JPH0624813A - 重量コンクリート - Google Patents

重量コンクリート

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JPH0624813A
JPH0624813A JP20322992A JP20322992A JPH0624813A JP H0624813 A JPH0624813 A JP H0624813A JP 20322992 A JP20322992 A JP 20322992A JP 20322992 A JP20322992 A JP 20322992A JP H0624813 A JPH0624813 A JP H0624813A
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JP
Japan
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dust
weight
iron
cement
concrete
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Withdrawn
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JP20322992A
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English (en)
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Yuji Kawachi
雄二 河内
Hirofumi Maede
弘文 前出
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0624813A publication Critical patent/JPH0624813A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/021Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は細粒鉄系ダストを用いた、安価で機
能的な重量コンクリートを提供するものである。 【構成】 球換算直径50μm未満の鉄系ダストに対
し、セメントを3〜12重量%混合し造粒して得た球換
算直径200μmのペレット単独または球形でかつその
直径が20μm以上の粒子数が全粒子数の内の70%以
上の鉄系ダストを混合した混合物に、セメントを配合
し、成型、構造物化した重量コンクリート。 【効果】 本発明により、従来利用できなかった細粒ダ
ストを原料として、波の衝撃による移動が少ない消波ブ
ロック用重量コンクリートを安価に供給可能となった。
また、製鉄プラントからの副生物である鉄系ダストの大
量有効活用法も確立された。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、消波ブロック、放射線
防護壁等に用いられる重量コンクリートに関するもので
あり、安価で機能的な重量コンクリートを提供するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、海岸における災害防止のためのテ
トラポッド(登録商標)で知られる消波ブロックとして
は、一般に砂、土石とセメントを配合し構造物化したも
のを使用してきた。これは原料である砂、土石、セメン
トが安価であり、かつ容易に入手でき、さらに大量生産
が可能であり製造コスト的にも有利であったことによ
る。一方波の衝撃による消波ブロックの移動を防止する
ため、一定以上の大きさ即ち容積とし、消波ブロック1
個当りの重量を一定重量以上としていた。さらに消波ブ
ロックの移動防止策として、消波ブロックを重ねながら
設置する方法も採用されてきた。
【0003】一方、これら消波ブロックの移動防止策
は、多大のコストアップを招いていた。即ち、消波ブロ
ックを大きくする必要があること、数多く製造する必要
があること等のため多大のコストアップを招いていた。
この解決策として、砂、土石の代替として、密度の大き
い鉄鉱石を用いる方法が考案され(「コンクリート及び
鉄筋コンクリート施工方法」丸善、昭和41年第3刷1
10頁)、試験的に製造された。しかし鉄鉱石の価格が
高いこと、コンクリート化が困難なこと等のため実用化
には至らなかった。
【0004】本発明者らはこのような点に鑑み、安価な
金属鉄、酸化鉄混合物である鉄系ダストを用いる有利な
重量コンクリートを特願平4−151173号(以下、
先の発明と称する)にて提案した。これは、鉄系ダスト
