JPH0912348A - 微粉体の硬化体製造方法 - Google Patents
微粉体の硬化体製造方法Info
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Abstract
等および火山灰等の微粉体を使用して、充分に強度の高
い、製造消波ブロックや湧昇流発生構造物等の硬化体を
製造する方法を提供すること。 【構成】 本発明の微粉体の硬化体製造方法は、セメン
トと乾燥微粉体とを含む水硬性材料を混練し、次いで海
水及び/又は水を{最適含水比+(0〜5)}%の範囲内
にて添加して充分混練し、型枠に打設し、この打設され
た水硬性材料の電気抵抗値が低下するまで前記型枠を振
動させて締め固めることを特徴とする。
Description
に関し、詳細には、セメントと乾燥微粉体とを含む水硬
性材料による硬化体の製造法に関する。
産業廃棄物、または火山灰等の自然廃棄物は、従来、廃
棄物処理場に埋め立てて処理したり、あるいは、セメン
トや骨材等と混練して消波ブロックや湧昇流発生構造物
等の硬化体を製造して再利用している。しかしながら、
廃棄物処理場は処理容量に限界があり、建設費用も膨大
に掛かるという問題があるため、硬化体を製造して再利
用することが望まれている。
流発生構造物等は、上記廃棄物の含有量を増やして、よ
り多く処分するために、骨材等を使用しないで製造する
ことがある。また、この硬化体は、複雑な凹凸部を有
し、互いに陥合して固定される構造とするのが好まし
く、そのため、複雑な凹凸部を有する型枠を使用するこ
とがある。そして、この複雑な形状の型枠に均等に材料
を行き渡らせるために、骨材等を使用せず、上記の廃棄
物の微粉体とセメントとを混合して型枠に打設すること
も提案されている。
せず、セメントと石炭灰などの微粉体とを混合して、こ
の混練物を型枠に打設する場合、作業性を向上させるた
めに最適含水比より10%以上も多量の水を添加混合す
る方法が行なわれている。しかし、この方法では所要の
圧縮強度を発現させるためセメントを多量に用いること
になり、硬化時の発熱によりひび割れが生じたり、また
水量が多いとブリージングが大きく、硬化体中に余分な
水が残溜し、乾燥すると表面にヘアクラックが生じると
いう欠点を有する。
添加混合する水量を最適含水比に近付けると、ワーカビ
リティーが低下して充分に締め固めることができなくな
るという欠点を生じ、さらに、この欠点を克服するた
め、型枠の上部に頂部型枠を配置し、この頂部型枠を下
方に摺動圧縮させるといった手段が取られているもの
の、かような頂部型枠を製作するのは容易ではなく、更
にまた、この頂部型枠を摺動圧縮させる際の施工管理も
難しいという問題点がある。
れが生じる恐れがなく、ブリージングが少なくて均質
で、且つ、乾燥しても表面にヘアクラックが生じない微
粉体の硬化体製造方法を提供することにある。
の混練物に添加混合する水量を減少し、ワーカビリティ
ーが低下しても、混練物を圧縮するための頂部型枠とい
った手段を使用せずに、混練物を充分に締固めることが
でき、充分に強度が発現した微粉体の硬化体を製造する
方法を提供することにある。
みてなされたものであり、その要旨は、セメントと乾燥
微粉体とを含む水硬性材料を混練し、次いで海水及び/
又は水を{最適含水比+(0〜5)}%の範囲内にて添加し
て充分混練し、型枠に打設し、この打設された水硬性材
料の電気抵抗値が低下するまで前記型枠を振動させて締
め固めることを特徴とする微粉体の硬化体製造方法にあ
る。
本発明ではセメントと乾燥微粉体とを含む水硬性材料を
用いる。本発明において使用し得るセメントとしては、
普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメン
ト、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランド
セメント等の各種ポルトランドセメント;アルミナセメ
ント、石灰アルミナセメント等のアルミナセメント;高
炉スラグ混合セメント、ポゾラン混合セメント、フライ
アツシユセメント等の各種混合セメントを挙げることが
できる。これらのうち、ポルトランドセメント、特に普
通ポルトランドセメントが一般的であり好ましく使用で
きる。また、乾燥微粉体としては、石炭灰、鉱炉スラ
グ、乾燥汚泥、火山灰等を挙げることができ、特に石炭
灰が好ましく、石炭灰中でも微粉炭燃焼により発生した
ものを電気集塵機で集めた、いわゆるEP灰、あるいは
これを粗粒化した既成灰などを挙げることができる。こ
れらのうち、EP灰が、含水量が一定していること、取
扱い易いなどの理由で好ましい。本発明では上記セメン
トを乾燥微粉体100重量部に対し、3〜150重量
部、好ましくは10〜50重量部添加する。セメントの
添加量が3重量部未満では強度が発現せず、また150
重量部を越えて添加しても強度発現がさほど上昇しない
ばかりか、後述するようにひび割れ等の問題を生ずる。
本発明ではセメント及び乾燥微粉体の他に石こう、減水
剤、混和剤等の添加剤を加えてもよい。更に、無機塩類
を添加することもできる。無機塩類としては、塩化ナト
リウム、臭化ナトリウム、塩化カリウム、フッ化カリウ
ムなどのアルカリ金属ハロゲン化物類;塩化カルシウ
ム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウムなどのアルカ
リ土類金属ハロゲン化物類;並びにこれらの混練物を挙
げることができる。これらの無機塩類は粉末若しくは水
溶液にて混和剤とすることができ、後者の場合特に濃度
は臨界的ではないが通常1〜20重量%程度の水溶液と
して用いる。後述するように海水を添加混練すれば、上
記無機塩を含有させることができる。無機塩類の添加量
は石炭灰とセメントとの混練物100重量部に対し0.
