JP2007314393A - コンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法 - Google Patents
コンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007314393A JP2007314393A JP2006147750A JP2006147750A JP2007314393A JP 2007314393 A JP2007314393 A JP 2007314393A JP 2006147750 A JP2006147750 A JP 2006147750A JP 2006147750 A JP2006147750 A JP 2006147750A JP 2007314393 A JP2007314393 A JP 2007314393A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concrete
- alkali
- silica reaction
- fine powder
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
【課題】 コンクリート廃材から得られる微粒分、微粉末を利用して、反応性骨材によるコンクリートやモルタルのアルカリシリカ反応を有効に抑制する。
【解決手段】 コンクリート製造過程において、再生手段を経てコンクリート廃材から再生骨材を製造した後に得られた残渣微粒分ないし微粉末を、使用セメント量に対して15〜45質量%で置換することで、前記使用セメントのアルカリ分と反応性骨材のシリカ成分との反応を抑制させるようにした。
【選択図】 なし
【解決手段】 コンクリート製造過程において、再生手段を経てコンクリート廃材から再生骨材を製造した後に得られた残渣微粒分ないし微粉末を、使用セメント量に対して15〜45質量%で置換することで、前記使用セメントのアルカリ分と反応性骨材のシリカ成分との反応を抑制させるようにした。
【選択図】 なし
Description
本発明はコンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法に係り、特にコンクリート廃材から再生骨材を製造する際に発生する残渣分を利用して反応性骨材によるコンクリートやモルタルのアルカリシリカ反応を抑制するようにしたコンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法に関する。
近年、良質な河川天然骨材等の枯渇により、コンクリートに用いられる骨材の供給事情はひっ迫した状況にある。そのため、原石山から得た母岩を破砕した砕石、砕砂が供給骨材の多くを占めるようになってきている。従来、砕石、砕砂の原石には硬質砂岩、石灰石等の良質な硬質岩石が選ばれてきたが、最近ではこれらの原石採取が可能な地域も環境保全等の問題でその採取が制限されたりしてきている。そこで、最近では従来あまり利用されていなかった岩種の原石も骨材として使用されるようになってきた。このような背景から近年、アルカリシリカ反応を代表とする反応性骨材によるコンクリート構造物の不良発生が問題化してきている。
これらのアルカリシリカ反応を抑制する方法としては、使用骨材の表面に改質層を形成して使用骨材のアルカリシリカ反応性を阻止する方法(特許文献1)や、アルカリシリカ反応抑制物質を、コンクリート製造時に添加する方法(特許文献2,特許文献3)が主要な対策として提案されている。
特許文献1には、天然骨材の表面に、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物を高温加熱処理して、天然骨材の表面においてカルシウム化合物を反応させた改質層を形成し、コンクリート製造時にセメント中のアルカリ成分と天然骨材中の反応性シリカ等の鉱物との直接接触を遮断し、アルカリシリカ反応を防止することが開示されている。
特許文献2では、アルカリシリカ反応抑制物質として、ゼオライト、活性炭、カーボンブラック、イオン交換容量の多い粘土鉱物等の各種材料が提案されており、また特許文献3では、緑色ガラス瓶等から得られたリサイクル材料としてのクロムガラス小片が反応抑制物質として提案されている。
一方、近年、高度経済成長期に建設された鉄筋コンクリート建物が、建物機能の更新の要請、地域再開発等の理由から取り壊されるケースが増えてきている。このため、鉄筋コンクリート建物を解体したコンクリート廃材の発生量が増加している。コンクリート廃材は通常、再資源化施設で破砕して路盤材(再生砕石)として使用されているが、こうした用途での適用は限界となりつつある。
