JP2010001189A

JP2010001189A - セメント二次製品

Info

Publication number: JP2010001189A
Application number: JP2008161937A
Authority: JP
Inventors: Koichi Inoue; 井上功一
Original assignee: EG MODERN WORKS KK; NEXT ONE KK
Current assignee: EG MODERN WORKS KK; NEXT ONE KK
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-01-07
Also published as: WO2009153990A1

Abstract

【課題】供給が過剰となる解体コンクリート塊の再利用を進め、ヒートアイランド現象を抑制するために吸水性が高く、強度も保持したセメント二次製品を提供する。
【解決手段】解体したコンクリートを処理して得られる絶乾密度２．２ｇ／ｃｍ³以上、吸水率３．５〜７．５％の再生骨材を使用する。再生骨材の粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材を２５〜３０％、１．２ｍｍ未満の骨材を７０〜７５％として、それらをセメント、水と混練してセメント二次製品を製造する。解体コンクリート塊を有効利用し、保水率と製品の強度を確保する。保水していた水分が気化するときの気化熱によって、路面表面などの温度上昇を抑制する。
【選択図】図５

Description

本発明は、工場にて生産する側溝、側溝用蓋、境界ブロック、植樹枡ブロックなどのセメント二次製品に関するものであり、特に保水性が高く、その水分が蒸発したときの気化熱により気温の上昇を抑制可能なセメント二次製品に関するものである。

コンクリート構造物を解体した際に発生するコンクリート塊の９割以上が道路用路盤材や埋戻し材などとして再利用されている。
しかしながら、高度経済成長期に建設された各種構造物の供用年数が終了し、コンクリート解体量が増加すること、また路盤材を大量に使用する新規大型事業が整備完了し、道路用骨材需要量が減少することから、近い将来、コンクリート解体量が道路用骨材需要量を上回ることが予想されている。
そこで、これらコンクリート塊をコンクリート用骨材として利用する再生骨材及びそれらを用いた再生骨材コンクリートについての研究が進められている。

コンクリート塊を解体して取り出す骨材が、自然骨材と異なるのは、再生骨材の周囲に古いコンクリートのモルタル分が付着している点である。
このモルタル分を除去する手段として、次のようないくつかの方式がある。
＜加熱擦り揉み方式＞：コンクリート塊を約３００℃で加熱処理し、付着モルタルを脆弱化させた状態で擦り揉み効果を与えて分離する。
＜偏心ロータ方式＞：偏心回転する筒にコンクリート塊を投入し、コンクリート塊同士の擦り揉みで付着モルタルと分離する。
＜機械式擦り揉み方式＞：仕切り板を有するドラム内に鋼球を充填し、コンクリート塊を投入して仕切り板を回転することで付着モルタルと分離する。
＜湿式選別方式＞：ミルのクロスヘッド部を回転させ、コンクリート塊のモルタル分を除去し、ジグで流水による比重選別を行い不純物を除去する。
＜スクリュー摩砕方式＞：コンクリートを回転するスクリューによって擦り揉み処理し、付着モルタルを分離する。

これら方式によって再生した再生骨材は、一般の自然骨材と比較して吸水率が高い。この比較のグラフを図１に示す。
これは、骨材の周囲に、空隙が多く低密度なモルタルが多量に付着しており、この空隙に水分が侵入して吸水率が増加するためである。
他方、吸水率が増加すると、耐久性指数および圧縮強度は低下し、乾燥収縮ひずみが増加しており、品質は低下していると言える。この比較のグラフを図２及び図３に示す。

上記した骨材の周囲からモルタル分を除去する方式によって再生した骨材は、その品質に応じて再生骨材Ｈ、Ｍ、Ｌの三段階に分けられる。
＜再生骨材Ｈ＞：破砕、摩砕、分級等の高度な処理を行い製造した骨材。
＜再生骨材Ｍ＞：再生骨材Ｈに比べ、処理を簡易にして製造した骨材。
＜再生骨材Ｌ＞：破砕処理のみで製造した骨材。
上記の再生骨材Ｍは、再生骨材ＨとＬの中間の品質を持つもので、品質規格値は、絶乾密度が粗骨材と細骨材の双方で２．３〜２．５未満、吸水率が粗骨材で３．０〜５．０％、細骨材で３．５〜７．０％である。
本発明での極めて重要な要素は、骨材の周囲が極力モルタル分を排除した再生骨材Ｈを使用するのではなく、またモルタル分が多く残っている再生骨材Ｌを使用するのでもなく、その中間の品質を有する再生骨材Ｍを利用して、吸水性と保水性を積極的に製品の品質として得、かつ製品の強度も確保するものである。

