JPH07126058A - 高強度耐熱性コンクリート - Google Patents

高強度耐熱性コンクリート

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JPH07126058A
JPH07126058A JP27166993A JP27166993A JPH07126058A JP H07126058 A JPH07126058 A JP H07126058A JP 27166993 A JP27166993 A JP 27166993A JP 27166993 A JP27166993 A JP 27166993A JP H07126058 A JPH07126058 A JP H07126058A
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JP
Japan
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strength
aggregate
concrete
kgf
cement
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Application number
JP27166993A
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English (en)
Inventor
Sadao Kobayashi
貞雄 小林
Kenji Sugimoto
賢司 杉本
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Publication date
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    • 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

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 加熱時における爆裂がなく、耐熱性を有し、
水/セメント比が普通のコンクリートと同じく、かつの
コントロールがやり易く、比較的容易に、安価に製作し
得る高強度耐熱性コンクリートを提供する。 【構成】 耐圧強度1000[kgf/cm2]以上又
は曲げ強度200[kgf/cm2]以上の強度を有
し、1000[℃]以上の温度履歴を有する陶器,磁器
等のセラミックス系材料の廃棄品および規格外品の粉砕
物を骨材とし、これに普通のセメント系材料を普通の水
/セメント比で混合し、選択的に天然骨材等の他の骨材
および添加剤を混合して形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度で耐熱性を有
し、特に加熱時に爆裂が無く建設物に適用でき、廃棄
物,規格外品のリサイクルを可能にする高強度耐熱性コ
ンクリートに関する。
【0002】
【従来の技術】超高層ビル等には高強度コンクリートが
使用され安全性を確保している。従来この高強度コンク
リートを製作するにはセメントの使用量を増し、水/セ
メント比を出来る限り小さくして強度を上げるようにし
ていた。また、使用される骨材としては一般鉱石等から
なる天然骨材,砂利,川砂等が使用され減水剤等の添加
剤を混合するものが普通であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】天然骨材としては各種
の鉱物を含有する岩石が使用される。例えば、火成岩、
堆積岩、変成岩等の岩石を使用する。高強度コンクリー
トには火成岩系の岩石のうち、強度の強い深成岩や半深
成岩が使用される場合が多い。深成岩でも例えば、花崗
岩、せん緑岩、はんれい岩、かんらん岩が、また半深成
岩の事例としては、石英はん岩、輝緑岩が代表的な物で
ある。岩石のなかには構造的異方性を有し、そのため熱
膨張が均一に起らない。また、花崗岩系の岩石は石英の
結晶を有している。石英は500〜600℃でα−Si
2から、β−SiO2に結晶系が変わる。この際、α−
SiO2の結晶は大きく膨張するので、骨材が破壊する
ことがある。このような原因で、コンクリート中の骨材
が加熱を受けるとコンクリート全体の強度が急激に低下
することが多い。それに加えて前記したように水/セメ
ント比が小さいためセメントペースト部分が密実になり
過ぎている。そのため、コンクリートが内部圧力に耐え
きれずに爆裂する問題点がある。そこで従来の高強度コ
ンクリートを超高層ビル等の建設物に使用するためには
