JP6133951B2 - 余剰生コンクリートの再利用方法 - Google Patents

Description

生コン工場で所定の配合で製造され、製造後に攪拌装置が搭載されている専用の運搬車で運搬し、時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンである余剰生コンクリートの再利用方法に関するものである。

生コン製造者においては、余剰生コンクリート（以下余剰生コンと称する）の処理・処分は、これらの作業等に伴うエネルギー損失と経済負担が問題になっている。ここで余剰生コンとは生コン工場で所定の配合で製造され、製造後に攪拌装置が搭載されている専用の運搬車で運搬し、時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンと定義する。

現状の生コン工場で製造されるＪＩＳの生コンクリート（以下生コンと称する）（ＪＩＳ Ａ ５３０８）は、セメント・骨材（砂や砂利）・水・混和剤などを調合して製造され、工事現場まで配達し、荷卸しまでの状態を指す。工事用生コンは、ＪＩＳやＪＡＳＳ等の仕様で、工事現場での環境条件を考慮して使用時間や温度等を定めている。

しかし、使用者の都合や自然条件等により製造後にキャンセルされた生コン、打設後に余った生コン、現場検査で不合格になった生コン、予定時刻までに配達できなかった生コン等の余剰生コンは、一般に廃棄処理や固液分離処理・処分等が施されている。

これに伴う費用は、生コン会社の負担になっている。このような余剰生コンは、工場規模や地域差によって異なるが、販売数量の３〜４％という報告（生コン共同組合報告）もある。

また、生コンの配合では、天然の砂・砂利が使用され、生コン中に約８割弱の質量比率で混入されている。したがって、余剰生コンの廃棄は、天然資源の廃棄と同じことを意味する。

余剰生コンの多くは、生コン工場に持ち帰り、処理されて産廃物になる。また、処理工程において分級された骨材が再利用されることも有るが、生コン工場の多くは、工事用生コンを製造しており、工事用生コンの製造における品質規定等による管理と再利用生コンというイメージが顧客に悪い印象を与える等の理由もあり生コン原料として有効利用されるケースは少ない。

一方、コンクリート製品（プレキャストコンクリート）の製造は、製品工場で生産されていることが多く、工事用生コンと異なり、打設までの扱いに係る規定はない。さらに、コンクリート製品の種類も多岐になっており、混合する各種混合物、混和材の利用する自由度は工事用生コンに比べて大きい。

現在、余剰生コンの再利用として、型枠に打設して、コンクリートブロック等を製造している事例もある。しかし、その多くは硬化後のコンクート製品に強度品質に影響する生コン（硬化前）の状態での品質管理は実施されている事はなく、構造等に問題を与えないような用途に使用されている。

再生コンクリートを製造する方法としては下記特許文献のようなものがあり、場所打ちコンクリート杭の打設後に撤去される杭頭余盛り部のように、再生コンクリートの骨材として使用が困難な強度の弱いコンクリート部を含んでいる廃コンクリート塊を、全量、再生コンクリートの骨材として有効に使用する。
特開２００６−３２６９０６号公報

この特許文献１は、水とセメントと骨材とからなる生コンクリートにおいて、強度の異なる複数のコンクリート塊を破砕して、その破砕物全量を上記骨材として用いる再生コンクリートの製造方法であって、再生コンクリートに要求される強度に基づいて、上記強度の異なるコンクリート塊の混合割合を調整し、これらのコンクリート塊の破砕物全量を骨材として用いる。

各コンクリート塊の強度は、再生コンクリートのセメントペースト部分の強度より低いものであり、予め、一定の水−セメント比と骨材添加割合での強度の異なるコンクリート塊の混合割合と再生コンクリートの強度との関係を求めておき、この関係に基づいて強度の異なるコンクリート塊の混合割合を決定する。

前記特許文献１は、資源の有効利用の観点から既存のコンクリート構造物を解体した際に発生するコンクリート塊を破砕し、破砕することによって得られた細粒分と粗粒分との全てを再生コンクリートの骨材として使用することを提案するものであり、余剰生コンの再利用を目的とするものではなく、余剰生コンの産廃物処理の手間を減じるという経済的効果をもたらすものでもない。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、生コン製造者における余剰生コンの処理・処分で、これらの作業等に伴うエネルギー損失と経済負担を失くし、天然資源の有効利用を図ることができる余剰生コンクリートの再利用方法を提供するものである。

