(57)【要約】【課題】石炭灰の有効利用を図ると共に、セメントの量を削減し、強度や自硬性あるいは流動性に優れる石炭灰コンクリート、およびその石炭灰コンクリートを使用して築造する舗装構造を提供する。【解決手段】石炭灰コンクリートを、少なくとも、セメント、水、砂利、および石炭灰を構成素材として製造する。石炭灰は、クリンカーアッシュ、ＰＦＢＣあるいはフライアッシュを使用する。また、舗装構造１を、打設後に転圧して締固めた路盤層２の上に、舗装層３を打設して形成し、路盤層２を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、ＰＦＢＣのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、舗装層３を、少なくとも、セメント、水、砂利および、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、セメント、水、砂利、および、石炭灰を構成素材としてなることを特徴とする石炭灰コンクリート。
【請求項２】
前記石炭灰は、少なくともクリンカーアッシュを構成素材としてなることを特徴とする請求項１に記載の石炭灰コンクリート。
【請求項３】
前記石炭灰は、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣを構成素材としてなることを特徴とする請求項１に記載の石炭灰コンクリート。
【請求項４】
前記石炭灰は、ＰＦＢＣのみを構成素材としてなることを特徴とする請求項１に記載の石炭灰コンクリート。
【請求項５】
前記石炭灰は、少なくともフライアッシュを構成素材としてなることを特徴とする請求項１に記載の石炭灰コンクリート。
【請求項６】
耐アルカリ性ガラス繊維を構成素材として加えてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の石炭灰コンクリート。
【請求項７】
打設後に転圧して締固めた路盤層の上に、舗装層を打設して形成する舗装構造であって、
前記路盤層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、ＰＦＢＣのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、
前記舗装層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成してなることを特徴とする石炭灰コンクリート使用の舗装構造。
【請求項８】
打設後に転圧して締固めた路盤層の上に、舗装層を打設して形成する舗装構造であって、
前記路盤層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、クリンカーアッシュのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、
前記舗装層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成してなることを特徴とする石炭灰コンクリート使用の舗装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電所等で発生する石炭灰を混合した石炭灰コンクリートおよびその石炭灰コンクリートを使用して築造した舗装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般の舗装道路や駐車場等の舗装構造を築造するために使用する石炭灰コンクリートは、通常、セメント、水、砂利および混和剤を混練して製造している。
一方、火力発電所においては毎日大量の石炭を燃焼させており、従って、燃焼残存物である石炭灰が大量に発生している。これまで、この石炭灰の効果的な用途がないことから、その殆どは廃棄物として処理されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の一般舗装道路や駐車場等の舗装構造は、その強度が必ずしも十分ではなく、また、それを構成する石炭灰コンクリートの打設時における流動性の向上も求められてきた。
また、火力発電所で大量に発生する石炭灰も、環境問題や廃棄物処理場の問題等から有効な利用方法が模索されてきた。
【０００４】
本発明者らは、石炭灰がコンクリートの構成素材であるセメントにその粒子形状や吸水性等の一般的な物性が類似していることから、コンクリートの一素材として使用することを考えたが、これに先立ち、石炭灰にはクリンカーアッシュ、フライアッシュ、ＰＦＢＣおよびＢＭアッシュといった種類があり、それぞれの物性が異なることを確認し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
そこで、本発明は、コンクリートの構成素材として石炭灰を加え、石炭灰の有効利用を図ると共に、セメントの量を削減し、かつ、強度や自硬性あるいは流動性に優れる石炭灰コンクリートおよび石炭灰コンクリート使用の舗装構造を提供することにある。
【０００６】
【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、本発明の請求項１に記載の石炭灰コンクリートは、少なくとも、セメント、水、砂利、および、石炭灰を構成素材としてなることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の石炭灰コンクリートは、前記石炭灰は、少なくともクリンカーアッシュを構成素材としてなることことを特徴とする。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の石炭灰コンクリートは、前記石炭灰は、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣを構成素材としてなることを特徴とする。
【０００９】
またさらに、請求項４に記載の石炭灰コンクリートは、前記石炭灰は、ＰＦＢＣのみを構成素材としてなることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に記載の石炭灰コンクリートは、前記石炭灰は、少なくともフライアッシュを構成素材としてなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に記載の石炭灰コンクリートは、耐アルカリ性ガラス繊維を構成素材として加えてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の石炭灰コンクリート使用の舗装構造（１）は、打設後に転圧して締固めた路盤層（２）の上に、舗装層（３）を打設して形成するものであって、前記路盤層（２）を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、ＰＦＢＣのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、前記舗装層（３）を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成してなることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８に記載の石炭灰コンクリート使用の舗装構造（１）は、打設後に転圧して締固めた路盤層（２）の上に、舗装層（３）を打設して形成するものであって、前記路盤層（２）を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、クリンカーアッシュのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、前記舗装層（３）を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成してなることを特徴とする。
