(57)【要約】【課題】湿式法により得られる砕石粉の有効利用を図ることにあり、湿式法により得られた砕石粉を用いて生コンクリート用充填材を製造する方法を提供する。【解決手段】湿式法により捕集された粒径７５μｍ未満の砕石粉を１５０℃以上の温度で加熱乾燥することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式法により捕集された粒径７５μｍ未満の砕石粉を１５０℃以上の温度で加熱乾燥することを特徴とする生コンクリート用充填材の製造方法。
【請求項２】
少なくとも水、細骨材及び粗骨材を混合する生コンクリートの製造方法において、
細骨材の一部として、請求項１に記載の製造方法で得られた充填材を用いることを特徴とする生コンクリートの製造方法。
【請求項３】
細骨材が、砕砂（Ｓ）と請求項１に記載の方法で得られた充填材（Ｆ）とからなり、該充填材（Ｆ）と砕砂（Ｓ）とを０．５／９９．５乃至５／９５の質量比（Ｆ／Ｓ）で含んでいる請求項２に記載の生コンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生コンクリートに細骨材として配合される充填材に関するものであり、より詳細には、湿式法により得られる砕石粉を利用した生コンクリート用充填材の製造方法並びに該充填材を用いた生コンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物を構築しているコンクリートは、細骨材や粗骨材と呼ばれる充填材や水をセメントに配合した生コンクリートを硬化することにより得られるものであり、充填材は、コンクリートの圧縮強度を高めるために使用される。
【０００３】
ところで、充填材として使用される粒径の大きな粗骨材や粒径の小さい細骨材としては、天然の岩石を粉砕して得られるもののうち、粒径が５ｍｍ以上のものが粗骨材（採石と呼ぶ）として使用され、粒径が５ｍｍ以下のものが細骨材（砕砂と呼ぶ）として広く使用されている。
このような砕石粉や砕砂の製造法としては、乾式法と湿式法が知られている。
【０００４】
天然の岩石を粉砕機（クラッシャー）を用いて乾式下で粉砕し、所定の粒度に篩分けした乾式法が代表的であり、安価に実施できることから、一般の生コンクリートの製造には、乾式法で得られた採石や砕砂が使用されている。
【０００５】
一方、湿式法では、約１０％程度の微粒分が発生する。このような微粒分は、砕石スラッジと呼ばれ、濁水処理工程を経て、フィルタープレスなどの加圧脱水処理によって脱水ケーキの形で捕集される。このような脱水ケーキを乾燥し、適宜粉砕する方法が湿式法である、この方法で得られる砕石粉は、凝集剤などの不純物を含んでいることなどから、生コンクリート用の充填材としてはほとんど使用されておらず、その多くは脱水ケーキのまま廃棄され、コンクリートの強度等に及ぼす影響もほとんど検討されていないのが実情である（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＪＩＳ−Ａ５０４１：２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、湿式法により得られる砕石粉の有効利用を図ることにあり、具体的には、湿式法により得られた砕石粉を用いて生コンクリート用充填材を製造する方法及び該充填材を用いて生コンクリートを製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、湿式法で得られる砕石粉について、コンクリートの強度に及ぼす強度について多くの実験を行った結果、これを所定温度以上に加熱乾燥したものを充填材として用いた場合には、最終的に得られるコンクリート（生コンクリート硬化物）の圧縮強度が、乾式による砕石粉を用いた場合よりも向上するという新規な知見を見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明によれば、湿式法により捕集された粒径７５μｍ未満の砕石粉を１５０℃以上の温度で加熱乾燥することを特徴とする生コンクリート用充填材の製造方法が提供される。
【００１０】
本発明によれば、また、少なくとも水、細骨材及び粗骨材を混合する生コンクリートの製造方法において、
細骨材の一部として、上記に記載の製造方法で得られた充填材を用いることを特徴とする生コンクリートの製造方法が提供される。
