JP6084431B2

JP6084431B2 - 水硬化性硬化体

Info

Publication number: JP6084431B2
Application number: JP2012238607A
Authority: JP
Inventors: 百瀬　晴基; 晴基百瀬; 閑田　徹志; 徹志閑田; 青木　真一; 真一青木; 憲大川
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: JP2014088278A

Description

本発明は、フライアッシュまたは高炉スラグからなる、あるいはその両方からなる産業副産物を結合材とする水硬化性硬化体に関するものである。

建設現場等において打設されるコンクリート、モルタル等は、レディミクストコンクリート工場において製造され、アジテータトラックによって搬送される。建設現場においてはコンクリートは若干の余裕を持って発注されることがあり、この場合コンクリートの一部は打設されないで残る。また建設現場において受入検査で不合格になるコンクリートもある。このようなコンクリートは、いわゆる残コンクリート、あるいは戻りコンクリートとしてアジテータトラックで搬送されて工場に戻されるが、その割合は、工場において製造されるコンクリート全体の２〜３％に達すると報告されている。従来これらは産業廃棄物として処理されてきたが、コストが嵩むし環境負荷にもなるので、有効利用が求められてきた。

特許第４４７２７７６号公報特開２００２−２５４０９９号公報特開２００９−２１５１５１号公報

特許文献１には、残コンクリートや戻りコンクリートから、セメント分を含んだ微粉末、いわゆるコンクリートスラッジ微粉末を製造する方法が記載されている。この方法においては、残コンクリートや戻りコンクリートに所定の水を加えてスラリー状被処理物を得る。そしてスラリー状被処理物から砂利、砂等を分離してスラッジ水を得、さらに湿式サイクロンによってスラッジ水を処理して微砂分を除去し、濃縮スラッジ水を得る。この濃縮スラッジ水をフィルタプレスにかけて脱水ケーキを得、横型の回転ドラムの一方の端部から脱水ケーキを連続的に供給し、回転ドラムには同時に熱風を供給して、脱水ケーキの破砕と乾燥とを実質的に同時に実施し、そして他方の端部から連続的にコンクリートスラッジ微粉末を得るようになっている。従って、均一で高品質のコンクリートスラッジ微粉末を回収することができる。このようなコンクリートスラッジ微粉末の用途として、例えば地盤改良材をあげることができる。

特許文献２にも、詳しくは説明しないが、残コンクリートや戻りコンクリートからコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法が記載されている。この文献においては、コンクリートスラッジ微粉末の用途として、コンクリート用の混和材としての利用や、高流動コンクリート用の粉体材料としての利用があげられている。

特許文献３にも、詳しくは説明しないが、残コンクリートや戻りコンクリートからコンクリートスラッジ微粉末を回収する方法が記載されている。特許文献３においては、普通ポルトランドセメントと高炉スラグと無水せっこうとからなる所定の固化材に、コンクリートスラッジ微粉末を所定の割合で添加し、混練水と共に練混ぜて水硬化性硬化体を得る実施例が記載されている。つまりコンクリートスラッジ微粉末の利用方法として、このような水硬化性硬化体が提案されていると言える。ただしこの実施例においては、コンクリートスラッジ微粉末は固化材に対して３〜７％が補助的に添加されているに過ぎない。添加されている普通ポルトランドセメントに対する割合で考えると、コンクリートスラッジ微粉末は、普通ポルトランドセメントに対して５．５〜１２．７％が添加されているだけである。そうすると、特許文献３において提案されている水硬化性硬化体において、硬化を発現させる主体はあくまでも普通ポルトランドセメントを含む固化剤であると言うことができる。水硬化性硬化体においてコンクリートスラッジ微粉末の利用は補助的な範囲に留まっているし、コンクリートスラッジ微粉末の及ぼす作用も曖昧である。

近年、産業界において温室効果ガスの削減目標が設定され、建設業界においてもＣＯ_２ガスの削減が急務になっている。コンクリートの原料である普通ポルトランドセメントは、製造時に多量のＣＯ_２を排出するので、必然的にコンクリートも多量のＣＯ_２を排出する製造物と見なされている。従って特許文献１〜３に記載されているように、残コンクリートや戻りコンクリートから、そのセメント分であるコンクリートスラッジ微粉末を回収して再利用すれば、ＣＯ_２の削減を実現できる。ただし再利用に関してはその用途が十分に確立されているとは言えない。ところで、フライアッシュまたは高炉スラグからなる、いわゆる産業副産物を結合材として用いた水硬化性硬化体も周知であり、広く利用されている。産業副産物からなる結合材はアルカリによって硬化する性質があるので、配合する普通ポルトランドセメントを少なくしても十分な強度は得られる。つまり普通ポルトランドセメントの使用量を減らせるので、ＣＯ_２の削減につながる。

