JPH11217249A

JPH11217249A - クリンカー骨材の製造方法及びコンクリート

Info

Publication number: JPH11217249A
Application number: JP1519998A
Authority: JP
Inventors: Etsuro Asakura; 悦郎朝倉; Hideaki Nakayama; 英明中山; Yoshiyuki Tobiuchi; 圭之飛内; Taichi Imahashi; 太一今橋
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】強度に優れ、環境に悪影響を及ぼすことなく再
利用が可能なコンクリートが得られること【解決手段】本発明のクリンカー骨材の製造方法は、セ
メントクリンカーを２回以上衝撃破砕した後、得られた
破砕物を粒度調整することを特徴とするもので、粒度調
整が、破砕物の粒形を丸みを帯びた粒状物とする。この
粒状物には撥水剤を被覆することが好ましい。また粒度
調整物の少なくとも一部を水に接触させることもでき
る。このようなクリンカー骨材の製造方法で得られたセ
メントクリンカー骨材を使用してコンクリートを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリンカー骨材の
製造方法及びそれを使用したコンクリートに関するもの
であり、更に詳しくは本発明は、少量の水で混練するこ
とができ、かつ強度に優れたコンクリートが得られるク
リンカー骨材の製造方法及びそれを使用したコンクリー
トに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリート用骨材として、一般
には天然の砂利又は岩石の破砕物を使用しているが、特
に高強度コンクリート用骨材としては、これらの中でも
良質な骨材を選定して使用している。またコンクリート
用骨材として、セメントキルンで製造されたセメントク
リンカー（以下、クリンカーと略記することもある）を
室内実験に使用する試みはなされたが、圧縮強度が八十
Ｎ／ｍｍ²を越える高強度コンクリートに適するもので
はなく、実用に供されるものではなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の如き天然骨材に
おいて、圧縮強度が８０Ｎ／ｍｍ²を越える高強度コン
クリートに適したものは、産地が限られていて入手しが
たく、しかも価格が高いという問題があった。また高強
度コンクリート用骨材に求められる最重要な性状は、コ
ンクリート強度が最も強度の小さい骨材に支配されやす
いため、１個１個の骨材の物性にバラツキが少ないこと
である。天然骨材は、一般に個々の骨材の品質にバラツ
キが多いため、高強度コンクリートに適したものを得に
くい。特に近年、圧縮強度が８０Ｎ／ｍｍ²を越える高
強度コンクリートが実際の構造物に使用され始めたが、
これに適した天然骨材を大量に入手することは困難であ
るという問題がある。

【０００４】このような中で、前述のクリンカーを骨材
として使用しようとすると、クリンカーには、表層に軟
弱な多孔質層があるもの、亀裂があるもの、全体が多孔
質のもの等があり、特にこのようなクリンカーを粗骨材
として使用すると、コンクリートの強度発現性を阻害し
易いという問題があることが、出願人の検討の中で判明
した。

【０００５】一方、コンクリート構造物は、取り壊した
後の廃棄等の処分方法が、自然環境の保護が叫ばれる
中、社会問題になってきた。即ち、廃棄する場所が少な
くなってきたことや、再利用するためにコンクリート中
から天然骨材を取り出す等の費用が掛かり過ぎること、
更にはその際に発生するモルタル部分と微粉を再利用し
難いなどの問題がある。

【０００６】そこで本発明者等は、高強度のコンクリー
トが得られ、また取り壊した後の廃棄物の再利用が可能
なコンクリートを得るために、種々検討したところ、ク
リンカーから骨材を製造する過程において、衝撃破壊手
段を適用した後、粒度調整することにより圧縮強度が８
０Ｎ／ｍｍ²を越える高強度コンクリートに適した骨材
が得られることを見出し、この知見により本発明はなさ
れたものである。

【０００７】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、強度に優れ、環境に悪影響を及ぼすことなく再利
用が可能なコンクリートが得られるクリンカー骨材の製
造方法及びそれを使用したコンクリートを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、以
下の各発明によってそれぞれ達成される。