前記目的を達成するため本発明は、生コン工場で所定の配合で製造され、製造後に攪拌装置が搭載されている専用の運搬車で運搬し、時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンである余剰生コンに、セメントを後添加する、他の余剰生コンとの混合を行う、混練水の追加混合を行う、のいずれかを選択して、水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整してコンクリート製品の原料として利用することを要旨とするものである。

また、本発明は、水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整は、余剰生コンの単位水量を測定し、その単位水量（生コン１ｍ³当たりに含まれている水量）が、コンクリート製品の強度品質に見合う水セメント比（Ｗ/Ｃ）から換算して利用可能な範囲であることを確認しておこなうことを要旨とするものである。

請求項１ないし請求項３記載の本発明によれば、工事現場で使用する生コンの大部分は、生コン工場で所定の配合で製造され、製造後にアジテータ（攪拌装置）が搭載されている専用の運搬車（生コン車）で運搬し、工事用生コンの扱い上、定められた時間内で荷卸しが行われているが、この時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンは製造工場に戻され、余剰生コンとして、そのままの状態で廃棄したり、工場内で余剰生コンを分級処理（固液分離処理）、減容処理等を施して産廃物として処理したり、分級後に回収した骨材を自社工場内で利用したり、路盤材として利用されているが、余剰生コンをこのような処理をしないで使用することができる。

工事用生コンの配合は、各工事現場、それぞれ配合が異なっており、また、余剰生コンは、工事現場では不要なコンクリートであり、コンクリートポンプの洗浄水が混入しているケースもある。生コン車においては、事後の洗浄を容易にするため加水している事もあるため、出荷時のコンクリート配合とは異なっているものと考えなければならない。

つまり、現場から余剰生コンを持ち帰る各生コン車に積載されている生コンの配合は安定しておらず、すべて異なっているものと考えなければならない。

本発明は、一般に廃棄処分されることが多い、不要な余剰生コンの水セメント比（Ｗ/Ｃ）を測定し、用途によって異なるコンクリート製品の要求性能に見合うようにＷ/Ｃを改善した再生配合により、コンクリート製品用の生コンとして再利用するために、セメントや混和材等を後添加して生コンを製造する余剰生コンの再生技術である。これにより、コンクリート製品の生コン原料を節約しつつ、コンクリート製品の品質確保を行うことができる。

余剰生コンの処理工程において分級された骨材が再利用されることも有るが、生コン工場の多くは、工事用生コンを製造しており、工事用生コンの製造における品質規定等による管理と再利用生コンというイメージが顧客に悪い印象を与える等の理由もあり生コン原料として有効利用されるケースは少ない。

本発明は、コンクリート製品（プレキャストコンクリート）の原料として利用するもので、コンクリート製品（プレキャストコンクリート）の製造は、製品工場で生産されていることが多く、工事用生コンと異なり、打設までの扱いに係る規定はない。さらに、コンクリート製品の種類も多岐になっており、混合する各種混合物、混和材の利用する自由度は工事用生コンに比べて大きい。

現在、余剰生コンの再利用として、型枠に打設して、コンクリートブロック等を製造している事例もある。しかし、その多くは硬化後のコンクート製品に強度品質に影響する生コン（硬化前）の状態での品質管理は実施されている事はなく、構造等に問題を与えないような用途に使用されている。

さらに、本発明によれば、コンクリートの強度は水セメント比（Ｗ/Ｃ）と関係することが知られ、その逆数のセメント水比（Ｃ／Ｗ）は強度と一次関数的な比例関係にあり、強度推定等に多用されているが、こうした信頼性の高い理論に基づき、余剰生コンを利用したコンクリート製品の目標強度から、品質上管理上のＷ/Ｃの範囲を設定し、複数の余剰生コンをコンクリート製品用の生コンに利用可能な品質にすることができる。

