(57)【要約】【課題】  コンクリート硬化体の強度が改善できる再生骨材改質剤の提供。【解決手段】  アルカリ珪酸塩溶液を含有する再生骨材改質剤であって、アルカリ珪酸塩溶液が以下の要件１及び２を具備する再生骨材改質剤。  要件１：ケイ素原子（Ｓｉ）及びリチウム原子（Ｌｉ）を含有し、ナトリウム原子（Ｎａ）を含有してもよく、ナトリウム原子とリチウム原子のモル比（Ｎａ／Ｌｉ）が０〜０．３、ケイ素原子とリチウム原子の酸化物換算のモル比（ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏ）が３．０〜４．０である。  要件２：該アルカリ珪酸塩溶液の乾燥物の２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定で得られるＱｎ構造（ｎ＝２、３、４）に対応するシグナルの面積Ｑｎの比（Ｑ４／Ｑ３及びＱ３／Ｑ２）について、Ｑ４／Ｑ３が０．１〜０．３５以下、かつ、Ｑ３／Ｑ２が２〜１０である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ珪酸塩溶液を含有する再生骨材改質剤であって、アルカリ珪酸塩溶液が以下の要件１及び２を具備する再生骨材改質剤。
要件１：ケイ素原子（Ｓｉ）及びリチウム原子（Ｌｉ）を含有し、ナトリウム原子（Ｎａ）を含有してもよく、ナトリウム原子とリチウム原子のモル比（Ｎａ／Ｌｉ）が０〜０．３、ケイ素原子とリチウム原子の酸化物換算のモル比（ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏ）が３．０〜４．０である。
要件２：アルカリ珪酸塩溶液の乾燥物の２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定で得られるＱｎ構造（ｎ＝２、３、４）に対応するシグナルの面積Ｑｎの比（Ｑ４／Ｑ３及びＱ３／Ｑ２）が、Ｑ４／Ｑ３が０．１〜０．３５であり、かつ、Ｑ３／Ｑ２が２〜１０である。
【請求項２】
前記アルカリ珪酸塩溶液が、さらに以下の要件３を具備する請求項１記載の再生骨材改質剤。
要件３：アルカリ珪酸塩溶液中のケイ素原子及びリチウム原子の総含有量が酸化物（ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ）換算で１重量％以上３０重量％以下であって、ケイ素原子及びリチウム原子を含むアルカリ原子（Ｍ）の総含有量が、酸化物（ＳｉＯ２、Ｍ２Ｏ）換算で３０重量％以下である。
【請求項３】
前記アルカリ珪酸塩溶液が、リチウム原子を含まないアルカリ珪酸塩溶液をイオン交換処理することでナトリウム原子量を減少させた後、所定量のリチウム原子を添加する方法により得られたものである請求項１又は２記載の再生骨材改質剤。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載の再生骨材改質剤と再生骨材を接触させて得られうる改質再生骨材。
【請求項５】
請求項１〜３いずれか記載の再生骨材改質剤と再生骨材を接触させる工程（I）、工程（I）で再生骨材改質剤と接触させた再生骨材を濾過して湿潤再生骨材を得る工程（II）及び工程（II）の濾過後の湿潤再生骨材を乾燥する工程（III）を有する改質再生骨材の製造方法。
【請求項６】
水硬性粉体、骨材及び水を含有する水硬性組成物の硬化体であって、該骨材が請求項５記載の製造方法により得た改質再生骨材を含有する水硬性組成物の硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生骨材改質剤、該再生骨材改質剤を使用した改質再生骨材、該再生骨材の製造方法及び該再生骨材を使用した水硬性組成物の硬化体に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保全の観点から、廃材となったコンクリートに代表される水硬性組成物硬化体の再利用を図るため、水硬性組成物硬化体の廃材を破砕分級して再生骨材として利用することが試みられている。
【０００３】
再生骨材の原骨材の周りに付着したセメントペースト・モルタル部分は、品質が低下し、脆弱な部分やポーラスな部分を有している場合が多い。したがって、再生骨材の吸水率は一般的に大きく、再生コンクリートとする場合には十分にプレウェッティングして使用することが前提である。このため、かかる再生骨材はバージン骨材を使用した場合に比べ、水硬性組成物硬化体としたときの強度が低下するとともに、乾燥収縮が増大することが大きな課題である。この課題を解決するための１つの方法として、シリカ組成物で再生骨材を処理することが検討されている。