【０００９】（１）セメントクリンカーを２回以上衝撃
破砕した後、得られた破砕物を粒度調整することを特徴
とするクリンカー骨材の製造方法。（２）粒度調整が、破砕物の粒形を丸みを帯びた粒状物
とすることを特徴とする前記第１項に記載のクリンカー
骨材の製造方法。（３）粒度調整物の少なくとも一部に撥水剤を被覆する
ことを特徴とする前記第１項又は第２項に記載のクリン
カー骨材の製造方法。（４）粒度調整物の少なくとも一部を水に接触させるこ
とを特徴とする前記第１項又は第２項に記載のクリンカ
ー骨材の製造方法。（５）前記第１項乃至第４項のいずれかに記載のクリン
カー骨材の製造方法で得られたセメントクリンカー骨材
を使用したコンクリート。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００１１】本発明のクリンカー骨材の製造方法は、セ
メントクリンカーを２回以上衝撃破砕した後、得られた
破砕物を粒度調整することを特徴とするもので、クリン
カーを２回以上衝撃破砕することによりクリンカーの多
孔質部分や亀裂のある粒子を破壊して除去する。この衝
撃破砕手段としては、遠心力衝撃破砕機、高圧ロールミ
ル、ローラーミル、各種のクリンカー予備粉砕機が主と
して用いられ、この他ハンマークラッシャー、インパク
トクラッシャー等の破砕機が使用できる。この衝撃破砕
を２回以上繰り返したり、２種類以上の粉砕装置を使用
してもよい。

【００１２】なお、キルンで焼成されたクリンカーは、
クーラー出口のハンマークラッシャーを通るが、そこで
の衝撃破砕も１回目の破砕に含まれる。また仕上げミル
での粉砕も衝撃力を利用するが、骨材として利用できる
粗い粒度の粉砕に留めておくのであれば、それも衝撃破
砕の範囲にに含まれる。これらの衝撃破砕により得られ
た粒子を篩分けして粒度分布を調整することにより、高
強度の得れるコンクリート用骨材が製造される。粒子の
大きさは、粗骨材乃至細骨材の各種の大きさのものを得
ることができる。

【００１３】また本発明のクリンカー骨材の製造方法で
は、粒度調整において、破砕物の粒形を丸みを帯びた粒
状物とすることを特徴とするもので、ミル中で各種の媒
体やクリンカー同士による磨砕や衝撃作用によってクリ
ンカー骨材の鋭角な端部が除去され、丸みの帯びた骨材
が得られる。この操作によって軟弱な多孔質層や亀裂の
ある粒子を微粉化して除去することができる。このクリ
ンカー微粉は除去してもよくまた適量であれば骨材に混
入してもよい。なお、近年のクリンカー製造技術の進歩
により、高品質のクリンカーを安定して生産できるよう
になったため、多量のフリーライムが濃集したものの混
入は極めて稀になった。万一、数％のフリータイム含ん
でいても８０Ｎ／ｍｍ²を越える高強度コンクリートで
は、マトリックス高強度に拘束されるため、コンクリー
ト構造体の耐久性に問題が生じることはない。

【００１４】また好ましくは、本発明のクリンカー骨材
の製造方法は、粒度調整物の少なくとも一部に撥水剤を
被覆することである。クリンカーは、吸水性を有するの
で、このクリンカー骨材の表面の一部あるいは全体を撥
水化する。この撥水化としては、クリンカー骨材に撥水
剤を散布するか、塗布するか、更には撥水剤中に浸漬す
る等の手段により撥水剤を被覆する。撥水剤としては、
特に限定されるものではないが、好ましい撥水剤として
は、アルコキシシラン、アルキルシリコーンなどの浸透
性吸水防止剤；油脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、アクリル樹脂、天然ゴム、合成ゴム、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂などの塗膜型防水剤などが使用され
る。

【００１５】更に本発明では、別の実施の形態として
は、粒度調整物、即ち粒度調整さらたクリンカー骨材の
少なくとも一部を水に接触させてもよいが、この場合も
前記の第３項の撥水剤の適用方法と同様に、クリンカー
骨材に撒水するか、または水中へ短時間浸漬する方法な
ど適宜の手段を用いて水を接触させることができる。本
発明に用いられる原料となるクリンカーとしては、特に
その種類を問わず、水硬性があればよい。したがって、
クリンカーとしては、各種のセメント、即ちポルトラン
ドセメント、アルミナセメント、膨張セメント、急硬セ
メント、その他特殊セメントなどに使用されるクリンカ
ーが挙げられる。

