JP2001181069A - カーテンウォール用コンクリート - Google Patents

カーテンウォール用コンクリート

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JP2001181069A
JP2001181069A JP37090199A JP37090199A JP2001181069A JP 2001181069 A JP2001181069 A JP 2001181069A JP 37090199 A JP37090199 A JP 37090199A JP 37090199 A JP37090199 A JP 37090199A JP 2001181069 A JP2001181069 A JP 2001181069A
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Hiroyuki Hayano
博幸 早野
Yasuhide Higo
康秀 肥後
Takashi Tochigi
隆 栩木
Yukihisa Okamoto
享久 岡本
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Taiheiyo Cement Corp
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Taiheiyo Cement Corp
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • 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
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    • C04B18/027Lightweight materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量でありながら強度が大きく、表面仕
上げ性に優れ、乾燥収縮および凍結融解に対する耐久性
に優れたカーテンウォール用の超軽量コンクリートを提
供する 【解決手段】 粗骨材および細骨材が人工軽量骨材から
なり、粗骨材が絶乾比重0.95以下、圧壊荷重800
N以上および吸水率5%以下の造粒型人工軽量骨材から
なり、細骨材が絶乾比重1.2以下であって吸水率8%
以下の人工軽量骨材を主体とし、これより粒度分布のピ
ークが小さい低吸水率の高強度人工軽量骨材を配合する
ことにより細骨材全体の粒度分布を実質的に均等に調整
し、コンクリートの比重1.2以下および圧縮強度35
N/mm2以上としたことを特徴とするカーテンウォール用
コンクリート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーテンウォール
として用いられる高強度の超軽量コンクリートであっ
て、良好な表面仕上性を有し、乾燥収縮や凍結融解に対
する耐久性に優れたコンクリート組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼構造からなる建築物の外壁構法とし
てカーテンウォール構法が広く普及しており、その外装
材としてプレキャスト軽量コンクリートからなるPCカ
ーテンウォールが一般に用いられている。従来、このP
Cカーテンウォールに用いられている軽量コンクリート
は、単位質量が版内配筋込みで2t/m3程度、脱型時強度
12N/mm2および設計基準強度21〜24N/mm2のもの
が多い。
【0003】一方、ガラス質微粉末を主原料として造粒
焼成して得た内部に多数の独立気泡を有する低吸水率の
高強度人工軽量骨材(太平洋セメント社製品、商品名ア
サノスーパライト、以下ASLと略称)が最近開発され
ており、このASLを粗骨材として用いれば、気乾比重
1.25〜1.30および圧縮強度35N/mm2程度の従来
品よりも軽量で高強度のコンクリートを得ることができ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記ASLは比較的粗
粒のものが多く、粗骨材をこれに代えるだけではコンク
リートの比重を1.25以下に低減するのは難しい。本
発明はこのASLを利用しながら、粗骨材と共に細骨材
の材料を調整することによって上記問題を解決したもの
であり、従来品よりも軽量かつ高強度でしかも良好な表
面仕上性を有し、乾燥収縮および凍結融解に対する優れ
た耐久性を有するカーテンウォール用コンクリートを提
供するものである。
