JP3970616B2 - High performance concrete - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、40N/mm２以上の圧縮強度を発現し、かつ収縮（自己収縮および乾燥収縮）が小さく、さらに施工温度や養生温度が異なる場合でも自己収縮応力あるいは自己膨張応力をほぼ同じにすることができる高性能コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、土地のより一層の有効利用の観点から、建築物の超高層化ないしは大規模化の傾向は益々顕著になってきている。このような超高層ないしは大規模な建築物を実現するために、従来より、40N/mm2以上の圧縮強度を発現するような高強度コンクリートの開発が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、高強度コンクリートを調製するために、普通ポルトランドセメントを使用して単位セメント量を増大（例えば、400〜500kg/m3）し、減水剤（高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤等）を使用して、水／セメント比を減少する（例えば、40重量％以下）ことが行われている。
しかしながら、このようにして調製したコンクリートでは、高強度（40N/mm2以上）を発現させることもできるのではあるが、一方で、セメント量が多く、また、水／セメント比が小さいので、自己収縮が大きくなるという課題がある。このような自己収縮が大きいコンクリートでは、例えば、ＲＣ部材に用いたとき、鉄筋の拘束により部材下縁部に大きな引張応力が発生し、力学的に弊害を起こす可能性があることが指摘されている。
また、従来の高強度コンクリートでは、減水剤（高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤等）を使用して、水／セメント比を小さくしているのではあるが、それでも単位水量は多くなるので、乾燥収縮も大きいという課題もある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定のセメントに、特定の混和材と乾燥収縮低減剤を特定量添加した高性能コンクリートであれば、40N/mm２以上の圧縮強度であっても、収縮（自己収縮および乾燥収縮）を小さくすることができること、施工温度や養生温度が異なる場合でも自己収縮応力あるいは自己膨張応力をほぼ同じにすることができることを見いだし、本発明を完成させたものである。即ち、本発明は、主要鉱物が3CaO・SiO２−2CaO・SiO２−CaO−間隙物質、3CaO・SiO２−CaO−間隙物質、2CaO・SiO２−CaO−間隙物質又はCaO−間隙物質であり、かつCaO結晶を50〜92重量％含有するクリンカ組成物と石膏の混合粉砕物、あるいは前記クリンカ組成物と生石灰および石膏との混合粉砕物とからなるブレーン比表面積が 4000 〜 8000cm ２ /g の混和材と、2CaO・SiO２を30重量％以上含むセメントと、減水剤と、細骨材と、粗骨材と、乾燥収縮低減剤と、水を含む配合物の硬化体であり、混和材量が５〜 50kg/m ３ 、乾燥収縮低減剤／セメント比が 0.1 〜 2.0 重量％で、圧縮強度が40N/mm２以上であることを特徴とする高性能コンクリート（請求項１）である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で使用するセメントは、2CaO・SiO2（以下、ビーライトと称す）を30重量％以上、好ましくは40重量％以上含むセメントである。該セメントとしては、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントが挙げられる。また、ビーライト量が30重量％以上であれば、前記中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントと、石灰石粉末、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、珪石粉末、シリカフュームから選ばれる１種以上の無機粉末を混合したセメントも使用することができる。
ビーライトを30重量％以上含むセメントを使用することにより、ワーカビリティを損なわずに高性能コンクリートの収縮を小さくする効果が得られる。
ビーライト量が30重量％未満のセメントでは、ワーカビリティが低下するうえ、収縮が大きくなるので好ましくない。
【０００６】
なお、本発明において、セメントとして、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントと、石灰石粉末、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、珪石粉末、シリカフュームから選ばれる１種以上の無機粉末を混合したセメントを使用する場合は、▲１▼石灰石粉末、高炉スラグ粉末、フライアッシュ又は珪石粉末は、ブレーン比表面積2000〜10000cm2/gのものを使用するのが好ましく、▲２▼シリカフュームは、BET比表面積10〜20m2/gのものを使用するのが好ましい。
【０００７】
本発明で使用する混和材は、主要鉱物が3CaO・SiO2−2CaO・SiO2−CaO−間隙物質、3CaO・SiO2−CaO−間隙物質、2CaO・SiO2−CaO−間隙物質又はCaO−間隙物質であり、かつCaO結晶を50〜92重量％含有するクリンカ組成物と石膏の混合粉砕物、あるいは前記クリンカ組成物と生石灰および石膏との混合粉砕物からなるものである。
