【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材と特定の鉱物組成を有する焼成物を併用するコンクリート用粗骨材、および該コンクリート用粗骨材を含有するコンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビル等のコンクリート構造物を解体すると、その解体物であるコンクリートガラ（直径が５００〜１０００ｍｍ程度）が大量に発生する。このようなコンクリートガラは、従来、産業廃棄物として最終処分場で埋め立て処理されるか、又は再生砕石として道路用路盤材として使用されていた。
【０００３】
しかし、近年においては、上記のようなコンクリートガラの処分場を確保することが困難になってきている。このため、近年、コンクリートガラを再資源化あるいはリサイクルする方法が提案されている。例えば、コンクリートガラを所定の大きさに破砕して、再生粗骨材として回収し、これを再度コンクリートに使用するが提案されている。しかし、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合には、コンクリートの強度や静弾性係数が低下するという問題がある。そのため、従来より、再生粗骨材から、セメントモルタルやペースト分のほとんどを除去した高品質の再生粗骨材を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３９２５０号公報（第２−４頁）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載される方法では、ケーシングの鉛直筒部内に、筒状ロータを偏心回転可能に設けておき、該ロータと鉛直筒部との間隙にコンクリート塊と所定の硬度を有する媒体を挿入して、ロータの偏心回転によりコンクリート塊相互を摩擦接触させて骨材からセメントモルタルやペーストを除去するものである。該方法では、高品質の再生粗骨材を製造することはできるのではあるが、同時に再資源化がほとんどなされていない粉体も大量に発生してしまうという課題がある。
そこで、本発明では、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができるコンクリート用粗骨材およびコンクリートを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材であっても、特定の鉱物組成を有する焼成物と併用することにより、上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成させたものである。
【０００７】
即ち、本発明は、（Ａ）硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材と、（Ｂ）１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の一種以上を１０〜４０質量％、および２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・ＳｉＯ２の一種以上を含む焼成物、を併用することを特徴とするコンクリート用粗骨材である（請求項１）。前記特定の鉱物組成を有する焼成物と併用することにより、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができる。
上記焼成物は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を１０〜２５質量％、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を１０〜２０質量％かつ３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３の合計量が２０〜３５質量％、塩素量が０．１質量％以下で、さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ２及び／又は３ＣａＯ・ＳｉＯ２を含むものであることが好ましい（請求項２）。焼成物がこのような鉱物組成を有することにより、コンクリートの強度や静弾性係数の低下をより小さくすることができる。
また、上記焼成物は、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として製造したものであることが好ましく（請求項３）、ロータリーキルンで１２００〜１４５０℃で焼成されたものであることが好ましい（請求項４）。
また、本発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材を含有することを特徴とするコンクリートである（請求項５）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で使用する焼成物は、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の一種以上を１０〜４０質量％、および２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・ＳｉＯ２の一種以上を含むものである。このような鉱物組成を有する焼成物と併用することにより、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができる。
本発明においては、焼成物の鉱物組成は、焼成物自体の強度や安定性、コンクリートの強度や静弾性係数の低下低減の観点等から、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を１０〜２５質量％、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を１０〜２０質量％かつ３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３の合計量が２０〜３５質量％、塩素量が０．１質量％以下で、さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ２及び／又は３ＣａＯ・ＳｉＯ２を含むものであることが好ましい。
【０００９】
上記焼成物の原料としては、普通のセメント原料である石灰石、粘土、珪石、アルミ灰、ボーキサイト、鉄等を用いることができるが、一般廃棄物や産業廃棄物の有効利用を促進するために、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上と、必要に応じて、貝殻や下水汚泥に生石灰を混合した下水汚泥乾粉等を原料として用いることが好ましい。前記都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として用いる場合は、石灰石、粘土、珪石、アルミ灰、ボーキサイト、鉄等を混合して成分調整して用いることが好ましい。
【００１０】