特許文献１〜３に記載のように、戻りコンクリートや残コンクリートからセメント分をコンクリートスラッジ微粉末として回収するようにすれば、資源を再利用できるだけでなく、産業廃棄物として処理するコストを削減できる。そしてこれを地盤改良材や他の用途に利用すれば、結果的にＣＯ_２の排出量を抑制できることになる。しかしながら問題点も見受けられる。具体的には、回収されたコンクリートスラッジ微粉末は、水和反応が進行していないセメント分が十分残っているにも拘わらず、粉体材料等の利用に限られており、あくまでも補助的な利用しかされていない。特許文献３に記載の水硬化性硬化体においてはコンクリートスラッジ微粉末の使用によって普通ポルトランドセメントを含む固化剤の使用を若干減らすことはできるが、この水硬化性硬化体においてもコンクリートスラッジ微粉末の使用量は普通ポルトランドセメントに対してわずかであり、補助的な利用に限定されている。つまり普通ポルトランドセメントの使用量を大幅に減らすことはできず、十分なＣＯ_２の削減には結びついていない。もちろん地盤改良材としての利用は普通ポルトランドセメントの代替にはなるが、そもそも利用される量は少なく、ＣＯ_２の削減の効果はそれほど大きくない。しかしながら、未反応のセメント分が十分残っているからといって、コンクリートスラッジ微粉末を単純に普通ポルトランドセメントの代替品としてコンクリートを製造したり、コンクリートスラッジ微粉末の配合に応じて普通ポルトランドセメントの使用量を減じてコンクリートを製造することもできない。コンクリートスラッジ微粉末における水和反応の進行の度合いにバラツキがあることが予想されるので、換言するとコンクリートスラッジ微粉末の品質にバラツキがあることが予想されるので、コンクリートの強度が十分得られる保証がないからである。

一方、フライアッシュまたは高炉スラグからなる、いわゆる産業副産物を結合材として用いた水硬化性硬化体に話を戻すと、この水硬化性硬化体は前述したように普通ポルトランドセメントの使用量を少なくしても必要な強度が得られる。つまりＣＯ_２の排出量は少なく、この観点においては優れている。しかしながら産業副産物を結合材として用いた水硬化性硬化体は、中性化が進行し易く、鉄筋コンクリートに利用した場合には早期に鉄筋が腐食してしまう欠点がある。つまり鉄筋コンクリートには利用しにくい。十分な量の普通ポルトランドセメントを配合するようにすれば、アルカリ度が高くなって、水硬化性硬化体の中性化の進行を抑制することはでき、鉄筋コンクリートの利用も可能である。しかしながら普通ポルトランドセメントの使用量が多くなるとＣＯ_２の排出量が増えてしまう。

本発明は上記したような問題点を解決する、水硬化性硬化体を提供することを目的としている。つまり強度は十分で鉄筋コンクリートにも利用でき、ＣＯ_２の排出量を大幅に削減することができる水硬化性硬化体を提供することを目的としている。以下に明らかにするように、このような水硬化性硬化体にはコンクリートスラッジ微粉末を利用してＣＯ_２の排出量を大幅に削減するが、水硬化性硬化体の性能を確保するために必要とされるコンクリートスラッジ微粉末の品質指標を明らかにすることも、他の発明の目的としている。

