【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートを調製する際の混練作業や、打設等の施工作業を容易かつ迅速に行なうことができるプレストレストコンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、機械的特性（圧縮強度、曲げ強度等）に優れるセメント系材料にプレストレスを導入してなるコンクリートの開発が行なわれている。
例えば、粒径５０Å〜０．５μｍの無機固体粒子Ａ（例えば、シリカダスト粒子）と、粒径０．５〜１００μｍかつ粒子Ａより少なくとも１オーダー大きい固体粒子Ｂ（例えば、少なくとも２０質量％がポルトランドセメントからなるもの）と、表面活性分散剤（例えば、高縮合ナフタレンスルホン酸／ホルムアルデヒド縮合体等のコンクリートスーパープラスチサイザー）と、追加の素材Ｃ（石、金属繊維等からなる群より選択されるもの）と、水とを混練し、硬化して得られる硬化体にプレストレスを導入したプレストレストコンクリートが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載されているプレストレストコンクリートは、プレストレスを導入しない状態において硬化後に１００ＭＰａ以上の圧縮強度を発現し得るコンクリートを用いたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭６０−５９１８２号公報（第５頁の請求の範囲第６５項、第３２頁６３欄第１表）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、特許文献１に記載されているような、機械的特性（圧縮強度、曲げ強度等）に優れているコンクリートにプレストレスを導入してなるプレストレストコンクリートは、次のような利点を有する。
▲１▼ 現場打ちで建築物等を構築する場合には、コンクリート層の厚さを薄くすることができるので、コンクリートの打設量が少なくなり、労力の軽減、コストの削減、利用空間の増大等を図ることができる。
▲２▼ プレキャスト部材を製造する場合には、該プレキャスト部材の厚さを薄くすることができるので、軽量化を図ることができ、運搬や施工が容易になる。
▲３▼ 耐摩耗性や、中性化・クリープ等に対する耐久性が向上する。
上述の特許文献１に記載されているプレストレストコンクリートは、これらの利点▲１▼〜▲３▼を有するという観点からは、好ましいものである。
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に記載されているプレストレストコンクリートは、その製造（特に混練）に手間がかかるという問題がある。すなわち、特許文献１に開示されたプレストレストコンクリートでは、例えば、プレストレスを導入する前のコンクリートに１２０ＭＰａを超える圧縮強度を発現させようとする場合や、曲げ強度を向上させるために繊維を配合する場合には、水／マトリックス（結合材）比を０．２０以下と極端に小さくする必要があり、所定の性状及び流動性を得るためには、長時間、混練を行なわなければならない。
そこで、本発明は、大きな圧縮強度（例えば、１２０ＭＰａ以上）を発現し得るコンクリートに、プレストレスを導入してなるプレストレストコンクリートであって、コンクリートの調製時の混練作業、及び打設や成形等の施工作業を容易かつ迅速に行なうことができ、しかも、プレストレスの導入後には高い引張強度やせん断強度を発現することができるプレストレストコンクリートを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の粒度を有する材料を特定の配合割合で配合させてなる配合物を用いることによって、上述の目的に合致するプレストレストコンクリートを得ることができるとの知見を得、本発明に到達した。
すなわち、本発明（請求項１）のプレストレストコンクリートは、（Ａ）ブレーン比表面積２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇのセメント１００質量部と、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積５〜２５ｍ２／ｇの微粒子１０〜４０質量部と、（Ｃ）ブレーン比表面積２，５００〜３０，０００ｃｍ２／ｇで、かつ、上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する粒子を１種以上含む無機粒子１５〜５５質量部と、（Ｄ）ポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤と、（Ｅ）水と、（Ｆ）細骨材と、（Ｇ）粗骨材とを含む配合物の硬化体に、プレストレスを導入してなることを特徴とする。
このように構成したプレストレストコンクリートは、プレストレスの導入がない状態においても１２０ＭＰａを超える圧縮強度を発現し得るものであるとともに、コンクリートの調製時の混練作業、及び打設や成形等の施工作業を容易かつ迅速に行なうことができ、しかも、プレストレスの導入後には、非常に高い引張強度やせん断強度を発現することができる。
【０００７】