本発明においては、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として使用する場合は、廃棄物から主に由来する塩素およびナトリウム、カリウム等のアルカリを、焼成工程で蒸気圧の低いアルカリ塩化物に変換して揮発させて除去するため、焼成物の原料調整において、アルカリ塩化物を生成するのに十分な量のアルカリ源または塩素源を添加する、即ち、アルカリ量に比べ塩素量が過剰な原料に対してはアルカリ源を添加し、一方、塩素量に比べアルカリ量が過剰な場合は塩素源を添加することが好ましい。
なお、アルカリ源としては、炭酸ナトリウムまたはアルカリ含有廃棄物を使用することができる。塩素源としては、塩化カルシウムまたは塩化ビニル樹脂等の塩素含有廃棄物を使用することができる。
【００１１】
本発明においては、上記焼成物は、ロータリーキルンで１２００〜１４５０℃で焼成されたものであることが好ましい。ロータリーキルンで前記温度範囲で焼成することにより、焼成物の強度や安定性が向上するとともに、焼成物はほぼ球状のものとなり、コンクリートの流動性等を向上することができる。
【００１２】
本発明においては、上記焼成物は、「ＪＩＳ Ａ １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準じて測定した吸水率が、３．５％以下であることが好ましい。吸水率が３．５％を越えると、焼成物自体の強度や安定性が低下するので好ましくない。
【００１３】
本発明において、硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材としては、コンクリートガラを既往の方法・装置を用いて破砕して得られる再生粗骨材が挙げられる。コンクリートガラを破砕する方法としては、例えば、ロールクラッシャやジョークラッシャで破砕する方法や、特許第３２００３８７号に記載される方法で破砕する方法等が挙げられる。
【００１４】
本発明においては、上記再生粗骨材は、「ＪＩＳ Ａ １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準じて測定した吸水率が、５．０％以下であることが好ましく、３．０％以下であることがより好ましい。吸水率が５．０％を越えると、上記焼成物と併用してもコンクリートの強度や静弾性係数の低下が大きくなるので好ましくない。
【００１５】
本発明においては、上記再生粗骨材と上記焼成物の比率は、再生粗骨材１００質量部に対して、焼成物５〜１００質量部が好ましく、１０〜５０質量部がより好ましい。再生粗骨材１００質量部に対して、焼成物が前記範囲外では、コンクリートの強度や静弾性係数の低下が大きくなるので好ましくない。
なお、再生粗骨材と焼成物の混合は、コンクリートの混練前に行っても良いし、コンクリートの混練時に、再生粗骨材と焼成物をそれぞれ個別にミキサに投入して行っても良い。
【００１６】
【試験例】
以下、試験例により本発明を説明する。
１．使用材料
１）都市ゴミ焼却灰を原料とした焼成物
表１に示す乾燥した都市ゴミ焼却灰３２．６質量％、石灰石粉６４．２質量％、鉄原料２．７質量％、ソーダ灰（炭酸ナトリウム９９．６質量％含有：セントラル硝子社製）１．４５質量％を配合して成分調整した原料をロータリーキルンを用いて、１３００〜１４５０℃で焼成して、焼成物を調製した。表２に焼成物の鉱物組成を示す。
なお、該焼成物はほぼ球状であり、その粒径は５〜２０ｍｍであった。また、該焼成物の「ＪＩＳ Ａ １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準じて測定した吸水率は、１．７％であった。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
２）再生粗骨材
解体現場で発生したコンクリートガラ（普通ポルトランドセメント、陸砂、砕石を使用したコンクリート構造物を解体して生じたもの）を特許第３２００３８７号に記載される方法で粒径が５〜２０ｍｍになるまで破砕した。該再生粗骨材の「ＪＩＳ Ａ １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準じて測定した吸水率は、２．６７％であった。
【００２０】
３）その他の材料
▲１▼セメント；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）
▲２▼細骨材；静岡県小笠産陸砂
▲３▼砕石；茨城県岩瀬産砕石２００５
▲４▼水；水道水
▲５▼高性能減水剤；花王（株）製「マイティ１００」（ナフタレンスルホン酸系）
【００２１】
２．コンクリートの調製
前記材料を使用し、表３に示す配合にしたがって各材料を２軸強制練りミキサ（０．１ｍ３）に一括投入し、２分間混練し、コンクリートを調製した。
【００２２】
【表３】
【００２３】
３．評価
１）スランプ値
試験例１〜４のコンクリートのスランプ値を、「ＪＩＳ Ａ １１０１（コンクリートのスランプ試験方法）」に準じて測定した。
２）圧縮強度
試験例１〜４のコンクリートをφ１０×２０ｃｍの型枠に流し込み、２０℃で２４時間湿空養生後脱型し、２０℃で２８日間水中養生した後、「ＪＩＳ Ａ １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準じて圧縮強度を測定した。
３）静弾性係数
試験例１〜４のコンクリートの静弾性係数を「ＪＩＳ Ａ １１４９（コンクリートの静弾性係数試験方法）」に準じて測定した。
その結果を表４に示す。
【００２４】
【表４】
【００２５】
表４から、本発明のコンクリート用粗骨材を用いたコンクリート（試験例１〜２）では、コンクリートの強度や静弾性係数の低下が小さいことが分かる。
一方、再生粗骨材のみ使用した試験例３のコンクリートでは、コンクリートの強度や静弾性係数の低下が大きかった。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンクリート用粗骨材では、硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材と、特定の鉱物組成を有する焼成物を併用することにより、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができる。
また、本発明のコンクリート用粗骨材では、一般廃棄物や産業廃棄物の有効利用を促進することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coarse aggregate for concrete in which a recycled coarse aggregate obtained from dismantled hardened concrete and a fired product having a specific mineral composition are used in combination, and a concrete containing the coarse aggregate for concrete.
[0002]
[Prior art]