本発明は上記目的を解決するために、フライアッシュまたは高炉スラグからなる、あるいはその両方からなる産業副産物と、コンクリートスラッジ微粉末と、骨材と、必要に応じて添加される混和剤とから練混ぜされて得られる水硬化性硬化体として構成する。水硬化性硬化体で使用されるコンクリートスラッジ微粉末は、残コンクリートまたは戻りコンクリートから所定の回収工程によって得られるものである。具体的には、回収工程は、残コンクリートまたは前記戻りコンクリートに水を加えてスラリーにするスラリー化工程と、該スラリーから砂利、砂、微砂分を除去してスラッジ水を得る分離工程と、該スラッジ水を脱水して脱水ケーキを得る脱水工程と、該脱水ケーキを熱風が吹き込まれる所定の回転ドラムに投入して破砕・乾燥してコンクリートスラッジ微粉末を得る破砕・乾燥工程とから構成される。そして、コンクリートスラッジ微粉末は、比表面積が８０００ｃｍ^２／ｇ以下であるように構成される。水硬化性硬化体においては、コンクリートスラッジ微粉末を産業副産物より多量に配合し、そしてポルトランドセメントを配合するときは少なくともコンクリートスラッジ微粉末より少量とするように構成される。

すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、産業副産物と、コンクリートスラッジ微粉末と、骨材と、必要に応じて添加される混和剤と、必要に応じて配合されるポルトランドセメントと、からなる水硬化性硬化体であって、前記コンクリートスラッジ微粉末は比表面積８０００ｃｍ ^２／ｇ以下であり、前記水硬化性硬化体において、前記コンクリートスラッジ微粉末は前記産業副産物より多量に配合され、そして前記ポルトランドセメントが配合されるときは少なくとも前記コンクリートスラッジ微粉末より少量であることを特徴とする水硬化性硬化体として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水硬化性硬化体において、前記骨材は残コンクリートまたは戻りコンクリートから回収された再生骨材からなることを特徴とする水硬化性硬化体として構成される。

以上のように、本発明は、産業副産物と、コンクリートスラッジ微粉末と、骨材と、必要に応じて添加される混和剤と、必要に応じて配合されるポルトランドセメントと、からなる水硬化性硬化体として構成される。産業副産物は、フライアッシュまたは高炉スラグからなり、あるいはその両方からなり、結合材として利用されるが、強度が得られる一方で中性化し易いという性質がある。一方コンクリートスラッジ微粉末は、セメント分を多量に含み、ＣＯ_２の排出量で比較すると同量の普通ポルトランドセメントに対してＣＯ_２排出量は約１３％に過ぎない。そうすると水硬化性硬化体に十分な量のコンクリートスラッジ微粉末を使用しても普通ポルトランドセメントに比してＣＯ_２の排出量を大幅に削減できる。つまりコンクリートスラッジ微粉末を十分な量使用できるので、硬化の作用が十分に得られ、さらに産業副産物を結合材としているので水硬化性硬化体の強度は十分に高い。また、コンクリートスラッジ微粉末はアルカリ性なのでこれを大量に使用すると水硬化性硬化体の中性化を抑制できる。つまり、本発明に係る水硬化性硬化体は、十分な強度があり中性化し難いので鉄筋コンクリートに利用することができ、従来の水硬化性硬化体に比して大幅にＣＯ_２の排出量を削減できるという効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る水硬化性硬化体に使用されるコンクリートスラッジ微粉末の回収工程を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る水硬化性硬化体に使用されるコンクリートスラッジ微粉末の回収方法を説明する図で、その（ア）（イ）はそれぞれ回収工程の前後に実施する他の工程を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る水硬化性硬化体は、残コンクリートまたは戻りコンクリートから回収したセメント分を多く含むコンクリートスラッジ微粉末を使用する。このコンクリートスラッジ微粉末の回収方法、つまり製造方法を説明する。

コンクリートを打設する建設現場では、必要なコンクリートをレディミクストコンクリート工場に発注する。レディミクストコンクリート工場において、普通ポルトランドセメントと、砂利、砂等の骨材と、水と、混和剤とを強制練りミキサによって練混ぜてコンクリートを製造する。製造されたコンクリートはアジテータトラックによって建設現場に搬送する。このように搬送されたコンクリートは、使用されないで一部が残ったり、受け入れ検査で不合格になったりする場合がある。このようなコンクリートは、残コンクリートあるいは戻りコンクリートとして、アジテータトラックによってレディミクストコンクリート工場に戻され、あるいは他の処理設備に送られる。残コンクリートまたは戻りコンクリートは、所定の回収設備によって、図１に示されているように、所定の回収工程によって処理される。

