JP2001039749A - 膨張防止剤及びセメント組成物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ゴミ焼却灰溶融スラグ、製鋼スラグ等のアルミ
ニウム含有スラグをセメント組成物中に多く配合した際
の膨張を、簡便にかつ不所望な反応を伴わずに抑制する
膨張防止剤、及びゴミ焼却灰溶融スラグ、製鋼スラグ等
のアルミニウム含有スラグを多く含みながら硬化の際の
膨張が少ないセメント組成物を提供する。 【解決手段】アルカリ金属の塩を含むセメント組成物用
膨張防止剤、及びアルカリ金属の塩を含むセメント組成
物用膨張防止剤、及びアルミニウム含有スラグを含むセ
メント組成物が提供。
ニウム含有スラグをセメント組成物中に多く配合した際
の膨張を、簡便にかつ不所望な反応を伴わずに抑制する
膨張防止剤、及びゴミ焼却灰溶融スラグ、製鋼スラグ等
のアルミニウム含有スラグを多く含みながら硬化の際の
膨張が少ないセメント組成物を提供する。 【解決手段】アルカリ金属の塩を含むセメント組成物用
膨張防止剤、及びアルカリ金属の塩を含むセメント組成
物用膨張防止剤、及びアルミニウム含有スラグを含むセ
メント組成物が提供。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメント組成物用
膨張防止剤及び膨張が防止されたセメント組成物に関す
る。
膨張防止剤及び膨張が防止されたセメント組成物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ゴミ焼却灰溶融スラグ、製鋼スラグ等の
スラグを廃棄せず再利用する方法として、これらをコン
クリート、モルタル等のセメントを含んだ硬化用組成物
（以下「セメント組成物」という。）の骨材、混和材等
として用いることが従来より行われている。特に、社会
生活に伴い多量に廃棄されるゴミ焼却灰を処理して得ら
れるスラグを、砂の代替材料としてセメント組成物の骨
材として利用することは、良質な骨材の枯渇に悩む建設
業界にとって極めて有益である。
スラグを廃棄せず再利用する方法として、これらをコン
クリート、モルタル等のセメントを含んだ硬化用組成物
（以下「セメント組成物」という。）の骨材、混和材等
として用いることが従来より行われている。特に、社会
生活に伴い多量に廃棄されるゴミ焼却灰を処理して得ら
れるスラグを、砂の代替材料としてセメント組成物の骨
材として利用することは、良質な骨材の枯渇に悩む建設
業界にとって極めて有益である。
【０００３】これらのスラグには、通常、酸化物又は金
属アルミニウムとして、アルミニウムが含まれている。
これらのスラグ中にアルミニウム、特に金属アルミニウ
ムが存在する場合、それに起因して、これらを配合した
セメント組成物は、硬化の過程で膨張しやすくなり、硬
化したセメント組成物の亀裂、強度低下等をもたらすと
いう問題点がある。
属アルミニウムとして、アルミニウムが含まれている。
これらのスラグ中にアルミニウム、特に金属アルミニウ
ムが存在する場合、それに起因して、これらを配合した
セメント組成物は、硬化の過程で膨張しやすくなり、硬
化したセメント組成物の亀裂、強度低下等をもたらすと
いう問題点がある。
【０００４】スラグからアルミニウムを除去することは
技術的にもコスト的にも非常に困難であるので、かかる
膨張を抑制するために、通常これらのスラグは、配合比
率を一定以下とするべく、天然骨材と共にセメント組成
物に配合される。具体的には、セメント組成物において
アルミニウムを含有したスラグの骨材を配合する場合、
骨材全体に対するアルミニウム含有スラグ骨材の割合は
膨張を十分に抑制するため通常50重量%未満に制限され
る。従って、多くのスラグを効率的に再利用することが
できないという問題点がある。
技術的にもコスト的にも非常に困難であるので、かかる
膨張を抑制するために、通常これらのスラグは、配合比
率を一定以下とするべく、天然骨材と共にセメント組成
物に配合される。具体的には、セメント組成物において
アルミニウムを含有したスラグの骨材を配合する場合、
骨材全体に対するアルミニウム含有スラグ骨材の割合は
膨張を十分に抑制するため通常50重量%未満に制限され
る。従って、多くのスラグを効率的に再利用することが
できないという問題点がある。
【０００５】アルミニウム含有スラグの配合割合を高く
しながら硬化物の膨張を抑制する方法として、スラグを
事前にアルカリ処理し、硬化物中で不安定なアルミニウ
ムを安定化させることが提案されている(農業土木学会