他方、近年都市部での舗装道路やコンクリート建築物密集地での気温の上昇が、ヒートアイランド現象として問題となっている。
これらの対策として、特開２００７−２９１７８３号公報に記載された発明が提案されている。
同公報発明は、保水性を有するコンクリートブロックにより、保水していた水分が気化するときの気化熱によって、道路や構造物表面温度の上昇を抑えようとするものである。

前記したように、再生骨材は、吸水性・保水性が高いが、他方、その強度が低くなることで問題がある。
再生骨材を、側溝ブロックやその蓋などに使用すれば、供給過剰となる解体コンクリート塊の処理を進めることが可能となるが、他方、それらセメント二次製品の強度を如何に確保するかが問題となる。
特開２００７−２９１７８３号公報

解決しようとする課題は、供給が過剰となる解体コンクリート塊の処理の推進と、ヒートアイランド現象を抑制するために吸水性が高く、強度も保持したセメント二次製品を提供することである。

本発明にかかるセメント二次製品は、解体したコンクリートを処理して得られる絶乾密度が２．２ｇ／ｃｍ³以上、吸水率３．５〜７．５％の再生骨材を使用し、
その再生骨材の粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材を２５〜３０％、１．２ｍｍ未満の骨材を７０〜７５％として、
それらをセメント、水と混練して製造するものである。
本発明にかかる他のセメント二次製品は、粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材のうち、１．２〜２．５ｍｍ未満の骨材が１０％、２．５〜５ｍｍまでの骨材が２０％であることを特徴とするものである。
更に、本発明にかかるセメント二次製品は、粒径が１．２ｍｍ未満の骨材のうち、０．１５〜０．３ｍｍ未満の骨材が４５％、０．３〜０．６ｍｍ未満の骨材が１５％、０．６〜１．２ｍｍ未満の骨材が１０％であることを特徴とするものである。

本発明にかかるセメント二次製品は、以上の構成よりなり、少なくとも次のうちのいずれか一つの効果を達成する。
＜ａ＞再生骨材のセメント二次製品へ有効な利用手段を提供でき、今後供給過剰が予想できる解体コンクリート塊の処分の道を開くことができる。
＜ｂ＞再生骨材のうち、吸水率が３．５〜７．０％の吸水率が比較的高い骨材を使用しているため、保水力が高く、温度が上昇したときに、その水分が気化するときの気化熱となって路面などの温度が上昇するのを抑制可能なセメント二次製品とすることができる。
＜ｃ＞粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材を２５〜３０％配合することで製品の強度を確保し、１．２ｍｍ未満の骨材を７０〜７５％とすることで保水性を確保することが可能となる。
＜ｄ＞粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材のうち、１．２〜２．５ｍｍ未満の骨材が１０％、２．５〜５ｍｍまでの骨材が２０％であるようにすることで、最適の強度発現を可能とする。
＜ｅ＞粒径が１．２ｍｍ未満の骨材のうち、０．１５〜０．３ｍｍ未満の骨材が４５％、０．３〜０．６ｍｍ未満の骨材が１５％、０．６〜１．２ｍｍ未満の骨材が１０％とすることで、最適な保水力も確保可能である。