【０００４】
非特許文献１には、コロイダルシリカ溶液に浸漬処理した再生骨材を使用したコンクリートが開示されている。
【０００５】
特許文献１には、特定のシリカ分散液に浸漬処理した骨材を使用したモルタルの強度が向上することが記載されている（段落〔０１２９〕）。
【０００６】
【非特許文献１】コンクリート工学、Vol.37、No.11、pp27-32、1999
【特許文献１】特開２００４−３１５３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者等が、非特許文献１に開示されたコロイダルシリカ及び特許文献１に開示された特定のシリカ分散液に含浸処理した再生骨材を使用してコンクリートの強度を確認したところ、バージン骨材を使用したコンクリートと比べて、強度の点において改善の余地が大きいことが判明した。
【０００８】
そこで、本発明は、水硬性組成物の硬化体に乾燥収縮抵抗性を低下させずに良好な強度を与えるための、アルカリ珪酸塩溶液を含有する再生骨材改質剤、該再生骨材改質剤により処理された改質再生骨材、該再生骨材の製造方法及び該再生骨材を使用した水硬性組成物の硬化体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、課題の解決手段として、アルカリ珪酸塩溶液を含有する再生骨材改質剤であって、アルカリ珪酸塩溶液が以下の要件１及び２を具備する再生骨材改質剤を提供する。
【００１０】
要件１：ケイ素原子（Ｓｉ）及びリチウム原子（Ｌｉ）を含有し、ナトリウム原子（Ｎａ）を含有してもよく、ナトリウム原子とリチウム原子のモル比（Ｎａ／Ｌｉ）が０〜０．３、ケイ素原子とリチウム原子の酸化物換算のモル比（ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏ）が３．０〜４．０である。なお、本発明において、「原子」にはイオンも含まれる。
【００１１】
要件２：アルカリ珪酸塩溶液の乾燥物の２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定で得られるＱｎ構造（ｎ＝２、３、４）に対応するシグナルの面積Ｑｎの比（Ｑ４／Ｑ３及びＱ３／Ｑ２）が、Ｑ４／Ｑ３が０．１〜０．３５であり、かつ、Ｑ３／Ｑ２が２〜１０である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の再生骨材改質剤を用いて改質された改質再生骨材は、水硬性組成物の骨材として用いることにより、乾燥収縮抵抗性を低下させることなく、水硬性組成物の硬化体の圧縮強度を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜再生骨材改質剤＞
〔アルカリ珪酸塩溶液〕
本発明の再生骨材改質剤は、特定のアルカリ珪酸塩溶液を用いた点に大きな特徴がある。アルカリ珪酸塩溶液とは、酸化ケイ素とアルカリとを水の存在下で溶解させて得られる水を含む溶液をいう。
【００１４】
本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液は、酸化ケイ素を含む成分を溶液状にしたことで、従来の無機微粒子の分散液であるコロイダルシリカに比べ、再生骨材への含浸性に優れ、再生骨材に付着したケイ素化合物による硬化反応の効率が向上すると考えられる。
【００１５】
本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液は、要件１及び２を具備する。以下、各要件について説明する。
【００１６】
要件１：ケイ素原子（Ｓｉ）及びリチウム原子（Ｌｉ）を含有し、ナトリウム原子（Ｎａ）を含有してもよく、ナトリウム原子とリチウム原子のモル比（Ｎａ／Ｌｉ）が０〜０．３、ケイ素原子とリチウム原子の酸化物換算のモル比（ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏ）が３．０〜４．０である。
【００１７】
本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液は、リチウム原子を必須とすることで、アルカリ珪酸塩溶液に含浸処理等させた再生骨材の表面に付着した酸化ケイ素の耐水性を向上させ、コンクリート製造時の水との接触において、再生骨材の改質効果の安定性を向上させるものと考えられる。
【００１８】
