JPS62158146A - 水硬性セメントの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、セメントコンクリート廃材の有効利用に関
し、特にコンクリート砕砂粉末と、高炉水滓粉末と石膏
粉末とにより、水硬性セメントとして再利用するための
製造方法に関するものである。

（従来の技術） 一般に老朽化あるいは不要となったセメントコンクリー
ト構造物の取り壊しの際に多量に発生するセメントコン
クリート廃棄物（以下コンクリート廃材と略記する）は
、大半が埋立等の廃棄処分をしているのに過ぎず、ごく
一部で再利用が行われているが、その場合でもコンクリ
ート廃材を単に破砕しただけに過ぎない舗装用路盤材と
して、あるいはセメントコンクリート用代替骨材として
の利用が散見される。しかし代替用骨材とした場合、中
でもそのコンクリ−１・廃材の破砕物の粒径が約５鶴以
下からなるものを細骨材として用いたセメントコンクリ
ートの品質においては、単位水量の増加、乾燥収縮の増
加、乾湿繰り返しによるひびわれ発生に対する抵抗性の
低下など多くの欠陥を有するもので、凡そ実用に供し得
ないものである。このような現状からコンクリート廃材
は、未だその大半が埋、立地等に投棄されているが、埋
立地の確保、跡地利用のためのコンクリート廃材中の大
塊の処理、環境保全などの面で多くの問題をかかえ、そ
の対策に苦慮しているのが実状である。

本発明者は、上記事情に鑑みて、セメントコンクリート
廃材を破砕するにおいて、その粒径が５ｍｍ以上からな
るものと、５℃ｍ以下からなるものとに分級した場合、
その粒径が５ｍ１以上からなるセメントモルタル分の含
有量が少ないものについては、セメントコンクリート用
粗骨材としての用途が見出されているものであることか
ら、ここでは特にその粒径が５１１以下からなるもので
ある破砕物、即ちここでいうコンクリート砕砂に係る利
用法について鋭意研究を重ねた結果、このコンクリート
砕砂を高炉水滓と石膏とともに混合・粉砕あるいは粉砕
・混合するにおいて、水硬性セメントが得られることを
見い出し本発明を完成した。

すなわち、本発明者の知見によれば、当該コンクリート
の砕砂中に含まれる成分のおよそ半分はコンクリート廃
材中に含まれるセメントモルタル分よりなるものである
。このセメントモルタル中のセメント分にあっては、既
に水和反応が大半進行しているところから、このものを
ただ単に粉砕してもごくわずかの水硬性しか得られない
。しかし、上記コンクリート砕砂、高炉水滓及び石膏か
らなる粉体配合物によるものは、水を加えることにより
コンクリート砕砂の粉末が、高炉水滓の潜在的な水硬性
を顕在化する水和反応が生じ、更に、石膏の作用が加わ
ることによって一層その水和反応は促進され、高い強度
を有する硬化体が得られるものであることに基づくもの
である。

（問題を解決するための手段） しかして本発明の目的は、コンクリート砕砂の粉末およ
び、高炉水滓の粉末を主成分とし、それに石膏の粉末を
配した水硬性セメントである。つまり従来埋立か路盤材
程度にしか再利用できず、その利用価値が極めて低いと
されていたコンクリート廃材をより有効な用途に再利用
、再資源化を図るものである。

以下、本発明の詳細について記述する。

本発明は、コンクリート砕砂と高炉水滓とを主原料とし
たものに若干の石膏を加えて、粉砕・混合あるいは混合
・粉砕の手段により、前記コンクＩＪ　−ト砕砂の約２
０〜５０部と前記高炉水滓の約８０〜５０部とに石膏の
約２〜５部とが配合された粉体配合物を得る水硬性セメ
ント（以下、単に本発明のセメントと称する。）の製造
方法に関するものである。

ここにいうコンクリート砕砂とは、セメントコンクリー
ト廃材をインペラーブレーカ−等の破砕機で破砕して、
これを分級機にかけたもので、その粒径がほぼ５璽璽以
下からなるものであり、しかも、コンクリート廃材中の
細骨材がたとえば、砂岩など珪酸質岩石鉱物からなるも
のでは、Ｓｉ０．３９〜４５％、ＣａＯ１２〜１７％、
Ａ１ｇ０３１３〜１５％、Ｍｇ０４〜８％、ＦｅｚＯ：
＋７〜１０％、３０３０．２〜１．０％からなる組成の
ものをいう。

