JP2002201760A - 鉄筋コンクリート柱 - Google Patents

鉄筋コンクリート柱

Info

Publication number
JP2002201760A
JP2002201760A JP2000401678A JP2000401678A JP2002201760A JP 2002201760 A JP2002201760 A JP 2002201760A JP 2000401678 A JP2000401678 A JP 2000401678A JP 2000401678 A JP2000401678 A JP 2000401678A JP 2002201760 A JP2002201760 A JP 2002201760A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concrete
mass
reinforced concrete
concrete column
synthetic fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000401678A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidesuke Kuroiwa
秀介 黒岩
Osamu Tsujita
修 辻田
Yutaka Kobayashi
裕 小林
Shigeaki Baba
重彰 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taisei Corp filed Critical Taisei Corp
Priority to JP2000401678A priority Critical patent/JP2002201760A/ja
Publication of JP2002201760A publication Critical patent/JP2002201760A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • C04B16/06Macromolecular compounds fibrous
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度コンクリートの強度を確保しつつ火災
等の加熱時においても爆裂を発生せず良好な荷重保持性
能を維持できる鉄筋コンクリート柱を提供する。 【解決手段】 この鉄筋コンクリート柱は、ポルトラン
ドセメント60〜80質量%、シリカ質混和材8〜15
質量%、水砕スラグ微粉末5〜20質量%、及び石膏5
〜15質量%を含む結合材を用い、水結合材比を15〜
40質量%とするコンクリートに、直径が10〜100
μm、長さが5〜20mmであって、150〜300°
Cで軟化、溶融、収縮、分解される合成繊維片を0.0
5〜0.3体積%添加したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートに合
成繊維片が混入された鉄筋コンクリート柱に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄筋コンクリート柱は、コンクリート強
度やコンクリート含水率が高い場合等において、火災初
期に爆裂(表層部のコンクリートが脱落する現象)が発
生して鉄筋が露出し、高温による鉄筋の強度低下によっ
て柱部材としての耐力が著しく低下する。
【0003】このような不具合を防止する技術として
は、例えば特開平11−303245号公報に示すよう
に、コンクリートに予め合成繊維を混入しておき、火災
時に合成繊維の溶融等により生じた空隙を通じてコンク
リート内部の水蒸気を外部に放出させ、これにより、爆
裂の発生を防止するようにしたものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
11−303245号公報においては、火災時の爆裂抑
制効果はあるものの爆裂を完全に防止するには至らず、
特に低い水結合材比の場合に爆裂を防止することができ
ないという不都合がある。本発明はこのような不都合を
解消するためになされたものであり、高強度コンクリー
トの強度を確保しつつ火災等の加熱時においても爆裂を
発生せず良好な荷重保持性能を維持することができる鉄
筋コンクリート柱を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】火災時等におけるコンク
リートの爆裂のメカニズムはいまだ解明されてはいない
が、現状ではコンクリート中の水分や温度分布に起因す
る熱応力、骨材の種類などの要因が爆裂に関係すると考
えられている。これらの要因のうち、コンクリート中の
水分は、高強度コンクリートの爆裂に次のように影響す
ると考えられる。
【0006】即ち、高強度コンクリートは普通強度のコ
ンクリートに比べて組織が繊密であるために、火災等の
加熱時にコンクリート内での水分や水蒸気の移動が遅
い。コンクリート内での水分の移動が遅いと内部温度の
