(57)【要約】【課題】安価でかつ基本的に骨材の粒度調整が不要であり、材料の分離の問題が生じ難い重量コンクリートを提供すること。【解決手段】セメントに骨材を添加してなる重量コンクリートであって、骨材のうち細骨材の一部あるいは全部が、高炉水砕スラグから分離された粒状銑鉄である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントに骨材を添加してなる重量コンクリートであって、骨材のうち細骨材の一部あるいは全部が、高炉水砕スラグから分離された粒状銑鉄であることを特徴とする重量コンクリート。
【請求項２】
粗骨材として、細骨材より密度の低い材料を用いたことを特徴とする請求項１に記載の重量コンクリート。
【請求項３】
粗骨材が鉄鉱石であることを特徴とする請求項２に記載の重量コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重量骨材を用いた重量コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
重量コンクリートとは、通常の骨材より比重の大きい重量骨材を用いることにより、単位容積重量を大きくしたコンクリートであり、放射線遮蔽用コンクリート、橋梁ウェイト、船舶バラスト、消波ブロック、護岸堤用コンクリート等として用いられている。従来から、重量骨材としては、鉄等の人工重量骨材や、磁鉄鉱、赤鉄鉱、砂鉄等の天然産重量骨材が用いられている。
【０００３】
また、特許文献１には、細骨材として、ふるい呼び寸法２．５ｍｍないし０．１５ｍｍのショットブラスト用スチールを細粒を粒度調整して使うことが提案されている。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ショットブラスト用スチールは高価であること、細骨材の粒度に適合するために別途粒度調整を行う必要があることから、重量コンクリートの商業生産への適用が進まなかった。
【０００４】
また、骨材として、より高比重のスチールを用いる場合には、相対的に低比重であるセメントペーストの中でその粒径に応じて沈降し、粒径が大きくなると材料分離現象を引き起こすおそれがある。
【０００５】
これに対し、特許文献２には、有機ポリマーディスパージョンを所定量混入することで、ワーカビリティーを損なうことなく単位水量を削減し、ブリージングや材料分離を抑制する重量コンクリートの配合が示されている。しかし、この方法ではセメントペーストの粘度上昇を招きフレッシュコンクリートのポンプ圧送が困難になる。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２６６９８７６号公報
【特許文献２】
特開昭６３−２３９１４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、安価でかつ基本的に骨材の粒度調整が不要であり、材料の分離の問題が生じ難い重量コンクリートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、セメントに骨材を添加してなる重量コンクリートであって、骨材のうち細骨材の一部あるいは全部が、高炉水砕スラグから分離された粒状銑鉄であることを特徴とする重量コンクリートを提供する。
【０００９】
高炉水砕スラグには粒状銑鉄が少量含まれており、この粒状銑鉄は高炉水砕スラグを微粉砕する時の障害になるため、粉砕前または粉砕過程で分離除去される。粒状銑鉄は、鉄であるから比重が高く重量骨材として適している。そして、粒状銑鉄は、上記特許文献１のショットブラスト用スチールに比べて極めて安価であり、したがって、安価な重量コンクリートを実現することができる。また、組成が銑鉄組成と同じで安定しており、特別に粒度調整することなくコンクリートの細骨材に適した粒度となる。さらに、粒状銑鉄は細骨材に適した細かい粒度であるからセメントペーストの中で分離しにくく、したがって、特許文献２のようにポリマーディスパージョンのような材料分離を抑制する物質を混入する必要がないからフレッシュコンクリートの圧送の困難性といった問題が生じない。
【００１０】
上記構成において、粗骨材として、細骨材より密度の低い材料を用いることが好ましい。このような粗骨材としては鉄鉱石を用いることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の重量コンクリートは、セメントに骨材を添加してなる重量コンクリートであって、骨材のうち細骨材の一部あるいは全部が、高炉水砕スラグから分離された粒状銑鉄である。
【００１２】
コンクリートの骨材は、５ｍｍの篩を質量割合で８５％以上通過する細骨材と５ｍｍの篩に質量割合で８５％以上通過せずに留まる粗骨材に分類され、本発明ではこの細骨材の一部あるいは全部を高炉水砕スラグから分離された粒状銑鉄とする。
