JPS613705A - 液体含有物の液体除去法と水硬性硬化原料の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、良質なコンクリートやモルタル或いは、こ
れらに使用される適性含水量骨材等の製造法に好適な液
体含有物の液体除去法と水硬性硬化原料の製造法とに関
する。

一般にコンクリートやモルタルを製造するには、セメン
ト、水、細骨材或いは更に粗骨材を、所定の重量比で配
合し混練しているに過ぎず、骨材の含水量が一定でない
ことから、品質にばらつきが多いばかりか、セメントの
特性を充分に活用できず強度が低い欠点があった。、ま
たスランプ値が所望のスランプ値より小さい場合は水を
加えることによりスランプ値を所望のスランプ値に調整
することができるが、スランプ値が所望のスランプ値よ
り大きいときはセメントや砂等を加えなければスランプ
値を所望のスランプ値に調整することができず、このた
め配合比が所定の配合比と異る結果を生じる等の欠点が
あった。

強度の高い良質のコンクリートを得るためにコンクリー
ト原料をミキサー内で混練しながら減圧し、復圧した後
取出して硬化させる技術が知られている（特開昭５２−
２８１３７号、特開昭５３−１９６４４号）。上記技術
は水セメント比を大きくして混練を良好ならしめ、減圧
により余剰水分と空気を除去し、復圧によりセメントペ
ーストを骨材に圧着して強度の高いコンクリートを得よ
うとするものであるが、減圧による単位時間当りの水の
気化量は微量であり、実験の結果では後記するようにさ
したる強度増加等の改質の効果が見られない。またミキ
サー内で多孔質骨材を減圧しておき、セメントモルタル
やセメントペーストを加えて混練した後復圧して取出し
硬化させる方法（特開昭５５−３０９６２号、特開昭５
５−３０９８３号）と、多孔質骨材を使用した生コンク
リートを減圧した後復圧して取出し硬化させる方法（特
開昭５５−１０５５１４号）も知られている。これらは
多孔質骨材の組織中にセメントミルクを圧入してセメン
トと骨材の付着強度を大ならしめようとするものである
ところ、実験の結果では後記するようにいくらかの強度
増加が見られるものの、ブリージングが大でコンクリー
トの表面仕上げを行いにくい欠点があった。これは復圧
により多孔質骨材中に圧入された余剰水が滲出して水隙
をつくることに起因すると考えられる。また容器内に砂
のような細骨材を■入して減圧し、細骨材の含水量が所
定範囲内となるように給水添加してから復圧し、ついで
水硬性物質を投入混合し、更に残余の水と粗骨材及び分
散剤を混練し、これを取出し硬化させる技術も公知であ
る（特公昭５７−５０６５０号）。上記技術は先づ所定
範囲内の含水量の細骨材と水硬性物質を混合して、 細骨材の外周に水硬性物質によ る造殻を行い、次に残余の水と粗骨材及び分散剤を添加
して混練する技術において、細骨材への含水速度を短縮
するため気圧差を利用したものであるが、所定範囲内の
含水量の細骨材を製造するため、先づ使用される細骨材
の含水量を測定し、次いで計算により一次添加水量と２
次添加水量を求めるという測定及び計算の煩雑さに加え
、山積みされた細骨材自体の含水量が取出場所により異
なるという欠点があり、装置も複雑になって未熟練労働
者では操作しにくい等の欠点もあった。

この発明は、上記に鑑み成されたものであり、この発明
の液体含有物の液体除去法は、攪拌中の液体含有物に気
体流を作用させることにより液体の気化を促進させ、所
望量の液体を除去することを特徴とし、水硬性硬化原料
の製造法の一つは、攪拌中の充分に含水した余剰水含有
骨材に空気流を作用させることにより水の気化を促進さ
せ、所望量の水を除去して充分に■ってはいるが常態で
水が滲出しない程度の適性含水量骨材となし、これに水
硬性粉体、水硬性ペースト、または水硬性モルタルを加
え混練してなることを特徴とする。また水硬性硬化原料
の製造法の他の一つは、攪拌中の水硬性硬化原料に空気
流を作用させることにより水の気化を促進させて所望量
の水を除去すると共に水硬性硬化原料中の骨材に水硬性
物質を固着せしめ、しかる後水、水蒸気、水硬性スラリ
ー等の流動化剤を加え所望のスランプ値に調整してなる
ことを特徴とする。