本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液では、アルカリ珪酸塩溶液の粘性増大を抑制し、アルカリ珪酸塩溶液の再生骨材への含浸性を向上させる観点から、ナトリウム原子が混在していることが好ましい。さらにリチウム原子によるコンクリート強度向上効果を損なわせないことを考慮すると、ナトリウム原子とリチウム原子のモル比（Ｎａ／Ｌｉ）は、０〜０．３であり、好ましくは０．００１〜０．２５、より好ましくは０．０１〜０．２０である。
【００１９】
本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液では、ケイ素原子とリチウム原子の酸化物換算のモル比（ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏ）は、リチウム原子によるコンクリート強度向上効果を損なわせず、アルカリ珪酸塩溶液の再生骨材への含浸性を確保する観点から、３．０〜４．０であり、好ましくは３．１〜３．９、より好ましくは３．２〜３．８である。
【００２０】
要件２：アルカリ珪酸塩溶液の乾燥物の２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定で得られるＱｎ構造（ｎ＝２、３、４）に対応するシグナルの面積Ｑｎの比（Ｑ４／Ｑ３及びＱ３／Ｑ２）が、Ｑ４／Ｑ３が０．１〜０．３５であり、かつ、Ｑ３／Ｑ２が２〜１０である。
【００２１】
Ｑ４／Ｑ３及びＱ３／Ｑ２が小さいほどアルカリ珪酸塩溶液の粘性が低下して再生骨材への含浸性に優れていることを示すものである。
Ｑ４／Ｑ３は、耐水性を確保する観点から、０．１〜０．３５であり、０．１５〜０．３０が好ましく、０．２０〜０．３０がより好ましい。Ｑ３／Ｑ２は、耐水性を確保する観点から、２〜１０であり、５〜８がより好ましい。
【００２２】
（Ｑｎの測定方法）
(1)アルカリ珪酸塩溶液を、熱風乾燥機中で３０℃、７２時間静置して乾燥させる。
(2)該乾燥物について、２９Ｓｉ−ＮＭＲ測定を行う。
(3)２９Ｓｉ−ＮＭＲで得られた以下の化学シフト域（ＴＭＳ基準）に対応する各シグナルの面積（但し、複数のシグナルの一部が重なるときは、各シグナルをガウス型関数とローレンツ型関数の線形和で近似したときの各シグナルの面積）を「Ｑｎ構造（ｎ＝２、３、４）」と呼ぶ。
化学シフト                構  造
−８５〜−９０ｐｐｍ        Ｑ２構造
−９２〜−１００ｐｐｍ      Ｑ３構造
−１０５〜−１１５ｐｐｍ    Ｑ４構造
(4)Ｑ４構造とＱ３構造との比をＱ４／Ｑ３、Ｑ３構造とＱ２構造の比をＱ３／Ｑ２とする。
【００２３】
（Ｑｎの物理的意義）
Ｑｎ構造とは、次のような物理的意義があると考えられる。即ち、Ｑｎ構造は、アルカリ珪酸塩乾燥物中のケイ素と酸素による構成単位であるＳｉＯ４四面体単位の酸素原子のうちの架橋酸素原子（二つのケイ素原子と結合している酸素原子）の数に対応した化学的構造に相当し、Ｑｎ構造のｎは架橋酸素原子の数に相当し、ＳｉＯ４単位の結合度に相当する。
【００２４】
Ｑ４構造がＱ３構造よりも相対的に大きいと、ＳｉＯ４単位を架橋する酸素原子数が多く、ＳｉＯ４単位がネットワーク構造を形成するため、酸化ケイ素の耐水性が向上すると考えられる。
【００２５】
但し、Ｑ４構造及びＱ３構造のみではネットワーク構造が過剰となり、アルカリ珪酸塩溶液の粘性及び親水性が損なわれ、アルカリ珪酸塩溶液の再生骨材への含浸性が確保できないと考えられる。
【００２６】
そこで、線状ないしは環状の結合でＱ４構造及びＱ３構造によるネットワーク構造間を弱く結合すると考えられるＱ２構造を組み込むことで、アルカリ珪酸塩溶液の耐水性、粘性及び親水性が調和し、アルカリ珪酸塩溶液に適度な含浸性が確保されると考えられる。即ち、本発明では、Ｑ２がＱ３よりも相対的に大きいと耐水性が低下して、相対的に小さいと浸透性が低下するので、Ｑ４／Ｑ３及びＱ３／Ｑ２を適度にバランスさせることで、好適な耐水性、粘性及び親水性を確保できる。
【００２７】
本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液は、再生骨材を含浸処理するのに適した作業性、耐水性を確保し、過剰な粘性により含浸性を損なわせない観点から、アルカリ珪酸塩溶液中のケイ素原子、リチウム原子、ナトリウム原子を、水量を加減する等により、所望の含有量に調整することができる。
【００２８】
かかる観点から、本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液中のケイ素原子、リチウム原子、ナトリウム原子の含有量は、さらに要件３を具備することが好ましい。
