(57)【要約】【課題】セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができるコンクリート用粗骨材およびコンクリートを提供する。【解決手段】（Ａ）硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材と、（Ｂ）１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の一種以上を１０〜４０質量％、および２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・ＳｉＯ２の一種以上を含む焼成物、を併用するコンクリート用粗骨材。上記焼成物は、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として製造したものであることが好ましく、また、上記焼成物は、ロータリーキルンで１２００〜１４５０℃で焼成されたものであることが好ましい。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材と、
（Ｂ）１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の一種以上を１０〜４０質量％、および２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・ＳｉＯ２の一種以上を含む焼成物、
を併用することを特徴とするコンクリート用粗骨材。
【請求項２】
上記焼成物が、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を１０〜２５質量％、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を１０〜２０質量％かつ３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３の合計量が２０〜３５質量％、塩素量が０．１質量％以下で、さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ２及び／又は３ＣａＯ・ＳｉＯ２を含むものである請求項１に記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項３】
上記焼成物が、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として製造したものである請求項１又は２に記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項４】
上記焼成物が、ロータリーキルンで１２００〜１４５０℃で焼成されたものである請求項１〜３のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材を含有することを特徴とするコンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材と特定の鉱物組成を有する焼成物を併用するコンクリート用粗骨材、および該コンクリート用粗骨材を含有するコンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビル等のコンクリート構造物を解体すると、その解体物であるコンクリートガラ（直径が５００〜１０００ｍｍ程度）が大量に発生する。このようなコンクリートガラは、従来、産業廃棄物として最終処分場で埋め立て処理されるか、又は再生砕石として道路用路盤材として使用されていた。
【０００３】
しかし、近年においては、上記のようなコンクリートガラの処分場を確保することが困難になってきている。このため、近年、コンクリートガラを再資源化あるいはリサイクルする方法が提案されている。例えば、コンクリートガラを所定の大きさに破砕して、再生粗骨材として回収し、これを再度コンクリートに使用するが提案されている。しかし、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合には、コンクリートの強度や静弾性係数が低下するという問題がある。そのため、従来より、再生粗骨材から、セメントモルタルやペースト分のほとんどを除去した高品質の再生粗骨材を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３９２５０号公報（第２−４頁）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載される方法では、ケーシングの鉛直筒部内に、筒状ロータを偏心回転可能に設けておき、該ロータと鉛直筒部との間隙にコンクリート塊と所定の硬度を有する媒体を挿入して、ロータの偏心回転によりコンクリート塊相互を摩擦接触させて骨材からセメントモルタルやペーストを除去するものである。該方法では、高品質の再生粗骨材を製造することはできるのではあるが、同時に再資源化がほとんどなされていない粉体も大量に発生してしまうという課題がある。
そこで、本発明では、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができるコンクリート用粗骨材およびコンクリートを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材であっても、特定の鉱物組成を有する焼成物と併用することにより、上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成させたものである。
【０００７】
即ち、本発明は、（Ａ）硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材と、（Ｂ）１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の一種以上を１０〜４０質量％、および２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・ＳｉＯ２の一種以上を含む焼成物、を併用することを特徴とするコンクリート用粗骨材である（請求項１）。前記特定の鉱物組成を有する焼成物と併用することにより、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができる。
上記焼成物は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を１０〜２５質量％、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を１０〜２０質量％かつ３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３の合計量が２０〜３５質量％、塩素量が０．１質量％以下で、さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ２及び／又は３ＣａＯ・ＳｉＯ２を含むものであることが好ましい（請求項２）。焼成物がこのような鉱物組成を有することにより、コンクリートの強度や静弾性係数の低下をより小さくすることができる。
また、上記焼成物は、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として製造したものであることが好ましく（請求項３）、ロータリーキルンで１２００〜１４５０℃で焼成されたものであることが好ましい（請求項４）。
また、本発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のコンクリート用粗骨材を含有することを特徴とするコンクリートである（請求項５）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で使用する焼成物は、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＣｌ２、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の一種以上を１０〜４０質量％、および２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・ＳｉＯ２の一種以上を含むものである。このような鉱物組成を有する焼成物と併用することにより、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができる。
