JP5504000B2 - CO2 absorbing precast concrete and method for producing the same - Google Patents

CO2 absorbing precast concrete and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP5504000B2
JP5504000B2 JP2010033210A JP2010033210A JP5504000B2 JP 5504000 B2 JP5504000 B2 JP 5504000B2 JP 2010033210 A JP2010033210 A JP 2010033210A JP 2010033210 A JP2010033210 A JP 2010033210A JP 5504000 B2 JP5504000 B2 JP 5504000B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
water
concrete
symbol
ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010033210A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011168436A (en
Inventor
剛 取違
康祐 横関
賢司 山本
実 盛岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Denka Co Ltd
Original Assignee
Kajima Corp
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kajima Corp, Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Kajima Corp
Priority to JP2010033210A priority Critical patent/JP5504000B2/en
Publication of JP2011168436A publication Critical patent/JP2011168436A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5504000B2 publication Critical patent/JP5504000B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Moulds, Cores, Or Mandrels (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

本発明は、コンクリートの硬化反応過程で二酸化炭素を多量に吸収する成分を配合したコンクリート混練物を用いたCO2吸収プレキャストコンクリートおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a CO 2 -absorbing precast concrete using a concrete kneaded material in which a component that absorbs a large amount of carbon dioxide in the concrete curing reaction process and a method for producing the same.

コンクリートは一般に原材料としてセメントを多量に使用するため、CO2排出量の大きい材料であるとされる。これは主として、セメントの生産過程で、炉の燃焼エネルギーを得るために化石燃料を多量に使用することに加え、石灰石の脱炭酸反応(CaCO3→CaO+CO2)が生じることによる。コンクリートとしてのCO2排出量を低減することは地球温暖化対策の一環として重要なテーマとなっている。 Since concrete generally uses a large amount of cement as a raw material, it is considered to be a material with a large amount of CO 2 emission. This is mainly due to the fact that during the production of cement, a large amount of fossil fuel is used to obtain the combustion energy of the furnace, and in addition, a decarboxylation reaction of limestone (CaCO 3 → CaO + CO 2 ) occurs. Reducing CO 2 emissions as concrete has become an important theme as part of global warming countermeasures.

コンクリート製品を製造する際に排出されるCO2のトータル量を低減するためには、特殊混和材を多量に配合させることによりセメント使用量を削減することが有効であり、種々研究が進められている。 In order to reduce the total amount of CO 2 emitted when manufacturing concrete products, it is effective to reduce the amount of cement used by blending a large amount of special admixtures, and various studies have been promoted. Yes.

一方で、γ−C2S(γ−2CaO・SiO2;γビーライトとも呼ばれる)を混和材として配合したコンクリートを強制的に炭酸化養生させることにより、表層部を緻密化した耐久性の高いコンクリート製品を得る技術が知られている(例えば特許文献1)。γ−C2Sは水和反応せずに直接CO2と反応してCaCO3とSiO2を生成する。これらの生成物がセメントマトリクス中の空隙を埋め、コンクリート製品表層部の耐久性を飛躍的の向上させるのである。この場合、炭酸化養生でコンクリートに吸収されたCO2の分だけコンクリート製品を得る上でのトータルCO2排出量は削減されたことになる。 On the other hand, the surface layer portion is made highly dense by forcibly carbonizing and curing concrete containing γ-C 2 S (γ-2CaO · SiO 2 ; also called γ belite) as an admixture. A technique for obtaining a concrete product is known (for example, Patent Document 1). γ-C 2 S reacts directly with CO 2 without a hydration reaction to produce CaCO 3 and SiO 2 . These products fill the voids in the cement matrix and dramatically improve the durability of the concrete product surface layer. In this case, the total CO 2 emission amount for obtaining the concrete product by the amount of CO 2 absorbed by the concrete by the carbonation curing is reduced.

CO2を吸収する性質を有する材料としては、γ−C2Sの他に、製鋼スラグが知られている。製鋼スラグには未反応のCaO(フリーライム)が含まれており、これがCO2に起因する炭酸イオンと反応してCaCO3を生成する。特許文献2には、粒状の製鋼スラグを山積みしてCO2ガスに曝し、炭酸化反応で生成したCaCO3をバインダーとして団結させ塊状化する石材の製造方法が記載されている。特許文献3には、ケイ酸カルシウム水和物を含む主原料粉体(軽量気泡コンクリートの粉体など)、製鋼スラグ粉体、水の混合物を加圧成形した後、炭酸化させる建材の製造方法が記載されている。 In addition to γ-C 2 S, steelmaking slag is known as a material having the property of absorbing CO 2 . Steelmaking slag contains unreacted CaO (free lime), which reacts with carbonate ions derived from CO 2 to produce CaCO 3 . Patent Document 2 describes a method for producing a stone material in which granular steelmaking slag is piled up and exposed to CO 2 gas, and CaCO 3 produced by a carbonation reaction is united and agglomerated as a binder. Patent Document 3 discloses a method for producing a building material in which a main raw material powder containing calcium silicate hydrate (such as a lightweight aerated concrete powder), a steelmaking slag powder, and a water mixture is pressed and then carbonized. Is described.

特開2006−182583号公報JP 2006-182583 A 特開平11−71160号公報JP-A-11-71160 特開2005−281087号公報JP 2005-288787 A 特開2009−149456号公報JP 2009-149456 A

上述のように、コンクリート養生過程でCO2を吸収させることによりコンクリート製品を得るまでのトータルCO2排出量を削減することが可能である。しかし、特許文献1に示されるようなγ−C2Sを配合した従来の高耐久性コンクリートは、表層部に緻密な炭酸化層を形成することを狙ったものである。その炭酸化に消費されるCO2量はセメント製造時に出るCO2量を相殺するほど多くはなく、CO2排出量削減の観点からは大きな効果は期待できない。 As described above, it is possible to reduce the total CO 2 emission amount until the concrete product is obtained by absorbing CO 2 in the concrete curing process. However, conventional high durability concrete blended with γ-C 2 S as described in Patent Document 1 is aimed to form a dense carbonated layer in the surface layer portion. The amount of CO 2 consumed for carbonation is not so large as to offset the amount of CO 2 produced during cement production, and a great effect cannot be expected from the viewpoint of reducing CO 2 emissions.

特許文献2に示される製鋼スラグ粒子のブロックは、ポーラス状であるため海藻類の成育促進に有効な製鋼スラグ中の成分が溶出しやすく、海中の藻場や魚礁として好適に利用できるという。しかし、複雑形状の製品を作ることが難しいことからコンクリート製品の代替として種々の用途に広く適用できるものではない。また、消波ブロックとして使用する場合、ポーラス状であることから一般的なコンクリート製消波ブロックと比べ消波性能や耐摩耗性に劣る。   The block of the steelmaking slag particles shown in Patent Document 2 is porous, so that the components in the steelmaking slag effective for promoting the growth of seaweeds are easily eluted, and can be suitably used as an underwater seaweed bed or fish reef. However, since it is difficult to produce a product having a complicated shape, it cannot be widely applied to various uses as an alternative to a concrete product. Moreover, when using as a wave-dissipating block, since it is porous, it is inferior to the wave-dissipating performance and abrasion resistance compared with a general concrete wave-dissipating block.

特許文献3の製鋼スラグ粉体を用いた建材は、すでに水和反応を終えている粉体(例えばALC粉体)を主原料とするものであり、基本的に炭酸硬化反応のみによって強度を確保している。未反応部分が残らないように炭酸硬化反応を起こさせる必要があることから(特許文献3の段落0027)、板状体など薄い肉厚のものが適用対象となる。また所定形状を得るうえで加圧成形する必要がある。   The building material using steelmaking slag powder of Patent Document 3 is mainly made of powder that has already undergone hydration reaction (for example, ALC powder), and basically ensures strength only by carbonic acid hardening reaction. doing. Since it is necessary to cause a carbonic acid curing reaction so that an unreacted portion does not remain (paragraph 0027 of Patent Document 3), a thin-walled material such as a plate-like body is an application target. Further, it is necessary to perform pressure molding to obtain a predetermined shape.