上記無機粒子（Ｃ）は、ブレーン比表面積５，０００〜３０，０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ａ１０〜５０質量部と、ブレーン比表面積２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇの無機粒子Ｂ５〜３５質量部とから構成することができる（請求項２）。このようにブレーン比表面積の異なる２種の無機粒子を用いることによって、より一層、混練時間の短縮化と、施工時の作業性及び強度発現性の向上を図ることができる。
上記プレストレストコンクリートの好ましい実施形態として、例えば、上記無機粒子Ａが、上記セメント及び上記無機粒子Ｂよりも大きなブレーン比表面積を有しており、上記セメントと上記無機粒子Ｂのブレーン比表面積の差が、１００ｃｍ２／ｇ以上であるものが挙げられる（請求項３）。このように構成すれば、より一層、混練時間の短縮化と、施工時の作業性及び強度発現性の向上を図ることができる。
【０００８】
この実施形態において、上記無機粒子Ａは、上記セメント粒子及び上記無機粒子Ｂよりも１，０００ｃｍ２／ｇ以上大きなブレーン比表面積を有することが好ましい（請求項４）。このように構成すれば、より一層、混練時間の短縮化と、施工時の作業性及び強度発現性の向上を図ることができる。
上記プレストレストコンクリートは、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を含むことができる（請求項５）。このように金属繊維等を含むことによって、曲げ強度や破壊エネルギー等を向上させることができる。
【０００９】
【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としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、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が挙げられる。
本発明において、コンクリートの早期強度を向上させようとする場合には、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、施工時の作業性等を向上させようとする場合には、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を使用することが好ましい。
【００１０】
セメントのブレーン比表面積は、２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇ、好ましくは３，０００〜４，５００ｃｍ２／ｇである。該値が２，５００ｃｍ２／ｇ未満であると、水和反応が不活発になって、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点があり、５，０００ｃｍ２／ｇを超えると、セメントの粉砕に時間がかかり、また、所定の流動性を得るための水量が多くなるため、硬化後の収縮量が大きくなる等の欠点がある。
【００１１】
本発明で使用する微粒子としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
一般に、シリカフュームやシリカダストは、そのＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ２／ｇであり、粉砕等をする必要がないので、本発明の微粒子として好適である。
【００１２】
微粒子のＢＥＴ比表面積は、５〜２５ｍ２／ｇ、好ましくは８〜２５ｍ２／ｇである。該値が５ｍ２／ｇ未満であると、配合物を構成する粒子の充填性に緻密さを欠くため、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点があり、２５ｍ２／ｇを超えると、所定の流動性を得るための水量が多くなるため、１２０ＭＰａを超える圧縮強度が得られ難い等の欠点がある。
微粒子の配合量は、セメント１００質量部に対して１０〜４０質量部、好ましくは １５〜３５質量部である。該配合量が１０〜４０質量部の範囲外では、混練時間を短縮することが困難なうえ、流動性が極端に低下し、施工性が悪化する。
【００１３】
本発明で使用する無機粒子としては、セメント以外の無機粒子が用いられ、具体的には、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、石灰石粉末及び石英粉末は、コストの点や硬化後の品質安定性の点で好ましく用いられる。
無機粒子は、ブレーン比表面積が２，５００〜３０，０００ｃｍ２／ｇである１種以上の粒子から構成される。また、無機粒子を構成する粒子の少なくとも１種は、好ましくは、４，５００〜２０，０００ｃｍ２／ｇのブレーン比表面積を有する。
無機粒子のブレーン比表面積が２，５００ｃｍ２／ｇ未満であると、混練時間の短縮化が困難になる等の欠点があり、３０，０００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため材料が入手し難くなったり、流動性が低下して施工時の作業性が悪化する等の欠点がある。
【００１４】
無機粒子が、セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する粒子を１種以上含むことによって、当該セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する粒子が、セメントと微粒子との間隙を埋める粒度を有することになり、混練時間の短縮化、及びコンクリートの流動性の増大による施工時の作業性の向上を達成することができる。