【０００８】
混和材中のクリンカ組成物は、主要鉱物として少なくともCaO結晶と間隙物質を含み、エーライト(3CaO・SiO2)および／またはビーライト(2CaO・SiO2)を含んでも又は含まなくてもよいクリンカ組成物を粉砕したものであって、CaO結晶を50〜92重量％含むものである。主要鉱物として少なくともCaO結晶と間隙物質を含むことにより、ワーカビリティを損なわずに高性能コンクリートの収縮を小さくする効果が得られる。
クリンカ組成物中のCaO結晶が50重量％未満では、高性能コンクリートの収縮を小さくする効果が小さくなり好ましくない。クリンカ粉砕物中のCaO結晶が92重量％を超えると、ワーカビリティが悪くなり好ましくない。
なお、間隙物質はセメントクリンカ鉱物中のエーライトやビーライトの間を埋める鉱物に類するものであり、具体的には、2CaO・Fe2O3等のカルシウムフェライト鉱物、3CaO・Al2O3等のカルシウムアルミネート鉱物、あるいは、6CaO・Al2O3・Fe2O3、4CaO・Al2O3・Fe2O3、6CaO・2Al2O3・Fe2O3等のカルシウムアルミノフェライト鉱物である。
【０００９】
クリンカ組成物は、石灰質原料、粘土原料、珪石、スラグ類、石膏などを混合し、この原料混合物をロータリーキルンなどで1300〜1600℃の温度で目標とするクリンカの鉱物が得られるまで充分に焼き締めて焼成することにより製造される。
【００１０】
混和材中の石膏の種類は限定するものではなく、無水石膏、半水石膏、二水石膏が使用できるが、好ましくは無水石膏がよい。
混和材中の石膏の量は、▲１▼混和材がクリンカ組成物と石膏との二成分系である場合は、クリンカ組成物100重量部に対して石膏5〜50重量部が適当である。また、▲２▼混和材がクリンカ組成物と生石灰および石膏の三成分系である場合は、クリンカ組成物と生石灰の合計量100重量部に対して石膏5〜50重量部が適当である。
混和材中の石膏の配合量が前記範囲より少ないと、高性能コンクリートの収縮を小さくする効果が小さくなり好ましくない。石膏の配合量が前記範囲より多いと、高性能コンクリートが膨張ひび割れによる強度低下を招く懸念があり好ましくない。
【００１１】
本発明においては、混和材に生石灰を配合することによって、高性能コンクリートの自己収縮をより小さくすることができる。
生石灰の種類は限定するものではなく、軟焼生石灰、中焼生石灰、硬焼生石灰、極硬焼生石灰等の生石灰が使用できるが、ワーカビリティから、日本石灰協会の4N−塩酸による粗粒滴定試験法による粗粒滴定試験値が650ml以下の生石灰を使用することが好ましく、400ml以下の生石灰を使用することがより好ましい。
【００１２】
混和材中の生石灰の配合量は、クリンカ組成物100重量部に対して400重量部未満、すなわちクリンカ組成物と生石灰の合計量において生石灰80重量％未満が適当である。混和材中の生石灰の配合量が前記範囲より多いと、ワーカビリティが悪くなり好ましくない。
【００１３】
混和材は、上記クリンカ組成物および石膏の混合粉砕物、あるいは上記クリンカ組成物、生石灰および石膏との混合粉砕物からなるものであるが、これらは個別に粉砕した後に混合したものでもよく、混合した後に粉砕したものでもよい。また、個別に粉砕したものを、高性能コンクリートの混練時に他の材料とともにミキサに投入してもよい。粉砕には、ボールミル、ロールミル等の粉砕機を用いることができる。混和材の粉末度は、ブレーン比表面積で4000 〜 8000cm ２ /g が好ましい。混和材のブレーン比表面積が 4000cm ２ /g未満では、高性能コンクリートの収縮を小さくする効果が小さくなり好ましくない。
【００１４】
乾燥収縮低減剤は、水に溶解してその表面張力を低下する作用を持つものである。乾燥収縮低減剤を添加することにより、高性能コンクリートの自己収縮をより小さくすることができるとともに、乾燥収縮も小さくする効果が得られる。
本発明において乾燥収縮低減剤は、化学式；ＲＯ（ＡＯ）nＨで示される低級アルコールのアルキレンオキサイド付加物が好ましい。ここで、式中のＲは、炭素数４〜６のアルキル基である。このような基としては、ｎ−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、ｎ−ペンチル基、iso−ペンチル基、tert−ペンチル基等が挙げられる。また、式中のＡは、炭素数２〜３のアルキレン基であり、エチレン基及び／又はプロピレン基が挙げられる。さらに、式中のnは、１〜10の整数である。
ＲＯ（ＡＯ）nＨで示される低級アルコールのアルキレンオキサイド付加物の中でも好ましいものは、ｎ−ブチルアルコールのプロピレンオキサイド（付加モル数２）／エチレンオキサイド（付加モル数３）付加物であり、市販品としては、太平洋セメント株式会社製「AS21」が挙げられる。
なお、乾燥収縮低減剤は、混練水の一部と置換えて使用することが好ましい。
【００１５】
本発明で使用するセメント、混和材、乾燥収縮低減剤以外の材料を説明する。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂又はこれらの混合物を使用することができる。
粗骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利、砕石又はこれらの混合物を使用することができる。