こうした状況のもと、再生骨材の品質を天然骨材なみに高めて再利用する技術開発も進められており、出願人は、すでに、コンクリート廃材をコンクリート構造物等へ再利用するために、コンクリート廃材からバージン骨材と同等の品質を有する再生骨材と副産物である微粉末とを製造し、すべて再利用するシステム(コンクリート資源循環システム)を提案している(特許文献4)。
ところで、上述のいずれのコンクリート廃材再生技術においても、骨材表面に付着していたセメント分を取り除く工程において、多量のコンクリート微粉(機械すりもみにおいては比表面積が1,000〜3,000cm2/g程度の微粒分、前述の加熱すりもみ法においては比表面積が3,000cm2/g程度以上の微粉末)が発生する。これらのコンクリート微粒分あるいは微粉末は、現状ではその用途が確立されていないため、その用途の開発、あるいは処理方法が問題となっている。
出願人は、その点に着目し、すでに特許文献4において、再生されたコンクリート微粉末を各種地盤改良材料として使用することを提案したが、さらに上述のコンクリート再生骨材残渣としてのコンクリート微粒分ないし微粉末が上述のアルカリシリカ反応抑制に寄与することができないかの試験、検討を行った。
出願人は、コンクリート細粒分ないし微粒分が上述のアルカリシリカ反応抑制において、以下の条件を満たすことにより、その効果を奏するとの知見を得た。
従来から、水和熱の抑制や長期強度の増進などを目的にコンクリート混和材として使用されているフライアッシュや高炉スラグなどは発電施設の燃料灰、製鉄工程等の他産業の副産物であるが、それらにはアルカリシリカ反応抑制効果があることが確認されている。フライアッシュや高炉スラグによるアルカリシリカ反応抑制効果は、ポゾラン反応によるCa(OH)2の消費と、結晶成長に伴い生成されたカルシウムシリケート相(CSH)によるアルカリの吸着(固定)による効果として説明されているが、同様な効果が廃コンクリート微粉末にもあることが確認できた。
その際、アルカリシリカ反応抑制効果を有効に奏する条件として、材料の中性化が進行していることが上げられる。これに対して通常、コンクリート微粒分等は湿式処理を行うものを除き、再利用までのプロセスにおいて大気に曝されるため、中性化が進行しており、これらの条件を満たしている。
また、粒度に関してはあまり細かくない方がアルカリシリカ反応抑制効果が高いことが確認された。しかし、加熱すりもみ法によって得られた、比表面積が5,000cm2/gを超えるコンクリート微粉末(微粒分)でもアルカリシリカ反応抑制効果が確認された。さらに、具体的には、アルカリシリカ反応抑制対策として使用する場合、比表面積が大きい微粉末では、セメント量の45質量%程度以下で混合することが好ましく、一方、再生骨材の製造時の残渣として中性化が進行し、かつ粒度があまり細かくない細粒分ないし微粒分を用いる場合には、これより少ない混合率でも高いアルカリシリカ反応抑制効果を期待できる。
また、粒度に関してはあまり細かくない方がアルカリシリカ反応抑制効果が高いことが確認された。しかし、加熱すりもみ法によって得られた、比表面積が5,000cm2/gを超えるコンクリート微粉末(微粒分)でもアルカリシリカ反応抑制効果が確認された。さらに、具体的には、アルカリシリカ反応抑制対策として使用する場合、比表面積が大きい微粉末では、セメント量の45質量%程度以下で混合することが好ましく、一方、再生骨材の製造時の残渣として中性化が進行し、かつ粒度があまり細かくない細粒分ないし微粒分を用いる場合には、これより少ない混合率でも高いアルカリシリカ反応抑制効果を期待できる。
このような知見を踏まえ、アルカリシリカ反応抑制を実現するための、コンクリート微粒分あるいは微粉末の使用用途の拡大という観点から、本発明はコンクリート製造過程において、再生手段を経てコンクリート廃材から再生骨材を製造した後に得られた残渣細粒分ないし微粒分を、使用セメント量に対して45質量%以下で置換することで、前記使用セメントのアルカリ分と反応性骨材のシリカ成分との反応を抑制させるようにしたことを特徴とする。
前記残渣細粒分ないし微粒分の比表面積が1,000〜3,000cm2/gであるときの前記使用セメント量に対する置換率を、15〜35質量%とすることが好ましい。
前記残渣細粒分ないし微粒分の比表面積が3,000cm2/g以上であるときの前記使用セメント量に対する置換率を、25〜45質量%とすることが好ましい。
前記コンクリート廃材で使用されたセメントは、高炉セメントB種である場合、その効果はより好ましく発揮される。
本発明によれば、コンクリート廃材から再生骨材を製造する際に発生する残渣分を有効利用して、コンクリートやモルタルのアルカリシリカ反応を効果的に抑制することができるという効果を奏する。
