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公開番号2025008508
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110737
出願日2023-07-05
発明の名称配合材料、配合材料の調製方法、硬化体の製造方法、及び硬化体
出願人東京都下水道サービス株式会社,日本ヒューム株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C04B 18/30 20060101AFI20250109BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】従来より性能の高いコンクリートの硬化体用の配合材料を提供する。
【解決手段】
硬化体に配合される配合材料であって、ポゾラン反応性材料により潜在水硬性材料の反応の発現が阻害又は抑制される材料が調整され、硬化体における硬化反応の発現と進行とを促すように構成される。具体的には、潜在水硬性材料及びポゾラン反応性材料の性質を有する下水汚泥焼却灰、ごみ焼却灰、木質バイオマス焼却灰、金属含有焼却灰の主灰及び飛灰のいずれか又は任意の組み合わせを含む焼却灰であってもよい。このように調製することで、表面が覆われ安定した状態にある、硬化反応性物質を剥き出しにすることで硬化反応を発現させ、コンクリートの硬化体の強度発現の迅速化、及び所定材齢における硬度を増進させることが可能となる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
硬化体に配合される配合材料であって、
ポゾラン反応性材料により潜在水硬性材料の反応の発現が阻害又は抑制される材料が調整され、前記硬化体における硬化反応の発現と進行とを促すように構成される
ことを特徴とする配合材料。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記材料は、潜在水硬性材料及びポゾラン反応性材料の性質を有する下水汚泥焼却灰、ごみ焼却灰、木質バイオマス焼却灰、金属含有焼却灰の主灰及び飛灰のいずれか又は任意の組み合わせを含む焼却灰である
ことを特徴とする請求項１に記載の配合材料。
【請求項３】
前記焼却灰は、前記硬化反応の発現を阻害する物質の覆いの少なくとも一部を取り除き、前記硬化反応を発現する状態に調整され、前記硬化体の練り混ぜ打ち込み完了から、所定の材齢までの強度の発現を促進する
ことを特徴とする請求項２に記載の配合材料。
【請求項４】
前記下水汚泥焼却灰は、分級により粒径をメディアン値で２０μｍから３０μｍとした下水汚泥焼却灰を、湿式又は乾式破砕装置で粒径５μｍ以下となるよう粉砕されたものを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の配合材料。
【請求項５】
焼却灰を破砕して、硬化反応の発現を阻害するポゾラン反応性物質の覆いの少なくとも一部を取り除き、反応の発現が早い潜在水硬性物質を露出させる
ことを特徴とする配合材料の調製方法。
【請求項６】
前記焼却灰は、下水汚泥焼却灰、ごみ焼却灰、木質バイオマス焼却灰、金属含有焼却灰の主灰及び飛灰のいずれか又は任意の組み合わせを含む
ことを特徴とする請求５に記載の配合材料の調製方法。
【請求項７】
ポゾラン反応性材料により潜在水硬性材料の反応の発現が阻害又は抑制される材料を、硬化体における硬化反応の発現と硬化反応の進行を促すような配合材料として構成されるよう調整し、
硬化体中における練り混ぜ打ち込み完了から、前記硬化体における硬化反応の発現と進行とを促すように配合される
ことを特徴とする硬化体の製造方法。
【請求項８】
前記硬化体の硬化反応の発現と進行とを促すことで、打ち込み後の材齢が若い状態における低強度と材齢の進行に伴う強度増進の遅れを回避させる
ことを特徴とする請求項７に記載の硬化体の製造方法。
【請求項９】
ポゾラン反応性材料により潜在水硬性材料の反応の発現が阻害又は抑制される材料が調整され、前記硬化体における硬化反応の発現と進行とを促すように構成される配合材料を含む
ことを特徴とする硬化体。
【請求項１０】
前記配合材料は、分級により粒径をメディアン値で２０μｍから３０μｍとした下水汚泥焼却灰を、湿式又は乾式破砕装置で粒径５μｍ以下となるよう粉砕された下水汚泥焼却灰を、水結合材率３０～４５％、細骨材率４５～５０％を基準として、細骨材の重量の５～２０％を置き換えられるよう含まれる
ことを特徴とする請求項９に記載の硬化体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にコンクリートの硬化体に配合される配合材料、配合材料の調製方法、硬化体の製造方法、及び硬化体に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
コンクリートの硬化体に添加される混和材等の配合材料として、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末やシリカフューム等の産業副産物が活用されている。加えて、資源の有効利用と廃棄物の少量化に向けて、廃棄物由来の焼却灰も、ポルトランドセメントを用いた又は用いないコンクリート（以下、単に「コンクリート」という。）の配合材料として、活用されることが期待されている。
【０００３】
