(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水率が０．５〜１．５％の石灰石骨材に液状の収縮低減剤を含浸させた石灰石骨材。
【請求項２】
さらに、表面に液状の収縮低減剤を吸着させた請求項１に記載の石灰石骨材。
【請求項３】
石灰石骨材が５０〜５５０℃で加熱乾燥したものである請求項１または２に記載の石灰石骨材。
【請求項４】
含浸した液状の収縮低減剤と表面に吸着した液状の収縮低減剤の合計が、石灰石骨材１００部に対して１〜１０部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の石灰石骨材。
【請求項５】
石灰石骨材を加熱乾燥し、まだ暖かいうちに、石灰石骨材に液状の収縮低減剤を散布するか、または石灰石骨材を液状の収縮低減剤に浸漬することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の石灰石骨材の製造方法。
【請求項６】
石灰石骨材の加熱温度が５０〜５５０℃であることを特徴とする請求項５に記載の石灰石骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、土木・建築業界において使用される石灰石骨材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリート構造物の高耐久化技術の確立が望まれている。それを達成する上で重要な技術のひとつとして、収縮低減剤が注目されている。これは、収縮低減剤の使用により、ひび割れを低減しコンクリート構造物の高寿命化に一定の役割を果たすためである。収縮低減剤としては、古くより数多くの提案がなされている（特許文献１〜特許文献６）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６−０３７２５９号公報
【特許文献２】特公昭５９−００３４３０号公報
【特許文献３】特開昭５９−０２１５５７号公報
【特許文献４】特開昭５９−１５２２５３号公報
【特許文献５】特開昭５９−１８４７５３号公報
【特許文献６】特開昭６０−０１６８４６号公報
【０００４】
しかしながら、収縮低減剤を用いると、コンクリートの空気量が著しく増加するという現象が生じるため、消泡剤によって空気量を制御する操作が不可欠となっている。コンクリートの空気量を制御することは、高度な技術と人手間が必要なため、収縮低減剤を用いても空気量を増加させない技術の開発が強く求められている。また、収縮低減剤を用いると、モルタルやコンクリートの凝結・硬化が遅延するという課題もある。この問題は特に低温環境でより顕著である。
【０００５】
一方、石灰石骨材を使用すると、モルタルやコンクリートの収縮を小さくなることも知られているが、石灰石骨材を使用しても、収縮は小さくなる傾向にはあるものの、ひび割れを著しく低減するには至らない。また、収縮低減剤と石灰石骨材を併用すると、収縮低減剤と石灰石骨材のそれぞれの効果を足し合わせた効果しか得られない。
また、モルタルやコンクリートはセメントや骨材に含まれる微粉を含むため、練り混ぜ時に発塵するという課題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明者は、前記課題を解決すべく、種々の努力を重ねた結果、特定の石灰石骨材を使用することにより、練り混ぜ時の発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少なく、硬化体の収縮が小さいモルタルやコンクリートが得られることを知見し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、（１）吸水率が０．５〜１．５％の石灰石骨材に液状の収縮低減剤を含浸させた石灰石骨材、（２）さらに、表面に液状の収縮低減剤を吸着させた（１）の石灰石骨材、（３）石灰石骨材が５０〜５５０℃で加熱乾燥したものである（１）または（２）の石灰石骨材、（４）含浸した液状の収縮低減剤と表面に吸着した液状の収縮低減剤の合計が、石灰石骨材１００部に対して１〜１０部である（１）から（３）のいずれかの石灰石骨材、（５）石灰石骨材を加熱乾燥し、まだ暖かいうちに、石灰石骨材に液状の収縮低減剤を散布するか、または石灰石骨材を液状の収縮低減剤に浸漬する（１）〜（４）のいずれかの石灰石骨材の製造方法、（６）石灰石骨材の加熱温度が５０〜５５０℃である（５）の石灰石骨材の製造方法、である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、練り混ぜ時の発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少なく、硬化体の収縮が小さいモルタルやコンクリートが得られる石灰石骨材およびその製造方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
【００１０】