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。本発明では、減水効果の大きい高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
水は、水道水等を使用することができる。
なお、本発明においては、必要に応じて、支障のない範囲内で、空気連行剤、消泡剤、増粘剤等を使用することは差し支えない。
【００１６】
本発明の高性能コンクリートにおいては、単位セメント量は350〜700kg/m３、混和材量が５〜50kg/m３、（水＋乾燥収縮低減剤）／セメント比が25〜50重量％、乾燥収縮低減剤／セメント比が0.1〜2.0重量％、減水剤（固形分換算）／セメント比が0.1〜2.0重量％であることが好ましい。前記条件の高性能コンクリートであれば、40N/mm２以上の圧縮強度を発現させることができ、自己収縮と乾燥収縮を小さくすることもできる。セメント量が350kg/m３未満では、40N/mm２以上の圧縮強度を発現させることが困難になり好ましくない。セメント量が700kg/m３を超えると、自己収縮を小さくすることが困難になり好ましくない。混和材量が５kg/m３未満では、自己収縮を小さくすることが困難となるうえ、施工温度や養生温度が異なる場合に自己収縮応力あるいは自己膨張応力をほぼ同じにすることも困難となるので好ましくない。混和材量が50kg/m３を超えると、ワーカビリティが悪くなるうえ、コストも高くなるので好ましくない。（水＋乾燥収縮低減剤）／セメント比が25重量％未満では、ワーカビリティが悪くなるので好ましくない。（水＋乾燥収縮低減剤）／セメント比が50重量％を超えると、40N/mm２以上の圧縮強度を発現させることが困難になり、また、乾燥収縮も大きくなるので好ましくない。乾燥収縮低減剤／セメント比が0.1重量％未満では、収縮を小さくする効果が小さくなるうえ、施工温度や養生温度が異なる場合に自己収縮応力あるいは自己膨張応力をほぼ同じにすることも困難となるので好ましくない。乾燥収縮低減剤／セメント比が2.0重量％を超えると、凝結遅延が生じ、またコストも高くなるので好ましくない。減水剤（固形分換算）／セメント比が0.1重量％未満では、ワーカビリティが悪くなるので好ましくない。減水剤（固形分換算）／セメント比が2.0重量％を超えても、ワーカビリティはそれほど向上せず、コストが高くなるので好ましくない。なお、細骨材率は、35〜50％にすればよい。
【００１７】
本発明においては、配合物の作業性、施工の省力化、施工欠陥の解消等の観点から、配合物のスランプフロー値は40〜80cmが好ましく、50〜70cmがより好ましい。この場合、単位セメント量は400〜700kg/m３、混和材量は５〜50kg/m３、（水＋乾燥収縮低減剤）／セメント比が25〜40重量％、乾燥収縮低減剤／セメント比が0.1〜2.0重量％、減水剤（固形分換算）／セメント比は0.3〜2.0重量％、単位粗骨材絶対容積は0.27〜0.36m３/m３とすることが好ましい。
【００１８】
なお、本発明においては、混和材量を５〜50kg/m3にすることが好ましく、10〜50kg/m3にすることがより好ましい。また、乾燥収縮低減剤／セメント比を0.1〜2.0重量％にすることが好ましい。混和材量および乾燥収縮低減剤／セメント比を前記範囲にすることにより、施工温度や養生温度が異なる場合でも、高性能コンクリートの自己収縮応力あるいは自己膨張応力をほぼ同じにすることができる。
【００１９】
本発明の高性能コンクリートの混練方法や混練装置は、特に限定するものではなく、慣用の方法で、慣用のミキサで混練すれば良い。
また、養生方法も特に限定するものではなく、気中養生、水中養生、蒸気養生などを行えば良い。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
１）セメント
セメントとして、▲１▼太平洋セメント（株）製低熱ポルトランドセメント（ビーライト量50重量％、以下低熱ポセと略す）と、▲２▼前記低熱ポルトランドセメントとブレーン比表面積5000cm2/gの石灰石粉末を混合したセメント、を使用した。
【００２１】
２）混和材
▲１▼クリンカ組成物の調製
石灰石、珪石、粘土、鉄原料および無水石膏を表１に示す鉱物組成となるように混合し、該混合物をロータリーキルンで焼成温度1300〜1600℃、滞留時間60〜120分で焼き締めてクリンカを製造し、これをブレーン比表面積5000cm2/gに粉砕した。
【００２２】
【表１】
▲２▼混和材の調製
上記クリンカ組成物100重量部と、無水石膏（ブレーン比表面積6500cm2/g）10重量部を混合し、混和材を調製した。
【００２４】
セメント、混和材以外の材料として、以下に示す材料を使用した。
３）高性能ＡＥ減水剤；レオビルドSP-8S（（株）エヌエムビー製）
４）細骨材；静岡県産陸砂（表乾比重：2.60）
５）粗骨材；茨城県産砕石（表乾比重：2.64）
６）乾燥収縮低減剤；太平洋セメント株式会社製「AS21」
７）水；水道水
【００２５】
２．コンクリートの配合及び混練
前記材料を使用し、表２に示す配合にしたがってコンクリートを調製した。混練は、２軸強制練りミキサ（0.06m3）を用いて、180秒間混練した。
【００２６】
【表２】
３．１ 評価１
１）スランプ又はスランプフロー
実施例１のコンクリートの20℃及び35℃における混練直後のスランプを、「JIS A 1101（コンクリートのスランプ試験方法）」に準じて測定した。
また、実施例２〜５および比較例１〜４の各コンクリートの20℃及び35℃における混練直後のスランプフローを、「JIS A 1101（コンクリートのスランプ試験方法）」に準じてスランプコーンを引き上げた後、拡がったコンクリートの最大直径の長さとその直角方向の長さを測定して、平均値を算出し、スランプフロー値を求めた。