以下、本発明のコンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法の実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。
[微粉末のアルカリシリカ反応抑制効果]
図1は、反応性の安山岩砕砂と山砂(チャート系)を対象に、再生微粉末を用いて行った迅速法による試験結果を示した膨張率試験結果図である。同図(a),(b)に示したように、コンクリート微粉末の各置換率において、迅速法(JIS A 1804)により高圧促進養生され作製されたモルタルバーの膨張率は、微粉末の含有アルカリ量にかかわらず、微粉末で置換することにより抑制されることが確認された。また、その抑制効果は高炉スラグで置換した場合よりも高い傾向があることが認められた(同図(b))。また、同図(b)に示したように、コンクリート微粉末をセメントに対して45質量%まで置換しても試験体の膨張は完全には抑制できないが、従来、アルカリシリカ反応抑制対策材料として用いられている高炉スラグと比較しても、比表面積が大きなコンクリート微粉末の場合も45質量%程度の置換をすれば、アルカリシリカ反応抑制効果は確実なものと考えられる。
図1は、反応性の安山岩砕砂と山砂(チャート系)を対象に、再生微粉末を用いて行った迅速法による試験結果を示した膨張率試験結果図である。同図(a),(b)に示したように、コンクリート微粉末の各置換率において、迅速法(JIS A 1804)により高圧促進養生され作製されたモルタルバーの膨張率は、微粉末の含有アルカリ量にかかわらず、微粉末で置換することにより抑制されることが確認された。また、その抑制効果は高炉スラグで置換した場合よりも高い傾向があることが認められた(同図(b))。また、同図(b)に示したように、コンクリート微粉末をセメントに対して45質量%まで置換しても試験体の膨張は完全には抑制できないが、従来、アルカリシリカ反応抑制対策材料として用いられている高炉スラグと比較しても、比表面積が大きなコンクリート微粉末の場合も45質量%程度の置換をすれば、アルカリシリカ反応抑制効果は確実なものと考えられる。
[コンクリート微粒分、微粉末別による奏効の比較]
次に、どのような条件のコンクリート微粉(微粒分、微粉末)でアルカリシリカ反応抑制効果が高いのかについて、硬化セメントペーストを粉砕して作製した各種の擬似微粉を用いて、その効果について検討した。図2は、その試験結果を示している。同図に示したように、
(1)普通セメント(NC)を用いた硬化セメントペーストを微粉砕した場合、0.15〜0.3mmの微粉末でアルカリシリカ反応抑制効果が認められた。
(2)高炉セメントB種(BB)を用いた硬化セメントペーストを微粉砕した方がアルカリシリカ反応抑制効果が得られる。
(3)微粉の中性化が進むと、さらに高い抑制効果が認められる。
ことが確認された。
次に、どのような条件のコンクリート微粉(微粒分、微粉末)でアルカリシリカ反応抑制効果が高いのかについて、硬化セメントペーストを粉砕して作製した各種の擬似微粉を用いて、その効果について検討した。図2は、その試験結果を示している。同図に示したように、
(1)普通セメント(NC)を用いた硬化セメントペーストを微粉砕した場合、0.15〜0.3mmの微粉末でアルカリシリカ反応抑制効果が認められた。
(2)高炉セメントB種(BB)を用いた硬化セメントペーストを微粉砕した方がアルカリシリカ反応抑制効果が得られる。
(3)微粉の中性化が進むと、さらに高い抑制効果が認められる。
ことが確認された。
コンクリート中性化が進むとアルカリシリカ反応抑制効果が高まる理由としては、中性化の際に、CSHの一部がシリカゲルと炭酸カルシウムに分解するが、このシリカゲルはポゾラン活性が高いため、Ca(OH)2を消費するとともに、新しくできた水和物中にアルカリを取り込むためと考えられる。また、BBの方がアルカリシリカ反応抑制効果の高いのはCa/Si比の低いCSHが生成され、アルカリ吸着性能がやや高くなったためと考えられる。砕砂も山砂も同様の傾向であることから、比表面積の大きい加熱すりもみ法により得られたコンクリート微粉末より、比表面積の比較的小さなコンクリート微粒分の方がアルカリシリカ反応抑制効果は高いといえる。
[コンクリート微粉の置換率]
コンクリート廃材から再生材料としての各種再生骨材(粗骨材、細骨材)を製造した後の微粒分で構成される再生骨材残渣(コンクリート微粉)をセメントと置換したコンクリートの品質は微粉末の置換割合に応じて低下することが知られている。これは再生骨材残渣には強度を増進する効果はほとんどないため、微粉末の置換に応じて、セメント量が低下するためである。
コンクリート廃材から再生材料としての各種再生骨材(粗骨材、細骨材)を製造した後の微粒分で構成される再生骨材残渣(コンクリート微粉)をセメントと置換したコンクリートの品質は微粉末の置換割合に応じて低下することが知られている。これは再生骨材残渣には強度を増進する効果はほとんどないため、微粉末の置換に応じて、セメント量が低下するためである。
