JPH0912348A

JPH0912348A - 微粉体の硬化体製造方法

Info

Publication number: JPH0912348A
Application number: JP16090695A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Suzuki; 達雄鈴木; Mamoru Sakamoto; 守坂本
Original assignee: Hazama Gumi Ltd
Current assignee: Hazama Ando Corp
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1997-01-14
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: KR100196453B1; JP3201934B2; KR970001751A

Abstract

(57)【要約】【目的】廃棄物である石炭灰、鉱炉スラグ、乾燥汚泥
等および火山灰等の微粉体を使用して、充分に強度の高
い、製造消波ブロックや湧昇流発生構造物等の硬化体を
製造する方法を提供すること。【構成】本発明の微粉体の硬化体製造方法は、セメン
トと乾燥微粉体とを含む水硬性材料を混練し、次いで海
水及び／又は水を｛最適含水比＋(０〜５)｝％の範囲内
にて添加して充分混練し、型枠に打設し、この打設され
た水硬性材料の電気抵抗値が低下するまで前記型枠を振
動させて締め固めることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微粉体の硬化体製造方法
に関し、詳細には、セメントと乾燥微粉体とを含む水硬
性材料による硬化体の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭灰、鉱炉スラグおよび乾燥汚泥等の
産業廃棄物、または火山灰等の自然廃棄物は、従来、廃
棄物処理場に埋め立てて処理したり、あるいは、セメン
トや骨材等と混練して消波ブロックや湧昇流発生構造物
等の硬化体を製造して再利用している。しかしながら、
廃棄物処理場は処理容量に限界があり、建設費用も膨大
に掛かるという問題があるため、硬化体を製造して再利
用することが望まれている。

【０００３】かかる硬化体としての消波ブロックや湧昇
流発生構造物等は、上記廃棄物の含有量を増やして、よ
り多く処分するために、骨材等を使用しないで製造する
ことがある。また、この硬化体は、複雑な凹凸部を有
し、互いに陥合して固定される構造とするのが好まし
く、そのため、複雑な凹凸部を有する型枠を使用するこ
とがある。そして、この複雑な形状の型枠に均等に材料
を行き渡らせるために、骨材等を使用せず、上記の廃棄
物の微粉体とセメントとを混合して型枠に打設すること
も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かように骨材等を使用
せず、セメントと石炭灰などの微粉体とを混合して、こ
の混練物を型枠に打設する場合、作業性を向上させるた
めに最適含水比より１０％以上も多量の水を添加混合す
る方法が行なわれている。しかし、この方法では所要の
圧縮強度を発現させるためセメントを多量に用いること
になり、硬化時の発熱によりひび割れが生じたり、また
水量が多いとブリージングが大きく、硬化体中に余分な
水が残溜し、乾燥すると表面にヘアクラックが生じると
いう欠点を有する。

【０００５】また、ブリージングを減少させるために、
添加混合する水量を最適含水比に近付けると、ワーカビ
リティーが低下して充分に締め固めることができなくな
るという欠点を生じ、さらに、この欠点を克服するた
め、型枠の上部に頂部型枠を配置し、この頂部型枠を下
方に摺動圧縮させるといった手段が取られているもの
の、かような頂部型枠を製作するのは容易ではなく、更
にまた、この頂部型枠を摺動圧縮させる際の施工管理も
難しいという問題点がある。

【０００６】本発明の目的は硬化時に発熱によるひび割
れが生じる恐れがなく、ブリージングが少なくて均質
で、且つ、乾燥しても表面にヘアクラックが生じない微
粉体の硬化体製造方法を提供することにある。

【０００７】本発明の別の目的は、セメントと微粉体と
の混練物に添加混合する水量を減少し、ワーカビリティ
ーが低下しても、混練物を圧縮するための頂部型枠とい
った手段を使用せずに、混練物を充分に締固めることが
でき、充分に強度が発現した微粉体の硬化体を製造する
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、セメントと乾燥
微粉体とを含む水硬性材料を混練し、次いで海水及び／
又は水を｛最適含水比＋(0〜5)｝％の範囲内にて添加し
て充分混練し、型枠に打設し、この打設された水硬性材
料の電気抵抗値が低下するまで前記型枠を振動させて締
め固めることを特徴とする微粉体の硬化体製造方法にあ
る。