1〜5重量部(乾燥基準)、好ましくは1〜2.5重量
部(乾燥基準)とする。添加量が0.1重量部未満では
強度が発現せず、また一方5重量部を越えると添加量を
増しても強度増加が見られなくなる。石炭灰とセメント
との混練物に対し、上述の範囲で無機塩類を添加すると
強度、特に圧縮強度が著しく増大し、短期材令後の強度
ばかりでなく、長期材令後の強度が著しく増大する。
水を(最適含水比+0)〜(最適含水比+5)%の範囲内に
て添加して充分混練する。最適含水比とは含水比を変化
させながら各含水比の供試体を突固め、乾燥密度を測定
して最大の乾燥密度が得られる含水比を云う。(最適含
水比+5)%を越える含水比を用いると、ブリージング
が大きくなり、乾燥時にひび割れを生じたり又は硬化体
中に水分が残りヘアクラックが生ずる恐れがある。一
方、(最適含水比+0)%未満の含水比では締固めが非常
に困難であり、作業性が悪くなるので打設困難となり、
充分な強度が発現しないおそれが有る。混練に当っては
一般の生コンクリートを混練する強制練りミキサー、二
軸強制練りミキサー、低含水比用強制連続練りミキサー
などの機器を用いると充分混練されるので好ましい。
隔した±電極を型枠内に設置し、水硬性材料の混練物を
打設する。そして、打設後、各電極に通電して得られる
電極間の電気抵抗値を測定しながら、この電気抵抗値の
絶対値は問題とせず、それぞれの混練物自体の経時的な
相対変化の傾向において、電気抵抗値が低下するまで型
枠を振動させて混練物を締め固める。ここで、振動は例
えば油圧テーブルバイブレータ「HST 10F 18C」(エクセ
ン(株))を用いて遠心力を5〜10トン程度、振動数を
3000〜5000rpm程度、好ましくは4000〜4
500rpm程度に設定して、行なえばよい。また、型枠
は、底部型枠と、この底部型枠に固定した側部型枠とを
備え、必要に応じて、底部型枠や側部型枠に、隆起部お
よびスリーブ部を形成することができる。
合にはブロックを60℃程度にて蒸気養生しても良い。
材料に海水及び/又は水を{最適含水比+(0〜5)}%の
範囲内にて添加するため、セメント量を多くする必要が
なく硬化時のひび割れ及び硬化体の表面にヘアクラック
が生ずることがなく、ブリージングが小さい。また、本
発明の微粉体の硬化体製造方法では、セメントと乾燥微
粉体とを含む水硬性材料や水の混練物を型枠に打設し
て、これに振動を加えると、この混練物に混入した空気
が抜けて締め固められ、それぞれの材料の粒子間が密に
なり、この混練物自体の電気抵抗値も相対的に低下す
る。したがって、この電気抵抗値の相対的な経時変化を
測定しながら混練物を締め固めると、締固め不足で強度
が発現しないといった問題は防止することができる。
照しながら説明する。石炭灰として竹原火力発電所のE
P灰100部を用い、セメントと無機塩類とからなる混
和剤を加えた。混和剤はEP灰に対して普通ポルトラン
ドセメント17部と、EP灰と普通ポルトランドセメン
トとの合計量100部に対して無機塩類としてNaCl
1部(乾燥基準)とを含むようにした。混和剤を添加
後、強制練りミキサーを用いて混合し、EP灰とセメン
トとの合計量100部に対し、水を{最適含水比+(0
〜5)}%以内で十分混練して、水硬性材料の混練物を
作成した。
って円筒形に形成された外側型枠材10cと、この外側
型枠材10cの内側に高強度モルタル10cを介して嵌
合した内側型枠材10aとからなる。この型枠10に
は、金属板を内側型枠材10aの内部の所定長離隔した
位置に固定するか、あるいは、導電性ペイント等を内側
型枠材10aの内面の所定長離隔した位置に塗布して電
極11,12を設け、この電極11,12のそれぞれを
リード線13によって電気抵抗測定装置14に接続す
る。
抗値測定>水硬性材料混練物の単位体積当たりの水量