上昇が遅れるため、コンクリート内部と加熱表面部分と
の温度差が大きくなり、この結果、加熱表面部分の膨張
は大きく拘束されて過大な圧縮応力が生じる。
【0007】また、100°Cを超えるとコンクリート
内の水分は水蒸気となるが、高強度コンクリートでは水
蒸気の移動も遅いため、温度上昇に伴って水蒸気圧も急
上昇する。このコンクリート内での水蒸気の移動の遅さ
により発生する水蒸気圧の急上昇と、上述したコンクリ
ート内での水分の移動の遅さにより発生する過大な圧縮
応力とが共働してコンクリートの爆裂が発生するものと
考えられる。
【0008】ここで、本発明者等は、このようにコンク
リートでの水分と水蒸気の移動しずらさが爆裂の原因の
中で卓越しているものとすれば、高強度を確保しつつ高
温時に水分及び水蒸気が抜ける細孔の多いコンクリート
構造を得ることができれば、火災時等のコンクリートの
爆裂問題を解決できることを知見し、かかる知見に基づ
いて鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
【0009】即ち、請求項1に係る鉄筋コンクリート柱
は、コンクリートに合成繊維片が混入された鉄筋コンク
リート柱において、前記コンクリートとして、ポルトラ
ンドセメント60〜80質量%、シリカ質混和材8〜1
5質量%、水砕スラグ微粉末5〜20質量%、及び石膏
5〜15質量%を含む結合材を用いたことを特徴とす
る。
【0010】請求項2に係る鉄筋コンクリート柱は、請
求項1において、前記合成繊維片を0.05〜0.3体
積%添加したことを特徴とする。請求項3に係る鉄筋コ
ンクリート柱は、請求項1又は2において、水結合材比
が15〜40質量%であることを特徴とする。請求項4
に係る鉄筋コンクリート柱は、請求項1〜3のいずれか
一項において、前記合成繊維片は、直径が10〜100
μm、長さが5〜20mmであって、150〜300°
Cで軟化、溶融、収縮、分解されることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図を参照して説明する。この実施の形態の鉄筋コンク
リート柱は、ポルトランドセメント60〜80質量%、
シリカ質混和材8〜15質量%、水砕スラグ微粉末5〜
20質量%、及び石膏5〜15質量%を含む結合材(以
下、結合材Aという。)を用い、水結合材比を15〜4
0質量%とするコンクリートに、直径が10〜100μ
m、長さが5〜20mmであって、150〜300°C
で軟化、溶融、収縮、分解される例えばポリプロピレン
等の合成繊維片を0.05〜0.3体積%添加したもの
である。これにより、通常の高強度コンクリート程度の
圧縮強度を確保すると共に、コンクリート内部に直径
0.1μm以上の細孔を通常の高強度コンクリートより
増加させている。
【0012】ここで、結合材Aの混合比率は実験的に求
められた値であり、他の結合材と比べて、コンクリート
強度を低下させることなく、直径0.1〜5μmの細孔
容積を多くすることが可能な範囲である。そして、この
ようにコンクリート内部に直径0.1μm以上の細孔を
増加させることにより、火災時に発生する水蒸気を細孔
を通して外部に効果的に逃がすと共に、添加された合成
繊維片の熱による軟化によりコンクリート内部に脆弱部
を形成して温度分布の不均一さによって発生する応力を
緩和し、これにより、火災時にコンクリートの爆裂が発
生するのを防止するようにしている。
【0013】図1は普通セメント、高強度コンクリート
に多く使用される高ビーライトセメント、及び結合材A
を用いた場合について、水結合材比(23%、30%、
50%)毎に細孔の差分容積率(ml/ml ペースト部)と
細孔直径との関係を比較したものである。ここで用いた
結合材Aは普通ポルトランドセメント70質量%、シリ
カフェーム10質量%、高炉スラグ20質量%及び石膏
20質量%の混合品である。
【0014】図1によれば、結合材Aは、他のセメント
と比較して、直径0.1〜5μmの範囲の細孔の容積が
多い傾向を示しているのが判る。ここで、コンクリート
内部における水の透水性或いは空気の透気性は、コンク
リート内部の全空隙率ではなく、直径0.1μm以上の
空隙量と関係が深いとされている(わかりやすいセメン
ト科学、P97、セメント協会発行)。
【0015】図2は普通セメント、高強度コンクリート
に多く使用される高ビーライトセメント、及び結合材A
を用いた場合について、圧縮強度と直径0.1〜5μm
の範囲の細孔が占める容積率との関係を示したものであ
る(図1と同様に各セメントについて水結合比23%、
30%、50%の三点の結果をプロットして線を引いた
もの)。
【0016】図2から明らかなように、結合材Aはその
他のセメントと比較して、同一圧縮強度のときの細孔が
多いことが分かり、このことは結合材Aは水蒸気の逃げ
道を多く有していることを意味する。次に、結合材A
に、合成繊維片として直径48μm、長さ20mm、温
度160°Cで軟化するポリプロピレンをコンクリート
1m3 あたりに約0.15体積%混入したもの、約0.