以上述べたように本発明の生コンクリートの再利用方法は、生コン製造者における余剰生コンの処理・処分で、これらの作業等に伴うエネルギー損失と経済負担を失くし、天然資源の有効利用を図ることができるものである。具体的には下記の効果を有する。
１）経済的効果
先に、生コンの販売数量の３〜４％が余剰生コンになっていると述べた。生コン工場の損益が数％程度であるのに対して、３〜４％の余剰生コンを有価物として活用できることにおいては、損益改善に繋がる。また、生コン工場や製品工場の連携の拡大により、コンクリート製品にできることから、コンクリート製品の原価圧縮にも繋がる。
２）環境的効果
天然資源の有効活用およびコンクリート製品製造に伴うエネルギーの節約になる。
３）余剰生コンの有効活用
余剰生コンを固液分離、分級処理をして生コン用骨材や路盤材として利用して活用しているケースもある。これらの有効活用方法と比べると、本発明の場合、余剰生コンを分級するという手間やエネルギーの損失、廃棄物量の発生量は、余剰生コンをそのまま使用できるという面では少なくなる。また、複数工場との連携によりこれらの圧縮量はさらに大きくなる。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の第１実施形態としては、生コン工場で所定の配合で製造され、製造後に攪拌装置が搭載されている専用の運搬車で運搬し、時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンである余剰生コンにセメントを後添加することで水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整して、コンクリート製品の原料として利用するものである。

本発明の生コンクリートの再利用方法では、主としてＷ/Ｃの調整により強度設定するというもので、その形態を図１および図２のフロー図に示している。その中の第１形態を後添加セメントとしているが、まず、対比の意味で、一般的な、生コン工場での余剰生コンの処理フローを図１１について説明する。

生コン工場で、余剰生コンを処理する場合、余剰生コンを載せた生コン車のアジテータに加水・攪拌した後に排出して、固液分離を行い、粗粒分と懸濁水とに分ける。粗粒分については回収骨材やＲＣ材（路盤材）として再利用またはガラとして処分する。

一方、スラリーについてはスラッジ分を凝集してフィルタープレス等で減容化して産廃処分とする。また、固液分離を行わない場合は、余剰生コンを硬化させて、コンクリートガラ（コンクリートくず）として産廃処分を行っている。

これに対して本発明は、生コン工場で所定の配合で製造され、製造後に攪拌装置が搭載されている専用の運搬車で運搬し、時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンである余剰生コンの水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整してセメントや水分を後添加し、コンクリート製品の原料として利用する。また、必要に応じて、図２示すフロー図中の再利用の選択・検討を行い再生配合の調整を行う。

さらに、前記水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整は、余剰生コンの単位水量を測定し、その単位水量（生コン１ｍ³当たりに含まれている水量）が、コンクリート製品の強度品質に見合う水セメント比（Ｗ/Ｃ）から換算して利用可能な範囲であることを確認して行う。

すなわち、コンクリート製品（プレキャストコンクリート）に余剰生コンを利用する際に、水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整するために、セメントあるいは水分量を調整し、再混練りを行い、廃棄処分対象である余剰生コンを再生して利用可能なコンクリート（リフレッシュコンクリート）を製造する管理手法として、余剰生コンの単位水量を測定し、その単位水量（生コン１ｍ³当たりに含まれている水量）が、コンクリート製品の強度品質に見合う水セメント比（Ｗ/Ｃ）から換算して利用可能な範囲であることを確認して、余剰生コンをコンクリート製品の原料として利用するものである。

余剰生コンを利用してコンクリート製品を製造する場合、その余剰生コンの種類は、複数あっても利用することができる。ここでいう複数とは、余剰生コンの運搬車（生コン車）の台数をいう。

工事現場で使用する生コンは、工場出荷時に積載する生コンの品質・配合が明らかになっているものを運搬する。しかし、余剰生コンにおいては、現場等で加水されていることもある。したがって、生コン車によって、積載されている生コンの単位水量は異なっているものと考えた方が安全である。

