JP2003192414A - 高性能コンクリート - Google Patents

高性能コンクリート

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JP2003192414A
JP2003192414A JP2001391245A JP2001391245A JP2003192414A JP 2003192414 A JP2003192414 A JP 2003192414A JP 2001391245 A JP2001391245 A JP 2001391245A JP 2001391245 A JP2001391245 A JP 2001391245A JP 2003192414 A JP2003192414 A JP 2003192414A
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shrinkage
reducing agent
cement
self
water
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Mitsuru Tanimura
充 谷村
Hikoji Hyodo
彦次 兵頭
Shuzo Nakamura
秀三 中村
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Taiheiyo Cement Corp
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Taiheiyo Cement Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度を発現し、かつ、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
ほぼ同じである高性能コンクリートを提供する。 【解決手段】 セメントと、減水剤と、細骨材と、粗骨
材と、収縮低減剤と、膨張材と、水を含み、収縮低減剤
/セメント比が0.1〜2.0重量%、膨張材/セメント比が
3.0〜10重量%であり、40N/mm2以上の圧縮強度を発現す
る高性能コンクリート。前記高性能コンクリートのスラ
ンプフローは、50〜80cmであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度(40N/mm2
以上)を発現し、かつ、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。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。
【0003】上記コンクリートでは、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。自己収縮が鉄筋や外部拘
束体によって拘束されると、コンクリートには引張応力
が生じ、ひび割れの発生に影響する。そのため、従来よ
り、膨張材を添加して自己収縮応力を低減することが試
みられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記膨張材を添加した
高強度コンクリートでは、高強度(40N/mm2以上)を発
現するコンクリートであっても、自己収縮を低減するこ
とができるのではあるが、一方で、同一配合のコンクリ
ートであっても施工温度や養生温度が異なる場合には、
収縮量又は膨張量が異なり、自己収縮応力あるいは自己
膨張応力が異なるという課題があった。このようなコン
クリートでは、施工温度や養生温度に応じて、膨張材の
添加量等を変える必要があり手間がかかるものであっ
た。
【0005】
【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、特定量の膨張材と
収縮低減剤を併用したコンクリートであれば、40N/mm2
以上の圧縮強度を発現する高強度コンクリートであって
も、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、セメントと、減水剤と、細骨材と、粗骨材と、
収縮低減剤と、膨張材と、水を含み、収縮低減剤/セメ
ント比が0.1〜2.0重量%、膨張材/セメント比が3.0〜1
0重量%であり、40N/mm2以上の圧縮強度を発現すること
を特徴とする高性能コンクリート(請求項1)である。
なお、上記高性能コンクリートのスランプフロー値は、
50〜80cmが好ましいものである(請求項2)。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において、セメントは、普通、早強、中庸
熱、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセ
メント、高炉セメント、フライアッシュセメント等の各
種混合セメントや、都市ゴミ焼却灰、下水汚泥焼却灰等
の廃棄物を原料として使用したセメント(エコセメン
ト)、さらには、前記ポルトランドセメントやエコセメ
ントの一部を石灰石粉末、シリカフューム、メタカオリ
ン等の混和材で置換したセメントを使用することができ
る。
【0007】膨張材としては、カルシウムサルホアルミ
ネート系膨張材や石灰系膨張材等が挙げられ、マスコン
用水和熱抑制タイプや通常タイプのいずれも使用するこ
とができる。膨張材の添加量は、膨張材/セメント比で
3.0〜10重量%である。膨張材の添加量を前記範囲とす
ることにより、施工温度や養生温度が異なる場合でも、
ほぼ同じ自己収縮応力あるいは自己膨張応力にすること
ができる効果が得られる。膨張材/セメント比が3.0重
量%未満では、自己収縮応力の低減効果そのものが小さ
くなるので好ましくない。膨張材/セメント比が10重量
%を越えると、膨張量が大きすぎて強度が低下する場合
があるので好ましくない。膨張材の好ましい添加量は、
施工温度や養生温度が異なる場合であっても自己収縮応
力あるいは自己膨張応力の差をより小さくできること等
から、膨張材/セメント比で5.5〜10重量%である。膨
張材の粉末度は、ブレーン比表面積で2000cm2/g以上が
好ましく、施工温度や養生温度が異なる場合であっても
自己収縮応力あるいは自己膨張応力の差をより小さくで
きることやコスト等から3000〜6000cm2/gがより好まし
い。膨張材のブレーン比表面積が2000cm2/g未満では、
施工温度や養生温度が異なる場合、自己収縮応力あるい
は自己膨張応力も異なるので好ましくない。
【0008】収縮低減剤は、水に溶解してその表面張力
を低下させる作用を持つものである。本発明において収
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、太平洋マテ
リアル株式会社製「AS21」が挙げられる。収縮低減剤の
添加量は、収縮低減剤/セメント比で0.1〜2.0重量%で
ある。収縮低減剤の添加量を前記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ほぼ同じ自己
