JP2001354467A

JP2001354467A - リサイクルコンクリート

Info

Publication number: JP2001354467A
Application number: JP2000170865A
Authority: JP
Inventors: Takejirou Yamada; 武治郎山田
Original assignee: NANNOU CONCRETE KOGYO KK
Current assignee: NANNOU CONCRETE KOGYO KK
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2001-12-25

Abstract

(57)【要約】【課題】天然骨材を使用したコンクリートと同等の力
学的性能等を発揮することができるリサイクルコンクリ
ートを提供する。【解決手段】リサイクルコンクリートの主たる材料
は、還元期スラグと石膏を含有する結合材と、コンクリ
ート廃材を破砕して得られる再生骨材と、水である。こ
の結合材としては、６５〜８０重量％の還元期スラグと
３５〜２０重量％の石膏とからなるＡＴＫセメントが好
ましい。再生骨材としては、粗粒率が２．５〜３．０
で、０．３ｍｍふるいを通過する量が２０〜３０重量％
である細骨材と、粗粒率が６．３〜７．３で、４０ｍｍ
ふるいにとどまる量が５重量％以下の粗骨材との混合
物、あるいは粒径が４０ｍｍ以下（４０−０）で粗粒率
が５．０〜６．５の範囲にあるものが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、破砕したコンクリ
ート廃材を骨材として再生利用したリサイクルコンクリ
ートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリートの体積の７０〜８０％を占
める骨材には、従来、川砂利、川砂、砕石、砕砂等の天
然骨材が使用されている。しかし、この天然骨材の採取
は環境に様々な影響を与えており、その影響を最小限に
抑えることが強く求められている。また近年は、良質な
天然骨材の入手が困難になってきており、資源の枯渇が
問題ともなっている。

【０００３】そこで、コンクリート構造物を解体したと
きに排出されるコンクリート廃材を破砕して骨材（再生
骨材）として再生利用する試みがなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、再生骨材を
使用したリサイクルコンクリートは、天然骨材を使用し
た普通コンクリートに比べて力学的性能等の点で劣ると
いう問題があった。これは、再生骨材の品質が天然骨材
に比べて低いためであり、従って、再生骨材の用途は、
コンクリートに対する要求性能の比較的低い箇所や路盤
材に限定されていた。

【０００５】一般に再生骨材はモルタル粒子やセメント
ペーストの付着、混入により吸水率が高く、このために
再生骨材を含んだフレッシュコンクリートは流動性が低
下してしまう。従って、所定の流動性を確保するために
は単位水量を大きくする、あるいは減水剤を使用する等
の必要があるが、この場合初期強度の低下やコストの上
昇を招くなどの問題があった。

【０００６】本発明は、上記のような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、天然骨材を使用したコンクリートと同等の
力学的性能等を発揮することができるリサイクルコンク
リートを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、還元期スラグと石膏を
含有する結合材と、コンクリート廃材を破砕して得られ
る再生骨材と、水とを主たる材料とすることを要旨とす
る。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のリサイクルコンクリートにおいて、前記結合材が６５
〜８０重量％の還元期スラグと３５〜２０重量％の石膏
とからなることを要旨とする。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のリサイクルコンクリートにおいて、前記
再生骨材として、粗粒率が２．５〜３．０で、かつ、ふ
るい目の寸法が０．３ｍｍのふるいを通過する量が２０
〜３０重量％である細骨材と、粗粒率が６．３〜７．３
で、かつ、ふるい目の寸法が４０ｍｍのふるいにとどま
る量が５重量％以下の粗骨材とを使用したことを要旨と
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を詳細に説明する。本実施形態におけるリサイクル
コンクリートは、結合材と再生骨材と水とを主たる材料
としている。

【００１１】本実施形態で使用される結合材は還元期ス
ラグと石膏を含有するものであるが、その中でも６５〜
８０重量％の還元期スラグと３５〜２０重量％の石膏と
からなるＡＴＫセメントが好ましい。還元期スラグは、
製鋼を得る際の副産物で、１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃とγ
−２ＣａＯ・ＳｉＯ₂を主成分としている。また、石膏
としては、無水石膏、半水石膏及び二水石膏から選ばれ
る少なくとも一種を用いることができるが、火力発電所
等の排煙脱硫装置で大量に副産される脱硫石膏（二水石
膏）が好ましい。