また、余剰生コンは、出荷時に生コン車に積載する前にキャンセルになった生コン、製造時の不具合により所定の配合に出来なかった生コンも含むものとする。

図１に示す余剰生コンは、複数あっても良く、各生コンのＷ/Ｃが異なっていても、これらを混合した際の単位水量から換算したＷ/Ｃが品質に見合う範囲であることが確認できれば要求性能を満足するものと判定する。ただし、生コン原料のセメントの水和が影響する生コンの凝結の始発時間を５〜６時間とした場合、その始発時間を過ぎてしまう余剰生コンが１種類でもあればコンクリート製品の原料としては使わないようにする。

つまり、要求品質を満足できる範囲のＷ/Ｃを設定しておけば強度品質を確保できる可能性は大きくなるが、生コンの始発時間を過ぎることにより、その品質は約束されないため、このような生コンは使用しないようにする。ただし、この始発時間は、遅延剤の影響や温度により異なるため、管理上の始発時間はこれらを考慮して設定した時間を可使時間として管理する。

単位水量の測定は、試料を乾燥して求める手法、単位容積質量から求める手法、電気的に求める手法、試薬を用いて実施する手法、放射線を利用する手法の中から選ばれる手法を利用する。ただし、複数の余剰生コンを用いる場合、一つの単位水量測定法に統一して行う方が、測定方法によって異なる誤差の影響が出にくくなる。

コンクリート製品は所定の強度品質を確保できる状態で出荷する。その判定は、製造時に、別途作製した強度測定用の供試体から強度測定して判定しても良いが、テストハンマーを用いて、製品に直接的に測定する方法を用いても良い。強度判定については、テストハンマーの換算値と実際の強度試験から得られた関係式から求める。

以上第１実施形態では後添加セメントで単位セメント量を増大させる場合を説明したが、第２実施形態としては、他の余剰生コンとの混合である。Ｗ/Ｃの異なる余剰生コンとの混合比率を可変してＷ/Ｃを調整する。

さらに、第３実施形態として混練水を追加することでＷ/Ｃを調整するようにしてもよい。すなわち、Ｗ/Ｃの設定において水分を追加する場合である。

一般に余剰生コンは、製造元の生コン工場に戻り処理される。したがって、コンクリート製品の製造場所は生コン工場になる。しかし、生コン工場はコンクリート製品製造工場と異なり、コンクリート製品製造に伴う養生場所や人員等が確保できない事も有り得るため、数カ所の生コン工場が連携して製造する。

そのためには、余剰生コンの情報（Ｗ/Ｃ、混練後からの時間、加水の有無等）の情報も共有化する必要がある。さらに、製造しようとする製品に求められるＷ/Ｃ等の調整が容易になる余剰生コンを融通しあえるようなネットワークを構築してこれらを参加する生コン工場で利用できるようにする。

図３に余剰生コンを用いた情報の共有化イメージ図を示す。参加した生コン工場に戻ろうとする余剰生コン搭載車は、通信回線を使用して中央管理に情報を登録し、余剰生コンを用いた製品製造者へ情報を提供する。

これにより、余剰生コン積載の生コン車は製造元の工場に戻らずに、他の利用者への供給が行えるようになる。また、製造者は製品の要求品質に応じた余剰生コンを数カ所から入手して、製造調整の準備を行うことができるため、可使時間内に使用できるタイミングを失わない。

これらの情報は、生コン工場間だけでなく、コンクリート製品工場も含めて利用可能にしておくことで、生コン工場内で製造できるコンクリート製品より高度な製品の原料として供給可能になり、付加価値も高くなる。

コンクリート製品工場では、製品用途に応じて配筋や型枠に高度なものを使用できるだけでなく、これらの開発も行える機会が多い。

一方、生コン工場では余剰生コンの用途先としての利用に留まるため、無筋の製品、簡単な形状の型枠の利用になりやすいため、用途の多様性については劣る。

前記余剰コンクリートをコンクリート製品の原料として利用するため、図４に余剰生コンにスラリーを添加して再混練するようにしてもよい。

一般に、高分子系の混和剤を後添加する場合は、生コン車に搭載されているアジテータで高速攪拌しているケースが多い。

しかし、前記セメントの添加では、それぞれの添加対象物を直接生コン車搭載のアジテータにセメントを投入して、攪拌してもその投入量が多くなれば混合効率は悪化する。

余剰生コンにセメント等の添加物を混合して再混練を行う場合、添加対象物に加水してスラリー化できるものはスラリー添加して混合する。図４、図５に余剰生コンにスラリーを添加する場合のイメージを示す。図５はバッチ式ミキサーを示すものであるが、連続式ミキサーを用いてもよい。