30体積%混入したもの、および合成繊維片を混入しな
いものの合計3種類のコンクリートを用い、直径400
mmの鉄筋コンクリート柱試験体を製作し、載荷加熱試
験を行った。コンクリート強度は、合成繊維片を混入し
ないものが140Mpa、0.15体積%混入したもの
が137Mpa、0.30体積%混入したものが132
Mpaである。鉄筋コンクリート柱試験体は、製作から
載荷加熱試験までの間に特に乾燥させておらず、その含
水率は4〜5%程度である。
【0017】表1に各鉄筋コンクリート柱試験体に対し
て約1/3の軸力比で載荷し、ISO−834の標準加
熱温度時間曲線により加熱した試験の結果を示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1から明らかなように、合成繊維を混入
しない鉄筋コンクリート柱試験体は加熱後5〜20分に
爆裂が発生し、かぶり厚さに相当する約30mmのコン
クリートがほぼ全て脱落し鉄筋が露出した。一方、結合
材Aに合成繊維を混入したものは、130Mpaを超え
る高強度コンクリートにも関わらず、全く爆裂を生じな
いことが分かった。
【0020】本発明の請求項2及び4の合成繊維片の添
加量、合成繊維片の直径及び長さの組合せはこの様に実
験的に定められたものである。合成繊維片の添加量が
0.05体積%未満では爆裂の防止効果を得ることがで
きず、0.3体積%を超えるとコンクリートの流動性の
確保が困難となる。また、合成繊維片の直径が10μm
未満では繊維片の数が多くなりコンクリートの流動性の
確保が困難となり、100μmを超えると繊維片の数が
少なすぎて爆裂防止効果が低下する。更に、合成繊維片
の長さが5mm未満であると繊維片の絡み合いが少なく
なって連続性が乏しくなり爆裂防止効果が低下し、20
mmを超えるとコンクリートの流動性の確保が難しくな
る。
【0021】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、高強度コンクリートの強度を確保しつつ火災
等の加熱時においても爆裂を発生せず良好な荷重保持性
能を維持することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】普通セメント、高ビーライトセメント及び本発
明の結合材における水結合材比毎の細孔直径と差分細孔
容積率との関係を示す図であり、(a)は水結合材比が
23%、(b)は水結合材比が30%、(c)は水結合
材比が50%の場合を示す図である。
【図2】普通セメント、高ビーライトセメント及び本発
明の結合材におけるφ5〜0.1μmの細孔の容積率と
圧縮強度との関係を示す図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) //(C04B 28/08 (C04B 28/08 16:06 16:06 E 22:06 22:06 A 22:14) 22:14) B (72)発明者 小林 裕 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 馬場 重彰 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 Fターム(参考) 2E001 DE01 EA01 FA02 GA05 HA05 JA06 JA21 2E163 FA02 FD50 4G012 PA24 PB04 PC11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリートに合成繊維片が混入された
    鉄筋コンクリート柱において、前記コンクリートとし
    て、ポルトランドセメント60〜80質量%、シリカ質
    混和材8〜15質量%、水砕スラグ微粉末5〜20質量
    %、及び石膏5〜15質量%を含む結合材を用いたこと
    を特徴とする鉄筋コンクリート柱。
  2. 【請求項2】 前記合成繊維片をコンクリートに対して
    0.05〜0.3体積%添加したことを特徴とする請求
    項1記載の鉄筋コンクリート柱。
  3. 【請求項3】 水結合材比が15〜40質量%であるこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の鉄筋コンクリート
    柱。
  4. 【請求項4】 前記合成繊維片は、直径が10〜100
    μm、長さが5〜20mmであって、150〜300°
    Cで軟化、溶融、収縮、分解されることを特徴とする請
    求項1〜3のいずれか一項に記載の鉄筋コンクリート
    柱。
JP2000401678A 2000-12-28 2000-12-28 鉄筋コンクリート柱 Pending JP2002201760A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000401678A JP2002201760A (ja) 2000-12-28 2000-12-28 鉄筋コンクリート柱

