JPH07206491A - 石炭灰による人工骨材の製造方法及び人工骨材並びにそれを用いたコンクリート - Google Patents
石炭灰による人工骨材の製造方法及び人工骨材並びにそれを用いたコンクリートInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/023—Fired or melted materials
-
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- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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Abstract
(57)【要約】
【目的】土木、建築用普通コンクリート骨材として使用
することができる人工骨材を得るとともに、必要にして
十分な圧縮強度、引張強度、静弾性係数、を有する土
木、建築用等のコンクリートを得る。 【構成】粒度分布が、６μｍ未満 ２０％以上，６〜２
４μｍ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ ３０％以下，
の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調整した後、該
石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、該造粒物を焼成
することにより絶乾比重が２．０以上、吸水率が３．０
％以下、圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ2以上、の人工骨
材を形成し、該人工骨材をコンクリート骨材として土
木、建築用等のコクリートを形成する。
することができる人工骨材を得るとともに、必要にして
十分な圧縮強度、引張強度、静弾性係数、を有する土
木、建築用等のコンクリートを得る。 【構成】粒度分布が、６μｍ未満 ２０％以上，６〜２
４μｍ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ ３０％以下，
の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調整した後、該
石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、該造粒物を焼成
することにより絶乾比重が２．０以上、吸水率が３．０
％以下、圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ2以上、の人工骨
材を形成し、該人工骨材をコンクリート骨材として土
木、建築用等のコクリートを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、石炭灰（フライアッ
シュ）による人工骨材の製造方法及び人工骨材並びにそ
れを用いたコンクリートに関するものある
シュ）による人工骨材の製造方法及び人工骨材並びにそ
れを用いたコンクリートに関するものある
【０００２】
【従来の技術】軽量骨材は日本工業規格Ａ５００２にお
いて、人工軽量骨材、天然軽量骨材、副産軽量骨材等が
粗骨材の絶乾比重により１．０未満のＬ型、１．０〜
１．５のＭ型、１．５〜２．０のＨ型に区別されてい
る。
いて、人工軽量骨材、天然軽量骨材、副産軽量骨材等が
粗骨材の絶乾比重により１．０未満のＬ型、１．０〜
１．５のＭ型、１．５〜２．０のＨ型に区別されてい
る。
【０００３】人工軽量骨材の原料として石炭焚きボイラ
などの排ガスから回収される石炭灰（フライアッシュ）
が用いられている。この石炭灰を用いて軽量骨材を製造
する場合には石炭灰の比表面積又は粒度分布を規制した
り、更には、補助原料を添加したりして、該石炭灰を造
粒し、その造粒物を焼成して製品を得ている。
などの排ガスから回収される石炭灰（フライアッシュ）
が用いられている。この石炭灰を用いて軽量骨材を製造
する場合には石炭灰の比表面積又は粒度分布を規制した
り、更には、補助原料を添加したりして、該石炭灰を造
粒し、その造粒物を焼成して製品を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の軽量骨材は石炭
灰以外の原料、例えば、膨張頁岩で製造された人工骨材
に比し、製造コストが高い割りには圧縮強度が低く、
又、吸水率も高い。そのため、この軽量骨材をコンクリ
ート骨材に用いたコンクリートは、必要にして十分な圧
縮強度、引張強度、、静弾性係数、を得ることができな
いので、土木、建築用コンクリートとして利用できな
い、という問題がある。この問題は、軽量骨材を天然骨
材と同様な性能、即ち、絶乾比重が２．０以上、吸水率
が３．０％以下、圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ2以上、
にすることにより解決する。
灰以外の原料、例えば、膨張頁岩で製造された人工骨材
に比し、製造コストが高い割りには圧縮強度が低く、
又、吸水率も高い。そのため、この軽量骨材をコンクリ
ート骨材に用いたコンクリートは、必要にして十分な圧
縮強度、引張強度、、静弾性係数、を得ることができな
いので、土木、建築用コンクリートとして利用できな
い、という問題がある。この問題は、軽量骨材を天然骨
材と同様な性能、即ち、絶乾比重が２．０以上、吸水率
が３．０％以下、圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ2以上、
にすることにより解決する。
