江木・中島・高橋・宇名手・堀江：瓦粉砕物を骨材とした被覆ブロックの試作

資料

瓦粉砕物を骨材とした被覆ブロックの試作
江木俊雄＊・中島1．目

剛＊・高橋

青磁＊・宇名手

環＊＊・堀江広人＊＊

粉砕物は漁礁ブロックの骨材として利用できる事が数値的的に実証された．しかしながら漁礁利用を想定した実証試験

島根県の石見地方で製造されている石州瓦は 1200℃近までには至らなかった．

傍で焼成され，他産地の瓦よりも凍害や塩害に対して高いところで浜田県土整備事務所では海岸の浸食を防ぐため耐久性を示す 1）．しかしながら高温で焼成するために変形に江津市波子海岸から約 100 ｍ沖に人工リーフの建設を進や切れが生じ易く，そのため規格外瓦が 13,000 ～ 16,000

めている．この人工リーフは被覆ブロックと呼ばれる図

トン / 年生じている．その内の約 40% が路盤材や歩道用

１の形状のコンクリート構造物（商品名：ペルメックス，

アスファルトの骨材として利用され，残りの約 60% は産NETIS 登録番号：KT-090024-A）が使用されている．こ業廃棄物として処分されている . これら大量の規格外瓦をの事業は 3 カ年間の計画で，一昨年度の平成 22 年度には積極的に循環再利用するシステムを構築することは喫緊の546 個の被覆ブロックが製作され，既に波子海岸沖に据付課題である．

が完了している．昨年度は 417 個が製作され，今年度の平

これまでにも規格外瓦をコンクリート用骨材として利用

成 24 年度に据付が行われる．被覆ブロックの主な仕様は，する研究 2）～ 7）が行われており，瓦粉砕物は物理的性質に総重量が 8 トン，呼び強度は 18N/mm2 以上，水セメント

バラツキが認められるものの，骨材の一部または全量を瓦

比は 60% 以下，粗骨材の最大寸法 40mm，使用するセメ

粉砕物と置換したコンクリートは総じて従来の普通骨材をントは高炉セメント B，使用する生コンクリートは JIS A

使用したコンクリートと同等の強度と耐久性を示すことが5308 に適合と定められている．

報告されている 7）．しかしながら瓦粉砕物は，構造用コン

前述の平成 22 年度の評価 9） において，砕石の全量をクリートの砕石に適用される JIS A 1110 の表乾密度，絶瓦粉砕物で置換し，水セメント比が 55% で，高炉セメン

乾密度，吸水率の 3 項目の規格値をほぼ満足できない．そトを使用し封緘養生（28days）した供試体の圧縮強度はのため瓦粉砕物をコンクリート用骨材として利用したコン

35.3N/mm2 に達した．また被覆ブロックは漁礁と同様にクリート構造物は見当たらない．規格値より低い瓦粉砕物

海中に沈設することから凍害の影響を考慮する必要がなの表乾密度と絶乾密度，また高い吸水率などがコンクリー

い．さらに被覆ブロックの型枠製造メーカーによると，瓦ト構造物に与える影響は，構造物の重量に関する事と凍害粉砕物を使用することによる 5% 程度の重量減少は被覆ブが考えられる．重量に対しては瓦粉砕物の添加量の調整やロックの安定性にほとんど影響を与えないとのことであ

密度が大きいスラグを利用することにより解決され，またる．

凍害に対しては水中や海中での利用を対象とすると考慮す

以上のことから，被覆ブロックに使用される砕石を瓦粉る必要がない．これらの事から，水中・海中用コンクリー

砕物に置換しても，被覆ブロックに要求される性能を損ね

ト構造物用の骨材としてならば瓦粉砕物が利用できると考る危険性は極めて低いことが確認された．そこで先ず被覆えた．

ブロックの指定配合比の内，2 種類の粗骨材の内それぞれ

そこで我々は平成 21 年度及び 22 年度に規格外瓦の粉砕

1 種類だけを規格外瓦粉砕物に置換した 2 種類の供試体と，物が漁礁コンクリートの骨材として利用が可能かを，各種

2 種類の粗骨材を全て規格外瓦粉砕物に置換した供試体の

8），9）

．

合計 3 種類を作製し，圧縮強度が被覆ブロック用生コンク

その結果，普通ポルトランドセメントあるいは高炉セメン

リートの呼び強度を満足することを確認するとともに，そトを使用し，骨材に瓦粉砕物を用いたコンクリートは，普れら 3 種類の被覆ブロックについてそれぞれ 4 個の合計

