(57)【要約】【課題】  再生骨材の状態のままで、凍結融解耐久性を短期間で精度良く、特殊な装置などを用いずに簡易に評価することのできる試験法を提供する。【解決手段】  コンクリートに使用する再生骨材の凍結融解耐久性を試験するための方法であって、原コンクリート１を破砕した再生骨材の試料２を容器３に収納し、容器３内に水を充填して試料２を水に浸漬し、試料２が収納されて水が充填されている容器３を冷凍庫４と水槽５に交互に入れて凍結と融解を繰り返し、所定回数繰り返した後に試料を容器から取り出し乾燥させ、乾燥した試料の粒度分布を測定し、その粒度分布と試験前の試料の粒度分布とを比較することにより、再生骨材の凍結融解耐久性を評価する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートに使用する再生骨材の凍結融解耐久性を試験するための方法であって、再生骨材の試料を容器に収納し、容器内に水を充填して試料を水に浸漬し、試料が収納されて水が充填されている容器を冷凍庫と水槽に交互に入れて凍結と融解を繰り返し、所定回数繰り返した後に試料を容器から取り出し乾燥させ、乾燥した試料の粒度分布を測定し、その粒度分布と試験前の試料の粒度分布とを比較することにより、凍結融解耐久性を評価することを特徴とする再生骨材の凍結融解試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートに使用する再生骨材の凍結融解耐久性を再生骨材の状態で評価することができる試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート建造物を壊した際には多量のコンクリート解体材が発生し、道路用路盤材として再利用または廃材として埋め立てなど廃棄処理されていた。しかし、将来的な道路建設の縮小や環境問題などの観点からこれらの利用用途の拡大が望まれている。その一つとして例えば、廃材となったコンクリートを破砕して新しいコンクリートの骨材としての利用、すなわち、再生骨材としての利用がある。
【０００３】
再生骨材を使用する際、その品質として凍結融解耐久性の確認が極めて重要である。凍結融解耐久性の判定は、例えば対象とする再生骨材を使用してコンクリート試験体を製造し、このコンクリート試験体を用いて、JIS A l148にしたがって凍結融解耐久性試験を実施することで把握できるが、その試験には最短でも４ヶ月の試験期間が必要であり、また、専用の凍結融解試験装置を必要とし、試験費用も高額であった。
【０００４】
また、一般の天然骨材であれば、JIS A l122にしたがって硫酸ナトリウムを用いた安定性試験を行うことで、凍結融解耐久性の目安をつけることが可能である。しかし、再生骨材の場合には安定性試験の結果と凍結融解耐久性試験の結果とが対応しない。この理由は、再生骨材は原骨材とそれに付着したモルタルとにより構成されているので、硫酸ナトリウムの作用によってモルタル中のセメント成分が溶解し、たとえ凍結耐久性が良好な再生骨材であっても劣化が生じてしまうために安定性試験の結果が凍結融解試験の結果と対応しないものと考えられる。
【０００５】
特許文献１には、JIS A l148の試験で使用しているのと同様のコンクリート供試体を、急速に交互に繰り返して冷却及び凍結加熱融解させることができ、この凍結融解を繰り返し強制的に行うことによってコンクリート供試体に生じる抵抗性の変化の程度（即ち、劣化の状態）を、精度良く正確に数値化することができ、且つ、重量物であるコンクリート供試体を供試体容器から試験のたび毎に出し入れすることなく、極めて容易に、試験にかかる時間を格段に短縮して測定することができ、しかも、経時劣化の様子を全サイクルにわたって連続して自動測定することが可能なコンクリート供試体の耐久性試験方法が開示されている。そして、ここでは再生骨材を使用したコンクリートについて、耐久性の検討も行っている。
【０００６】
さらに、特許文献２には、コンクリート部材を冷却し、コンクリート中に存する細孔中の水分の凍結により生じるAE（アコーステック・エミッション）を計測して、そのカウント数と冷却温度との相関関係から細孔径分布を推定すること、また、所定配合のコンクリート部材を冷却しAEを計測してそのカウント数と冷却温度との相関関係を求め、かかる相関関係を、予め求めた基準相関関係と比較して、その異同からコンクリート部材の劣化状況を判定することが記載されている。