以下この発明を、液体含有物の好適例として含水骨材及
び水硬性硬化原料を使用し添付図面を参照して詳細に説
明する。尚この発明で液体とは水や溶剤等のことを、気
体とは空気、窒素ガス或いは炭酸ガス等のことを。固形
物とは砂や砂利等の骨材やセメント、石膏、或いは炭酸
カルシウム等のことを、骨材とは細骨材または及び粗骨
材のことを、水硬性硬化原料とは水硬性物質と水或いは
更に骨材の混合物のことを、水硬性物質とはセメント、
石膏、水滓等のことを、水硬性ペーストとは水硬性物質
と水のペースト状混合物のことを、水硬性スラリーとは
水硬性物質と水或いは更に細骨材のスラリー状混合物の
ことを、水硬性モルタルとは水硬性物質と細骨材及び水
のモルタル状混合物のことをいう。

添付図面はこの発明に使用されるミキサー２例を示し、
第１図のミキサーＡにおける１は上部に投入口２を設け
下部に排出口３を設けた容器、４は容器１に回転自在に
取付けられた撹拌軸、５は撹拌軸４に取付けられた撹拌
翼、６は容器１の上部に開閉自在に取付けられた投入口
開閉蓋、７は投入口開閉蓋６の下面に取付けられたシー
ル材、８は容器１の下部開閉自在に取付けられた排出口
開閉蓋、９は排出口開閉蓋８の上面に取付けられたシー
ル材、１０は容器１の上部に連通して設けられ図示され
ていない真空吸引装置に繋がれた真空吸引管、１２は真
空吸引管１０に対向して容器１に連通して設けられバル
ブ１１を設けた空気導入管である。

また第２図のミキサーＢにおける１′は上部に投入口２
′を設け下部に排出口３′を設けた容器、４′は容器１
′に回転自在に取付けられた撹拌軸、５′は撹拌軸４′
に取付けられた撹拌翼、６′は容器１′の上部に開閉自
在に取付けられた投入口開閉蓋、７′は投入口開閉蓋６
′の下面に取付けられたシール材、８′は容器１′の下
部に開閉自在に取付けられた排出口開閉蓋、９′は排出
口開閉蓋８′の上面に取付けられたシール材、１０′は
容器１′の上部に連通して設けられ図示されていない真
空吸引装置に繋がれた真空吸引管、１２′は真空吸引管
１０′に対向して容器１′に連通して設けられバルブ１
１′を設けた空気導入管である。

上記ミキサーＡまたはＢを利用して液体含有物の液体を
除去するには、まづ排出口開閉蓋８または８′を閉じ、
図示されていないモータ等の原動機を作動させて回転軸
４または４′を回転させる。次に投入口開閉蓋６または
６′を開き、液体含有物を容器１または１′内に投入す
ると液体含有物撹拌翼５または５′により撹拌される。

液体含有物に代えて液体と固形物を容器１または１′内
に投入し撹拌して液体含有物にしてよいことはいう迄も
ない。次に投入口開閉蓋６または６′を閉じて容器１ま
たは１′を密閉し、空気導入管１２または１２′のバル
ブ１１または１１′を開き、図示されていない真空吸引
装置を作動させると、容器１または１′内の空気は真空
吸引管１０または１０′に吸引されて容器１または１′
内は負圧になり、これに伴って空気導入管１２または１
２′から外気が導入され、容器１または１′内には空気
導入管１２または１２′から真空吸引管１０または１０
′に向う空気流が生じ、液体含有物中の液体の気化が促
進され容器外に除去される。ここで所望量の液体が除去
されたらバルブ１１または１１′を閉じると共に真空吸
引装置の作動を停止し、排出口開閉蓋８または８′を開
いて被処理物を容器１または１′外に排出する。

尚液体含有物の所望量の液体を除去するには、予じめ液
体含有物の含水率を測定しておき、容器の単位時間当り
の液体除去量を調べておいて真空吸引時間の長さによっ
て行うことができる他、攪拌中の液体含有物の含水率や
スランプを測定することによっても行うことができる。