余剰生コンを既設ミキサーや再混練専用ミキサーを用いる場合は、直接、ミキサーに投入出来ない場合は、ポンプを用いて余剰生コンの供給を行うようにして、混合対象物との攪拌・混合を実施する。

次に、余剰生コンのＷ/Ｃの算出方法をさらに詳しく説明する。図６は余剰生コンのＷ/Ｃの算出根拠を示すものとして製造時の生コンと余剰生コンの状態の模式図であるが、基本的に、余剰生コン中の砂・砂利およびセメントは、製造時の状態の比率で残っている。変動する量は水分量になっていることが多い。

つまり、一般的なコンクリートの配合設定においてセメントと砂・砂利の添加比率を極端に変化させるようなことはなく、水分の添加比率の幅も小さい。例えば、含水率で表現すれば、７〜１０％と３％程度の小さい変化量である。セメントは、この比較的少ない水分との水和反応による接着力が骨材と一体化して強度に大きく影響している。Ｗ/Ｃと強度の相関性が強いのは極めて小さい水分量とセメント量の関係であるため、極少量の水分変化の調整が重要になる。また、この極小さい幅のＷ/Ｃを基準にして配合上の強度を設定しているともいえる。

つまり、一般的なコンクリートの場合、正確な容積が分からなくても、Ｗ/Ｃを設定することで、強度推定が可能になる。

図９で説明すると、次のような手順でコンクリート製品の要求強度に見合う配合設定が行える。
・余剰生コンのセメントおよびＳ・Ｇ（細骨材と粗骨材）の質量は変わらない。
・したがって、Ｗ/Ｃは質量比であるため、ΔＷｗｔを求めれば良い。
・余剰生コンの単位水量Ｗ´の測定によりＷ´/Ｃは容易に求められる。

次に、製品に要求されるＷ/Ｃを設定して余剰生コンのＷ/Ｃを可変するためには、
（１）製品Ｗ/Ｃより余剰生コンＷ´/Ｃが小さい場合は、加水する。
（２）製品Ｗ/Ｃより余剰生コンＷ´/Ｃが大きい場合は、セメントを添加する。
（３）複数の余剰生コンを用いる場合は、各々の余剰生コンのＷ´/Ｗを求めて各々の余剰生コンの合計ΣＷ´とセメント質量計であるΣＣの比率で求められる。
（４）複数の余剰生コンのＷ/Ｃの増減は、（３）で算出した結果と（１）あるいは（２）を併用して調整する。
・型枠に打設する場合は、容積で計算するため、必要容積を求めるためには、合成容積ΣＶを求める必要がある。
（５）増減したＡ´はエアーメータ等を用いた試験により求められる。あるいは、合成された余剰生コンの湿潤密度ρ´を実測することで求められる。これにより、容積Ｖ´が得られる。
（６）各容積の比率を計算上で求める場合においては、
空気量Ｖａ´を除いた各容積の和 Ｖｘ＝{（Ｗｗｔ/ρｗ）＋（Ｗ/Ｃ/ρｃ）＋（Ｗｇ/ρｇ）＋（Ｗｓ/ρｓ）}
各容積に対する各質量の和 Ｗｘ＝Ｗｗｔ＋Ｗ/Ｃ＋Ｗｇ＋Ｗｓ
空気量ΔＶａ´を除いて求めた 湿潤密度ρｘ＝Ｗｘ/Ｖｘ
空気容積ＶA´は、（５）の実測湿潤密度から得られた容積Ｖ´からＶｘを差し引いた値になる。
ＶA´＝Ｖ´−Ｖｘ

