(57)【要約】【課題】アルカリシリカ反応性を示す再生骨材やコンクリート廃材をアルカリ骨材反応に対して短時間で無害化することができ、コンクリート材料用骨材として再生骨材を使用することを可能とする、簡便でかつ安価な無害化処理方法を提供する。【解決手段】コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法は、アルカリシリカ反応性を有する再生骨材をアルカリ溶液に浸漬して再生骨材中に該溶液を浸透させ、次いで該アルカリ溶液が浸透した再生骨材を１００〜１３０℃での高温高圧水蒸気養生する工程を含み、更に好適には前記高温高圧水蒸気養生後の再生骨材を洗浄する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリシリカ反応性を有する再生骨材をアルカリ溶液に浸漬して再生骨材中に該溶液を浸透させ、次いで該アルカリ溶液が浸透した再生骨材を１００〜１３０℃での高温高圧水蒸気養生することを特徴とする、コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理法において、更に、前記高温高圧水蒸気養生後の再生骨材を洗浄することを特徴とする、コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理法において、前記高温高圧水蒸気養生は、飽和水蒸気状態で実施されることを特徴とする、コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法に関し、特に再生骨材をコンクリート用骨材として用いた場合であってもアルカリ骨材反応が発生しないように予め再生骨材のアルカリシリカ反応性を無害化する処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンクリートは、自然環境の下で、時間の経過に従い、次第にその表面から劣化が進行することが広く知られている。
特に、アルカリ骨材反応によるコンクリート構造物の劣化は、コンクリート中に含まれる骨材の種類によってアルカリ骨材反応が生じるためである。
【０００３】
具体的には、コンクリートの骨材には砂利等が使用されているが、これらの骨材の中には、コンクリート中に含まれるナトリウムやカリウム等のアルカリ金属と反応してアルカリ骨材反応を起こす骨材が存在する。
その結果、コンクリート中に含有される水酸化アルカリと砂や砂利などの骨材との間の化学反応によって生成するアルカリ・シリカゲルが、コンクリート中の余剰水を吸水し、それによって徐々にコンクリート内部が膨張し、かかる膨張圧力がコンクリート構造物の表面にひび割れを発生させ、当該ひび割れから、雨水が浸入したり、塩害を招いたりして、結局コンクリート構造物が劣化してしまい、崩壊させるに至る原因となっているのである。
特に、アルカリシリカ反応性を示す骨材を使用した場合には、コンクリート中のアルカリ性細孔溶液とその骨材の間で化学反応（アルカリ骨材反応）が生じ、コンクリート内部で局部的な容積膨張が発生して、ほとんどのコンクリート構造物にひび割れを発生させてしまっている。
【０００４】
かかる現象は、コンクリート構造物の構造欠陥に繋がるため、実際にコンクリート構造物に使用されるコンクリート材料用の骨材は、アルカリシリカ反応性の有無について予め確認されている。
この事前確認でアルカリシリカ反応性を示すことが明らかとなった骨材は、コンクリート用材料として使用することができないのが現状である。
【０００５】
コンクリート用材料として天然骨材（普通骨材）を用いる場合には、同一産地における骨材の品質変動が小さいため、サンプルロットでアルカリシリカ反応性を確認することで、当該産地の骨材品質をほぼ確認することができる。
しかし、コンクリート構造物の解体時に発生するコンクリート廃材からリサイクルされた再生骨材をコンクリート用骨材として使用する場合には、複数のコンクリート廃材が混合されるため、得られる再生骨材の品質は一定ではなく、変動が激しく、天然骨材で実施されているようなサンプルロットのアルカリシリカ反応性品質試験では、コンクリート材料用の再生骨材のアルカリシリカ反応性の品質を確認することは困難である。
【０００６】
しかし現状では、再生骨材についても少量の再生骨材のサンプルを用いてアルカリシリカ反応品質試験を実施する方法しかなく、かかるサンプル試験により当該再生骨材のコンクリート材料への適合性を確認している。