無機粒子とセメントとのブレーン比表面積の差は、混練時間の短縮化、施工時の作業性、及び硬化後の強度発現性の観点から、好ましくは１，０００ｃｍ２／ｇ以上、より好ましくは２，０００ｃｍ２／ｇ以上である。
無機粒子の配合量は、セメント１００質量部に対して１５〜５５質量部、好ましくは２０〜５３質量部、より好ましくは２５〜５１質量部である。配合量が１５〜５５質量部の範囲外では、混練時間の短縮化が困難になるうえ、施工時の作業性が極端に低下する。
【００１５】
本発明においては、無機粒子として、例えば、異なる２種の無機粒子Ａ（具体的には、上述の「セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する粒子」）、及び無機粒子Ｂ（具体的には、無機粒子Ａよりもブレーン比表面積が小さい粒子）を併用することができる。
この場合、無機粒子Ａと無機粒子Ｂは、同じ種類の粉末（例えば、石灰石粉末）を使用してもよいし、異なる種類の粉末（例えば、石灰石粉末及び石英粉末）を使用してもよい。
無機粒子Ａは、ブレーン比表面積が５，０００〜３０，０００ｃｍ２／ｇ、好ましくは６，０００〜２０，０００ｃｍ２／ｇのものである。また、無機粒子Ａは、セメント及び無機粒子Ｂよりもブレーン比表面積が大きいものである。
無機粒子Ａのブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ未満であると、セメントや無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が小さくなり、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、混練時間の短縮化や施工時の作業性の向上等の効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。該ブレーン比表面積が３０，０００ｃｍ２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため、材料が入手し難くなったり、混練時間の短縮化や所定の流動性の確保が困難になる等の欠点がある。
【００１６】
また、無機粒子Ａが、セメント及び無機粒子Ｂよりも大きなブレーン比表面積を有することによって、無機粒子Ａが、セメント及び無機粒子Ｂと、微粒子との間隙を埋めるような粒度を有することになり、混練時間の短縮化、及び施工時の作業性の向上を達成することができる。
無機粒子Ａとセメント及び無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差（換言すれば、無機粒子Ａと、セメントと無機粒子Ｂのうちブレーン比表面積の大きい方とのブレーン比表面積の差）は、混練時間の短縮化、施工時の作業性、及び硬化後の強度発現性の観点から、１，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、１，２００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましく、１，４００ｃｍ２／ｇ以上が特に好ましい。
【００１７】
無機粒子Ｂのブレーン比表面積は、２，５００〜５，０００ｃｍ２／ｇである。また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差は、混練時間の短縮化、施工時の作業性、及び硬化後の強度発現性の観点から、好ましくは１００ｃｍ２／ｇ以上、より好ましくは２００ｃｍ２／ｇ以上、特に好ましくは３００ｃｍ２／ｇ以上である。
無機粒子Ｂのブレーン比表面積が２，５００ｃｍ２／ｇ未満であると、施工時の作業性が低下する等の欠点があり、５，０００ｃｍ２／ｇを超えると、ブレーン比表面積の数値が無機粒子Ａに近づくため、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、施工時の作業性の向上等の効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が１００ｃｍ２／ｇ以上であることによって、配合物を構成する粒子の充填性が向上して、混練時間の短縮化と、流動性の増大による施工時の作業性の向上を達成することができる。
【００１８】
無機粒子Ａの配合量は、セメント１００質量部に対して１０〜５０質量部、好ましくは１５〜４０質量部である。無機粒子Ｂの配合量は、セメント１００質量部に対して５〜３５質量部、好ましくは１０〜３０質量部である。無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂの配合量が前記の数値範囲外では、１種の無機粒子を用いる場合と比べて、混練時間の短縮化や施工時の作業性の向上等の効果の増大が期待できないばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
無機粒子Ａと無機粒子Ｂの合計量は、セメント１００質量部に対して１５〜５５質量部、好ましくは２０〜５３質量部、より好ましくは２５〜５１質量部である。配合量が１５〜５５質量部の範囲外では、混練時間の短縮化が困難であることに加えて、施工時の作業性が極端に低下する。
【００１９】