回収工程は、スラリー化工程、分離工程、脱水工程、破砕・乾燥工程からなるが、これらについて説明する。
（１）スラリー化工程
残コンクリートまたは戻りコンクリートに水を加えてスラリー化し、セメント分が加えられた水に十分に溶け込むようにする。このようなスラリーには、アジテータトラックのミキサを洗浄した洗浄排水や、レディミクストコンクリート工場における洗浄排水が含まれていてもよい。
（２）分離工程
分離工程は、スラリー化工程で得られたスラリーから骨材等の固形分を除去する工程である。本実施の形態においては、分離工程は骨材分離工程と、微砂分除去工程とからなる。分離工程は、メッシュの大きさの異なる複数の振動篩によって実施され、スラリー化工程で得られたスラリーを順次処理して砂利、砂等の骨材を分離する。回収された骨材は、再利用に供するために粒径に応じて所定のビンに送られる。骨材が分離されて残った篩下は、セメント分が含まれているスラッジ水になっている。微砂分除去工程は、本実施の形態においては湿式サイクロンによって実施され、スラッジ水から微細な砂、つまり微砂分を除去する工程である。この工程によって微砂分が除去されたスラッジ水は、次の脱水工程で処理されてもよいし、あるいはスラリー化工程において他の残コンクリートや戻りコンクリートをスラリー化する水として再利用されてもよい。後者のようにするとスラッジ水はセメント分が濃縮される。すなわち濃縮スラッジ水になる。スラッジ水、あるいは濃縮スラッジ水は、本実施の形態においては含砂率が１０質量％以下になるように、砂利、砂、微砂分が除去され、次の脱水工程に送られる。
（３）脱水工程
スラッジ水あるいは濃縮スラッジ水をフィルタプレスによって処理して脱水し、脱水ケーキを得る。本実施の形態においては脱水ケーキの含水率は、２５〜４５質量％になるようにする。
（４）破砕・乾燥工程
本実施の形態においては、この工程において横型の回転ドラムを使用する。回転ドラムは、その内周面に被処理物を掻き上げる翼、つまりリフターが複数枚設けられている。またその内部に回転ドラムの回転と独立して高速に回転する破砕攪拌翼が設けられている。そして回転ドラムには、熱風が吹き込まれるようになっている。従って回転ドラムを回転させ、破砕攪拌翼を回転させ、そして熱風を吹き込みながら、回転ドラムの一方の端部から脱水ケーキを連続的に投入する。そうすると脱水ケーキはリフターによって掻き上げられて落下し、破砕攪拌翼によって破砕され、熱風によって乾燥される。つまり破砕と乾燥が実質的に同時に実施される。これによって脱水ケーキは細分化されて表面積が大きくなって速やかに乾燥することができ、セメント分の水和反応が進行しないうちにセメント分を含んだ微粉末、つまりコンクリートスラッジ微粉末を製造することができる。コンクリートスラッジ微粉末は、回転ドラムの他方の端部から連続的に排出される。

本発明においては、このように製造されたコンクリートスラッジ微粉末を、水硬化性硬化体の材料として使用する。コンクリートスラッジ微粉末は、主としてセメント分からなるが、セメント分の水和反応の進み具合にはバラツキがある。換言するとコンクリートスラッジ微粉末の品質にはバラツキがある。本発明においては、実施例で説明するように、使用するコンクリートスラッジ微粉末の品質に拘わらず、得られる水硬化性硬化体の品質は比較的良好である。つまりコンクリートスラッジ微粉末の品質によらず、水硬化性硬化体の材料とすることができる。しかしながら、水硬化性硬化体の品質が確実に高く維持されるように、コンクリートスラッジ微粉末の品質を確保することが好ましい。次にコンクリートスラッジ微粉末の品質を確保する３つの方法について説明する。

コンクリートスラッジ微粉末の品質を確保する第１の方法は、回収工程の後工程で品質を確保する方法である。具体的には、回収工程の後に、図２の（ア）に示されているように分級工程を実施してコンクリートスラッジ微粉末を選別する。コンクリートスラッジ微粉末は、色々な粒径になっているが、比較的粒径の大きい、つまり比較的粗い粒子の微粉末はセメント分の水和反応の進行の度合いが比較的小さい。従って、分級工程によって目の細かいメッシュによって分級し、粒径が比較的大きい粒子だけを選別する。これによって比表面積が８０００ｃｍ^２／ｇ以下のコンクリートスラッジ微粉末が得られるように選別する。なお、篩下の微粉末は、地盤改良材等に再利用したり、産業廃棄物として廃棄する。