【０００７】
しかし、上記これらの方法も、やはり、試験装置および試験費用も高額となり、簡易なものとはいえない。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１３３００９号公報
【特許文献２】特開平０５−２０３５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような状況に鑑み、本発明の課題は、再生骨材の状態のままで、凍結融解耐久性を短期間で精度良く、特殊な装置などを用いずに簡易に評価することのできる試験法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、コンクリートに使用する再生骨材の凍結融解耐久性を試験するための方法であって、再生骨材の試料を容器に収納し、容器内に水を充填して試料を水に浸漬し、試料が収納されて水が充填されている容器を冷凍庫と水槽に交互に入れて凍結と融解を繰り返し、所定回数繰り返した後に試料を容器から取り出し乾燥させ、乾燥した試料の粒度分布を測定し、その粒度分布と試験前の試料の粒度分布とを比較することにより、凍結融解耐久性を評価することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コンクリートを破砕し、この破砕したコンクリートを再生骨材として使用するとき、特殊な装置を使用することなく、再生骨材の状態のままで凍結融解耐久性を短期間に簡易に評価することができる。すなわち、本発明によれば、再生骨材の耐久性の評価が短期間で簡易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の基本的な考えは、実際に生じる凍結融解作用と同様の作用を再生骨材に与えることで再生骨材の凍結融解耐久性を評価しようとするものである。コンクリート試験体を使用する凍結融解試験（JIS A 1148)では300サイクルにおよぶ凍結融解作用を与える必要があるが、再生骨材に対しては10サイクル程度の比較的少ない凍結融解作用で劣化することが確認できたので、特殊な装置を使用せずに、冷凍庫と水槽を利用して短時間で試験することができる。
【００１３】
本発明においては図１に示すように原コンクリート１を破砕し、破砕したコンクリートを再生骨材とし、再生骨材の試料２を容器３に収納し、容器３に水を充填して試料２を水に浸漬し、試料２が収納されて水が充填されている容器３を冷凍庫４と水槽５に交互に入れて凍結と融解を繰り返し、所定回数繰り返した後に試料を容器から取り出し乾燥させ、乾燥した試料の粒度分布を測定し、その粒度分布と試験前の試料の粒度分布とを比較することにより、凍結融解耐久性を評価する。
【００１４】
試験の手順は次のとおりである。
(1) 再生骨材を、例えば５−10mm、10−15mm、15−20mm等の単一粒度に篩い分けたものをそれぞれ試験試料とする。簡易的な方法としては、ある特定の単一粒度（例えば15−20mm）のみを試験試料としてよい。
(2) 単一粒度の試料を、例えば容積500ml程度のプラスチック等の容器に入れ、容器中に水を満たし、試料が完全に水没するように浸漬し、容器には蓋などをして中の試料や水がこぼれ出ない構造のものとすることが好ましい。
(3) 試料を容器に入れたまま冷凍庫に入れ、容器内の水が完全に凍結するまで冷凍する。冷凍温度は一般的な冷凍庫の性能を考慮して、例えば−20±３℃程度にするのが好ましい。
(4) 完全に凍結した容器を冷凍庫から取り出し、容器のまま水槽に沈め、容器内の氷が完全に融解するまで容器を水槽内に保つ。水槽内の水温は、一般のコンクリート養生水槽の水温を考慮して、例えば20±３℃程度にするのが好ましい。
(5) 前記(3)と(4)を交互に繰り返す。サイクルタイムは容器の大きさ等によっても異なるが、作業の確実性、簡便性を考慮して、例えば冷凍庫内に16時間、水槽内に８時間程度とし、１日１サイクルとするのが好ましい。
(6) 所定の回数繰り返した後、容器から試料を取り出し、乾燥させる。このとき、繰り返し回数は５〜20回程度とするのが好ましい。
(7) 乾燥した試料を篩い分け、粒度分布を測定する。
(8) 前記(1)の試験前粒度分布（単一粒度）と(7)の試験後の試料の粒度分布の違いから再生骨材の凍結融解耐久性を評価する。
【実施例１】
【００１５】