(以下、「W」にて表記する。)が400、390、3
80Kg/m3、すなわち、それぞれの含水量が、(最適含水
比+2.5%)、(最適含水比+1.1%)、(最適含水比−
0.1%)の水硬性材料の混練物を作成し、それぞれの混
練物を上記型枠10に打設して、各型枠10にエクセン
(株)社製油圧テーブルバイブレーター(図示せず)に
て遠心力6トン、振動数3744rpmあるいは3450r
pmの振動を加えながら締め固めを行い、電気抵抗測定装
置14によって、締固め開始から300秒が経過するま
での各10秒毎の水硬性材料混練物の電気抵抗値を計測
した。
ように、水硬性材料混練物の含水量が(最適含水比+2.
5)%の試料は、異なる振動数3744rpmおよび345
0rpmで振動を加えながら締め固めを行った。この時、
振動数3744rpmで振動を加えた試料は30秒経過後
に電気抵抗値が急低下し、一方、3450rpmで振動を
加えた試料は、電気抵抗値が急低下するまで100秒を
要した。この結果から、振動数3000rpm以上では、
より高い振動数を加えた試料のほうが、早く電気抵抗値
が急低下することが判る。また、同じ3744rpmで振
動を加えながら、それぞれ含水量が異なる三種類の試料
の締め固めを行った。この時、含水量が(最適含水比−
0.1%)の試料は、電気抵抗値が急低下して安定化する
傾向が全く生じなかった。含水量が(最適含水比+1.1
%)の試料は、200秒経過後に電気抵抗値が低い値で
安定する傾向が生じ、一方、(最適含水比+1.1%)の
試料は、前述の通り30秒経過後に電気抵抗値が急低下
した。そして、各試料は、いずれの振動数においても、
電気抵抗値が急低下して安定するのと同時に、試料表面
に照りを伴った滑らかな状態が現れた。この滑らかな状
態は、コンクリートにおけるブリージングとは全く異な
り、ただ単に水が現れるものではなかった。かような結
果から、含水量が(最適含水比+0%)未満の試料は、電
気抵抗値が急低下して安定化する傾向が生じ難いことが
判り、また、含水量が{最適含水比+(0〜5)%}の
範囲内では、含水量が比較的大きいほうが早く電気抵抗
値が急低下して安定し、さらに、この電気抵抗値の急低
下には、試料表面の照って滑らかな状態になる現象が伴
うことが判った。
の差異>W=400、390、385Kg/m3、すなわ
ち、それぞれの含水量が、(最適含水比+2.5%)、(最
適含水比+1.1%)、(最適含水比+0.5%)の水硬性
材料の混練物の試料を作成し、それぞれの試料を上記型
枠10に打設し、電気抵抗値を計測して電気抵抗値が低
下するまで、各型枠10に遠心力6トン、振動数374
4rpmの振動を加えながら締め固めを行い、それぞれの
試料について1日、3日、7日材齢で圧縮強度を測定し
た。一方、W=402、385Kg/m3、すなわち、それ
ぞれの含水量が(最適含水比+2.6%)、(最適含水比+
0.5%)の試料に、電気抵抗値が急低下する以前の範
囲、つまり、それぞれ50秒間、300秒間、上記と同
じ遠心力や振動数の振動を加えて締め固めを行い、上記
と同じ材齢で圧縮強度を測定した。計測した結果を図3
に示す。図3に示したように、電気抵抗値が低下するま
で振動を加えた三種類の試料は、7日材齢で90〜10
0kg/cm2程度の圧縮強度を示し、一方、電気抵抗値が低
下する以前に振動を停止した二種類の試料は、40〜5
0kg/cm2程度の圧縮強度を示しただけであった。かよう
な結果から、電気抵抗値が低下する前後で、7日材齢に
二倍程度の圧縮強度の差異が生じたことが判り、さらに
材齢が進んで試料が充分に硬化した場合、電気抵抗値が
低下するまで振動を加えた試料の圧縮強度はさらに大き
くなり、両者の差が増加するものと推定できる。
の所要時間の関係>W=400、390、385Kg/
m3、すなわち、それぞれの含水量が、(最適含水比+2.