【００１６】本発明では、更に前述の如くして加工改良
して製造されたクリンカー骨材は、強度が大きく、しか
も強度のバラツキが少ないクリンカーが得られるので、
高強度コンクリート用骨材として好ましく利用すること
ができるものである。これを使用して高強度コンクリー
ト構造物を形成することができ、このコンクリート構造
物は、取壊しなどにより廃棄物がでた場合、これらを再
利用することができる。

【００１７】本発明では、前述の如くして製造されたク
リンカー骨材を使用してコンクリートを形成することが
でき、この際、使用の態様は、通常のコンクリート構造
物の構築と同様にすればよく、材料として、セメント、
前記骨材、水、混和剤、更に必要に応じて粘剤、膨張
材、収縮低減剤、防錆剤、顔料、混和材などを使用して
もよい。なお、本発明のクリンカー骨材を使用してモル
タルを製造することもできることはいうまでもない。

【００１８】〔作用〕（１）クリンカーを２回以上衝撃
破砕することにより、クリンカーの多孔質部分や亀裂の
ある部分が破壊されて細かい粉体となり、強度上、欠陥
の少ないクリンカーが得られる。これを粒度調整する
が、特に粗骨材にこのような欠陥が少ないとコンクリー
トの強度発現性が良好となる。更にクリンカー骨材は、
天然骨材と比較して粒子間の強度のバラツキが少ないの
で、セメントペーストとの付着性が極めてよく、したが
ってクリンカー骨材は、特にコンクリートの曲げ強度の
向上に適している。

【００１９】（２）丸みを帯びた骨材を調整する手段と
しては、ミル中で各種の媒体やクリンカー同士による磨
砕や衝撃を与えてクリンカー骨材の鋭角な端部を除去す
ると共に軟弱な多孔質層や亀裂のある粒子を微細化して
除去できる。これにより得られた丸みを帯びた骨材は、
コンクリートの流動性を改善し、コンクリートの強度の
増大に寄与する。

【００２０】（３）クリンカー骨材の一部あるいは全体
を撥水材で被覆することにより、クリンカー骨材が吸水
しにくくなるため、フレッシュコンクリートの流動性が
向上し、したがって混練水量を低減することが可能とな
り、高強度を発現しやすくなる。一般に撥水剤は、ｐＨ
値の高いアルカリ性環境下では劣化して撥水性を失うの
で、フレッシュコンクリートの凝結・硬化過程でクリン
カー骨材が吸水し始め、コンクリート中の間隙水が吸収
される。その結果最終的にはセメントペーストとの付着
が良好となり、硬化後のコンクリート組織が緻密になっ
て圧縮強度のみならず曲げ強度もいっそう向上する。

【００２１】（４）クリンカー骨材の一部又は全体を水
に接触させることにより、骨材表面に付着したクリンカ
ー微粉を除去することができると共に、混練時に添加し
た水を、クリンカー骨材が吸水しにくくなるので、フレ
ッシュコンクリートの流動性が向上し、作業性が改善さ
れる。なお、水と長時間接触させるとクリンカー表層が
水和により脆弱になったり、クリンカーが崩壊すること
があるので、そのようにならない範囲で行う必要があ
る。

【００２２】（５）クリンカー骨材を使用して得られた
コンクリート構造物は、取り壊した後、補強用の鉄筋等
を除去して破砕し、焼成すれば、クリンカーに極めて近
い化学組成となるため、セメント工場等で再利用しやす
い。したがって、クリンカー骨材を使用したコンクリー
ト廃材は、補強鉄筋等を除いたもの全体をセメント工場
の設備を使用して、そのままクリンカー用原料として使
用することができるので、従来のコンクリート廃材のよ
うに、天然骨材を除去する等の労力が省け作業効率が向
上するばかりでなく、コンクリート廃材を容易に再利用
する道が開け、セメント用天然原料資源の温存にもつな
がる効果を奏するといえる。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明について実施例を挙げて更に
詳しく説明するが、本発明はこの例によって限定される
ものではない。