このように、特許文献2、3に開示の技術は、製鋼スラグの炭酸化反応を利用しているものの、基本的にセメント成分による水硬性を利用したものではなく、種々の形状の型枠に打設可能なコンクリートとは異質の材料に関する技術である。   As described above, the techniques disclosed in Patent Documents 2 and 3 use the carbonation reaction of steelmaking slag, but basically do not use the hydraulic property of the cement component. Castable concrete is a technology related to different materials.

本発明は、型枠に打設したのち脱型して所定形状を維持することができるという、コンクリートとしての基本特性が活用でき、かつ養生過程で多量のCO2を吸収することによりセメント製造過程で排出されるCO2量の全部または大部分を相殺することが可能なCO2吸収プレキャストコンクリートを提供しようというものである。 The present invention can utilize the basic property of concrete that it can be demolded after being placed in a mold and can maintain a predetermined shape, and can absorb a large amount of CO 2 during the curing process. It is an object of the present invention to provide a CO 2 -absorbing precast concrete capable of offsetting all or most of the amount of CO 2 emitted from the factory.

発明者らは詳細な研究の結果、(i)セメントの配合量を通常のコンクリートに比べ大幅に低減することによりセメント製造過程で排出されるCO2量を大幅に削減する手法、および、(ii)γ−C2Sまたは製鋼スラグ粉末を多量に配合して養生過程で炭酸化させる手法、を適用することにより、上記目的が達成できることを見出した。 As a result of detailed studies, the inventors have (i) a method for greatly reducing the amount of CO 2 emitted in the cement manufacturing process by significantly reducing the amount of cement as compared with ordinary concrete, and (ii) It was found that the above-mentioned object can be achieved by applying a method of blending a large amount of γ-C 2 S or steelmaking slag powder and carbonating in the curing process.

すなわち本発明では、粉体成分として、γ−C2S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)の1種または2種と、ポルトランドセメント(記号C)を含有し、上記γ、B、Cの合計含有量に占めるγ、Bの合計が25〜95質量%であり、水セメント比W/Cが80〜250%であり、水Wと粉体成分のトータルPの比である水粉体比W/Pが30〜80%である配合のコンクリート混練物が適用される。粉体成分として更に、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフュームの1種以上を合計で、全粉体成分の10〜95質量%の範囲で含有することができる That is, in the present invention, γ-C 2 S (symbol γ), one or two types of steelmaking slag powder (symbol B), and Portland cement (symbol C) are contained as powder components, and the above γ, B, Water powder whose total of γ and B in the total content of C is 25 to 95% by mass, water cement ratio W / C is 80 to 250% , and is the ratio of water P to the total P of powder components A concrete kneaded mixture having a body ratio W / P of 30 to 80% is applied . The powder component may further contain one or more of blast furnace slag fine powder, fly ash, and silica fume in a total amount of 10 to 95% by mass of the total powder component .

発明では、上記のコンクリート混練物を硬化させたプレキャストコンクリートとして、硬化過程で炭酸化養生を経ることにより、表面から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成してなるCO2吸収プレキャストコンクリートが提供される。 In the present invention, as a precast concrete obtained by curing the above-mentioned concrete kneaded material, it is subjected to carbonation curing in the curing process, so that a portion having a depth of 20 mm or more from the surface (where the thickness is less than 20 mm is the entire thickness). CO 2 absorption precast concrete obtained by forming a carbonated regions is provided.

また、そのプレキャストコンクリートの製造方法として、上記コンクリート混練物を型枠に打設し、
脱型後に当該コンクリートの固化体をCO2濃度5〜95%の雰囲気中で炭酸化養生することにより表面から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成させる、
CO2吸収プレキャストコンクリートの製造方法が提供される。
Moreover, as a method for producing the precast concrete, the concrete kneaded material is placed in a mold,
After demolding, the concrete solidified body is carbonized and cured in an atmosphere with a CO 2 concentration of 5 to 95%, so that it is carbonized in a portion 20 mm or deeper than the surface (thickness is less than 20 mm). Forming a crystallization region,
A method for producing CO 2 -absorbing precast concrete is provided.

ここで、ポルトランドセメント(記号C)の含有量は、使用する各種粉体材料に含まれるポルトランドセメント成分の含有量を合計したものである。例えば、セメントとしてフライアッシュセメントや高炉セメントなどを使用する場合には、それらのセメントに含まれるポルトランドセメントの割合に基づいて、当該コンクリートに含有されるポルトランドセメントの量が算出される。γ−C2S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)の含有量についても同様に、使用する各種粉体材料に含まれる各々の成分の含有量を合計したものである。なお、製鋼スラグ粉末中にもγ−C2Sが含有されている場合があるが、製鋼スラグ粉末中のγ−C2Sは上記記号Bの成分として計料されるので、上記記号γの計料からは除外される。水セメント比W/Cは、上記のポルトランドセメント(記号C)の質量に対する、水の質量割合である。 Here, the content of Portland cement (symbol C) is the sum of the contents of Portland cement components contained in the various powder materials used. For example, when fly ash cement or blast furnace cement is used as the cement, the amount of Portland cement contained in the concrete is calculated based on the proportion of Portland cement contained in the cement. Similarly, the contents of γ-C 2 S (symbol γ) and steelmaking slag powder (symbol B) are the total contents of the respective components contained in the various powder materials used. In addition, although γ-C 2 S may be contained in the steelmaking slag powder, since γ-C 2 S in the steelmaking slag powder is measured as a component of the symbol B, the symbol γ Excluded from the fee. The water cement ratio W / C is the mass ratio of water to the mass of the Portland cement (symbol C).

前記「固化体」とは、セメント水硬反応により一定の形状を維持しうる強度レベルとなった所定形状のコンクリートである。前記「炭酸化領域」は、JIS A1152−2002に記載される方法でフェノールフタレインによる赤紫色の着色が生じない領域をいう。   The “solidified body” is concrete having a predetermined shape having a strength level capable of maintaining a certain shape by a cement hydraulic reaction. The “carbonation region” refers to a region where magenta coloring by phenolphthalein does not occur in the method described in JIS A1152-2002.

また本発明では、特に厚肉のプレキャストコンクリート製品の内部まで炭酸化領域を形成させる上で有利な方法として、
上記した配合を有するコンクリート混練物を型枠に打設し、
脱型後に当該コンクリートの固化体に通気可能な1または2以上の孔を穿ち、
そのコンクリート固化体をCO2濃度5〜95%の雰囲気中で炭酸化養生することにより表面(前記孔内部の表面を除く)から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成させるとともに、前記孔内部の表面からも炭酸化領域を形成させる、
CO2吸収プレキャストコンクリートの製造方法が提供される。
Further, in the present invention, as an advantageous method for forming a carbonation region up to the inside of a thick-walled precast concrete product,
Placing a concrete kneaded material having the above-described composition into a mold,
Drill one or more holes through which the concrete solidified body can be vented after demolding,
The concrete solidified body is carbonized and cured in an atmosphere having a CO 2 concentration of 5 to 95%, so that the portion having a depth of 20 mm or more from the surface (excluding the surface inside the hole) (the portion having a thickness of less than 20 mm is meat). A carbonation region is formed in the entire thickness), and a carbonation region is also formed from the surface inside the hole,
A method for producing CO 2 -absorbing precast concrete is provided.

また同様に厚肉のプレキャストコンクリート製品の内部まで炭酸化領域を形成させる上で有利な方法として、
プレキャストコンクリート製造用の型枠として、型枠の外部から抜き取ることが可能な1または2以上のスペーサーを型枠内部に配置したものを用意し、
上記した配合を有するコンクリート混練物を前記型枠に打設し、
前記スペーサーを抜き取った後、脱型することにより、前記スペーサーが存在していた部分に通気可能な空隙を有するコンクリート固化体を構築し、
そのコンクリート固化体をCO2濃度5〜95%の雰囲気中で炭酸化養生することにより表面(前記空隙内部の表面を除く)から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成させるとともに、前記空隙内部の表面からも炭酸化領域を形成させる、
CO2吸収プレキャストコンクリートの製造方法が提供される。
Similarly, as an advantageous method for forming a carbonation region to the inside of a thick precast concrete product,
As a formwork for precast concrete production, prepare one or two or more spacers that can be removed from the outside of the formwork and placed inside the formwork,
Placing a concrete kneaded material having the above-described composition into the mold,
After extracting the spacer, by demolding, a concrete solidified body having a void that can be ventilated in the portion where the spacer was present,
The concrete solidified body is carbonized and cured in an atmosphere having a CO 2 concentration of 5 to 95%, so that a portion having a depth of 20 mm or more from the surface (excluding the surface inside the void) (however, a portion having a thickness of less than 20 mm is meat). A carbonation region is formed on the entire thickness), and a carbonation region is also formed from the surface inside the void.
A method for producing CO 2 -absorbing precast concrete is provided.