【０００５】本発明は前記事情に鑑み、土木、建築用普
通コンクリート骨材として使用することができる人工骨
材を得るとともに、石炭灰の用途を拡大し、その有効利
用を図ることを目的とする。他の目的は、必要にして十
分な圧縮強度、引張強度、静弾性係数、を有するコンク
リートを得ることである。
通コンクリート骨材として使用することができる人工骨
材を得るとともに、石炭灰の用途を拡大し、その有効利
用を図ることを目的とする。他の目的は、必要にして十
分な圧縮強度、引張強度、静弾性係数、を有するコンク
リートを得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、石炭灰で人
工骨材を製造する場合、基本的に焼結前の石炭灰の造粒
物（ペレット）を緻密化することにより人工骨材の圧縮
強度が高くなることに気がついた。
工骨材を製造する場合、基本的に焼結前の石炭灰の造粒
物（ペレット）を緻密化することにより人工骨材の圧縮
強度が高くなることに気がついた。
【０００７】そこで、緻密な造粒物を得るために実施可
能な方法を追求した結果、石炭灰の粒度分布を次の範囲
内にすると石炭灰を極端に細かくしなくても達成できる
ことが分かった。即ち、石炭灰の粒度分布が、６μｍ未
満 ２０％以上，６〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４
〜４４μｍ ３０％以下，の範囲に８０％以上入るこ
と。このような粒度分布を採用した場合に緻密な造粒物
ができる理由は、石炭灰の粗粒同士の隙間が中粒で満た
され、更に、石炭灰の粗粒と中粒の間隙が細粒で埋めら
れるためである。
能な方法を追求した結果、石炭灰の粒度分布を次の範囲
内にすると石炭灰を極端に細かくしなくても達成できる
ことが分かった。即ち、石炭灰の粒度分布が、６μｍ未
満 ２０％以上，６〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４
〜４４μｍ ３０％以下，の範囲に８０％以上入るこ
と。このような粒度分布を採用した場合に緻密な造粒物
ができる理由は、石炭灰の粗粒同士の隙間が中粒で満た
され、更に、石炭灰の粗粒と中粒の間隙が細粒で埋めら
れるためである。
【０００８】実際の製造工程では、石炭灰にベントナイ
ト、水ガラス、セメントなどの粘結剤と水とを加えて造
粒し、その造粒物（ペレット）をロータリキルン等の焼
成炉により加熱焼結するが、本発明者は造粒物の水分を
加熱工程までに１６％以下、好ましくは１２〜１３％程
度まで乾燥することにより造粒物は更に緻密化し、高強
度の人工骨材が得られることを知った。
ト、水ガラス、セメントなどの粘結剤と水とを加えて造
粒し、その造粒物（ペレット）をロータリキルン等の焼
成炉により加熱焼結するが、本発明者は造粒物の水分を
加熱工程までに１６％以下、好ましくは１２〜１３％程
度まで乾燥することにより造粒物は更に緻密化し、高強
度の人工骨材が得られることを知った。
【０００９】更に、石炭灰にブレーン比表面積１０００
〜１００００ｃｍ2／ｇの石灰石、好ましくは、５００
０〜１００００ｃｍ2の石灰石粉末（炭カル）を、石炭
灰の性状に合わせて適量、例えば、ＣaＯ換算で石灰石
の４０％以下程度加えると絶乾比重を高めることができ
ることも分かった。
〜１００００ｃｍ2／ｇの石灰石、好ましくは、５００
０〜１００００ｃｍ2の石灰石粉末（炭カル）を、石炭
灰の性状に合わせて適量、例えば、ＣaＯ換算で石灰石
の４０％以下程度加えると絶乾比重を高めることができ
ることも分かった。
【００１０】そこで、本発明者は上記事実に基き次の発
明を完成させた。 （１）粒度分布が、６μｍ未満２０％以上，６〜２４μ
ｍ ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ ３０％以下，の
範囲に８０％以上入るように石炭灰を調整した後、該石
炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、その造粒物を焼成
することを特徴とする石炭灰による人工骨材の製造方
法。
明を完成させた。 （１）粒度分布が、６μｍ未満２０％以上，６〜２４μ
ｍ ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ ３０％以下，の
範囲に８０％以上入るように石炭灰を調整した後、該石
炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、その造粒物を焼成
することを特徴とする石炭灰による人工骨材の製造方
法。
【００１１】（２）粒度分布が、６μｍ未満２０％以
上，６〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ
３０％以下，の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調
整した後、該石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、そ
の造粒物を焼成することにより形成されたことを特徴と
する人工骨材。
上，６〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ
３０％以下，の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調
整した後、該石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、そ
の造粒物を焼成することにより形成されたことを特徴と
する人工骨材。
【００１２】（３）粒度分布が、６μｍ未満２０％以