前記第２実施形態の異なる生コンを混合した例を説明する。

下記表１に示す異なる余剰生コンＡとＢについてＷ/Ｃから混合比率を設定して、圧縮試験を実施した。発現強度目標は、この場合はコンクリート製品の品質強度としている。試験結果は、この発現強度目標を上回っていることから、強度品質を満足していることになる。

発現強度目標の値は、生コンクリートの配合における呼び強度と呼ばれるもので、余剰コンクリートのＷ/Ｃとの関係とも同様な傾向を示していることから、強度的な問題はなく、適応可能である。
下記表１に可使時間４時間後の異なった余剰生コンを混合した場合の強度とＷ/Ｃの関係を示す。
ＡおよびＢの余剰生コンのＷ/Ｃは、単位水量から算出したものである。
Ａ＋ＢのＷ/Ｃは、ＡおよびＢのＷ/Ｃから算出したものである。

図７に異なった余剰生コンのＷ/Ｃと圧縮強度との関係を示す。

次に前記第１実施形態の後添加セメントの例をさらに説明する。
下記表２は生コン出荷時の配合を示すものである。

前記表２に示した出荷時の生コンの余剰生コンの単位水量を電子レンジ法で測定し、199.9kg／ｍ³という結果が得られたので、混入中のセメント量との比率からＷ/Ｃ＝５７．１％が得られる。ここでは、製品コンクリートに使用する生コンのＷ/Ｃを５５％にするように配合を求める。

加水されている生コンは、その加水量によって異なるので、水分と砂・砂利が分離して沈降していることがあるので、ここでは余剰生コンの湿潤密度からの配合推定はしていないが、余剰生コンの状態を考慮しながら、湿潤密度から算出しても良い。その際には空気量を考慮した方が好ましい。

この例では、表２に示した水分２４．９＋Ｗ/Ｃに換算すると、193.9/350＝55.4％であり、この状態の単位容積当たりの配合量を求めた。その際に、細骨材Ｓ（砂）と粗骨材Ｇ（砂利）は、セメントの減容に伴って同じように減容するため、砂・砂利の平均密度（比重）を表−２から算出しておく必要がある。セメントと水の密度（比重）は安定していることから、逆算すると容易に求められる。
1000-（350/3.15）＋（175/1）＝713.9L 平均密度＝1.788/713.9＝2.505

この例では、水分増加により余剰生コンの湿潤密度が減少し、これに伴い、セメントと砂・砂利の容積が減少しているものとして推定した。つまり、余剰生コンの水分量から逆算して、余剰生コン１ｍ³（1000L）当たりの各配合量を求めている。

次に、コンクリート製品をＷ/Ｃ＝５５％にするための配合量は、セメントを余剰生コン１ｍ³当たりの配合を求める。この算出は、水分量から逆算してセメント質量を求め、３６３．４kg/ｍ³が得られので、セメント不足分１３．４kgを追加することでＷ/Ｃ＝５５％に設定することができる。

下記表３に各生コンの状態の配合を示す。

前記表３は、生コン容積を基準にしてＷ/Ｃを求めているため、出荷時の生コンが加水分だけ砂・砂利の容積が減少したと仮定した。一方、コンクリート製品用に再生した生コンは、設定したＷ/Ｃと水分量からセメント量を算出しているので、配合上でさらに砂・砂利の容積が減少された配合となっている。

実際の作業では、Ｗ/Ｃを小さくするだけであるので、この表３から得られたセメント不足分を余剰生コンの量に応じて添加・撹拌するだけの作業になる。
コンクリートの配合におけるＷ/Ｃの増減において、セメント量を一定にした場合、生コンの容積に比べて、生コン中の水分量による分離を抑えるような配合にしているため、水分量の増減は極僅かな量になり、Ｗ/Ｃの変化におけるセメントの接着力の影響が大きいので、表３のような配合算出でも十分に対応できる。

図８に示すように、Ｗ/Ｃが小さい方が強度は大きく、後添加セメントのＷ/Ｃ＝５５％においては、出荷時と余剰生コンの圧縮強度結果の中間になっており、余剰生コンのＷ/Ｃを基にセメントの後添加しても十分対応可能であるが分かる。