上記炭酸化養生を10MPa以下の加圧雰囲気下(例えば0.1〜10MPa)で行うことも、厚肉のプレキャストコンクリート製品の内部まで炭酸化領域を形成させる上で有利となる。   Performing the carbonation curing under a pressurized atmosphere of 10 MPa or less (for example, 0.1 to 10 MPa) is also advantageous in forming the carbonation region up to the inside of the thick precast concrete product.

本発明によれば、セメント使用量の抑制によるCO2排出量の削減、および炭酸化養生によるCO2の吸収を利用して、従来一般的なコンクリートと比べ、トータルのCO2排出量を大幅に低減したプレキャストコンクリート製品が実現可能となった。むしろ、CO2の吸収量が排出量を上回り、CO2排出量としてはマイナスの値となるものを得ることも可能である。炭酸化養生では従来大気中に放出していた燃焼排ガスを適用することができるので、その場合には直接的にCO2排出量の低減につながる。特に製鋼スラグ粉末を使用する場合は産業副産物の利用という観点でも環境負荷の低減に寄与しうる。また、本発明によって得られるプレキャストコンクリート製品は、炭酸化領域の占める体積割合を十分に確保することにより、CO2排出量を大幅に削減するとともに、一般的な構造物に適用可能な強度レベルを有するものとなる。 According to the present invention, the total CO 2 emission is greatly reduced compared with conventional concrete by using the reduction of CO 2 emission by suppressing the amount of cement used and the absorption of CO 2 by carbonation curing. Reduced precast concrete products became feasible. Rather, exceeds the absorption of CO 2 emissions, the CO 2 emissions it is also possible to obtain a made a negative value. In the carbonation curing, combustion exhaust gas that has been conventionally released into the atmosphere can be applied. In this case, the CO 2 emission amount is directly reduced. In particular, when steelmaking slag powder is used, it can contribute to the reduction of environmental load from the viewpoint of utilization of industrial by-products. In addition, the precast concrete product obtained by the present invention significantly reduces CO 2 emission by ensuring a sufficient volume ratio of the carbonation region, and has a strength level applicable to general structures. It will have.

各供試体についての水セメント比W/Cと圧縮強度の関係を表すグラフ。The graph showing the relationship between the water cement ratio W / C and compressive strength about each specimen. 各供試体についての水セメント比W/Cと炭酸化深さの関係を表すグラフ。The graph showing the relationship between water cement ratio W / C and carbonation depth about each specimen. セメントの一部を製鋼スラグで置換したフレッシュコンクリートについて、置換率とスランプの関係を示したグラフ。The graph which showed the relationship between substitution rate and slump about fresh concrete which replaced a part of cement with steelmaking slag. セメントの一部を製鋼スラグで置換したフレッシュコンクリートについて、置換率と空気量の関係を示したグラフ。A graph showing the relationship between the replacement rate and the amount of air for fresh concrete with part of the cement replaced with steel slag. 各供試体についての水セメント比W/CとトータルのCO2排出量(試算値)の関係を表すグラフ。The graph showing the relationship between the water cement ratio W / C and the total CO 2 emission amount (estimated value) for each specimen.

本発明では、粉体成分として、少なくともγ−C2S(記号γ)および製鋼スラグ粉末(記号B)の1種または2種と、ポルトランドセメント(記号C)を含有するコンクリートを適用する。このうちγ−C2Sと製鋼スラグ粉末は、炭酸化養生において炭酸化反応に関わる物質である。これらはいずれも養生雰囲気から供給されるCO2を消費(吸収)して炭酸カルシウムCaCO3を生成し、コンクリートとして必要な強度を担う。一方、ポルトランドセメントは、型枠に打設後、直ちに水和反応を開始して結合材として機能し、少なくとも脱型可能な強度を発現させ、かつ脱型後の固化体を炭酸化養生に供する際に所定のプレキャストコンクリートの形状を維持するに足る強度レベルを付与するものである。 In the present invention, concrete containing at least one or two of γ-C 2 S (symbol γ) and steelmaking slag powder (symbol B) and Portland cement (symbol C) is applied as a powder component. Among these, γ-C 2 S and steelmaking slag powder are substances involved in the carbonation reaction in the carbonation curing. All of these consume (absorb) CO 2 supplied from the curing atmosphere to produce calcium carbonate CaCO 3 , and bear the necessary strength as concrete. On the other hand, Portland cement starts hydration reaction immediately after being placed in a mold, functions as a binder, develops at least demoldable strength, and uses the solidified body after demolding for carbonation curing In this case, a strength level sufficient to maintain the shape of the predetermined precast concrete is given.

γ−C2S(記号γ)および製鋼スラグ粉末(記号B)は、そのいずれか1種のみを配合させることもできるが、両者を複合して配合させても構わない。高い強度レベルが望まれる用途にはγ−C2Sの配合が有利であり、できるだけ炭酸化深さを深くしたい厚肉のコンクリート製品とすることが重視される場合には製鋼スラグ粉末の配合が有利となる。後者の場合は、γ−C2S(記号γ)および製鋼スラグ粉末(記号B)のうち、Bの1種、またはγとBの2種を含有する配合、すなわち製鋼スラグ粉末の含有を必須とする配合を選択すればよい。 Only one of γ-C 2 S (symbol γ) and steelmaking slag powder (symbol B) can be blended, but both may be combined and blended. For applications where a high strength level is desired, the blending of γ-C 2 S is advantageous, and when it is important to make a thick concrete product where the carbonation depth should be as deep as possible, the blending of steelmaking slag powder is preferred. It will be advantageous. In the latter case, among γ-C 2 S (symbol γ) and steelmaking slag powder (symbol B), it is essential to contain one type of B or two types of γ and B, ie, steelmaking slag powder. What is necessary is just to select the mixing | blending.

ここで、製鋼スラグは、電気炉、転炉などの製鋼工程から発生するスラグであり、高炉スラグに比べCaOの含有量が多い。製鋼スラグは冷却過程でその数十%がダスティング(微粉末化)する。本発明ではダスティングした製鋼スラグ粉末(微粉末と呼ばれるものを含む)を使用することができる。製鋼スラグ粉末中のCaO含有量は通常35〜55質量%の範囲にあるが、シリカ等と結合していない未反応のCaO(フリーライム)を数%程度含んでいることに特徴がある。このフリーライムが養生雰囲気のCO2に由来する炭酸イオンと反応し、CaCO3を生成する。また、製鋼スラグ粉末にはγ−C2Sや炭酸ガスと反応するメリライトを含むものもあり、これらもCO2に起因する炭酸イオンと反応してCaCO3を生成する。ただし、製鋼スラグ粉末中のγ−C2Sは前述のとおり記号γで表される成分とはみなさない。製鋼スラグ粉末を多量に使用した場合には、産業副産物の有効利用という意味でも環境負荷低減に大きく寄与する。 Here, steelmaking slag is slag generated from steelmaking processes such as electric furnaces and converters, and has a higher CaO content than blast furnace slag. Dozens of the steelmaking slag is dusted (pulverized) during the cooling process. In the present invention, dusted steelmaking slag powder (including what is called fine powder) can be used. The CaO content in the steelmaking slag powder is usually in the range of 35 to 55 mass%, but is characterized by containing about several percent of unreacted CaO (free lime) that is not bonded to silica or the like. This free lime reacts with carbonate ions derived from CO 2 in the curing atmosphere to produce CaCO 3 . Some steelmaking slag powders contain melilite that reacts with γ-C 2 S and carbon dioxide gas, and these also react with carbonate ions derived from CO 2 to produce CaCO 3 . However, γ-C 2 S in the steelmaking slag powder is not regarded as a component represented by the symbol γ as described above. When a large amount of steelmaking slag powder is used, it also greatly contributes to reducing the environmental burden in terms of effective use of industrial byproducts.