上，６〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ
３０％以下，の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調
整した後、該石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、そ
の造粒物を焼成することにより絶乾比重が２．０以上、
吸水率が３．０％以下、圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ2
以上、の人工骨材を形成し、該人工骨材をコンクリート
骨材としたことを特徴とするコクリート。
上，６〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ
３０％以下，の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調
整した後、該石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、そ
の造粒物を焼成することにより絶乾比重が２．０以上、
吸水率が３．０％以下、圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ2
以上、の人工骨材を形成し、該人工骨材をコンクリート
骨材としたことを特徴とするコクリート。
【００１３】
【作用】焼成前の石炭灰の造粒物は緻密化するので本発
明により製造した人工骨材は絶乾比重２．０以上、吸水
率３．０％以下、圧縮強度４００ｋｇ以上、となる。そ
のため、該人工骨材を用いたコンクリートは天然骨材を
用いたものと同様となるので、一般の土木、建築用コン
クリートとして利用可能となる。
明により製造した人工骨材は絶乾比重２．０以上、吸水
率３．０％以下、圧縮強度４００ｋｇ以上、となる。そ
のため、該人工骨材を用いたコンクリートは天然骨材を
用いたものと同様となるので、一般の土木、建築用コン
クリートとして利用可能となる。
【００１４】
【実施例】この発明の実施例を詳細に説明する。石炭焚
きボイラなどから発生する石炭灰は石炭の種類によりそ
の化学成分が相違し、例えば、表１の様な相違が見られ
る。尚、石炭灰Ａは、豪州炭の燃焼により発生する石炭
灰、石炭灰Ｂは中国炭の燃焼により発生した石炭灰、石
炭灰Ｃはカナダ灰の燃焼により発生した石炭灰、をそれ
ぞれ示す。
きボイラなどから発生する石炭灰は石炭の種類によりそ
の化学成分が相違し、例えば、表１の様な相違が見られ
る。尚、石炭灰Ａは、豪州炭の燃焼により発生する石炭
灰、石炭灰Ｂは中国炭の燃焼により発生した石炭灰、石
炭灰Ｃはカナダ灰の燃焼により発生した石炭灰、をそれ
ぞれ示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】本発明の第一実施例を図１〜図３により説
明する。石炭灰Ａをボールミルで粉砕し、その後分級機
により分級し、表２に示す粒度分布にする。
明する。石炭灰Ａをボールミルで粉砕し、その後分級機
により分級し、表２に示す粒度分布にする。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２において、Ｘは細粒側が多い細粒品、
Ｙは粉末調整品、Ｚは粗粒側が多い粗粒品、をそれぞれ
示す。
Ｙは粉末調整品、Ｚは粗粒側が多い粗粒品、をそれぞれ
示す。
【００１９】各分級灰に粘結剤としてベントナイト５重
量部と水２０重量部を加えパグミルで混合した後パン型
造粒機で造粒し１０〜１５ｍｍφの造粒物（ペレット）
を形成する。
量部と水２０重量部を加えパグミルで混合した後パン型
造粒機で造粒し１０〜１５ｍｍφの造粒物（ペレット）
を形成する。
【００２０】該造粒物をロータリキルンで焼結して人工
骨材を製造し、その絶乾比重、吸水率、圧縮強度、を測
定したところ、図１〜図３の通りであった。
骨材を製造し、その絶乾比重、吸水率、圧縮強度、を測
定したところ、図１〜図３の通りであった。
【００２１】図１は、粒度分布による焼成温度と絶乾比
重との関係を示す図である。焼成温度を１１４０〜１２
８０℃の範囲にわたって変化させたところ、細粒品Ｘ、
粉末調製品Ｙでは、１１５０〜１２１０℃の範囲内で絶
乾比重が２．０以上となり、特に１１８０℃では最高値
２．４となった。しかし、上記１１４０〜１２８０℃の
範囲では粗粒品Ｚの絶乾比重は１．８程度以下にしか達
しなかった。
重との関係を示す図である。焼成温度を１１４０〜１２
８０℃の範囲にわたって変化させたところ、細粒品Ｘ、
粉末調製品Ｙでは、１１５０〜１２１０℃の範囲内で絶
乾比重が２．０以上となり、特に１１８０℃では最高値
２．４となった。しかし、上記１１４０〜１２８０℃の
範囲では粗粒品Ｚの絶乾比重は１．８程度以下にしか達
しなかった。
【００２２】図２は、粒度分布による焼成温度と吸水率
との関係を示す図である。焼成温度を１１４０〜１２８
０℃の範囲にわたって変化させたところ、細粒品Ｘ、粉
末調製品Ｙでは、１１５０〜１２８０℃の範囲内で吸水
率が３．０％以下となり、又、粗粒品Ｚでは、１１９０
〜１２８０℃の範囲で吸水率が３％以下となった。
との関係を示す図である。焼成温度を１１４０〜１２８
０℃の範囲にわたって変化させたところ、細粒品Ｘ、粉
末調製品Ｙでは、１１５０〜１２８０℃の範囲内で吸水
率が３．０％以下となり、又、粗粒品Ｚでは、１１９０
〜１２８０℃の範囲で吸水率が３％以下となった。
【００２３】図３は、粒度分布による焼成温度と圧縮強
度との関係を示す図である。焼成温度を１１４０〜１２
８０℃の範囲にわたって変化させたところ、細粒品Ｘ、