コンクリートスラッジ微粉末の品質を確保する第２の方法、および第３の方法は、図２の（イ）に示されているが、残コンクリートまたは戻りコンクリート中のセメント分が水和反応が進行しないうちに回収工程を実施し、あるいは水和反応の進行を抑制しておいて回収工程を実施する方法である。セメント分の水和反応は、外気温と、経過時間とによって変化する。そこで、次式によって積算温度（℃・ｈ）を与え、残コンクリートまたは戻りコンクリートが、コンクリートとして練混ぜられたときから、回収工程における脱水工程を開始するまでの積算温度に着目する。

例えばコンクリート練混ぜから脱水工程まで５時間がかかり、その間に１時間毎の平均外気温が、１５℃、１６℃、１６℃、１７℃、１５℃と変化した場合には、積算温度＝（１５＋１０）＋（１６＋１０）＋（１６＋１０）＋（１７＋１０）＋（１５＋１０）＝１２９℃・ｈになる。第２の方法は、この積算温度が１３０℃・ｈ以下になるように、残コンクリートまたは戻りコンクリートを工場に搬送し、そして回収工程を実施する。積算温度が小さいうちに回収工程を実施すると、セメント分の水和反応の進行の度合いが小さい高品質のコンクリートスラッジ微粉末が得られる。一方、第３の方法は、積算温度が１３０℃・ｈを越えることが予想される場合に、コンクリートが残コンクリートまたは戻りコンクリートになることが判明した時点で遅延剤添加工程を実施する方法である。つまり残コンクリートまたは戻りコンクリートをアジテータトラックのミキサに積み、そして遅延剤を所定量添加して攪拌する。これによってセメント分の水和反応の進行を抑制する。工場に搬送して回収工程を実施する。これによってセメント分の水和反応の進行の度合いが小さいコンクリートスラッジ微粉末を製造することができる。後で実施例の実験において明らかにされるように、第２、３の方法によって得られるコンクリートスラッジ微粉末は、比表面積が８０００ｃｍ^２／ｇ以下であり、この品質の指標がセメント分の水和反応の進行の度合いを示していると言える。なお、積算時間が１３０℃・ｈを越えない場合であっても、第３の方法を実施して遅延剤を添加することができる。

本発明の実施に係る水硬化性硬化体は、上記のようにして製造されたコンクリートスラッジ微粉末と、フライアッシュまたは高炉スラグからなる産業副産物と、骨材と、水と、必要に応じて添加される混和剤とから練混ぜて得る。つまりこのような水硬化性硬化体において従来使用されていた普通ポルトランドセメントの代わりにコンクリートスラッジ微粉末を使用している。コンクリートスラッジ微粉末は、前記したように廃棄物としての残コンクリートや戻りコンクリートから製造されている。つまりＣＯ_２の排出量がゼロと見なすことができる材料から製造されている。従って回収工程において、動力や熱風などのエネルギーが投入されていても、コンクリートスラッジ微粉末のＣＯ_２の排出量はわずかであり、同量の普通ポルトランドセメントのＣＯ_２排出量に対して、約１３％の排出量に過ぎない。従って、本発明の実施に係る水硬化性硬化体において、ある程度の量のコンクリートスラッジ微粉末を使用しても、全体のＣＯ_２排出量は抑制される。そしてこのように大量のコンクリートスラッジ微粉末を使用できるので、水硬化性硬化体におけるセメント分は十分であり硬化する作用は強い。またコンクリートスラッジ微粉末はアルカリで産業副産物はアルカリによって硬化するので水硬化性硬化体に対する強度に寄与する。従って、実施例の実験で明らかにされたように、本実施に係る水硬化性硬化体は十分な強度を有する。また、産業副産物を結合材に使用すると中性化し易い傾向があるが、大量のコンクリートスラッジ微粉末を使用することができるので、中性化を抑制することができる。これも以下の実施例の実験で明らかにされている。なお、強度や中性化抑制の効果を考えると、コンクリートスラッジ微粉末は、産業副産物の使用量よりも多く使用することが好ましい。