本発明に使用する液状の収縮低減剤とは、特に限定されるものではなく、いかなるものでも使用可能である。主成分で大別すると、低級アルコールアルキレンオキシド付加物系、アルコール系、グリコールエーテル・アミノアルコール誘導体系、ポリエーテル系、低分子量アルキレンオキシド共重合体系等が挙げられる。
液状の収縮低減剤は各社より市販されており、その代表例としては、例えば、電気化学工業社製「エスケーガード」、フローリック社製「ヒビガード」、竹本油脂社製「ヒビダン」、太平洋セメント社製「テトラガード」、日本油脂社製「シュドックス」等が挙げられる。収縮低減剤には液状のもの、粉末状のものが存在するが、本発明では液状のものでないと効果が得られない。
液状の収縮低減剤を石灰石骨材に散布するか、石灰石骨材を収縮低減剤に浸漬することにより、モルタルやコンクリートの練り混ぜ時の発塵をほぼ完全に抑止することが可能である。
【００１１】
本発明で使用する石灰石骨材とは、天然の石灰石を原料とし、粗骨材あるいは細骨材として粒度調整したものを意味する。また、石灰石の密度は２．７ｇ／ｃｍ３前後であり、吸水率は０．５〜１．５％程度の範囲にある。
【００１２】
本発明では、石灰石を加熱処理して、石灰石が持つ水分を蒸発させ、石灰石骨材がまだ暖かいうちに液状の収縮低減剤を散布するか、または液状の収縮低減剤に石灰石骨材を浸漬する。この処理を行うことにより、液状の収縮低減剤の一部が石灰石骨材に含浸すると考えられる。つまり、吸水率に相当する分だけ、液状の収縮低減剤が含浸すると考えられる。
【００１３】
例えば、吸水率１．０％の石灰石骨材を使用した場合、これを加熱処理して絶乾状態とし、液状の収縮低減剤を石灰石１００部に対して５部散布した場合を想定すると、１部が石灰石骨材に含浸し、残りの４部は石灰石表面に吸着していることになる。吸水率の測定方法は、ＪＩＳ  Ａ  ｌｌｌ０に定められている。
【００１４】
ここで、石灰石骨材と液状の収縮低減剤を別々に使用した場合には本発明の効果は得られない。すなわち、同じ液状の収縮低減剤の使用量で比較しても、本発明の方法でモルタルやコンクリートに配合された場合には、収縮低減効果が大きい。また、モルタルやコンクリートの練り混ぜ時に練り混ぜ水とともに収縮低減剤を添加するという従来の使用方法では、モルタルやコンクリートの発塵を抑制できないばかりか、凝結・硬化が著しく遅延したり、空気連行性が著しく、空気量の調整が困難となる。本発明の方法では、このような問題を生じることがない。
【００１５】
石灰石の加熱温度は、特に限定されるものではないが、通常、５０〜５５０℃が好ましく、１００〜５００℃がより好ましい。５０℃未満では、乾燥が十分でない場合があり、５５０℃を超えると石灰石が分解して生石灰に変化する恐れがある。
【００１６】
本発明における石灰石骨材と液状の収縮低減剤との配合割合は、特に限定されるものではないが、通常、石灰石骨材１００部に対して、液状の収縮低減剤が１〜１０部が好ましく、２〜７部がより好ましい。液状の収縮低減剤が１部未満であると、収縮低減効果が十分でなかったり、発塵抑制効果が十分でなかったりする場合があり、逆に、液状の収縮低減剤が１０部を超えると、空気連行性が著しくなり、空気量の調整が難しくなったり、凝結・硬化が遅延する傾向にある。
【００１７】
本発明に使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、および中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、またはシリカを混合した各種混合セメント、また、石灰石粉末等や高炉徐冷スラグ微粉末を混合したフィラーセメント、各種の産業廃棄物を主原料として製造される環境調和型セメント、いわゆるエコセメント等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が併用可能である。
【００１８】
本発明では、本発明の石灰石骨材のほかに、石灰石微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、メタカオリン、珪藻土、高炉徐冷スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰やその溶融スラグ、都市ゴミ焼却灰やその溶融スラグ、パルプスラッジ焼却灰等の混和材料、急硬材、膨張材、デキストリン等の水和熱抑制剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、ポリマー、ベントナイト等の粘土鉱物、ならびに、ハイドロタルサイト等のアニオン交換体等のうちの１種または２種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
【００１９】
本発明において、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
【００２０】
混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、およびナウタミキサ等の使用が可能である。
【実施例】
【００２１】
「実施例１」