しかし、このコンクリート微粉の使用セメントに対する置換率が5〜10質量%であれば、フレッシュコンクリートにおける特性および硬化コンクリートとしての特性に大きな低下は認められない。アルカリシリカ反応以外の特性低下を防止するために、コンクリート微粉の置換率はできるだけ低く設定することが好ましい。なお、比較的低強度の高流動コンクリートへ適用する場合には、コスト面のメリットを考慮すると、微粉量の置換率を高めることも好ましい。その場合、コンクリート微粉の置換量としては100〜200kg/コンクリート1m3程度の混入が可能である。以上の点を踏まえ、コンクリート微粉のセメントとの置換に対するアルカリシリカ反応抑制が確実な範囲(表中、◎で表示)と有効な範囲(表中、○で表示)をまとめると、下表のように区分することができる。
同表に示したように、コンクリート微粉の種類に応じて、アルカリシリカ反応抑制が有効な範囲以上の区分において、コンクリート微粉の置換率を決定し使用すればよい。その際、上述のように、フレッシュコンクリートとしての特性および硬化コンクリート時の特性とのバランスを考慮してその置換率を決定することが好ましい。
1 コンクリート表面
Claims (3)
- コンクリート製造過程において、再生手段を経てコンクリート廃材から再生骨材を製造した後に得られた残渣微粒分ないし微粉末を、使用セメント量に対して45質量%以下で置換することで、前記使用セメントのアルカリ分と反応性骨材のシリカ成分との反応を抑制させるようにしたことを特徴とするコンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法。
- 前記残渣微粒分の比表面積が1,000〜3,000cm2/gであるときの前記使用セメント量に対する置換率を、15〜35質量%とする請求項1に記載のコンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法。
- 前記残渣微粉末の比表面積が3,000cm2/g以上であるときの前記使用セメント量に対する置換率を、25〜45質量%以下とする請求項1に記載のコンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006147750A JP2007314393A (ja) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | コンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006147750A JP2007314393A (ja) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | コンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007314393A true JP2007314393A (ja) | 2007-12-06 |
Family
ID=38848606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006147750A Pending JP2007314393A (ja) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | コンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007314393A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012242171A (ja) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Taiheiyo Cement Corp | 石炭灰の評価方法、およびセメント又はコンクリートの製造方法 |
CN110333316A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-15 | 吴云 | 一种用于判断含板岩集料碱硅酸反应活性的混凝土微柱试件及其制备和使用方法 |
CN110376328A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 吴云 | 一种判断含板岩集料碱硅酸反应活性的方法 |
CN116102316A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-05-12 | 南通市建设混凝土有限公司 | 一种环保型再生混凝土及其制备工艺 |