【００２９】
要件３：アルカリ珪酸塩溶液中のケイ素原子及びリチウム原子の総含有量が酸化物（ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ）換算で１重量％以上３０重量％以下であって、ケイ素原子及びリチウム原子を含むアルカリ原子（Ｍ）の総含有量が、酸化物（ＳｉＯ２、Ｍ２Ｏ）換算で３０重量％以下である。
【００３０】
要件３において、ケイ素原子及びアルカリ原子（Ｍ）の含有量は、酸化物換算で２８重量％以下がより好ましく、２５％重量％以下がさらに好ましく、ケイ素原子及びリチウム原子の含有量は酸化物換算で５重量％以上がより好ましく、１０重量％以上がさらに好ましい。
【００３１】
本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液の粘度は、含浸性を確保する観点から、３０００mPa・sを超えないことが好ましく、１０００mPa・sを超えないことがより好ましく、１００mPa・sを超えないことがさらに好ましい。
【００３２】
〔アルカリ珪酸塩溶液の製造方法〕
本発明で用いるアルカリ珪酸塩溶液の製造方法として、（１）イオン交換法、（２）コロイダルシリカ法、（３）水熱処理法等を適用することができるが、これらの中でもイオン交換法が好ましい。
【００３３】
（イオン交換法）
リチウム原子を含まないアルカリ珪酸塩溶液（例えば、珪酸ナトリウム溶液）に対し、陽イオン交換樹脂による処理又は電解透析処理することにより、ナトリウム原子量を減少又は除去する（脱ナトリウム処理）。その後、要件１を満たすように所定量のリチウム塩を添加することで得られる。また、濃度調整にあたって、濃縮工程を行うこともできる。
【００３４】
本発明で用いられる脱ナトリウム処理前のリチウム原子を含まないアルカリ珪酸塩溶液は特に限定されるものではなく、市販のものであっても、公知の方法により製造したものであってもよい。
【００３５】
市販品としては、珪酸ナトリウム溶液（ＪＩＳ規格１号水ガラス、２号水ガラス、３号水ガラス又は４号水ガラス）が挙げられる。
【００３６】
陽イオン交換樹脂を用いて製造したものとしては、例えば、脱ナトリウム処理しようとする珪酸ナトリウム溶液を撹拌しながら、該珪酸ナトリウム溶液に陽イオン交換樹脂を添加し、珪酸ナトリウム溶液と樹脂とを接触させて、珪酸ナトリウム溶液中のナトリウムオンを除去した後、所定量のリチウムを添加したものが挙げられる。その他、円柱状のカラム中に陽イオン交換樹脂を充填して、この中へ珪酸ナトリウム溶液を通過させて脱ナトリウム処理をする方式、さらに加圧空気の圧入等により樹脂との接触を促進する方式を適用して製造したものが挙げられる。
【００３７】
例えば、陽イオン交換樹脂による処理により珪酸ナトリウム溶液の脱ナトリウム処理を行う場合、陽イオン交換樹脂と処理しようとする珪酸ナトリウム溶液との量比は、処理しようとする珪酸ナトリウム溶液の組成等にもよるが、一般には、陽イオン交換樹脂１００重量部に対し、好ましくは珪酸ナトリウム溶液５０〜４００重量部、より好ましくは８０〜３２０重量部である。
また、珪酸ナトリウム溶液と陽イオン交換樹脂との接触時間は、好ましくは１〜６０分間程度である。両者の接触は、例えば、該樹脂を含んだ珪酸ナトリウム溶液を濾過して該樹脂を除去することにより終了させることができる。脱ナトリウム処理後のｐＨが１０以下、好ましくは５以下、より好ましくは３．２以下になるように処理を行うのがよい。
【００３８】
電解透析処理は、陰、陽イオン交換膜が交互に配列された、両端に一対の電極を挿入した電解透析層に珪酸ナトリウム溶液を充填し、直流電流を通電することにより珪酸ナトリウム溶液中のナトリウムオンを除去する処理をいう。当該処理は、例えば、市販の電解透析処理装置を使用して行うことができる。
【００３９】
電解透析処理により珪酸ナトリウム溶液の脱ナトリウム処理を行う場合は、処理開始後、処理された珪酸ナトリウム溶液の一部を経時的にサンプリングし、そのＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ比を求め、所望の値となったところで処理を終了すればよい。
【００４０】
脱ナトリウム処理液を攪拌しながらリチウム塩を添加後、さらに熟成として３０分〜数日間攪拌を継続する。リチウム塩は特に限定されないが、溶解性、溶解後の珪酸溶液の透明性の観点から、水酸化リチウムが好ましい。
【００４１】
濃縮工程は、室温以上の加熱下で行うことができる。但し、珪酸溶液のゲル化防止の観点から、６０℃以下の温度で、減圧濃縮を行うことが望ましい。