粉末調製品Ｙでは、１１６０〜１２４０℃の広い範囲で
圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ 2以上となり、又、粗粒品
Ｚでは、１１８０〜１２００℃の狭い範囲でしか圧縮強
度が４００ｋｇ／ｃｍ2以上とならなかった。
度との関係を示す図である。焼成温度を１１４０〜１２
８０℃の範囲にわたって変化させたところ、細粒品Ｘ、
粉末調製品Ｙでは、１１６０〜１２４０℃の広い範囲で
圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ 2以上となり、又、粗粒品
Ｚでは、１１８０〜１２００℃の狭い範囲でしか圧縮強
度が４００ｋｇ／ｃｍ2以上とならなかった。
【００２４】要するに、石炭灰の粒度分布を細かくして
天然の骨材に近ずけることを試みても絶乾比重、吸水
率、圧縮強度、には限界があり、逆に、粒度分布を粗粒
品側にすると、絶乾比重、吸水率、圧縮強度が低下して
くるが、この傾向は他の石炭灰においても同様である。
天然の骨材に近ずけることを試みても絶乾比重、吸水
率、圧縮強度、には限界があり、逆に、粒度分布を粗粒
品側にすると、絶乾比重、吸水率、圧縮強度が低下して
くるが、この傾向は他の石炭灰においても同様である。
【００２５】この実験から石炭灰の粒度分布が、６μｍ
未満２０％以上，６〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４
〜４４μｍ ３０％以下，の範囲に８０％以上入るよう
にすると、絶乾比重２．０〜２．５、吸水率３．０％以
下、圧縮強度４００ｋｇ／ｃｍ2以上、の人工骨材を得
ることができることが明らかとなった。
未満２０％以上，６〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４
〜４４μｍ ３０％以下，の範囲に８０％以上入るよう
にすると、絶乾比重２．０〜２．５、吸水率３．０％以
下、圧縮強度４００ｋｇ／ｃｍ2以上、の人工骨材を得
ることができることが明らかとなった。
【００２６】本発明の第２実施例を図４〜図６により説
明する。表１に示した石炭灰Ａ、石炭灰Ｂ、石炭灰Ｃに
つき粉末調整し、焼成温度と絶乾比重との関係について
調査した。 それぞれの石炭灰Ｂ、Ｃ、を表２の石炭灰
Ａの粉末調製品Ｙと同様の粒度粉末、即ち、６μｍ未満
３０％、６〜２４μｍ ５０％、２４〜４４μｍ ２０
％以下，の範囲に８０％以上入るように調整し、各分級
灰に粘結剤としてベントナイト５重量部と水２０重量部
を加えパグミルで混合した後パン型造粒機で造粒し、１
０〜１５ｍｍφの造粒物（ペレット）を形成する。
明する。表１に示した石炭灰Ａ、石炭灰Ｂ、石炭灰Ｃに
つき粉末調整し、焼成温度と絶乾比重との関係について
調査した。 それぞれの石炭灰Ｂ、Ｃ、を表２の石炭灰
Ａの粉末調製品Ｙと同様の粒度粉末、即ち、６μｍ未満
３０％、６〜２４μｍ ５０％、２４〜４４μｍ ２０
％以下，の範囲に８０％以上入るように調整し、各分級
灰に粘結剤としてベントナイト５重量部と水２０重量部
を加えパグミルで混合した後パン型造粒機で造粒し、１
０〜１５ｍｍφの造粒物（ペレット）を形成する。
【００２７】該造粒物をロータリキルンで焼結し人工骨
材を製造し、その絶乾比重、吸水率、圧縮強度、を測定
したところ、図４〜図６の通りであった。
材を製造し、その絶乾比重、吸水率、圧縮強度、を測定
したところ、図４〜図６の通りであった。
【００２８】図４は、石炭灰Ａ、Ｂ、Ｃの種類による焼
成温度と絶乾比重との関係を示す図である。焼成温度を
１１４０〜１２８０℃の範囲にわたって変化させたとこ
ろ、石炭灰Ａでは１１５０〜１２１０℃の範囲内で、石
炭灰Ｂでは１１８５〜１２４０℃の範囲内で、更に、石
炭灰Ｃは１２２０〜１２６０℃の範囲内で絶乾比重が
２．０以上に達した。
成温度と絶乾比重との関係を示す図である。焼成温度を
１１４０〜１２８０℃の範囲にわたって変化させたとこ
ろ、石炭灰Ａでは１１５０〜１２１０℃の範囲内で、石
炭灰Ｂでは１１８５〜１２４０℃の範囲内で、更に、石
炭灰Ｃは１２２０〜１２６０℃の範囲内で絶乾比重が
２．０以上に達した。
【００２９】即ち、いずれの石炭灰Ａ、Ｂ、Ｃ もある
焼成温度域で絶乾比重が２．０以上となり、焼成温度を
適宜設定することにより更に絶乾比重を高くすることが
可能である。この傾向は本実施例に用いた石炭灰以外の
石炭灰についても同様であり、絶乾比重２．０〜２．５
の範囲の人工骨材を製造することができる。
焼成温度域で絶乾比重が２．０以上となり、焼成温度を
適宜設定することにより更に絶乾比重を高くすることが
可能である。この傾向は本実施例に用いた石炭灰以外の
石炭灰についても同様であり、絶乾比重２．０〜２．５
の範囲の人工骨材を製造することができる。
【００３０】図５は、石炭灰Ａ、Ｂ、Ｃの種類による焼
成温度と吸水率との関係を示す図である。石炭灰Ａで
は、１１５０℃以上、石炭灰Ｂでは１１６５℃以上、石
炭灰Ｃでは１１９５℃以上でそれぞれ吸水率が３．０％
以下となった。石炭灰Ａ、Ｂ、Ｃのいずれも焼成温度を
高くすることにより吸水率を下げることができる。
成温度と吸水率との関係を示す図である。石炭灰Ａで
は、１１５０℃以上、石炭灰Ｂでは１１６５℃以上、石
炭灰Ｃでは１１９５℃以上でそれぞれ吸水率が３．０％
以下となった。石炭灰Ａ、Ｂ、Ｃのいずれも焼成温度を
高くすることにより吸水率を下げることができる。
【００３１】図６は、石炭灰Ａ、Ｂ、Ｃの種類による焼
成温度と圧縮強度との関係を示す図である。石炭灰Ａで
は焼成温度が１１６０〜１２４０℃の範囲内で、石炭灰
Ｂでは１１８５〜１２６０℃の範囲内、又、石炭灰Ｃで
は、１２００〜１２７５℃の範囲、の時に圧縮強度が４