-
2006
- 2006-05-29 JP JP2006147750A patent/JP2007314393A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012242171A (ja) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Taiheiyo Cement Corp | 石炭灰の評価方法、およびセメント又はコンクリートの製造方法 |
CN110333316A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-15 | 吴云 | 一种用于判断含板岩集料碱硅酸反应活性的混凝土微柱试件及其制备和使用方法 |
CN110376328A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 吴云 | 一种判断含板岩集料碱硅酸反应活性的方法 |
CN116102316A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-05-12 | 南通市建设混凝土有限公司 | 一种环保型再生混凝土及其制备工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108218272B (zh) | 源于废物的环保人造集料(骨料) | |
KR100464666B1 (ko) | 굴패각을 이용한 지반개량형 고화재 제조방법 | |
JP6404948B2 (ja) | アンモニアソーダ法による苛性スラッジから脱塩素苛性スラッジ混合物を調製する方法及びその応用 | |
JP4078788B2 (ja) | フッ素を含む産業廃棄物の安定化処理技術 | |
CN112279605B (zh) | 一种地下充填胶凝材料及其制备方法与应用 | |
Zeng et al. | Synergistic utilization of blast furnace slag with other industrial solid wastes in cement and concrete industry: Synergistic mechanisms, applications, and challenges | |
KR101675325B1 (ko) | 콘크리트구조물 단면복구제를 이용한 콘크리트구조물 표면보수 및 단면복구공법 | |
KR101789030B1 (ko) | 시멘트 혼화재와 그 제조방법 및 상기 시멘트 혼화재를 포함한 시멘트 및 상기 시멘트 혼화재를 포함한 콘크리트 | |
Gołek | Glass powder and high-calcium fly ash based binders–Long term examinations | |
JP2007314393A (ja) | コンクリートのアルカリシリカ反応抑制方法 | |
JP2003055025A (ja) | 水和硬化体 | |
JP3555987B2 (ja) | リサイクル可能なコンクリート、モルタルおよびそのリサイクル方法 | |
JP3606108B2 (ja) | 製鋼スラグの安定化処理法、土中埋設用材料及びその製造法 | |
JP6220326B2 (ja) | 生コンクリートの製造方法 | |
KR102565271B1 (ko) | 폴리실리콘 슬러지를 포함하는 지반 고화제용 콘크리트 조성물 | |
KR20110091170A (ko) | 철강슬러지와 생활폐기물 소각 비산재를 이용한 클링커 및 그 제조방법 | |
KR101860503B1 (ko) | 고내구성 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 하수관 | |
JP2008247642A (ja) | 無機複合硬化物およびその製造方法 | |
JP4630690B2 (ja) | セメント回収方法、該方法により回収されたセメント、及びセメント再利用方法 | |
JP4189730B2 (ja) | 石綿スレートの非石綿化処理方法 | |
KR101367506B1 (ko) | 알칼리실리카 반응억제 폐유리 골재 혼입 콘크리트 조성물, 그 조성물의 제조방법, 그 조성물을 포함하는 콘크리트 구조물 | |
KR100646849B1 (ko) | 폐콘크리트 재활용방법 | |
JP5269628B2 (ja) | セメント組成物 | |
JP2002086121A (ja) | 製鋼スラグおよび洗砂汚泥の処理方法 | |
JP2017019714A (ja) | 脱硫スラグを用いた水和固化体 |