(57)【要約】  【課題】有機不純物を多量に含んだ砂を骨材として有効に利用するための方法を提供する。  【解決手段】有機不純物ｙを含有する骨材たる山砂１ｙを１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液２で必要であれば複数回洗浄するアルカリ水洗浄工程Ｓ１と、アルカリ水溶液２で洗浄した骨材１を水道水３で必要であれば複数回洗浄するアルカリ水除去工程Ｓ２とを少なくとも含むことを特徴とするコンクリート用骨材１の製造方法である。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機不純物を含有する骨材をアルカリ水溶液で洗浄するアルカリ水洗浄工程と、アルカリ水溶液で洗浄した前記骨材を中性水で洗浄するアルカリ水除去工程とを少なくとも含むことを特徴とするコンクリート用骨材の製造方法。
【請求項２】
前記アルカリ水溶液を、ｐＨ１０〜１４の水酸化ナトリウム水溶液としている請求項１記載のコンクリート用骨材の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリ水洗浄工程を、複数回繰り返すものとしている請求項１又は２記載のコンクリート用骨材の製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ水除去工程を、複数回繰り返すものとしている請求項１、２又は３記載のコンクリート用骨材の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のコンクリート用骨材の製造方法によって製造されたことを特徴とするコンクリート用骨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートを打設する際に用いる骨材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、山砂等、有機不純物を多量に含んだ土壌はコンクリートを製造するための骨材としては適さないとされている。
【０００３】
具体的に説明すると、骨材が有機不純物を多量に含んでいる場合には、セメントの硬化が遅延されてしまうことが知られている。とくに当該セメントの硬化遅延は、低温時に特に顕著なものとなって現れることが知られている。
【０００４】
そのような現状の中で、特許文献１に記載されているように、山砂など、水又は有機不純物を多量に含んだ土壌を迅速に硬化することができる地盤改良材が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１５５８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に開示されたものは、あくまで土壌に対して有効な安定処理を一時的に施すためのものであって、山砂を利用してコンクリートを打設するという観点に立った技術ではない。
【０００６】
ましてや、通常にコンクリートを打設するということは、上述の安定処理という概念とは全く異なるものである。つまりコンクリートを打設するということは、あくまでセメント以外の混合物がセメントの特性を阻害するもので有ってならない。斯かる理由により、有機不純物を多量に含んでいるものは、上述のようにセメントの硬化に著しく悪影響を及ぼすため、使用しないようにしているのが通例となっている。
【０００７】
そこで本発明は、このような不具合に着目したものであり、例えば山砂といった有機不純物を多量に含んだ砂を骨材として有効に利用するための方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係るコンクリート用骨材の製造方法は、有機不純物を含有する骨材をアルカリ水溶液で洗浄するアルカリ水洗浄工程と、アルカリ水溶液で洗浄した前記骨材を中性水で洗浄するアルカリ水除去工程とを少なくとも含むことを特徴としている。
【０００９】
そして、本発明に係るコンクリート用骨材は、斯かるコンクリート用骨材の製造方法によって製造されたものであることを特徴している。
【００１０】
このようなものであれば、アルカリ水洗浄工程によって有機不純物を好適にアルカリ水溶液中に溶出させるとともに、アルカリ水除去工程によって骨材に付着したアルカリ水を好適に除去することにより、有機不純物に起因するセメントの凝結遅延を好適に解消するとともにアルカリ水によるセメントへの悪影響を有効に回避することができる。すなわり、通常の骨材と同様に好適にコンクリートを打設することが可能である。
【００１１】
より好適に有機不純物を溶出させるためには、アルカリ水溶液を、ｐＨ１０〜１４の水酸化ナトリウム水溶液とすることが望ましい。