上記の生コンクリートの製造方法においては、上記の細骨材が、砕砂（Ｓ）と前記方法で得られた充填材（Ｆ）とからなり、該充填材（Ｆ）と砕砂（Ｓ）とを０．５／９９．５乃至５／９５の質量比（Ｆ／Ｓ）で含んでいることが好ましい。
【００１１】
尚、本発明において、上記の充填材（Ｆ）と併用される砕砂（Ｓ）は、乾式法により得られたものでも、湿式法により得られたものでもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、湿式法により捕集された粒径７５μｍ未満の砕石粉を１５０℃以上の温度で加熱乾燥することにより、生コンクリート用充填材として使用することが可能となる。即ち、細骨材、粗骨材及び水をセメントと混合して生コンクリートを製造するに際し、細骨材の一部又は代替物として、上記方法で得られた微粒の砕石粉を使用することにより、最終的に得られるコンクリート（生コンクリートの硬化物）の強度が向上するという予想外の効果が発現するのである。
例えば、後述する実施例及び比較例の実験結果に示されているように、細骨材の全てを乾式法で得られた砕石粉を用いて調製された生コンクリートの硬化物の２８日後圧縮強度は、４３．５Ｎ／ｍｍ２であるが、細骨材の微粒分（粒径７５μｍ未満の粒子）として、本発明に従って製造された湿式法による充填材を加えて調製された生コンクリートでは、その硬化物の２８日後圧縮強度は、４４．４Ｎ／ｍｍ２であり、乾式法による細骨材のみを用いた比較例２よりも、圧縮強度が向上していることが理解される。
【００１３】
なお、上記のような湿式法から得られた微粒の熱処理砕石粉を使用することにより、強度の向上がもたらされる理由は、明確に解明されてはいないが、おそらく、１５０℃以上の熱処理により、砕石粉中に含まれる微量の有機物が取り除かれ、有機物の強度に及ぼす影響が抑制されたためではないかと本発明者等は推定している。
【００１４】
このように、本発明によれば、従来、コンクリート用の充填材としては使用されることのなかった湿式法により得られる砕石粉を使用することが可能となり、しかもコンクリートの強度向上という予想外の利点が得られ、本発明は、資源の有効利用という点で極めて有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜充填材の製造＞
本発明においては、湿式法で捕集された粒径が７５μｍ未満の砕石粉を原料として使用し、これを加熱乾燥して生コンクリート用の充填材として使用する。
【００１６】
即ち、砕石や砕砂を湿式で製造する骨材製造プラントでは、原石の約１０％程度の微粉末（砕石スラッジと呼ばれる）が発生する。即ち、日本工業規格では、生コンクリートに使用する骨材中の粒径が７５μｍ未満の微粒子含量の最大値が９％と規定されており、したがって、このような微粒分が篩分け過程で取り除かれ、この結果、このような微粒分は、濁水処理槽に導入されて凝集分離され、フィルタープレスなどによる加圧脱水処理して脱水ケーキとして捕集される。本発明は、このようにして捕集された粒径が７５μｍ未満の微細な砕石粉（脱水ケーキ）を使用する。
【００１７】
上記のような微細な砕石粉の脱水ケーキの加熱乾燥は、１５０℃以上、好ましくは１８０℃以上、特に２００乃至４００℃の温度で行われる。即ち、この加熱乾燥温度が、上記温度よりも低いと、目的とする強度向上効果が不満足となってしまう。おそらく、砕石粉中に含まれる有機物等の不純物の影響がコンクリート強度に反映されてしまうのではないかと思われる。
また、加熱乾燥の程度は、熱減量が１質量％以下となるまで行われる。
【００１８】
上記のようにして加熱乾燥されたケーキは、適宜、解砕して、粒径が７５μｍ未満の微粉末として、生コンクリート用の充填材（以下、この充填材を湿式法砕石粉と呼ぶ）として使用に供される。
【００１９】
＜生コンクリートの製造＞
生コンクリートは、粗骨材、細骨材及びセメント、並びに適宜配合される混和剤と共に水と練和して調製されるが、本発明では、細骨材の一部として、上記の湿式法砕石粉が使用される。
【００２０】
粗骨材は、粒径が５ｍｍ以上のものを８５重量％以上含む粗大な粒状物であるが、コンクリート廃材から採取された再生骨材と称されるものも使用することができ、例えば、ＪＩＳ  Ａ−５００５で規定されている品質を有する各種の砕石を使用することができる。
【００２１】
また、細骨材は、１０ｍｍ篩を全て通過し、５ｍｍ以下の粒径のものを重量で８５％以上含んでいる砕砂と呼ばれる微細な粒状物であり、ＪＩＳ  Ａ−５００５で規定されている品質を有する各種の砕砂を使用することができる。