本発明では、解体したコンクリート塊を破砕して得た再生骨材Ｍを使用して、吸水・保水性を確保するとともに、強度も不足のないセメント二次製品を製作するものである。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
本発明で使用する再生骨材は、解体コンクリート塊を処理して再生した骨材のうち、ある程度付着モルタルを除去した再生骨材Ｍ（ＪＩＳ規格Ａ５０２１，ここでＪＩＳとは「日本工業規格」を言う。）を使用するもので、その骨材の品質は、絶乾密度が２．２ｇ／ｃｍ³以上、吸水率３．５〜７．５％（ＪＩＳ原案）である。
その再生骨材の粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材を２５〜３０％、１．２ｍｍ未満の骨材を７０〜７５％となるように配合する。また絶乾密度は２．３〜２．５ｇ／ｃｍ³程度が好適である。
粒径が１．２〜５ｍｍの骨材は、セメント二次製品の強度を確保する要因となり、その量が骨材全体の２５％以下であると、強度が低下し、セメント二次製品としてふさわしくない。
粒径が１．２ｍｍ未満の骨材は、セメント二次製品の保水性を確保する要因となり、その量が骨材全体の７０％以下であると、保水性が低下する。
その実施例で試みた再生骨材の粒度（配合例）を、次の表１に示す。

上記表１の配合例（１）〜（５）のうち、最も好ましい配合であったのが、配合例（４）であって、強度と保水性を満足させる最適な粒度組み合わせであった。
最下段に記載したのは、一般的な粒度分布（７号砂）である。
本発明で特徴的なのは、粒径５ｍｍ以下の骨材を粒径によって分級して、それを使用することであって、配合例（４）では、粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材のうち、１．２〜２．５ｍｍ未満の骨材が１０％、２．５〜５ｍｍまでの骨材が２０％とし、粒径が１．２ｍｍ未満の骨材のうち、０．１５〜０．３ｍｍ未満の骨材が４５％、０．３〜０．６ｍｍ未満の骨材が１５％、０．６〜１．２ｍｍ未満の骨材が１０％となっている。
５ｍｍ以下の骨材の粒度分布を、本発明のように仔細に検討して、その配合を最適化することで、吸水性・保水性と強度との双方のバランスを得ることが可能となった。

図４に示すのは、本発明にかかるセメント二次製品である側溝１と、その蓋２であって、表１の配合例（４）にかかる再生骨材を使用し、水セメント比セメント１００に対して水２５〜３５％で混練し、振動成形やプレス成形した後、養生して製品化したものである。
図５に示すように、側溝１と蓋２を成すセメント系硬化材は、再生骨材Ｍの使用によって保水性が高く、また骨材のうち粒径１．２〜５ｍｍの骨材が、骨材全体の３０％を占めているため、セメント二次製品としての強度も確保している。
側溝１或いは蓋２に日光が照射し、製品の温度が高くなってくると、側溝１や蓋２の骨材が保水していた水分が蒸発し、その気化するときの気化熱によって側溝１や蓋２、或いはその近くの路面などの温度の上昇が抑制され、ヒートアイランド現象を緩和する。

以上の実施例では、セメント二次製品として側溝１と蓋２について実施したが、その他、境界ブロック、セメント製擬木、植樹枡ブロックなど、様々なセメント二次製品につき実施可能である。

再生骨材と普通骨材の吸水率と表乾密度の関係を示すグラフ骨材の吸水率と乾燥収縮ひずみの関係を示すグラフ骨材の吸水率と耐久性指数・圧縮強度の関係を示すグラフ再生骨材を使用した側溝とその蓋の斜視図本発明にかかる二次製品から水分が気化する説明図

符号の説明

１：側溝
２：蓋

Claims

解体したコンクリートを処理して得られる絶乾密度が２．２ｇ／ｃｍ³以上、吸水率３．５〜７．５％の再生骨材を使用し、
その再生骨材の粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材を２５〜３０％、１．２ｍｍ未満の骨材を７０〜７５％として、
それらをセメント、水と混練して製造する
セメント二次製品。
粒径が１．２〜５ｍｍまでの骨材のうち、１．２〜２．５ｍｍ未満の骨材が１０％、２．５〜５ｍｍまでの骨材が２０％であることを特徴とする
請求項１記載のセメント二次製品。
粒径が１．２ｍｍ未満の骨材のうち、０．１５〜０．３ｍｍ未満の骨材が４５％、０．３〜０．６ｍｍ未満の骨材が１５％、０．６〜１．２ｍｍ未満の骨材が１０％であることを特徴とする
請求項１又は２記載のセメント二次製品。