の中で、球形でかつその直径が20μm以上の粒子数が
全粒子数の内の70%以上の鉄系ダストにセメントを配
合し、成型、構造物化した重量コンクリートである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先の発
明で提案の重量コンクリートは原料使用上の制約条件す
なわち、特定の鉄系ダストのみしか使用できない欠点を
有していた。製鉄プラントの製鋼工程で発生する鉄系ダ
ストは単一粒子のサイズが50μm以上の粗粒ダスト、
50μm未満の細粒ダストに分別され、これらの発生量
は鉄1ton製造するに際し、粗粒ダスト3〜7kg
(平均5kg)、細粒ダスト12〜30kg(平均20
kg)であり、細粒ダストが80%程度を占める。しか
し先の発明では球形でかつその直径が20μm以上の粒
子数が全粒子数の内の70%以上の鉄系ダストしか使用
できないため、細粒ダストの大部分は原料として利用さ
れない状況にあった。本発明はこの欠点を有利に解決し
ようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、その発明の一つは重量コンクリート
を製造するための中間組成物たるペレットに関するもの
であり、球換算直径50μm未満であり、その主要構成
成分がFeO、Fe23 、金属Feからなる混合物8
8〜97重量%と、セメント3〜12重量%を配合し、
球換算直径200μm以上に成型したことを特徴とする
ペレットである。またここにおいて主要構成成分がFe
O、Fe23 、金属Feからなる混合物が製鋼用転炉
ダストであることも特徴とする。
【0007】また他の発明は重量コンクリートに関する
ものであり、上記ペレットにセメントを配合し、成型、
構造物化したことを特徴とする重量コンクリートであ
る。また上記ペレットにさらに球形でかつその直径が2
0μm以上の粒子数が全粒子数の内の70%以上であ
り、その主要構成成分がFeO、Fe23 、金属Fe
からなる混合物とセメントとを配合し、成型、構造物化
したことを特徴とする重量コンクリートである。またこ
こにおいて球形でかつその直径が20μm以上の粒子数
が全粒子数の内の70%以上であり、その主要構成成分
がFeO、Fe23 、金属Feからなる混合物が製鋼
用転炉ダストであることも特徴とする。
【0008】
【作用】本発明者らは、移動性の少ない重量コンクリー
トとするためには、砂、土石に代わる密度の高い安価な
物質を用いるべきであるとの考え方にもとづき、製鉄プ
ラントの製鋼工程の転炉で発生するFeO、Fe2
3 、金属Feが主成分である鉄系ダストを活用する方法
を着想するに至った。このうち単一粒子のサイズが50
μm以上の粗粒ダストは密度5.9〜6.2g/cm3
であり、粒子形状は90%程度が球形である。一方、単
一粒子サイズが50μm未満の細粒ダストは密度5.7
〜6.1g/cm3であり、粒子形状は50%程度が球
形であり、残りは非球形である。
【0009】これらの発生量は鉄1ton製造するに際
し、粗粒ダスト3〜7kg程度(平均5kg)、細粒ダ
スト12〜30kg程度(平均20kg)であり、その
比率は粗粒ダスト1:細粒ダスト4である。日本の鉄生
産量を1億ton/年とすると、粗粒ダストで50(3
0〜70)万ton/年、細粒ダスト200(120〜
300)万ton/年と大量である。しかも、いずれの
ダストも密度が高く、しかも副生物であるから安価であ
り、重量コンクリート原料として最適である。
【0010】本発明者らはこれらダストのコンクリート
化条件を詳細に検討し、先の発明で提案した。その要点
は鉄系ダストの中で、球形でかつその直径が20μm以
上の粒子数が全粒子数の内の70%以上の鉄系ダストに
セメントを配合し、成型、構造物化することであり、コ
ンクリート強度、製造の容易さが確保された。
【0011】しかし、前述の通り、鉄系ダスト(粗粒ダ
スト+細粒ダスト)の80%程度を占める細粒ダストは
そのサイズ、および形状制約から、使用量に限界があっ
た。すなわち、細粒ダスト単独では使用できず、粗粒ダ
ストに複合しなければならない。しかもその複合量は粗
粒ダストに対して最大50%である。従って全細粒ダス
トの約75%は使用できないことになる。
【0012】この問題を解決する手段として、細粒ダス
トを造粒し、形状を球形でかつ一定以上の大きさにする
方法を着想した。まず、造粒して球換算直径200μm
以上のペレットにする理由を述べる。
【0013】細粒ダストは50μm未満と微細であり、
粒子形状も球形、非球形(不定形)が混在しているため
に、細粒ダストを通常の圧縮成型法で成型しても成型物