When a concrete structure such as a building is dismantled, a large amount of concrete scrap (having a diameter of about 500 to 1000 mm) as the dismantled material is generated. Conventionally, such concrete waste has been landfilled at a final disposal site as industrial waste, or used as roadbed material as recycled crushed stone.
[0003]
However, in recent years, it has become difficult to secure the above-mentioned concrete waste disposal site. For this reason, in recent years, a method of recycling or recycling concrete waste has been proposed. For example, it has been proposed that concrete waste is crushed to a predetermined size, collected as recycled coarse aggregate, and used again for concrete. However, when a low-quality recycled coarse aggregate to which cement mortar or paste is adhered is used, there is a problem that the strength and the static elastic modulus of the concrete are reduced. For this reason, a method for producing a high-quality recycled coarse aggregate from which most of the cement mortar and paste has been removed from the recycled coarse aggregate has been proposed (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-239250 (pages 2-4).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the method described in Patent Document 1, a cylindrical rotor is provided eccentrically rotatable in a vertical cylindrical portion of a casing, and a concrete mass and a medium having a predetermined hardness are provided in a gap between the rotor and the vertical cylindrical portion. The cement mortar and the paste are removed from the aggregate by inserting the concrete blocks into frictional contact with each other by eccentric rotation of the rotor. Although this method can produce high-quality recycled coarse aggregate, it has a problem that a large amount of powder that has not been recycled at the same time is generated.
Therefore, in the present invention, even when a low-quality recycled coarse aggregate to which cement mortar or paste is adhered is used, a coarse aggregate for concrete and a concrete capable of reducing a decrease in the strength and static elastic modulus of concrete can be reduced. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, even a low-quality recycled coarse aggregate to which cement mortar or paste is attached is used in combination with a fired product having a specific mineral composition. As a result, the inventors have found that the above-mentioned problems can be solved, and have completed the present invention.
[0007]
That is, the present invention, (A) and reproducing coarse aggregate obtained from demolition of hardened concrete, (B) 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaCl 2, 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2, 3CaO · Al 2 O 3 of one or more 10 to 40 wt%, and 2CaO · SiO 2, baked product comprising one or more 3CaO · SiO 2, a concrete coarse aggregate, which comprises in combination (claim 1) . By using in combination with the fired product having the specific mineral composition, even when using a low-quality recycled coarse aggregate to which cement mortar or paste is adhered, it is possible to reduce a decrease in strength and static elastic modulus of concrete. Can be.