本発明に適用するコンクリート組成物においては、上記γ−C2S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)、ポルトランドセメント(記号C)の合計含有量に占めるγ、Bの合計含有量(以下、単に「置換率」ということがある)を25〜95質量%とする。γ、Bのうちいずれか1種の物質のみを配合する場合は、その物質とポルトランドセメント(記号C)の合計含有量に占める当該物質の量(置換率)を25〜95質量%とする。前記の置換率が小さすぎると、炭酸化養生におけるCO2吸収量が少なくなり、コンクリート製品としてのトータルのCO2排出量削減効果が十分に発揮されない。置換率は25質量%以上とする必要があり、30質量%以上とすることがより好ましい。一方、置換率が過剰に大きいと、水セメント比を後述の範囲内で調整しても、ポルトランドセメントによる硬化への寄与が不足し、脱型可能な強度が得られにくい。置換率が95質量%を超えないようにする必要がある。90質量%以下とすることが好ましく、75質量%以下、あるいはさらに70質量%以下とすることが一層好ましい。 In the concrete composition applied to the present invention, the total content of γ and B in the total content of γ-C 2 S (symbol γ), steelmaking slag powder (symbol B), and Portland cement (symbol C) ( Hereinafter, it may be simply referred to as “substitution rate”) to 25 to 95 mass%. In the case of blending only one of γ and B, the amount of the substance (substitution rate) in the total content of the substance and Portland cement (symbol C) is 25 to 95% by mass. If the substitution rate is too small, the CO 2 absorption amount in the carbonation curing is reduced, and the total CO 2 emission reduction effect as a concrete product is not sufficiently exhibited. The substitution rate needs to be 25% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more. On the other hand, if the substitution rate is excessively large, even if the water cement ratio is adjusted within the range described later, the contribution to hardening by Portland cement is insufficient, and it is difficult to obtain a demoldable strength. It is necessary that the substitution rate does not exceed 95% by mass. It is preferably 90% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, or even more preferably 70% by mass or less.

ポルトランドセメントには、普通ポルトランドセメントの他、早強、超早強、中庸熱、低熱などの種類がある。本発明では、これら種々のポルトランドセメントの1種または2種以上を配合するものが対象となる。特に上記の種類のうち、普通ポルトランドセメントおよび低熱ポルトランドセメントの1種または2種を使用したものが好適である。   Portland cement includes various types, such as normal Portland cement, early strength, super early strength, moderate heat, and low heat. In this invention, what mix | blends 1 type, or 2 or more types of these various Portland cements becomes object. In particular, among the above types, those using one or two of normal Portland cement and low heat Portland cement are suitable.

水(記号W)とポルトランドセメント(記号C)の配合比である水セメント比W/Cは、80〜250%とする。水セメント比が小さくなりすぎると単位セメント量が増大することに起因してセメント製造過程でのCO2排出量を炭酸化養生でのCO2吸収量によって相殺することが難しくなる。水セメント比は80%以上とすることが効果的であり、90%以上とすることがより好ましい。一方、水セメント比が過大となるとポルトランドセメントによる硬化が不十分となり、脱型可能な強度が得られにくい。また、特に炭酸化に関与する成分としてγ−C2Sを使用せず製鋼スラグ粉末を単独で使用する場合には、水セメント比が高くなると炭酸化養生による強度レベルの上昇作用が低減する傾向が見られる。これらのことから、水セメント比は250%以下に抑えることが望まれ、150%以下とすることがより好ましい。 The water cement ratio W / C, which is the blending ratio of water (symbol W) and Portland cement (symbol C), is 80 to 250%. If the water-cement ratio is too small, the amount of unit cement increases, making it difficult to offset the CO 2 emission in the cement manufacturing process with the CO 2 absorption in the carbonation curing. The water cement ratio is effectively 80% or more, and more preferably 90% or more. On the other hand, when the water cement ratio is excessive, the hardening by Portland cement is insufficient, and it is difficult to obtain a demoldable strength. In particular, when steelmaking slag powder is used alone without using γ-C 2 S as a component involved in carbonation, when the water-cement ratio increases, the strength level increasing effect due to carbonation curing tends to decrease. Is seen. For these reasons, the water cement ratio is desired to be suppressed to 250% or less, and more preferably 150% or less.

コンクリートの粉体成分としては、上記γ、B、Cの他に、各種混和材料が使用可能である。例えば、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ微粉末などは強度増大に寄与するので、高強度化を狙う場合はこれらの1種以上を配合させることが効果的である。このうちフライアッシュ、シリカフュームはシリカ成分を含有することから、仮にコンクリートからCaが溶出した場合にも内在するSiと反応してC−S−H(CaO−SiO2−H2O;珪酸カルシウム水和物)が生成されるので、特に水域環境での化学的安定性に優れるコンクリート製品を得る上で有利となる。また、高炉スラグ微粉末は、CO2に起因する炭酸イオンとの反応によって硬化し、強度の増大に寄与する。その他、増量材として例えば石灰石微粉末を添加することもできる。ただし、γ、B、C以外の粉体成分を多量に添加する配合では前記の水セメント比W/Cが過大となりやすいので、水セメント比を前記の範囲で調整できる範囲の添加量とする必要がある。粉体成分として、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフュームの1種以上を含有させる場合は、それらの合計含有量が全粉体成分の10〜95質量%となる範囲において、前記所定の水セメント比W/Cが得られるように調整すればよい。また、γ、B、Cを含めた粉体成分のトータルを記号Pで表すとき、水粉体比W/Pが30〜80%となるようにすることが望ましく、30〜50%とすることが一層好ましい。 In addition to the above γ, B, and C, various admixtures can be used as the concrete powder component. For example, fly ash, silica fume, blast furnace slag fine powder, and the like contribute to an increase in strength. Therefore, it is effective to add one or more of these when increasing the strength. Of these, fly ash and silica fume contain a silica component. Therefore, even when Ca is eluted from concrete, it reacts with Si which is present, and C—S—H (CaO—SiO 2 —H 2 O; calcium silicate water) This is advantageous in obtaining a concrete product having excellent chemical stability particularly in an aquatic environment. Moreover, the blast furnace slag fine powder is hardened by a reaction with carbonate ions caused by CO 2 and contributes to an increase in strength. In addition, for example, limestone fine powder can be added as an extender. However, since the water cement ratio W / C tends to be excessive in the case of adding a large amount of powder components other than γ, B, and C, the water cement ratio needs to be adjusted within the above range. There is. When the powder component contains at least one of blast furnace slag fine powder, fly ash, and silica fume, the predetermined water cement is used in the range where the total content thereof is 10 to 95% by mass of the total powder component. What is necessary is just to adjust so that ratio W / C may be obtained. In addition, when the total of powder components including γ, B, and C is represented by the symbol P, it is desirable that the water powder ratio W / P be 30 to 80%, and 30 to 50%. Is more preferable.

その他のコンクリート用材料としては、一般的に使用される細骨材、粗骨材が使用でき、必要に応じて各種混和剤が添加される。   As other concrete materials, generally used fine aggregate and coarse aggregate can be used, and various admixtures are added as necessary.

以上の配合を有するコンクリート組成物を練り混ぜて混練物とする。空気量は例えば2〜70%の範囲で調整すればよい。この混練物を所定形状のプレキャストコンクリート用型枠に打設する。その後、脱型可能な状態(例えば材齢24h)となった時点で脱型し、得られたコンクリート固化体を炭酸化養生に供する。   The concrete composition having the above composition is kneaded to obtain a kneaded product. The amount of air may be adjusted within a range of 2 to 70%, for example. This kneaded product is placed in a precast concrete formwork having a predetermined shape. Thereafter, the mold is demolded when it can be demolded (for example, age 24h), and the obtained concrete solidified body is subjected to carbonation curing.