の強度は圧縮強度で20kg/cm2 以下と低く、コン
クリート化の際に破砕してしまうため、コンクリートに
必要な強度も得られない。一方、本発明法は造粒により
球形成型物をころがしながら粗大化させ、かつ、ころが
しにより球形成型物(ペレット)の強度を高めるもので
あり、ペレットの圧縮強度は50kg/cm2以上とな
る。この場合、球換算直径が200μm以上のペレット
で圧縮強度は安定して50kg/cm2 以上を確保でき
る。ペレット直径の上限は限定されるものではないが、
一般に5cmを超えると圧縮強度が低下し好ましくな
い。
【0014】次に、細粒ダストを造粒する際に混合する
セメント量について述べる。セメント混合量は造粒によ
って得られるペレットの強度向上およびペレット化の歩
留り向上のために混合される。セメント混合量が細粒ダ
スト+セメント重量に対して3重量%未満では、得られ
たペレットの強度が50kg/cm2 未満になると共
に、200μm未満の微細ペレットが多数製造され好ま
しくない。セメント混合量を12重量%を超えて混合し
ても、それ以上の強度、歩留り向上は期待されない。そ
れゆえ適正セメント混合量は細粒ダスト+セメント重量
の3〜12重量%となる。従ってペレット中の直径50
μm未満の細粒鉄系ダストは88〜97重量%となる。
【0015】なお、ペレット製造に用いるセメントの種
類については特に限定するものではない。また、ペレッ
ト製造時の水分添加量はダスト+セメント重量に対し
て、7〜15重量%が適正である。この水分量は製造方
式によっても異なるものであり、特に限定されない。
【0016】以上のように製造されたペレットを原料と
して、重量コンクリートを製造するが、セメントの種類
については特に限定するものではなく、コンクリートを
製造する上での必要量をペレットと混合して用いればよ
い。適正混合量はペレットに対して、重量比で5〜30
重量%である。ただし、遊離石灰を含有するセメント
は、海水と接触し、いわゆる水垢を生成するため好まし
くない。
【0017】また、ペレットと粗粒鉄系ダストおよび/
またはペレット化しない細粒鉄系ダストを混合した混合
物を原料として、重量コンクリートを製造することもで
きる。この場合、粗粒鉄系ダストおよびペレット化しな
い細粒鉄系ダストは、先の発明において規定された条件
が満足されなければ、コンクリート強度、製造の容易さ
が確保されない。すなわち球形でかつその直径が20μ
m以上の粒子数が全粒子数の内の70%以上の鉄系ダス
トを用いなければならない。その限りにおいて、ペレッ
ト化しない細粒鉄系ダストの配合率は特定するものでは
ない。
【0018】ペレットと共に、砂、土石を混合しコンク
リート化しても良いが、コンクリートの単位容積当りの
重量を低下させることになるので、その配合量は少量の
範囲に留めるべきである。なお、混錬の際の水添加量
は、重量比でペレット等の原料+セメントに対して10
〜25%が適正範囲である。
【0019】本発明による重量コンクリートの使途は限
定されるものではない。すなわちコンクリートの重量化
が必要とされるもの、例えば放射線遮蔽用コンクリート
等にも活用可能である。
【0020】
【実施例】
実施例(本発明) 細粒ダストに対してポルトランドセメントを細粒ダスト
+セメント重量の5〜8重量%混合し、この混合物に1
5重量%の水分を添加しながら、直径2.8mのサラ型
造粒機によりペレットを製造した。球換算直径200μ
m以上のペレットは重量比で製造された全ペレットの9
5%であった。さらに球換算直径200μm以上のペレ
ットの圧縮強度はすべて50kg/cm2 であった。
【0021】このペレットに対しポルトランドセメント
を25重量%、水を20重量%添加混錬しスラリー状と
した後、10×10×40cmの強度測定用コンクリー
ト片、および容積2m3 の三角錐型消波ブロックを製造
した。強度測定用コンクリート片の圧縮強度を測定した
結果、いずれのコンクリート片も415〜450kg/
cm2 と高いレベルであった。また消波ブロックの重量
は2.6〜3.3ton/m3 であり、通常の砂、土石
から製造した消波ブロックの約2倍と高く、波の衝撃に
よる消波ブロック移動の防止に効果的であることがわか
った。また、このペレット50重量%と先の発明で規定
された鉄系ダスト50重量%からなる重量コンクリート
を製造したが、上記と同様の好ましい成績が得られた。
【0022】比較例 細粒ダストに対しポルトランドセメントを細粒ダスト+
セメント重量の2重量%混合し、この混合物に15重量
%の水分を添加しながら、直径2.8mのサラ型造粒機
によりペレットを製造した。球換算直径200μm以上
