JPH08231255A - クリンカーを骨材に使用したリサイクル可能なセメント硬化物及びリサイクル可能なセメント硬化物の製造方法 - Google Patents

クリンカーを骨材に使用したリサイクル可能なセメント硬化物及びリサイクル可能なセメント硬化物の製造方法

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JPH08231255A
JPH08231255A JP6168595A JP6168595A JPH08231255A JP H08231255 A JPH08231255 A JP H08231255A JP 6168595 A JP6168595 A JP 6168595A JP 6168595 A JP6168595 A JP 6168595A JP H08231255 A JPH08231255 A JP H08231255A
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勲 田中
Nobuo Suzuki
信雄 鈴木
Akira Yatsuyanagi
晃 八柳
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Shimizu Construction Co Ltd
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    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 完全かつ容易にリサイクルできるセメント硬
化物を提供する。 【構成】 セメント硬化物中に、骨材の少なくとも一部
としてセメントクリンカーを存在せしめる。セメントク
リンカーは、粒径が0.15〜30mmのセメントクリ
ンカーであることが好ましい。少なくとも骨材の一部が
セメントクリンカーからなる骨材と、セメントと水とか
らなる混練物を打設後、養生硬化することによりリサイ
クル可能なセメント硬化物が製造される。そのセメント
硬化物(コンクリート又はモルタル)で製作された建造
物を解体後、それを粉砕してリサイクル使用するとき
は、含有のセメントクリンカーが新表面を現し、その新
表面が水との反応を起こす。その結果、前記解体後の粉
砕物に水のみ、好ましくは粉砕物に石膏を添加混合した
ものに水を添加混合して打設後、養生硬化するだけで、
再び元のセメント硬化物と同等な高強度のセメント硬化
物が容易に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリサイクル可能なセメン
ト硬化物に関し、特に完全かつ容易にリサイクルできる
セメント硬化物及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
コンクリートの最大の欠点は、再利用(リサイクル)が
極めて困難なことである。廃棄コンクリートを骨材に再
生する方法も、コンクリートの品質面から、まだ多くの
課題を抱えている。品質を確保するには、再生骨材の表
面のモルタル分を十分に摩砕して除去することが必要と
なり、この結果、コストが跳ね上がり大量の微粉が発生
する。しかも、微粉がまた、廃棄物となってしまう。こ
れに対して、最近骨材に石灰石を用いる「完全リサイク
ルコンクリート」が提案された。これは、粗骨材と細骨
材に石灰石(セメント原料)を用いたコンクリートであ
り、コンクリートがらから再生セメントと改質再生骨材
を製造し、それらを使用して再びコンクリートを製造す
るものである。その概要は図2に示すものである。完全
リサイクルコンクリートによって、将来における廃棄物
処分問題の根本的解決、現在の骨材・石灰石資源問題の
大幅な改善など、地球環境問題、資源問題の解決につな
がるメリットがある。しかし、現状では、以下のような
問題点がある。 (a)再生セメントを製造する際にセメントの化学成分
を正確に調整する手間がかかる。(シリカ、アルミ、鉄
等の添加混合) (b)化学成分を調節した後、焼成する(例えば900
〜1450℃で)必要がある。 (c)上記の処理のためにコンクリート発生現場では、
再生セメント製造は不可能であり、再生設備(セメント
工場など)に運搬しなければならない。また、再生後の
セメントを現場まで運搬する必要もある。これらのた
め、利用できる地域が限定され、また運搬のための費用
がかかる。 (d)廃棄物を現場の外へ持ち出せない地域での利用は