炭酸化養生によって、コンクリート固化体の表面から深さ20mm以上の炭酸化領域を形成させる。ただし、肉厚が20mm未満の部分については肉厚全体に炭酸化領域を形成させる。すなわち、炭酸化深さが20mm以上となる条件で養生を行うのである。上述のコンクリート配合の範囲において、表面が炭酸化深さ20mm以上の炭酸化領域に覆われていれば、消波ブロックをはじめとする種々の用途において実用的な強度レベルが確保できる。また、表面の炭酸化領域は耐摩耗性を向上させるので、消波ブロックに用いる場合、長期にわたって優れた消波性能が維持できる。表面からの炭酸化深さが40mm以上であるものがより好適である。特に製鋼スラグ粉末を配合したものでは表面から深い位置まで炭酸化領域を形成させることが比較的容易であり、表面からの炭酸化深さが50mm以上、あるいは60mm以上の炭酸化領域を有するものが一層好適な対象となる。無筋の板状構造部材とする場合は、炭酸化深さが20mm以上であり、かつ肉厚に占める炭酸化領域の厚さ(両側の表層部に形成されている炭酸化領域の厚さの合計)の割合が50%以上であることが望ましく、70%以上であることがより好ましい。100%であること(すなわち肉厚全体が炭酸化されていること)が特に好ましい。   A carbonation region having a depth of 20 mm or more is formed from the surface of the concrete solidified body by carbonation curing. However, a carbonation region is formed over the entire thickness of the portion having a thickness of less than 20 mm. That is, curing is performed under the condition that the carbonation depth is 20 mm or more. If the surface is covered with a carbonation region having a carbonation depth of 20 mm or more within the range of the above-described concrete blending, a practical strength level can be secured for various uses including a wave-dissipating block. Moreover, since the carbonation region on the surface improves the wear resistance, when used in the wave-dissipating block, excellent wave-dissipating performance can be maintained over a long period. The carbonation depth from the surface is more preferably 40 mm or more. In particular, in the case of blending steelmaking slag powder, it is relatively easy to form a carbonation region from the surface to a deep position, and the carbonation depth from the surface is 50 mm or more, or has a carbonation region of 60 mm or more. It becomes a more suitable target. In the case of an unreinforced plate-like structural member, the carbonation depth is 20 mm or more, and the thickness of the carbonation region occupying the wall thickness (the thickness of the carbonation region formed on the surface layer portions on both sides) The total ratio is desirably 50% or more, and more preferably 70% or more. It is particularly preferred that it is 100% (that is, the entire thickness is carbonated).

前述の水粉体比W/Pが同レベルである場合、炭酸化深さは、水セメント比W/Cが大きくなるほど増大する傾向が見られる。また、製鋼スラグ粉末を配合したものは、γ−C2Sを配合したものと比べ、炭酸化深さは増大する傾向にある。各配合に応じて、炭酸化深さが少なくとも20mm以上となる条件で養生を行う。そのような条件は予備実験を行って求めておくことができる。 When the water powder ratio W / P is the same level, the carbonation depth tends to increase as the water cement ratio W / C increases. Further, those obtained by blending the steelmaking slag powder, as compared with those obtained by blending gamma-C 2 S, carbonation depth tends to increase. In accordance with each formulation, curing is performed under the condition that the carbonation depth is at least 20 mm or more. Such conditions can be obtained by conducting a preliminary experiment.

炭酸化養生は、コンクリート固化体をCO2濃度5〜95%の雰囲気に曝すことによって行う。雰囲気中のCO2濃度が少なすぎると処理時間が長くなり効率的でない。CO2濃度は5%以上とすることが効果的であり、10%以上とすることがより好ましい。一方、CO2濃度を100%に近い高濃度とすることは養生設備に過剰なコストを要し不経済となる。CO2濃度は95%以下とすることが実用的である。80%以下の範囲とすることがより実用的であり、通常、50%以下の範囲で設定すればよい。また、養生温度は常温〜80℃、湿度は30〜70%R.H.の範囲で設定すればよい。圧力は大気圧とすることができるが、養生時間の短縮や炭酸化深さの増大を図る場合は、必要に応じて大気圧を超える圧力に調整した雰囲気中で炭酸化養生を行うことができる。例えば10MPa以下の雰囲気中で加圧養生を行うことができる。養生時間は、コンクリート組成、CO2濃度、温度、湿度、圧力、目的とする炭酸化深さによって異なるが、通常、材齢7〜28日の範囲内で良好な養生時間を見出すことができる。炭酸化養生の具体的な方法としては、例えば特許文献4に開示の手法を採用することができる。 Carbonation curing is performed by exposing the concrete solidified body in an atmosphere of CO 2 concentration of 5% to 95%. If the CO 2 concentration in the atmosphere is too low, the treatment time becomes long and it is not efficient. The CO 2 concentration is effectively 5% or more, and more preferably 10% or more. On the other hand, when the CO 2 concentration is set to a high concentration close to 100%, the curing equipment requires excessive costs and becomes uneconomical. It is practical to set the CO 2 concentration to 95% or less. It is more practical to set the range to 80% or less. Usually, the range may be set to 50% or less. The curing temperature may be set in the range of room temperature to 80 ° C. and the humidity in the range of 30 to 70% RH. The pressure can be atmospheric pressure, but when shortening the curing time or increasing the carbonation depth, carbonation curing can be performed in an atmosphere adjusted to a pressure exceeding atmospheric pressure if necessary. . For example, pressure curing can be performed in an atmosphere of 10 MPa or less. The curing time varies depending on the concrete composition, CO 2 concentration, temperature, humidity, pressure, and the desired carbonation depth, but usually a good curing time can be found within the age range of 7 to 28 days. As a specific method of carbonation curing, for example, the method disclosed in Patent Document 4 can be employed.

炭酸化養生に使用するCO2の供給源として、工場や施設から排出される燃焼排ガスを利用することができる。燃焼排ガスを炭酸化養生のチャンバー内に直接送り込んでもよいし、他のガスと混合したうえで送り込んでもよい。 As a source of CO 2 used for carbonation curing, combustion exhaust gas discharged from factories and facilities can be used. The combustion exhaust gas may be sent directly into the carbonation curing chamber, or may be sent after being mixed with other gases.

肉厚の大きいコンクリート製品において、内部にも炭酸化領域を形成して強度向上を図りたい場合は、当該コンクリート固化体の内部領域にもCO2含有ガスが通気されるように、表面からの通気が可能なサイズの気道を固化体に設けておくことが望ましい。その固化体を炭酸化養生に供することにより、気道の内部表面がCO2含有ガスに曝され、気道の周囲に炭酸化領域が形成される。気道の数や配置は、目的とする強度レベルに応じて最適化すればよい。気道の径は例えば10mm以上とすることが望ましいが、強制的に軌道内にCO2含有ガスを通気させる場合はそれより細い径でも構わない。前記の気道は、内部に閉塞端を有するものであっても構わないが、通気性の観点からは固化体内部を貫通する気道であることがより好ましい。 In the case of a concrete product with a large wall thickness, if it is desired to improve the strength by forming a carbonized region inside, the ventilation from the surface is performed so that the CO 2 -containing gas is also vented to the internal region of the concrete solidified body. It is desirable to provide the solidified body with an airway of a size that can be By subjecting the solidified body to carbonation curing, the inner surface of the airway is exposed to the CO 2 -containing gas, and a carbonation region is formed around the airway. What is necessary is just to optimize the number and arrangement | positioning of an airway according to the target intensity level. The diameter of the airway is desirably 10 mm or more, for example, but when the CO 2 -containing gas is forcibly ventilated in the orbit, a smaller diameter may be used. The airway may have a closed end inside, but it is more preferable that the airway penetrates the solidified body from the viewpoint of air permeability.

前記の気道の設け方としては、例えば脱型後に、当該コンクリート固化体に通気可能な1または2以上の孔を穿つ方法が適用できる。また、別の方法としては、プレキャストコンクリート製造用の型枠として、型枠の外部から抜き取ることが可能な1または2以上のスペーサーを型枠内部に配置したものを用意し、コンクリート混練物をその型枠に打設し、前記スペーサーを抜き取った後、脱型することにより、前記スペーサーが存在していた部分に通気可能な空隙を形成する方法が適用できる。   As a method of providing the airway, for example, a method of forming one or two or more holes capable of venting the concrete solidified body after demolding can be applied. Another method is to prepare one or two or more spacers that can be removed from the outside of the mold as a mold for producing precast concrete. It is possible to apply a method of forming an air permeable void in a portion where the spacer was present by placing it on a mold, removing the spacer, and then removing the mold.