【００１３】
高炉水砕スラグは、製銑工程において副産する高炉スラグに、加圧水を噴射して急冷、粒状化したもので、年間２０００万ｔ以上生産されている。この高炉水砕スラグは製造直後において、高炉スラグに若干含まれる銑鉄が水砕により粒状化した粒状銑鉄が１％程度含まれている。高炉水砕スラグは微粉砕して高炉セメントの原料等に使われるが、粒状銑鉄は高炉水砕スラグを微粉砕する時に障害となるため、粉砕前あるいは粉砕過程で磁選等により分離除去される。本発明ではこのような粒状銑鉄を重量コンクリートの細骨材として使用する。
【００１４】
このようにして製造される粒状銑鉄は、鉄であるから比重が高く、本質的に重量骨材として適している。そして、高炉水砕スラグに付随して発生するものであるから極めて安価であり、重量コンクリートを安価なものとすることができる。組成は銑鉄組成と同じであり安定してしており、水砕されているので基本的に粒度調整することなく細骨材として適した粒径のものとなる。もちろん、補助的に粒度調整を行ってもよい。また、粒状銑鉄は比較的細かく細骨材として添加されるものであるからセメントペーストの中で沈降・分離しにくく、材料分離の問題は生じ難い。
【００１５】
細骨材中の粒状銑鉄の割合は、３０％以上が好ましい。比重が大きい粒状銑鉄が３０％以上あれば、重量コンクリートとして十分なものとなる。細骨材中に含まれる他の物質としては、粉状の鉄鉱石や砂鉄が好ましい。また、粒状銑鉄は、より細骨材として適したものとするために適宜粒度調整してもよい。
【００１６】
粗骨材は特に限定するものではないが、細骨材に用いられる粒状銑鉄よりも比重の小さなものが好ましい。セメントペースト中においては、同一比重では大きい粒径のものほど、また同一粒径では比重の大きいものほど沈降しやすく材料分離を引き起こしやすい。そのため、より材料分離が少なく、ブリージングの少ない重量コンクリートを製造するためには、細骨材に高比重の粒状銑鉄を使用し、粗骨材にそれより比重の小さい材料を使用することが好ましい。粗骨材に適した粒状銑鉄よりも比重の小さい材料としては鉄鉱石を挙げることができる。その他、砕石等も用いることができる。粗骨材は、材料分離がより生じ難くなるように適宜粒度調整することが好ましい。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
以下の表１に示す配合で重量コンクリートの試験練りを行った。本発明の範囲内である実施例１〜４では、細骨材に高炉水砕スラグから分離された粒状銑鉄（比重６．６０）と粉状磁鉄鉱石（チリロメラル鉱山；比重４．６４）を用い、粒状銑鉄の割合を３０〜１００質量％の間で変化させ、粗骨材に塊状赤鉄鉱石（南アフリカ産イスコール鉱山；比重４．８２）を用いた。粒状銑鉄の粒度分布を表２に示す。
【００１８】
また、比較例１では、細骨材に粉状磁鉄鉱石のみを用い、粗骨材に塊状赤鉄鉱石を用いた。比較例２では、細骨材としてショットブラスト用スチール細粒（比重７．８５）を用い、粗骨材として砕石（比重２．６４）を用いた。比較例２のショットブラスト用スチール細粒は、表２に示すように、粒状銑鉄とほぼ同等の粒度分布になるように調整した。
【００１９】
以上の実施例１〜４、比較例１，２について、上記細骨材および粗骨材にさらにセメントおよび水を表１に示す配合で混練りした。
【００２０】
実施例１〜４では、表１に示すように単位容積質量が４ｋｇ／Ｌ以上と重量コンクリートとして十分な値が得られた。また、材料分離がほとんど見られなかった。このことから、粒状銑鉄は何らの粒度調整を行わずに重量コンクリートの細骨材として使用可能であり、これを用いた本発明の重量コンクリートは良好な特性を示すことが確認された。
【００２１】
これに対して、比較例１では細骨材として粉状磁鉄鉱石を用いたため、材料分離が顕著であり、単位容積質量も３．８ｋｇ／Ｌに留まった。比較例２では、単位容積質量が４．３７ｋｇ／Ｌと十分な値の重量コンクリートが得られ、材料分離も比較例１よりも改善されていたが、表３に示すように粒径の異なる＃２８０〜＃３０の８種の細粒を混合調整する煩雑な工程が必要であった。また、ショットブラスト用スチールは粒状銑鉄と比較して高価である。
【００２２】
【表１】
2004210574.tif 000002
【００２３】
【表２】
2004210574.tif 000003
【００２４】
【表３】
2004210574.tif 000004
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、骨材のうち細骨材の一部あるいは全部を、高炉水砕スラグから分離された粒状銑鉄で構成したので、安価でかつ基本的に骨材の粒度調整が不要であり、材料の分離の問題が生じ難い重量コンクリートを得ることができる。