(57)【要約】【課題】  セメントと水と細骨材と粗骨材とのコンクリートの材料を混練するコンクリートの練混ぜ方法において、石炭灰（フライアッシュ）を細骨材の代替材として使用し、コンクリートを製造する際の練混ぜ時間が６〜１０分であることを特徴とするコンクリートの練混ぜ方法を提供する。【解決手段】  石炭灰（フライアッシュ）を細骨材の代替材として使用する場合、通常の練混ぜ時間ではパサパサな状態となるが、コンクリートを製造する際の練混ぜ時間を６〜10分と増やすことにより、練り混ぜられたセメントと水と石炭灰（フライアッシュ）と粗骨材である砂利とのコンクリートの材料の組織中に細孔部分が無くなって緻密な組織となって、ワーカビリティ（流動性）、作業性が良く、製造されたコンクリート製品の製品強度の増加を図ることができる。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと水と細骨材と粗骨材とのコンクリートの材料を混練するコンクリートの練混ぜ方法において、石炭灰（フライアッシュ）を細骨材の代替材として使用し、粉体量の多いコンクリートを製造する際の練混ぜ時間が６〜１０分であることを特徴とするコンクリートの練混ぜ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭灰（フライアッシュ）を細骨材の代替材として使用するとともに、長めの練混ぜ時間によって製造し、コンクリート製品の機械的強度の増加を図るコンクリートの練混ぜ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、コンクリートの製品は、セメントと水と細骨材である砂と粗骨材である砂利とのコンクリートの材料を、通常、レディミクストコンクリート工場（通称、生コン工場）の練混ぜ装置によって行われた未硬化（フレッシュ）状態のコンクリートを、アジテータトラックで施工現場に搬送し、施工現場の所要の型枠内に打設・養生して成形している。生コン工場では、一般にポルトランドセメントと水と細骨材である砂と粗骨材である砂利とのコンクリートの材料を、練混ぜ装置であるミキサーで練混ぜ時間として約30秒間練り混ぜた後にアジテータトラックに送り、アジテータトラックでそれぞれの施工現場に搬送され、施工現場の型枠内に投入打設されている。この場合、生コン工場での練混ぜ時間の規定は練混ぜ装置であるミキサーの練混ぜ能力により規定されているが、練混ぜ能力の判断方法は、練り上がったコンクリートを排出する際の最初の部分および最後の部分から供試体を採取し、それぞれの供試体のコンクリート中に占める粗骨材の割合が許容範囲内であれば合格とされている。しかしながら実際には、この練混ぜ時間である３０秒自体も生コン工場では短めの練混ぜ時間（数十秒の練混ぜ時間で）でアジテータトラックに送られている。
【０００３】
一方、火力発電所などから産業廃棄物として多量の石炭灰（フライアッシュ）が発生しており、その殆どが埋立て材として処理されている。しかしながら、今後新たな埋立地の開発予定は少なくその処理問題がある。一部に有効利用法としてコンクリート製品の機械的強度の増加を図るため、フライアッシュ質人工骨材を粗骨材として利用した軽量高強度コンクリートとして［特許文献１］に記載のものが知られている。また、多くの微粉炭燃焼ボイラから副産物として大量に産出される石炭灰（フライアッシュ）が廃棄物として埋立て材として廃棄処分されているが、コンクリートの材料として、一部の石炭灰（フライアッシュ）がコンクリート混和材として有効利用されている。この石炭灰をコンクリート混和材の一部として利用し強度を発現させたモルタル・コンクリートとして［特許文献２］に記載のものが知られている。
【０００４】
この［特許文献１］に記載の軽量高強度コンクリートは、絶乾比重が１．８〜２．２のフライアッシュ質人工骨材を粗骨材として用いた軽量高強度コンクリートである。また、［特許文献２］に記載の石炭灰をセメント混和材の一部として利用したモルタル・コンクリートは、セメント、骨材、石炭灰、及び水を含むモルタル・コンクリート組成物であって、石炭灰が下記の（１）〜（３）のいずれか一つの粒度構成を有することを特徴とするモルタル・コンクリートである。（１）ＢＥＴ比表面積値が４ｍ２／ｇ未満、４５μm篩上残分値が４０重量％以下、（２）ＢＥＴ比表面積値が４ｍ２／ｇ以上６m2／g未満、４５μm篩上残分値が２０重量％以下、（３）BET比表面積値が６ｍ２／ｇ以上１０ｍ２／ｇ未満、４５μm篩上残分値が１０重量％以下。