論文集、No.192，pp.1-8(1997))。即ち、スラグを、ア
ルカリ性のNaOH水溶液等に浸漬すること等によりアルカ
リ処理した後、スラグを取り出し、セメント組成物の配
合に用いることにより、膨張を抑制することができる。
しかしながらこの方法では、工程数が増加する上、スラ
グ中にアルカリ性物質が残存することによりセメント組
成物の溶存イオンの構成が変化するため、不所望な強度
及び硬化速度等の変化をもたらすという問題点がある。
しながら硬化物の膨張を抑制する方法として、スラグを
事前にアルカリ処理し、硬化物中で不安定なアルミニウ
ムを安定化させることが提案されている(農業土木学会
論文集、No.192，pp.1-8(1997))。即ち、スラグを、ア
ルカリ性のNaOH水溶液等に浸漬すること等によりアルカ
リ処理した後、スラグを取り出し、セメント組成物の配
合に用いることにより、膨張を抑制することができる。
しかしながらこの方法では、工程数が増加する上、スラ
グ中にアルカリ性物質が残存することによりセメント組
成物の溶存イオンの構成が変化するため、不所望な強度
及び硬化速度等の変化をもたらすという問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ゴミ
焼却灰溶融スラグ、製鋼スラグ等のアルミニウム含有ス
ラグをセメント組成物中に多く配合した際の膨張を、簡
便にかつ不所望な反応を伴わずに抑制する膨張防止剤を
提供することにある。
焼却灰溶融スラグ、製鋼スラグ等のアルミニウム含有ス
ラグをセメント組成物中に多く配合した際の膨張を、簡
便にかつ不所望な反応を伴わずに抑制する膨張防止剤を
提供することにある。
【０００７】本発明の別の目的は、ゴミ焼却灰溶融スラ
グ、製鋼スラグ等のアルミニウム含有スラグを多く含み
ながら硬化の際の膨張が少ないセメント組成物を提供す
ることにある。
グ、製鋼スラグ等のアルミニウム含有スラグを多く含み
ながら硬化の際の膨張が少ないセメント組成物を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、アルカ
リ金属の塩を含むセメント組成物用膨張防止剤が提供さ
れる。
リ金属の塩を含むセメント組成物用膨張防止剤が提供さ
れる。
【０００９】また、本発明によれば、アルカリ金属の塩
を含むセメント組成物用膨張防止剤、及びアルミニウム
含有スラグを含むセメント組成物が提供される。
を含むセメント組成物用膨張防止剤、及びアルミニウム
含有スラグを含むセメント組成物が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の膨張防止剤は、アルカリ
金属の塩を含む。
金属の塩を含む。
【００１１】前記アルカリ金属としてはリチウム、ナト
リウム、カリウム及びこれらの混合物からなる群より選
択されるものが好ましく、特にリチウムが好ましい。前
記塩としては、硝酸塩、亜硝酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩
及びこれらの混合物からなる群より選択されるものが好
ましく、特に硝酸塩が好ましい。
リウム、カリウム及びこれらの混合物からなる群より選
択されるものが好ましく、特にリチウムが好ましい。前
記塩としては、硝酸塩、亜硝酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩
及びこれらの混合物からなる群より選択されるものが好
ましく、特に硝酸塩が好ましい。
【００１２】本発明の膨張防止剤は、溶液等の液体の形
態、又は無水物若しくは水和物等の固体の形態等、一般
的にコンクリート用混和剤として提供されている各種の
形態で提供することができ、また、他の物質と混合した
状態で提供することもできる。
態、又は無水物若しくは水和物等の固体の形態等、一般
的にコンクリート用混和剤として提供されている各種の
形態で提供することができ、また、他の物質と混合した
状態で提供することもできる。
【００１３】本発明の膨張防止剤は、セメント組成物の
膨張防止に用いることができる。具体的には、後述する
アルミニウム含有スラグ等、アルミニウムを含有するセ
メント組成物の膨張防止に用いることができる。
膨張防止に用いることができる。具体的には、後述する
アルミニウム含有スラグ等、アルミニウムを含有するセ
メント組成物の膨張防止に用いることができる。
【００１４】本発明のセメント組成物は、前記アルカリ
金属の塩を含むコンクリート用膨張防止剤、及びアルミ
ニウム含有スラグを含む。
金属の塩を含むコンクリート用膨張防止剤、及びアルミ