通骨材を使用したコンクリートよりも若干圧縮強度が低い

12 個を試作することとした．以下に，瓦粉砕物をコンク

骨材試験，供試体の圧縮強度試験等を行い検討したものの基準強度10）2である 21N/mm を十分に満足することが確認できた．また，瓦粉砕物の置換率の違いによる圧リート用骨材として使用した際に生じた課題と試作した被覆ブロックの品質について報告する．

縮強度の顕著な差は認められなかった．よって規格外瓦の＊無機材料・資源グループ，＊＊浜田県土整備事務所－ 33 －

島根県産業技術センター研究報告
表1

セメント

水

263

151

242

2．方
2.1

被覆ブロック用生コンクリートの標準配合量（kg/m3）

粗骨材② 粗骨材③ 混和剤
砕石
砕石(2015)(4020)

細骨材① 細骨材② 粗骨材①
砕砂
陸砂
砕石
(1505)
601

第49号（2013）

271

325

487

水セメント比 細骨材率
（％）
（％）

1.84

57.5

43.3

つ瓦粉砕物による圧縮強度の変化を明らかにするために，

法

標準生コンクリートと瓦粉砕物を配合した 3 種類の供試生

使用材料，配合および試験項目

コンクリートの細骨材比が等しくなるように，砕石および2.1.1 規格外瓦粉砕物

瓦粉砕物の密度を考慮して算出した．

試作する被覆ブロックは江津市波子海岸沖に据付けることから，釉薬からの有害重金属とりわけ鉛の溶出の危険性

2.2

2.2.1 規格外瓦粉砕物の吸水，表乾状態の調整を考慮して，釉薬に鉛を使用していない瓦会社の規格外瓦9）

試験練りにおける供試体の作製方法および試験項目

瓦粉砕物は普通骨材である砕石に比較して吸水率が高いと同様に島根県浜田市にことから，練り混ぜ時に瓦粉砕物が練混ぜ水を吸水し，流ある株式会社石州川上窯業が自社の規格外瓦をジョーク

動性が著しく低下（スランプロス）するとともに，水セメ

ラッシャーで粉砕し，5 ～ 20mm（2005 と表記）と 20 ～ント比を変化させることが推察された．そのため予め水に40mm（4020 と表記）の粒度に調整した 2 種類を使用した．

浸漬し十分に吸水をさせた後に，セメントと練混ぜる必要のみを使用する事とし，前報9）と同様に角取りながある．そこで必要量の瓦粉砕物を透水性のある袋に詰め，どの処理は施さなかった．そのため，瓦粉砕物はやや角張っ

水に 24 時間浸漬した後に取り出し，8 時間の水切りを行い，た形状で扁平，鋭利な粒形をしており，表面の一部に釉薬

これを表乾状態として使用した．

の付着が認められた．瓦に使用される粘土および焼成条件

2.2.2 供試体の作製方法と試験項目

なお，コスト縮減を図るため，前報に大きな変更がなく，瓦粉砕物の骨材としての物性値はほ試験練りの際のコンクリートの練り混ぜは，強制 2 軸

ぼ一定と考えられることから，今回は粒度が異なる 2 種類

式試験練りミキサーを用い，1 バッチ当たりの練り混ぜ量の瓦粉砕物に対して，JIS A 1102 による骨材のふるい分

は 0.1m とした．各使用材料は細骨材，セメント，砕石け試験と JIS A 1110 による粗骨材の密度及び吸水率試験

および瓦粉砕物の順にミキサー内へ投入して 30 秒間空練のみを実施し，前報8），9）で行った粗骨材のすり減り試験や3りをした後，練り混ぜ水と混和剤を投入し 90 秒間本練り

アルカリシリカ反応性試験などは省略した．

を行った．練り混ぜ終了後，切り返しを行い直ちに JIS A

2.1.2 生コンクリートの配合方法

1101 のスランプ試験と空気量の測定を実施し，所要の状

表 1 に砕石を利用した被覆ブロック用生コンクリートの態が得られたことを確認した後に型枠に入れて円柱試験体

標準配合を示す．セメントには高炉セメント B を使用し，（φ12.5 × 25cm）を作製した．圧縮強度試験に供する当細骨材①と②はそれぞれ砕砂，陸砂を用いた．単位水量は

該円柱試験体は成型後 12 時間静置して円柱試験体の脱型

3151kg/m とし水セメント比は 57.5% に固定した．混和剤を行った．養生方法は，生コンクリートで一般的に行われ（フローリック SV10L）には AE 減水剤標準形 I 種を使用ている水中標準養生をそれぞれの供試体 3 本に対して行っした．細骨材率はコンクリート中の全骨材量に対する細骨た．これらの供試体について JIS A 1108 の圧縮強度試験