炭酸化養生後には、固化体の表面が炭酸化深さ20mm以上の炭酸化領域に覆われている限り、固化体の内部に炭酸化されていない領域が残っていても構わない。   After carbonation curing, as long as the surface of the solidified body is covered with a carbonized region having a carbonation depth of 20 mm or more, a region that is not carbonated may remain inside the solidified body.

一般的なスランプ8cmの普通コンクリートの配合(以下「標準配合」という)において、セメントの一部をγ−C2S、製鋼スラグ粉末、石灰石微粉末のいずれかで置換した種々のコンクリート組成物(混練物)を用いて固化体を作製し、炭酸化養生を行った後の供試体について、強度発現性および炭酸化深さを調べた。また、セメントの一部を製鋼スラグ粉末で置換した混練物については流動性の確認を行った。 Various concrete compositions in which a part of the cement is replaced with γ-C 2 S, steelmaking slag powder, or limestone fine powder in a general slump 8 cm ordinary concrete blend (hereinafter referred to as “standard blend”). A solidified body was prepared using a kneaded product, and the strength development and carbonation depth of the specimen after carbonation curing were examined. Moreover, fluidity | liquidity confirmation was performed about the kneaded material which substituted a part of cement with the steelmaking slag powder.

表1に使用材料を示す。表2にコンクリートの配合を示す。   Table 1 shows the materials used. Table 2 shows the mix of concrete.

Figure 0005504000
Figure 0005504000

Figure 0005504000
Figure 0005504000

各配合のフレッシュコンクリートを直径10cm×高さ20cmの型枠に打設し、24h後に脱型してコンクリート固化体とし、各固化体を直ちに炭酸化養生に供した。養生条件は、温度60℃、湿度50%R.H.、CO2濃度20%の大気圧環境とした。炭酸化養生を材齢14日で終了し、供試体とした。標準配合については標準水中養生にて材齢14日とした供試体も作製した。 Fresh concrete of each composition was placed in a mold having a diameter of 10 cm and a height of 20 cm, and after 24 hours, it was demolded to obtain a concrete solidified body, and each solidified body was immediately subjected to carbonation curing. The curing conditions were an atmospheric pressure environment with a temperature of 60 ° C., a humidity of 50% RH, and a CO 2 concentration of 20%. Carbonation curing was completed at 14 days of age and used as a specimen. For the standard composition, specimens with a material age of 14 days were prepared by standard water curing.

図1に、各供試体についての水セメント比W/Cと圧縮強度の関係を示す。図1中、水中養生と記載したもの以外は炭酸化養生を行ったものである(後述図2、図5において同じ)。化学的に不活性な石灰石微粉末でセメントの一部を置換すると、W/Cの増大に伴って急激に強度が低下した。これに対し、製鋼スラグ粉体で置換したものでは、石灰石微粉末で置換したものに比べW/Cの増大に伴う強度低下が小さく、炭酸化による明らかな強度増進効果が認められた。γ−C2Sで置換したものは、W/Cの増大に伴う強度低下傾向が見られず、ここで用いた供試体においてはW/C=150%でもW/C=45%の普通コンクリート(標準配合)に近い強度レベルが得られている。γ−C2Sは炭酸化により顕著な強度増進効果を発揮することが確認された。 FIG. 1 shows the relationship between the water cement ratio W / C and the compressive strength for each specimen. In FIG. 1, carbonation curing is performed except that described as underwater curing (the same applies to FIGS. 2 and 5 described later). When a portion of the cement was replaced with chemically inert limestone fine powder, the strength suddenly decreased with increasing W / C. On the other hand, in the case where the steelmaking slag powder was replaced, the decrease in strength due to the increase in W / C was smaller than that in the case where it was replaced with limestone fine powder, and a clear strength enhancement effect by carbonation was recognized. When γ-C 2 S was substituted, there was no tendency for the strength to decrease as W / C increased, and in the specimen used here, ordinary concrete with W / C = 45% even when W / C = 150%. A strength level close to (standard blend) is obtained. It was confirmed that γ-C 2 S exhibits a remarkable strength enhancement effect by carbonation.

図2に、各供試体についての水セメント比W/Cと炭酸化深さの関係を示す。炭酸化深さの測定は、供試体を割裂し、割裂面についてJIS A1152−2002に記載される方法でフェノールフタレイン溶液を用いて行った。図2からわかるように、セメントの一部を製鋼スラグ粉末またはγ−C2Sで置換したものは、W/Cの増大(すなわち置換率の増大)に伴い炭酸化深さが増大することが確認された。特に製鋼スラグで置換した場合には炭酸化深さの増大が一層顕著になることがわかった。 FIG. 2 shows the relationship between the water cement ratio W / C and the carbonation depth for each specimen. The carbonation depth was measured by splitting the specimen and using a phenolphthalein solution by the method described in JIS A1152-2002 for the split surface. As can be seen from FIG. 2, in the case where a part of the cement is replaced with steel slag powder or γ-C 2 S, the carbonation depth increases as W / C increases (that is, the substitution rate increases). confirmed. In particular, it was found that the carbonation depth increased more remarkably when replaced with steelmaking slag.

図3に、セメントの一部を製鋼スラグで置換したフレッシュコンクリートについて、置換率とスランプの関係を示す。スラグ置換率の増大にともなってスランプは低下するものの、置換率90%においても有スランプ状態が維持されている。高性能減水剤の利用等の流動性改善手段を適用すると、十分な施工性を有するスランプコンクリートになり得ると考えられる。   FIG. 3 shows the relationship between the replacement rate and slump of fresh concrete in which a part of the cement is replaced with steelmaking slag. Although the slump decreases as the slag replacement rate increases, the slump state is maintained even at the replacement rate of 90%. When fluidity improving means such as the use of a high-performance water reducing agent is applied, it is considered that slump concrete having sufficient workability can be obtained.

図4に、セメントの一部を製鋼スラグで置換したフレッシュコンクリートについて、置換率と空気量の関係を示す。空気量に及ぼすスラグ置換の影響は小さいことが確認された。   FIG. 4 shows the relationship between the replacement rate and the amount of air for fresh concrete in which part of the cement is replaced with steelmaking slag. It was confirmed that the effect of slag replacement on the air volume was small.

次に、セメント製造やγ−C2S製造によるCO2排出と、コンクリート固化体の炭酸化によるCO2吸収を考慮して、コンクリート製品(上記の供試体)としてのCO2排出量を試算した。
コンクリート製造時におけるCO2排出量(kg/m3)は、各配合におけるセメント使用量にセメントのCO2排出量原単位である766kg−CO2/tを乗じることにより求めた。コンクリート固化体の炭酸化によるCO2吸収量は、前記炭酸化養生後の各供試体の炭酸化領域からセメントペースト部分の試料を採取し、熱分析を行って、炭酸化領域におけるCO2吸収量(kg−CO2/m3)を算出し、供試体における炭酸化領域の体積率を考慮して、当該供試体としての炭酸化によるCO2吸収量(kg/m3)を求めた。そして、コンクリート製造時におけるCO2排出量(kg/m3)と、炭酸化によるCO2吸収量(kg/m3)の差を、当該コンクリート製品としてのトータルのCO2排出量(kg/m3)とした。
Then, the CO 2 emissions from cement production and γ-C 2 S production, taking into account the CO 2 absorption by carbonation of the concrete solidified body was estimated CO 2 emissions as concrete products (above specimens) .
The CO 2 emission (kg / m 3 ) at the time of concrete production was determined by multiplying the amount of cement used in each blend by 766 kg-CO 2 / t, which is the basic unit of CO 2 emission of cement. The amount of CO 2 absorbed by the carbonation of the solidified concrete is determined by taking a sample of the cement paste portion from the carbonation region of each specimen after the carbonation curing and conducting a thermal analysis to measure the amount of CO 2 absorption in the carbonation region. (Kg-CO 2 / m 3 ) was calculated, and the CO 2 absorption amount (kg / m 3 ) due to carbonation as the specimen was determined in consideration of the volume ratio of the carbonation region in the specimen. Then, the difference between the CO 2 emission amount (kg / m 3 ) at the time of concrete production and the CO 2 absorption amount (kg / m 3 ) due to carbonation is calculated as the total CO 2 emission amount (kg / m) as the concrete product. 3 ).