【００２４】

【実施例１〜４】ＪＩＳＲ５２１０の低熱ポルトラン
ドセメントクリンカーを一次粉砕している遠心力衝撃粉
砕機「ハスラー」（寿工業製）の排出口側から、戻りの
粗粒クリンカーを採取し、篩い分けして、ＪＩＳＡ５
３０８に規定された砕石２００５の標準粒度となる粗骨
材クリンカーを作製した。また仕上げミルに供給する低
熱ポルトランドセメントクリンカーの細粒子から、ＪＩ
ＳＡ５３０８に規定された砂の標準粒度となる粒径５
ｍｍ以下のクリンカー細骨材を作製した。このように粒
度調整した、これら原粗骨材クリンカー及び原細骨材ク
リンカーの一部をこのままの状態のものを実施例１で使
用した。

【００２５】更にこれら残部を別々に、以下のように処
理してクリンカー骨材を作製した。実施例２で使用する
ものとして、原粗骨材クリンカー及び原細骨材クリンカ
ーを別々に、チューブ型テストミルにその内容積の２割
を入れて、回転速度６５ｒｐｍで３時間回転し、鋭角な
端部を磨耗させた。また実施例３で使用するものとし
て、実施例２で示した両クリンカー骨材に、ダウコーニ
ング・シリコーン社製のシラン系水性浸透型撥水剤「ド
ライシールＳ」を、クリンカー重量に対して０．５％を
まんべんなく噴霧して、クリンカー粒子の表面に撥水性
を付与し粒子全体を被覆した。最後に、実施例４で使用
するものとして、実施例２で示した両クリンカー骨材
に、コンクリートの混練開始の２時間前に、水をクリン
カー重量に対して２％をまんべんなく噴霧して、クリン
カー粒子の表面を吸水させた。

【００２６】このようにして得られた骨材、シリカフュ
ームセメント（三菱マテリアル株式会社製）及び高性能
ＡＥ減水剤（「チューポールＨＰ−１１Ｙ」、竹本油脂
株式会社製）を使用し、表１に示す配合でコンクリート
を打設し、品質試験を実施した。また比較のために、衝
撃による予備破砕せずに粒度調整したクリンカーの粗骨
材と細骨材並びに八王子産の硬質砂岩砕石及び木更津産
山砂を使用してコンクリートを打設した。得られた結果
を表２に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【実施例５】実施例１〜４の中で、実施例１に使用する
クリンカー骨材に、ダウコーニング・シリコーン社製の
シラン系水性浸透型撥水剤「ドライシールＳ」を、クリ
ンカー重量に対して０．５％をまんべんなく噴霧して、
クリンカー粒子の表面に撥水性を付与し粒子全体を被覆
した。このようにして得られた骨材を用いて、実施例１
〜４の中に記載されているセメント混練物を製造し、コ
ンクリートを打設した。得られたコンクリートは、高強
度を有する優れたものであった。

【００３０】

【発明の効果】本発明のセメントクリンカー骨材の製造
方法によれば、強度に優れ、環境に悪影響を及ぼすこと
なく再利用が可能なコンクリートが得られ、また本発明
の製造方法において、粒度調整が、破砕物の粒形を丸み
を帯びた粒状物とすることにより、いっそう優れた高強
度コンクリートを得ることができる。更にこの際、粒度
調整物の少なくとも一部に撥水剤を被覆するか又は水に
接触させることにより、よりいっそうの優れた高強度コ
ンクリートが得られる。更に本発明では、これらの骨材
を使用したコンクリートは、高強度を有するばかりでな
く、使用済になったコンクリートからセメントクリンカ
ー用原料として再利用することができるという優れた効
果を奏するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今橋太一埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地三菱マテリアル株式会社セメント研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントクリンカーを２回以上衝撃破砕し
た後、得られた破砕物を粒度調整することを特徴とする
クリンカー骨材の製造方法。
【請求項２】粒度調整が、破砕物の粒形を丸みを帯びた
粒状物とすることを特徴とする請求項１に記載のクリン
カー骨材の製造方法。
【請求項３】粒度調整物の少なくとも一部に撥水剤を被
覆することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
クリンカー骨材の製造方法。
【請求項４】粒度調整物の少なくとも一部を水に接触さ
せることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のク
リンカー骨材の製造方法。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
クリンカー骨材の製造方法で得られたセメントクリンカ
ー骨材を使用したコンクリート。