○ 実験Ａ
残コンクリートや戻りコンクリートからコンクリートスラッジ微粉末を前記した回収工程によって製造するとき、残コンクリートや戻りコンクリートを練混ぜたときから脱水工程までの積算温度と、得られるコンクリートスラッジ微粉末の品質の関係を調べた。なお、積算温度は前記の「数１」で与え、コンクリートスラッジ微粉末の品質は、比表面積によって判断することにした。積算温度を色々変えたときに、それぞれにおいて製造されたコンクリートスラッジ微粉末の比表面積を以下の表に示す。

この表から、積算温度が１５８℃・ｈ以下であればコンクリートスラッジ微粉末の比表面積は８０００ｃｍ^２／ｇ台であり、積算温度がこれを越えると比表面積が急激に増大していることが分かる。本発明においては、コンクリートスラッジ微粉末に要求される品質は特に限定していないが、水硬化性硬化体の性能を得る上で、所定の品質指標において基準を推奨する意義は大きい。具体的には、コンクリートスラッジ微粉末の比表面積を品質指標とする場合、これが９０００ｃｍ^２／ｇ以下、好ましくは８０００ｃｍ^２／ｇ以下であることを推奨している。従って、このような品質を確保できるように、残コンクリートや戻りコンクリートの練混ぜから脱水工程までの積算温度が１６０℃・ｈ以内、好ましくは１３０℃・ｈ以内とすることを推奨する。

ところで、コンクリートは練混ぜしたときから１．５時間以内に荷下ろしして打設することが要求されているので、コンクリートの打設現場とレディミクストコンクリート工場の距離は比較的短い。従ってコンクリートが残コンクリートとされ、アジテータトラックによって工場に搬送されて、回収工程を実施する場合でも、コンクリートの練混ぜから脱水工程の開始までの時間は、高々４時間程度で実施することが可能である。この場合、仮に平均外気温を２０℃としても積算時間は１３０℃・ｈを越えない。つまり夏期を除外すれば、この積算時間の基準を守ることは可能であると考えられ、Ａ６のような積算時間１８３℃・ｈは、外気温が特に高い時期か、残コンクリートを数時間放置した場合を想定している。

○ 実験Ｂ
残コンクリートまたは戻りコンクリートが発生したときに、練混ぜから脱水工程開始までの積算時間が１３０℃・ｈを越えることが明らかな場合には、速やかに遅延剤を投入してセメント分の水和反応が進行するのを抑制することが好ましい。残コンクリートまたは戻りコンクリートが発生したタイミングで、グルコン酸ナトリウムを主成分とした遅延剤を添加して、その後回収工程を実施したときに得られるコンクリートスラッジ微粉末の品質を確認する実験を行った。結果を下記表に示す。なお、Ｂ１は遅延剤の添加がない場合の実験結果、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ遅延剤の添加濃度を変えた場合の実験結果である。

積算温度が１３０℃・ｈを越える場合であっても、予め残コンクリートまたは戻りコンクリートに遅延剤を添加することによって、製造されるコンクリートスラッジ微粉末の品質が確保され、比表面積を８０００ｃｍ^２／ｇ以下にできることが確認できた。

○ 実験Ｃ
本発明の実施の形態に係る水硬化性硬化体の、各種の性能を調べる実験を行った。産業副産物としてフライアッシュを採用し、比表面積が異なるコンクリートスラッジ微粉末を使用して練混ぜてモルタル、つまり水硬化性硬化体を製造した。それぞれの水硬化性硬化体Ｃ１〜Ｃ４について、練混ぜに必要とした高性能ＡＥ減水剤添加量と、練混ぜに要した時間と、ＪＩＳＲ５２０１により規定されている試験方法で測定したフロー値と、硬化後の材齢２８日の圧縮強度について、以下の表に示す。

圧縮強度について見ると、建築構造物において一般的に用いられる設計基準強度は２１または２４Ｎ／ｍｍ^２である。そうするとＣ１、Ｃ２は基準強度を満たしており、Ｃ３は基準強度２１Ｎ／ｍｍ^２に対しては適合しており、Ｃ４は基準強度に適合していないことが分かる。ところでＣ３、Ｃ４で使用されているような比表面積が非常に大きいコンクリートスラッジ微粉末は、実験ＡにおけるＡ６の例からも明らかなように、外気温が高い時期に製造されたり、残コンクリートや戻りコンクリートが放置された場合に製造されるものである。一般的に製造されるコンクリートスラッジ微粉末はこれらよりも比表面積が小さいと考えられるので、本発明に係る水硬化性硬化体は圧縮強度が十分に得られると言える。ただし圧縮強度は補正値などを加味して３０Ｎ／ｍｍ^２あることが好ましく、比表面積が８０００ｃｍ^２／ｇ以下のコンクリートスラッジ微粉末を使用したＣ１、Ｃ２が圧縮強度の点で好ましいといえる。なお、Ｃ１〜Ｃ４は練混ぜのときにフロー値がある程度等しくなるように、高性能ＡＥ減水剤の添加量を調整した。Ｃ１〜Ｃ４において添加量が異なるのはこのためである。高性能ＡＥ減水剤は、一般的に２．５％以内の添加量が推奨されている。この点からみるとＣ１、Ｃ２が適切であると言える。