００ｋｇ／ｃｍ2以上となった。
成温度と圧縮強度との関係を示す図である。石炭灰Ａで
は焼成温度が１１６０〜１２４０℃の範囲内で、石炭灰
Ｂでは１１８５〜１２６０℃の範囲内、又、石炭灰Ｃで
は、１２００〜１２７５℃の範囲、の時に圧縮強度が４
００ｋｇ／ｃｍ2以上となった。
【００３２】石炭灰Ａ、Ｂ、Ｃのいずれもある焼成温度
の上昇と共に、圧縮強度が増加し、更に焼成温度を高め
ると低下してくる。この傾向は絶乾比重と同様である。
これは、骨材粒の表面が溶融ガラス化するとともに、骨
材の中では気泡が発生し成長するため絶乾比重及び圧縮
強度とも最高点に達した後、下降する為である。この傾
向は本実施例以外の石炭灰についても同様の結果が得ら
れており、４００ｋｇ／ｃｍ2 以上の圧縮強度を得るこ
とができる。
の上昇と共に、圧縮強度が増加し、更に焼成温度を高め
ると低下してくる。この傾向は絶乾比重と同様である。
これは、骨材粒の表面が溶融ガラス化するとともに、骨
材の中では気泡が発生し成長するため絶乾比重及び圧縮
強度とも最高点に達した後、下降する為である。この傾
向は本実施例以外の石炭灰についても同様の結果が得ら
れており、４００ｋｇ／ｃｍ2 以上の圧縮強度を得るこ
とができる。
【００３３】本発明の第３実施例を図７により説明す
る。石炭灰Ａに粉末の炭カルを加えて造粒し、その造粒
物を焼結して人工骨材を形成した。この石炭灰Ａの化学
成分及び粒度分布は、前記表１、表２の粉末調製品Ｙと
同じである。
る。石炭灰Ａに粉末の炭カルを加えて造粒し、その造粒
物を焼結して人工骨材を形成した。この石炭灰Ａの化学
成分及び粒度分布は、前記表１、表２の粉末調製品Ｙと
同じである。
【００３４】この人工骨材の焼成温度と絶乾比重との関
係を測定したところ、図７の通りとなった。図７におい
て、ａ、ｂ、ｃはそれぞれブレーン比表面積１０００
（ｃｍ2／ｇ）の炭カルをＣａＯ換算で石炭灰Ａに対
し、それぞれ１０重量％、２５重量％、４０重量％添加
した場合を示し、又、ｄはブレーン比表面積１００００
（ｃｍ2／ｇ）の炭カルをＣａＯ換算で４０重量％添加
した場合を示す。
係を測定したところ、図７の通りとなった。図７におい
て、ａ、ｂ、ｃはそれぞれブレーン比表面積１０００
（ｃｍ2／ｇ）の炭カルをＣａＯ換算で石炭灰Ａに対
し、それぞれ１０重量％、２５重量％、４０重量％添加
した場合を示し、又、ｄはブレーン比表面積１００００
（ｃｍ2／ｇ）の炭カルをＣａＯ換算で４０重量％添加
した場合を示す。
【００３５】この図より明らかな様に、ａ、ｂ、ｃ、ｄ
は焼成温度が１１４０℃以上で絶乾比重が２．０以上と
なるが、ａでは１２１０℃、ｂでは１２２０℃、ｃでは
１２２５℃、ｄでは１２３０℃を越えると絶乾比重が
２．０未満となってしまう。
は焼成温度が１１４０℃以上で絶乾比重が２．０以上と
なるが、ａでは１２１０℃、ｂでは１２２０℃、ｃでは
１２２５℃、ｄでは１２３０℃を越えると絶乾比重が
２．０未満となってしまう。
【００３６】以上より、炭カルのブレーン比表面積が一
定の場合炭カルの石炭灰に対する割合を増加することに
より絶乾比重が上がっており、又、炭カルのブレーン比
表面積を大きくすることにより更に絶乾比重を大きくす
ることができる。なお、骨材の強度は、絶乾比重と相関
が深く、一般には絶乾比重は強度の目安として扱われて
いる。
定の場合炭カルの石炭灰に対する割合を増加することに
より絶乾比重が上がっており、又、炭カルのブレーン比
表面積を大きくすることにより更に絶乾比重を大きくす
ることができる。なお、骨材の強度は、絶乾比重と相関
が深く、一般には絶乾比重は強度の目安として扱われて
いる。
【００３７】要するに、石炭灰にブレーン比表面積１０
００〜１００００ｃｍ2／ｇの石灰石をＣａＯ換算で４
０重量％以下程度加えることにより、絶乾比重２．０〜
２．７の人工骨材が得られる。これを４０重量％超えて
添加すると骨材焼結後の冷却時に破球、ひび割れ、など
が発生しやすくなり好ましくない。
００〜１００００ｃｍ2／ｇの石灰石をＣａＯ換算で４
０重量％以下程度加えることにより、絶乾比重２．０〜
２．７の人工骨材が得られる。これを４０重量％超えて
添加すると骨材焼結後の冷却時に破球、ひび割れ、など
が発生しやすくなり好ましくない。
【００３８】本発明の第４実施例を図８により説明説明
する。第２実施例と同様に粉末調整した石炭灰Ａ、石炭
灰Ｂ、石炭灰Ｃのそれぞれにブレーン比表面積５０００
ｃｍ2／ｇの生石灰を２５重量％添加して造粒し、その
造粒物を焼結して人工骨材を形成した。それぞれの人工
骨材の焼成温度と圧縮強度との関係を測定したところ、
図８に示す通りであった。
する。第２実施例と同様に粉末調整した石炭灰Ａ、石炭
灰Ｂ、石炭灰Ｃのそれぞれにブレーン比表面積５０００
ｃｍ2／ｇの生石灰を２５重量％添加して造粒し、その
造粒物を焼結して人工骨材を形成した。それぞれの人工
骨材の焼成温度と圧縮強度との関係を測定したところ、
図８に示す通りであった。
【００３９】石炭灰Ａでは、１１７０℃〜１２３０℃の
範囲、石炭灰Ｂでは、１２０５℃〜１２３５℃の範囲、
石炭灰Ｃでは、１２２５℃〜１２５５℃の範囲、の焼成
温度により焼成すると、圧縮強度が５００ｋｇ／ｃｍ2
以上となった。
範囲、石炭灰Ｂでは、１２０５℃〜１２３５℃の範囲、
石炭灰Ｃでは、１２２５℃〜１２５５℃の範囲、の焼成
温度により焼成すると、圧縮強度が５００ｋｇ／ｃｍ2
以上となった。
【００４０】図８は、図６と同様の傾向を示している
が、圧縮強度が高くなっている。即ち、生石灰を添加す
ることにより人工骨材の圧縮強度を高めることができ
る。この傾向は実施例以外の石炭灰でも同様の結果を得
ることができ、水酸化カルシウムを添加してもほぼ同様