【特許文献１】特開平８−２７７１５３号公報
【特許文献２】特開平９−２８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
［特許文献１］に記載の軽量高強度コンクリートでは、粗骨材であるフライアッシュ質人工骨材を絶乾比重で１．８〜２．２に製造する必要があり、このためコストの上昇につながるという問題がある。また、このフライアッシュ質人工骨材を軽量高強度コンクリートの一部として利用して強度発現させるために練混ぜ時間を如何にするかについては提案されていない。また、［特許文献２］に記載のモルタル・コンクリートでは、石炭灰をコンクリート混和材の一部として利用する場合、石炭灰をＢＥＴ比表面積値毎に篩い分けをする必要があり、このためコストの上昇につながるという問題がある。また、この石炭灰をセメント混和材の一部として利用したモルタル・コンクリートの強度をより高く発現するための練混ぜ時間を如何にするかについては提案されていない。
【０００６】
特に、石炭灰（フライアッシュ）を細骨材の代替材として使用する場合、セメントも石炭灰（フライアッシュ）も粉体系であるので、水と粉体系との配合比（水粉体比）が流動性を表す一つの指標となるが、この配合比が小さいとパサパサな状態となる。それに応じて水の量を増やすと水粉体比は大きくなるものの、出来上がった製品の強度が低下するという問題がある。そこで本発明のコンクリートの練混ぜ方法は、通常の練混ぜ時間ではパサパサな状態となるが、コンクリートを製造する際の練混ぜ時間を６〜１０分と増やすことにより、練り混ぜられたセメントと水と石炭灰（フライアッシュ）と粗骨材である砂利とのコンクリートの材料の組織中に細孔部分が無くなって緻密な組織となって、ワーカビリティが良く、製造されたコンクリート製品の強度の増加を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明は、セメントと水と細骨材と粗骨材とのコンクリートの材料を混練するコンクリートの練混ぜ方法において、石炭灰（フライアッシュ）を細骨材の代替材として使用し、コンクリートを製造する際の練混ぜ時間が６〜１０分であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、コンクリートを製造する際の練混ぜ時間を６〜10分とすることにより、長い時間練り混ぜることでセメントと水と石炭灰（フライアッシュ）と粗骨材である砂利とのコンクリートの材料の組織中に細孔部分が無くなって微細孔が増えた緻密な組織となって、施工時のワーカビリティが良く、また、製造されたコンクリート製品の製品強度の増加を図ることができる、との効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
コンクリートの練混ぜ方法において、石炭灰（フライアッシュ）を細骨材の代替材として使用するとともに、コンクリートを製造する際の練混ぜ時間を６〜１０分とすることで製造されたコンクリート製品の製品強度の増加を図ることができた。
【実施例１】
【００１０】
本発明の実施の態様を図１〜４によって説明する。図１は、本発明の練混ぜ順序の異なるタイプ別に製造されたモルタル供試体の練混ぜ時間と曲げ強度との関係を示すグラフである。図２は、本発明の練混ぜ時間別に製造されたモルタル供試体の材齢と曲げ強度との関係を示すグラフである。図３は、本発明の練混ぜ時間とモルタル供試体密度の関係を示すグラフである。図４は、本発明の練混ぜ時間別のモルタル供試体の細孔径と細孔容積との関係を示すグラフである。
【００１１】
本発明の練混ぜ方法に供したモルタルの材料として，セメントは普通ポルトランドセメントを、フライアッシュは強熱減量および２８日活性度指数以外がＪＩＳ  ＩＩ種に相当する石炭灰原紛を使用した。モルタルの配合を［表１］に示す。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
前記［表１］に示す配合のモルタルの練混ぜ時間を、９０秒、３分、６分、１０分、２０分の５水準とするとともに、このモルタルの練混ぜによるモルタル供試体は４×４×１８ｃｍのモルタルバーとし、締固めはＲＣＣＰ用ＶＣ試験機の振動台（振動数３０Ｈｚ）を使用し、振動時間は５分とした。標準養生を施した後、材齢１、３、７、２８、５６及び９１日で「ＪＩＳ  Ａ  １１０６」に準拠して曲げ強度を測定した。同時に細孔径分布の測定を行った。また、モルタルを製造する際に、材料の配合が同一であるが水と混練するセメントと石炭灰の練混ぜ順序を異にした「（セメント＋水）を一次練りし、セメント凝結開始後に石炭灰を投入した」Ｃタイプのモルタル供試体と「（石炭灰＋水）を一次練りし、セメントをすぐに投入した」Ｆタイプのモルタル供試体についても、同様の大きさ、締固め、養生、標準養生を施した後の材齢について曲げ強度を測定した。