【００１２】
また、有機不純物を好適に除去するため、アルカリ水洗浄工程を複数回繰り返すことが望ましい。そして、アルカリ水がコンクリート施工時に混入されてしまう不具合を、より有効に抑制するためには、アルカリ水除去工程を、複数回繰り返して行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コンクリートの打設には不具合といわれてきた山砂を有効に利用して、施工性・品質ともに良質のコンクリートを打設することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態に係るコンクリート用骨材１の製造方法（以下「製造方法」と記す）Ｓは、有機不純物ｙを含有する骨材たる山砂１ｙをアルカリ水溶液２で洗浄するアルカリ水洗浄工程Ｓ１と、アルカリ水溶液２で洗浄した山砂１ｙを中性水である水道水３で洗浄するアルカリ水除去工程Ｓ２とを少なくとも含むことによって、コンクリート用骨材１を製造することを特徴しているものである。
【００１６】
以下、本実施形態に係る製造方法Ｓを、有機不純物ｙを含有する骨材として山砂１ｙを使用した場合を例にとって説明する。
【００１７】
製造方法Ｓは、図１に模式的に示すように、上述したアルカリ水洗浄工程Ｓ１及びアルカリ水除去工程Ｓ２と、乾燥工程Ｓ３とを含んでいるものである。
【００１８】
アルカリ水洗浄工程Ｓ１は、図１に示すように、アルカリ性を呈する液体であるアルカリ水溶液２を用いて山砂１ｙを洗浄する工程である。アルカリ水溶液２としては、ｐＨ１０〜１４の水酸化ナトリウム水溶液、より望ましくは１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を使用するものとしている。そして当該１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を使用した場合、山砂１ｙに対して２倍の重量の１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を用いるものとしている。アルカリ水洗浄工程Ｓ１は、具体的には、山砂１ｙの２倍の重量の１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液に１０分間浸漬し撹拌するアルカリ水浸漬操作Ｓ１１と、当該アルカリ水浸漬操作Ｓ１１を経た山砂１ｙを含むアルカリ水を濾過して山砂１ｙを取り出すアルカリ水濾過操作Ｓ１２とを含んでいる。なお、同図においてアルカリ水濾過操作Ｓ１２は、濾過する操作を分かり易く示すため、極めて模式的に記載したものであり、実際のアルカリ水濾過操作Ｓ１２の概要を示しているものではない。
【００１９】
また上述した一連の操作を含むアルカリ水洗浄工程Ｓ１を、本実施形態ではアルカリ水濾過操作Ｓ１２による濾液２ｙのＴＯＣ（全有機体炭素）濃度が、例えば１００ｐｐｍを下回るまで複数回、繰り返し行うものとしている。ここで本実施形態はアルカリ水洗浄工程Ｓ１を繰り返す回数について何ら限定されることはない。例えば濾液２ｙ中に溶出するＴＯＣ濃度が１００ｐｐｍを下回るに足るように、例えば４回といった所定の回数を予め設定しておくという態様としてもよい。さらにアルカリ水洗浄工程Ｓ１の回数を設定する指標となるＴＯＣ濃度は１００ｐｐｍに限られることはなく、所要の値を適宜設定し得るものである。
【００２０】
アルカリ水除去工程Ｓ２は、図１に示すように、アルカリ水洗浄工程Ｓ１を経た山砂１ｙに付着したアルカリ水溶液２を中性水である水道水３によって洗浄する工程である。中性水としては、本実施形態では水道水３を用いているが、ＴＯＣ濃度が十分に低い水であれば、例えば工業用水等も勿論使用することができる。アルカリ水除去工程Ｓ２は、具体的には、山砂１ｙの２倍の重量の水道水３に１０分間浸漬し撹拌する水道水浸漬操作Ｓ２１と、当該水道水浸漬操作Ｓ２１を経た山砂１ｙを含む水道水３を濾過して山砂１ｙを取り出す水道水濾過操作Ｓ２２とを含んでいる。
【００２１】
また本実施形態では、上述した一連の操作を含むアルカリ水除去工程Ｓ２を複数回、繰り返し行うものとしている。ここで本実施形態はアルカリ水除去工程Ｓ２を繰り返す回数について何ら限定されることはないが、本実施形態では一例として、水道水濾過操作Ｓ２２後の濾液３ａのｐＨが、８．５以下になるまでアルカリ水除去工程Ｓ２を繰り返し行うものとしている。勿論、水道水濾過操作Ｓ２２後の濾液３ａのｐＨが、８．５以下となるに足ると予想される所定回数を予め設定しておくといった態様としてもよい。さらにアルカリ水除去工程Ｓ２の回数を設定する指標となるｐＨは８．５に限られることはなく、所要の値を適宜設定し得るものである。
【００２２】