材量の絶対容積比を表し，43.3% とした．粗骨材①，②，を行った．なお，瓦粉砕物を使用した試験練り生コンク③は砕石の大きさが異なり，粒の大きさの範囲がそれぞ

リートの品質は砕石を用いた標準生コンクリートと同様にれ 15 ～ 5mm（1505 と表記），20 ～ 15mm（2015 と表記），

JIS A 5308 に準拠し，強度は表 1 に示した標準被覆ブロッ

40 ～ 20mm（4020 と表記）を表している．準備した瓦粉

ク用生コンクリートの標準配合における呼び強度の 24N/

砕物の大きさの範囲は 20 ～ 5mm と 40 ～ 20mm の 2 種類
であることから，粗骨材①と②を合わせた部分を瓦粉砕物

表2の（2005）で置換した試料，粗骨材③の部分のみを瓦粉砕

3 種類の試験体の表記と供試生コンクリートおよび
標準生コンクリートの粗骨材の配合量（kg/m3）

物の（4020）で置換した試料，および粗骨材①，②の部分を瓦粉砕物（2005）で置換するとともに粗骨材③の部分も

試料記号

粗骨材①
砕石
(1505)

粗骨材②
砕石(2015)

粗骨材③
砕石(4020)

標準

271

325

487

瓦2005
瓦4020
瓦4005

271
-

325
-

瓦粉砕物（4020）で置換した 3 種類の配合で試験を行った．
表 2 に 3 種類の試験体の表記と供試生コンクリートおよび
標準生コンクリートの粗骨材の配合量を比較して示す．配合量は，細骨材が圧縮強度に及ぼす影響を最小限にし，か－ 34 －

487-

瓦粉砕物(2005)

瓦粉砕物(4020)

-

-

504
504

412
412

江木・中島・高橋・宇名手・堀江：瓦粉砕物を骨材とした被覆ブロックの試作

図１

被覆ブロックの外観（プラスチックの模型）

図2

図3

図5

攪拌後ホッパーに排出した生コンの様子

図6

瓦粉砕物の浸漬・吸水時の様子

図7

ホッパーに瓦粉砕物を投入する様子

打設完了後の写真

天端部のレイタンス処理後の表面

mm2（水中標準養生：水温 20℃±2℃，材齢 28days）以上とし，スランプは 8±2.5cm，空気量は 4.5±1.5% 以下，塩化物量は 0.30kg/m3 以下とした．ただし，試験練りにおいては塩化物量の測定は実施しなかった．水セメント比は
島根県公共工事共通仕様書において定められている 60%以下とした．表 3 に標準被覆ブロック用生コンクリートの仕様および JIS A 5308 の規格値を示す．
2.3

被覆ブロックの試作

2.3.1 規格外瓦粉砕物の吸水，表乾状態の調整
図4

ミキサー車に瓦粉砕物を投入する様子

3 種類の被覆ブロックは，1 個当たり約 3.5m3 程度の生コンクリートを必要とし，それぞれ 1 個に必要な規格外瓦－ 35 －

島根県産業技術センター研究報告
表3

被覆ブロック用生コンクリートの仕様および

100

呼び強度 水セメント比 スランプ
(N/mm2)
(%)
(cm)

空気量
(%)

塩化物含有量(kg/m3)24以上

4.5 ± 1.5

0.30以下8 ± 2.5

通過重量百分率(%)

JIS A 5308 の規格値

60以下

第49号（2013）

粉砕物の配合量を表 2 から見積もると 1.4 トン強～ 3.2 ト

瓦粉砕物
土木学会標準

80
60
40
20

ン程度となる．また浸漬をするための水槽が約 1.2×1.2 ×0

4.0m3 の大きさのため，透水が可能で内容量が 500kg の 3

2.4

4.8

9.5

19.0

あるいは 4 袋に必要量の瓦粉砕物を詰めた．袋詰めにしたふるいの呼び寸法(mm)

瓦粉砕物は水槽の中に 24 時間浸漬し吸水させた．図 2 に(a)瓦粉砕物(2005)

浸漬・吸水時の写真を示す．吸水が完了した後，水槽から100取り出し，表乾状態にするために 8 時間の水切りを行った．
通過重量百分率(%)

最後に瓦粉砕物の重量を再度調整し，乾燥を防ぐためにブ
ルーシートで梱包した状態で保管した．合計 56 袋の浸漬に日数を要したため，保管期間は 1 週間～ 1.5 ヵ月と袋によって差が生じた．
2.3.2 生コンクリートの練り混ぜと試験項目
生コンクリート会社で表 2 に示した粗骨材の配合から瓦