後添加セメントの場合、セメント添加により再撹拌をスムースに行う場合は、第４実施形態である流動化剤、減水剤等の混和剤を添加した方が好ましい。混和剤の添加量は、一般的なコンクリート配合と同様な扱いで良い。

高強度生コンが余剰コンクリートになった場合は、砂の後添加を行う。高強度生コンのＷ/Ｃは、他の生コンに比べて小さい、そのため、これを利用する際には、水分を添加して調整する必要がある。

その際、水分を増量することによりブリーデンング（材料分離）等に影響する場合があるため、骨材の後添加もしなければならないケースがある。本実施形態では、加水と同時に骨材量も調整した。
（１）高強度コンクリート（60-55-20N、空気量3%）の配合として出荷した。
・材齢28日での圧縮強度は、72.2N/mm²であった。

（２）前記表４の配合で出荷された生コンクリートについて、150kg/ｍ³加水された状態で余剰生コンとして工場に戻ってきた。（加水量は前項で説明した試験を実施した。）
・150kg/ｍ³加水されていたことが分かったため、見かけのＷ/Ｃは（170+150／532）×100＝60％となった。
・容積が0.15ｍ³増え、みかけの配合は以下のようになった。
・この状態で材料分離を起こした。この状態では、通常の場合、固液分離処理としてしまうが、水分が多く材料分離（ブリーディング）しているため、Ｗ/Ｃを変えることなく、混和材として砂を追加して再利用することにした。この場合、粒子粒の小さいスラグ等の混和材を用いることで、粘性が増大し流動性に影響を少なくしたかったため、砂を用いた。逆に、粘性を持たせたいような場合は、粒子径の小さい混和材が好ましい。

（３）増粘させることなく、ハンドリング（使い勝手）を改善するための配合を検討して、砂を300kg/ｍ³後添加した。
これにより、容積は、0.114ｍ³増え（300kg÷ρ2.63＝0.114）、見かけの配合は以下のようになった。
・材料分離が解消され、ワーカビリティー（作業性）が改善し打設するのに十分なハンドリングが得られた。スランプフローは51cm、空気量は2.4％であった。
・材齢28日での圧縮強度は、23.9N/mm²であった。
このように、本発明では砂の代わりに他の混和材を後添加してもよい。ただし、混和材の密度を考慮した配合としなければならない。

コンクリ―ト製品は、形状や寸法が異なることから、コンクリート自体の強度は、一般に圧縮試験用の供試体を生コン製造時に採集し、所定の材齢で試験が実施されている。本発明の圧縮強度の品質チェックにおいても同様な手法で行う。ただし、コンクリート製品の品質は出荷時に満足されていなければならない。

また、コンクリート製品においては、コンクリートの強度とコンクリート表面の硬度には相関性が見られることから、その反発硬度を測定する測定器としてテストハンマー（あるいはシュミットハンマーと呼ばれる）があり、非破壊検査であるため、製品に損傷を与えずに測定できる。しかし、その精度においては、必ずしも安定しているとは限らない。

そのため、余剰コンクリートを原料とした製品と圧縮試験の値との相関を求め利用することとした。図９にその実績を示した。

また、各圧縮強度はコンクリートの配合で用いられる呼び強度と比較すると２０％以上大きく発現していた。これにより、余剰生コンを利用したＷ/Ｃを基準に修正する配合において、一般的なコンクリート配合の強度特性と逸脱しておらず十分利用可能であると判断した。

なお、余剰生コンを利用してコンクリートを製造する手法において、コンクリート製品の要求を満たす単位水量から換算した水セメント比（Ｗ/Ｃ）から外れている場合でも、利用を可能にすることができる。

これによりコンクリート製品に使用できる余剰生コンの量は増やすことができる。ただし、前案で述べた生コンの可使時間の考え方および、製品の品質管理は同様とする。

余剰生コンについて、出荷時のＷ/Ｃを基に、単位水量を測定して、現状の単位水量を求め、Ｗ/Ｃを換算する。ここまでは、前項と同様である。ここで要求性能を満足しない状態であっても、図２のフロー図に示す再利用の可能性として、前記した第４実施形態の後添加流動化剤等の添加を行う。型枠や配筋等の構造や打設量等によって打設時の流動性を確保する場合や、配合によって再混練が困難な場合には減水剤等を使用する。