２）圧縮強度および作業性
各コンクリートを、20℃及び35℃でφ10×20cmの型枠を用いて成形した。成形時に、各コンクリートの作業性を「◎：非常に良好」、「○：良好」で評価した。
成形後、20℃で１日間型枠内で養生し、脱型した。その後、20℃で材令28日まで水中養生し、「JIS A 1108（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準じて圧縮強度を測定した。
その結果を表３に示す。
【００２８】
【表３】
３．２ 評価２
３）自己収縮
各コンクリートの自己収縮を、（社）日本コンクリート工学協会「セメントペースト、モルタルおよびコンクリートの自己収縮および自己膨張試験方法（案）」に準じて測定した（材令28日）。なお、測定は凝結の始発時間を基長とした。
４）乾燥収縮
各コンクリートの乾燥収縮を「JIS A 1129（モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法）」に準じて測定した（材令28日）。乾燥開始材令および基長は材令１日とした。なお、凝結の始発時間から材令１日までのいわゆる自己収縮量は、上記３）に準じて測定した。
その結果を表４に示す。
【００３０】
【表４】
３．３ 評価３
５）自己膨張・自己収縮応力
実施例１、４、５および比較例４のコンクリートの20℃及び35℃における材令７日の自己収縮応力あるいは自己膨張応力を、「JIS A 6202（コンクリート用膨張材） 参考１（膨張コンクリートの拘束膨張及び収縮試験方法）」に準じて測定した。
その結果を表５に示す。
【００３２】
【表５】
表３および表４から明らかなように、本発明で規定する高性能コンクリートでは、ワーカビリティが良好なうえ、40N/mm2以上の圧縮強度であっても、収縮（自己収縮および乾燥収縮）が小さかった。
また、表５から、本発明の高性能コンクリートでは、施工温度や養生温度が異なる場合でも自己収縮応力あるいは自己膨張応力がほぼ同じであることが分かる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高性能コンクリートは、ワーカビリティが良好なうえ、40N/mm2以上の圧縮強度を発現し、かつ収縮（自己収縮および乾燥収縮）が小さいものである。従って、本発明の高性能コンクリートを用いて、例えば、ＲＣ部材を製造した場合でも、力学的な弊害が生じる可能性は極めて少ない。
また、本発明の高性能コンクリートにおいては、混和材と乾燥収縮低減剤の添加量を特定の範囲とすることにより、施工温度や養生温度が異なる場合でも自己収縮応力あるいは自己膨張応力をほぼ同じにすることができる。従って、本発明の高性能コンクリートでは、施工温度や養生温度に応じて、配合等を変える必要はない。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention expresses a 40N / mm 2 or more compression strength, and shrinkage (autogenous shrinkage and drying shrinkage) is rather small, the further construction temperature and self-shrinkage stress even when the curing temperature is different or self expansion stress about the same on high-performance concrete that Ru can be.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of further effective use of land, the trend of building a super-high-rise or large-scale building has become more prominent. In order to realize such an ultra-high-rise building or a large-scale building, conventionally, high-strength concrete that expresses a compressive strength of 40 N / mm 2 or more has been developed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in order to prepare high-strength concrete, the amount of unit cement is increased by using normal Portland cement (for example, 400-500 kg / m 3 ), and water reducing agents (such as high performance water reducing agents and high performance AE water reducing agents). Has been used to reduce the water / cement ratio (eg, 40% by weight or less).
