JP4889022B2

JP4889022B2 - フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分の分別方法及びフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタル中に混入した繊維の回収方法

Info

Publication number: JP4889022B2
Application number: JP2006315052A
Authority: JP
Inventors: 貴快椎名
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-11-22
Also published as: JP2008128852A

Description

本発明は、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分の分別方法に関するとともに、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタル中に混入した繊維の回収方法に関する。

コンクリートのはく離・はく落の防止やひび割れ進展抑制、さらにコンクリートの補強等を目的として、フレッシュコンクリートに繊維を混入し、そのコンクリートを打設することが行われている。繊維としては、鋼繊維が広く用いられており、この他に、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維等の非鋼繊維も使用されている。繊維補強コンクリートが、前述したような所定の性能を発揮するには、コンクリート中に規定量の繊維が混入している必要がある。そのため、打設前に、フレッシュコンクリート中の繊維が規定量混入されているか確認する方法が求められる。現在、フレッシュコンクリート中の繊維量を確認する方法には幾つかあり、例えばＪＣＩ規準集（日本コンクリート工学協会編著）の「ＪＣＩ−ＳＦ７：繊維補強コンクリートの繊維混入率試験方法」やコンクリート標準示方書（発行元：（社）土木学会）の「ＪＳＣＥ−Ｆ５５４−１９９９：鋼繊維補強コンクリートの鋼繊維混入率試験方法」がある。しかし、これらの規準では、「試料を水で洗いながら繊維を分離・収集する」とのみ記載されており、具体的に繊維を分離する機器や手順等については言明されておらず、厳密な規定がないのが現状である。たとえば、試料を水で手洗いによって分離する作業は、多大な時間と労力がかかるため、実際の試験では適用することが困難である。なお、鋼繊維を混入したコンクリートに関しては、フレッシュコンクリートから鋼繊維を分離・回収し、回収した鋼繊維を秤量する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ただし、同方法は、水よりも比重の重い繊維に限り適用できる方法であり、ポリプロピレン繊維のような比重の小さい（１．０以下）の繊維に対しては適用できない。
特開２００４−２０２１７号公報

従来の方法では、フレッシュコンクリートから繊維を分離回収するのに時間を要していた。そこで、本発明の課題は、フレッシュコンクリートから繊維等の分離回収を短時間で行えるようにすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、液体にフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを投入し、前記液体に微小気泡を発生させながら前記液体を攪拌した後に前記液体を静置することによって、前記フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを前記液体の底に沈んだ沈殿物と前記液体の表面に浮上した浮上物とに分別することを特徴とするフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分の分別方法である。

請求項２に係る発明は、液体よりも比重の小さい繊維が混入したフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを前記液体に投入し、前記液体に微小気泡を発生させながら前記液体を攪拌した後に前記液体を静置することによって、前記フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを前記液体の底に沈んだ沈殿物と前記液体の表面に浮上した繊維とに分別することを特徴とするフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分の分別方法である。

請求項３に係る発明は、液体よりも比重の大きい磁性体繊維が混入したフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを前記液体に投入し、前記液体に微小気泡を発生させながら前記液体を攪拌した後に前記液体を静置することによって、前記フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルから前記液体の底に沈んだ沈殿物に分離させ、前記沈殿物から磁石によって磁性体繊維を回収することを特徴とするフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタル中に混入した繊維の回収方法である。

なお、フレッシュコンクリートとは、未だ固まっていないコンクリートをいい、フレッシュモルタルとは、未だ固まっていないモルタルのことをいう。

請求項１に係る発明によれば、液体に微小気泡を発生させることによって、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの各成分に微小気泡が付着し、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルが成分ごとに分離されやすく、その分離に要する時間が短くなる。そして、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分のうち液体より比重の大きいものは沈殿し、液体よりも比重の小さいものは浮上する。そのため、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分の分別を短時間で行うことができる。

請求項２に係る発明によれば、液体に微小気泡を発生させることによって、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの各成分に微小気泡が付着し、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルが成分ごとに分離されやすい。そして、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分のうち液体より比重の大きい骨材は沈殿し、液体より比重の小さい繊維は浮上する。この場合、繊維に微小気泡が付着しているので、繊維の浮上も早くなる。そのため、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分の分別を短時間で行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、液体に微小気泡を発生させることによって、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの各成分に微小気泡が付着し、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルが成分ごとに分離されやすい。そして、磁性体繊維が骨材とともに沈殿し、沈殿物のうち磁性体繊維が磁石に付着する。従って、フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルから磁性体繊維を分離回収することを容易に且つ短時間に行える。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

（１）使用する装置
図１は、フレッシュコンクリートの成分分析に用いる分離装置１を示した概略断面図である。

図１に示すように、この分離装置１は、液槽２、微小気泡発生部３、配管４及び気体供給部５を具備する。液槽２の上が開放されている。分離装置１を用いる場合には、液槽２に液体６を貯留させる。液槽２に貯留させる液体６は水であり、その水は純水であっても良いし、水道水であっても良い。液体６として水を用いずに、油であっても良いし、他の種類の液体であっても良い。