攪拌中の液体含有物のスランプ値を測定するには、回転
軸のトルク値を取出しこれをスランプ値に換算する等液
体含有物の抵抗値を基にして計算することができる。即
ち機材等の突入抵抗値を利用することもできる。尚空気
導入管１２または１２′の取付位置は図示に限定される
ものではなく、攪拌中の液体含有物をより効果的に空気
流に接触させる位置が望ましい。また空気導入管のバル
ブを閉じて真空吸引装置を作動させると容器内は減圧さ
れ、容器内を減圧した後復圧すると液体含有物の固形物
には液体が圧入され減圧と復圧を繰返し行えば、固形物
が水硬性物質の場合活性化し、良好な水硬性硬化原料を
製造するに有効である。この発明には図示のミキサーの
他公知のミキサーを利用することができるが、上記ミキ
サーを使用した実施例を以下に述べる。

実施例１ ■■■水に浸して充分に含水した余剰水含有骨材を、攪
拌中のミキサーの容器内に投入し容器を密閉した後空気
導入管のバルブを開き真空吸引装置を作動させて容器内
に空気流をつくり、水の気化を促進させて余剰水を除去
し、充分に湿ってはいるか常態で水が滲出しない程度の
適性含水量骨材を得た。

実施例２ 骨材と適量の水とを攪拌中のミキサーの容器内に投入し
、容器を密閉しかつ空気導入管のバルブを閉じて真空吸
引装置を作動させ、容器内が６００ｍｍＨｇに減圧され
たところで復圧して骨材に水を充分に含浸させ、次に空
気導入管のバルブを開くと共に真空吸引装置を作動させ
て容器内に空気流をつくり、水の気化を促進させて余剰
水を除去し、充分に湿ってはいるか常態で水が滲出しな
い程度の適性含水量骨材を得た。

実施例３ 攪拌中のミキサーの容器内にセメント、砂、砂利及び水
を入れてセメント系水硬性硬化原料をつくり、容器を密
閉した後空気導入管のバルブを閉じ真空吸引装置を作動
させて容器内を６００ｍｍＨｇに減圧しこれを復圧する
ことを複数回繰返して、砂、砂利及びセメントに水を充
分に含浸させると共にセメントを活性化させ、次に空気
導入管のバルブを開き、真空吸引装置を作動させて容器
内に空気流をつくり、水の気化を促進して余剰水を除去
し、スランプ値が所望のスランプ値の水硬性硬化原料を
得た。

実施例４ 実施例２で得られた適性含水量骨材に水硬性粉体、水硬
性ペースト、または水硬性モルタルを加えて同一ミキサ
ーの容器内で混練し、水硬性硬化原料を得た。尚上記水
硬性ペーストまたは水硬性モルタルは、別個のミキサー
を利用し実施例３の水硬性硬化原料の製造法に準じてス
ランプ値を所望のスランプ値に調整してつくられたもの
である。

実施例５ 実施例４の混練過程で容器内を６００ｍｍＨｇに減圧し
、次に復圧することを１または複数回行いセメントの活
性化と水の均一分散をはかり水硬性硬化原料を得た。

実施例６ 実施例４及び５における混練時のスランプ値を所望のス
ランプ値より小さく設定して混練し、次に水、蒸気、ま
たは水硬性スラリー等の流動化剤を加えてスランプ値を
所望のスランプ値に調整した水硬性硬化原料を得た。

実施例７ 実施例３における水の気化を充分に行い、砂及び砂利に
セメントを固着せしめ、しかる後水、水蒸気、セメント
系水硬性スラリー等の流動化剤を加え、所望のスランプ
値の水硬性硬化原料を得た。

この発明は上記実施例の他以下の実施態様をとることが
できる。

（１）　気体流を作用させる前の液体含有物及び混練中
の液体含有物には気体による圧力変化を１または複数回
加えることができ、圧力変化には容器内を減圧した後、
復圧する場合と加圧した後復圧する場合の１または２を
利用することができる。即ち加圧した後、復圧する場合
も固形物えの液体の浸透及び水硬性物質の活性化を図る
ことができる。