本発明で用いる細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等又はこれらの混合物を使用することができる。
細骨材の配合量は、施工時の作業性、及び硬化後の機械的強度の観点から、セメント、微粒子、無機粒子の合計量１００質量部に対して１０〜１３０質量部であることが好ましく、自己収縮や乾燥収縮の低減、水和発熱量の低減等の観点から、２０〜１３０質量部（さらには３０〜１３０質量部、特に４０〜１３０質量部）であることがより好ましい。
細骨材（粒径２ｍｍ以下の骨材）は、施工時の作業性等の観点から、７５μｍ以下の粒子の含有率が２．０質量％以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明で用いる粗骨材としては、通常のコンクリートに使用する粗骨材を使用することができる。具体的には、例えば、砂利、砕石等又はこれらの混合物が挙げられる。
粗骨材の配合量は、硬化後の機械的強度等の観点から、セメント、微粒子及び無機粒子の合計量１００質量部に対して、好ましくは５０〜１５０質量部、より好ましくは８０〜１２０質量部である。
【００２１】
本発明の配合物には、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を配合することができる。
金属繊維は、硬化体の曲げ強度等を大幅に高める観点から、配合される。
金属繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。中でも、鋼繊維は、強度に優れており、また、コストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維の寸法は、コンクリート中における金属繊維の材料分離の防止や、コンクリートの曲げ強度の向上の点から、直径が０．０１〜１．０ｍｍ、長さが２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０５〜０．５ｍｍ、長さが５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、金属繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは４０〜１５０である。
【００２２】
金属繊維の形状は、直線状よりも、何らかの物理的付着力を付与する形状（例えば、螺旋状や波形）が好ましい。螺旋状等の形状にすれば、金属繊維とコンクリートのマトリックスとが引き抜けながら応力を担保するため、曲げ強度が向上する。
金属繊維の好適な例としては、例えば、直径が０．５ｍｍ以下、引張強度が１〜３．５ＧＰａの鋼繊維からなり、かつ、１２０ＭＰａの圧縮強度を有するコンクリートのマトリックスに対する界面付着強度（付着面の単位面積当たりの最大引張力）が３ＭＰａ以上であるものが挙げられる。本例において、金属繊維は、波形または螺旋形の形状に加工することができる。また、本例の金属繊維の周面上に、コンクリートのマトリックスに対する運動（長手方向の滑り）に抵抗するための溝または突起を付けることもできる。また、本例の金属繊維は、鋼繊維の表面に、鋼繊維のヤング係数よりも小さなヤング係数を有する金属層（例えば、亜鉛、錫、銅、アルミニウム等から選ばれる１種以上からなるもの）を設けたものとしてもよい。
【００２３】
金属繊維の配合量は、粗骨材を除く他の材料（すなわち、セメント、微粒子、無機粒子、細骨材、金属繊維、減水剤及び水）の合計量中の体積百分率で、好ましくは４％以下、より好ましくは０．５〜３％、特に好ましくは１〜３％である。該配合量が４％を超えると、混練時の作業性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても金属繊維の補強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中でいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。
【００２４】
有機繊維及び炭素繊維は、コンクリートの破壊エネルギー等を高める観点から、配合される。
有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。中でも、ビニロン繊維及び／又はポリプロピレン繊維は、コストや入手のし易さの点で好ましく用いられる。
炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。
有機繊維及び炭素繊維の寸法は、コンクリート中におけるこれら繊維の材料分離の防止や、硬化後の破壊エネルギーの向上の点から、直径が０．００５〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０１〜０．５ｍｍ、長さ５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、有機繊維及び炭素繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは３０〜１５０である。
【００２５】