液槽２の内側には微小気泡発生部３が配置されて取り付けられている。微小気泡発生部３は管状に設けられ、その外周面には複数の微小噴射口３１が形成され、これら微小噴射口３１は微小気泡発生部３の内部中空にまで通じている。

微小気泡発生部３の端部が配管４の一端部に接続され、配管４の他端部が気体供給部５に接続されている。気体供給部５は、配管４を介して気体を微小気泡発生部３へ送り込むものである。具体的には、気体供給部５は、周囲の空気を吸引するとともに吸引した空気を微小気泡発生部３へ送り出すエアポンプであるか、周囲の空気を吸引するとともに吸引した空気を圧縮した状態で微小気泡発生部３へ送り出すエアコンプレッサーであるか、又は、気体を圧縮した状態で貯留しその圧縮空気を微小気泡発生部３へ送り出すガスボンベである。気体供給部５がガスボンベである場合、気体供給部５に貯留される気体は空気であっても良いし、その他の気体（例えば、不活性ガス（窒素ガス、二酸化炭素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなど））であっても良い。

微小気泡発生部３に気体が送り込まれると、微小気泡発生部３の各微小噴射口３１からは気体が噴射し、液体６中に微小気泡６１が発生する。発生した微小気泡６１はマイクロバブル又はマイクロナノバブルであり、微小気泡６１の径は５０μｍ以下であることが好ましい。

（２）フレッシュコンクリートの成分の分別方法及びその分析方法
以下、分離装置１を用いたフレッシュコンクリートの成分の分別方法及びその分析方法について説明する。フレッシュコンクリートとは、骨材、水、セメント及び混和材等を含むフレッシュコンクリートのことをいう。また、フレッシュとは、未だ固まっていない状態を意味する。

まず、分析しようとするフレッシュコンクリートの体積及び重量を測定する。なお、フレッシュコンクリートの空気量測定試験器を用いた場合は、体積が既知であるので、体積測定の手間を省くことができる。

続いて、分離装置１の液槽２に液体６を貯留する。
続いて、気体供給部５によって微小気泡発生部３に気体を供給すると、微小気泡発生部３の各微小噴射口３１から微小気泡６１が発生し、微小気泡６１が液体６中に分散する。

続いて、体積及び重量を測定したフレッシュコンクリートを液槽２中の液体６に投入する。気体供給部５によって微小気泡発生部３から微小気泡６１を発生させながら、液体６を攪拌する。これにより、フレッシュコンクリートが成分ごとに分離する。特に、フレッシュコンクリートの各成分（骨材等）には微小気泡が付着するので、それらの分離が早くなる。

続いて、気体供給部５を止め、液体６を液槽２の中で静置する。これにより、フレッシュコンクリートの成分のうち液体６よりも比重の小さいものは液体６の水面に浮き、液体６よりも比重の大きいものは液槽２の底に沈殿する。続いて、液体６の水面に浮いた浮上物を目の細かい網で回収し、その浮上物を自然に又はドライヤーで乾燥させる。浮上物を回収した後、液体６を流しだし、沈殿物を回収する。ここで、フレッシュコンクリートの成分のうちセメントは液体６とともに流れる。そして、回収した浮上物の重量及び体積を測定して浮上物の重量含有率及び体積含有率を求め、回収した沈殿物の重量及び体積を測定して沈殿物の重量含有率及び体積含有率を求める。

以上のように、本実施形態によれば、液体６に微小気泡６１を発生させることによって、フレッシュコンクリートの各成文に微小気泡が付着し、フレッシュコンクリートが成分ごとに分離されやすく、その分離に要する時間が短くなる。そのため、フレッシュコンクリートの成分の分別を短時間で行うことができる。
また、分離装置１自体の製作投資額が安価である。
なお、上記では分析対象・分別対象がフレッシュコンクリートであったが、細骨材及びセメント等を含むフレッシュモルタルを分析対象・分別対象としても良い。

水よりも比重の小さいポリプロピレン繊維（比重０．９１）がフレッシュコンクリートに混入されている場合について更に具体的に説明する。
まず、繊維混入フレッシュコンクリートの体積や重量を測定する。
液体６として水を液槽２に貯留し、気体供給部５によって微小気泡６１を液体６に発生させる。続いて、繊維混入フレッシュコンクリートを液槽２中の液体６に投入し、気体供給部５によって微小気泡発生部３から微小気泡６１を発生させながら、液体６を攪拌する。次に、気体供給部５を止め、液体６を液槽２の中で静置すると、水よりも比重の小さいポリプロピレン繊維が水面に浮上し、骨材が底に沈殿する。続いて、液体６の水面に浮いたポリプロピレン繊維を目の細かい網で回収し、そのポリプロピレン繊維を自然に又はドライヤーで乾燥させる。そして、回収したポリプロピレン繊維の重量を測定し、次の式（１）により繊維混入率（％）を求める。
Ｖ_f＝Ｗ_f／（Ｖ×ρ_f）×１００ …（１）
ここに、
Ｖ_f：繊維混入率（％）
Ｗ_f：測定したフレッシュコンクリートの重量（ｇ）
Ｖ：測定したフレッシュコンクリートの体積（ｃｍ³）
ρ_f：測定した繊維の単位容積重量（比重）