乾燥工程Ｓ３は、図１に示すように、アルカリ水除去工程Ｓ２を経たコンクリート用骨材１を、例えば天日によって乾燥させる工程である。ここでコンクリート用骨材１を乾燥させる方法は天日に限定されることはなく、加熱による方法や、専用の乾燥機或いは別異の乾燥機を流用してコンクリート用骨材１を乾燥させても良い。
【００２３】
また、場合によっては当該乾燥工程Ｓ３を経なくとも、アルカリ水除去工程Ｓ２を経た段階でコンクリート用骨材１に付着した表面水の量を考慮し、そのままセメント及び練り混ぜ水等とともに混合してコンクリートを打設しても良い。
【００２４】
続いて、本実施形態に対する対照例として、すなわち後述する比較例に基づく手順として、アルカリ水溶液２を用いずに山砂１ｙを洗浄する手順（以下、洗浄手順と記す）Ｈを図２を参照して説明する。
【００２５】
比較例に係る山砂１ｙの洗浄手順Ｈは、図２に模式的に示すように、山砂１ｙの２倍の重量の水道水３に２４時間浸漬する水道水浸漬手順Ｈ１と、当該水道水浸漬手順Ｈ１を経た山砂１ｙを含む水道水３を濾過して山砂１ｙを取り出す水道水濾過手順Ｈ２とを含んでいるものとしている。そして上述の乾燥工程Ｓ３と同様に山砂１ｙを乾燥させる乾燥手順Ｈ３の後、山砂１ｙを細骨材として使用し、コンクリートの製造を試みるものとしている。なお同図においても上述の通り、水道水濾過手順Ｈ２について、特に模式的に示している。
【００２６】
そして、この対照例に斯かる洗浄方法Ｈを経た山砂１ｙを細骨材として用いコンクリートを打設した場合、凝結の始発までに３０時間以上を要するという結果を得た。すなわち、当該比較例に基づく対照例に係る洗浄手順Ｈを経た山砂１ｙは、コンクリート打設には適さないものであった。
【００２７】
一方、本実施形態に係るコンクリート用骨材１の製造方法Ｓにより製造したコンクリート用骨材１は、凝結の始発に至る時間が８時間３０分となった。すなわち比較例と比べても凝結の始発に至る時間が大幅に短縮され、細骨材として十分遜色なく採用し得るものとなっていた。
【００２８】
以上のように、本実施形態に係るコンクリート用骨材１の洗浄方法を採用することにより、アルカリ水洗浄工程Ｓ１によって有機不純物ｙを好適にアルカリ水溶液２中に溶出させるとともに、アルカリ水除去工程Ｓ２によって表面に付着したアルカリ水溶液２を好適に除去することにより、有機不純物ｙに起因するセメントの凝結遅延を好適に解消しつつ、アルカリ水溶液２がセメントに混入することによるセメントへの悪影響をも有効に回避することができる。すなわち、当該洗浄方法により製造されたコンクリート用骨材１は、通常の骨材と同様に好適にコンクリート打設に用いることが可能である。
【００２９】
また、アルカリ水溶液２を、一般に入手しやすい水酸化ナトリウム水溶液とし、ｐＨ１０〜１４の範囲で調整したもの、具体的には、１Ｎに調整した水酸化ナトリウム水溶液を使用することにより、有機不純物ｙを有効に溶出させ得るものとなっている。
【００３０】
そして、山砂１ｙを好適に撹拌でき、且つに有効に有機不純物ｙを溶出させるべく、アルカリ水洗浄工程Ｓ１を、有機不純物ｙを含有する山砂１ｙに対して２倍の重量の１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を用いている。
【００３１】
そして、確実に有機不純物ｙを除去すべく、上述したアルカリ水洗浄工程Ｓ１を、濾液２ｙが所定のＴＯＣ濃度を下回るまで複数回繰り返し行うものとしている。
【００３２】
そして、アルカリ水溶液２がコンクリート施工時に混入されてしまうことによる不具合を確実に回避するために、アルカリ水除去工程Ｓ２を濾液３ａのｐＨが例えば８．５といった所定の値を下回るまで、複数回繰り返して行うものとしている。
【００３３】
そして斯かる製造方法Ｓは、有機不純物ｙを含有する骨材として、山砂１ｙを適用することにより、当該山砂１ｙを好適にコンクリート用骨材１として利用し得る方法として有効に活用することを可能にしている。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００３５】
例えば、上記実施形態ではアルカリ水として水酸化ナトリウム水溶液を使用したが、アルカリ性を示す他のものを使用しても良い。また、アルカリ水洗浄工程並びにアルカリ水除去工程を繰り返す回数はそれぞれ有機不純物の状態等によって適宜変更してもよい。
【００３６】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の一実施例について詳述するが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。
【００３８】