有機繊維及び炭素繊維の配合量は、粗骨材を除く他の材料（すなわち、セメント、微粒子、無機粒子、細骨材、有機繊維または炭素繊維、減水剤及び水）の合計量中の体積百分率で好ましくは１０．０％以下、より好ましくは１．０〜９．０％、特に好ましくは２．０〜８．０％である。配合量が１０．０％を超えると、混練時の作業性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても繊維の増強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中にいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。
【００２６】
減水剤としては、ポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤が用いられる。
減水剤の配合量は、セメント、微粒子及び無機粒子の合計量１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜２．０質量部が好ましく、０．２〜１．５質量部がより好ましい。配合量が０．１質量部未満では、混練が困難であるとともに、混練時間の短縮化も困難である。配合量が２．０質量部を超えると、材料分離や著しい凝結遅延が生じ、また、コンクリートの機械的特性が低下することもある。
なお、減水剤は、液状または粉末状のいずれでも使用することができる。
【００２７】
コンクリートを調製する際の水の量は、セメント、微粒子及び無機粒子の合計量１００質量部に対して、好ましくは１０〜３０質量部、より好ましくは１２〜２５質量部である。水の量が１０質量部未満では、混練が困難になるとともに、混練時間の短縮化も困難である。水の量が３０質量部を超えると、硬化後の機械的特性が低下する。
【００２８】
次に、プレストレスが導入されない状態における本発明のコンクリートの物性（スランプ、スランプフロー値、圧縮強度）を説明する。
本発明において、コンクリートの流動性は、施工時の作業性、及び材料の分離防止等の観点から、スランプが８ｃｍ以上であることが好ましく、スランプフロー値が４５〜８０ｃｍであることがより好ましく、スランプフロー値が５０〜７８ｃｍであることが特に好ましい。
なお、本明細書中において、スランプとは、「ＪＩＳ Ａ １１０１（コンクリートのスランプ試験方法）」の試験方法に準じて測定される値をいう。また、スランプフロー値とは、「ＪＩＳ Ａ １１５０（コンクリートのスランプフロー試験方法）」の試験方法に準じて測定される値をいう。
上記スランプフロー試験において、スランプフローが５０ｃｍに達するまでの時間は、施工時の作業性等の観点から、好ましくは３５秒以下、より好ましくは３０秒以下である。
コンクリートの圧縮強度は、好ましくは１２０ＭＰａ以上、より好ましくは１３０ＭＰａ以上である。
【００２９】
本発明において、コンクリートの混練方法としては、通常、モルタルを混練した後、該モルタルに粗骨材を添加して混練する方法が採用される。なお、モルタルの混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、（ａ）水、減水剤以外の材料（具体的には、セメント、微粒子、無機粒子及び細骨材）を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水及び減水剤をミキサに投入し、混練する方法、（ｂ）粉末状の減水剤を用意し、水以外の材料（具体的には、セメント、微粒子、無機粒子、減水剤及び細骨材）を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材及び水をミキサに投入し、混練する方法、（ｃ）各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等を採用することができる。
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が用いられる。
【００３０】
本発明のプレストレストコンクリートの製造は、従来から行なわれているプレテンション方式とポストテンション方式のいずれを用いて行なっても差し支えない。
なお、養生方法は、特に限定されるものではなく、気中養生や蒸気養生等を行なえばよい。
【００３１】
【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。
【００３２】
［２．配合物（コンクリート）の調製及び評価］
表１に示す配合の結合材、及び表２に示すその他の材料（細骨材等）を使用して、表２に示す配合のコンクリートを調製した。コンクリートの調製は、２軸強制練りミキサ（０．１ｍ３）を用いて、粗骨材以外の材料をミキサに投入して、良好な流動性が得られるまで混練した後、粗骨材をミキサに投入して、２分間混練することによって行なった。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
調製されたコンクリートの物性を、次のようにして評価した。
（１）混練時間
各材料が均一に混合され、かつ施工に適する流動性に達するまでに要する コンクリートの混練時間を測定した。
（２）スランプまたはスランプフロー値
スランプは、「ＪＩＳ Ａ １１０１（コンクリートのスランプ試験方法）」の試験方法に準じて測定した。
スランプフロー値は、「ＪＩＳ Ａ １１５０（コンクリートのスランプフロー試験方法）」の試験方法に準じて測定した。
（３）５０ｃｍ到達時間
上記スランプフロー試験において、スランプフローが５０ｃｍに達するまでの時間を測定した。