【０００９】以下、本発明につき更に詳細に説明する。
本発明ではセメントと乾燥微粉体とを含む水硬性材料を
用いる。本発明において使用し得るセメントとしては、
普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメン
ト、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランド
セメント等の各種ポルトランドセメント；アルミナセメ
ント、石灰アルミナセメント等のアルミナセメント；高
炉スラグ混合セメント、ポゾラン混合セメント、フライ
アツシユセメント等の各種混合セメントを挙げることが
できる。これらのうち、ポルトランドセメント、特に普
通ポルトランドセメントが一般的であり好ましく使用で
きる。また、乾燥微粉体としては、石炭灰、鉱炉スラ
グ、乾燥汚泥、火山灰等を挙げることができ、特に石炭
灰が好ましく、石炭灰中でも微粉炭燃焼により発生した
ものを電気集塵機で集めた、いわゆるＥＰ灰、あるいは
これを粗粒化した既成灰などを挙げることができる。こ
れらのうち、ＥＰ灰が、含水量が一定していること、取
扱い易いなどの理由で好ましい。本発明では上記セメン
トを乾燥微粉体１００重量部に対し、３〜１５０重量
部、好ましくは１０〜５０重量部添加する。セメントの
添加量が３重量部未満では強度が発現せず、また１５０
重量部を越えて添加しても強度発現がさほど上昇しない
ばかりか、後述するようにひび割れ等の問題を生ずる。
本発明ではセメント及び乾燥微粉体の他に石こう、減水
剤、混和剤等の添加剤を加えてもよい。更に、無機塩類
を添加することもできる。無機塩類としては、塩化ナト
リウム、臭化ナトリウム、塩化カリウム、フッ化カリウ
ムなどのアルカリ金属ハロゲン化物類；塩化カルシウ
ム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウムなどのアルカ
リ土類金属ハロゲン化物類；並びにこれらの混練物を挙
げることができる。これらの無機塩類は粉末若しくは水
溶液にて混和剤とすることができ、後者の場合特に濃度
は臨界的ではないが通常１〜２０重量％程度の水溶液と
して用いる。後述するように海水を添加混練すれば、上
記無機塩を含有させることができる。無機塩類の添加量
は石炭灰とセメントとの混練物１００重量部に対し０.
１〜５重量部（乾燥基準）、好ましくは１〜２.５重量
部（乾燥基準）とする。添加量が０.１重量部未満では
強度が発現せず、また一方５重量部を越えると添加量を
増しても強度増加が見られなくなる。石炭灰とセメント
との混練物に対し、上述の範囲で無機塩類を添加すると
強度、特に圧縮強度が著しく増大し、短期材令後の強度
ばかりでなく、長期材令後の強度が著しく増大する。

【００１０】次に水硬性材料を混練し、海水及び／又は
水を(最適含水比＋０)〜(最適含水比＋５)％の範囲内に
て添加して充分混練する。最適含水比とは含水比を変化
させながら各含水比の供試体を突固め、乾燥密度を測定
して最大の乾燥密度が得られる含水比を云う。(最適含
水比＋５)％を越える含水比を用いると、ブリージング
が大きくなり、乾燥時にひび割れを生じたり又は硬化体
中に水分が残りヘアクラックが生ずる恐れがある。一
方、(最適含水比＋０)％未満の含水比では締固めが非常
に困難であり、作業性が悪くなるので打設困難となり、
充分な強度が発現しないおそれが有る。混練に当っては
一般の生コンクリートを混練する強制練りミキサー、二
軸強制練りミキサー、低含水比用強制連続練りミキサー
などの機器を用いると充分混練されるので好ましい。