26.5

瓦粉砕物
土木学会標準

80
60
40
20

粉砕物分を除いた，モルタル 1 種（細骨材のみ，（瓦 4005）用）

0と生コンクリート 2 種（細骨材 + 砕石，（瓦 2005）用，（瓦

9.5

16.0 19.0 26.5 37.5
ふるいの呼び寸法(mm)4020）用）をそれぞれ練り混ぜ，ミキサー車で江津市渡津町の打設現場に運搬し，打設現場で瓦粉砕物をミキサー車

53.0(b)瓦粉砕物(4020)

3に投入し練混ぜを行った．具体的には，到着した 4m 用

図8のミキサー車のドラムに積載されている 2.7m3 前後のモル

瓦粉砕物の粒度分布

タルあるいは生コンクリートから約 0.5m3 を排出し，練り混ぜを促進するための空間をドラム内に設けた後に，図 3

測単位水量の算出，塩化物含有量の測定を行った．なお，の写真に示す通りにホッパーに瓦粉砕物を投入し，次いで単位水量は，独立行政法人土木研究所が推奨するエアメー

図 4 の写真に示す通りにバックホウを用いて持ち上げ，ミター法による単位水量推定マニュアルに従い空気量から算

キサー車の生コンクリート投入口から瓦粉砕物を投入し出し，さらにその値を基に実水セメント比を求めた．またた．瓦粉砕物を投入する間は常にミキサー車のドラムを回圧縮強度を測定するために，標準養生用と封緘養生用の円転させた．瓦粉砕物の投入完了後，排出しておいたモルタ

柱試験体（φ12.5 × 25cm）を作製した．被覆ブロック試

ルあるいは生コンクリートを再投入した後に，ドラムを最作用の供試生コンクリートの品質は，2.2.2 の表 3 と同様

大回転数で 3 分間回転を継続した．練り混ぜが完了するとにした．

直ちに生コンクリートをホッパーに排出し，目視で練り混

2.3.3 被覆ブロックの成型・養生・脱枠作業

ぜ状態を確認した．図 5 に瓦粉砕物を投入しドラムで攪拌

被覆ブロックの成型は，予め組み上げられた被覆ブロッ

した後にホッパーに排出した生コンクリートの写真を示

ク用型枠に，ホッパーから生コンクリートを流し込み，作す．生コンクリートの品質を確認するために，必要量の生

業員 2 人がバイブレーターを用いて生コンクリートに含まコンクリートを取り分け，スランプ試験，空気量測定，実れる気泡を除去しながら打設し行った．充填が完了後，天表4本報で使用した瓦粉砕物の物性値

試験名

規格

項目

ふるい分け試験JIS A 1102

粗粒率

密度及び吸水率試験

JIS A 1110

規格値

瓦粉砕物（2005）

瓦粉砕物（4020）

6.61

7.99

3

表乾密度(g/cm )2.45以上2.24

2.22

絶乾密度(g/cm3)

2.50以上2.10

2.11

吸水率(%)

3.0以下

6.46

5.62

－ 36 －

江木・中島・高橋・宇名手・堀江：瓦粉砕物を骨材とした被覆ブロックの試作
端部が平滑になる様にこて掛けを行い，打設作業を完了し粒度範囲内に収まった．

た．この打設作業により 3 種類の瓦粉砕物の配合に対して瓦粉砕物（2005），（4020）の表乾密度および絶乾密度はそれぞれ 4 個の被覆ブロックの試作を行った．図 6 に打設ほぼ等しく，吸水率はそれぞれ 6.46%，5.62% であり，（4020）

完了後の外観写真を示す．養生は，断熱材を内側に貼り付の方が低い値を示した．これは（4020）の方が骨材サイズ

けた保温箱の中で 5 日間行った．3 種類の被覆ブロック各が大きく，加工履歴が（2005）と比べて短く粉砕加工時に4 個の内のそれぞれ 1 個については，瓦粉砕物を骨材とし発生するクラックが少ないためと推測している．

て使用した場合の環境調和性を確認するために，打設の翌コンクリートの耐久性に影響を与える瓦粉砕物のアルカ

日に天端部のレイタンス処理（骨材の水洗い出し処理）を

リシリカ反応性については，前報 8），9）で示した通り化学法行った．図 7 にレイタンス処理後の天端部の写真を示す．

による 2 回の測定結果は，ともに「無害でない（有害）」

この処理により瓦粉砕物が露出し，周辺のセメント表面はと判定された．使用する瓦の原料および焼成条件には変更凹凸がある状態になった．脱型は気温が低い時期の打設のがないことから，今回使用した瓦粉砕物も化学法による測ため，強度不足が心配され，通常は打設後 2 日に行う脱枠

定結果は「無害でない」との可能性が高い．しかし，今回作業を，打設後 5 日に変更して実施した．なお，コンクの試作では，国土交通省が平成 14 年度に示したアルカリ