表面水５％、吸水率０．８％の石灰石細骨材を表１に示す温度で２時間加熱して乾燥した。乾燥後直ちに液状の収縮低減剤イ５部を石灰石細骨材１００部に対して均一に散布（噴霧した後にミキサで骨材を混合）して石灰石細骨材を調製した。この石灰石細骨材を用いて、石灰石細骨材１５０部とセメント１００部を混合してプレミックスモルタルを作製した。このプレミックスモルタル２５ｋｇに対して、水４．５ｋｇを加えて練り混ぜた。練り混ぜ時の発塵を目視により観察するとともに、練り上げたモルタルの空気量、凝結時間、硬化後の圧縮強度、長さ変化率を測定した。結果を表１に併記する。
【００２２】
＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント、ブレーン比表面積３３００ｃｍ２／ｇ
収縮低減剤イ：電気化学工業社製「エスケーガード」、ポリエーテル系、液状品
石灰石細骨材：新潟県青海鉱山産、密度２．７１、最大骨材寸法５ｍｍ
水：水道水
【００２３】
＜測定方法＞
骨材の吸水率：ＪＩＳ  Ａ  １１１０に準じて測定
空気量：ＪＩＳ  Ａ  １１１８に準じて測定
凝結時間：ＪＩＳ  Ａ  １１４７に準じて測定
圧縮強度：ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準じて測定
長さ変化率：ＪＩＳ  Ａ  ６２０２（Ｂ）に準じて測定
【００２４】
【表１】
0005058718.tif 000002
【００２５】
表１より、本発明に依れば、練り混ぜ時の発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少なく、硬化体の収縮が小さいモルタルが得られることが分かる。
【００２６】
「実施例２」
実施例１の実験No.1-6と同様に石灰石細骨材を４００℃で加熱して乾燥し、石灰石細骨材１００部に対する液状の収縮低減剤の種類と散布量を表２に示すように変化したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００２７】
＜使用材料＞
収縮低減剤ロ：フローリック社製「ヒビガード」、グリコールエーテル系、液状品
収縮低減剤ハ：太平洋セメント社製「テトラガード」、低級アルコールのアルキレンオキシド付加物系、液状品
収縮低減剤ニ：竹本油脂社製「ヒビダン」、ポリエーテル系、液状品
【００２８】
【表２】
0005058718.tif 000003
【００２９】
表２より、本発明に依れば、練り混ぜ時の発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少なく、硬化体の収縮が小さいモルタルが得られることが分かる。
【００３０】
「実施例３」
実施例１の実験No.1-6と同様に石灰石細骨材を４００℃で加熱して乾燥し、石灰石細骨材１００部に対する液状の収縮低減剤イを５部散布した場合と、同じ量の収縮低減剤をモルタルの練り混ぜ時に水とともに添加する従来の方法で使用した場合の比較を行った。結果を表３に併記する。
【００３１】
【表３】
0005058718.tif 000004
【００３２】
表３より、本発明に依れば、従来法と比べ、練り混ぜ時の発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少なく、硬化体の収縮が小さいモルタルが得られることが分かる。
【００３３】
「実施例４」
コンクリートでの性能確認を行った。石灰石細骨材および石灰石粗骨材を４００℃で加熱して乾燥し、これら石灰石骨材１００部に対して、実施例１で使用した液状の収縮低減剤イを５部散布して骨材を調製した。これらの石灰石骨材を使用し、単位セメント量３１５ｋｇ／ｍ３、単位水量１８０ｋｇ／ｍ３、ｓ／ａ４１％、スランプ１８±２．５ｃｍのコンクリートを調製した。また、同じ量の収縮低減剤をコンクリートの練り混ぜ時に水とともに添加する従来の方法で使用した場合の比較を行った。練り混ぜ時の発塵を目視により観察するとともに、練り上げたコンクリートの空気量、凝結時間、圧縮強度、長さ変化率を測定した。結果を表４に併記する。
【００３４】
＜使用材料＞
石灰石細骨材：新潟県青海鉱山産、密度２．７１、最大骨材寸法５ｍｍ
石灰石粗骨材：新潟県青海鉱山産、比重２．７１、最大骨材寸法２５ｍｍ
【００３５】
＜測定方法＞
空気量：ＪＩＳ  Ａ  １１１８に準じて測定
凝結時間：ＪＩＳ  Ａ  １１４７に準じて測定
圧縮強度：ＪＩＳ  Ａ  １１０８に準じて測定
長さ変化率：ＪＩＳ  Ａ  ６２０２（Ｂ）に準じて測定
【００３６】
【表４】
0005058718.tif 000005
【００３７】
表４より、本発明に依れば、従来法と比べ、練り混ぜ時の発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少なく、硬化体の収縮が小さいコンクリートが得られることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の石灰石骨材を使用することにより、練り混ぜ時の発塵の発生がなく、収縮低減剤の使用量も少なく、空気量の増加が少なく、凝結・硬化への影響が少なく、硬化体の収縮が小さいモルタルやコンクリートが得られるため、土木および建築用途に広範に利用できる。