【００１４】
次に、図１の本発明の練混ぜ順序の異なるタイプ別に製造されたモルタル供試体の練混ぜ時間と曲げ強度について説明する。「Ｃ７：（セメント＋水）を一次練りし、セメント凝結開始後石炭灰を投入したもので材齢が７日のモルタル供試体」と、「Ｆ７：（石炭灰＋水）を一次練りし、セメントをすぐに投入したもので材齢が７日のモルタル供試体」、及び「Ｃ９１：（セメント＋水）を一次練りし、セメント凝結開始後石炭灰を投入したもので材齢が９１日のモルタル供試体」と、「Ｆ９１：（石炭灰＋水）を一次練りし、セメントをすぐに投入したもので材齢が９１日のモルタル供試体」とについて、練混ぜ時間による曲げ強度の変化を観ると、６分〜１０分間練り混ぜることによって曲げ強度に強度増進の傾向を示しているが、その後曲げ強度は殆ど変化しない。すなわち、今回の配合では練混ぜ時間が１０分間程度で十分な練混ぜが行われているといえる。このことからみても、粉体量が多い配合の場合、従来の練混ぜ時間である生コン工場のミキサーでの３０秒間の練混ぜでは、十分な曲げ強度を得ることができないことが判明した。
【００１５】
次に、図２の本発明の練混ぜ時間別に製造されたモルタル供試体の材齢と曲げ強度との関係について説明する。練混ぜ時間による曲げ強度の経時変化を図２にみると、初期材齢では練混ぜ時間が１０分および２０分が最も高い強度を示しおり、長期材齢においても多少のバラツキはあるが、練混ぜ時間の増加に伴って高い曲げ強度を示している。また、初期材齢よりも明瞭な曲げ強度差があることが判明した。
【００１６】
次に、図３の本発明の練混ぜ時間とモルタル供試体密度と、図４の本発明の練混ぜ時間別のモルタル供試体の細孔径と細孔容積について説明する。図３から練混ぜ時間10分までは、練混ぜ時間に伴ってモルタル供試体密度も増加傾向を示しているが、それ以降は供試体密度は変化せず、横這いの傾向にある。このことは１０分間練混ぜすると流動性のあるペースト状となり、十分に練り混ぜられており、それ以上練混ぜても密度は向上しないものと認められる。図４から、９０秒間練り混ぜたものは比較的粗大な空隙の量が多いのに対し、６分および２０分練り混ぜたものには径１００ｎｍ以上の比較的粗大な空隙の量が少なく、緻密な構造であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の練混ぜ順序の異なるタイプ別に製造されたモルタル供試体の練混ぜ時間と曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図２】本発明の練混ぜ時間別に製造されたモルタル供試体の材齢と曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の練混ぜ時間とモルタル供試体密度の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の練混ぜ時間別のモルタル供試体の細孔径と細孔容積との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
Ｃ７：（セメント＋水）を一次練りし、セメント凝結開始後石炭灰を投入したもので材齢が７日のモルタル供試体。
Ｆ７：（石炭灰＋水）を一次練りし、セメントをすぐに投入したもので材齢が７日のモルタル供試体。
Ｃ９１：（セメント＋水）を一次練りし、セメント凝結開始後石炭灰を投入したもので材齢が９１日のモルタル供試体。
Ｆ９１：（石炭灰＋水）を一次練りし、セメントをすぐに投入したもので材齢が９１日のモルタル供試体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年11月7日(2005.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細骨材がフライアッシュのみのセメントコンクリート配合物を６〜１０分練り混ぜすることを特徴とする砂を使用しないセメントコンクリートの製造方法。
【請求項２】
細骨材がフライアッシュのみのセメントコンクリート配合物を６〜１０分練り混ぜしたことを特徴とするセメントコンクリート。