図5に、各供試体についての水セメント比W/CとトータルのCO2排出量の関係を示す。一般的なコンクリート(図5中の■印のプロット)のCO2排出量は約300kg/m3であるのに対し、本発明に従ってセメントの一部をγ−C2S、製鋼スラグ粉末で置換した上で炭酸化養生に供した場合には、CO2排出量の大幅な削減が可能となり、この実験で用いた供試体の例ではトータルのCO2排出量をマイナスとすることが可能であった。また、コンクリート固化体内部の深い部位にも炭酸化領域が形成されるような炭酸化養生(例えば表面からCO2含有ガスの導入が可能な気道を固化体内部に設ける手法など)を採用すれば、更なるトータルのCO2排出量の低減が可能となると考えられる。 FIG. 5 shows the relationship between the water cement ratio W / C and the total CO 2 emission for each specimen. While CO 2 emissions from general concrete (marked with ■ in Fig. 5) is about 300 kg / m 3 , some of the cement is replaced with γ-C 2 S and steelmaking slag powder according to the present invention. In addition, when used for carbonation curing, CO 2 emissions can be significantly reduced, and the total CO 2 emissions can be negative in the example specimen used in this experiment. It was. In addition, if a carbonation curing (for example, a method in which an airway capable of introducing a CO 2 -containing gas from the surface is provided inside the solidified body) such that a carbonized region is formed in a deep part inside the solidified solid body is adopted. Therefore, it is considered that further reduction of total CO 2 emission becomes possible.

Claims (7)

粉体成分として、γ−C2S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)の1種または2種と、ポルトランドセメント(記号C)を含有し、上記γ、B、Cの合計含有量に占めるγ、Bの合計が25〜95質量%であり、水セメント比W/Cが80〜250%であり、水Wと粉体成分のトータルPの比である水粉体比W/Pが30〜80%である配合のコンクリート混練物を硬化させたプレキャストコンクリートであって、硬化過程で炭酸化養生を経ることにより、表面から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成してなるCO 2 吸収プレキャストコンクリートAs a powder component, one or two of γ-C 2 S (symbol γ) and steelmaking slag powder (symbol B) and Portland cement (symbol C) are contained, and the total content of γ, B, and C described above The sum of γ and B in the water is 25 to 95% by mass, the water cement ratio W / C is 80 to 250% , and the water / powder ratio W / P, which is the ratio of water P to the total P of the powder components Is a precast concrete obtained by curing a concrete kneaded mixture of 30 to 80% , and by undergoing carbonation curing in the curing process, a portion having a depth of 20 mm or more from the surface (where the thickness is less than 20 mm) Is a CO 2 -absorbing precast concrete formed by forming a carbonized region over the entire wall thickness . 粉体成分として、γ−C2S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)の1種または2種と、ポルトランドセメント(記号C)と、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフュームの1種以上とを含有し、上記γ、B、Cの合計含有量に占めるγ、Bの合計が25〜95質量%であり、全粉体成分に占める上記高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフュームの1種以上の合計が10〜95質量%であり、水セメント比W/Cが80〜250%であり、水Wと粉体成分のトータルPの比である水粉体比W/Pが30〜80%である配合のコンクリート混練物を硬化させたプレキャストコンクリートであって、硬化過程で炭酸化養生を経ることにより、表面から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成してなるCO 2 吸収プレキャストコンクリートAs powder components, γ-C 2 S (symbol γ), one or two of steelmaking slag powder (symbol B), Portland cement (symbol C) , blast furnace slag fine powder, fly ash, silica fume containing the above, the gamma, B, gamma to the total content and C, a total of B is 25 to 95 wt%, the blast furnace slag in the total powder component, fly ash, silica fume 1 The total of the seeds or more is 10 to 95% by mass, the water cement ratio W / C is 80 to 250% , and the water powder ratio W / P, which is the ratio of water W to the total P of the powder component, is 30 to 30 %. Precast concrete obtained by curing a concrete kneaded mixture of 80% , and by undergoing carbonation curing in the curing process, a portion having a depth of 20 mm or more from the surface (thickness is less than 20 mm) Whole) charcoal CO 2 absorption precast concrete obtained by forming the region. 粉体成分として、γ−C 2 S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)の1種または2種と、ポルトランドセメント(記号C)を含有し、上記γ、B、Cの合計含有量に占めるγ、Bの合計が25〜95質量%であり、水セメント比W/Cが80〜250%であり、水Wと粉体成分のトータルPの比である水粉体比W/Pが30〜80%である配合のコンクリート混練物を型枠に打設し、
脱型後に当該コンクリートの固化体をCO2濃度5〜95%の雰囲気中で炭酸化養生することにより表面から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成させる、
CO2吸収プレキャストコンクリートの製造方法。
As a powder component, one or two of γ-C 2 S (symbol γ) and steelmaking slag powder (symbol B) and Portland cement (symbol C) are contained, and the total content of γ, B, and C described above The sum of γ and B in the water is 25 to 95% by mass, the water cement ratio W / C is 80 to 250%, and the water / powder ratio W / P, which is the ratio of water P to the total P of the powder components A concrete kneaded mixture of 30 to 80% is placed in a mold,
After demolding, the concrete solidified body is carbonized and cured in an atmosphere with a CO 2 concentration of 5 to 95%, so that it is carbonized in a portion 20 mm or deeper than the surface (thickness is less than 20 mm). Forming a crystallization region,
A method for producing CO 2 -absorbing precast concrete.
粉体成分として、γ−C 2 S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)の1種または2種と、ポルトランドセメント(記号C)を含有し、上記γ、B、Cの合計含有量に占めるγ、Bの合計が25〜95質量%であり、水セメント比W/Cが80〜250%であり、水Wと粉体成分のトータルPの比である水粉体比W/Pが30〜80%である配合のコンクリート混練物を型枠に打設し、
脱型後に当該コンクリートの固化体に通気可能な1または2以上の孔を穿ち、
そのコンクリート固化体をCO2濃度5〜95%の雰囲気中で炭酸化養生することにより表面(前記孔内部の表面を除く)から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成させるとともに、前記孔内部の表面からも炭酸化領域を形成させる、
CO2吸収プレキャストコンクリートの製造方法。
As a powder component, one or two of γ-C 2 S (symbol γ) and steelmaking slag powder (symbol B) and Portland cement (symbol C) are contained, and the total content of γ, B, and C described above The sum of γ and B in the water is 25 to 95% by mass, the water cement ratio W / C is 80 to 250%, and the water / powder ratio W / P, which is the ratio of water P to the total P of the powder components A concrete kneaded mixture of 30 to 80% is placed in a mold,
Drill one or more holes through which the concrete solidified body can be vented after demolding,
The concrete solidified body is carbonized and cured in an atmosphere having a CO 2 concentration of 5 to 95%, so that the portion having a depth of 20 mm or more from the surface (excluding the surface inside the hole) (the portion having a thickness of less than 20 mm is meat). A carbonation region is formed in the entire thickness), and a carbonation region is also formed from the surface inside the hole,
A method for producing CO 2 -absorbing precast concrete.
プレキャストコンクリート製造用の型枠として、型枠の外部から抜き取ることが可能な1または2以上のスペーサーを型枠内部に配置したものを用意し、
粉体成分として、γ−C 2 S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)の1種または2種と、ポルトランドセメント(記号C)を含有し、上記γ、B、Cの合計含有量に占めるγ、Bの合計が25〜95質量%であり、水セメント比W/Cが80〜250%であり、水Wと粉体成分のトータルPの比である水粉体比W/Pが30〜80%である配合のコンクリート混練物を前記型枠に打設し、
前記スペーサーを抜き取った後、脱型することにより、前記スペーサーが存在していた部分に通気可能な空隙を有するコンクリート固化体を構築し、
そのコンクリート固化体をCO2濃度5〜95%の雰囲気中で炭酸化養生することにより表面(前記空隙内部の表面を除く)から深さ20mm以上の部位(ただし肉厚が20mm未満の部分は肉厚全体)に炭酸化領域を形成させるとともに、前記空隙内部の表面からも炭酸化領域を形成させる、
CO2吸収プレキャストコンクリートの製造方法。
As a formwork for precast concrete production, prepare one or two or more spacers that can be removed from the outside of the formwork and placed inside the formwork,
As a powder component, one or two of γ-C 2 S (symbol γ) and steelmaking slag powder (symbol B) and Portland cement (symbol C) are contained, and the total content of γ, B, and C described above The sum of γ and B in the water is 25 to 95% by mass, the water cement ratio W / C is 80 to 250%, and the water / powder ratio W / P, which is the ratio of water P to the total P of the powder components A concrete kneaded mixture of 30 to 80% is placed in the mold,
After extracting the spacer, by demolding, a concrete solidified body having a void that can be ventilated in the portion where the spacer was present,
The concrete solidified body is carbonized and cured in an atmosphere having a CO 2 concentration of 5 to 95%, so that a portion having a depth of 20 mm or more from the surface (excluding the surface inside the void) (however, a portion having a thickness of less than 20 mm is meat). A carbonation region is formed on the entire thickness), and a carbonation region is also formed from the surface inside the void.
A method for producing CO 2 -absorbing precast concrete.
コンクリート混練物が、粉体成分として、γ−CConcrete kneaded material is γ-C as a powder component. 22 S(記号γ)、製鋼スラグ粉末(記号B)の1種または2種と、ポルトランドセメント(記号C)と、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフュームの1種以上とを含有し、上記γ、B、Cの合計含有量に占めるγ、Bの合計が25〜95質量%であり、全粉体成分に占める上記高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフュームの1種以上の合計が10〜95質量%であり、水セメント比W/Cが80〜250%であり、水Wと粉体成分のトータルPの比である水粉体比W/Pが30〜80%である配合のコンクリート混練物である請求項3〜5のいずれかに記載のCOContaining one or two of S (symbol γ), steelmaking slag powder (symbol B), Portland cement (symbol C), and one or more of blast furnace slag fine powder, fly ash and silica fume, The total of γ and B in the total content of B and C is 25 to 95% by mass, and the total of one or more of the above blast furnace slag fine powder, fly ash and silica fume in the total powder component is 10 to 95% by mass. Concrete mixture having a water cement ratio W / C of 80 to 250% and a water powder ratio W / P of 30 to 80%, which is the ratio of water W to the total P of the powder component The CO according to any one of claims 3 to 5, wherein 22 吸収プレキャストコンクリートの製造方法。Production method of absorbent precast concrete. 炭酸化養生を10MPa以下の加圧雰囲気で行う請求項のいずれかに記載のCO2吸収プレキャストコンクリートの製造方法。 The method for producing CO 2 -absorbing precast concrete according to any one of claims 3 to 6 , wherein the carbonation curing is performed in a pressurized atmosphere of 10 MPa or less.
JP2010033210A 2010-02-18 2010-02-18 CO2 absorbing precast concrete and method for producing the same Active JP5504000B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010033210A JP5504000B2 (en) 2010-02-18 2010-02-18 CO2 absorbing precast concrete and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010033210A JP5504000B2 (en) 2010-02-18 2010-02-18 CO2 absorbing precast concrete and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011168436A JP2011168436A (en) 2011-09-01
JP5504000B2 true JP5504000B2 (en) 2014-05-28