有機不純物を含む山砂を、実施例と比較例に係る方法でそれぞれ処理し、処理過程において濾液に溶出する有機不純物の濃度（ＴＯＣ濃度）を測定する試験、並びにコンクリート打設時における凝結の始発時間を測定する試験をそれぞれ行った。
【００３９】
１．試験材料
以下に示す実施例並びに比較例ともに、低温（５℃）での凝結遅延硬化が顕著であっ  た山砂、具体的には、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４に定義される凝結の始発が３０時間以上となり、ＪＩＳ  Ａ  １１０５による骨材の有機物試験で有害と判定された山砂を利用した。
【００４０】
そして、細骨材以外の材料について以下に記す。
【００４１】
セメント      ：普通ポルドランドセメント（住友大阪セメント社製）
水            ：水道水
粗骨材        ：高槻産砕石
ＡＥ減水剤    ：ポゾリスＮｏ．７０（ＮＭＢ社製）
また、後述する凝結試験の際に採用した上述の材料の配合を表１に記す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
２．試験方法
２．１  実施例に係る方法
山砂を重量で２倍の１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液に１０分間浸漬、撹拌したものを濾過するという作業を計４回繰り返した。そして、濾過する作業における濾液のＴＯＣ（全有機体炭素）濃度を測定した。
その後、山砂の重量の２倍に該当する量の水道水に１０分間浸漬、撹拌したものを濾過するという作業を、濾液のｐＨが８．５を下回るまで繰り返した。
この山砂を乾燥したものを細骨材として、上述の配合に係るコンクリート打設に使用した。そして斯かるコンクリート打設は気温５℃の恒温室内で行い、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４に準拠した凝結の始発に至る時間を測定した。
２．２  比較例に係る方法
山砂を重量で２倍の水道水に２４時間浸漬し濾過した。ここで、濾過する作業における濾液のＴＯＣ（全有機体炭素）濃度を測定した。
そしてこの山砂を乾燥したものを細骨材として、上述の配合に係るコンクリート打設に使用した。そして斯かるコンクリート打設は気温５℃の恒温室内で行い、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４に準拠した凝結の始発に至る時間を測定した。
【００４４】
３．試験結果
実施例に係る方法において、１回目に１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液に１０分間浸漬、撹拌した後、濾過した際の濾液のＴＯＣ（全有機体炭素）濃度は３００ｐｐｍを示した。すなわち山砂からの有機不純物の溶出が確認された。さらに１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液への浸漬、撹拌、濾過を繰り返したところ、濾液のＴＯＣは徐々に減少していった。そして４回目において、当該濾液のＴＯＣ濃度は１２ｐｐｍにまで減少した。そして、上述の通り重量で２倍の水道水に１０分間浸漬、撹拌、濾過する操作を濾液のｐＨが８．５を下回るまで繰り返した。この山砂を乾燥し、細骨材としてコンクリートを打設したところ上述の凝結時間は８時間３０分と、著しく短くなった。すなわち、実施例に斯かる方法により製造した細骨材は、実際のコンクリートの打設に際して影響を及ぼさないものとなった
一方、比較例に係る方法においては、水道水に２４時間浸漬、濾過した際の濾液のＴＯＣ濃度１５ｐｐｍであった。そして、実際のコンクリートの打設に際しては、凝結の始発に至る時間は３０時間以上となった。すなわち、比較例に斯かる方法では山砂を用いたときに比べてまったく改善がみられなかった。
【００４５】
以上により、本実施例に係る方法が、山砂を有効に利用して、施工性・品質ともに良質のコンクリートを打設することを可能とするものであることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る模式的な説明図。
【図２】同上。
【符号の説明】
【００４７】
１…コンクリート用骨材（骨材）
１ｙ…有機不純物を含有する骨材、山砂（山砂）
２…アルカリ水溶液
３…中性水（水道水）
Ｓ…製造方法
Ｓ１…アルカリ水洗浄工程
Ｓ２…アルカリ水除去工程
ｙ…有機不純物
【図１】
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【図２】
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