【0005】
【課題を解決する手段】すなわち本発明は、粗骨材およ
び細骨材が人工軽量骨材からなる高強度軽量コンクリー
トであり、粗骨材が絶乾比重0.95以下および圧壊荷
重800N以上であって吸水率5%以下の造粒型人工軽
量骨材からなり、細骨材が絶乾比重1.2以下であって
吸水率8%以下の人工軽量骨材を主体とし、これより粒
度分布のピークが小さい低吸水率の高強度人工軽量骨材
を配合することにより細骨材全体の粒度分布を実質的に
均等に調整し、コンクリートの気乾比重1.2以下およ
び圧縮強度35N/mm2以上としたことを特徴とするカー
テンウォール用コンクリートに関する。
【0006】本発明のカーテンウォール用コンクリート
は、好ましくは、細骨材率40〜50%、単位セメント
量430kg/m3以下、単位水量155kg/m3以下、および
水セメント比40%以下の配合からなるコンクリート、
乾燥100日後の収縮歪みが700μm以下の定常状態
を示すコンクリート、100〜200回の気中凍結水中
融解における相対動弾性係数が90%以上かつ300回
の相対動弾性係数が60%以上のコンクリートである。
【0007】本発明に係るカーテンウォール用コンクリ
ートは、具体的には例えば、粗骨材の全部および細骨材
の一部がガラス質微粉末を主原料として造粒焼成してな
る内部に多数の独立気泡を有する低吸水率および高強度
人工軽量骨材であり、細骨材の一部が石炭灰を主原料と
して造粒焼成してなる内部が中空の実質的に吸水性の無
い高強度人工軽量骨材および/またはパーライト粉末や
流紋岩粉末を焼成してなる内部に多数の連続気泡を有す
る高強度人工軽量骨材を用いたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。本発明のカーテンウォール用コンク
リートは、粗骨材および細骨材が人工軽量骨材からなる
高強度軽量コンクリートにおいて、特定の骨材を配合し
たことにより高強度および超軽量のコンクリートとした
ものである。すなわち、本発明のカーテンウォール用コ
ンクリートは、粗骨材が絶乾比重0.95以下、圧壊荷
重800N以上および吸水率5%以下の造粒型人工軽量
骨材からなり、細骨材が絶乾比重1.2以下であって吸
水率8%以下の人工軽量骨材を主体とし、これより粒度
分布のピークが小さい低吸水率の高強度人工軽量骨材を
配合することにより細骨材全体の粒度分布を実質的に均
等に調整し、コンクリートの気乾比重1.2以下および
圧縮強度35N/mm2以上としたことを特徴とするもので
ある。なお、圧壊荷重は規格(JIS Z 8841:造粒物強度試
験方法)に従って測定した値であり、例えば、直径14±1
mmの大きさの試料片の値である。
【0009】粗骨材として用いる人工軽量骨材の絶乾比
重が0.95より大きいと、コンクリートの比重を1.2
以下に低減するのが難しい。また、圧壊荷重が800N
より小さいと圧縮強度35N/mm2以上のコンクリートを
得るのが難しい。さらに24時間吸水率(単に吸水率と
云う)が5wt%を上回ると、骨材を加える際に事前吸水
することが必要となり、この水分量によって凍結融解に
対する耐久性が低下するので好ましくない。上記粗骨材
の量は、容積比でコンクリート中に占める割合が340
〜390L/m3、好ましくは360〜380L/m3である。
【0010】上記人工軽量骨材は、黒曜石や真珠岩など
のガラス質原料を所定粒度に調整したものに発泡剤や粘
着材を加えて造粒し、これを焼結状態にする一次焼成の
後にさらに発泡を主体とする二次焼成を行い、徐冷する
ことによって製造することができる。この製造方法によ
れば、内部に多数の独立気泡を有しながら表面が緻密で
細孔が少なく、従って、絶乾比重が0.6〜1.5と軽
く、しかも吸水率が5%以下、好ましくは3%以下であ
って圧壊強度が800N以上の造粒型高強度人工軽量骨
材を得ることができる。この人工軽量骨材の代表的なも
のは上記ASL(太平洋セメント社製品:アサノスーパ
ライト)である。
【0011】本発明のカーテンウォール用コンクリート
は、さらに特定の細骨材を用いたものであり、絶乾比重
1.2以下であって吸水率8%以下の人工軽量骨材を主
体とし、これより粒度分布が小さい低吸水率の高強度人
工軽量骨材を配合することによって粒度分布を調整した
ものを細骨材として用いる。ここで、絶乾比重が1.2
より大きいと細骨材全体の比重が過剰となり、また強度
不足となって目的の高強度軽量コンクリートを得るのに
適さない。さらに吸水率が8%より大きいと骨材全体の
吸水率が増大するので好ましくない。この細骨材の主体