【０００７】
しかし、再生骨材のサンプルロットでコンクリート材料用骨材に適合することが確認された再生骨材を用いてコンクリート構造体を製造した場合であっても、アルカリシリカ反応を示す場合が多く、これは前記したように品質が一定ではなく変動幅が大きいことによるものである。
【０００８】
再生骨材の品質変動が物理的性質によるものであれば、粉砕工程や粒度調整工程を再度繰り返せば品質の改善が図れ、コンクリート材料として利用することが可能となるが、アルカリシリカ反応性を示したものについては改善する有効な方法が特になく、従って、アルカリシリカ反応性を示した再生骨材は基本的にコンクリート材料として利用できなくなるため、廃棄処分となるか、路盤材などの他用途に使用されている。
このように再生骨材が廃棄処分になると再生骨材の製造コストが無駄になるという問題があり、またかかるリスクが背景にあるため、再生骨材の普及の障害となっている。
【０００９】
一方、実際のコンクリート製造物のアルカリ骨材反応が発生した場合には、アルカリ骨材反応抑制剤を注入する補修工法が存在する。
かかる補修工法の例として、特開２００６−２４８８７９号公報（特許文献１）や特開２００６−２７３６８０号公報（特許文献２）に、アルカリ骨材反応を抑制するとされる亜硝酸リチウムを含む補修材や特定の表面被覆剤をコンクリート表面に塗布、内部に注入することが開示されている。
【００１０】
しかし、上記補修工法は、アルカリシリカ反応性を有する骨材をコンクリート材料として使用した後に、アルカリシリカ反応を抑制するために実施されるものであり、アルカリシリカ反応性を有する骨材、特に再生骨材のアルカリシリカ反応性を予め無害化する方法ではない。
また、補修工法は材料のイニシャルコストを大きく上回るため、コンクリート製造物の供用期間における維持管理費を大幅に増大させるという問題点もある。
従って、再生骨材のアルカリ骨材反応性に対して予め無害化することができる処理方法が望まれている。
【特許文献１】特開２００６−２４８８７９号公報
【特許文献２】特開２００６−２７３６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、アルカリシリカ反応性を示す再生骨材やコンクリート廃材をアルカリ骨材反応に対して短時間で無害化することができる、簡便でかつ安価な無害化処理方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、アルカリシリカ反応性を示す再生骨材のアルカリシリカ反応性を無害化して、コンクリート材料用骨材として再生骨材を使用することを可能とする、コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、アルカリシリカ反応性を示した、又はアルカリシリカ反応性を示す危険性を有する再生骨材の反応ポテンシャルを限界まで引き出すことにより、アルカリ骨材反応に対して無害化できる処理方法を見出し、本発明に到達したものである。
即ち、具体的には、本発明のコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法は、アルカリシリカ反応性を有する再生骨材をアルカリ溶液に浸漬して再生骨材中に該溶液を浸透させ、次いで該アルカリ溶液が浸透した再生骨材を１００〜１３０℃での高温高圧水蒸気養生することを特徴とする、コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法である。
【００１３】
また好適には、本発明のコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法は、上記コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理法において、更に、前記高温高圧水蒸気養生後の再生骨材を洗浄することを特徴とする、コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法である。