【００１４】
なお、括弧内の記号は、図面および後述する発明の実施の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。
【００１５】
本発明の請求項１に記載の石炭灰コンクリートによれば、少なくとも、セメント、水、砂利および石炭灰を構成素材としているので、これまで廃棄処分されてきた石炭灰を有効利用することができる。また、これに伴い、セメントの量を削減することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の石炭灰コンクリートによれば、石炭灰のうち少なくともクリンカーアッシュを構成素材としているので、クリンカーアッシュの有効利用を図り、セメントの量を削減しながら、その強度を高めることができる。
クリンカーアッシュは、赤熱状態でボイラ底部の水槽に落下した石炭灰を、破砕機で粉砕したものであり、また、赤熱状態から急冷水洗したものであるので化学的に安定し、高い剪断強度を有しているからである。
【００１７】
石炭灰コンクリートと石炭灰を混合しない普通のコンクリートの圧縮強度を比較するために行った実験の結果を、表１に示す。この実験結果からも明らかなように、石炭灰コンクリートは普通コンクリートと比較して高い強度を有する。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
本発明の請求項３に記載の石炭灰コンクリートによれば、石炭灰のうち少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣを構成素材としているので、クリンカーアッシュおよびＰＦＢＣの有効利用を図り、セメントの量を削減しながら、その強度を高め、かつ、セメント同様の優れた自硬性を持たせることができる。
クリンカーアッシュは、高い剪断強度を有しているからである。また、ＰＦＢＣは、加圧流動床方式の発電プラントから発生し、石炭と石炭岩を混合燃焼させるため多量のＣａＯとＳＯ３を含んでいるため優れた自硬性を持っているからである。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の石炭灰コンクリートによれば、石炭灰のうちＰＦＢＣのみを構成素材としているので、ＰＦＢＣの有効利用を図り、セメントの量を削減しながら、優れた自硬速度を持たせることができる。
ＰＦＢＣの持つ優れた自硬性によるものである。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の石炭灰コンクリートによれば、石炭灰のうち少なくともフライアッシュを構成素材としているので、フライアッシュの有効利用を図り、セメントの量を削減しながら、その流動性と締固め特性を向上させることができる。
フライアッシュは微細粒子で球形をしており、また、その粒径は０．１ｍｍ以下が９０％以上を占めているからである。
【００２２】
本発明の請求項６に記載の石炭灰コンクリートによれば、請求項１乃至５に記載の発明の作用効果に加えて、耐アルカリ性ガラス繊維を構成素材として加えているので、高い靱性を持たせることができ、割れや亀裂の発生を効果的に抑えることができる。
【００２３】
本発明の請求項７に記載の石炭灰コンクリート使用の舗装構造によれば、打設後に転圧して締固めた路盤層の上に、舗装層を打設して形成する構造において、路盤層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、ＰＦＢＣのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、舗装層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成しているので、ＰＦＢＣおよびクリンカーアッシュの有効利用を図り、セメントの量を削減しながら、その強度を高め、優れた自硬性を持たせることができる。
路盤層はＰＦＢＣを構成要素として含有し、舗装層はクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣを構成要素として含有するからである。
【００２４】
本発明の請求項８に記載の舗装構造によれば、打設後に転圧して締固めた路盤層の上に、舗装層を打設して形成する構造において、路盤層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、クリンカーアッシュのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、舗装層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成しているので、クリンカーアッシュとＰＦＢＣの有効利用を図り、セメントの量を削減しつつ、その強度を高め、優れた自硬性を発揮させることができる。
クリンカーアッシュの持つ高い剪断強度とＰＦＢＣの持つ優れた自硬性によるものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の第一実施形態に係る舗装構造１およびそれを構成する石炭灰コンクリートについて説明する。図１は、舗装構造１を示す縦断面図である。
【００２６】
本発明の第一実施形態に係る舗装構造１は、一般道路におけるものであり、地盤５上に打設した後、転圧して締固めた路盤層２の上に、舗装層３を打設して形成したものである。この舗装層３は転圧しない。また、その肉厚は路盤層１の約１／４としている。
【００２７】
この舗装構造１は、路盤層２を、セメント、水、砂利、混和剤、耐アルカリ性ガラス繊維、および、ＰＦＢＣのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、その上部に溶接鉄網４を配置している。また、舗装層３を、セメント、水、砂利、混和剤、耐アルカリ性ガラス繊維、および、クリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成している。