リートの圧縮強度は被覆ブロックと一緒に保温箱に入れて骨材反応の抑制手法の 1 つである，「抑制効果のある混合

養生（封緘養生 28days）を行った供試体，および水中標
準養生（28days）を行った供試体を用いて確認した．脱8

枠が完了した被覆ブロック自体の強度の確認は，土木学会
基準「硬化コンクリートのテストハンマー強度の試験方法（JSCE-G504）」により，材齢 28 日以降の 30 日前後で乾燥

6

3．結
3.1

空気量(%)

した状態で圧縮強度相当の測定を行った．

果

規格外瓦粉砕物の物性

被覆ブロックの試作に使用した規格外瓦粉砕物（2005）

4.5 ± 1.5%
5.6

5.3

5.7
4.5

4

2

と（4020）について JIS A 1102 の骨材のふるい分け試験と JIS A 1110 の粗骨材の密度および吸水率試験結果を表4 に示す．また 2 種類の瓦粉砕物の粒度曲線を図 8（a）
（b）
,

0

に示す．表 4 から瓦粉砕物（2005）と（4020）の粗粒率

瓦2005

はそれぞれ 6.61 と 7.99 であり一般的な粗骨材の粗粒率で

368 ± 2.5cm

34

7.0

7.5
6.5

6
4

31.2

32

8.4

圧縮強度(N/mm2)

スランプ量(cm)

10

2
0

標準

図 10 試験練り生コンクリートの空気量（破線は JIS A 5308 による許容差を示す．）と（4020）の粒度曲線は，共に破線で示す土木学会の標準

8

瓦4005

粗骨材の配合ある 6 ～ 8 の範囲内にあった．図 8（a），（b）に示す（2005）

12

瓦4020

30

28.8

29.3

29.5

瓦4020

瓦4005

28
26
24
22

瓦2005

瓦4020

瓦4005

20

標準

瓦2005

標準

粗骨材の配合粗骨材の配合図 9 試験練り生コンクリートのスランプ量（破線は JIS A 5308 による許容差を示す．）

図 11－ 37 －

試験練り生コンクリートの圧縮強度（破線は呼び強度を示す．）

島根県産業技術センター研究報告第49号（2013）

セメントなどを使用する」に適合する高炉セメント B を

縮強度の低下が生コンクリート製造現場での経験則として使用することから，瓦粉砕物の使用は問題ないと判断され見込まれる．しかし，図 9 の測定値を 15% 低下させたとた．なお，今後瓦粉砕物に対して JIS A 1146 のモルタル

しても全ての供試体が呼び強度 24N/mm2 を満足する事か

バー法によるアルカリシリカ反応性試験を予定している．

ら，瓦粉砕物の使用と配合比率は問題がないと考えられる．

3.2

試験練りによる試験結果

図 12 に瓦粉砕物を使用した 3 種類の円柱試験体と砕石

図 9 に試験練り生コンクリートのスランプ量を示す．スを使用した標準供試体の重量を示す．瓦粉砕物は砕石よりランプの規格値は 8±2.5cm であり，数値が大きいと生コも密度が小さいため，瓦粉砕物を使用した供試体は標準供

ンクリートの流動性が高く，小さいと流動性が低いことを試体よりも軽くなり，瓦粉砕物の使用量にほぼ比例して重示す．この図から瓦粉砕物を使用した供試体の全てが許容量が軽くなっている．しかし，最も瓦粉砕物の使用量が多差内には入っているものの，砕石のみを使用した標準の供い（瓦 4005）においても標準試験体の重量の 5% 程度の試体と比べてスランプ量が少なくなっており，この原因の減少である事から，被覆ブロックの安定性に影響を与えな

1 つとして瓦粉砕物による水分の吸収が考えられる．

いと判断された．

図 10 に図 9 と同様の供試生コンクリートの空気量を示

上記の試験練りの試験結果において，瓦粉砕物を骨材とす．空気量の規格値は 4.5±1.5% であり，数値が大きいとして使用した供試体の圧縮強度，生コンクリートのスラン

生コンクリートの中に含まれる空気の割合が多く，小さいと生コンクリート中の空気の割合が少ないことを示す．こ12の図から瓦粉砕物を使用した供試体は，全て規格値を満足しているものの標準の供試体と比べて高い値を示し，コン10の使用量に基づき置換した呼び強度が 24N/mm2 の円柱試
験体の圧縮強度試験結果，および比較のために砕石のみによる標準配合の供試体の測定結果（N=6）を示す．この図から骨材を砕石から瓦粉砕物に置換すると圧縮強度が低下することが分かった．この結果は前報 9） の結果とも一致