（４）Ｖロート通過時間
土木学会規準コンクリート標準示方書「ＪＳＣＥ−Ｆ ５１２」に準じて、Ｖロート通過時間を測定した。
（５）圧縮強度
各配合物をφ１０ｃｍ×２０ｃｍの型枠を用いて成形した。成形後、２日間型枠内で養生し、脱型した。その後、材齢２８、９１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。
結果を表３に示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】
表３から、本発明のコンクリート（実施例１〜１２）では、水／結合材比が２０質量％以下と小さい場合であっても、混練時間が５分以内であり、作業性や施工性に優れることがわかる。また、本発明のコンクリートは、材齢９１日で１５０ＭＰａ以上の高強度を発現することがわかる。
一方、比較例１〜４では、実施例１〜１２と比べて、混練時間が長く、コンクリートの調製時の作業効率が低いことに加えて、コンクリートの流動性が低いため、施工時の作業性が劣ることがわかる。
【００３８】
［プレストレスを導入したコンクリート硬化体の作製及び評価］
前述の実施例２、１０の配合物を用いて、プレテンション方式の試験体を作製し、次のような載荷試験を行なった。
（Ａ）３等分点載荷による曲げ試験
図１及び図２に示すようなはり部材１を作製して、ひび割れが発生した際の荷重値を測定した。
このはり部材１は、長さ４００ｍｍ、幅１００ｍｍ、高さ１００ｍｍの寸法のコンクリート３の中に、直径２６ｍｍの鋼棒４（引張強度：１，２３０ＭＰａ）が、所定のプレストレス（プレストレス導入直後の引張応力度＝８６１ＭＰａ）を導入された状態で、当該はり部材の断面の中心（図２参照）の位置にて、はり部材１の長さ方向にコンクリート３を貫通するものとして構成されている。
曲げ試験の際には、はり部材１を、ＪＩＳ Ａ １１０６の試験方法に準拠して、支点２，２間の距離が３００ｍｍで、支点２，２の各々から５０ｍｍだけ水平に突出するようにして、支点２，２上に載置した。そして、支点２，２間を３等分した地点にて、上方から２つの等しい荷重Ｗ，Ｗを加えた。
ひび割れが発生した際の荷重値と、該荷重値から算出されるひび割れ発生強度を、表４に示す。
【００３９】
【表４】
【００４０】
（Ｂ）等分２点載荷による曲げひび割れ試験
図３及び図４に示すようなはり部材１を作製して、ひび割れが発生した際の荷重値を測定した。
このはり部材１は、長さ２，４００ｍｍ、幅１５０ｍｍ、高さ３００ｍｍの寸法のコンクリート３の中に、直径２６ｍｍの鋼棒４，４（鋼棒４の引張強度：１，２３０ＭＰａ）が、所定のプレストレス（プレストレス導入直後の引張応力度＝８６１ＭＰａ）を導入された状態で、当該はり部材の断面の所定の位置（図４参照；下端から１００ｍｍ、左右の端部から各々３７．５ｍｍの位置）にて、はり部材１の長さ方向にコンクリート３を貫通するものとして構成されている。
曲げ試験の際には、はり部材１を、支点２，２間の距離が２，２００ｍｍで、支点２，２の各々から１００ｍｍだけ水平に突出するように、支点２，２上に載置した。そして、支点２，２の各々から１，０００ｍｍの２つの地点（これら２つの地点間の距離は２００ｍｍである。）にて、上方から２つの等しい荷重Ｗ，Ｗを加えた。
ひび割れが発生した際の荷重値と、該荷重値から算出されるひび割れ発生強度を、表５に示す。
【００４１】
【表５】
【００４２】
【発明の効果】
本発明のプレストレストコンクリートは、コンクリートの混練作業、及び打設等の施工作業を容易かつ迅速に行なうことができ、かつ、プレストレスを導入しない状態において１２０ＭＰａを超える圧縮強度を発現し得るものであるとともに、プレストレスの導入後には、高い引張強度やせん断強度を発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】３等分点載荷による曲げひび割れ試験の試験体（はり部材）を示す正面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線で切断した状態を示す断面図である。
【図３】等分２点載荷による曲げひび割れ試験の試験体（はり部材）を示す正面図である。
【図４】図３中のＢ−Ｂ線で切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ はり部材
２ 支点
３ コンクリート
４ 鋼棒[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a prestressed concrete capable of easily and quickly performing a kneading operation and a casting operation when preparing concrete.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, concrete has been developed in which a prestress is introduced into a cement-based material having excellent mechanical properties (compression strength, bending strength, etc.).