Family

ID=44682958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010033210A Active JP5504000B2 (en) 2010-02-18 2010-02-18 CO2 absorbing precast concrete and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5504000B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5957283B2 (en) * 2012-05-07 2016-07-27 鹿島建設株式会社 Manufacturing method of concrete products
JP5957282B2 (en) * 2012-05-07 2016-07-27 鹿島建設株式会社 Manufacturing method of concrete products
CN105555734A (en) * 2013-03-13 2016-05-04 索里迪亚科技公司 Pavers and block composite materials and methods of preparation thereof
JP6372123B2 (en) * 2014-03-20 2018-08-15 日新製鋼株式会社 Method for producing solidified concrete
JP6247170B2 (en) * 2014-07-07 2017-12-13 鹿島建設株式会社 Underground structure for carbon dioxide storage
CN107108361A (en) * 2014-08-04 2017-08-29 索里迪亚科技公司 Can carbonation silicic acid calcium composition and its method
JP6418602B2 (en) * 2015-02-27 2018-11-07 太平洋セメント株式会社 Cementitious hardened body and method for producing the same
CN110662723A (en) * 2017-03-23 2020-01-07 索里迪亚科技公司 Carbonatable calcium silicate-based cement and concrete containing mineral additive and production method thereof
JP6846744B2 (en) * 2017-08-03 2021-03-24 鹿島建設株式会社 Precast cement panel for residual formwork and its manufacturing method
US10894743B2 (en) * 2017-12-27 2021-01-19 Saudi Arabian Oil Company Method for enhancement of mechanical strength and CO2 storage in cementitious products
JP7075644B1 (en) 2021-03-29 2022-05-26 Smrc株式会社 Manufacturing method of concrete structure
WO2023153260A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-17 デンカ株式会社 Co2 fixation ceramic and method for producing co2 fixation product
CN114772956B (en) * 2022-03-14 2022-10-21 华南理工大学 High-carbon-absorption early-strength cementing material based on recycled concrete powder and biochar and application thereof
CN114656214A (en) * 2022-03-31 2022-06-24 宁波中淳高科股份有限公司 Full-age carbon-bearing concrete precast pile and preparation method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1420000B1 (en) * 2001-08-21 2012-10-24 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Cement admixture, cement composition and method for suppressing carbonation using the same
JP3844457B2 (en) * 2002-07-19 2006-11-15 電気化学工業株式会社 Cement admixture and cement composition
JP3844458B2 (en) * 2002-07-19 2006-11-15 電気化学工業株式会社 Cement admixture and cement composition
JP3816036B2 (en) * 2002-07-19 2006-08-30 電気化学工業株式会社 Cement admixture, cement composition and mortar or concrete using the same
JP4676265B2 (en) * 2005-06-29 2011-04-27 株式会社竹中工務店 Concrete composition for forming carbon dioxide fixed molded body, carbon dioxide fixed molded body comprising the composition, and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011168436A (en) 2011-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5504000B2 (en) CO2 absorbing precast concrete and method for producing the same
JP5931317B2 (en) Hydraulic composition and concrete using the hydraulic composition
JP5091519B2 (en) Geopolymer composition and method for producing the same
TWI393690B (en) Concrete addition materials and concrete compositions
JP5732690B2 (en) Hydraulic composition and concrete using the hydraulic composition
JP6080340B2 (en) Steel slag hydrated solidified body
JP2006182583A (en) Mortar or concrete having compacted surface layer and its manufacturing method
JP5025305B2 (en) Alkali-aggregate reaction inhibitor
KR101821647B1 (en) Green cement composite and making method thereof
Pradhan et al. Influence of RHA on strength and durability properties of alkali activated concrete
JP6931842B2 (en) Cement admixture, method for producing cement admixture, method for producing cement composition and cement composition
JP5259094B6 (en) Hydrated hardened body excellent in neutralization resistance with rebar
JP6563270B2 (en) Cementitious hardened body and method for producing the same
JP6418602B2 (en) Cementitious hardened body and method for producing the same
JP2013227185A (en) Composition for mortar or concrete and molding produced by molding the composition
JP4516530B2 (en) Explosion resistant hardened cement and method for producing the same
JP2007131477A (en) Fly ash cement composition and concrete mold using it
JP2010235410A (en) Carbonated cement and carbonated cement hardened article
JP6305874B2 (en) Method for producing hardened cementitious body
JP7474142B2 (en) Manufacturing method of cement-based hardened body
JP7312385B1 (en) Method for producing concrete composition and method for producing concrete
JP5155521B2 (en) Explosion-resistant hardened cement and method for producing the same
JP6071169B2 (en) Gamma belite-containing cellular mortar kneaded material
JP2007176743A (en) Mortar or concrete admixture for suppressing neutralization and rust-preventing method for reinforced mortar or concrete
JP2007210850A (en) Hydration-hardening body

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121002

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130619

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130822

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5504000

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250