としては上記ASLのうち粒径が5mm以下であって絶乾
比重が1.2以下のものを用いることができる(以下、
ASL細骨材と云う)。なお、細骨材の主体とは細骨材
中でその量が最も多いことを云う。
【0012】細骨材用のASLの粒径は概ね0.6〜5m
mであるので、これより粒度分布のピークが小さな低吸
水率の高強度人工軽量骨材を配合して粒度調整したもの
を細骨材として用いる。ASLに組み合わせる他の高強
度人工軽量骨材としては、石炭灰を主原料として造粒焼
成してなる内部が中空の実質的に吸水性の無い高強度の
人工軽量骨材(以下、CA中空骨材と云う)、あるいは
パーライト粉末や流紋岩粉末を焼成してなる内部に多数
の連続気泡を有する高強度の造粒型人工軽量骨材(以
下、発泡(硬質)パーライトと云う)を用いることができ
る。CA中空骨材の一例はイースフィアーズの商品名
(太平洋セメント社製品)で市販されており、平均粒径
0.6mm以下であって実質的に吸水性を有しない。ま
た、市販の発泡パーライトは概ね平均粒径1.2mm以下
であって24時間吸水率が10%以下であり、何れも粒
度分布のピークがASLよりも小さい。
【0013】ASLにCA中空骨材および発泡パーライ
トを組み合わせることにより、細骨材の粒度分布が実質
的に均等になるように調整する。なお、粒度分布が実質
的に均等であるとは、この粒度分布曲線が図1に示す破
線(JIS A 5002)で示される範囲内であることを云う。A
SLに対するCA中空骨材および発泡パーライトの配合
量は、一例として、体積比で、ASL細骨材50部に対
して、CA中空骨材10〜30部、発泡パーライト10
〜30部とすればよい。
【0014】上記人工軽量骨材(粗骨材および細骨材)の
合計量はセメント100容積部に対して400〜650
容積部が適当である。また、細骨材率は40〜50%、
好ましくは44〜48%が適当である。セメントに対す
る人工軽量骨材の配合量が上記範囲より少ないと軽量コ
ンクリートの単位重量が増加して目的の軽量コンクリー
トが得られない。一方、この配合量が上記範囲よりも多
いと骨材全体の配合量が過剰になり、相対的にセメント
量等が少なく、コンクリートの強度が低下するので好ま
しくない。
【0015】本発明の軽量コンクリートに用いるセメン
トとしては、普通ポルトランドセメントや早強ポルトラ
ンドセメントなどのポルトランドセメント、高炉セメン
ト、シリカセメント等の混合セメントなどを用いること
ができる。セメントの他に必要に応じて各種の混和剤を
用いることができる。例えば、各種の高性能減水剤や高
性能AE減水剤、AE助剤などを用いることができる。
【0016】また、セメント量と水量は、水セメント比
40%以下であって単位水量155kg/m3以下、好まし
くは140〜150kg/m3、および単位セメント量43
0kg/m 3以下、好ましくは400kg/m3以下が適当であ
る。単位水量や単位セメント量がこの範囲より少ない
と、セメント不足による強度低下や水量不足による流動
性の低下をきたし、またセメント量や水量が多すぎると
乾燥収縮によるヒビ割れを生じやすい。
【0017】なお、本発明において、フレッシュコンク
リートのスランプないしスランプロスなどは一般の軽量
コンクリートと同水準でよい。本発明のコンクリートは
標準養生や蒸気養生あるいは水中養生などを経て、気乾
比重1.2以下、圧縮強度が35N/mm2以上の軽量高強
度のコンクリート硬化体を得ることができる。また、本
発明のコンクリートは、乾燥100日後の収縮歪みが7
00μm以下の定常状態を示し、さらに、100〜20
0回の気中凍結水中融解における相対動弾性係数が90
%以上であって、かつ300回における相対動弾性係数
が60%以上であり、凍結融解性に対して優れた耐久性
を有する。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に示
す。なお、これらの例は本発明の範囲を限定するもので
はない。
【0019】実施例1 表1に示す材料を用い、表2に示す配合割合に従って軽
量コンクリートを製造した(表1の細骨材、粗骨材、高
性能AE減水剤およびAE助剤は商品名)。この軽量コ
ンクリートについて、標準蒸気養生と水中養生を行い、
その比重、圧縮強度、静弾性係数および表面仕上げ性
(表面性状)を表3に示した。本発明の実施例(No.1〜No.
9)は何れも比重が1.2以下であって、蒸気養生および
水中養生の圧縮強度が30N/mm2以上である。また、表
面の仕上げ性も良い。一方、比較例のコンクリートは比
重は軽いものの表面性状が劣る。また本発明に係るNo.