【００１２】再生骨材は、コンクリート構造物を解体し
たときに排出されるコンクリート廃材をジョークラッシ
ャー等で破砕して得られるもので、好ましくは粒径が４
０ｍｍ以下あるいは２０ｍｍ以下になるように破砕され
たものである。この再生骨材はふるい分けすることなく
そのままで使用してもよいし、ふるい分けによって粒径
５ｍｍ以下の細骨材（再生細骨材）と粒径５ｍｍ以上の
粗骨材（再生粗骨材）とに分級してからコンクリート用
材料として使用してもよい。

【００１３】コンクリート廃材を粒径が４０ｍｍ以下に
なるように破砕してできる再生骨材をふるい分けするこ
となくそのままコンクリート用材料として使用する場
合、その粗粒率は５．０〜６．５が好ましい。

【００１４】一方、分級された再生細骨材と再生粗骨材
を使用する場合には、全骨材に対する細骨材の占める容
積比を示す細骨材率を３８〜５２％の範囲に設定するこ
とにより、流動性の高いコンクリート（締め固め不要コ
ンクリート）を得ることができる。また、粗骨材の粒子
の形状が悪い場合や細骨材中の微粒分量が２０％以下の
場合には、細骨材率の値を３５〜４５％の範囲に設定す
ることにより、分離抵抗性の高いコンクリートを得るこ
とができる。

【００１５】細骨材とは、ふるい目の寸法が１０ｍｍの
ふるいを全て通過し、ふるい目の寸法が５ｍｍのふるい
を８５重量％以上通過する骨材をいうが、その中でもさ
らに粗粒率が２．５〜３．０で、かつ、ふるい目の寸法
が０．３ｍｍのふるいを２０〜３０重量％通過するもの
が好ましい。また、粗骨材とは、ふるい目の寸法が５ｍ
ｍのふるいに８５重量％以上とどまる骨材をいうが、そ
の中でもさらに粗粒率が６．３〜７．３で、かつ、ふる
い目の寸法が４０ｍｍのふるいにとどまる量が５重量％
以下であるものが好ましい。

【００１６】骨材の粗粒率はJIS A 1102（骨材のふるい
分け試験方法）に準じて求められる。即ち、ふるい目の
寸法が40、20、10、5、2.5、1.2、0.6、0.3、0.15ｍｍ
の各ふるいで骨材のふるい分けを行い、それぞれのふる
いにとどまる量の重量百分率の総和を１００で除するこ
とにより求められる。なお、本明細書中において使用さ
れるふるい目の寸法が40、30、20、10、5、2.5、1.2、
0.6、0.3、0.15ｍｍの各ふるい（以降、それぞれ４０ｍ
ｍふるい、０．３ｍｍふるいなどとも表記する）は、JI
S Z 8801（標準網ふるい）に規定する標準網ふるい38.
1、31.7、19.1、9.52ｍｍ及び4760、2380、1190、590、
297、149μｍである。

【００１７】コンクリート用材料として結合材と再生骨
材と水以外に添加可能なものとして、例えば凝結遅延
剤、減水剤、防錆剤等の混和剤が挙げられる。凝結遅延
剤としてはオキシカルボン酸系の凝結遅延剤、例えばク
エン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸又はその塩が
好適に用いられ、その使用量は結合材（還元期スラグ＋
石膏）の０．３〜１．０重量％が好ましい。また、減水
剤としてはポリカルボン酸系の減水剤、例えばアクリル
酸誘導体の共重合物、無水マレイン酸共重合物が好適に
用いられ、その使用量は結合材の０．５〜１．５重量％
が好ましい。防錆剤としては亜硝酸カルシウムが好適に
用いられ、その使用量は結合材の０．５〜１．５重量％
が好ましい。