次に実施例にて本発明を具体的に説明する。これらの実施例は本発明を限定するものではなく、各実施条件は適宜変更できる。
(1) 下記表１に示す条件で６種類の原コンクリートを製造した。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１において、Ｗ／Ｃ（％）＝水／セメント（％）であり、水とセメントとの質量比が異なる55％、70％、85％のもの３種類を用意し、Ａｉｒ（％）は、空気量が4.5％のものをあり（Ａ）とし、空気量が２％以下のものをなし（Ｎ）として２種類を用意し、これらを組み合わせて、表１に示すような６種類の原コンクリートを製造した。なお表１においてGmaxは粗骨材最大寸法を表し、s/aは細骨材率を表し、Sは細骨材量を表し、Gは粗骨材量を表す。
(2) 原コンクリートに対してJIS A l148に準拠して凍結融解試験を実施した。
(3) ６種類の原コンクリートを破砕し、６種類の再生粗骨材を製造した。
(4) 前記(3)で得た６種類の再生粗骨材を使用し、Ｗ／Ｃ＝55％で、空気量（4．5％）ありの条件で表２に示す再生骨材を使用したコンクリートを６種類製造した。
【００１８】
【表２】
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表２において各記号は表１と同じものを表す。
【００１９】
(5) 再生骨材使用コンクリートに対してJIS A l148に準拠して凍結融解試験を実施した。
(6) (3)で製造した再生粗骨材のうち粒径15−20mmのものに対して、JIS A 1122に準拠して骨材の安定性試験を実施した。
(7) (3)で製造した再生粗骨材のうち粒径15−20mmのものに対して、下記の条件で「再生骨材の凍結融解試験」を実施した。
【００２０】
「再生骨材の凍結融解試験」の条件
試験に供する試料量：75Og
容器の容積：約5OOcc
凍結の条件：−20℃の冷凍庫、16時間
融解の条件：20℃の水槽、８時間
繰り返し回数：10回
【００２１】
（試験結果）
原コンクリートの凍結融解試験結果を図２に示す。また再生骨材使用コンクリートの凍結融解試験結果を図３に示す。いずれの結果とも、相対動弾性係数は原コンクリート中に空気量(4.5％)を有する55A，70A，85Aの結果は良好で、空気量（２％以下）を有しない55N，70N，85Nの結果は低下した。この結果から再生骨材の凍結融解耐久性は原コンクリート中の空気量、すなわち再生骨材の付着モルタル中の空気量に大きく依存することが分かる。
また、安定性試験の結果を図４に示す。この結果は水とセメント比の高いものほど結果が悪く、原コンクリート中の空気量の有無との関係はみられず、図２、図３に示す結果とは異なる傾向を示した。
【００２２】
「再生骨材の凍結融解試験」結果を図５に示す。
この結果では、原コンクリート中に空気を有する骨材では細分化されたものが少なく耐久性が良好であり、原コンクリート中に空気を有しない骨材は細分化されたものが多く劣化しているという結果を得た。すなわち、この結果は図２、図３に示す結果と対応するものであり、本発明の試験法によって再生骨材の凍結融解耐久性が評価できる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、再生骨材の耐久性の評価が短期間で簡易にしかも安価にできるので、再生骨材の使用を拡大し、ひいては循環型社会構築に大いに貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の再生骨材の凍結融解試験の概要を示すフロー図である。
【図２】原コンクリートの凍結融解試験結果を示すグラフである。
【図３】再生骨材使用コンクリートの凍結融解試験結果を示すグラフである。
【図４】再生骨材のうち粒径15−20mmのものに対して安定性試験を実施した結果を示すグラフである。
【図５】再生骨材のうち粒径15−20mmのものに対して凍結融解試験を実施した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１  原コンクリート
２  試料（再生骨材）
３  容器
４  冷凍庫
５  水槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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