The baked product, the 3CaO · Al 2 O 3 10~25 wt%, 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 10 to 20 wt% and 3CaO · Al 2 O 3 and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 the total amount of O 3 is 20 to 35 mass%, chlorine content of 0.1 mass% or less, furthermore, it preferably contains a 2CaO · SiO 2 and / or 3CaO · SiO 2 (claim 2). When the fired product has such a mineral composition, the decrease in the strength and the static elastic modulus of the concrete can be further reduced.
The fired product is preferably manufactured using at least one of municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash as a raw material (Claim 3), and fired at 1200 to 1450 ° C. in a rotary kiln. Is preferable (claim 4).
Further, the present invention is a concrete containing the coarse aggregate for concrete according to any one of claims 1 to 4 (claim 5).
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Calcined product used in the present invention, 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaCl 2, 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2, 10~40 wt% of one or more of 3CaO · Al 2 O 3, and 2CaO · SiO 2 And 3CaO.SiO 2 . By using in combination with a fired product having such a mineral composition, even when using low-quality recycled coarse aggregate to which cement mortar or paste is attached, it is possible to reduce the decrease in strength and static elastic modulus of concrete. Can be.
In the present invention, the mineral composition of the fired product is such that 10% to 25% by mass of 3CaO.Al 2 O 3 is used from the viewpoint of the strength and stability of the fired product itself and the reduction in the strength and the static modulus of the concrete. · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 10 to 20 wt% and the total amount of 3CaO · Al 2 O 3 and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 is 20 to 35 mass%, chlorine content is zero. 1 mass% or less, furthermore, preferably contains a 2CaO · SiO 2 and / or 3CaO · SiO 2.
[0009]
As a raw material of the above-mentioned calcined material, limestone, clay, silica, aluminum ash, bauxite, iron and the like, which are ordinary cement raw materials, can be used.To promote the effective use of general waste and industrial waste, It is preferable to use, as raw materials, at least one kind of municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash, and if necessary, sewage sludge dry powder obtained by mixing quicklime with shells or sewage sludge. When one or more of the above-mentioned municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash is used as a raw material, it is preferable to use a mixture of limestone, clay, silica stone, aluminum ash, bauxite, iron and the like to adjust the components.
[0010]
In the present invention, when one or more of municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash are used as a raw material, alkalis such as chlorine, sodium, and potassium mainly derived from waste are converted into alkalis having a low vapor pressure in the firing step. In order to convert the material into a chloride and volatilize it for removal, in the preparation of the raw material of the calcined product, an alkali source or a chlorine source in an amount sufficient to produce an alkali chloride is added. It is preferable to add an alkali source to an excess raw material, while adding a chlorine source when the alkali amount is excessive compared to the chlorine amount.
In addition, as an alkali source, sodium carbonate or alkali-containing waste can be used. As the chlorine source, chlorine-containing waste such as calcium chloride or vinyl chloride resin can be used.
[0011]
In the present invention, the fired product is preferably fired at 1200 to 1450 ° C. in a rotary kiln. By calcining in a rotary kiln in the above temperature range, the strength and stability of the calcined product are improved, and the calcined product is substantially spherical, so that the fluidity of concrete can be improved.
[0012]
In the present invention, the calcined product preferably has a water absorption of 3.5% or less, measured according to “JIS A 1110 (Test method for density and water absorption of coarse aggregate)”. If the water absorption exceeds 3.5%, the strength and stability of the fired product itself decrease, which is not preferable.
[0013]
In the present invention, examples of the regenerated coarse aggregate obtained from the demolition of hardened concrete include regenerated coarse aggregate obtained by crushing concrete waste using a conventional method and apparatus. Examples of the method of crushing concrete waste include a method of crushing with a roll crusher or a jaw crusher, and a method of crushing with a method described in Japanese Patent No. 3200487.