【００１８】その他にも、天然骨材や混和材等を本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で添加してもよい。例えば天然
骨材である石灰砕砂（粗粒率が２．５〜２．８で、かつ
０．３ｍｍふるいを通過する量が１０〜２５％）を細骨
材として添加してもよいし、石灰石微粉末、フライアッ
シュ、乾燥スラッジ（生コンスラッジ）を混和材として
添加してもよい。

【００１９】そして、上記の結合材と再生骨材と水と、
必要に応じてさらに混和剤等とを混練してフレッシュコ
ンクリートを調製し、そのフレッシュコンクリートを成
型用型枠に流し込んで硬化させることによりリサイクル
コンクリート（二次製品）が得られる。また、上記のフ
レッシュコンクリートを施工現場で打設した場合にはリ
サイクルコンクリート（現場構造物）が得られる。

【００２０】以上詳述した本実施形態によれば次のよう
な効果が発揮される。・本実施形態では結合材として還元期スラグと石膏を
含有するものが用いられている。このため、再生骨材を
使用したリサイクルコンクリートであっても天然骨材を
使用したコンクリートと同等の力学的性能等を発揮する
ことができる。従って、従来、路盤材や低品質コンクリ
ートに限られていたコンクリート廃材の用途をそれ以外
にも拡げることができ、コンクリート廃材をコンクリー
ト用材料として有効に活用することができる。また、再
生骨材の使用によって天然骨材の使用量を抑えることが
できるので、天然骨材の採取に伴う環境破壊、資源枯渇
等の問題の解消にも寄与することができる。

【００２１】・６５〜８０重量％の還元期スラグと３
５〜２０重量％の石膏とからなる結合材を用いることで
強度を向上させることができ、コンクリートの力学的性
能をさらに向上させることができる。

【００２２】・細骨材として粗粒率が２．５〜３．０
で、かつ０．３ｍｍふるいを通過する量が２０〜３０重
量％のものを用い、さらに粗骨材として粗粒率が６．３
〜７．３で、かつ４０ｍｍふるいにとどまる量が５重量
％以下のものを用いることにより、骨材の粒度分布を最
大粒から最小粒まで連続した理想的な形に近付けること
ができる。このため、コンクリートの分離抵抗性を向上
させることができる。

【００２３】・コンクリート廃材を破砕してできる再
生骨材をふるい分けすることなくそのままコンクリート
用材料として使用した場合には、粗骨材と細骨材に分級
する作業の手間を省くことが可能である。

【００２４】・コンクリート廃材から得られる再生骨
材と鉄鋼を得る際の副産物である還元期スラグに加え、
さらに結合材を構成する石膏として脱硫石膏を使用した
場合には、いずれも安価であることから、従来のコンク
リートに比べて材料費の大幅な低減が可能である。

【００２５】・本実施形態における結合材は速硬性
（硬化時間３０分以内）を有しているため、型枠からの
脱型時期を大幅に短縮させることができ、生産性を向上
させることができるほか、特に緊急工事等、速やかに実
用強度を発現させる必要がある場合に好適に使用するこ
とができる。特に、夏期においては、蒸気による促進養
生を行わなくても早期に製品の脱型作業を行うことが可
能である。また、凝結遅延剤を適量添加することによっ
て凝結硬化時間を調整することができる（３０〜９０
分）ので、練り落とし後の作業時間を確保したい場合で
も好適に使用することができ、大型構造物への打ち継ぎ
打設やコンクリートミキサー車による搬送も可能であ
る。

【００２６】・減水剤を適量添加してコンクリートの
流動性を向上させることにより、振動等による締め固め
作業を軽減又は省略することができる。また、減水剤の
添加により各材料の分散性が向上するため、コンクリー
トの強度の向上にもなる。各種の減水剤の中でも特にポ
リカルボン酸系の減水剤は、再生骨材中のセメントペー
スト部分に吸着される量が少ないため、添加量を抑える
ことができる。

【００２７】・還元期スラグは製鋼を得る際に副生さ
れるので鉄粉が混入するおそれがあり、その場合鉄粉が
錆の原因となってコンクリートの性能に悪影響を与えて
しまう可能性がある。しかし、防錆剤を適量添加するこ
とによって錆の発生を抑え、この錆による性能の劣化を
防ぐことができる。また、鋼製の型枠を使用する場合に
は、防錆剤の添加によってその型枠の発錆も防ぐことが
できる。

