fly ash is more than / g, the particles are fine, so the fluidity of the concrete is good and the workability is improved. The preferred come it is also of the investigation.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In harbors for concrete production method according to the present invention, of being used within the copper slag 90-100 volume percent fine aggregate, mountain balance when using the copper slug less than 100% by volume Use sand. As the copper slag and the mountain sand, those having a density of about 3.5 and about 2.6 can be preferably used. In addition, if the compounding ratio 90-100 volume% of the copper slag in a fine aggregate is converted into weight% from these densities, it will be about 92-100 weight%.
[0014]
In addition, when the grain size of copper slag changes greatly, the composition of fresh concrete must be changed to ensure the predetermined quality. Therefore, if the grain size classification is copper slag of 0.3 to 5.0 mm, It is easy to maintain the quality of the product, which is preferable. In addition, in JIS A 5011-3, which defines the particle size classification of copper slag, not only the particle size but also the chemical composition and physical / chemical properties are required to satisfy certain conditions. If it is copper slag according to JIS standard, it can be used effectively as fine aggregate used for concrete.
[0015]
The harbor for concrete production method according to the present invention, to use those made of ordinary Portland cement and consisting of fly ash or blast furnace cement and fly ash as a binder. Ordinary Portland cement has been standardized (JIS R 5210) and is the most widely used cement, so it is readily available, stable in quality and easy to use. The blast furnace cement is a cement made by blending ordinary Portland cement with blast furnace slag powder, an industrial by-product, and has been standardized (JIS R 5211), and has excellent resistance to seawater and is suitable for port concrete. Among them, the B-type blast furnace cement specified in JIS R 5211 is preferable because it is widely used, has a stable quality, and is easily available.
[0016]
In harbors for concrete production method according to the present invention the binder consists of ordinary portland cement and fly ash, the compounding ratio of the fly ash in the binder and 32 to 50 wt%. The reason is that fly ash, which is a spherical fine particle, is 32% by weight or more in order to suppress a decrease in workability due to a high copper slag blending ratio of 90% by volume or more, particularly a decrease in fluidity of fresh concrete. In order to prevent problems such as worsening of plasticity and tendency to increase unit water volume when fly ash is blended in excess of 50% by weight, an AE water reducing agent This is because the cost increases because the blending amount of must be increased.
[0017]
The binder in the harbor for the concrete production method according to the present invention comprising a blast furnace cement and fly ash, the compounding ratio of the fly ash in the binder and 32 to 65 wt%. The reason is that the lower limit of 32% by weight suppresses the decrease in fluidity as described above, and the upper limit of 65% by weight has a high viscosity of fresh concrete due to the blast furnace slag contained in the blast furnace cement in the binder. Therefore, compared to the case where the binder is composed of ordinary Portland cement and fly ash, plasticity is less likely to deteriorate even if a large amount of fly ash is added to improve fluidity. This is because if the ash content is up to 65% by weight, the plasticity can be sufficiently secured.
[0018]
Also, fly ash blended in the binder is an industrial by-product discharged from thermal power plants, and those specified in JIS A 6201 can be used, but fly ash with a fineness of 2500 cm 2 / g or more can be used. If it is, since the particles are fine, the flowability of the fresh concrete is good and the workability can be further improved, which is more preferable.
[0019]
Maximum dimensions coarse aggregate used in harbors for concrete production method according to the present invention are available general crushed stone of about 20 to 40 mm, in crushed rock material the crushed stone is defined in JIS A 5005 If so, the quality is stable and the specific gravity is above a certain level, so it is suitable as a coarse aggregate for harbor concrete.
[0020]
[0021]
Furthermore, since the amount of water to be blended can be reduced by using an AE water reducing agent, it is preferable because good workability can be secured without impairing plasticity.
[0022]
In the method for producing concrete for harbors according to the present invention, first, under a unit water amount of 145 to 155 kg / m 3 , it is composed of ordinary Portland cement and fly ash, and 32 to 50% by weight of fly ash is 300 to 400 kg / m. 3 binders or blast furnace cement and fly ash, 32 to 65% by weight of fly ash 300 to 400 kg / m 3 binders and 90 to 100% by volume copper slag 770 to 970 kg / m 3 fine aggregates and 900-1200 kg / m 3 coarse aggregates are blended and kneaded, then poured into a mold and molded.