の結果を得ることができる。
が、圧縮強度が高くなっている。即ち、生石灰を添加す
ることにより人工骨材の圧縮強度を高めることができ
る。この傾向は実施例以外の石炭灰でも同様の結果を得
ることができ、水酸化カルシウムを添加してもほぼ同様
の結果を得ることができる。
【００４１】なお、吸水率については、図５と同様石炭
灰の種類により焼成温度に差はあるが、吸水率が１％以
下となっており、前記以外の石炭灰についても吸水率を
３．０％以下にすることができる。
灰の種類により焼成温度に差はあるが、吸水率が１％以
下となっており、前記以外の石炭灰についても吸水率を
３．０％以下にすることができる。
【００４２】本発明の第５実施例を説明する。この実施
例は本発明の製造方法で得られた人工骨材Ａイ、Ａロ、Ａ
ハ、を用いたコンクリートに関するものである。ここで
人工骨材Ａイは、石炭灰Ａを表２の粉末調整品Ｙと同じ
粒度に調整したものにブレーン比表面積１、０００ｃｍ
2／ｇの炭カルをＣａＯ換算で１０重量％添加し、ベン
トナイト５重量％と水２０重量％を加えて造粒した後焼
成し絶乾比重２．０３としたものである。
例は本発明の製造方法で得られた人工骨材Ａイ、Ａロ、Ａ
ハ、を用いたコンクリートに関するものである。ここで
人工骨材Ａイは、石炭灰Ａを表２の粉末調整品Ｙと同じ
粒度に調整したものにブレーン比表面積１、０００ｃｍ
2／ｇの炭カルをＣａＯ換算で１０重量％添加し、ベン
トナイト５重量％と水２０重量％を加えて造粒した後焼
成し絶乾比重２．０３としたものである。
【００４３】人工骨材Ａロは、石炭灰Ａを表２の粉末調
整品Ｙと同じ粒度に調整したものにブレーン比表面積
１、０００ｃｍ2／ｇの炭カルをＣａＯ換算で２５重量
％添加し、ベントナイト５重量％と水２０重量％を加え
て造粒した後焼成し絶乾比重２．１としたものである。
整品Ｙと同じ粒度に調整したものにブレーン比表面積
１、０００ｃｍ2／ｇの炭カルをＣａＯ換算で２５重量
％添加し、ベントナイト５重量％と水２０重量％を加え
て造粒した後焼成し絶乾比重２．１としたものである。
【００４４】人工骨材Ａハは、石炭灰Ａを表２の粉末調
整品Ｙと同じ粒度に調整したものにブレーン比表面積１
０、０００ｃｍ2／ｇの炭カルをＣａＯ換算で２５重量
％添加し、ベントナイト５重量％と水２０重量％を加え
て造粒した後焼成し絶乾比重２．３２としたものであ
る。
整品Ｙと同じ粒度に調整したものにブレーン比表面積１
０、０００ｃｍ2／ｇの炭カルをＣａＯ換算で２５重量
％添加し、ベントナイト５重量％と水２０重量％を加え
て造粒した後焼成し絶乾比重２．３２としたものであ
る。
【００４５】各人工骨材Ａイ、Ａロ、Ａハ、を使用したコ
ンクリートの配合を表３に示す。尚、比較として天然骨
材である岩瀬産砕石を粗骨としたものを併せて示す。表
３において、Ｃは普通ポルトランドセメント、Ｗは水、
Ｓは細骨材（小笠産陸砂）、Ｇは粗骨材、Ｎ０．７０は
ＡＥ減水剤、３０３ＡはＥＡ調整剤、をそれぞれ示す。
ンクリートの配合を表３に示す。尚、比較として天然骨
材である岩瀬産砕石を粗骨としたものを併せて示す。表
３において、Ｃは普通ポルトランドセメント、Ｗは水、
Ｓは細骨材（小笠産陸砂）、Ｇは粗骨材、Ｎ０．７０は
ＡＥ減水剤、３０３ＡはＥＡ調整剤、をそれぞれ示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】表３の配合によるコンクリートの品質を表
４に示す。
４に示す。
【表４】
【００４８】表４の結果から、天然砕石と人工骨材との
コンクリートの性能を比較すると、スランプ値が砕石に
比べて大きく、人工骨材の形状が球形であり、フレッシ
ュコンクリートの流動性が改善されているのみならず圧
縮強さも７日、２８日では差が無く、コンクリーート骨
材として天然砕石の代替が可能である。
コンクリートの性能を比較すると、スランプ値が砕石に
比べて大きく、人工骨材の形状が球形であり、フレッシ
ュコンクリートの流動性が改善されているのみならず圧
縮強さも７日、２８日では差が無く、コンクリーート骨
材として天然砕石の代替が可能である。
【００４９】本発明の第６実施例を説明するが、この実
施例はセメント量を変えた場合の各コンクリートの性状
に関するものである。表５に各コンクリートの配合を示
す。なお、表５において、Ｃは普通ポルトランドセメン
ト、Ｗは水、Ｓは細骨材（小笠産陸砂）、Ｇは粗骨材、
Ｎ０．７０はＡＥ減水剤、３０３ＡはＥＡ調整剤、をそ
れぞれ示す。
施例はセメント量を変えた場合の各コンクリートの性状
に関するものである。表５に各コンクリートの配合を示
す。なお、表５において、Ｃは普通ポルトランドセメン
ト、Ｗは水、Ｓは細骨材（小笠産陸砂）、Ｇは粗骨材、
Ｎ０．７０はＡＥ減水剤、３０３ＡはＥＡ調整剤、をそ
れぞれ示す。
【００５０】
【表５】
【００５１】表５の配合によるフレッシュコンクリート
の性状を表６に、又、硬化コンクリートの測定結果を表
７、表８、表９に示す。
の性状を表６に、又、硬化コンクリートの測定結果を表
７、表８、表９に示す。
【００５２】
【表６】
【００５３】
【表７】
【００５４】
【表８】
【００５５】
【表９】
【００５６】本実施例では、コンクリート中のセメント
量の少ない場合でもコンクリートの性能を代表する圧縮
強度、引張強度、静弾性係数、において天然砕石を用い
たコンクリートより優れた値を示している。
量の少ない場合でもコンクリートの性能を代表する圧縮
強度、引張強度、静弾性係数、において天然砕石を用い
たコンクリートより優れた値を示している。
【００５７】その理由として、人工骨材自身の強度が大
きいこと、人造品であるため砕石に比し均質な骨材が得
られること、骨材の成分がセメントに近いこともあり骨