However, the concrete prepared in this way can exhibit high strength (40N / mm 2 or more), but on the other hand, the amount of cement is large and the water / cement ratio is small. There is a problem that shrinkage becomes large. It is pointed out that in such a concrete with large self-shrinkage, for example, when it is used for RC members, a large tensile stress may be generated at the lower edge of the member due to the restraint of the reinforcing bar, which may cause mechanical damage. Yes.
In addition, conventional high-strength concrete uses water-reducing agents (such as high-performance water-reducing agents and high-performance AE water-reducing agents) to reduce the water / cement ratio, but the unit water volume still increases. There is also a problem that drying shrinkage is large.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found that a high-performance concrete in which a specific amount of a specific admixture and a drying shrinkage reducing agent is added to a specific cement is 40 N / mm 2 or more. Even with compressive strength, we found that shrinkage (self-shrinkage and drying shrinkage) can be reduced, and that self-shrinkage stress or self-expansion stress can be made substantially the same even when the construction temperature and curing temperature are different. The invention has been completed. That is, the present invention is the main mineral 3CaO · SiO 2 -2CaO · SiO 2 -CaO- gap material, 3CaO · SiO 2 -CaO- gap material, in 2CaO · SiO 2 -CaO- gap material or CaO- gap material and clinker compositions containing CaO crystal 50-92 wt% and ground mixture of gypsum, or Blaine specific surface area consisting of the ground mixture with the clinker composition with quick lime and gypsum 4000 ~ 8000 cm of 2 / g and admixtures, and cement containing 2CaO · SiO 2 30 wt% or more, and water reducing agent, and fine aggregate, and coarse aggregate, and drying shrinkage-reducing agent, a cured product of the formulation including water, admixtures A high-performance concrete having an amount of 5 to 50 kg / m 3 , a drying shrinkage reducing agent / cement ratio of 0.1 to 2.0 % by weight, and a compressive strength of 40 N / mm 2 or more (Claim 1).
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The cement used in the present invention is a cement containing 2CaO · SiO 2 (hereinafter referred to as belite) in an amount of 30% by weight or more, preferably 40% by weight or more. Examples of the cement include medium heat Portland cement and low heat Portland cement. If the amount of belite is 30% by weight or more, the medium-heated Portland cement or the low heat Portland cement is mixed with one or more inorganic powders selected from limestone powder, blast furnace slag powder, fly ash, silica stone powder, and silica fume. Cement can also be used.
By using cement containing 30% by weight or more of belite, the effect of reducing the shrinkage of high-performance concrete can be obtained without impairing workability.
A cement having a belite content of less than 30% by weight is not preferable because workability is lowered and shrinkage is increased.
[0006]
In the present invention, as the cement, a mixture of medium-heated Portland cement or low-heat Portland cement and one or more inorganic powders selected from limestone powder, blast furnace slag powder, fly ash, silica stone powder, and silica fume is used. It is preferable to use (1) limestone powder, blast furnace slag powder, fly ash or silica stone powder having a Blaine specific surface area of 2000 to 10,000 cm 2 / g, and (2) Silica fume has a BET specific surface area of 10 to 20 m 2. It is preferable to use / g.
[0007]
Admixtures for use in the present invention, 2 major minerals 3CaO · SiO -2CaO · SiO 2 -CaO- gap material, 3CaO · SiO 2 -CaO- gap material, 2CaO · SiO 2 -CaO- gap material or CaO- gap It is a mixed pulverized product of clinker composition and gypsum containing 50 to 92% by weight of CaO crystals, or a mixed pulverized product of clinker composition, quicklime and gypsum.
[0008]
Clinker composition in admixture comprises at least CaO crystal and the gap material as a major minerals may or may not be included include alite (3CaO · SiO 2) and / or belite (2CaO · SiO 2) clinker The composition is pulverized and contains 50 to 92% by weight of CaO crystals. By containing at least CaO crystals and interstitial materials as the main minerals, the effect of reducing the shrinkage of high-performance concrete can be obtained without impairing workability.