なお、ポリプロピレン繊維ではなく、液体６よりも比重の小さい繊維であれば、同様に繊維混入率を求めても良い。また、液体６よりも比重の小さい繊維（例えば、ポリプロピレン）を混入したフレッシュモルタルについても同様に、成分を分別し、繊維混入率を求めても良い。

水よりも比重の大きい鋼繊維（比重７．８５）がフレッシュコンクリートに混入されている場合について更に具体的に説明する。
実施例１の場合と同様に、繊維混入フレッシュコンクリートの体積や重量を測定し、気体供給部５によって微小気泡発生部３から微小気泡６１を液体６（液体６は水である。）に発生させながら、繊維混入フレッシュコンクリートを液体６に投入し、液体６を攪拌させる。そして、気体供給部５を止め、液体６を静置すると、鋼繊維及び骨材が底に沈殿する。液体６を流しだすと、沈殿物が残留する。次に、沈殿物に電磁石等の磁石を近づけると、沈殿物のうち鋼繊維が磁石に付着して、沈殿物の中から鋼繊維を分離回収することができる。なお、目視で沈殿物の中から鋼繊維をピックアップしても良い。
そして、回収した鋼繊維の乾燥後、その回収した鋼繊維の重量を測定し、式（１）により繊維混入率（％）を求める。
なお、磁性体繊維として鋼繊維を例に挙げたが、他の磁性体繊維がフレッシュコンクリートに混入されている場合でも、同様に磁性体繊維を分離回収し、その磁性体繊維の繊維混入率を求めても良い。また、液体６よりも比重の大きい磁性体繊維（例えば、鋼繊維）を混入したフレッシュモルタルについても同様に、磁性体繊維を分離回収し、繊維混入率を求めても良い。

水よりも比重の大きい非磁性体繊維（ビニロン繊維（比重１．３）、ポリエチレンテレフタレート繊維（比重１．３）、ガラス繊維（比重１．７０）、アラミド繊維（比重１．２８））がフレッシュコンクリートに混入されている場合について更に具体的に説明する。
実施例１の場合と同様に、繊維混入フレッシュコンクリートの体積や重量を測定し、気体供給部５によって微小気泡発生部３から微小気泡６１を液体６（液体６は水である。）に発生させながら、繊維混入フレッシュコンクリートを液体６に投入し、液体６を攪拌させる。そして、気体供給部５を止め、液体６を静置すると、非磁性体繊維及び骨材が底に沈殿する。液体６を流しだすと、沈殿物が残留する。次に、目視で沈殿物の中から非磁性体繊維をピックアップする。
そして、回収した非磁性体繊維の重量を測定し、式（１）により繊維混入率（％）を求める。
なお、液体６よりも比重の大きい非磁性体繊維（例えば、ビニロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ガラス繊維、アラミド繊維）を混入したフレッシュモルタルについても同様に、非磁性体繊維を回収し、繊維混入率を求めても良い。

繊維が混入していないフレッシュコンクリートの場合について更に具体的に説明する。
実施例１の場合と同様に、フレッシュコンクリートの体積や重量を測定し、気体供給部５によって微小気泡発生部３から微小気泡６１を液体６（液体６は水である。）に発生させながら、フレッシュコンクリートを液体６に投入し、液体６を攪拌させる。そして、気体供給部５を止め、液体６を静置すると、骨材が底に沈殿する。液体６を流しだすと、骨材が残留し、骨材を回収することができる。そして、回収した骨材をふるい分けして粒度ごとに分類し、各骨材の重量を測定することで骨材の重量含有率が求まる。また、測定した骨材の重量を骨材の単位容積質量で除することで体積含有率が求まる。
なお、繊維が混入していないフレッシュモルタルについても同様に、成分を分別し、骨材の粒度ごとに重量含有率や体積含有率を求めても良い。

フレッシュコンクリートの成分分析に用いる装置である。

符号の説明

１分離装置
２液槽
３微小気泡発生部
５気体供給部
６液体
６１微小気泡

Claims

液体にフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを投入し、前記液体に微小気泡を発生させながら前記液体を攪拌した後に前記液体を静置することによって、前記フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを前記液体の底に沈んだ沈殿物と前記液体の表面に浮上した浮上物とに分別することを特徴とするフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分の分別方法。
液体よりも比重の小さい繊維が混入したフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを前記液体に投入し、前記液体に微小気泡を発生させながら前記液体を攪拌した後に前記液体を静置することによって、前記フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを前記液体の底に沈んだ沈殿物と前記液体の表面に浮上した繊維とに分別することを特徴とするフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルの成分の分別方法。
液体よりも比重の大きい磁性体繊維が混入したフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルを前記液体に投入し、前記液体に微小気泡を発生させながら前記液体を攪拌した後に前記液体を静置することによって、前記フレッシュコンクリート又はフレッシュモルタルから前記液体の底に沈んだ沈殿物に分離させ、前記沈殿物から磁石によって磁性体繊維を回収することを特徴とするフレッシュコンクリート又はフレッシュモルタル中に混入した繊維の回収方法。