材とマトリックスとの付着が砕石に比し優れているこ
と、などが考えられる。
きいこと、人造品であるため砕石に比し均質な骨材が得
られること、骨材の成分がセメントに近いこともあり骨
材とマトリックスとの付着が砕石に比し優れているこ
と、などが考えられる。
【００５８】
【発明の効果】この発明は以上の様に構成したので、造
粒物が緻密化する。そのため、該造粒物を焼成すると、
絶乾比重２．０以上、吸水率３．０以下、圧縮強度４０
０ｋｇ／ｃｍ2以上の人工骨材となるので、天然骨材と
同等の特性を備えることができる。
粒物が緻密化する。そのため、該造粒物を焼成すると、
絶乾比重２．０以上、吸水率３．０以下、圧縮強度４０
０ｋｇ／ｃｍ2以上の人工骨材となるので、天然骨材と
同等の特性を備えることができる。
【００５９】本発明の人工骨材は、従来の軽量人工骨材
と異なり天然骨材と同等の特性を備えているので、一般
の土木、建築用普通コンクリート骨材として利用するこ
とができる。そのため、石炭灰の使用量を大幅に増加す
ることが可能となる。
と異なり天然骨材と同等の特性を備えているので、一般
の土木、建築用普通コンクリート骨材として利用するこ
とができる。そのため、石炭灰の使用量を大幅に増加す
ることが可能となる。
【００６０】本発明のコンクリートは、石炭灰による人
工骨材を用いるにもかかわらず、天然骨材を用いたコン
クリートと同様な特性を備えている。そのため、土木、
建築用コンクリートとしても用いることができる。この
コンクリート用骨材は、流動性に優れコンクリートの単
価水量が少なく高強度が得られ、特にセメントの使用量
が少ない配合では、一般砕石を用いたコンクリートより
も高強度なものが得られており、コンクリートの物性を
変えずに軽量化を図ることが可能となる。
工骨材を用いるにもかかわらず、天然骨材を用いたコン
クリートと同様な特性を備えている。そのため、土木、
建築用コンクリートとしても用いることができる。この
コンクリート用骨材は、流動性に優れコンクリートの単
価水量が少なく高強度が得られ、特にセメントの使用量
が少ない配合では、一般砕石を用いたコンクリートより
も高強度なものが得られており、コンクリートの物性を
変えずに軽量化を図ることが可能となる。
【００６１】この発明は、焼成温度などを適宜選択する
ことにより絶乾比重が1.5〜2.0のＨ型人工軽量骨材とす
ることも可能であり、特に、炭カル、生石灰、消石灰を
添加したものは、緻密で高強度な軽量体が得られる。
ことにより絶乾比重が1.5〜2.0のＨ型人工軽量骨材とす
ることも可能であり、特に、炭カル、生石灰、消石灰を
添加したものは、緻密で高強度な軽量体が得られる。
【図１】本発明の第１実施例を示す図で、粒度分布によ
る焼成温度と絶乾比重との関係を示す。
る焼成温度と絶乾比重との関係を示す。
【図２】粒度分布による焼成温度と吸水率との関係を示
す図である。
す図である。
【図３】粒度分布による焼成温度と圧縮強度との関係を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す図で、石炭灰の種類
による焼成温度と絶乾比重との関係を示す図である。
による焼成温度と絶乾比重との関係を示す図である。
【図５】石炭灰の種類による焼成温度と吸水率との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図６】石炭灰の種類による焼成温度と圧縮強度との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す図で、炭カル添加に
よる焼成温度と絶乾比重との関係を示す。
よる焼成温度と絶乾比重との関係を示す。
【図８】本発明の第４実施例を示す図で、生石灰添加に
よる焼成温度と圧縮強度との関係を示す図である。
よる焼成温度と圧縮強度との関係を示す図である。
Ａ 石炭灰 Ｂ 石炭灰 Ｃ 石炭灰 Ｘ 細粒品 Ｙ 粉末調整品 Ｚ 粗粒品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 28/02 //(Ｃ０４Ｂ 28/02 18:08） Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３ Ｌ (72)発明者 成島 良輔 山口県小野田市大字小野田6276番地 小野 田セメント株式会社資源リサイクル研究所 内 (72)発明者 二宮 浩行 山口県小野田市大字小野田6276番地 小野 田セメント株式会社資源リサイクル研究所 内 (72)発明者 久坂 浩司 千葉県佐倉市大作２−４−２ 小野田セメ ント株式会社中央研究所内 (72)発明者 斎藤 郁夫 千葉県佐倉市大作２−４−２ 小野田セメ ント株式会社中央研究所内 (72)発明者 渡邊 一成 佐賀県佐賀市兵庫町字渕2760の８ (72)発明者 草野 輝彦 東京都田無市西原町４の５の37の６の308 (72)発明者 志水 修身 東京都新宿区新宿１−６−５ 株式会社電 発コール・テック内
Claims (11)
- 【請求項１】粒度分布が、６μｍ未満２０％以上，６〜
２４μｍ ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ ３０％以
下，の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調整した
後、該石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、その造粒
物を焼成することを特徴とする石炭灰による人工骨材の
製造方法。 - 【請求項２】石炭灰にブレーン比表面積１０００〜１０
０００ｃｍ2／ｇの石灰石を添加することを特徴とする