If the CaO crystal in the clinker composition is less than 50% by weight, the effect of reducing the shrinkage of the high-performance concrete is reduced, which is not preferable. When the CaO crystal in the clinker pulverized product exceeds 92% by weight, workability is deteriorated, which is not preferable.
The interstitial substances are similar to the minerals that fill the space between alite and belite in cement clinker minerals. Specifically, calcium ferrite minerals such as 2CaO · Fe 2 O 3 and 3CaO · Al 2 O 3 etc. Calcium aluminate minerals such as 6CaO ・ Al 2 O 3・ Fe 2 O 3 , 4CaO ・ Al 2 O 3・ Fe 2 O 3 , 6CaO ・ 2Al 2 O 3・ Fe 2 O 3 etc. is there.
[0009]
The clinker composition is a mixture of calcareous raw materials, clay raw materials, silica stones, slags, gypsum, etc., and this raw material mixture is sufficiently baked in a rotary kiln at a temperature of 1300-1600 ° C until the target clinker mineral is obtained. It is manufactured by baking.
[0010]
The type of gypsum in the admixture is not limited, and anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum can be used, but anhydrous gypsum is preferable.
The amount of gypsum in the admixture is as follows: (1) When the admixture is a two-component system consisting of a clinker composition and gypsum, 5 to 50 parts by weight of gypsum is appropriate for 100 parts by weight of the clinker composition. In addition, when the admixture (2) is a ternary system consisting of a clinker composition and quicklime and gypsum, 5 to 50 parts by weight of gypsum is appropriate for a total amount of 100 parts by weight of the clinker composition and quicklime.
If the amount of gypsum in the admixture is less than the above range, the effect of reducing the shrinkage of the high-performance concrete is undesirably reduced. If the blending amount of gypsum is larger than the above range, high-performance concrete is not preferable because there is a concern that the strength may decrease due to expansion cracks.
[0011]
In the present invention, the self-shrinkage of high-performance concrete can be further reduced by adding quick lime to the admixture.
The type of quicklime is not limited, and quicklime such as soft calcined quicklime, medium calcined quicklime, hard calcined quicklime, and extremely hard calcined quicklime can be used, but due to workability, coarse grain titration test with 4N-hydrochloric acid of Japan Lime Association. It is preferable to use quick lime having a coarse titration test value of 650 ml or less, more preferably 400 ml or less.
[0012]
The amount of quicklime in the admixture is suitably less than 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the clinker composition, that is, less than 80% by weight of quicklime in the total amount of the clinker composition and quicklime. When the amount of quicklime in the admixture is larger than the above range, workability is deteriorated, which is not preferable.
[0013]
The admixture is composed of a mixed pulverized product of the above clinker composition and gypsum, or a mixed pulverized product of the above clinker composition, quick lime and gypsum, but these may be mixed after individually pulverized and mixed. Then, it may be crushed. Moreover, you may throw into the mixer with other materials the thing grind | pulverized separately at the time of kneading | mixing high performance concrete. A pulverizer such as a ball mill or a roll mill can be used for the pulverization. The fineness of the admixture is preferably 4000 to 8000 cm 2 / g in terms of Blaine specific surface area . When the Blaine specific surface area of the admixture is less than 4000 cm 2 / g , the effect of reducing the shrinkage of the high-performance concrete is unfavorable.
[0014]
The drying shrinkage reducing agent has an action of dissolving in water and reducing its surface tension. By adding the drying shrinkage reducing agent, the self-shrinkage of the high-performance concrete can be further reduced, and the effect of reducing the drying shrinkage can be obtained.
In the present invention, the drying shrinkage reducing agent is preferably an alkylene oxide adduct of a lower alcohol represented by the chemical formula: RO (AO) nH. Here, R in the formula is an alkyl group having 4 to 6 carbon atoms. Examples of such a group include n-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, iso-pentyl group, tert-pentyl group and the like. Moreover, A in a formula is a C2-C3 alkylene group, and an ethylene group and / or a propylene group are mentioned. Further, n in the formula is an integer of 1 to 10.
Among the alkylene oxide adducts of lower alcohols represented by RO (AO) nH, propylene oxide (addition mole number 2) / ethylene oxide (addition mole number 3) adducts of n-butyl alcohol are preferred and are commercially available products. As “AS21” manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.
The drying shrinkage reducing agent is preferably used by replacing a part of the kneaded water.
[0015]
Materials other than the cement, admixture, and drying shrinkage reducing agent used in the present invention will be described.
As the fine aggregate, river sand, land sand, sea sand, crushed sand or a mixture thereof can be used.