収縮応力あるいは自己膨張応力にすることができる効果
が得られる。収縮低減剤/セメント比が0.1重量%未満
では、施工温度や養生温度が異った場合、自己収縮応力
あるいは自己膨張応力も異なるので好ましくない。収縮
低減剤/セメント比が2.0重量%を越えると、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。収縮
低減剤の添加量は、施工温度や養生温度が異なる場合で
あっても自己収縮応力あるいは自己膨張応力の差をより
小さくできることやコスト等から、収縮低減剤/セメン
ト比で0.3〜1.0重量%が好ましく、収縮低減剤/セメン
ト比で0.4〜0.9重量%がより好ましい。なお、収縮低減
剤は、水の一部と置換えて使用することが好ましい。
【0009】本発明で使用するセメント、膨張材、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。
【0010】膨張材、収縮低減剤以外の材料の配合量を
説明する。本発明においては、単位セメント量は350〜7
00kg/m3、(水+収縮低減剤)/セメント比は25〜50重
量%、減水剤(固形分換算)/セメント比は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、高強度(40N/mm2以上)を発現させるこ
とができ、かつ、施工温度や養生温度が異なる場合であ
っても、ほぼ同じ自己収縮応力あるいは自己膨張応力に
することができる。セメント量が350kg/m3未満では、40
N/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、施工温
度や養生温度が異った場合、自己収縮応力も異なるう
え、自己収縮も大きくなるので好ましくない。(水+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+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。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。
【0011】本発明においては、高性能コンクリートの
作業性、施工の省力化、施工欠陥の解消等の観点から、
高性能コンクリートのスランプフロー値は50〜80cmが好
ましい。この場合、単位セメント量は400〜700kg/m3
膨張材/セメント比は3.0〜10重量%、収縮低減剤/セ
メント比は0.1〜2.0重量%、(水+収縮低減剤)/セメ
ント比は25〜40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。
【0012】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い。
【0013】
【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 太平洋セメント株式会社製普通ポルトランドセメント
(NC) 太平洋セメント株式会社製低熱ポルトランドセメント
(LC) 2)膨張材;太平洋マテリアル株式会社製「エクスパ
ン」(石灰系膨張材) 3)高性能AE減水剤;太平洋セメント株式会社製「コ
アフローCP-300」 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)収縮低減剤;太平洋マテリアル株式会社製「AS21」 7)水;水道水
【0014】2.コンクリートの配合及び混練 前記材料を使用し、表1に示す配合にしたがってコンク
リートを混練した。混練は、2軸強制練りミキサ(0.06
m3)を用いて、各材料を一括してミキサに投入して180
秒間混練した。なお、混練温度は、20℃及び35℃であ
る。
【0015】
【表1】
【0016】3.評価 1)スランプフロー値 各コンクリートの20℃及び35℃における混練直後のスラ
ンプフロー値を、「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 各コンクリートを20℃及び35℃においてφ10×20cmの型
枠を用いて成形した。成形後、20℃及び35℃で1日間型
枠内で養生し、脱型した。その後、20℃及び35℃で材令
7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。 3)自己膨張・自己収縮応力 各コンクリートの20℃及び35℃における自己収縮応力あ
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。材齢7日の結果を表
2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】表2から、本発明で規定する高性能コンク
リートでは、40N/mm2以上の圧縮強度を発現するうえ、
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。
【0019】
【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、40N/mm2以上の圧縮強度を発現し、か
つ、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。したがって、
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、膨張材の添加量等を変える必要はない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G012 PA04 PB03 PB12 PB23 PB24 PB32 PB33 PB35 PB36 PC01 PC02 PC03 PC09 PC11 PC12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメントと、減水剤と、細骨材と、粗骨
    材と、収縮低減剤と、膨張材と、水を含み、収縮低減剤
    /セメント比が0.1〜2.0重量%、膨張材/セメント比が
    3.0〜10重量%であり、40N/mm2以上の圧縮強度を発現す
    ることを特徴とする高性能コンクリート。
  2. 【請求項2】 スランプフロー値が、50〜80cmである請
    求項1記載の高性能コンクリート。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005047738A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 Taiheiyo Material Kk 温度依存性の低い膨張性コンクリート
JP2005324996A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Ohbayashi Corp 耐酸性コンクリート補修材料
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