スランプ量（cm）

クリート中の空気量が多い結果となった．
図 11 に表 1 の標準配合の内，粗骨材を表 2 の瓦粉砕物

8 ± 2.5cm
8.0

8
5.5

6

3.5

4
2

した．これらの供試体の作製に用いた生コンクリートを用いて試作する被覆ブロックの圧縮強度の確認は，水中標準0

養生ではなく，打設現場にて供試体をフィルムでラップし

瓦2005

瓦4020

適度に加温した環境で養生する封緘養生を施した供試体で行われる．そのため水中標準養生と封緘養生を施された供試体で圧縮強度が異なり，封緘養生では約 15% 程度の圧

図 13

7175

6

7044

空気量（%）

重量（g ）被覆ブロック試作用生コンクリートのスランプ量（破線は JIS A 5308 による許容差を示す．）

4.5 ± 1.5%

7100
6917

6807

4.8

4.7

瓦2005

瓦4020

5.3

4.6

4

2

6700

瓦2005

瓦4020

瓦4005

0

標準

瓦4005

標準

粗骨材の配合粗骨材の配合
図 12

標準

8

7300

6500

瓦4005

粗骨材の配合

7500

6900

7.7

試験練り生コンクリートの円柱試験体の重量

図 14－ 38 －

被覆ブロック試作用生コンクリートの空気量（破線は JIS A 5308 による許容差を示す .）江木・中島・高橋・宇名手・堀江：瓦粉砕物を骨材とした被覆ブロックの試作
プ量，空気量等の数値が全てそれぞれの仕様あるいは規格

図 14 に図 13 に示した供試生コンクリートの空気量を示

値を満足したことから，瓦粉砕物を骨材として使用した 3

す．試作の被覆ブロックに使用された供試生コンクリート

種類の生コンクリートの配合割合による被覆ブロックの試の全てが仕様値の 4.5±1.5% を満足し，かつ標準の被覆ブ作は可能と判断された．

ロックに使用された生コンクリートと同様の値を示した．

3.3

塩化物含有量は全ての試作用供試生コンクリートにおいて被覆ブロック試作時の試験結果

図 13 に平成 24 年 1 月末から 2 月にかけて瓦粉砕物を使

0.02kg/m3 となり，JIS A 5308 の基準値を満足した．

用した被覆ブロックを試作した際の生コンクリートおよび

図 15 に図 14 の空気量から算出した供試生コンクリート

比較のために平成 24 年 1 月に打設した標準被覆ブロックの実測単位水量を示す．瓦粉砕物を使用した生コンクリーに使用した生コンクリートのスランプ量を示す．標準供トの単位水量は，表 1 に示した標準配合における 151kg/

試体と（瓦 4020）のスランプ量はほぼ等しく規格値のセm3（管理値）よりも少なくなり，（瓦 2005）では－16kg/

ンター値を示したが，（瓦 2005）はスランプ量の下限値のm3，（瓦 4005）では－27kg/m3 となった．国土交通省が平5.5cm，（瓦 4005）は下限値よりも 2cm 下回る 3.5cm となり，成 15 年 10 月 2 日付けで通知した「生コンクリートの品（瓦 4005）は流動性が低い生コンクリートになったことが質確保について」において，単位水量の管理値±15kg/m3

確認された．

以上で改善指示，±20kg/m3 以上で持ち帰り，と示されて

160
149

150

143

140

40
圧縮強度（N/mm2）

実測単位水量（kg/m3）

50

135

130

124

120
110
100

瓦2005

瓦4020

瓦4005

32.3

30 27.5

31.2
26.6

56.8

54.4

50

47.1

40
30

瓦2005

瓦4020

瓦4005

標準

粗骨材の配合図 16

図 17

圧縮強度−テストハンマー試験−（N/mm2）

水セメント比（%）

70

51.3

24.7

瓦2005

瓦4020

瓦4005

標準

粗骨材の配合被覆ブロック試作用生コンクリートの
実測単位水量（破線は管理値を示す．）

60

24.3

30.5

10

粗骨材の配合
図 15

31.0

20

0

標準

封緘養生：28days
水中養生：28days

被覆ブロック試作用生コンクリートの圧縮強度（破線は呼び強度を示す．）

35
30

34days27.0

25－ 39 －

25.3

25.3

20
15
10
5
0

瓦2005
図 18

被覆ブロック試作用生コンクリートの
実測単位水量から求めた水セメント比（破線は仕様値を示す．）

30.6

瓦4020

瓦4005

標準

粗骨材の配合試作被覆ブロックの圧縮強度（破線は呼び強度を示す．）

島根県産業技術センター研究報告第49号（2013）

いる．（瓦 4005）の単位水量は持ち帰りの水準に当たり，比が他の 2 種類の被覆ブロックよりも低いためと考えられ通常の建築構造物には使用できない生コンクリートであるる．（瓦 4005）の被覆ブロックに使用した生コンクリート

ことが確認された .