【００１１】水硬性材料を充分に混練した後、所定長離
隔した±電極を型枠内に設置し、水硬性材料の混練物を
打設する。そして、打設後、各電極に通電して得られる
電極間の電気抵抗値を測定しながら、この電気抵抗値の
絶対値は問題とせず、それぞれの混練物自体の経時的な
相対変化の傾向において、電気抵抗値が低下するまで型
枠を振動させて混練物を締め固める。ここで、振動は例
えば油圧テーブルバイブレータ「HST 10F 18C」(エクセ
ン(株))を用いて遠心力を５〜１０トン程度、振動数を
３０００〜５０００rpm程度、好ましくは４０００〜４
５００rpm程度に設定して、行なえばよい。また、型枠
は、底部型枠と、この底部型枠に固定した側部型枠とを
備え、必要に応じて、底部型枠や側部型枠に、隆起部お
よびスリーブ部を形成することができる。

【００１２】締め固め後に脱型して、強度を増強する場
合にはブロックを６０℃程度にて蒸気養生しても良い。

【００１３】

【作用】本発明の微粉体の硬化体製造方法では、水硬性
材料に海水及び／又は水を｛最適含水比＋(0〜5)｝％の
範囲内にて添加するため、セメント量を多くする必要が
なく硬化時のひび割れ及び硬化体の表面にヘアクラック
が生ずることがなく、ブリージングが小さい。また、本
発明の微粉体の硬化体製造方法では、セメントと乾燥微
粉体とを含む水硬性材料や水の混練物を型枠に打設し
て、これに振動を加えると、この混練物に混入した空気
が抜けて締め固められ、それぞれの材料の粒子間が密に
なり、この混練物自体の電気抵抗値も相対的に低下す
る。したがって、この電気抵抗値の相対的な経時変化を
測定しながら混練物を締め固めると、締固め不足で強度
が発現しないといった問題は防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の好ましい実施例を添付図面を参
照しながら説明する。石炭灰として竹原火力発電所のＥ
Ｐ灰１００部を用い、セメントと無機塩類とからなる混
和剤を加えた。混和剤はＥＰ灰に対して普通ポルトラン
ドセメント１７部と、ＥＰ灰と普通ポルトランドセメン
トとの合計量１００部に対して無機塩類としてＮａＣｌ
１部（乾燥基準）とを含むようにした。混和剤を添加
後、強制練りミキサーを用いて混合し、ＥＰ灰とセメン
トとの合計量１００部に対し、水を｛最適含水比＋(０
〜５)｝％以内で十分混練して、水硬性材料の混練物を
作成した。

【００１５】図１に示す型枠１０は、ポリ塩化樹脂によ
って円筒形に形成された外側型枠材１０ｃと、この外側
型枠材１０ｃの内側に高強度モルタル１０ｃを介して嵌
合した内側型枠材１０ａとからなる。この型枠１０に
は、金属板を内側型枠材１０ａの内部の所定長離隔した
位置に固定するか、あるいは、導電性ペイント等を内側
型枠材１０ａの内面の所定長離隔した位置に塗布して電
極１１，１２を設け、この電極１１，１２のそれぞれを
リード線１３によって電気抵抗測定装置１４に接続す
る。

【００１６】＜水硬性材料の混練物の締固め中の電気抵
抗値測定＞水硬性材料混練物の単位体積当たりの水量
（以下、「Ｗ」にて表記する。）が４００、３９０、３
８０Kg/m³、すなわち、それぞれの含水量が、(最適含水
比＋２.５％)、(最適含水比＋１.１％)、(最適含水比−
０.１％)の水硬性材料の混練物を作成し、それぞれの混
練物を上記型枠１０に打設して、各型枠１０にエクセン
（株）社製油圧テーブルバイブレーター（図示せず）に
て遠心力６トン、振動数３７４４rpmあるいは３４５０r
pmの振動を加えながら締め固めを行い、電気抵抗測定装
置１４によって、締固め開始から３００秒が経過するま
での各１０秒毎の水硬性材料混練物の電気抵抗値を計測
した。