ニウム含有スラグを含む。
【００１５】前記アルミニウム含有スラグとしては、酸
化物又は金属アルミニウム等としてアルミニウムを含有
しており、セメント組成物中に配合した際膨張を発生し
うる各種のスラグを挙げることができる。特に、金属ア
ルミニウムを多く含有するスラグの場合、大きな膨張を
発生するので、本発明のセメント組成物はこのようなス
ラグを再利用する上で好ましく使用することができる。
具体的には例えば、ゴミ焼却灰溶融スラグ、製鋼スラ
グ、非鉄金属スラグ（例えばフェロニッケルスラグ、銅
スラグ等）及びこれらの混合物等を好ましく用いること
ができる。
化物又は金属アルミニウム等としてアルミニウムを含有
しており、セメント組成物中に配合した際膨張を発生し
うる各種のスラグを挙げることができる。特に、金属ア
ルミニウムを多く含有するスラグの場合、大きな膨張を
発生するので、本発明のセメント組成物はこのようなス
ラグを再利用する上で好ましく使用することができる。
具体的には例えば、ゴミ焼却灰溶融スラグ、製鋼スラ
グ、非鉄金属スラグ（例えばフェロニッケルスラグ、銅
スラグ等）及びこれらの混合物等を好ましく用いること
ができる。
【００１６】前記ゴミ焼却灰溶融スラグは、ごみを焼却
し溶融させて得られる固化物である。具体的には例え
ば、社会生活から発生するごみを焼却し、生成した灰を
バーナー式溶融炉若しくは電気炉等の溶融炉又はコーク
スベッド等を用いて１４００〜１５００℃程度の温度で
熱処理して溶融し、水冷又は単に常温で放置すること等
により冷却して得ることができる。また、前記焼却と溶
融の工程を同時に行い、前記ゴミ焼却灰溶融スラグを得
ることもできる。
し溶融させて得られる固化物である。具体的には例え
ば、社会生活から発生するごみを焼却し、生成した灰を
バーナー式溶融炉若しくは電気炉等の溶融炉又はコーク
スベッド等を用いて１４００〜１５００℃程度の温度で
熱処理して溶融し、水冷又は単に常温で放置すること等
により冷却して得ることができる。また、前記焼却と溶
融の工程を同時に行い、前記ゴミ焼却灰溶融スラグを得
ることもできる。
【００１７】前記製鋼スラグ及び非鉄金属スラグとして
は、それぞれ、製鋼、非鉄金属の精製、ニッケルの精製
等の過程において副生するスラグを用いることができ
る。
は、それぞれ、製鋼、非鉄金属の精製、ニッケルの精製
等の過程において副生するスラグを用いることができ
る。
【００１８】前記アルミニウム含有スラグは、その発生
の工程によって様々な粒径の物が得られる。具体的に
は、前記ゴミ焼却灰溶融スラグの場合、灰の溶融物を冷
却する際の速度が急激である場合は比較的粒径の小さい
ものを得ることができ、冷却速度が緩慢である場合は比
較的粒径の大きいものを得ることができる。前記アルミ
ニウム含有スラグは、その粒径に応じて、粗骨材、細骨
材等の骨材として配合することもでき、混和材として配
合することもできる。
の工程によって様々な粒径の物が得られる。具体的に
は、前記ゴミ焼却灰溶融スラグの場合、灰の溶融物を冷
却する際の速度が急激である場合は比較的粒径の小さい
ものを得ることができ、冷却速度が緩慢である場合は比
較的粒径の大きいものを得ることができる。前記アルミ
ニウム含有スラグは、その粒径に応じて、粗骨材、細骨
材等の骨材として配合することもでき、混和材として配
合することもできる。
【００１９】本発明のセメント組成物は、前記膨張防止
剤及び前記アルミニウム含有スラグの他に、セメント、
水、粗骨材、細骨材、混和材、混和剤等の、通常のセメ
ント組成物に配合される他の成分を含むことができる。
剤及び前記アルミニウム含有スラグの他に、セメント、
水、粗骨材、細骨材、混和材、混和剤等の、通常のセメ
ント組成物に配合される他の成分を含むことができる。
【００２０】本発明のセメント組成物中の、前記膨張防
止剤及びアルミニウム含有スラグの配合割合は、特に限
定されず、スラグ中のアルミニウム含有割合、膨張防止
剤の種類、他の粗骨材、細骨材、混和材等の配合割合等
に応じて適宜調節することができる。
止剤及びアルミニウム含有スラグの配合割合は、特に限
定されず、スラグ中のアルミニウム含有割合、膨張防止
剤の種類、他の粗骨材、細骨材、混和材等の配合割合等
に応じて適宜調節することができる。
【００２１】例えば、前記膨張防止剤の配合割合は、配
合されるスラグ全量中のアルミニウム量等に応じて適宜
調製でき、特に限定されないが、アルミニウム量（Alと
して）１ｇあたり３〜１０ｇ程度配合することにより、
十分な膨張防止効果を得ることができる。通常、前記膨