耐火被覆等を設け加熱等の爆裂を回避する手段を施す必
要があった。そのため、構造が複雑になり、コンクリー
ト建造物の厚みが厚くなり、かつコスト高となる問題点
があった。
【0004】本発明は、以上の問題点を解決するもの
で、ほぼ通常乃至は小さい水/セメント比で高強度コン
クリートが得られ、爆裂などの危険性もなく、耐火被覆
を必要とせずに耐熱性を有し、かつ高強度に形成され、
更に、セラミックス系材料の廃棄物や規格外品が使用出
来、それ等のリサイクル化が可能になる高強度耐熱性コ
ンクリートを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の出願人は、以上
の目的を達成するために、鋭意研究の結果、コンクリー
ト強度を向上させる手段として耐熱性を有し、かつ高強
度の材料を骨材として使用し、水/セメント比を一般の
ものと同様にし、かつ爆裂を防止するための手段を予め
構ずることを基本とする本発明を創案し完成させた。す
なわち、本発明は、1000[℃]以上の温度履歴を受
け、耐圧強度1000[kgf/cm2]以上又は曲げ
強度200[kgf/cm2]以上の強度のセラミック
ス系材料をセメント系材料の骨材として使用し、これに
通常のセメント系材料と水および必要に応じて選択的に
その他の骨材,添加剤を混合し、ほぼ普通の水/セメン
ト比で混合,混練して養生してなる高強度耐熱性コンク
リートを構成するものである。この高強度耐熱性コンク
リートは圧縮強度600[kgf/cm2]以上又は曲
げ強度150[kgf/cm2]以上の強度を有するこ
とを目標とし、耐熱性を有し、かつ爆裂の危険性のない
ことを特徴とする。
【0006】より具体的に説明すると、1000[℃]
以上で粘土や陶石等の鉱物類を焼成して得られた陶器や
磁器などは前記の耐圧強度又は曲げ強度を有し、かつ予
め1000[℃]で焼成されているため内部の水分等が
予め除去されている。そのため本発明のセラミツクス系
材料として最適のものである。また、これ等は特に本発
明のために新しく焼成する必要はなく、これ等の製品の
製造時に出る規格外品や一度使用した後の廃棄物を粉砕
することにより骨材として十分に使用することが出来
る。更に、具体的に説明すると、硬質陶器,壁タイル,
半融化素地,耐熱素地,衛生陶器等が陶器の代表例であ
り、これ等は1100[℃]乃至1280[℃]で焼成
され、いずれも曲げ強度で200[kgf/cm2]以
上を有するものである。この内、特に衛生陶器およびタ
イルは、曲げ強度600[kgf/cm2]以上を有
し、製造時に規格外品ができ易く、かつ使用後の廃棄物
の量も多い。そのため、本発明の素材として大量に確保
することが可能である。また、品質のバラツキもなく本
発明のセラミックス系材料として最適である。一方、磁
器としては、拓器・半磁器,長石質磁器,粘土質磁器,
アルミナ磁器等がある。拓器・半磁器は1150[℃]
乃至1250[℃]程度で焼成され、長石質磁器,粘土
質磁器,アルミナ磁器もそれぞれ1200[℃]乃至1
380[℃],1400[℃]乃至1550[℃],1
650[℃]乃至1850[℃]程度で焼成される。ま
た、これ等の磁器はすべて曲げ強度で500[kgf/
cm2]以上を有している。これ等の磁器の中で特に電
力設備の電気絶縁用碍子は耐圧強度2000[kgf/
cm2]以上で、かつ曲げ強度は200[kgf/c
2]以上を有し、その中でも長石質普通磁器製の碍子
は700[kgf/cm2]以上の曲げ強度を有してい
る。また、碍子の吸水率は殆どゼロであり、骨材とした
場合に吸水がないためコンクリートと製作時における水
/セメント比の制御が極めて容易に出来る。また、前記
磁器も廃棄物が多量に出廻る。そのため、これ等の廃棄
物の粉砕品が本発明のセラミックス系材料として最適の
ものになる。なお、前記したように、本発明に係る高強
度耐熱性コンクリートは圧縮強度600[kgf/cm
2]以上又は曲げ強度150[kgf/cm2]以上の高
強度を目標としているため、少なくともセラミックス系
材料の耐圧強度が1000[kgf/cm2]以上又は
曲げ強度が200[kgf/cm2]以上の骨材でない
とその目的を達成することが出来ない。
【0007】また、本発明に用いるセメント系材料は、
普通ポルトランドセメント,早強セメント,超早強セメ
ント,中庸熱セメント,対硫酸塩セメント,混合セメン
ト等が使用される。前記した陶器および磁器の粉砕物を
前記セメント系材料の骨材として使用するが、その使用
割合は後に実施例で示す通り通常のコンクリートの場合