【００１７】計測した結果を図２に示す。図２に示した
ように、水硬性材料混練物の含水量が(最適含水比＋２.
５)％の試料は、異なる振動数３７４４rpmおよび３４５
０rpmで振動を加えながら締め固めを行った。この時、
振動数３７４４rpmで振動を加えた試料は３０秒経過後
に電気抵抗値が急低下し、一方、３４５０rpmで振動を
加えた試料は、電気抵抗値が急低下するまで１００秒を
要した。この結果から、振動数３０００rpm以上では、
より高い振動数を加えた試料のほうが、早く電気抵抗値
が急低下することが判る。また、同じ３７４４rpmで振
動を加えながら、それぞれ含水量が異なる三種類の試料
の締め固めを行った。この時、含水量が(最適含水比−
０.１％)の試料は、電気抵抗値が急低下して安定化する
傾向が全く生じなかった。含水量が(最適含水比＋１.１
％)の試料は、２００秒経過後に電気抵抗値が低い値で
安定する傾向が生じ、一方、(最適含水比＋１.１％)の
試料は、前述の通り３０秒経過後に電気抵抗値が急低下
した。そして、各試料は、いずれの振動数においても、
電気抵抗値が急低下して安定するのと同時に、試料表面
に照りを伴った滑らかな状態が現れた。この滑らかな状
態は、コンクリートにおけるブリージングとは全く異な
り、ただ単に水が現れるものではなかった。かような結
果から、含水量が(最適含水比＋０％)未満の試料は、電
気抵抗値が急低下して安定化する傾向が生じ難いことが
判り、また、含水量が｛最適含水比＋（０〜５)％｝の
範囲内では、含水量が比較的大きいほうが早く電気抵抗
値が急低下して安定し、さらに、この電気抵抗値の急低
下には、試料表面の照って滑らかな状態になる現象が伴
うことが判った。

【００１８】＜電気抵抗値の低下前後の試料の圧縮強度
の差異＞Ｗ＝４００、３９０、３８５Kg/m³、すなわ
ち、それぞれの含水量が、(最適含水比＋２.５％)、(最
適含水比＋１.１％)、(最適含水比＋０.５％)の水硬性
材料の混練物の試料を作成し、それぞれの試料を上記型
枠１０に打設し、電気抵抗値を計測して電気抵抗値が低
下するまで、各型枠１０に遠心力６トン、振動数３７４
４rpmの振動を加えながら締め固めを行い、それぞれの
試料について１日、３日、７日材齢で圧縮強度を測定し
た。一方、Ｗ＝４０２、３８５Kg/m³、すなわち、それ
ぞれの含水量が(最適含水比＋２.６％)、(最適含水比＋
０.５％)の試料に、電気抵抗値が急低下する以前の範
囲、つまり、それぞれ５０秒間、３００秒間、上記と同
じ遠心力や振動数の振動を加えて締め固めを行い、上記
と同じ材齢で圧縮強度を測定した。計測した結果を図３
に示す。図３に示したように、電気抵抗値が低下するま
で振動を加えた三種類の試料は、７日材齢で９０〜１０
０kg/cm²程度の圧縮強度を示し、一方、電気抵抗値が低
下する以前に振動を停止した二種類の試料は、４０〜５
０kg/cm²程度の圧縮強度を示しただけであった。かよう
な結果から、電気抵抗値が低下する前後で、７日材齢に
二倍程度の圧縮強度の差異が生じたことが判り、さらに
材齢が進んで試料が充分に硬化した場合、電気抵抗値が
低下するまで振動を加えた試料の圧縮強度はさらに大き
くなり、両者の差が増加するものと推定できる。

【００１９】＜含水量、振動数、電気抵抗値の低下まで
の所要時間の関係＞Ｗ＝４００、３９０、３８５Kg/
m³、すなわち、それぞれの含水量が、(最適含水比＋２.
５％)、(最適含水比＋１.１％)、(最適含水比＋０.５
％)の水硬性材料の混練物の試料を作成し、それぞれの
試料を上記型枠１０に打設し、電気抵抗値を計測して電
気抵抗値が低下するまで、各型枠１０に遠心力６トン
で、振動数３１６８rpm、３４５０rpm、３７４４rpm、
４３００rpmの振動を加えながら締め固めを行い、それ
ぞれの試料の異なる振動数毎の電気抵抗値低下までの所
要時間を測定した。計測した結果を図４に示す。図４に
示したように、含水量が｛最適含水比＋（０〜５)％｝
の範囲内では、含水量が比較的大きいほうが、早期に電
気抵抗値が低下して締固めが終了する傾向があることが
判る。また、含水量が異なる三種類の試料の何れにも共
通する傾向として、振動数が高くなるにしたがって電気
抵抗値低下までの所要時間が短縮されることが判り、さ
らに、振動数が４０００rpm程度を越えると、電気抵抗
値低下までの所要時間の減少幅が小さくなるため、いず
れの含水量でも、４０００〜４５００rpm程度以上の振
動数で振動させれば、充分に短い時間で締固めができる
ことが判る。