張防止剤は、スラグ１ｋｇ当たり３０〜１００ｇ程度の
割合で配合することができる。
合されるスラグ全量中のアルミニウム量等に応じて適宜
調製でき、特に限定されないが、アルミニウム量（Alと
して）１ｇあたり３〜１０ｇ程度配合することにより、
十分な膨張防止効果を得ることができる。通常、前記膨
張防止剤は、スラグ１ｋｇ当たり３０〜１００ｇ程度の
割合で配合することができる。
【００２２】前記アルミニウム含有スラグの配合割合は
特に限定されないが、骨材及び混和材の全量を基準とし
て１０〜１００重量％、好ましくは３０〜７０重量％を
配合しても、膨張が防止されたセメント硬化物を得るこ
とができる。通常、前記アルミニウム含有スラグは、硬
化体１ｋｇ当たり５０〜５００ｇ程度の割合で配合する
ことができる。
特に限定されないが、骨材及び混和材の全量を基準とし
て１０〜１００重量％、好ましくは３０〜７０重量％を
配合しても、膨張が防止されたセメント硬化物を得るこ
とができる。通常、前記アルミニウム含有スラグは、硬
化体１ｋｇ当たり５０〜５００ｇ程度の割合で配合する
ことができる。
【００２３】スラグの配合割合は、セメント量の５〜６
０重量％であることが好ましい。
０重量％であることが好ましい。
【００２４】本発明のセメント組成物の用途は、特に限
定されず、アルミニウム含有スラグを配合しない、通常
のコンクリート、モルタル等のセメント組成物と同様に
用いることができる。
定されず、アルミニウム含有スラグを配合しない、通常
のコンクリート、モルタル等のセメント組成物と同様に
用いることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明の膨張防止剤は、ゴミ焼却灰溶融
スラグ、製鋼スラグ等のスラグをセメント組成物中に多
く配合した際の膨張を、簡便にかつ不所望な反応を伴わ
ずに抑制することができる。
スラグ、製鋼スラグ等のスラグをセメント組成物中に多
く配合した際の膨張を、簡便にかつ不所望な反応を伴わ
ずに抑制することができる。
【００２６】本発明のセメント組成物は、アルミニウム
含有スラグに加えて特定の膨張防止剤を含むため、ゴミ
焼却灰溶融スラグ、製鋼スラグ等のアルミニウム含有ス
ラグを多く含みながら硬化の際の膨張が少なく、廃棄物
を性能の良好な建築材料等として安価且つ効率的に利用
することができる。
含有スラグに加えて特定の膨張防止剤を含むため、ゴミ
焼却灰溶融スラグ、製鋼スラグ等のアルミニウム含有ス
ラグを多く含みながら硬化の際の膨張が少なく、廃棄物
を性能の良好な建築材料等として安価且つ効率的に利用
することができる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を実施例を参照して説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
【実施例１】水１５０ｇ、セメント２１０（普通ポルト
ランドセメント）ｇ、砂６００ｇ、及びゴミ焼却灰溶融
スラグ（アルミニウムを１重量％含む。粒径５ｍｍ以
下）９０ｇを配合し、さらに硝酸リチウム６．３ｇを添
加し、混合し、モルタル組成物を得た。これを底面直径
５cmの円筒形の型内に、高さが１０cmとなるよう充填
し、室温で７日間放置して硬化させた後、得られた硬化
物を型から取り出した。
ランドセメント）ｇ、砂６００ｇ、及びゴミ焼却灰溶融
スラグ（アルミニウムを１重量％含む。粒径５ｍｍ以
下）９０ｇを配合し、さらに硝酸リチウム６．３ｇを添
加し、混合し、モルタル組成物を得た。これを底面直径
５cmの円筒形の型内に、高さが１０cmとなるよう充填
し、室温で７日間放置して硬化させた後、得られた硬化
物を型から取り出した。
【００２９】硬化物の圧縮強度を測定したところ７２５
kgf/cm2であった。また、硬化物の円筒の高さは１０cm
であり、充填したモルタル組成物の体積に比しての膨張
は観察されなかった。
kgf/cm2であった。また、硬化物の円筒の高さは１０cm
であり、充填したモルタル組成物の体積に比しての膨張
は観察されなかった。
【００３０】
【比較例１】硝酸リチウムを添加しなかった他は実施例
１と同様に操作し、モルタル組成物を得、これを硬化さ
せ、硬化物を得た。
１と同様に操作し、モルタル組成物を得、これを硬化さ
せ、硬化物を得た。
【００３１】硬化物の圧縮強度を測定したところ２８１
kgf/cm2であった。また、硬化物の円筒の高さは１０．
５cmであり、充填したモルタル組成物の体積に比して膨
張していることが観察された。
kgf/cm2であった。また、硬化物の円筒の高さは１０．