【００２８】・従来、コンクリート廃材を再生利用し
たセメントとして、コンクリート廃材から得られる硬化
セメントペーストを焼成したエコセメントが知られてい
る。しかし、本実施形態ではコンクリート廃材を焼成す
ることなく使用しているので、焼成に係る手間や装置を
省くことができるほか、焼成による二酸化炭素の発生を
伴うことなくコンクリート廃材を再生利用することがで
きる。

【００２９】

【実施例】次に、実施例を挙げて前記実施形態をさらに
具体的に説明する。実施例１〜４においては、還元期ス
ラグと脱硫石膏と再生骨材と混和剤と水とをそれぞれ表
１，３，５，７に示すように配合した。これらを混練
後、成型用型枠に流し込んで蒸気養生を行うことで、所
定形状の硬化コンクリート（実施例１，２の場合は１０
Φ×２０ｃｍの円柱状供試体、実施例３，４の場合はJI
S A 1107に準じたコア圧縮強度試験用供試体）を得た。
各例における硬化前のフレッシュコンクリートの性状及
び硬化後のコンクリートの性状をそれぞれ表２，４，
６，８に示す。また、実施例４で得られた硬化コンクリ
ートについては成分分析も行った。その結果を表９に示
す。

【００３０】表１，３，５，７中の「Ｗ／Ｐ」は水と結
合材（還元期スラグ＋脱硫石膏）との重量比を示す水結
合材比で、「Ｓ／ａ」は全骨材に対する細骨材の占める
容積比を示す細骨材率である。また、混和剤の量は結合
材に対する重量比で表している。減水剤のＦＰ−３００
Ｓはエフ・ピー・ケー社製のポリカルボン酸系高性能減
水剤標準型の商品名、ＦＰ−３００Ｒはエフ・ピー・ケ
ー社製のポリカルボン酸系高性能減水剤遅延型の商品
名、遅延剤のソフトコートＴ−１はデンカグレース社製
のオキシカルボン酸系凝結遅延剤の商品名、遅延剤のＦ
ＰＫ＃−１はエフ・ピー・ケー社製のオキシカルボン酸
系凝結遅延剤の商品名、防錆剤のＣＡＮＩは日産化学工
業株式会社製の亜硝酸カルシウムの商品名である。ま
た、表２，４，６，８中の「前置き養生時間」は成形し
てから蒸気養生を行うまでの時間を、「蒸気養生積算温
度」は養生時の雰囲気温度と養生時間の積を示す。

【００３１】なお、実施例１〜３では、コンクリート廃
材を破砕した後、ふるい分けによって分級した再生粗骨
材と再生細骨材を再生骨材として使用した。実施例１〜
３で使用した再生粗骨材及び再生細骨材の粒度曲線を図
１及び図２に示すとともに、それらの物性を表１０に示
す。表１０中の密度、吸水率はJIS A 1109、JIS A 1110
（骨材の密度・吸水率試験）に、単位容積質量及び実積
率はJIS A 1104（骨材の単位容積質量及び実積率試験方
法）に、微粒分量はJIS A 1103（骨材の微粒分量試験）
に、安定性はJIS A 1122（硫酸ナトリウムによる骨材の
安定性試験方法）に準じてそれぞれ測定した。

【００３２】一方、実施例４では、粒径が４０ｍｍ以下
（４０−０）となるように破砕したコンクリート廃材を
ふるい分けすることなくそのまま再生骨材として使用し
た。この再生骨材の粒度曲線を図３に示す。なお、この
再生骨材の粗粒率は５．８６であった。図１〜３の各図
中の曲線のうち太線で示す曲線は実際の骨材の粒度曲線
であり、実線で示す残りの２本の曲線は骨材として好適
に使用できる上限及び下限を示す曲線である。実線で示
す二本の曲線の間に粒度曲線（太線）が位置することが
最も望ましいが、わずかな誤差があっても支障はなく、
今回使用した骨材はいずれも実線で示す二本の曲線の間
に粒度曲線がほぼ位置していることから、望ましい粒度
分布を有するといえる。