のペレットは重量比で製造された全ペレットの70%と
先の実施例に比べ低かった。さらに球換算直径200μ
m以上のペレットの圧縮強度は15〜25kg/cm2
と実施例の1/2以下であった。
【0023】このペレットに対しポルトランドセメント
を25重量%、水を20重量%添加混錬しスラリー状と
した後、10×10×40cmの強度測定用コンクリー
ト片、および容積2m3 の三角錐型消波ブロックを製造
した。その結果、消波ブロックの重量は2.6〜3.2
ton/m3 と満足できる値であったが、強度測定用コ
ンクリート片の圧縮強度はいずれのコンクリート片も2
15〜265kg/cm2 と極めて低いレベルに留まっ
た。
【0024】また細粒ダストに対してポルトランドセメ
ントを細粒ダスト+セメント重量の15重量%混合し、
それ以降は実施例と同様の操作を行なったが、得られた
結果は実施例と全く同じレベルであった。
【0025】さらに細粒ダストをペレット化せずに、細
粒ダストにポルトランドセメントを25重量%、水を2
0重量%添加混錬しスラリー状とした後、10×10×
40cmの強度測定用コンクリート片、および容積2m
3 の三角錐型消波ブロックを製造した。その結果、消波
ブロックの重量は2.5〜3.2ton/m3 と満足で
きる値であったが、強度測定用コンクリート片の圧縮強
度はいずれのコンクリート片も105〜160kg/c
2 と極めて低いレベルに留まった。また、消波ブロッ
クの表面にワレが生じ好ましくない結果となった。
【0026】
【発明の効果】以上、詳細に述べたように、本発明によ
り製鉄プラントの製鋼工程で発生する鉄系ダストのうち
従来利用できなかった細粒ダストを原料とした機能的で
かつ安価な重量コンクリートを提供することが可能とな
った。本発明法により、海岸の防災用消波ブロック等に
用いられる重量コンクリートの波の衝撃によるコンクリ
ートの移動が少なくなり、かつその製造コストの大幅低
減が可能となった。さらに製鉄プラントからの副生物で
ある鉄系ダストの大量有効活用法も確立され、我が国産
業界にとって極めて有益なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 18:14) Z 2102−4G

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 球換算直径50μm未満であり、その主
    要構成成分がFeO、Fe23 、金属Feからなる混
    合物88〜97重量%と、セメント3〜12重量%を配
    合し、球換算直径200μm以上に成型したことを特徴
    とするペレット。
  2. 【請求項2】 主要構成成分がFeO、Fe23 、金
    属Feからなる混合物が製鋼用転炉ダストであることを
    特徴とする請求項1記載のペレット。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のペレットにセメ
    ントを配合し、成型、構造物化したことを特徴とする重
    量コンクリート。
  4. 【請求項4】 球形でかつその直径が20μm以上の粒
    子数が全粒子数の内の70%以上であり、その主要構成
    成分がFeO、Fe23 、金属Feからなる混合物
    と、セメントと、請求項1または2記載のペレットを配
    合し、成型、構造物化したことを特徴とする重量コンク
    リート。
  5. 【請求項5】 球形でかつその直径が20μm以上の粒
    子数が全粒子数の内の70%以上であり、その主要構成
    成分がFeO、Fe23 、金属Feからなる混合物が
    製鋼用転炉ダストであることを特徴とする請求項4記載
    の重量コンクリート。
JP20322992A 1992-07-08 1992-07-08 重量コンクリート Withdrawn JPH0624813A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002321961A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Taiheiyo Material Kk 重量モルタル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002321961A (ja) * 2001-04-27 2002-11-08 Taiheiyo Material Kk 重量モルタル

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Effective date: 19991005