これらの配合材料には、配合するセメントの容積や重量に合わせて、又は、配合するセメントの一部に置き換えて用いられる潜在水硬性物質の材料（以下、「潜在水硬性材料」と称呼する。）、及びポゾラン反応性物質の材料（以下、「ポゾラン反応性材料」と称呼する。）が含まれる。さらに、配合材料として、混和材が硬化する物理化学的特性を応用して、潜在水硬性及びポゾラン反応性の両方を備えるものも存在する。加えて、配合材料として、硬化後の機能の向上を目的とするポリマー、硬化発現及び硬化後の収縮による硬化体へのひび割れの防止と抑制を目的とする膨張材等も含まれる。
これらの配合材料は、単体で又は任意の組み合わせで混合し、水のみ又は水並びにアルカリ刺激物質を加えることで、硬化体の材料とすることが可能である。
【０００４】
具体的に、配合材料は、硬化体が硬化を開始する前においては、材料の打ち込み易さ（流動性）や材料分離に対する抵抗性を含むワーカビリティーや硬化するまでの温度ひび割れの防止や抑制、及び硬化後においては硬化体の耐薬品性の向上、耐硫酸性の向上、硫化水素、二酸化炭素の浸透や海水の侵入を抑制することを目的として混和される。さらに、資源の有効利用と廃棄物の少量化の観点から、下水汚泥焼却灰を、混和材として普通ポルトランドセメントの一部若しくは全部、又は骨材の一部と置き換えて活用する技術が開発されてきている。
【０００５】
特許文献１を参照すると、普通ポルトランドセメントに代えて、産業副産物である高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、及び、下水汚泥焼却灰を配合したものに細骨材と粗骨材を加えて硬化させた硬化体である耐酸性コンクリートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際特開第２０１９／１７２３４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
材齢による圧縮強度の増進速度等のコンクリートの硬化体の性能は、配合される配合材料の影響を大きく受けていた。このため、よりコンクリートの硬化体の性能向上に寄与する配合材料が求められていた。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の問題を解消する配合材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の配合材料は、硬化体に配合される配合材料であって、ポゾラン反応性材料により潜在水硬性材料の反応の発現が阻害又は抑制される材料が調整され、前記硬化体における硬化反応の発現と進行とを促すように構成されることを特徴とする。
本発明の配合材料は、前記材料は、潜在水硬性材料及びポゾラン反応性材料の性質を有する下水汚泥焼却灰、ごみ焼却灰、木質バイオマス焼却灰、金属含有焼却の主灰及び飛灰のいずれか又は任意の組み合わせを含む焼却灰であることを特徴とする。
本発明の配合材料は、前記焼却灰は、前記硬化反応の発現を阻害する物質の覆いの少なくとも一部を取り除き、前記硬化反応を発現する状態に調整され、前記硬化体の練り混ぜ打ち込み完了から、所定の材齢までの強度の発現を促進することを特徴とする。
本発明の配合材料は、前記下水汚泥焼却灰は、分級により粒径をメディアン値で２０μｍから３０μｍとした下水汚泥焼却灰を、湿式又は乾式破砕装置で粒径５μｍ以下となるよう粉砕されたものを含むことを特徴とする。
本発明の配合材料の調製方法は、焼却灰を破砕して、硬化反応の発現を阻害するポゾラン反応性物質の覆いの少なくとも一部を取り除き、反応の発現が早い潜在水硬性物質を露出させることを特徴とする。
本発明の配合材料の調製方法は、前記焼却灰は、下水汚泥焼却灰、ごみ焼却灰、木質バイオマス焼却灰、金属含有焼却の主灰及び飛灰のいずれか又は任意の組み合わせを含むことを特徴とする。
本発明の硬化体の製造方法は、ポゾラン反応性材料により潜在水硬性材料の反応の発現が阻害又は抑制される材料を、硬化体における硬化反応の発現と硬化反応の進行を促すような配合材料として構成されるよう調整し、硬化体中における練り混ぜ打ち込み完了から、前記硬化体における硬化反応の発現と進行とを促すように配合されることを特徴とする。
本発明の硬化体の製造方法は、前記硬化体の硬化反応の発現と進行とを促すことで、打ち込み後の材齢が若い状態における低強度と材齢の進行に伴う強度増進の遅れを回避させることを特徴とする。
本発明の硬化体は、ポゾラン反応性材料により潜在水硬性材料の反応の発現が阻害又は抑制される材料が調整され、前記硬化体における硬化反応の発現と進行とを促すように構成される配合材料を含むことを特徴とする。
本発明の硬化体は、前記配合材料は、分級により粒径をメディアン値で２０μｍから３０μｍとした下水汚泥焼却灰を、湿式又は乾式破砕装置で粒径５μｍ以下となるよう粉砕された下水汚泥焼却灰を、水結合材率３０～４５％、細骨材率４５～５０％を基準として、細骨材の重量の５～２０％を置き換えられるよう含まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、潜在水硬性材料及び／又はポゾラン反応性材料となり、硬化体における硬化反応の発現と進行とを促すように構成されることで、より圧縮強度の材齢による増進速度等のコンクリートの硬化体の性能向上に寄与する配合材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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