【００４２】
（コロイダルシリカ法）
コロイド状シリカとナトリウム塩、リチウム塩を所定モル比になるように混合、熟成を行う方法である。コロイド状シリカとして、種々の粒径を有するものが使用可能である。
【００４３】
混合当初は、白濁しているが、数時間〜数日間、室温〜１００℃の加熱下で、透明液を得ることができる。
【００４４】
（水熱処理法）
シリカゲル、シリカゾル、ヒュームドシリカ、アモルファスシリカ、結晶性シリカ等をシリカ原として、水、ナトリウム塩、リチウム塩と混合後、水熱処理を行う方法である。
（その他の方法）
市販の珪酸リチウム溶液に水酸化ナトリウム等を添加し、さらに、数時間〜数日間、室温〜１００℃の加熱下で、熟成を行う方法でも得られる。
【００４５】
本発明の再生骨材改質剤は、アルカリ珪酸塩溶液のみからなるものでもよく、必要に応じて、さらに他の添加剤を含有するものでもよい。本発明の再生骨材改質剤をアルカリ珪酸塩溶液と他の添加剤からなるものにする場合は、再生骨材改質剤中のアルカリ珪酸塩溶液の含有量が８５重量％以上であることが好ましく、９０重量％以上であることがより好ましく、９５重量％以上であることがさらに好ましい。
【００４６】
添加剤としては、さらに含浸性を向上させるため、耐水性を阻害しない範囲で、界面活性剤を添加することができる。界面活性剤は、再生骨材改質剤中、有効分で、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜２．５重量％添加することができる。
【００４７】
界面活性剤としては、ラウリルサルフェート塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、無水マレイン酸共重合物塩等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン・スチレン化フェノールエーテル、ポリオキシエチレントリベンジル化オルソフェニルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルアミンアセテート等のカチオン性界面活性剤及びココナットベタイン等の両性界面活性剤等が挙げられる。
【００４８】
また、本発明の再生骨材改質剤を繰返し再生骨材の改質処理に使用する観点から、さらに安定化剤として金属イオンに対するキレート能を有する化合物を添加することが好ましい。安定化剤は、再生骨材改質剤中、有効分で、好ましくは０．０１〜５重量％、より好ましくは０．５〜１重量％添加することができる。
【００４９】
安定化剤としては、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、ビス（２−ヒドロキシフェニル酢酸）エチレンジアミン、及びこれらの塩類、脂肪族オキシカルボン酸、縮合リン酸塩等が挙げられる。脂肪族オキシカルボン酸としては、酒石酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸、ジヒドロキシエチルグリシン等が挙げられる。縮合リン酸塩としては、ピロリン酸、トリリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン酸等のポリリン酸の塩が挙げられ、具体的にはピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ヘキサメタリン酸ナトリウム又はこれらのカリウム塩等が挙げられる。
【００５０】
＜改質再生骨材＞
本発明の改質再生骨材は、上記した再生骨材改質剤と再生骨材を接触させて（好ましくは再生骨材改質剤に再生骨材を含浸させて）得られるものである。再生骨材としては、粗骨材、細骨材等、各種骨材が利用できる。
【００５１】
本発明の再生骨材改質剤と接触させて得られた改質再生骨材は、従来のシリカを含む組成物により処理された改質再生骨材に比べて、コンクリートの圧縮強度に優れ、バージン骨材と同等以上の低乾燥収縮性を有する。
【００５２】
再生骨材は、吸水率増大の原因となる微細孔を多く有し、一般に材齢が数十年と長く、セメントとの反応は不活性であるが、本発明の再生骨材改質剤と接触させて得られた再生骨材は、サブミリサイズの微細孔の多くが消失するとともに、反応活性なアルカリ珪酸塩をその細孔内部に保持することから、セメントとの反応活性が高くなるものと推定される。
【００５３】
また、本発明の再生骨材改質剤は、再生骨材の最表層だけでなく、微細孔内表面も改質することで、吸水率が低下し、乾燥収縮の低減効果が発揮されるものと推定される。