高炉水滓とは、製鉄所の高炉で銑鉄を作る際に生ずるス
ラグであり、たとえば５ｉＯｚ３１〜３７％、Ｃａ０３
８〜４４％、Ａ１２０３　１３〜１９％、Ｍｇ０３〜８
％からなる組成のものをいう。

石膏とは、無水、半水、及び２水のいずれかの状態の石
膏からなるものをいう。

コンクリート砕砂および高炉水滓の乾燥は、自然乾燥あ
るいは実用的には約１００〜２００℃の範囲により行い
、石膏の乾燥については望ましくは、４０〜６．０℃の
範囲にて行う。そしゼこれらの原料の乾燥は、水分が約
０．５％以下になるようになされる。

本発明のセメントは、それぞれ乾燥したコンクリート砕
砂と高炉水滓と石膏とを、各々粉砕した後に所定の配合
比に混合するか、あるいはそれぞれ乾燥した前記原料を
各々所定の配合比で、適度に混合した後に粉砕すること
などにより得られる。

なお、粉砕手段・混合手段はローラミル、ボールミルな
どの通常の粉砕装置にて行うことができる。そしてこの
配合物の粉末度（ブレーン比表面積）は、普通ポルトラ
ンドセメントに比べてやや大きい方が、圧縮強度等を高
めるにはよいといえる。しかし、粉末度が余り大きくて
も乾燥収縮や水和熱が大きくなるとともに、製造コスト
も高くなり不経済なものとなるところから、その粉末度
は約５０００〜８０００ｃａｌ／ｇであることが好まし
い。

ここに用いる石膏の働きは、セメントの凝結時間の調整
や水和反応の促進あるいは反応の安定化を図るためのも
のである。

本発明のセメントは、水を加えることにより容易に水和
反応を起こして、水硬性セメント硬化体を得ることがで
きる。

ところで本発明のセメント原料のうち、コンクリート砕
砂と高炉水滓によるもの１００部において、コンクリー
ト砕砂が５０部より多く、高炉水滓が５０部より少ない
場合の加水混練り物は、硬化後の強度が低（なり、また
、コンクリート砕砂が２０部より少なく、高炉水滓が８
０部より多い場合の加水混練り物においても硬化後の強
度が低く好ましくない。

それにコンクリート砕砂と高炉水滓とを合わせたちの１
００部に対し、２水石膏に換算した石膏実施例　１ 本発明のセメントにおけるコンクリート砕砂粉と高炉水
滓粉の配合比とコンクリートの圧縮強度等との関係を、
２水石膏３％混合のものについて試験をした。この結果
を第２表に示す。

なお、コンクリート砕砂は１５０℃にて乾燥を行いその
粉末度は９９２０ｃｎ（／ｇのものを使用し、高炉水滓
は２００℃にて乾燥し、粉末度３８４０ｃ＋＋ｌ／ｇの
ものを用いた。また、２水石膏の乾燥は６０°Ｃで行い
粉末度３７００ｃｎ（／ｇのものを使用した。

まだ固まらないコンクリートの性状のうちスランプはＪ
ＩＳ　　Ａ　　１１０１試験法、空気量はＪＩｓ　　Ａ
　　１１２８試験法、硬化コンクリートの性状のうち圧
縮強度はＪＩＳ　　Ａ　　１１０８試験法（供試体養生
方法２０±３℃水中）により行った。（以下の実験の各
試験項目においても特記しない限り、同様の処理条件、
試験方法による。）（次の頁へ続く） のコンクリートは、極わずかに水硬性が見られるが、高
炉水滓粉と併せ用いなければその強度が著しく低く、実
用には供し得ないことがわかる。

また、原料配合比のうちコンクリート砕砂と高炉水滓に
よるもの１００部において、コンクリート砕砂が５０部
より多く、高炉水滓が５０部より少ない場合のコンクリ
−１−及び、コンクリート砕砂が２０部より少な（、高
炉水滓が８０部より多い場合のコンクリ−１−の圧縮強
度は、それ以外の原料配合比のコンクリートの圧縮強度
に比べて低いことが判る。