○ 実験Ｄ
本発明の実施の形態に係る水硬化性硬化体の、中性化の進行について調べる実験を行った。産業副産物として高炉スラグ微粉末を使用し、比表面積が異なる２種類のコンクリートスラッジ微粉末を使用して、結合材に対する水の添加の割合を色々変えてＤ１〜Ｄ６の水硬化性硬化体を得た。これらを硬化させた後、ＪＩＳＡ１１５３に従って、ＣＯ_２濃度が５％の雰囲気において促進中性化試験を実施して中性化速度係数を得た。そしてこの結果に基づいて、ＣＯ_２濃度が０．０５％における中性化速度係数の推定値を得、６５年経過時の中性化深さをそれぞれ得た。また比較例Ｘ１として、コンクリートスラッジ微粉末の代わりに普通ポルトランドセメントを使用して水硬化性硬化体を得、同様にＣＯ_２濃度が５％における中性化速度係数、ＣＯ_２濃度が０．０５％における中性化速度係数の推定値、６５年経過時の中性化深さを得た。なお、比較例Ｘ１は、Ｄ１〜Ｄ６とＣＯ_２排出量が等しくなるようにした。すなわち、Ｘ１において使用した普通ポルトランドセメントは、Ｄ１〜Ｄ６におけるコンクリートスラッジ微粉末のＣＯ_２排出量と略同等の排出量になるように、その量を決定した。なお、コンクリートスラッジ微粉末のＣＯ_２排出量は普通ポルトランドセメントのＣＯ_２排出量の１３％とする。実験結果を下記の表に示す。

実験の結果から、６５年経過時の中性化深さは、比較例Ｘ１に比してコンクリートスラッジ微粉末を使用した本発明の実施の形態に係るＤ１〜Ｄ６はいずれも小さいことが分かる。つまりＤ１〜Ｄ６はいずれも中性化抵抗値を有し、本発明の効果である中性化の抑制が確認できた。なお、６５年経過時の中性化深さは３０ｍｍ以下であることが要求されており、その点から見るとＤ１〜Ｄ５が適合していると言える。

本発明の実施の形態に係る水硬化性硬化体は色々な変形が可能である。例えば本発明の実施の形態においては結合材は、コンクリートスラッジ微粉末と、産業副産物のみであるように説明したが、補助的に、つまりコンクリートスラッジ微粉末の使用量を超えない程度に普通ポルトランドセメントを使用するようにしてもよい。この場合でも、結合材の主体はコンクリートスラッジ微粉末と、産業副産物ということができるが、普通ポルトランドセメントの使用量を調整することによってコンクリートスラッジ微粉末の品質のバラツキによる影響を緩和することができる。また、本発明の実施の形態の説明においては、水硬化性硬化体に使用される骨材については格別に説明していないが、例えば残コンクリートや戻りコンクリートから回収された再生骨材が使用されてもよい。

Claims

産業副産物と、コンクリートスラッジ微粉末と、骨材と、必要に応じて添加される混和剤と、必要に応じて配合されるポルトランドセメントと、からなる水硬化性硬化体であって、
前記コンクリートスラッジ微粉末は比表面積８０００ｃｍ ^２／ｇ以下であり、
前記水硬化性硬化体において、前記コンクリートスラッジ微粉末は前記産業副産物より多量に配合され、そして前記ポルトランドセメントが配合されるときは少なくとも前記コンクリートスラッジ微粉末より少量であることを特徴とする水硬化性硬化体。
請求項１に記載の水硬化性硬化体において、前記骨材は残コンクリートまたは戻りコンクリートから回収された再生骨材からなることを特徴とする水硬化性硬化体。