【００２０】＜含水量と圧縮強度との関係＞Ｗ＝４３
０、４１０、４００、３９０Kg/m³、すなわち、それぞ
れの含水量が、(最適含水比＋６.４％)、(最適含水比＋
３.７％)、(最適含水比＋２.５％)、(最適含水比＋１.
１％)の水硬性材料の混練物の試料を作成し、それぞれ
の試料を型枠１０とは異なる、高さ２ｍ及び直径６０mm
の円筒型鋼製型枠（図示せず）に打設し、電気抵抗値を
計測して電気抵抗値が低下するまで、各型枠１０に遠心
力６トンで、振動数３４５０rpmの振動を加えながら締
め固めを行い、それぞれの試料の２８日材齢の圧縮強度
を測定した。計測した結果を図５に示す。図５に示した
ように、含水量が｛最適含水比＋（０〜５)％｝の範囲
外のＷ＝４３０kg/m³の試料では、圧縮強度が充分に発
現せず１００kg/cm²前後であるのに対して、｛最適含水
比＋（０〜５)％｝の範囲内では圧縮強度が充分に発現
して１５０kg/cm²程度以上まで達する。また、全体的な
傾向として、｛最適含水比＋０％｝に近づくほど圧縮強
度が増加する傾向が有る。したがって、圧縮強度の充分
に発現した硬化体を得るためには、含水量を｛最適含水
比＋（０〜５)％｝の範囲にすることが望ましく、さら
に、含水量を｛最適含水比＋０％｝に近付けるのが好ま
しいことが判る。

【００２１】

【発明の効果】本発明の微粉体の硬化体製造方法では、
水硬性材料に｛最適含水比＋（０〜５)％｝の範囲内で
海水及び／又は水を添加し、電気抵抗値が低下するまで
型枠を振動させて締め固めるといった構成を備え、電気
抵抗値の急低下後には、試料表面の照って滑らかな状態
が出現するため、製造管理がし易くて、締固め不足で硬
化体に充分に圧縮強度が発現しなかったり、必要以上に
長時間にわたって締め固め作業をしたりすることを防止
でき、したがって、効率良く、セメントと乾燥微粉体と
を含む水硬性材料の硬化体を形成することができる。

【００２２】また、本発明の微粉体の硬化体製造方法で
は、石炭灰、鉱炉スラグ、乾燥汚泥、または火山灰等の
廃棄物を主成分として強度の高い硬化体を製造できるの
で、廃棄物処理のコストもほとんど掛からず、消波ブロ
ックや湧昇流発生構造物等の構築に利用できて最適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微粉体の硬化体製造方法に使用する型
枠の簡略断面図である。

【図２】本発明の微粉体の硬化体製造方法による混練物
の締固め中の電気抵抗値を示すグラフである。

【図３】本発明の微粉体の硬化体製造方法による混練物
の電気抵抗値低下前後の圧縮強度を示すグラフである。

【図４】本発明の微粉体の硬化体製造方法による混練物
を、異なる振動数の振動で締め固めた際の電気抵抗値低
下までの所要時間を示すグラフである。

【図５】本発明の微粉体の硬化体製造方法による混練物
における、含水量と圧縮強度との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０型枠

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントと乾燥微粉体とを含む水硬性材
料を混練し、海水及び／又は水を｛最適含水比＋(０〜
５)｝％の範囲内にて添加して充分混練し、型枠に打設
し、この打設された水硬性材料の電気抵抗値が低下する
まで前記型枠を振動させて締め固めることを特徴とする
微粉体の硬化体製造方法。