（２）　スランプ値を当初所望のスランプ値より小さく
設定しておき、水、水硬性スラリー等の流動化剤を加え
混練して所望のスランプ値に調整してもよく、スランプ
値を当初所望のスランプ値より大きく設定しておき、混
練中に気体流に接触させることにより所望のスランプ値
に調整してもよい。また各材料の含水率を予じめ測定し
かつ液体の気化量を定めておいて所望のスランプ値にな
るように液体を加えてもよい。

（３）　適正含水量骨材に水硬性物質を加えて混練し、
骨材の外周に水硬性物質を固着した後水、水硬性スラリ
ー等の流動化剤を加えて混練しスランプを所望のスラン
プに調整してよい。

（４）　水、水硬性モルタル、水硬性スラリー、水硬性
ペーストには、減水剤を加えてもよい。

また減水剤に代えて市販の分散剤や流動化剤を使用して
もよい。

（５）　水硬性硬化原料のスランプ値を大きくする目的
で混練中に水を加える場合噴霧器で霧化して加えること
ができる。

（６）　圧力変化に加圧した後復圧する作動を行うとき
はコンプレッサーを利用して容器内に空気を圧送して加
圧し、空気導入管のバルブを開いて復圧することができ
る。また容器内に空気流をつくるには、空気導入管のバ
ルブを開くとともにコンプレッサーから容器内に空気を
圧送して空気流をつくることができる。

（７）　骨材には高炉スラグ碎石、スラクサンド、軽石
、シラス等の多孔質骨材を使用することができ、変圧に
より多孔質骨材内に水硬性物質を圧入することができる
。

（８）　水硬性硬化原料がセメント系である場合、マン
ガンまたは及びマンガン鉱石微粉、或いは更に粘板岩、
ベントナイト、ゼオライトのうちの１種または２種以上
を加えたり、マンガンをクエン酸等の弱酸に溶解した溶
液、或いはマンガン酸塩または及び過マンガン酸塩の水
溶液やアリカリ性水溶液を加えることにより硬化体を耐
塩性にすることができる。

（９）　水硬性硬化原料がセメント系である場合、Ｍｇ
Ｃｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＺｕＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、ＣａＣｌ２
・６Ｈ２ＯＮａ２ＣＯ３・１０Ｈ２Ｏ、ＮａＳＯ４・１
０Ｈ２Ｏ、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（ＮＨ４）ＳＯ４・Ｃ
■２（ＳＯ４）３・２４Ｈ２Ｏやかり明ばん等の明ばん
類、水酸化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、
塩化カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸亜鉛等の水和物
や、水と化合して水和物をつくる水和性物質を保水剤と
し加え、水和に使ならしめることができる。

（１０）　水硬性硬化原料がセメント系であるとき、セ
メントにはポルトランドセメント、高炉セメント、速硬
型セメント、熱硬化性セメントを使用することができる
。

（１１）　生石灰粉の外周に疎水性層を設けたカプセル
状膨張剤や、市販の膨張剤を水硬性硬化原料に混入して
おき、水硬性硬化原料を型枠内に打設して後膨張させ、
その膨張力により水硬性硬化原料を加圧硬化させること
もできる。

次に、水硬性物質にセメントを使用し、細骨材に川砂を
、また粗骨材に川砂利かまたは高炉スラグ碎石を使用し
た水硬性硬化原料の４週圧縮■度を表示する。尚水硬性
硬化原料の配合比は何れもセメント（ポルトランドセメ
ント）３００重量部、川砂７８０重量部、川砂利または
高炉スラグ碎石１０３３重量部の配合比であり、水の量
を変化させることによりスランプ値を７に調整した。ま
たテストＮｏ１〜１０は粗骨材に川砂利を使用し、テス
トＮｏ１１〜２０は粗骨材に高炉スラグ碎石を使用した
。