５cmであり、充填したモルタル組成物の体積に比して膨
張していることが観察された。
【００３２】
【実施例２及び３】硝酸リチウムの添加量を４．２ｇ
（実施例２）又は２．１ｇ（実施例３）とした以外は実
施例１と同様に操作し、モルタル組成物を得、これを硬
化させ、硬化物を得た。
（実施例２）又は２．１ｇ（実施例３）とした以外は実
施例１と同様に操作し、モルタル組成物を得、これを硬
化させ、硬化物を得た。
【００３３】実施例２及び３の硬化物の圧縮強度を測定
したところ、それぞれ５８２及び３２１kgf/cm2であっ
た。また、硬化物の円筒の高さはそれぞれ、１０．１及
び１０．３ｃｍであった。
したところ、それぞれ５８２及び３２１kgf/cm2であっ
た。また、硬化物の円筒の高さはそれぞれ、１０．１及
び１０．３ｃｍであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 22/16 Ｃ０４Ｂ 22/16 Ｚ 28/02 28/02 // Ｃ０４Ｂ 103:60 111:32
Claims (4)
- 【請求項１】 アルカリ金属の塩を含むセメント組成物
用膨張防止剤。 - 【請求項２】 前記アルカリ金属がリチウム、ナトリウ
ム、カリウム及びこれらの混合物からなる群より選択さ
れ、前記塩が硝酸塩、亜硝酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩及
びこれらの混合物からなる群より選択される請求項１記
載の膨張防止剤。 - 【請求項３】 アルカリ金属の塩を含むセメント組成物
用膨張防止剤、及びアルミニウム含有スラグを含むセメ
ント組成物。 - 【請求項４】 前記アルミニウム含有スラグが、ゴミ焼
却灰溶融スラグ、製鋼スラグ、非鉄金属スラグ及びこれ
らの混合物からなる群より選択されるスラグである請求
項３記載のセメント組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21476299A JP3990514B2 (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21476299A JP3990514B2 (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | セメント組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001039749A true JP2001039749A (ja) | 2001-02-13 |
| JP3990514B2 JP3990514B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=16661128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21476299A Expired - Lifetime JP3990514B2 (ja) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | セメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3990514B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1312589A1 (fr) * | 2001-11-20 | 2003-05-21 | Eurovia | Procédé de traitement du machefer pour lutter contre le gonflement |
| JP2007106651A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Hazama Corp | セメント組成物用膨張抑制剤及びセメント組成物 |
| JP2008001552A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Hazama Corp | セメント硬化物用の金属アルミニウム含有スラグ及び／又は灰の製造方法及びセメント硬化物の製造方法 |
-
1999
- 1999-07-29 JP JP21476299A patent/JP3990514B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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