[0014]
In the present invention, the regenerated coarse aggregate preferably has a water absorption of 5.0% or less, as measured according to “JIS A 1110 (Test method for density and water absorption of coarse aggregate)”, preferably 3% or less. 0.0% or less is more preferable. If the water absorption exceeds 5.0%, the strength and static elastic modulus of concrete are greatly reduced even when used in combination with the above-mentioned fired product, which is not preferable.
[0015]
In the present invention, the ratio of the regenerated coarse aggregate to the calcined product is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the regenerated coarse aggregate. If the fired product is out of the above range with respect to 100 parts by mass of the recycled coarse aggregate, it is not preferable because the strength and the static modulus of the concrete decrease significantly.
The mixture of the regenerated coarse aggregate and the fired product may be performed before kneading the concrete, or during the kneading of the concrete, the regenerated coarse aggregate and the fired product may be separately charged into a mixer.
[0016]
[Test example]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to test examples.
1. Materials used 1) Burned material made from municipal incineration ash as raw material 32.6% by mass of dried municipal incineration ash shown in Table 1, 64.2% by mass of limestone powder, 2.7% by mass of iron raw material, soda ash (carbonate A raw material prepared by blending 1.45% by mass (containing 99.6% by mass of sodium: manufactured by Central Glass Co., Ltd.) was fired at 1300 to 1450 ° C. using a rotary kiln to prepare a fired product. Table 2 shows the mineral composition of the fired product.
The fired product was substantially spherical, and the particle size was 5 to 20 mm. Further, the water absorption of the fired product measured according to “JIS A 1110 (Test method for density and water absorption of coarse aggregate)” was 1.7%.
[0017]
[Table 1]
[0018]
[Table 2]
[0019]
2) The particle size of the concrete waste generated at the dismantling site of the recycled coarse aggregate (normally produced by dismantling a concrete structure using portland cement, land sand and crushed stone) is determined by the method described in Japanese Patent No. 3200377. Crushed to 5-20 mm. The water absorption of the recycled coarse aggregate measured according to "JIS A 1110 (Test method for density and water absorption of coarse aggregate)" was 2.67%.
[0020]
3) Other materials (1) Cement; ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Corporation)
(2) Fine aggregate; land sand from Ogasa, Shizuoka Prefecture (3) Crushed stone; crushed stone from Iwase, Ibaraki 2005
(4) Water; tap water (5) High-performance water reducing agent; "Mighty 100" manufactured by Kao Corporation (naphthalenesulfonic acid)
[0021]
2. Preparation of Concrete Using the above-mentioned materials, each material was put in a lump into a biaxial forced kneading mixer (0.1 m 3 ) according to the composition shown in Table 3 and kneaded for 2 minutes to prepare concrete.
[0022]
[Table 3]
[0023]
3. Evaluation 1) Slump value The slump values of the concretes of Test Examples 1 to 4 were measured in accordance with "JIS A 1101 (Slump test method for concrete)".
2) The concretes of the compressive strength test examples 1 to 4 were poured into a mold having a diameter of 10 × 20 cm, cured at 20 ° C. for 24 hours, demolded, cured at 20 ° C. for 28 days in water, and then subjected to “JIS A 1108 (concrete). Compressive strength test method)).
3) Static Elastic Modulus The static elastic modulus of the concretes of Test Examples 1 to 4 were measured in accordance with "JIS A 1149 (Testing method for static elastic modulus of concrete)".
Table 4 shows the results.
[0024]
[Table 4]
[0025]
Table 4 shows that in the concrete using the coarse aggregate for concrete of the present invention (Test Examples 1 and 2), the decrease in the strength and the static elastic modulus of the concrete is small.
On the other hand, in the concrete of Test Example 3 using only the recycled coarse aggregate, the concrete strength and the static elastic modulus were significantly reduced.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the coarse aggregate for concrete of the present invention, cement mortar or paste adheres by using a recycled coarse aggregate obtained from the demolition of hardened concrete and a fired product having a specific mineral composition in combination. Even when a low-quality recycled coarse aggregate is used, it is possible to reduce a decrease in the strength and static elasticity of concrete.
Further, the coarse aggregate for concrete of the present invention can promote the effective use of general waste and industrial waste.