テストＮｏ１及び１１は慣用手段により５分間混練した
もの、テストＮｏ２及び１２は慣用手段により３０分混
練したもの、テストＮｏ３及び１３は１分間混練した後
４分間の間に減圧と復圧を１回行ったもの、テストＮｏ
４及び１４は１分間混練した後４分間の間に減圧と復圧
を１回行い、更に３０分間混練したもの、テストＮｏ５
及び１５は１分間混練した後４分間の間に減圧と復圧を
１回行い、更に３０分間混練した後４分間の間に減圧と
復圧を１回行って１分間混練したもの、テストＮｏ６及
び１６は１分間混練した後４分間の間に減圧と復圧を１
回行うことを４回繰返し、最後に１分間混練したもの、
テストＮｏ７及び１７は１分間混練後３分間の間に２回
減圧と復圧を行い更に１分間混練したもの、テストＮｏ
８及び１８は１分間混練後３分間の間に２回減圧と復圧
を行い、容器内に空気流をつくりながら１分間混練し、
空気流を止めて更に１分間混練したもの、テストＮｏ９
及び１９は適性含水量骨材とセメントペーストを６分間
混練したもの、テストＮｏ１０及び２０は適性含水量骨
材とセメントを４分間混練し、次に水を加えて２分間混
練したものである。

尚減圧は何れも６００ｍｍＨｇ迄減圧し復圧は何れも急
激に復圧した。また圧縮強度は４週圧縮強度をｋｇ／ｃ
ｍ２で示し、強度増加率はテストＮｏ２〜１０はテスト
Ｎｏ１を基準にして、テストＮｏ１２〜２０はテストＮ
ｏ１１を基準にして％で示した。

以上のテスト結果から、粗骨材に高炉スラグ碎石を使用
したものは川砂利を使用したものに比し強度が高いこと
が判明した。これは高炉スラグ碎石が粗面を呈し付着効
果が優れているからと考えられる。その反面高炉スラグ
碎石を使用した慣用手段によるものはばらつきがたであ
った。これは高炉スラグ碎石が多孔質で含水率にばらつ
きがあることと内部空気圧に起因すると考えられる。し
かし変圧により充分に含水させ余剰水を除去した適性含
水骨材を使用したものや、水硬性硬化原料を変圧して骨
材に充分に含水させその後で混練すること等により余剰
水を除去したものはばらつきが少く強度が大であった。

また減圧した後復圧してすぐ取出し硬化させたものはブ
リージングが大でさしたる強度増加が見られなかった。

これは復圧時圧入された水が骨材から滲出して水隙をつ
くり或いはブリージングを生じるからと考えられる。従
って減圧して復圧した後混練を続けたものはスランプが
大となりしかも強度が増加するという現象を見た。この
方法は生コンプラントで生コンクリートを製造し、生コ
ン車で混練しながら搬送するのに好適である。また混練
時間が長い程強度が大であることも判明した。これは水
の存在下でセメントが充分に活性化するからと考えられ
る。セメントを短時間に活性化させる方法として混練時
複数回減圧と復圧を行ったが、この方法でも短時間の混
練にかかわらず高強度を得た。これは二次製品製造工場
に好適である。

以上を総合すると強度が高くしかもばらつきの少い良質
のコンクリートやモルタルを得るには、骨材が充分に混
ってはいるが水を滲出しない状態にすることと、セメン
トを活性化させることが重要であると考えられる。この
ような状態では骨材からの水の滲出で水隙やブリージン
グをつくるようなことがなく、しかも骨材の■りは初期
水和反応に使用されて初期強度が大となることから脱型
や出荷をはやめることができ、セメントは活性化して接
着力が大となり粘性も高まることから同一水量でありな
がら流動性が大となり、これらが相乗して良質なコンク
リートやモルタルになると考えられる。

この発明は上記したような水硬性硬化原料の製造法や適
性含水量骨材製造時の余剰水除去法に好適であるが、こ
の他合成樹脂■硬化原料の製造法や、その充填材である
炭酸カルシウム等の液体除去法にも利用することができ
る他、微粒子の表面コーティング法等にも利用すること
ができる。