請求項１記載の石炭灰による人工骨材の製造方法。 - 【請求項３】石炭灰にブレーン比表面積５０００〜１０
０００ｃｍ2／ｇの石灰石粉末をＣａＯ換算で該石炭灰
の４０％以下添加することを特徴とする請求項１記載の
石炭灰による人工骨材の製造方法。 - 【請求項４】石炭灰に生石灰を添加することを特徴とす
る請求項１記載の石炭灰による人工骨材の製造方法。 - 【請求項５】石炭灰に水酸化カルシュウムを添加するこ
とを特徴とする請求項１記載の石炭灰による人工骨材の
製造方法。 - 【請求項６】造粒物の水分を１６％以下に乾燥させた後
焼成することを特徴とする請求項１記載の石炭灰による
人工骨材の製造方法。 - 【請求項７】焼成温度が、１１６０゜〜１２７５゜Ｃであ
ることを特徴とする請求項１記載の石炭灰による人工骨
材の製造方法。 - 【請求項８】粒度分布が、６μｍ未満 ２０％以上，６
〜２４μｍ ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ ３０％
以下，の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調整した
後、該石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、その造粒
物を焼成することにより形成されたことを特徴とする人
工骨材。 - 【請求項９】絶乾比重が２．０以上、吸水率が３．０％
以下、圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ2以上、であること
を特徴とする請求項８記載の人工骨材。 - 【請求項１０】粒度分布が、６μｍ未満 ２０％以上，
６〜２４μｍ４０％〜６０％，２４〜４４μｍ ３０％
以下，の範囲に８０％以上入るように石炭灰を調整した
後、該石炭灰に粘結材と水とを加えて造粒し、その造粒
物を焼成することにより人工骨材を形成し、該人工骨材
をコンクリート骨材としたことを特徴とするコクリー
ト。 - 【請求項１１】人工骨材の絶乾比重が２．０以上、吸水
率が３．０％以下、圧縮強度が４００ｋｇ／ｃｍ2以
上、であることを特徴とする請求項１０記載のコンクリ
ート。
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|---|---|---|---|
| JP5934094A JP3326571B2 (ja) | 1993-11-30 | 1994-03-29 | 石炭灰による人工骨材の製造方法及び人工骨材並びにそれを用いたコンクリート |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-300446 | 1993-11-30 | ||
| JP30044693 | 1993-11-30 | ||
| JP5934094A JP3326571B2 (ja) | 1993-11-30 | 1994-03-29 | 石炭灰による人工骨材の製造方法及び人工骨材並びにそれを用いたコンクリート |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07206491A true JPH07206491A (ja) | 1995-08-08 |
| JP3326571B2 JP3326571B2 (ja) | 2002-09-24 |
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ID=26400390
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP3326571B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001158649A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-12 | Taiheiyo Cement Corp | 高強度人工骨材とその製造方法 |
| JP2002274906A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-25 | Taiheiyo Cement Corp | 人工骨材原料の調整方法 |
| JP2002316845A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Hokuriku Electric Power Co Inc:The | 人工骨材 |
| JP2007261887A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Taiheiyo Cement Corp | 人工骨材の製造方法及び装置 |
| JP2008110888A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Ube Ind Ltd | 石炭灰造粒物及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP5934094A patent/JP3326571B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001158649A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-12 | Taiheiyo Cement Corp | 高強度人工骨材とその製造方法 |
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