【００５４】
＜改質再生骨材の製造方法＞
本発明の改質再生骨材の製造方法は、本発明の再生骨材改質剤と再生骨材を接触させる工程（I）、工程（I）で再生骨材改質剤と接触させた再生骨材を濾過して湿潤再生骨材を得る工程（II）及び工程（II）の濾過後の湿潤再生骨材を乾燥する工程（III）を有する。
【００５５】
工程（I）において、本発明の再生骨材改質剤と再生骨材を接触させる方法としては、
（ａ）ベルトコンベアで再生骨材を運搬中に再生骨材改質剤を噴霧する方法、
（ｂ）カゴ状の容器に再生骨材を投入したものを、より大きな容器に満たした再生骨材改質剤中に浸漬する方法、
（ｃ）レディーミクストコンクリート運搬車（生コン車）のドラム内に再生骨材及び再生骨材改質剤を投入する方法等が挙げられ、改質効果の発現効率が良いという観点から、（ｂ）の方法が好ましい。
【００５６】
（ｂ）の方法を適用した場合は、浸漬時間は処理量やその他の条件によって任意に選択してよく、浸漬時間は数秒〜数日にわたってもよいが、充分な含浸作用を発揮させ、再生骨材表面のおける再生骨材改質剤のゲル化反応を防止する観点から、数分〜２４時間が好適である。
【００５７】
さらに、（ｂ）の方法を適用した場合は、含浸作用を向上させる目的から、加圧含浸法を用いることがより好ましい。加圧含浸法とは、減圧空間内に再生骨材を投入し、一定時間、減圧乾燥状態とし、そこに再生骨材改質剤を吸引して入れた後、圧力を開放して含浸させる方法である。
【００５８】
次に工程（II）において、工程（I）で再生骨材改質剤と接触させた（好ましくは含浸させた）再生骨材を濾過する。
【００５９】
濾過材としては、織金網をカゴ状に成形した容器を用いることが好ましい。織金網として、線材（硬鋼線、ステンレス鋼線等）を織り合わせて作った網目を利用して篩い分けを行う金網を用いることが経済的であり、その織型の種類には、プレーンウェーブ、アーチクリンプ、フラットトップ、トンキャップが好ましく使用できる。濾過する対象の再生骨材の最小寸法や濾過量、或いは全体の改質処理システムの中で最適な材質・形状を選択すればよい。再生骨材の場合、その網目の開きは２．５ｍｍ以下であればよいが、０．３ｍｍ以下となると濾過材の中に骨材同士の摩擦等で生じた微粉粒等が溜まるため、網目の開きは０．３超〜２．５ｍｍの範囲であることが望ましい。
【００６０】
次に、工程（III）において、工程（II）で濾過した後の残存物を乾燥する。乾燥は、０℃〜１０５℃で行うことができ、乾燥時間は、室温であれば１日、１０５℃であれば１時間程度が好ましい。
【００６１】
乾燥後における改質再生骨材中の再生骨材改質剤の重量割合は、改質効果を安定して発現させる観点から、０．１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．５〜５重量％である。
【００６２】
工程（II）及び（III）の処理により、再生骨材改質剤と再生骨材周辺のペースト・モルタルに含まれるセメント成分における改質に寄与する反応時間を確保すると共に、表面の水分を蒸発させ、再生コンクリートとして練り混ぜたときに再生骨材改質剤が逸散しないようにすることができる。
【００６３】
＜水硬性組成物の硬化体＞
本発明の水硬性組成物の硬化体は、水硬性粉体（セメント等）、骨材及び水を含有する水硬性組成物の硬化体であり、前記骨材として、本発明の改質再生骨材を含有するものである。
【００６４】
骨材は、粗骨材及び細骨材の両方又は一方の全部又は一部として本発明の改質再生骨材を用いることができる。粗骨材及び／又は細骨材の一部として本発明の改質再生骨材を用いる場合、本発明の改質再生骨材の含有量は、全骨材中の１０重量％以上、さらに３０重量％以上、さらに５０重量％以上、さらに７０重量％以上、さらに９０重量％以上が好ましい。なお、残部の骨材は、公知の骨材（粗骨材及び細骨材）を用いることができる。
【００６５】
公知の骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利等の天然粗骨材、川砂、山砂、海砂等の天然細骨材、砕石、高炉スラグ粗骨材等の人工粗骨材、砕砂、高炉スラグ細骨材等の人工細骨材、人工軽量骨材、重量骨材等のその他の人工骨材を使用できる。再生改質効果が特に大きいＪＩＳ  Ａ５００５に適合する砕石及び砕砂を使用することが好ましい。
【００６６】
本発明の水硬性組成物の硬化体の原料として本発明の改質再生骨材を用いる場合は、通常の天然骨材と同様の計量、練混ぜにより、骨材として使用することができる。