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000401678A JP2002201760A (ja) 2000-12-28 2000-12-28 鉄筋コンクリート柱

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002201760A true JP2002201760A (ja) 2002-07-19

Family

ID=18866076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000401678A Pending JP2002201760A (ja) 2000-12-28 2000-12-28 鉄筋コンクリート柱

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002201760A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004069765A1 (en) * 2003-02-04 2004-08-19 Roger Ericsson High-performance concrete, reinforcement bar, concrete element, wall element and construction
JP2006036596A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Teijin Techno Products Ltd コンクリート、モルタル、セメント材料
JP2019210171A (ja) * 2018-06-01 2019-12-12 株式会社竹中工務店 水硬性材料及び水硬性硬化体
CN113006376A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 中厦建设有限公司 一种深基坑逆作法的支承钢管柱及其加工工艺

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004069765A1 (en) * 2003-02-04 2004-08-19 Roger Ericsson High-performance concrete, reinforcement bar, concrete element, wall element and construction
EP2239382A3 (en) * 2003-02-04 2013-04-10 Roger Ericsson High-performance concrete, reinforcement bar, concrete element, wall element and construction
JP2006036596A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Teijin Techno Products Ltd コンクリート、モルタル、セメント材料
JP2019210171A (ja) * 2018-06-01 2019-12-12 株式会社竹中工務店 水硬性材料及び水硬性硬化体
JP7115677B2 (ja) 2018-06-01 2022-08-09 株式会社竹中工務店 水硬性組成物及び水硬性硬化体
CN113006376A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 中厦建设有限公司 一种深基坑逆作法的支承钢管柱及其加工工艺
CN113006376B (zh) * 2021-02-23 2022-05-03 中厦建设有限公司 一种深基坑逆作法的支承钢管柱及其加工工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ozawa et al. Effects of various fibres on high-temperature spalling in high-performance concrete
US5147830A (en) Composition and method for manufacturing steel-containment equipment
US5422323A (en) Nonhazardous pumpable refractory insulating composition
JP5872165B2 (ja) 爆裂防止超高強度プレキャストコンクリート及びその製造方法
He et al. Experimental research on high temperature resistance of modified lightweight concrete after exposure to elevated temperatures
EP3385242B1 (en) Use of calcium oxide as expanding agent in hydraulic binder composition with very low shrinkage
JP5629629B2 (ja) 爆裂防止超高強度コンクリート
JP2016508947A (ja) 厳寒期用外断熱モルタル及びそれを用いた外断熱システムの施工方法
JP2000143322A (ja) 耐爆裂性コンクリート
JP2002201760A (ja) 鉄筋コンクリート柱
AU634580B2 (en) Composition and method for manufacturing steel-containment equipment
JP2010070422A (ja) 耐熱モルタル、及び耐火物の施工方法
JP3202376B2 (ja) 金属を骨格とした陶磁器質焼結体
JP4749948B2 (ja) 鋳造用発熱性造形品
JP2001328855A (ja) 耐火性を高めたコンクリート混合物
KR100678635B1 (ko) 무수축성 초고온 경량 내화단열재
JP2010120839A (ja) 耐火性コンクリート
JP3793410B2 (ja) 木片セメント板
JP4878086B2 (ja) 耐爆裂性セメントモルタルの製造方法
Lang et al. Porous YSZ ceramics reinforced by different kinds of fibers
JP2024007903A (ja) 可縮性耐火物及びその製造方法並びに高炉羽口部の耐火物ライニング構造
Belaoura et al. Temperature Effect on the Mechanical Properties of Very High Performance Concrete
Djaknoun et al. Porosity and permeability of mortars exposed to elevated temperatures
JPH11268962A (ja) 断熱性キャスタブル耐火物
Ibrahim et al. The Residual Strength for Different Shaped High Strength Concrete Specimens at High Temperature