(57)【要約】【課題】コンクリートの耐久性を高いものとする廃タイヤ粉砕ゴム粒子を使用したセメント用耐久性向上材、セメント組成物、及びそれを用いたセメント硬化体を提供すること。【解決手段】平均粒径が０．０１〜０．２５ｍｍの廃タイヤ粉砕ゴム粒子からなるセメント用耐久性向上材、セメント１００部と、該セメント用耐久性向上材２〜３０部とを含有してなるセメント組成物、セメント１００部、該セメント用耐久性向上材２〜３０部、及び消泡剤１部以下を含有してなるセメント組成物、及び該セメント組成物を使用して、蒸気養生を行なってなるセメント硬化体を構成とする。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が０．０１〜０．２５ｍｍの廃タイヤ粉砕ゴム粒子からなるセメント用耐久性向上材。
【請求項２】
セメント１００部と、請求項１に記載のセメント用耐久性向上材２〜３０部とを含有してなるセメント組成物。
【請求項３】
セメント１００部、請求項１に記載のセメント用耐久性向上材２〜３０部、及び消泡剤１部以下を含有してなるセメント組成物。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のセメント組成物を使用して、蒸気養生を行なってなるセメント硬化体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃タイヤ粉砕ゴム粒子を使用したセメント用耐久性向上材、セメント組成物、及びそれを用いたセメント硬化体に関する。
なお、本発明で使用する部や％は、特に規定しない限り質量基準である。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
日本において廃タイヤは、２０００年、タイヤ本数で１億３００万本、重量で１０２万９千トンが発生している。
廃タイヤのリサイクル率は８８％と高いが、それでも、未利用の数量が多く、従来から野積されたタイヤは、保管されている資源か、放置された廃棄物かをめぐり、再生業者と地方自治体の対立が生じ、特に、保管の名目で野積された廃タイヤの規制をめぐりトラブルが発生している。
さらなるリサイクル率の向上が求められている廃タイヤは、焼却時の発熱量が大きいことから、セメント、製鉄、及び製紙の各工場で代替燃料や補助燃料として使用され、そのサ−マルリサイクルが廃タイヤの５０％を占めている。
【０００３】
廃タイヤを粉砕した２〜５ｍｍ径のゴムチップは、砂とバインダ−で接着固化し、騒音を大幅にへらした高機能舗装に利用されている。
また、３〜３０ｃｍサイズの破砕した廃タイヤは、軽量で、また、弾性や透水性に優れた軽量土として土木分野で利用されている。
【０００４】
そして、これらの資源の有効な利用方法であるマテリアルリサイクルやリユ−スリサイクルの拡大が望まれていた。
【０００５】
一方、従来より、コンクリートの耐久性を向上させる方法として、ＡＥ剤により、連行空気を容積で３〜６％導入することが行われている。
しかしながら、細骨材の粒度の変動、温度の変化、練り量、練り時間、及び運搬時間等に影響を受け、所定の空気量を確保することが困難であること、構造物の美観や耐久性を損なう場合があるなどの課題があった。
【０００６】
また、廃タイヤの利用方法として、廃タイヤの平均粒径が０．３〜１．０ｍｍのゴム弾性を利用する方法が提案されている（特許文献１参照）。
しかしながら、この方法では、充分な耐久性が得られない場合があった。
【０００７】
本発明者は、特定の材料を使用することによって、前記課題を解消できる知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−０２０３９９号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、平均粒径が０．０１〜０．２５ｍｍの廃タイヤ粉砕ゴム粒子からなるセメント用耐久性向上材であり、セメント１００部と、該セメント用耐久性向上材２〜３０部とを含有してなるセメント組成物であり、セメント１００部、該セメント用耐久性向上材２〜３０部、及び消泡剤１部以下を含有してなるセメント組成物であり、該セメント組成物を使用して、蒸気養生を行なってなるセメント硬化体である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明で使用するセメントとしては、低熱、普通、早強、及び超早強等の各種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメントに高炉スラグ、フライアッシュなどを混合した各種混合セメントが挙げられる。
【００１２】
本発明で使用する廃タイヤ粉砕ゴム粒子（以下、単にゴム粒子という）とは、乗用車で平均３年、トラックやバスなどでは平均１年使用されたタイヤで、安全上交換された廃タイヤを粉砕したものである。