5%)、(最適含水比+1.1%)、(最適含水比+0.5
%)の水硬性材料の混練物の試料を作成し、それぞれの
試料を上記型枠10に打設し、電気抵抗値を計測して電
気抵抗値が低下するまで、各型枠10に遠心力6トン
で、振動数3168rpm、3450rpm、3744rpm、
4300rpmの振動を加えながら締め固めを行い、それ
ぞれの試料の異なる振動数毎の電気抵抗値低下までの所
要時間を測定した。計測した結果を図4に示す。図4に
示したように、含水量が{最適含水比+(0〜5)%}
の範囲内では、含水量が比較的大きいほうが、早期に電
気抵抗値が低下して締固めが終了する傾向があることが
判る。また、含水量が異なる三種類の試料の何れにも共
通する傾向として、振動数が高くなるにしたがって電気
抵抗値低下までの所要時間が短縮されることが判り、さ
らに、振動数が4000rpm程度を越えると、電気抵抗
値低下までの所要時間の減少幅が小さくなるため、いず
れの含水量でも、4000〜4500rpm程度以上の振
動数で振動させれば、充分に短い時間で締固めができる
ことが判る。
0、410、400、390Kg/m3、すなわち、それぞ
れの含水量が、(最適含水比+6.4%)、(最適含水比+
3.7%)、(最適含水比+2.5%)、(最適含水比+1.
1%)の水硬性材料の混練物の試料を作成し、それぞれ
の試料を型枠10とは異なる、高さ2m及び直径60mm
の円筒型鋼製型枠(図示せず)に打設し、電気抵抗値を
計測して電気抵抗値が低下するまで、各型枠10に遠心
力6トンで、振動数3450rpmの振動を加えながら締
め固めを行い、それぞれの試料の28日材齢の圧縮強度
を測定した。計測した結果を図5に示す。図5に示した
ように、含水量が{最適含水比+(0〜5)%}の範囲
外のW=430kg/m3の試料では、圧縮強度が充分に発
現せず100kg/cm2前後であるのに対して、{最適含水
比+(0〜5)%}の範囲内では圧縮強度が充分に発現
して150kg/cm2程度以上まで達する。また、全体的な
傾向として、{最適含水比+0%}に近づくほど圧縮強
度が増加する傾向が有る。したがって、圧縮強度の充分
に発現した硬化体を得るためには、含水量を{最適含水
比+(0〜5)%}の範囲にすることが望ましく、さら
に、含水量を{最適含水比+0%}に近付けるのが好ま
しいことが判る。
水硬性材料に{最適含水比+(0〜5)%}の範囲内で
海水及び/又は水を添加し、電気抵抗値が低下するまで
型枠を振動させて締め固めるといった構成を備え、電気
抵抗値の急低下後には、試料表面の照って滑らかな状態
が出現するため、製造管理がし易くて、締固め不足で硬
化体に充分に圧縮強度が発現しなかったり、必要以上に
長時間にわたって締め固め作業をしたりすることを防止
でき、したがって、効率良く、セメントと乾燥微粉体と
を含む水硬性材料の硬化体を形成することができる。
は、石炭灰、鉱炉スラグ、乾燥汚泥、または火山灰等の
廃棄物を主成分として強度の高い硬化体を製造できるの
で、廃棄物処理のコストもほとんど掛からず、消波ブロ
ックや湧昇流発生構造物等の構築に利用できて最適であ
る。
枠の簡略断面図である。
の締固め中の電気抵抗値を示すグラフである。
の電気抵抗値低下前後の圧縮強度を示すグラフである。
を、異なる振動数の振動で締め固めた際の電気抵抗値低
下までの所要時間を示すグラフである。
における、含水量と圧縮強度との関係を示すグラフであ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 セメントと乾燥微粉体とを含む水硬性材
料を混練し、海水及び/又は水を{最適含水比+(0〜
5)}%の範囲内にて添加して充分混練し、型枠に打設
し、この打設された水硬性材料の電気抵抗値が低下する
まで前記型枠を振動させて締め固めることを特徴とする
微粉体の硬化体製造方法。
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