の単位水量は基準値から大きく離れていたが，水セメント

図 16 に図 15 の実測単位水量から求めた供試生コンク

比は理論水セメント比よりも高い値を示し，かつ強度の仕

リートの水セメント比を示す．（瓦 4005）の生コンクリー

様値よりも高い値を示した事から，海底に沈設しても問題

トが最も水セメント比が小さく 47.1% となった．実測単位ないと判断した．

水量から算出した水セメント比が仕様値よりも相当低く，セメントの水和に必要な水量が確保できていないことが懸念されたため，使用した高炉セメントが水和反応に要す
る水セメント比を田代ら 11）の手法に従って求めた．まず，
高炉セメントに含まれるカルシウム塩は全て水和物を形成すると仮定して水和反応に必要な総水量を算出し，総水量を総カルシウム塩量で割った値とゲル水（セメント硬化体
内の水）量（約 0.14%）を合算して算出した．その結果，
理論水セメント比は 43% となり，（瓦 4005）の水セメン
ト比 47.1% は理論水セメント比よりも大きく，使用した高炉セメントは全て水和反応することが確認された．そこで（瓦 4005）の生コンクリートの単位水量は持ち帰りの区分になったが，試作した（瓦 4005）の被覆ブロックの強度(a)4h 後の外観写真

が基準値を満足すれば海底に沈設することとした．
なお，瓦粉砕物を骨材として用いた生コンクリートにおいて，単位水量および水セメント比が配合設計通りにならなかったこの結果は，0.1m3 程度の小規模な練り混ぜで試験を行った従来の研究 8），9）や今回の試験練りによる結果では示されておらず，今回の試作における 3m3 を超えた規模の練り混ぜで初めて顕在化したと思われる．この知見は，コンクリート構造物に瓦粉砕物を活用するにあたり，大量の瓦粉砕物を表乾状態に調製し，セメントと練り混ぜ時まで表乾状態を維持しておく必要があることを示しており，
実用上の大きな技術課題であると考えられる．
図 17 に図 13 に示した被覆ブロック試作用生コンクリー
トから作製した供試体および標準供試体の圧縮試験結果を示す．供試体の養生は，水中養生と封緘養生とし，材齢は(b)

4days 後の外観写真(c)

9days 後の外観写真

ともに 28 日とした．試験練りにおいては図 11 に示したよ
うに，水中養生を施した瓦粉砕物を使用した生コンクリー
トの供試体の全てが，標準被覆ブロックの供試体よりも低い圧縮強度を示したが，被覆ブロック試作用の生コンクリートから作製した瓦粉砕物を用いた供試体は，標準供試体よりも高い値を示した．また封緘養生を施した供試体では，（瓦 4005）以外は標準供試体よりも高い強度を示した．
図 18 に打設後 34 日目の各種被覆ブロックのテストハン
マー試験による強度試験結果を示す．この図から強度は（瓦4005），（瓦 2005），（瓦 4020）の被覆ブロック，（標準－砕石）の被覆ブロックの順となった．この変化は図 16 の水セメント比の挙動と強い相関が認められる．一般的に同一のセメントにおいて水セメント比が低い生コンクリートは強度が高いとされていることから，（瓦 4005），（瓦 2005）を使用した被覆ブロックの強度が高い原因は，水セメント－ 40 －

図 19

脱枠後の被覆ブロックの外観写真

江木・中島・高橋・宇名手・堀江：瓦粉砕物を骨材とした被覆ブロックの試作
図 19（a）～（c）にそれぞれ（瓦 4005）の瓦粉砕物を使用状態に保つ管理方法と吸水率を短時間で測定する技術の確した被覆ブロックの脱枠後 4h，4days，9days 経過後の外立が必要となる．