通常、タイヤは、天然ゴムや合成ゴムが５０％、カーボンブラックが２６％、スチールやテキスタイルなどのタイヤコードが１３％、加硫促進剤、老化防止剤、及び補強剤等の配合剤が６％、並びに、ビードワイヤーが５％の構成からなっている。
そして、ゴム粒子とは、そのスチールコードを除き粉砕したものである。
廃タイヤの粉砕には、常温における粉砕方法と冷凍粉砕方法の二つの方法がある。常温における粉砕方法には、ターボミル型粉砕機やウルトラロータ型粉砕機等が使用され、冷凍粉砕方法では、ゴムをガラス転移温度以下に冷却して粉砕する。
【００１３】
ゴム粒子の平均粒径は、０．０１〜０．２５ｍｍが好ましく、０．０２〜０．２ｍｍがより好ましい。０．０１ｍｍより細かいと粉砕に要する動力が多くなり、それに要する時間も多く、経済的でなく、０．２５ｍｍより粗いと耐久性が得られない場合がある。ゴム粒子の平均粒径が小さい場合、炭酸カルシウムなどの凝集防止剤を併用することが好ましい。
ゴム粒子の使用量は、セメント１００部に対して、２〜３０部が好ましい。２部未満では耐久性が得られない場合があり、３０部を超えると強度低下を生じる場合がある。
【００１４】
本発明で使用する消泡剤としては、主成分の化学構造より分類すると、ポリアルキレングリコ−ルエステルなどのポリエステル系、ポリアルキレングリコ−ル誘導体等のグリコ−ル系、ジメチルシリコ−ンを主成分とするシリコ−ン系、硫酸化脂肪酸系、及び油溶系ポリマ−など、一般的に使用されるものが挙げられる。
消泡剤は、エントラプトエアを消泡できれば品種は特に限定されるものではない。
消泡剤の使用量は、セメント１００部に対して、１部以下が好ましい。１部を超えて使用しても消泡効果は変わらず経済的でない。
消泡剤の混合方法は、水や材料に均一に分散されていれば特に限定されるものではない。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実験例に基づいてさらに説明する。
【００１６】
実験例１
セメントを１００部、平均粒径０．２ｍｍの表１に示すゴム粒子、細骨材２３０部、及び粗骨材３４５部をミキサに投入し、３０秒間空練りし、その後、表１に示す水を添加し、９０秒間練り混ぜコンクリートを練り混ぜた。
練り混ぜたコンクリートを用い、圧縮強度と相対的動弾性係数比を測定した。結果を表１に併記する。
【００１７】
＜使用材料＞
セメント  ：普通ポルトランドセメント、３種混合品
細骨材    ：川砂、５ｍｍ下、密度２．６０
粗骨材    ：砕石、２０ｍｍ下、密度２．６５
ゴム粒子  ：廃タイヤ粉砕ゴム粒子
【００１８】
＜測定方法＞
圧縮強度  ：ＪＩＳ  Ａ  １１０８「コンクリ−トの圧縮強度試験方法」に準じて測定
相対的動弾性係数比：ＪＩＳ  Ａ  １１４８「コンクリ−トの凍結融解試験方法」Ａ法水中凍結水中融解試験方法に準じて測定
【００１９】
【表１】
2004323312.tif 000002
【００２０】
実験例２
セメント１００部に対して、表２に示す粒径のゴム粒子を１５部と水を用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００２１】
【表２】
2004323312.tif 000003
【００２２】
実験例３
セメント１００部、消泡剤０．０３部、水４５部、及び表３に示す平均粒径０．２ｍｍのゴム粒子と減水剤とを用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００２３】
＜使用材料＞
消泡剤    ：ポリアルキレングリコ−ル誘導体、市販品
減水剤    ：ナフタレン系高性能減水剤、市販品
【００２４】
【表３】
2004323312.tif 000004
【００２５】
実験例４
セメント１００部、平均粒径０．２ｍｍのゴム粒子を１５部、水４５部、減水剤１．２部、及び表４に示す消泡剤を用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
【００２６】
【表４】
2004323312.tif 000005
【００２７】
実験例５
セメント１００部に対して、粒径０．１ｍｍのゴム粒子を１５部用い、前置き時間２時間、昇温速度２０℃／ｈ、最高温度６５℃で保持３時間の蒸気養生を行い、その後徐冷し翌日脱型したこと以外は実験例２と同様に行った。結果を表５に併記する。
なお、比較のため、ゴム粒子を使用しないで、セメント１００部に対して、ＡＥ剤を０．００４部使用し、連行空気を導入して同様に行った。結果を表５に併記する。
【００２８】
＜使用材料＞
ＡＥ剤    ：主成分変性ロジン、市販品
【００２９】
【表５】
2004323312.tif 000006
【００３０】
【発明の効果】
本発明の廃タイヤ粉砕ゴム粒子からなるセメント用耐久性向上材を使用することにより、コンクリートの耐久性は高いものとなった。