従って、本発明のセメントの原料配合においてコンクリ
ート砕砂と高炉水滓によるもの１００部においてコンク
リート砕砂２０〜５０部、高炉水滓８０〜５０部の範囲
のものが好ましいといえる。

実施例　２ 本発明のセメントにおける粉末度と圧縮強度などの関係
を試験した。試験結果は第３表に示す。

なお、本発明のセメントにおけるコンクリート砕砂と高
炉水滓との配合比率は、前者が３０部、このように強度
のみを考えれば、セメントの粉末度は５０００以上であ
ることが望ましい。

実施例　３ 本発明のセメントによるコンクリートの乾燥収縮につい
て試験をした。その結果を第４表に示す。

なお、収縮試験はＪＩＳ　　Ａ　　１１２９（モルタル
およびコンクリートの長さ変化試験コンパレータ法）に
より、供試体寸法１０１０Ｘ１０Ｘ４０のものを使用し
、供試体脱型後２０±１℃の水中で材令７日まで養生を
行い、材令７日の測定値を基準長とし、それ以後、温度
を２０±１°Ｃ１湿度を６０±５％に保った恒温恒温室
に静置して乾燥を開始し、乾燥開始からの経過日を乾燥
材令として、各乾燥材令における長さを測定した。

（次の頁へ続く） 実施例　４ 本発明のセメントにおける２水石膏の混合比」と、モル
タルによる圧縮強さとの関係を試験し六ごの試験結果を
第５表に示す。

なお、本発明のセメントの原料のうち、コンビリー１・
砕砂粉と高炉水滓粉との配合比は、前者１３０部、後者
が７０部のものを使用した。モルイルの試験は、ＪＩＳ
　　Ｒ５２０１（セメントＣ物理試験、強さ試験）によ
る。

（次の頁へ続く） 第５表 第５表より、石膏の混合比率において材令２８日の時点
で比較すると、混合比率３％程度のところに圧縮強さの
最大値があり、石膏の混合比率としては、２〜５％程度
が望ましい値であることがわかる。

（発明の効果） 以上のことから明らかの様に、コンクリート砕砂、高炉
水滓及び石膏とともに乾燥・粉砕・混合（あるいは混合
・粉砕）することにより得られる本発明に係る水硬性セ
メントによるものは、セメントコンクリート廃材の中で
も、その再利用的価値が殆どないとされていた破砕粒径
が５龍以下からなるコンクリート砕砂の高度な利用が図
れるものである。更に本発明の水硬性セメントの製造に
おいては、原材料の乾燥に必要な数十〜２００℃程度の
熱エネルギーを必要とする以外は、ポルトランドセメン
トのクリンカーの製造における千数百°Ｃにも達する高
温の熱エネルギーを必要としないことから、資源及びエ
ネルギーの節約が図れことはもとより、従来その大半が
埋立地等に投されていたコンクリート廃材を、より利用
価値高い用途に再資源化することにより、環境保全係る
社会的問題の解決が図れるものである。

特許出願人　　　　大有建設株式会社 手続袖正＋ｌｒ（方式） ％式％ ｌ・　　事件の表示 ′　　昭和６０午特Ｐｆ［願第２９（１２０１号２、　
　発明の名称 水硬性セメントの製造方法 λ　　補正をする渚　。

ＩＪＧ件との関係　　　　り、５許出願人昭和６１年３
月２５日 明細吉の浄書　（内容に変更なし） 別紙のとおり

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 硬化したセメントコンクリート破砕物のうち比較的モル
   タル分が多い５ｍｍ以下の粒分からなるものの乾燥した
   もの（以下、コンクリート砕砂と略記する）と、乾燥し
   た高炉水滓と石膏とを配合原料として、粉砕・混合ある
   いは混合・粉砕の手段により、前記コンクリート砕砂粉
   末約２０〜５０重量部（以下、単に部と略記する）と、
   前記高炉水滓粉末約８０〜５０部とに２水換算による石
   膏２〜５部とが配合された粉体配合物を得ることを特徴
   とする水硬性セメントの製造方法。