【００２２】
ところで、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８：２００９（レディーミクストコンクリート）によれば、先にも述べたように、細骨材における７５μｍ未満の微粒子含量の最大値は９質量％と規定されており、湿式法で得られる砕砂中の上記微粒子含量は、通常５％未満である。即ち、湿式法で得られる砕砂を細骨材として用いる場合、さらに４％前後の量の微粒子を加えることが可能となっている。本発明は、このような微粒子として、前述した湿式法砕石粉を加えて使用するものであり、これにより圧縮強度の予想外の向上がもたらされるわけである。
【００２３】
即ち、本発明の生コンクリートの製造法においては、細骨材の一部として、上記で製造された充填材（湿式法砕石粉）を使用するが、その配合量は、一般に、砕砂（Ｓ）と該充填材（Ｆ）との質量比（Ｆ／Ｓ）が、０．５／９９．５乃至５／９５の範囲となる量である。この質量比（Ｆ／Ｓ）が該範囲よりも大きいと、多くの場合、細骨材中の微粒分含量がＪＩＳで規定する範囲を超えてしまい、質量比（Ｆ／Ｓ）が該範囲よりも小さいと、圧縮強度の向上効果はほとんど期待できない。
【００２４】
また、生コンクリートに使用されるセメントとしては、特に制限されず、普通ポルトランドセメントや中庸熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどの混合セメント等を使用することができる。
【００２５】
さらに、水と配合する上記成分に加えて適宜使用する混和剤としても、生コンクリートに従来から使用されているそれ自体公知のもの、例えば独立した微細な空気泡を連行してコンクリートのワーカビリティや耐凍害性を改善するＡＥ剤、セメントに対する分散性を高め、流動性を改善したり、強度を増大させる減水剤、その他、流動化剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤と呼ばれる各種の混和剤を、なんら制限なく使用することができる。ここで、減水剤、ＡＥ剤、はセメントの凝結速度をコントロールすることができ、この速度に応じて、遅延形、標準形、促進形に分類され、さらに塩化物イオン量に応じて、Ｉ種、II種、III種に分類されているが、これらいずれのタイプのものも使用することができる。
【００２６】
生コンクリートの組成、即ち、水、粗骨材、細骨材、セメント及び混和剤の配合比は、コンクリートの用途に応じて要求される物性や規格に応じて、適宜設定すればよい。
【００２７】
上述した本発明によれば、従来、ほとんど廃棄されていた湿式法により得られる砕石粉を、生コンクリート用の細骨材の一部として使用することができ、しかも圧縮強度の増大という予想外の効果が得られるため、工業的に極めて有用である。
【実施例】
【００２８】
本発明の優れた効果を次の実験例で説明する。
尚、以下の実験例で用いた各種材料は、以下のとおりである。
【００２９】
水（Ｗ）：工業用水
セメント（ＮＣ）：株式会社トクヤマ製普通ポルトランドセメント
骨材（ａ）；
細骨材（Ｓ）
Ｓ１：砕砂３Ａ
Ｓ２：砕砂１Ａ
Ｓ３：石灰石砕砂
粗骨材（Ｇ）
Ｇ１：砕石１５０５Ａ
Ｇ２：砕石２０１０Ａ
混和剤（ＡＤ）：ＡＥ減水剤標準形Ｉ種
混和剤（ＡＥ）：ＡＥ剤Ｉ種
砕石粉（粒径７５μｍ未満のもの）
乾式砕石粉：
乾式砕石粉の１０５℃送風乾燥品（比較例）
スラッジケーキ：
湿式法で得られた含水比２０〜２５％の脱水ケーキ（比較例）
１０５℃湿式砕石粉：
上記スラッジケーキの１０５℃送風乾燥、粉砕後の粉末（比較例）
２００℃湿式砕石粉：
上記スラッジケーキの電気炉２００℃加熱乾燥、粉砕後の粉末（実施例）
【００３０】
＜実施例１〜３、比較例１〜７＞
表１に示す処方に従って、水、セメント、骨材（細骨材及び粗骨材）、混和剤及び砕石粉を混合して生コンクリートを調製し、ＪＩＳ規格に基づいて、スランプ（ＪＩＳ  Ａ  １１０１）、空気量（ＪＩＳ  Ａ  １１２８）、温度及び２８日圧縮強度（ＪＩＳ  Ａ  １１０８）を測定し、その結果を、表１に併せて示した。
なお、表１中、Ｗ／Ｃは、水（Ｗ）とセメント（Ｃ）の量割合（質量比）を示し、Ｓ／ａは、骨材（ａ）中の細骨材（Ｓ）の量割合（容積比）を示す。
【００３１】
【表１】
2015187056.tif 000002