不可能である。(クローズシステムには不適当)
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
課題を解決するもので、骨材として前記技術のような石
灰石を用いるのではなく、骨材としてセメントクリンカ
ーを用いる点が特徴である。すなわち本発明は、(1)
骨材にセメントクリンカーを使用してなることを特徴と
するリサイクル可能なセメント硬化物、(2)骨材の一
部にセメントクリンカーを使用してなることを特徴とす
るリサイクル可能なセメント硬化物、(3)骨材の粒径
が0.15〜30mmのセメントクリンカーであること
を特徴とする前記1項又は2項記載のリサイクル可能な
セメント硬化物、(4)粗骨材の少なくとも一部にセメ
ントクリンカーを使用してなることを特徴とするリサイ
クル可能なセメント硬化物、(5)細骨材の少なくとも
一部にセメントクリンカーを使用してなることを特徴と
するリサイクル可能なセメント硬化物、(6)セメント
クリンカーからなる骨材と、セメントと水とからなる混
練物を打設後、養生硬化することを特徴とするリサイク
ル可能なセメント硬化物の製造方法、(7)骨材の一部
がセメントクリンカーからなる骨材と、セメントと水と
からなる混練物を打設後、養生硬化することを特徴とす
るリサイクル可能なセメント硬化物の製造方法、(8)
骨材の粒径が0.15〜30mmのセメントクリンカー
であることを特徴とする前記6項又は7項記載のリサイ
クル可能なセメント硬化物の製造方法、(9)骨材の少
なくとも一部がセメントクリンカーからなる骨材と、セ
メントと水とからなる混練物を打設後、養生硬化して製
造されたセメント硬化物を解体した後、微粉砕し、その
微粉砕物に3%以下の石膏と、骨材としてのクリンカー
と水とを加配し、混練した後、混練物を再び打設し養生
硬化することを特徴とするリサイクル可能なセメント硬
化物の製造方法、である。
【0004】上記において、セメントクリンカーとして
は、通常の方法により、すなわち粘土、石灰石及び酸化
鉄を900〜1450℃で焼結して得られる粒径1〜3
0mm程度の球状塊状物がそのまま、又は適当に粉砕、
分級して使用できる。該セメントクリンカーは骨材の全
部又は一部に使用することができるが、少なくとも骨材
の50%以上を該セメントクリンカーとすることが好ま
しい。50%未満の使用では、そのセメント硬化物を解
体後、粉砕してリサイクル使用した場合において、再生
セメント硬化物が必要高強度を発揮できなくなる問題が
ある。粒径は、粗骨材には20〜5mm、細骨材には5
〜0.15mmを使用することができる。0.15mm
未満の粒径のものは、真部まで水和反応してしまい、ク
リンカーは残存しなくなるため、リサイクル使用時には
水硬性がほとんどなくなってしまう。また、粉砕時に
も、粒径が小さすぎると新鮮なクリンカー面を現出させ
ることが困難となる。なお、常法に従い混和材料は適宜
添加混合されてよい。一度リサイクル使用されたセメン
ト硬化物を、再度リサイクル可能なものとするには、骨
材として再びセメントクリンカーを使用すればよい。モ
ルタル又はコンクリートの製造に当たっては、水セメン
ト比を8〜65%とし、好ましくは55%以下とする。
クリンカー表面の吸水率調整が必要な場合は適当な表面
処理を施してもよい。例えば、クリンカー表面を樹脂で
コーティングすることで表面処理を施すことができる。
【0005】
【作用】本発明では骨材としてセメントクリンカーを用
いるため、そのセメント硬化物(コンクリート又はモル
タル)で製作された建造物を解体後、それを粉砕してリ
サイクル使用するときは、含有のセメントクリンカーが
新表面を現し、その新表面が水との反応を起こす。その
結果、前記解体後の粉砕物に水のみ、好ましくは粉砕物
に石膏を添加混合したものに水を添加混合して打設後、
養生硬化するだけで、再び元のセメント硬化物と同等な
高強度のセメント硬化物が容易に製造できる。前記建造
物の解体後はほとんど廃棄物は発生せず、現場において
完全リサイクルして打設施工することができる。セメン
トは、セメントクリンカー(粒子径1〜20mm程度)
に約3%の石膏を添加してボールミル又は竪型ミルで粉
砕して粒子径1〜100μmに調製した粉体材料であ
る。したがって、クリンカーを骨材に用いて製造された
コンクリート等のセメント硬化物は、その解体後、その
全量を粉砕することによって、クリンカー内部の未水和