この発明の液体含有物の液体除去法は、攪拌中の液体含
有物に気体流を作用させることにより液体の気化を促進
させ、所望量の液体を除去するものであるから、単に減
圧作用により液体を気化させ除去するものに比し極めて
短時間に液体を除去することができ、しかも攪拌中に気
体流を作用させるから液体の除去をむらなく均一に行う
ことができ、しかも水硬性硬化原料等の混合物をつくる
とき遠心分離器を必要とせず同一ミキサーで行うことが
できる等の効果を有する。また水硬性効果原料の製造法
は、充分に混ってはいるか常態で水が滲出しない程度の
適性含水量骨材を使用するか、水硬性硬化原料中の骨材
を上記適性含水量骨材と同様の状態とし、しかもスラン
プ値が所望のスランプ値より大きいときは空気流に作用
させて、またスランプ値が所望のスランプ値より小さい
ときは水や水蒸気等を加えてスランプ値を所望のスラン
プ値に調整するから、ばらつき少く強度の高い硬化体を
得ることができる等の効果を有する。

また高炉スラグ、軽石、シラス等の多孔質骨材を従来の
慣用技術で混練するとばらつきが多く、これら多孔質骨
材を使用したばらつきの少ない水硬性硬化原料の製造法
として、上記多孔質骨材を充分に水に浸したり、或いは
減圧した後復圧する等気体による圧力変化を加えること
により、骨材に充分に含水させ、遠心分離器にかけて充
分に■っているか常態で水が滲出しない程度の状態とな
し、これに水硬性ペーストや水硬性モルタルを加えて混
練したり、水硬性物質を加えて混練し水硬性物質による
造殻を行った後更に水、水硬性スラリー、水硬性ペース
ト、水硬性モルタル等を加えて混練し良質な水硬性硬化
原料をつくることができるが、遠心分離器とミキサーを
必要とする。しかるにこの発明では上記したように遠心
分離器を使用することなく同一ミキサーで上記と同様な
水硬性硬化原料を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面第１図及び第２図はミキサー２例の概略断面図
である。 特許出願人　株式会社　満尾総合研究所代表取締役　満
尾浩■

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）攪拌中の液体含有物に気体流を作用させることに
   より液体の気化を促進させ、所望量の液体を除去するこ
   とを特徴とする液体含有物の液体除去法。
2. （２）気体流を作用させる前の液体含有物中の固形物が
   、気体による圧力変化をしまたは複数回加えられて液体
   を十分に含浸させたものであることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項記載の液体含有物の液体除去法。
3. （３）液体含有物が水硬性硬化原料であり、所望量の水
   を除去した後の水硬性硬化原料のスランプ値が所望のス
   ランプ値であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項及び第２項記載の液体含有物の液体除去法。
4. （４）液体含有物が充分に含水した余剰水含有骨材であ
   り、所望量の水を除去した後の骨材が充分に湿ってはい
   るが常態で水が滲出しない程度の適性含水量骨材である
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項及び第２項記
   載の液体含有物の液体除去法。
5. （５）攪拌中の充分に含水した余剰水含有骨材に空気流
   を作用させることにより水の気化を促進させ、所望量の
   水を除去して充分に湿ってはいるが常態で水が滲出しな
   い程度の適性含水量骨材となし、これに水硬性粉体、水
   硬性ペースト、または水硬性モルタルを加え混練してな
   ることを特徴とする、水硬性硬化原料の製造法。
6. （６）適性含水量骨材に水硬性粉体、水硬性ペースト、
   または水硬性モルタルを加え混練する過程において、気
   体による圧力変化をしまたは複数回行うことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第５項記載の水硬性硬化原料の製造
   法。
7. （７）適性含水量骨材に水硬性粉体、水硬性ペースト、
   または水硬性モルタルを加えて混練するとき、スランプ
   値を当初所望のスランプ値より小さく設定しておき、水
   、蒸気、または水硬性スラリー等の流動化剤を加えてス
   ランプを所望のスランプ値に調整することを特徴とする
   、特許請求の範囲第４項及び第５項記載の水硬性硬化原
   料の製造法。
8. （８）攪拌中の水硬性硬化原料に空気流を作用させるこ
   とにより水の気化を促進させて所望量の水を除去すると
   共に水硬性硬化原料中の骨材に水硬性物質を固着せしめ
   、しかる後水、水蒸気、水硬性スラリー等の流動化剤を
   加え所望のスランプ値に調整してなることを特徴とする
   、水硬性硬化原料の製造法。