とほぼ同一である。また、通常のコンクリートと同様に
コンクリート2次製品を製造する場合には、要求される
性能によってセラミックス系材料とセメント系材料の比
率を変化させたり、水/セメント比を増減して成形され
る。なお、本発明の場合も、耐熱温度や強度に余裕があ
る場合には通常の骨材(川砂,砂利)を混合して使用す
ることも出来る。
【0008】また、本発明では前記のセラミックス系材
料を使用することにより、特にセメント量を増加させな
くてよく、通常の水/セメント比で目標の圧縮強度や曲
げ強度を有するコンクリートを製造することが出来る。
【0009】更に、本発明に使用される前記のセラミッ
クス系材料はその焼成時に1000[℃]以上の温度が
加熱された温度履歴を有するもので、材料自体として十
分の耐熱性を有し、かつ加熱時の骨材の異常膨張による
爆裂は生じない。また、水/セメント比も通常のため、
コンクリートのモルタル部分が従来の高強度コンクリー
トのように密実でなく、加熱によって生ずる水蒸気を容
易に外部に放出することが出来る。そのため、爆裂を起
すことはなく建造物の構築に極めて適した材料となる。
【0010】更に、前記したように、本発明に使用され
るセラミックス系材料は陶器および磁器の規格外品や廃
棄物が使用されるため産業廃棄物のリサイクルとなり、
環境保護の面からも極めて有効なものである。
【0011】
【作用】前記したように、陶器,磁器等のセラミックス
系材料を粉砕し骨材とする。これに、必要に応じてその
他の骨材,例えば天然骨材の砂利,川砂を混合する。更
に、必要に応じて減水剤を混合する。これ等に通常の水
/セメント比のセメントを混合し、混練し、養生するこ
とにより、本発明の高強度耐熱性コンクリートが得られ
る。骨材の耐圧強度,曲げ強度が高いため目標とする圧
縮強度600[kgf/cm2]以上又は曲げ強度15
0[kgf/cm2]以上の強度が得られ、予め100
0[℃]以上の温度履歴を有する骨材が使用され、かつ
水/セメント比が普通で密実でないため爆裂が起きな
い。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を以下の表1乃至表6
により説明する。なお、表1乃至表6は本発明の数例に
過ぎずこれ等に限定するものではない。
【0013】表1は従来の高強度コンクリートと本実施
例の1つを比較したものであり、表2乃至表6は本発明
の他の実施例の内容および実験結果を示すものである。
表に示すように、実験番号1,2は従来の高強度コンク
リートであり、3乃至14が本発明の実施例である。分
類としてはセメント系材料、,その他の骨材、その他の
添加剤,水、コンクリートの性質、加熱時の爆裂の有無
等に分けられ、それ等の細目が記載されている。なお、
前記のセメント系材料が本発明の骨材の内容である。ま
た、比較例の1,2は天然骨材を使用した従来の高強度
コンクリートである。
【0014】
【表1】
【0015】表1の実験番号3は使用済の廃棄品の衛生
陶器を骨材として使用したもので、その他の骨材は一切
使用していない。水/セメント比は44で比較例の2
8,25に較べて高く、普通のコンクリートの場合と同
様であることがわかる。また、圧縮強度および曲げ強度
も目標の600[kgf/cm2]以上,150[kg
f/cm2]以上を越えている。勿論、爆裂は無い。な
お、爆裂の有無はバーナでサンプルを加熱して観察した
ものである。
【0016】
【表2】
【0017】実験番号4は使用後の廃棄品の衛生陶器を
骨材とし、これに天然骨材の他の骨材を混合したもので
あり、実験番号5は使用後の廃棄品の壁タイルを骨材と
し、他の骨材を使用しない実験例である。これ等も本発
明の目的を十分に達成している。
【0018】
【表3】
【0019】実験番号6は使用済の廃棄品の壁タイルを
骨材とし、これに天然骨材のその他の骨材を混合したも
のであり、実験番号7は工場規格外品の壁タイルを骨材
としその他の骨材を使用しない場合を示す。前記と同様
に本発明の目的を達成している。
【0020】
【表4】
【0021】実験番号8は工場規格外品の壁タイルを骨
材としこれに天然骨材のその他の骨材を混合したもので
あり、実験番号9は使用後の廃棄品の碍子を骨材としそ
の他の骨材を使用しない場合を示す。この場合も目標の
強度を十分にクリアし、爆裂も勿論ない。
【0022】
【表5】
【0023】実験番号10は使用後の廃棄品の碍子を骨
材としこれに砕石のその他の骨材を混合したものであ
り、実験番号11は使用後の廃棄品の碍子を骨材としそ
の他の骨材を使用しない場合を示す。前記のものと同様
に十分な強度を有し爆裂もない。