部分が剥き出され、水硬性のあるセメントとなるもので
ある。この場合に、化学成分の調整はほとんど不要(石
膏を添加することは望ましいが)であり、かつ焼成の必
要もない。よって、解体コンクリート発生現場において
の再生セメント製造が可能となり、再生設備(セメント
工場など)への運搬、また再生設備から現場への搬送も
不要となる。そして、廃棄物を現場の外へ持ち出さずに
リサイクル施工が可能(クローズシステム)となる。な
お、コンクリート全量を再生できるのは、原理的には解
体1回目のみであるが、2回目以降は、適当な骨材の使
用により(例えばクリンカーを骨材に用いる)、セメン
ト原料として100%リサイクルが可能となる。
【0006】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 実施例1:粒径5〜1mmの細骨材としてのクリンカー
200wt(対セメント)%と、ポルトランドセメント
100wt%と水55wt(対セメント)%とを混和し
て混練物を得、該混練物を打設し養生硬化した。次い
で、前記養生硬化物の材令28日のものを、解体し、1
〜75μmに微粉砕して、再生セメントとなし、それ
に、二水石膏2.5%を添加混合し、さらに細骨材(小
笠砂)200wt(対セメント)%、水45wt(対セ
メント)%、を添加混合して混練物を得、該混練物を打
設し養生硬化した。再生前後のセメント硬化物の圧縮強
度を測定した結果を、表1に示した。なお、再生セメン
トによる硬化物は、水セメント比45%、セメント骨材
比1/2であった。また、上記再生セメントのカロリー
メータによる初期水和発熱曲線を図1に示した。
【0007】比較例:粒径5〜0.15mmの砂(小笠
砂)よりなる細骨材200(対セメント)%と、ポルト
ランドセメント100wt%と水55wt(対セメン
ト)%とを混和して混練物を得、該混和物を打設し養生
硬化した。次いで、前記養生硬化物の材令28日のもの
を、解体し、1〜75μmに粉砕して、比較例再生セメ
ントとなし、それに、二水石膏2.5%を添加混合し、
さらに細骨材(小笠砂)200wt(対セメント)%、
水45wt(対セメント)%を添加混合して混練物を
得、該混練物を打設し養生硬化した。前記実施例1に係
る再生前後のセメント硬化物及び比較例に係る再生前後
のセメント硬化物の圧縮強度を測定した結果を、表1に
示した。なお、実施例及び比較例共に硬化物は、水セメ
ント比45%、セメント骨材比1/2であった。
【0008】
【表1】
【0009】表1の結果から、クリンカーを骨材に使用
したモルタルの圧縮強度は、普通骨材を使用したモルタ
ルの圧縮強度に較べて。20%程度増大していることが
解る。これは、骨材クリンカー表面の一部が水和して、
セメントペーストと一体化し、付着力が増加したことに
よる。また、クリンカー骨材モルタルから再生したセメ
ントは水和活性が残存しており、モルタル試験体で28
日圧縮強度が420kgf/cm(W/C=45%)
と発現でき、再生前(普通)セメントを使い普通骨材を
使用したモルタルの圧縮強度と同等な値を示した。な
お、普通骨材モルタルから再生したセメントを使用して
作製したモルタルの圧縮強度は30kgf/mm以下
で非常に低い値であった。また、図1から、クリンカー
骨材モルタルから再生したセメント(クリンカー骨材再
生セメント)は再生前のセメント(普通セメント(バー
ジン))に比べて、70%程度の水和活性を有している
ことが確認された。
【0010】実施例2:粒径20〜5mmの粗骨材とし
てのクリンカー1074kg/m、粒径5〜0.15
mmの細骨材としてのクリンカー507kg/mと、
ポルトランドセメント500kg/mと水200kg
/mと高性能減水剤1.5wt(対セメント)%とを
混和して混練物を得、該混練物を打設し養生硬化した。
次いで、前記養生硬化物の材令28日のものを、解体
し、1〜75μmに微粉砕して、再生セメントとなし、
それに、二水石膏3%を添加混合し、さらに細骨材(小
笠砂)200wt(対セメント)%、水35%、を添加
混合して混練物を得、該混練物を打設し養生硬化した。
なお、本例の再生セメントによる硬化物は、水セメント
比35%、セメント骨材比1/2であった。以上によ
り、クリンカーを骨材に使用したモルタル・コンクリー
トは、その全量を粉砕によって水和活性を有するセメン
トとして再生でき、100%リサイクル可能とすること
ができる。