【００３３】（実施例１）

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】（実施例２）

【００３６】

【表３】

【００３７】

【表４】（実施例３）

【００３８】

【表５】

【００３９】

【表６】（実施例４）

【００４０】

【表７】

【００４１】

【表８】

【００４２】

【表９】

【００４３】

【表１０】表２及び表４に示すように、実施例１，２では、天然骨
材を使用した普通コンクリート配合での蒸気養生におけ
る設計基準強度２１Ｎ／ｍｍ²とほぼ同等の強度が得ら
れた。一方、表６及び表８に示すように、実施例３，４
では、強度がやや劣る結果となったが、これは前置き養
生時間が短かったことによるもので、前置き養生時間を
充分にとることによって改善が可能である。

【００４４】また表６及び表８に示すように、実施例
３，４では硬化時間が実施例１，２の場合の１．５倍と
長くなったことから、遅延型の減水剤を使用することで
硬化時間を延長させることができることが示された。

【００４５】さらに実施例３と実施例４との比較から、
破砕したコンクリート廃材を分級してから使用した場合
と、分級しないでそのまま使用した場合で、ほぼ同等の
強度が得られることが示された。

【００４６】なお、コンクリート温度が２６℃以上にな
る場合は、各例において単位水量を５〜１０ｋｇ／ｍ³
増量し、凝結遅延剤の使用量を０．２〜０．５％増量す
ることが好ましい。

【００４７】次に、前記実施形態から把握できる技術的
思想について以下に記載する。・さらに凝結遅延剤を材料として含有することを特徴
とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリ
サイクルコンクリート。このように構成した場合、凝結
硬化時間を調整することにより、練り落とし後の作業時
間を確保したい場合でも好適に使用することができる。

【００４８】・さらに減水剤を材料として含有するこ
とを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に
記載のリサイクルコンクリート。このように構成した場
合、コンクリートの流動性を向上させることにより、振
動等による締め固め作業を軽減又は省略することができ
る。

【００４９】・さらに防錆剤を材料として含有するこ
とを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に
記載のリサイクルコンクリート。このように構成した場
合、錆の発生を抑え、錆によるコンクリートの性能の劣
化を防ぐことができる。

【００５０】・コンクリート廃材を破砕処理して得ら
れる骨材を分級することなくそのまま用いることを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載のリサイクルコンク
リート。このように構成した場合、分級に係る装置や手
間を省くことができる。

【００５１】・前記石膏が脱硫石膏であることを特徴
とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のリ
サイクルコンクリート。このように構成した場合、材料
費の低減を図ることができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明
によれば、天然骨材を使用したコンクリートと同等の力
学的性能等を発揮することができる。

【００５３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、強度を向上させることがで
き、コンクリートの力学的性能をさらに向上させること
ができる。

【００５４】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２に記載の発明の効果に加え、骨材の粒度分
布を最大粒から最小粒まで連続した理想的な形に近付け
ることができるため、分離抵抗性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜３で使用した再生粗骨材の粒度曲
線を示すグラフ。

【図２】実施例１〜３で使用した再生細骨材の粒度曲
線を示すグラフ。

【図３】実施例４で使用した再生骨材の粒度曲線を示
すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】還元期スラグと石膏を含有する結合材
と、コンクリート廃材を破砕して得られる再生骨材と、
水とを主たる材料とすることを特徴とするリサイクルコ
ンクリート。
【請求項２】前記結合材が６５〜８０重量％の還元期
スラグと３５〜２０重量％の石膏とからなることを特徴
とする請求項１に記載のリサイクルコンクリート。
【請求項３】前記再生骨材として、粗粒率が２．５〜
３．０で、かつ、ふるい目の寸法が０．３ｍｍのふるい
を通過する量が２０〜３０重量％である細骨材と、粗粒
率が６．３〜７．３で、かつ、ふるい目の寸法が４０ｍ
ｍのふるいにとどまる量が５重量％以下の粗骨材とを使
用したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
リサイクルコンクリート。