より好ましくは、本発明のコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法は、前記コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理法において、前記高温高圧水蒸気養生は、飽和水蒸気状態で実施されることを特徴とする、コンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法は、アルカリシリカ反応性を示す再生骨材をアルカリ骨材反応に対して短時間で、また簡便にかつ安価に無害化処理することができるものである。
また本発明のコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法は、再生骨材の種類にかかわらず、任意の再生骨材について、また再生骨材の混合物について有効に無害化することが可能となる。
従って、本発明の処理方法を実施することによって、再生骨材製造後においてアルカリシリカ反応性を示すことが確認された再生骨材についても従来のように廃棄処分することなく、コンクリート用材料として利用でき、従って再生骨材の製造コストを無駄にすることがなくなる。
また、本発明の処理方法により、本来アルカリシリカ反応性を示す再生骨材を再生骨材の製造工程の段階で無害化することが可能になり、アルカリシリカ反応性骨材を含んでいた再生骨材であってもコンクリート材料として安全に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を次の最良の形態例に基づいて説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のコンクリート材料用再生骨材のアルカリシリカ反応無害化処理方法は、アルカリシリカ反応性を有する再生骨材をアルカリ溶液に浸漬して再生骨材中に該溶液を浸透させ、次いで該アルカリ溶液が浸透した再生骨材を１００〜１３０℃での高温高圧水蒸気養生する工程を有する。
このような処理を再生骨材に施すことにより、アルカリシリカ反応性を示す任意の再生骨材をアルカリ骨材反応に対して短時間で、また簡便にかつ安価に無害化処理することができるようになる。
【００１６】
本発明の処理方法を適用することができる再生骨材は、アルカリシリカ反応を示す再生骨材、またはアルカリシリカ反応を示すおそれのある再生骨材であれば任意のものが適用でき、その種類は特に限定されず、１種類であっても複数の再生骨材の配合物であってもかまわず、例えばコンクリート構造物を解体して発生したコンクリート廃材を有効に使用することができる。
【００１７】
このような再生骨材やコンクリート廃材を、まずアルカリ溶液に浸漬する。
アルカリ溶液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が例示でき、その濃度は特に限定されないが、浸漬している再生骨材中にアルカリ成分が十分に浸透するように設定され、例えば１〜２モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を好適に使用することができる。
アルカリ溶液に浸漬する再生骨材は、短時間でアルカリ溶液のアルカリ分がその内部に浸透できるように、破砕、粉砕して適用することが好適である。
またかかるアルカリ溶液中での浸漬時間は、再生骨材中にアルカリ成分が十分に浸透できれば、特に限定されない。
例えば、コンクリート塊もしくは再生骨材を、１〜２モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した場合、その浸漬時間は、コンクリート廃材の場合で３〜６時間、再生骨材の場合で１２〜２４時間程度である。
【００１８】
上記のようにして再生骨材にアルカリ溶液のアルカリ分を十分に浸透した後、該再生骨材に１００〜１３０℃での高温高圧水蒸気養生を実施する。
高温高圧蒸気養生の条件は、アルカリシリカ反応性の促進試験（ＪＩＳ  Ａ  １８０４、  ＺＫＴ−２０６）に準じ、温度を１００〜１３０℃、その間の保持時間を４時間以上とすることが、上記本発明の効果を有効に得るために望ましい。
【００１９】
かかる温度範囲は、再生骨材にアルカリシリカ反応を促進させる最適温度範囲であり、温度が１００℃より低いと短時間でアルカリシリカ反応を限界まで生じさせることはできず、また、１３０℃を超えるような高温域では、化学反応に対して安定的であった原骨材（コンクリート塊もしくは再生骨材に含まれていた本来の骨材）中の鉱物が不安定となり、骨材自体が変状を起こす可能性があるため好ましくない。