【0011】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明のセメン
ト硬化物(コンクリート又はモルタル)で製作された建
造物を解体後、それを粉砕してリサイクル使用するとき
は、含有のセメントクリンカーが新表面を現し、その新
表面が水との反応を起こす結果、前記解体後の粉砕物に
水のみ、又はさらに石膏を添加混合したものを混合して
打設後、養生硬化するだけで、再び元のセメント硬化物
と同等な高強度のセメント硬化物が容易に製造できる。
前記建造物の解体後はほとんど廃棄物は発生せず、現場
において完全リサイクルして打設施工することができ
る。よって、解体コンクリート発生現場において廃棄物
を現場の外へ持ち出さずに再生セメント製造が可能とな
り、再生設備(セメント工場など)への運搬、また再生
設備から現場への搬送も不要となる。廃棄物を現場の外
へ持ち出さずにリサイクル施工が可能(クローズシステ
ム)となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例1の再生セメントのカロリーメー
タによる初期水和発熱曲線、及び普通セメント(バージ
ン)のカロリーメータによるによる初期水和発熱曲線を
示すグラフ図である。
【図2】骨材に石灰石を用いる従来の完全リサイクルコ
ンクリートのフローシート図である。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 骨材にセメントクリンカーを使用してな
    ることを特徴とするリサイクル可能なセメント硬化物。
  2. 【請求項2】 骨材の一部にセメントクリンカーを使用
    してなることを特徴とするリサイクル可能なセメント硬
    化物。
  3. 【請求項3】 骨材の粒径が0.15〜30mmのセメ
    ントクリンカーであることを特徴とする請求項1又は2
    記載のリサイクル可能なセメント硬化物。
  4. 【請求項4】 粗骨材の少なくとも一部にセメントクリ
    ンカーを使用してなることを特徴とするリサイクル可能
    なセメント硬化物。
  5. 【請求項5】 細骨材の少なくとも一部にセメントクリ
    ンカーを使用してなることを特徴とするリサイクル可能
    なセメント硬化物。
  6. 【請求項6】 セメントクリンカーからなる骨材と、セ
    メントと水とからなる混練物を打設後、養生硬化するこ
    とを特徴とするリサイクル可能なセメント硬化物の製造
    方法。
  7. 【請求項7】 骨材の一部がセメントクリンカーからな
    る骨材と、セメントと水とからなる混練物を打設後、養
    生硬化することを特徴とするリサイクル可能なセメント
    硬化物の製造方法。
  8. 【請求項8】 骨材の粒径が0.15〜30mmのセメ
    ントクリンカーであることを特徴とする請求項6又は7
    記載のリサイクル可能なセメント硬化物の製造方法。
  9. 【請求項9】 骨材の少なくとも一部がセメントクリン
    カーからなる骨材と、セメントと水とからなる混練物を
    打設後、養生硬化して製造されたセメント硬化物を解体
    した後、微粉砕し、その微粉砕物に3%以下の石膏と、
    骨材としてのクリンカーと水とを加配し、混練した後、
    混練物を再び打設し養生硬化することを特徴とするリサ
    イクル可能なセメント硬化物の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014162714A (ja) * 2013-02-28 2014-09-08 Denki Kagaku Kogyo Kk 骨材およびその製造方法
JP2017178689A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 太平洋セメント株式会社 結合材噴射方式付加製造装置用セメント組成物
JP2019115981A (ja) * 2017-12-26 2019-07-18 太平洋セメント株式会社 付加製造装置用水硬性組成物、鋳型の製造方法、および使用済み鋳型のリサイクル方法
JP2019115983A (ja) * 2017-12-26 2019-07-18 太平洋セメント株式会社 付加製造装置用水硬性組成物、鋳型の製造方法、および使用済み鋳型のリサイクル方法

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