2、No.6の試料について、その骨材の粒度分布を図1
に示した。図示するように、細骨材は各粒度範囲におい
てほぼ均等である。
【0020】実施例2 本発明に係るNo.6(実施例1)の試料について、乾燥収
縮試験を行った。試験は規格(JIS A 1129 [モルタル及
びクリートの長さ変化試験方法])に従って行った。この
結果を図2に示した。なお、従来の軽量コンクリートの
試験結果を対比して示した。図示するように、本発明の
軽量コンクリートは乾燥約70日以降は収縮歪みが約6
50μmとほぼ一定の定常状態を示している。一方、従
来の軽量コンクリートは乾燥150日経過後も収縮歪み
が約800μmまで拡大する。
【0021】実施例3 本発明に係るNo.6(実施例1)の試料について、凍結融
解試験を行った。試験は規格(ASTM C 666 B法 [空中に
おける急速凍結と水中における融解])に準じて行った。
この結果を図3に示した。なお、従来の軽量コンクリー
トの試験結果を対比して示した。相対動弾性係数は凍結
融解直前の動弾性係数を100とした相対値である。図
示するように、本発明の軽量コンクリートは100サイ
クル後も相対動弾性係数が大きく低下しないが、従来の
軽量コンクリートは50サイクル後から急激に動弾性係
数が減少する。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】
【発明の効果】本発明のカーテンウォール用コンクリー
トは、比重が1.2以下の超軽量でありながら35N/mm2
以上の高強度を有し、しかも表面仕上げ性に優れてお
り、乾燥収縮および凍結融解に対する耐久性も高い。従
って、カーテンウォール用コンクリートとして最適であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例における粒度分布を示すグラフ
【図2】 実施例2の乾燥収縮試験の結果を示すグラフ
【図3】 実施例3の凍結融解試験の結果を示すグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栩木 隆 東京都江東区清澄1丁目2番23号 太平洋 セメント株式会社研究本部内 (72)発明者 岡本 享久 東京都江東区清澄1丁目2番23号 太平洋 セメント株式会社研究本部内 Fターム(参考) 4G019 LA02 LB02 LD01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粗骨材および細骨材が人工軽量骨材からな
    る高強度軽量コンクリートであり、粗骨材が絶乾比重
    0.95以下および圧壊荷重800N以上であって吸水
    率5%以下の造粒型人工軽量骨材からなり、細骨材が絶
    乾比重1.2以下であって吸水率8%以下の人工軽量骨
    材を主体とし、これより粒度分布のピークが小さい低吸
    水率の高強度人工軽量骨材を配合することにより細骨材
    全体の粒度分布を実質的に均等に調整し、コンクリート
    の気乾比重1.2以下および圧縮強度35N/mm2以上と
    したことを特徴とするカーテンウォール用コンクリー
    ト。
  2. 【請求項2】細骨材率40〜50%、単位セメント量4
    30kg/m3以下、単位水量155kg/m3以下、および水セ
    メント比40%以下の配合からなる請求項1のカーテン
    ウォール用コンクリート。
  3. 【請求項3】乾燥100日後の収縮歪みが700μm以
    下の定常状態を示す請求項1または2のカーテンウォー
    ル用コンクリート。
  4. 【請求項4】100〜200回の気中凍結水中融解にお
    ける相対動弾性係数が90%以上かつ300回における
    相対動弾性係数が60%以上である請求項1,2または
    3のカーテンウォール用コンクリート。
  5. 【請求項5】粗骨材の全部および細骨材の一部がガラス
    質微粉末を主原料として造粒焼成してなる内部に多数の
    独立気泡を有する低吸水率および高強度人工軽量骨材で
    あり、細骨材の一部が石炭灰を主原料として造粒焼成し
    てなる内部が中空の実質的に吸水性の無い高強度人工軽
    量骨材および/またはパーライト粉末や流紋岩粉末を焼
    成してなる内部に多数の連続気泡を有する高強度人工軽
    量骨材である請求項1〜4の何れかに記載するカーテン
    ウォール用コンクリート。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117686378A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 人工细骨料饱和面干吸水率测定方法

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