第５実施形態としては、ファイバー添加を行う。コンクリート製品にファイバー（ポリプロ繊維、ビニロン繊維、スチールファイバー等）の混合が求められている場合である。

第６実施形態としては、混和材の添加を行う。図１０は、混和材を後添加した再生配合を示したものである。図中のＡ部分が余剰生コンの配合部分であり、Ｂ部分の混和材等を混合してコンクリート製品用の生コンに再生する。混和材として、スラグ、炭酸カルシウム、フライアッシュ、製紙スラッジ、生コンスラッジおよび骨材（骨材には再生砂等の再生骨材も含まれる）等を混合して密度調整しながら、ワーカビリティ性等も改善して有効利用可能な配合を設定する。

前記ファイバーや混和材の混合は、Ｗ/Ｃだけで解決できるものではないため、事前に配合試験が必要になる場合があるが、すでに実績のある配合であるならば、ファイバーや混和剤添加を除いた配合の状態からＷ/Ｃの調整で可能になるケースもある。

図１０に示すように、Ａ部分をコンクリート基礎配合として、そのＷ/Ｃを基準に検討することで配合修正が可能になる。また、このような場合は、Ｗ/Ｃだけでなく、生コン状態の流動性を管理値として使用する場合もある。

本発明の生コンクリートの再利用方法の第１実施形態を示すフローチャートである。 本発明の生コンクリートの再利用方法の他の実施形態を示すフローチャートである。 余剰生コン情報の共有化イメージ図である。 余剰生コンにスラリー添加する場合の第１例の説明図である。 余剰生コンにスラリー添加する場合の第２例の説明図である。 余剰生コンのＷ/Ｃの算出根拠を示す説明図である。 異なった余剰生コンのＷ/Ｃと圧縮強度を示すグラフである。 余剰生コンに後添加セメントを加えた圧縮強度結果を示すグラフである。 余剰生コンを用いたコンクリートの圧縮強度とテストハンマーの相関図である。 混合物を用いた再生配合の概念図である。 余剰生コンの処理概念を示すフロー図である。

Claims (3)

1. 生コン工場で所定の配合で製造され、製造後に攪拌装置が搭載されている専用の運搬車で工事現場に運搬し、時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンである余剰生コンにセメントを後添加することで、余剰生コンの単位水量を測定し、その単位水量（生コン１ｍ ³ 当たりに含まれている水量）が、コンクリート製品の強度品質に見合う水セメント比（Ｗ/Ｃ）から換算して利用可能な範囲であることを確認して水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整して、コンクリート製品の原料として利用することを特徴とした余剰生コンクリートの再利用方法。
2. 生コン工場で所定の配合で製造され、製造後に攪拌装置が搭載されている専用の運搬車で工事現場に運搬し、時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンである余剰生コンに他の余剰生コンとの混合を行うことで、余剰生コンの単位水量を測定し、その単位水量（生コン１ｍ ³ 当たりに含まれている水量）が、コンクリート製品の強度品質に見合う水セメント比（Ｗ/Ｃ）から換算して利用可能な範囲であることを確認して水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整して、コンクリート製品の原料として利用することを特徴とした余剰生コンクリートの再利用方法。
3. 生コン工場で所定の配合で製造され、製造後に攪拌装置が搭載されている専用の運搬車で工事現場に運搬し、時間内に荷卸しが出来なかった生コン、余った生コン、現場で実施される流動性等の確認試験で不合格となった生コンである余剰生コンに混練水の追加混合を行うことで、余剰生コンの単位水量を測定し、その単位水量（生コン１ｍ ³ 当たりに含まれている水量）が、コンクリート製品の強度品質に見合う水セメント比（Ｗ/Ｃ）から換算して利用可能な範囲であることを確認して水セメント比（Ｗ/Ｃ）を調整して、コンクリート製品の原料として利用することを特徴とした余剰生コンクリートの再利用方法。