【0024】
【表6】
【0025】実験番号12は工場規格外品の碍子を骨材
としその他の骨材を使用しないものであり、実験番号1
3は工場規格外品の碍子を骨材としそれに砕石のその他
の骨材を混合したものであり、実験番号14は工場規格
外品の碍子を骨材としその他の骨材を使用しない場合を
示す。これ等のものもすべて目的を達成している。
【0026】以上のように、実験番号3乃至14の本発
明の実施例はすべて水/セメント比は従来の高強度コン
クリートよりも大きく、耐圧強度および曲げ強度は目標
値の600[kgf/cm2]以上および150[kg
f/cm2]以上を越えている。また、バーナによる加
熱テストではすべて爆裂が生じない結果が得られた。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 1)耐圧強度1000[kgf/cm2]以上又は曲げ
強度200[kgf/cm2]以上の陶器および磁器等
のセラミックス系材料を骨材として使用しているため、
製品としてのコンクリートの圧縮強度が600[kgf
/cm2]以上となり又は曲げ強度が150[kgf/
cm2]以上になる。そのため、高強度コンクリートと
して十分使用出来る。 2)予め1000[℃]以上で焼成される等の温度履歴
を有する材料を骨材として使用し、水/セメント比を普
通のコンクリートとほぼ同一にすることが出来るため加
熱による爆裂が生じない。そのため、十分の耐熱性を有
し耐熱用の表面被覆が不必要となり、そのまま建設物の
コンクリートとして使用される。 3)耐火性を有するため超高層ビルのコンクリートとし
て最適である。 4)吸水性の低い材料を骨材として使用するため水/セ
メント比の制御が容易に出来、均一の品質のコンクリー
トを製作することが出来る。 5)比較的多量に発生する陶器や磁器の廃棄品や規格外
品を骨材として使用するため産業廃棄物のリサイクルが
出来、環境保護に貢献し得る。 6)セラミックス系材料の内容やこれに混合するその他
の骨材の内容を適宜選定することにより所望の強度およ
び耐熱性を有するコンクリートを容易に、かつ比較的安
価に製作することが出来る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐圧強度1000[kgf/cm2]以
    上又は曲げ強度200[kgf/cm2]以上の強度を
    有すると共に1000[℃]以上で予め加熱された温度
    履歴を有するセラミックス系材料を骨材とし、これに通
    常のセメント系材料と水および選択的にその他の骨材,
    添加剤とを混合,混練し、養生して形成されることを特
    徴とする高強度耐熱性コンクリート。
  2. 【請求項2】 前記セラミツクス系材料が、陶器及び/
    又は磁器の破砕物乃至粉砕物である請求項1の高強度耐
    熱性コンクリート。
  3. 【請求項3】 前記陶器が衛生陶器で前記磁器が電気絶
    縁用碍子であり、それ等の規格外品及び/又は用済の廃
    棄物を含むものである請求項2の高強度耐熱性コンクリ
    ート。
JP27166993A 1993-10-29 1993-10-29 高強度耐熱性コンクリート Pending JPH07126058A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998056731A1 (fr) * 1997-06-09 1998-12-17 Keiko Kondo Materiau de construction carbone et sa production
JP2002284553A (ja) * 2001-03-26 2002-10-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 磁器骨材の加熱処理
US6703501B1 (en) 1999-09-21 2004-03-09 Korea Institute Of Science And Technology Layered silicate catalysts pillared with metal oxide
JP2008266130A (ja) * 2007-03-26 2008-11-06 Hiroshima Univ 高強度コンクリート
CN107473678A (zh) * 2017-09-26 2017-12-15 太原理工大学 超高温下抗强冲击的金属陶瓷混凝土

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