【００６７】
本発明の水硬性組成物の硬化体の原料として本発明の改質再生骨材を用いる場合、改質再生骨材には本発明の再生骨材改質剤（水分を含有している）が付着しているため、水硬性組成物に含まれる水の量は、本発明の再生骨材改質剤に含まれる水の量を考慮して補正を行う必要がある。
【実施例】
【００６８】
（１）再生骨材改質剤（アルカリ珪酸塩溶液）の製造
製造例１
３号珪酸ナトリウム（日本化学工業製）１０ｋｇに水６０ｋｇを添加混合した。前記混合液を攪拌しながら、イオン交換樹脂：アンバーライトＩＲ１２０Ｂ（Ｈ）（オルガノ製）１５ｋｇを添加し、３０分間攪拌を継続した。上澄み溶液のｐＨが３．２まで低下したことを確認後、イオン交換樹脂をＳＵＳ製メッシュにて濾過分離した。分離した溶液に水酸化リチウム（一水和物）（和光純薬製）１ｋｇを添加後、液全体が透明になるまで２５℃で３時間攪拌を継続した。その後、本液を減圧濃縮器にて、４０℃加温下で濃縮前の１６重量％にまで濃縮を行った。
【００６９】
製造例２
製造例１の操作において、イオン交換樹脂を１２ｋｇ使用した。上澄み液のｐＨは４．８７であった。
【００７０】
製造例３
製造例１の操作において、イオン交換樹脂を２０ｋｇ使用した。上澄み液のｐＨは３．４５であった。
【００７１】
製造例４
製造例１の操作において、イオン交換樹脂を２５ｋｇ使用した。上澄み液のｐＨは２．９２であった。
【００７２】
製造例５
製造例１の操作において、イオン交換樹脂を２５ｋｇ使用した。攪拌時間を９０分とした。上澄み液のｐＨは２．８８であった。
【００７３】
製造例６
製造例１の操作において、イオン交換樹脂を９ｋｇ使用した。上澄み液のｐＨは９．８０であった。イオン交換樹脂をＳＵＳ製メッシュにて濾過分離した溶液に水酸化リチウム（一水和物）（和光純薬製）１．０６５ｋｇを添加後、液全体が透明になるまで２５℃で３時間攪拌を継続した。その後、本液を減圧濃縮器にて、４０℃加温下で濃縮前の１６重量％にまで濃縮を行った。
【００７４】
製造例７（加圧含浸法）
真空槽〔容積１０．３Ｌ，（内径２０５ｍｍ，深さ３１２ｍｍ）〕内に気乾状態の再生骨材を投入後、ロータリーポンプで６．７×１０−２Ｐａまで減圧した。減圧中、再生骨材改質剤を全骨材が没するまで真空槽内に注入し、大気圧に開放後、１０分間放置した。その後、濾過及び乾燥を行った。
【００７５】
比較製造例１
市販のコロイダルシリカ溶液（日産化学工業社スノーテックス２０Ｌ、シリカ濃度２０％）をそのまま使用した。
【００７６】
比較製造例２
市販の珪酸ナトリウム溶液（ＪＩＳ３号規格水ガラス：日本化学工業社製）を水で２倍希釈して使用した（アルカリ珪酸塩固形分２０％）。
【００７７】
比較製造例３
市販の珪酸リチウム溶液（珪酸リチウム４５：日本化学工業社製）をそのまま使用した（アルカリ珪酸塩固形分２０％）。
【００７８】
比較製造例４
製造例１の操作において、イオン交換樹脂を７ｋｇ使用した。上澄み液のｐＨは１０．９０であった。イオン交換樹脂をＳＵＳ製メッシュにて濾過分離した溶液に水酸化リチウム（一水和物）（和光純薬製）１．４２４ｋｇを添加後、液全体が透明になるまで２５℃で３時間攪拌を継続した。その後、本液を減圧濃縮器にて、４０℃加温下で濃縮前の１６重量％にまで濃縮を行った。
【００７９】
（２）測定方法
［ケイ素原子、リチウム原子及びナトリウム原子の重量分析、モル比］
ケイ素の分析はＩＣＰ分析、アルカリ金属の分析は、原子吸光分析により行った。各元素の測定検量線を予め作成し、測定元素の発光強度（ケイ素）、吸光強度（リチウム、ナトリウム）から元素濃度を定量（重量％）した。検量線の作成にあたっては、関東化学製１０００ｐｐｍ標準溶液を希釈して使用した。
ＩＣＰ測定装置は、堀場製作所（株）ＪＹ２３８  ＵＬＴＲＡＣＥを使用した。原子吸光分析装置は、バリアン（株）Ｓｐｅｃｔｒ  ＡＡ２２０を使用した。各元素（ケイ素、リチウム、ナトリウム）の定量値（重量％）から、各原子のモル比、及び酸化物重量％を換算した。
【００８０】
［ケイ素原子、リチウム原子及びナトリウム原子の含有量の算出］
製造例１について例示する。他の製造例も同様にして算出できる。上記分析の結果、ケイ素の定量値８．２７重量％、リチウム１．２１重量％、ナトリウム０．４７重量％を得た。これより各原子の酸化物重量％を次式により換算した。
各原子の酸化物（重量％）＝各原子の定量値（重量％）×（酸化物の分子量／原子量）
最後に、ケイ素、リチウム、ナトリウムの酸化物重量％（ＳｉＯ２：１７．７３％、Ｌｉ２Ｏ：２．６０％、Ｎａ２Ｏ：０．６３％）の総和として２１．０％を算出した。
【００８１】