【００２０】
また、前記高温高圧水蒸気養生は、飽和水蒸気状態で実施される。
再生骨材を高温高圧水で処理すると、これらに浸透させたアルカリ分が溶出してしまい、無害化を図ることが困難となるため、水蒸気下、望ましくは飽和水蒸気状態下で前記高温高圧水蒸気養生を実施する。
更に、ここで高圧とは例えば、１０２〜２７５ｋＰａの範囲の圧力を好適に適用することができる。
【００２１】
また、本発明においては、更に前記高温高圧水蒸気養生後の再生骨材を洗浄する処理を施すことが望ましい。
ＪＩＳ  Ａ  ５３０８「レディーミクストコンクリート」において、コンクリート中のアルカリ総量は３．０ｋｇ／ｍ３以下と規制されている。従って、アルカリ溶液を浸透させ、高温高圧水蒸気養生した再生骨材にアルカリ分が残存する場合には、前記アルカリ規制量を超えてしまう場合がある。
よって、かかる場合には、実際にコンクリート材料用の骨材として再生骨材を使用する際に、残存するアルカリ分を水によって洗浄処理することが好ましい。
【００２２】
このように、本発明の処理方法により、本来アルカリシリカ反応性を示す再生骨材を再生骨材の製造工程の段階で無害化することが可能になった。
これにより、アルカリシリカ反応性骨材を含んでいた再生骨材であってもコンクリート材料として安全に使用することができる。
【実施例】
【００２３】
本発明の次の実施例、比較例及び試験例により説明する。
（使用材料）
（１）普通骨材
再生骨材を製造するに用いるモルタルに使用する原骨材であり、アルカリシリカ反応性を示すものである。
該普通骨材のアルカリシリカ反応性について、ＪＩＳ  Ａ  １８０４の試験方法に準じてアルカリシリカ反応性試験を実施し、その結果を次の表１に示す。
ここで、ＪＩＳ  Ａ  １８０４の試験方法に準じたアルカリシリカ反応性試験を実施した場合、普通骨材供試体の水中での煮沸前後の膨張率が０．１％以上になると「無害でない」との判定となり、その骨材はアルカリシリカ反応性を示すことになる。
また、当該アルカリシリカ反応性試験は、当該普通骨材供試体を３サンプル準備して、３サンプルについて実施した。その膨張率の平均値も表１に示す。
【００２４】
【表１】
2009242203.tif 000002
【００２５】
（２）セメント
住友大阪セメント株式会社製の「普通ポルトランドセメント」を使用した。
（３）水
水道水を用いた。
【００２６】
実施例１〜２、比較例１〜５
上記各材料を用い、下記表２に示す配合割合で、普通骨材（反応性骨材）、セメント及び水（水／セメント比（質量比）が０．５）の各材料を均一に配合して混練し、モルタルを調製した。
【００２７】
【表２】
2009242203.tif 000003
【００２８】
得られたモルタルを、４×４×１６ｃｍの型枠を用いて打設し、脱型後、２０℃の水中で水中養生を２日間実施し、その後蒸気養生を６時間実施して、モルタル硬化供試体を得た。得られたモルタル硬化供試体について、下記表３に示す処理をそれぞれ実施した。
【００２９】
【表３】
2009242203.tif 000004
【００３０】
次いで、上記表３に示す処理をそれぞれ施したモルタル硬化供試体を、粒径約０．１５〜５．０ｍｍに粉砕した。
粉砕した各モルタル硬化供試体試料を、それぞれ再生細骨材とし、各再生細骨材についてＪＩＳ  Ａ  １８０４に準じて供試体を作成して、アルカリシリカ反応性試験を実施し、膨張率を測定した。
その結果を表４に示す。
【００３１】
【表４】
2009242203.tif 000005
【００３２】
上記表４より、比較例１〜５の再生細骨材は、上記アルカリシリカ反応試験におけるアルカリシリカ反応性について「無害ではない」との判定が得られ、アルカリシリカ反応性を示すことがわかる。
一方、本発明の無害化処理方法を実施した実施例１〜２の再生細骨材は、上記アルカリシリカ反応試験におけるアルカリシリカ反応性について「無害」との判定が得られ、アルカリシリカ反応に対する無害化を示すことが明確になった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の再生骨材のアルカリシリカ反応性無害化処理方法は、アルカリ骨材反応を示すまたは起こす可能性のある再生骨材をコンクリート材料用の骨材として広く適用することが可能となる。
また、再生骨材の有効な再利用が図られる。