【００２８】
路盤層２および舗装層３の構成素材の混合量は適宜設定されるものであるが、本実施形態における舗装層３の構成素材の混合量は（単位：ｋｇ／ｃｍ３）、セメント：３８０、水：２５１、ＰＦＢＣおよびクリンカーアッシュからなる石炭灰：１２０８、砂利：１６２、混和剤：２．９４、耐アルカリ性ガラス繊維：１．５である。
【００２９】
この舗装構造１の路盤層２を構成する石炭灰コンクリートは、ＰＦＢＣを構成素材として含有しているので自硬性に優れる。また、舗装層３を構成する石炭灰コンクリートは、クリンカーアッシュとＰＦＢＣを構成素材としているので、強度と自硬性に優れる。
従って、ＰＦＢＣおよびクリンカーアッシュの有効利用を図り、セメントの量を削減しながら、高い強度と優れた自硬性を有する舗装構造１とすることができる。
【００３０】
なお、ＰＦＢＣに代えてＢＭアッシュを使用しても、同様に優れた自硬性を持たせることができる。また、路盤層２および舗装層３を構成する石炭灰コンクリートにフライアッシュを加えることによって、打設時の流動性を高めることができるので、施工性の向上を図ることができる。
【００３１】
次に図２を参照して、本発明の第二実施形態に係る舗装構造１およびそれを構成する石炭灰コンクリートについて説明する。図２は、舗装構造１を示す縦断面図である。
【００３２】
本発明の第二実施形態に係る舗装構造１も、一般の舗装道路におけるものであり、地盤５上に打設後に転圧して締固めた路盤層２の上に、舗装層３を打設して形成したものである。舗装層３は転圧しない。また、その肉厚は路盤層１のそれとほぼ等しく設定している。
【００３３】
この路盤層２は、セメント、水、砂利、混和剤、および、クリンカーアッシュのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成している。また、舗装層３は、セメント、水、砂利、混和剤、および、クリンカーアッシュとＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、その中に鉄筋（図示せず）を配設している。
【００３４】
この舗装構造１の路盤層２を構成する石炭灰コンクリートは、クリンカーアッシュを構成素材として含んでいるので、その強度を高めることができる。また、舗装層３を構成する石炭灰コンクリートはクリンカーアッシュとＰＦＢＣを構成素材としているので、高い強度と優れた自硬性を有する。
その結果、クリンカーアッシュとＰＦＢＣの有効利用を図ると共にセメントの量を削減しつつ、高い強度と優れた自硬性を有する舗装構造１を提供することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態において、路盤層２および舗装層３を構成する石炭灰コンクリートに、耐アルカリ性ガラス繊維を加えることによって、優れた靱性を持たせることができ、割れや亀裂の少ない舗装構造１とすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の石炭灰コンクリートによれば、少なくとも、セメント、水、砂利および石炭灰を構成素材としているので、これまで廃棄処分されてきた石炭灰を有効利用することができる。また、セメントの量を削減することができ、セメントに要するコストを軽減することができる。
【００３７】
本発明の請求項２に記載の石炭灰コンクリートによれば、石炭灰は、少なくともクリンカーアッシュからなるので、クリンカーアッシュの有効利用を図り、セメントの量を削減しながら、その強度を高めることができる。
【００３８】
本発明の請求項３に記載の石炭灰コンクリートによれば、石炭灰は、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなるので、クリンカーアッシュおよびＰＦＢＣの有効利用を図り、セメントの量を削減しながら、その強度を高め、かつ、セメント同様の優れた自硬速度を維持することができる。
【００３９】
本発明の請求項４に記載の石炭灰コンクリートによれば、石炭灰は、ＰＦＢＣのみからなるので、ＰＦＢＣの有効利用を図ると共にセメントの量を削減しながら、優れた自硬速度を維持することができる。
【００４０】
本発明の請求項５に記載の石炭灰コンクリートによれば、石炭灰は、少なくともフライアッシュからなるので、フライアッシュの有効利用を図ると共にセメントの量を削減し、その流動性と締固め特性を向上させることができる。
【００４１】
本発明の請求項６に記載の石炭灰コンクリートによれば、請求項１乃至５に記載の発明の作用効果に加えて、耐アルカリ性ガラス繊維を構成素材として加えているので、高い靱性を持たせることができ、割れや亀裂の発生を効果的に抑えることができる。
【００４２】
本発明の請求項７に記載の石炭灰コンクリート使用の舗装構造によれば、打設後に転圧して締固めた路盤層の上に、舗装層を打設して形成する構造において、路盤層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、ＰＦＢＣのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、舗装層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成しているので、ＰＦＢＣおよびクリンカーアッシュの有効利用を図ると共にセメントの量を削減しながら、その強度を高め、優れた自硬性を持たせることができる。
【００４３】
本発明の請求項８に記載の石炭灰コンクリート使用の舗装構造によれば、打設後に転圧して締固めた路盤層の上に、舗装層を打設して形成する構造において、路盤層を、少なくとも、セメント、水、砂利、およびクリンカーアッシュのみからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成し、舗装層を、少なくとも、セメント、水、砂利、および、少なくともクリンカーアッシュおよびＰＦＢＣからなる石炭灰を構成素材とした石炭灰コンクリートで構成しているので、クリンカーアッシュとＰＦＢＣの有効利用を図ると共にセメントの量を削減し、その強度を高め、優れた自硬性を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る舗装構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る舗装構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　　舗装構造
２　　路盤層
３　　舗装層
４　　溶接鉄網
５　　地盤
【図１】
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【図２】
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