[0023]
Normally, the raw material composition in fresh concrete is determined by first determining the water binder ratio so that the prescribed strength and workability can be obtained, and then setting the unit water volume to fine aggregate and whole aggregate (fine aggregate and coarse aggregate) ) And the fine aggregate rate, which is the volume ratio, has a large effect on workability, etc., so the fine aggregate rate is adjusted by testing so that the unit water volume is minimized. The unit amounts of the binder, fine aggregate, and coarse aggregate are calculated so that the volume of the material becomes 1 m 3 .
[0024]
Therefore, even in the method for producing concrete for harbors according to the present invention, if the water binder ratio exceeds 50%, sufficient strength cannot be obtained, and if it is less than 35%, the amount of cement used is large and workability is deteriorated and more than necessary. Therefore, it is determined that the water binder ratio is about 35 to 50%, and the unit amount of the binder is set to 300 to 400 kg / m3 by setting the unit water amount to 145 to 155 kg / m 3 from experiments and the like. It was obtained as m 3 . Incidentally, the unit water was 145~155kg / m 3, when the unit water exceeds 155 kg / m 3, tends to occur bleeding, the unit water content is less than 145 kg / m 3, the fluidity is deteriorated workability This is because of a decrease.
[0025]
Moreover, the the unit amount for the fine aggregate and coarse aggregate were each a 770~970kg / m 3 and 900~1200kg / m 3, when the unit amount of the coarse aggregate is less than 900 kg / m 3, The fine aggregate unit amount must be greater than 970 kg / m 3 , and as a result, the fine aggregate rate becomes too high, and the unit water amount is too high, and the plasticity of fresh concrete deteriorates and the workability decreases. As a result, the concrete strength after curing is adversely affected. Also, if the amount of coarse aggregate is more than 1200 kg / m 3 , the unit amount of fine aggregate must be less than 770 kg / m 3 , so the fine aggregate rate becomes too small and material separation occurs. It is easy and the workability is lowered.
[0026]
【Example】
A test was conducted to actually manufacture the concrete for harbors by the manufacturing method according to the present invention and a comparative example in which the fly ash content is mainly different, and confirm the properties and the like.
As the cement, commercially available ordinary Portland cement (manufactured by Ube Mitsubishi Cement Co., Ltd.) or blast furnace cement type B (manufactured by Ube Mitsubishi Cement Co., Ltd.) was used. In addition, fly ash with a density of about 2.1 to 2.2 discharged from thermal power plants is used for fly ash, and mountain sand with a density of about 2.6 for fine aggregates and a particle size classification of 0.3 to 5 Copper slag (made by Onahama Smelting Co., Ltd.) with a density of about 3.5 mm at 0.0 mm, and crushed stone (made by Shin-Yachise Mine Co., Ltd.) with a density of about 2.7 for coarse aggregate in water Respectively used tap water, and further added an AE water reducing agent (manufactured by NMB).
[0027]
First, Table 1 shows concrete for harbors and a comparative example thereof according to the manufacturing method according to the present invention, in which the binder is made of ordinary Portland cement and fly ash.
[0028]
[Table 1]
Examples 1 and 2 are ports for concrete according to the manufacturing method according to the present invention, the unit weight of 300 to 400 kg / m 3 of binding material, the unit amount of fine aggregate is 770~970kg / m 3, coarse aggregate Is a concrete satisfying a unit amount of 900 to 1200 kg / m 3 .
The actual Example 1 and 2 fly ash in the binder are respectively 43 wt% and 39 wt% blend, copper slag during fine aggregate is being 100% by volume formulation workability is good viscous be sufficient The 28-day strength was 29.8 N / mm 2 and 30.7 N / mm 2 , respectively, and sufficient strength was obtained. In addition, Examples 1 and 2 were excellent in fluidity and could be pumped well.
