JP2009281841A - 路盤材用材料の選別方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶出試験により材料からの[Ca2+]、[Al(OH)4 −]、[SO4 2−]、[OH−]の各イオン溶出量(mol/L)を測定し、これらイオン溶出量が下記(1)式を満足する材料を路盤材用材料として選別する。エトリンガイト系膨張を生じない材料を適切に選別することができ、エトリンガイト系膨張による路盤材の異常膨張とこれによる路盤の破壊等を適切に防止することができる。
[Ca2+]6・[Al(OH)4 −]2・[SO4 2−]3・[OH−]4<1.2×10−44 …(1)
【選択図】なし
Description
このようなことから、遊離CaOを含む可能性がある材料を路盤材に使用しようとする場合には、膨張を加速して評価する方法として、試験体を80℃の温浴に浸漬し、膨張する材料であるかどうかを見極める手法が採られることが多い。
したがって本発明の目的は、このような問題に鑑み、路盤材として使用した場合に異常膨張を生じない材料を選別することができる方法を提供することにある。
エトリンガイトは針状の析出物であり、これが材料粒子間の間隙を押し広げるようにして析出・成長するため、膨張代も大きなものとなると考えられる。このため路盤の膨張・破壊形態も、遊離CaO系の局所的な膨張とは異なり、路盤が水平方向に膨張し、断層状に破壊されるような形態となることが判った。
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
[Ca2+]6・[Al(OH)4 −]2・[SO4 2−]3・[OH−]4<1.2×10−44 …(1)
[2]複数種の材料を混合して路盤材とする際に、溶出試験により各材料からの[Ca2+]、[Al(OH)4 −]、[SO4 2−]、[OH−]の各イオン溶出量(mol/L)を測定し、これらイオン溶出量の最大値が下記(1)式を満足する複数種の材料を、混合して用いる路盤材用材料として選別することを特徴とする路盤材用材料の選別方法。
[Ca2+]6・[Al(OH)4 −]2・[SO4 2−]3・[OH−]4<1.2×10−44 …(1)
[3]上記[1]または[2]の選別方法において、材料が、コンクリート廃材、廃路盤材、レンガ廃材、スラグ、砕石の中から選ばれる1種または2種以上からなることを特徴とする路盤材用材料の選別方法。
エトリンガイト(3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O)は、以下のようなイオンから生成される。
3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O=6Ca2++2Al(OH)4 −+3SO4 2−+4OH−+26H2O
K=[Ca2+]6・[Al(OH)4 −]2・[SO4 2−]3・[OH−]4=1.2×10−44
であることから、材料から溶出するこれらのイオンの積が、エトリンガイトの溶解度積Kを下回れば、エトリンガイトは生成しない。したがって、本発明では、溶出試験により材料からの[Ca2+]、[Al(OH)4 −]、[SO4 2−]、[OH−]の各イオン溶出量(mol/L)を測定し、これらイオン溶出量が下記(1)式を満足する材料を路盤材用材料として選別するものである。
[Ca2+]6・[Al(OH)4 −]2・[SO4 2−]3・[OH−]4<1.2×10−44 …(1)
材料:利用有姿、1kg
水:10L
撹拌:撹拌翼で200rpm、6時間
各イオンの検出は、例えば以下のような方法で行うことができる。
Al(OH)4 −:JIS K 0102
58.4 ICP発光分光分析法でAlを検出し、これをAl(OH)4 −に換算
Ca2+:イオンクロマトグラフ法
SO4 2−:JIS K 0102 41.3 イオンクロマトグラフ法
OH−:pH測定
[Ca2+]6・[Al(OH)4 −]2・[SO4 2−]3・[OH−]4<1.2×10−44 …(1)
なお、このような選別方法は、言うまでもなく、[Ca2+]、[Al(OH)4 −]、[SO4 2−]、[OH−]の溶出量の最大値のうちの少なくとも2つが、異なる種類の材料のものである場合に実質的な有用性がある。
JIS K 0058-1に規定するタンクリーチング試験法による溶出試験により各材料からの[Ca2+]、[Al(OH)4 −]、[SO4 2−]、[OH−]の各イオン溶出量を測定した。各材料のイオン溶出量及びこのイオン溶出量を代入した(1)式左辺の値、材料A,Bを組み合わせた場合のイオン溶出量の最大値及びその最大値を代入した(1)式左辺の値、材料B,Cを組み合わせた場合のイオン溶出量の最大値及びその最大値を代入した(1)式左辺の値を、表2に示す。
また、2種類の材料を混合して使用する場合、材料A,Bの組み合わせでは、それらのイオン溶出量の最大値が(1)式を満足しないので、路盤材用材料として不適である。材料Aは、Al2O3濃度が高い上に細粒分の割合が多いため[Al(OH)4 −]の溶出量が多く、材料Bは[Ca2+]、[SO4 2−]の溶出量が多いため、これらが混合されることにより、エトリンガイトが生成してしまう。一方、材料B,Cの組み合わせでは、[Al(OH)4 −]の溶出量の最大値が小さく、それらのイオン溶出量の最大値が(1)式を満足するので、路盤材用材料として選別可能である。
Claims (3)
- 溶出試験により材料からの[Ca2+]、[Al(OH)4 −]、[SO4 2−]、[OH−]の各イオン溶出量(mol/L)を測定し、これらイオン溶出量が下記(1)式を満足する材料を路盤材用材料として選別することを特徴とする路盤材用材料の選別方法。
[Ca2+]6・[Al(OH)4 −]2・[SO4 2−]3・[OH−]4<1.2×10−44 …(1) - 複数種の材料を混合して路盤材とする際に、溶出試験により各材料からの[Ca2+]、[Al(OH)4 −]、[SO4 2−]、[OH−]の各イオン溶出量(mol/L)を測定し、これらイオン溶出量の最大値が下記(1)式を満足する複数種の材料を、混合して用いる路盤材用材料として選別することを特徴とする路盤材用材料の選別方法。
[Ca2+]6・[Al(OH)4 −]2・[SO4 2−]3・[OH−]4<1.2×10−44 …(1) - 材料が、コンクリート廃材、廃路盤材、レンガ廃材、スラグ、砕石の中から選ばれる1種または2種以上からなることを特徴とする請求項1または2に記載の路盤材用材料の選別方法。
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