As the coarse aggregate, river gravel, mountain gravel, sea gravel, crushed stone, or a mixture thereof can be used.
As the water reducing agent, a lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, melamine-based, or polycarboxylic acid-based water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, or a high-performance AE water reducing agent can be used. In the present invention, it is preferable to use a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent having a large water reducing effect.
As the water, tap water or the like can be used.
In the present invention, it is possible to use an air entraining agent, an antifoaming agent, a thickening agent, or the like as long as there is no problem.
[0016]
In the high-performance concrete of the present invention, the unit cement amount is 350 to 700 kg / m 3 , the admixture amount is 5 to 50 kg / m 3 , (water + dry shrinkage reducing agent) / cement ratio is 25 to 50% by weight, and drying It is preferable that the shrinkage reducing agent / cement ratio is 0.1 to 2.0% by weight, and the water reducing agent (solid content conversion) / cement ratio is 0.1 to 2.0% by weight. If high performance concrete of the condition, it is possible to express the 40N / mm 2 or more compression strength, it is also possible to reduce the self-contraction and drying shrinkage. If the amount of cement is less than 350 kg / m 3 , it becomes difficult to develop a compressive strength of 40 N / mm 2 or more, which is not preferable. When the amount of cement exceeds 700 kg / m 3 , it is difficult to reduce the self-shrinkage, which is not preferable. If the amount of admixture is less than 5 kg / m 3 , it is difficult to reduce the self-shrinkage, and it is also difficult to make the self-shrinkage stress or self-expansion stress substantially the same when the construction temperature and curing temperature are different. Therefore, it is not preferable. If the amount of admixture exceeds 50 kg / m 3 , workability is deteriorated and cost is increased, which is not preferable. A (water + dry shrinkage reducing agent) / cement ratio of less than 25% by weight is not preferable because workability deteriorates. When the ratio of (water + drying shrinkage reducing agent) / cement exceeds 50% by weight, it is difficult to develop a compressive strength of 40 N / mm 2 or more, and drying shrinkage increases, which is not preferable. Drying shrinkage In reducing agent / cement ratio of less than 0.1 wt%, a small effect of reducing the shrinkage Ruue, and also difficult to construction temperature or curing temperature is substantially the same self-shrinkage stress or self expansion stress when different This is not preferable. When the drying shrinkage reducing agent / cement ratio exceeds 2.0% by weight, setting delay occurs and the cost increases, which is not preferable. A water-reducing agent (solid content conversion) / cement ratio of less than 0.1% by weight is not preferable because workability is deteriorated. Even if the water reducing agent (in terms of solid content) / cement ratio exceeds 2.0% by weight, the workability is not improved so much and the cost is not preferred. The fine aggregate rate may be 35 to 50%.
[0017]
In the present invention, the slump flow value of the blend is preferably 40 to 80 cm, more preferably 50 to 70 cm, from the viewpoints of the workability of the blend, labor saving of construction, elimination of construction defects, and the like. In this case, the unit cement amount is 400 to 700 kg / m 3 , the admixture amount is 5 to 50 kg / m 3 , (water + dry shrinkage reducing agent) / cement ratio is 25 to 40% by weight, dry shrinkage reducing agent / cement ratio. There 0.1 to 2.0 wt%, water reducing agent (solid content) / cement ratio is 0.3 to 2.0 wt%, the absolute volume unit coarse aggregate is preferably the 0.27~0.36m 3 / m 3.
[0018]
In the present invention, it is preferred that the admixture amount of 5 to 50 kg / m 3, and more preferably to 10 to 50 kg / m 3. Further, the drying shrinkage reducing agent / cement ratio is preferably 0.1 to 2.0% by weight. By setting the admixture amount and the drying shrinkage reducing agent / cement ratio in the above ranges, the self-shrinkage stress or the self-expansion stress of the high-performance concrete can be made substantially the same even when the construction temperature and the curing temperature are different.
[0019]
The high-performance concrete kneading method and kneading apparatus of the present invention are not particularly limited, and may be kneaded by a conventional mixer using a conventional method.
Also, the curing method is not particularly limited, and air curing, underwater curing, steam curing and the like may be performed.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
1. Materials used The following materials were used.
1) as a cement cement, ▲ 1 ▼ and Pacific Ocean Cement Co. Low heat portland cement (belite content 50% by weight, referred to as low thermal Pose below), ▲ 2 ▼ the low thermal Portland cement Blaine specific surface area of 5000 cm 2 / g Cement mixed with limestone powder was used.