[0030]
On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 are concrete in which the amount of fly ash in the binder is less than the amount specified in the present invention, even though 100% by volume of copper slag is blended as a fine aggregate. is there. In Comparative Example 1, the bleeding rate was high and almost no water reducing effect was observed, and since the fly ash was not contained in the binder, the flowability was very poor and it was difficult to mold the concrete. Comparative Example 2 is concrete in which the amount of copper slag as fine aggregate is reduced and fly ash is added to the binder to improve fluidity, but the fly ash content is as low as 26% by weight. The concrete is less than the fly ash content specified in the present invention. In Comparative Example 2, the fluidity was poor, the viscosity was insufficient, the concrete surface was rough, and the workability was also poor. In Comparative Example 3, the amount of copper slag was further reduced and the fly ash content was increased to 29% by weight, but the concrete was less than the fly ash content specified in the present invention. In Comparative Example 3, the viscosity was insufficient, the surface of the concrete became rough, the fluidity was not improved, and the workability was poor.
[0031]
Next, Table 2 shows concrete for harbors according to the manufacturing method according to the present invention in which the binder is made of blast furnace cement and fly ash and comparative examples thereof.
[0032]
[Table 2]
Examples 3 to 5 are concrete for harbors produced by the production method according to the present invention.
Real施例3-5 binder, respectively 63 wt% fly ash during, have been 50% and 33% by weight formulation, a concrete mix of copper slug is 100 volume% of a fine aggregate. The Examples 3-5 also workability is good viscosity also sufficient, each 28 days strength 26.3N / mm 2, a 31.9N / mm 2 and 25.2N / mm 2 sufficient strength was obtained . The Examples 3-5 could be performed better liquidity also sufficient pump strokes set.
[0034]
On the other hand, Comparative Example 4 is a concrete in which fly ash is not contained in the binder at all even though 100% by volume of copper slag as a fine aggregate is blended, and the viscosity is insufficient. As a result, the surface of the concrete became rough, the fluidity was very poor, and the workability was poor.
On the other hand, in Comparative Example 5, 100% by volume of copper slag as a fine aggregate was blended, and the blending ratio of fly ash in the binder was 67% by weight, exceeding the blending ratio of fly ash defined in the present invention. It is concrete. In Comparative Example 5, since the blending ratio of fly ash in the binder was high, the fluidity was excessively good, resulting in poor plasticity and difficult molding.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, the method for producing concrete for harbors according to the present invention comprises ordinary Portland cement and fly ash under a unit water amount of 145 to 155 kg / m 3 , and 32 to 50% by weight is fly ash. A binder of 300 to 400 kg / m 3 or a blast furnace cement and fly ash, 32 to 65% by weight of which is fly ash 300 to 400 kg / m 3 of a binder, 90 to 100% by volume of copper slag since the manufacturing method of the harbor for concrete molding by blending coarse aggregate fine aggregate and 900~1200kg / m 3 of 770~970kg / m 3 comprising,
Spherical fine particles of fly ash can improve the fluidity of concrete, and as a result, problems such as reduced workability due to the high compounding ratio of copper slag can be solved, and a large amount of copper slag can be used. Since the unit volume mass can be increased, it can be made less susceptible to large buoyancy and wave forces in the sea, etc., and can sufficiently satisfy the strength required for port concrete, Not only copper slag but also fly ash is used as a by-product in a large amount, so it has great significance from the viewpoint of effective use of resources. Further, expensive mountain sand and ordinary Portland cement are reduced and copper slag and fly ash are blended. Therefore, it can be manufactured at low cost.
[0036]
Further, in the aspect of the port concrete composed of blast furnace cement and fly ash as the binder, the blast furnace cement is a type B blast furnace cement specified in JIS R 5211, and the type B blast furnace cement is a widely used cement. In the embodiment where the quality is stable and easy to obtain, and the AE water reducing agent is further blended, the amount of water blended can be reduced, so the bleeding rate increases and the plasticity is impaired. In an embodiment in which the particle size classification is a copper slag having a particle size classification of 0.3 to 5.0 mm, it is a copper slag specified by JIS A 5011-3, and is easily available and has a high quality. stable, the fineness is at least fly ash 2500 cm 2 / g, good flowability of the so particles fine concrete worker It is possible to improve the Rithy.
[0037]
The industrial value of the method for producing concrete for harbors according to the present invention that exhibits such various effects is very large.
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