〔粘度〕
粘度の測定は、Ｂ型粘度計（株式会社東京計器製、型番Ｂ８Ｌ）を用いた。アルカリ珪酸塩溶液約１００ｍｌをスクリュー管（マルエムＮｏ.８）に入れ、ローターの回転後、２分経過後の指針値を計測し、測定値とした。測定は２０℃で行った。
【００８２】
〔耐水性〕
アルカリ珪酸塩溶液５ｇをガラスシャーレ（フラットシャーレ、品番：７０、直径７５ｍｍ）に入れ、乾燥機（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、型番：ＦＣ−４１０）中で５０℃にて１日乾燥することで、乾燥硬化体を得た。この硬化体の重量（ｇ）を電子天秤（ＭＥＴＴＬＥＲ社製、型番：ＡＢ２０４−Ｓ）を用いて測定（Ｗ１）した後、イオン交換水５０ｍｌに１２時間浸漬した。その後、イオン交換水をスポイドで除去し、再度乾燥機（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、型番：ＦＣ−４１０）中で５０℃にて１日乾燥し、この硬化体の重量を測定（Ｗ２）した。その後、溶解残存率（％）〔（Ｗ２／Ｗ１）×１００〕を算出し、耐水性とした。
【００８３】
＜改質再生骨材＞
再生骨材を恒温恒湿室で一定の気乾状態とした後（このときの重量をＷ０とする）、表２に示す再生骨材改質剤（アルカリ珪酸塩溶液）に浸漬し、恒温恒湿室にて２４時間以上乾燥させ、気乾状態とした（このときの重量をＷ１とする）。浸漬状態によるコンクリート性状への影響を検討するため、浸漬時間は１０分、６０分及び２４時間の３ケースとした。Ｗ１のＷ０に対する増加率（（Ｗ１−Ｗ０）／Ｗ０）×１００は、実施例、比較例のいずれにおいても１〜２％の範囲であった。
【００８４】
＜コンクリート硬化体＞
［材料］
再生骨材コンクリートの使用材料は、以下のとおりとし、粗骨材として再生粗骨材の市販品（東京地区入手品）、改質した再生粗骨材及び比較のための砕石を用いた。
粗骨材（Ｇ）：再生粗骨材  表乾密度2.35ｇ／ｃｍ３、吸水率7.66％
改質再生粗骨材  表乾密度2.35ｇ／ｃｍ３、吸水率5.5％
砕石（青梅産硬質砂岩砕石）  表乾密度2.71ｇ／ｃｍ３、吸水率0.66％
セメント（Ｃ）：普通ポルトランドセメント  密度3.16ｇ／ｃｍ３
細骨材（Ｓ）：山砂  表乾密度2.64ｇ／ｃｍ３、吸水率1.51％
混和剤：ＡＥ減水剤、ＡＥ剤
練混ぜ水（Ｗ）：上水道水
［配合］
配合は、改質再生骨材及び砕石を用いたいずれの場合においても、強度と乾燥収縮に及ぼす影響を検討するため、下表に示すとおり単位水量及び粗骨材絶対容積を同一とした。
【表１】
2006282479.tif 000002
単位量は、ＪＩＳ  Ａ０２０３−３５０６に定義される。
【００８５】
［試験方法］
製造したコンクリートに対して、強度試験（ＪＩＳ  Ａ  １１０８−１９９９に準拠）及び乾燥収縮試験（ＪＩＳ  Ａ  １１２９−３−２００１に準拠）を実施した。結果を図１〜図３、表２に示す。
【００８６】
【表２】
2006282479.tif 000003
表２に、材齢２８日における改質再生骨材使用の再生骨材コンクリートの圧縮強度を示し、図１に、材齢２８日における、未処理再生骨材コンクリートの圧縮強度に対する改質再生骨材使用の再生骨材コンクリートの圧縮強度比を示す。図１から明らかなとおり、改質再生骨材を使用したコンクリートは、圧縮強度比が増加する傾向を示した。
【００８７】
図２に、材齢２８日における、砕石を用いたコンクリートに対する改質再生骨材使用の再生骨材コンクリートの圧縮強度比を示す。図２に示すように、改質再生骨材を使用したコンクリートでは９割以上の圧縮強度比を確保することができた。
【００８８】
表２に、材齢２８日における乾燥収縮ひずみの測定結果を示し、図３に参考例のコンクリート硬化体、比較例５のコンクリート硬化体及び実施例６のコンクリート硬化体の乾燥収縮ひずみの測定結果を示す。図３に示すように、砕石を使用したものに対して、未処理の再生骨材を用いたものは乾燥収縮が大きくなるが、改質再生骨材を用いたものでは改善され、砕石の場合よりも低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】未処理再生コンクリートに対する圧縮強度比を示す図。
【図２】砕石コンクリートに対する圧縮強度比を示す図。
【図３】熱乾燥収縮ひずみを示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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