観写真を示す．脱枠後 4 時間前後で表面に白い斑点が生じ，

4）瓦粉砕物は JIS 規格製品ではないため，コンクリート

図 19（b）の通り時間の経過と共に被覆ブロックの上部から用骨材として利用するためには，専用の貯蔵用サイロ，秤

下部に向かって全体的に白くなり，図 19（c）の 9days 経過

量ビン，撹拌設備が必要となる．

後に漸く表面全体が白く乾燥した．この現象は瓦粉砕物を謝利用した全ての被覆ブロックで観察され，標準の被覆ブ辞

ロックでは観察されないことから，瓦粉砕物の使用にその本報告は、平成 23 年度資源循環技術基礎研究実施事業

要因があると考えられる．斑点が生じていることから表面による研究成果の一部である．本研究を進めるにあたり，部分で不均一な乾燥が進行したと考えられ，ヘアークラッ

島根大学生物資源科学部の野中資博教授にご指導を賜りまクの発生が心配されたが，全ての被覆ブロックでヘアークした．また㈱イズコンの阿部公平研究員からご助言を頂き

ラックは検出されなかった．水和反応初期の自己収縮が緩ました．被覆ブロックの試作においては，㈱石州川上窯業，

やかになり，かつヘアークラックが生じない強度が発現し

祥洋建設㈱，今井商事㈱ 川戸工場，㈱不動テトラの各社た段階での脱枠だったためと推測している．この現象が生に多大な協力を頂きました．ここに記して謝意を表します．

じる要因とヘアークラック発生に対する安全性については

文

今後調査する予定にしている．
3.4

まとめ

規格外の石州瓦粉砕物を粗骨材として使用した被覆ブロックの試作を通じて，2 種類の大きさの瓦粉砕物を粗骨材とした生コンクリートを作製し，その諸性質を普通骨材（砕石）を使用した生コンクリートと比較した．またそれぞれの生コンクリートを用いた供試体を用いて，瓦粉砕物と普通骨材による供試体の圧縮強度を比較した．さらに試作した被覆ブロック自体の強度および外観についても標準
被覆ブロックと比較した．
以下に，本試験で得られた知見および瓦粉砕物をコンク
リート用骨材として利用する上での課題を示す．
1）瓦粉砕物を利用した被覆ブロックの実強度は実測の単位水量から算出した水セメント比に強く依存し，水セメン
ト比が小さいほど強度が向上した．
2）瓦粉砕物を利用した被覆ブロックでは脱枠後から表面に白い斑点が生じ，被覆ブロック全体が白く乾燥するのに
約 9days 要した．標準の被覆ブロックでは観察されない現象で，今後その原因を明らかにする必要がある．
3）瓦粉砕物を利用した生コンクリートの実測単位水量や水セメント比が仕様値よりも小さい値となった．この原因
は，表乾状態にした瓦粉砕物が長期の保管時に乾燥し，練混ぜ時に水を吸水したためと考えられる．瓦粉砕物をコン
クリート用骨材として利用するためには，瓦粉砕物を表乾

献1） 江木俊雄 , 原田達也 , 中島剛 . 粘土瓦の耐凍害性と耐塩害性 .
島根県産業技術センター研究報告 . 2012, 48, p.28-33.
2） 谷口義則 . KC クリートの開発と KC プレキャスト地覆の施工
報告～廃瓦を活用したコンリート～ . 平成 19 年度中国地方建設技術開発交流会（島根県会場）発表課題 . 極東工業（株）.
3） 友竹博一 , 清水利康 , 坂本一樹 , 鳥居和之 . 廃瓦再生骨材を使用したコンクリート製品の諸性質 . コンクリート工学年次論
文集 . 2003, 25（1）,p.1355-1360.
4） 上原匠 , 梅原秀哲 , 友竹博一 , 篠田泰宏 . 瓦廃材を細骨材として用いたコンクリートの物性 . コンクリート工学年次論文集 .
2005, 27（1）,p.1405-1410.
5） 飛田浩孝 , 上原匠 , 梅原秀哲 , 友竹博一 . 瓦廃材のコンクリー
ト用骨材への適用性に関する研究 . コンクリート工学年次論
文集 . 2006, 28（1）,p.1577-1582.
6） 井上正一 , 黒田保 , 金子泰治 , 吉野公 . 廃瓦を細骨材として用いたコンクリートの物性 . 日本材料学会誌 . 2007, 56（8）,p.730735.
7） 高田龍一 .「廃瓦リサイクル骨材を活用したコンクリート製品」の開発について . コンクリートテクノ . 2007, 26（1）, p.17-21.
8） 阿部公平 , 安藤邦広 , 江角典弘 , 原田達也 , 江木俊雄 . 瓦粉砕
物を骨材としたコンクリートの製造並びに評価試験 . 島根県
産業技術センター研究報告 . 2011, 47, p.11-15.
9） 阿部公平 , 安藤邦広 , 江角典弘 , 原田達也 , 江木俊雄 . 瓦粉砕
物を骨材とした高炉セメントコンクリートの製造並びに評価試験 . 島根県産業技術センター研究報告 . 2012, 48, p.34-38.
10）水産庁監修 . 漁港・漁場の施設の設計の手引き［下］. 社団法人全国漁港漁場協会 . 2003, p.676.
11）田代忠一 , 田澤栄一 , 笠井芳夫 . セメント・コンクリート中の水の挙動．セメント・コンクリート研究会 水委員会．1993,
p.18-25.

－ 41 －