[0021]
2) Admixture (1) Preparation of clinker composition Limestone, silica, clay, iron raw material and anhydrous gypsum are mixed so as to have the mineral composition shown in Table 1, and the mixture is retained in a rotary kiln at a firing temperature of 1300 to 1600 ° C. The clinker was manufactured by baking for 60 to 120 minutes, and this was pulverized to a Blaine specific surface area of 5000 cm 2 / g.
[0022]
[Table 1]
( 2 ) Preparation of admixture 100 parts by weight of the above clinker composition and 10 parts by weight of anhydrous gypsum (Brain specific surface area of 6500 cm 2 / g) were mixed to prepare an admixture.
[0024]
The following materials were used as materials other than cement and admixture.
3) High-performance AE water reducing agent; Leo build SP-8S (manufactured by NMB)
4) Fine aggregate: Land sand from Shizuoka Prefecture (surface dry specific gravity: 2.60)
5) Coarse aggregate: Crushed stone from Ibaraki Prefecture (surface dry specific gravity: 2.64)
6) Drying shrinkage reducing agent: “AS21” manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.
7) Water; tap water [0025]
2. Concrete mixing and kneading Concrete was prepared according to the mixing shown in Table 2 using the above materials. The kneading was carried out for 180 seconds using a biaxial forced kneading mixer (0.06 m 3 ).
[0026]
[Table 2]
3.1 Evaluation 1
1) Slump or slump flow The slump immediately after kneading of the concrete of Example 1 at 20 ° C. and 35 ° C. was measured according to “JIS A 1101 (Concrete slump test method)”.
Moreover, the slump flow immediately after kneading | mixing of each concrete of Examples 2-5 and Comparative Examples 1-4 at 20 degreeC and 35 degreeC raised the slump cone according to "JIS A 1101 (concrete slump test method)". Then, the length of the maximum diameter of the expanded concrete and the length in the direction perpendicular thereto were measured, the average value was calculated, and the slump flow value was obtained.
2) Compressive strength and workability Each concrete was molded at 20 ° C. and 35 ° C. using a φ10 × 20 cm mold. At the time of molding, the workability of each concrete was evaluated as “◎: very good” and “◯: good”.
After molding, it was cured in a mold at 20 ° C. for 1 day and demolded. Thereafter, it was cured in water at 20 ° C. until the material age 28th, and the compressive strength was measured according to “JIS A 1108 (Method for testing compressive strength of concrete)”.
The results are shown in Table 3.
[0028]
[Table 3]
3.2 Evaluation 2
3) Self-shrinkage The self-shrinkage of each concrete was measured in accordance with the Japan Concrete Engineering Association "Self-shrinkage and self-expansion test method for cement paste, mortar and concrete (draft)" (material age 28th). The measurement was based on the initial setting time.
4) Drying shrinkage The drying shrinkage of each concrete was measured in accordance with “JIS A 1129 (Test method for changing the length of mortar and concrete)” (material age 28 days). Drying start age and base length were 1 day. In addition, the so-called self-shrinkage amount from the initial setting time to the material age 1 day was measured according to the above 3).
The results are shown in Table 4.
[0030]
[Table 4]
3.3 Evaluation 3
5) Self-expanding / self-shrinking stress The concrete of Examples 1, 4, 5 and Comparative Example 4 at 20 ° C. and 35 ° C. on the 7th day of the self-shrinking stress or self-expanding stress was determined as “JIS A 6202 Material) Measured according to Reference 1 (Restricted Expansion and Shrinkage Test Method for Expanded Concrete).
The results are shown in Table 5.
[0032]
[Table 5]
As is clear from Tables 3 and 4, the high-performance concrete specified in the present invention has good workability and shrinkage (self-shrinkage and drying shrinkage) even at a compressive strength of 40 N / mm 2 or more. It was small.
Moreover, it can be seen from Table 5 that the high-performance concrete of the present invention has the same self-shrinkage stress or self-expansion stress even when the construction temperature and the curing temperature are different.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the high-performance concrete of the present invention has good workability, expresses a compressive strength of 40 N / mm 2 or more, and has small shrinkage (self-shrinkage and drying shrinkage). Therefore, for example, even when an RC member is manufactured using the high-performance concrete of the present invention, there is very little possibility of causing a dynamic adverse effect.
In the high-performance concrete of the present invention, the self-shrinkage stress or the self-expansion stress is made substantially the same even when the construction temperature and curing temperature are different by setting the addition amount of the admixture and the drying shrinkage reducing agent within a specific range. can do. Therefore, in the high-performance concrete of the present invention, it is not necessary to change the composition etc. according to the construction temperature and the curing temperature.
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