本発明においては、焼成物の鉱物組成は、焼成物自体の強度や安定性、コンクリートの強度や静弾性係数の低下低減の観点等から、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を１０〜２５質量％、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を１０〜２０質量％かつ３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３の合計量が２０〜３５質量％、塩素量が０．１質量％以下で、さらに、２ＣａＯ・ＳｉＯ２及び／又は３ＣａＯ・ＳｉＯ２を含むものであることが好ましい。
【０００９】
上記焼成物の原料としては、普通のセメント原料である石灰石、粘土、珪石、アルミ灰、ボーキサイト、鉄等を用いることができるが、一般廃棄物や産業廃棄物の有効利用を促進するために、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上と、必要に応じて、貝殻や下水汚泥に生石灰を混合した下水汚泥乾粉等を原料として用いることが好ましい。前記都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として用いる場合は、石灰石、粘土、珪石、アルミ灰、ボーキサイト、鉄等を混合して成分調整して用いることが好ましい。
【００１０】
本発明においては、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰の一種以上を原料として使用する場合は、廃棄物から主に由来する塩素およびナトリウム、カリウム等のアルカリを、焼成工程で蒸気圧の低いアルカリ塩化物に変換して揮発させて除去するため、焼成物の原料調整において、アルカリ塩化物を生成するのに十分な量のアルカリ源または塩素源を添加する、即ち、アルカリ量に比べ塩素量が過剰な原料に対してはアルカリ源を添加し、一方、塩素量に比べアルカリ量が過剰な場合は塩素源を添加することが好ましい。
なお、アルカリ源としては、炭酸ナトリウムまたはアルカリ含有廃棄物を使用することができる。塩素源としては、塩化カルシウムまたは塩化ビニル樹脂等の塩素含有廃棄物を使用することができる。
【００１１】
本発明においては、上記焼成物は、ロータリーキルンで１２００〜１４５０℃で焼成されたものであることが好ましい。ロータリーキルンで前記温度範囲で焼成することにより、焼成物の強度や安定性が向上するとともに、焼成物はほぼ球状のものとなり、コンクリートの流動性等を向上することができる。
【００１２】
本発明においては、上記焼成物は、「ＪＩＳ  Ａ  １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準じて測定した吸水率が、３．５％以下であることが好ましい。吸水率が３．５％を越えると、焼成物自体の強度や安定性が低下するので好ましくない。
【００１３】
本発明において、硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材としては、コンクリートガラを既往の方法・装置を用いて破砕して得られる再生粗骨材が挙げられる。コンクリートガラを破砕する方法としては、例えば、ロールクラッシャやジョークラッシャで破砕する方法や、特許第３２００３８７号に記載される方法で破砕する方法等が挙げられる。
【００１４】
本発明においては、上記再生粗骨材は、「ＪＩＳ  Ａ  １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準じて測定した吸水率が、５．０％以下であることが好ましく、３．０％以下であることがより好ましい。吸水率が５．０％を越えると、上記焼成物と併用してもコンクリートの強度や静弾性係数の低下が大きくなるので好ましくない。
【００１５】
本発明においては、上記再生粗骨材と上記焼成物の比率は、再生粗骨材１００質量部に対して、焼成物５〜１００質量部が好ましく、１０〜５０質量部がより好ましい。再生粗骨材１００質量部に対して、焼成物が前記範囲外では、コンクリートの強度や静弾性係数の低下が大きくなるので好ましくない。
なお、再生粗骨材と焼成物の混合は、コンクリートの混練前に行っても良いし、コンクリートの混練時に、再生粗骨材と焼成物をそれぞれ個別にミキサに投入して行っても良い。
【００１６】
【試験例】
以下、試験例により本発明を説明する。
１．使用材料
１）都市ゴミ焼却灰を原料とした焼成物
表１に示す乾燥した都市ゴミ焼却灰３２．６質量％、石灰石粉６４．２質量％、鉄原料２．７質量％、ソーダ灰（炭酸ナトリウム９９．６質量％含有：セントラル硝子社製）１．４５質量％を配合して成分調整した原料をロータリーキルンを用いて、１３００〜１４５０℃で焼成して、焼成物を調製した。表２に焼成物の鉱物組成を示す。
なお、該焼成物はほぼ球状であり、その粒径は５〜２０ｍｍであった。また、該焼成物の「ＪＩＳ  Ａ  １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準じて測定した吸水率は、１．７％であった。
【００１７】
【表１】
2004292198.tif 000002
【００１８】
【表２】
2004292198.tif 000003
【００１９】
２）再生粗骨材
解体現場で発生したコンクリートガラ（普通ポルトランドセメント、陸砂、砕石を使用したコンクリート構造物を解体して生じたもの）を特許第３２００３８７号に記載される方法で粒径が５〜２０ｍｍになるまで破砕した。該再生粗骨材の「ＪＩＳ  Ａ  １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験方法）」に準じて測定した吸水率は、２．６７％であった。
【００２０】
３）その他の材料
▲１▼セメント；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）
▲２▼細骨材；静岡県小笠産陸砂
▲３▼砕石；茨城県岩瀬産砕石２００５
▲４▼水；水道水
▲５▼高性能減水剤；花王（株）製「マイティ１００」（ナフタレンスルホン酸系）
【００２１】
２．コンクリートの調製
前記材料を使用し、表３に示す配合にしたがって各材料を２軸強制練りミキサ（０．１ｍ３）に一括投入し、２分間混練し、コンクリートを調製した。
【００２２】
【表３】
2004292198.tif 000004
【００２３】
３．評価
１）スランプ値
試験例１〜４のコンクリートのスランプ値を、「ＪＩＳ  Ａ  １１０１（コンクリートのスランプ試験方法）」に準じて測定した。
２）圧縮強度
試験例１〜４のコンクリートをφ１０×２０ｃｍの型枠に流し込み、２０℃で２４時間湿空養生後脱型し、２０℃で２８日間水中養生した後、「ＪＩＳ  Ａ  １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準じて圧縮強度を測定した。
３）静弾性係数
試験例１〜４のコンクリートの静弾性係数を「ＪＩＳ  Ａ  １１４９（コンクリートの静弾性係数試験方法）」に準じて測定した。
その結果を表４に示す。
【００２４】
【表４】
2004292198.tif 000005
【００２５】
表４から、本発明のコンクリート用粗骨材を用いたコンクリート（試験例１〜２）では、コンクリートの強度や静弾性係数の低下が小さいことが分かる。
一方、再生粗骨材のみ使用した試験例３のコンクリートでは、コンクリートの強度や静弾性係数の低下が大きかった。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンクリート用粗骨材では、硬化コンクリートの解体物から得られる再生粗骨材と、特定の鉱物組成を有する焼成物を併用することにより、セメントモルタルやペーストが付着している低品質の再生粗骨材を使用した場合でも、コンクリートの強度や静弾性係数の低下を小さくすることができる。
また、本発明のコンクリート用粗骨材では、一般廃棄物や産業廃棄物の有効利用を促進することができる。