For example, inorganic solid particles A having a particle size of 50 ° to 0.5 μm (for example, silica dust particles) and solid particles B having a particle size of 0.5 to 100 μm and being at least one order larger than the particles A (for example, at least 20% by mass of Portland semester). Selected from the group consisting of surface active dispersants (for example, concrete superplasticizers such as highly condensed naphthalenesulfonic acid / formaldehyde condensates) and additional materials C (stones, metal fibers, etc.). ) And water are kneaded, and a prestressed concrete in which a prestress is introduced into a cured product obtained by curing is known (for example, see Patent Document 1).
The prestressed concrete described in Patent Literature 1 uses concrete capable of expressing a compressive strength of 100 MPa or more after hardening in a state where no prestress is introduced.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-B-60-59182 (Claim 65, page 5, column 63, column 1, table 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In general, a prestressed concrete obtained by introducing prestress into concrete excellent in mechanical properties (compression strength, bending strength, etc.) as described in Patent Document 1 has the following advantages.
(1) When constructing a building or the like by cast-in-place, the thickness of the concrete layer can be reduced, so the amount of concrete to be cast is reduced, reducing labor, reducing costs, and increasing the space used. Etc. can be achieved.
{Circle around (2)} In the case of manufacturing a precast member, the thickness of the precast member can be reduced, so that the weight can be reduced, and transportation and construction are facilitated.
{Circle around (3)} Abrasion resistance and durability against neutralization and creep are improved.
The prestressed concrete described in Patent Document 1 described above is preferable from the viewpoint of having these advantages (1) to (3).
[0005]
However, the prestressed concrete described in Patent Literature 1 described above has a problem in that its production (particularly, kneading) takes time. That is, in the prestressed concrete disclosed in Patent Literature 1, for example, in a case where the concrete before introducing the prestress is to exert a compressive strength exceeding 120 MPa, or in a case where fibers are blended to improve the bending strength. In this case, it is necessary to extremely reduce the water / matrix (binder) ratio to 0.20 or less, and kneading must be performed for a long time in order to obtain predetermined properties and fluidity.
Therefore, the present invention relates to a prestressed concrete obtained by introducing a prestress into concrete capable of exhibiting a large compressive strength (for example, 120 MPa or more). It is an object of the present invention to provide a prestressed concrete capable of performing construction work easily and quickly, and exhibiting high tensile strength and shear strength after introduction of prestress.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, by using a mixture obtained by mixing a material having a specific particle size at a specific mixing ratio, a prestressed concrete meeting the above object is obtained. The inventors have found that the present invention can be performed, and have reached the present invention.
That prestressed concrete of the present invention (claim 1), (A) and cement 100 parts by weight of the Blaine specific surface area 2,500~5,000cm 2 / g, the (B) BET specific surface area of 5~25m 2 / g 10 to 40 parts by mass of fine particles and (C) 15 to 55 parts by mass of inorganic particles containing at least one kind of particles having a specific surface area of 2,500 to 30,000 cm 2 / g and a specific surface area larger than that of the cement. And curing of a composition comprising: (D) a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent; (E) water; (F) fine aggregate; and (G) coarse aggregate. It is characterized by introducing prestress into the body.
The prestressed concrete thus configured can exhibit a compressive strength exceeding 120 MPa even in a state where no prestress is introduced, and also performs kneading work at the time of concrete preparation and construction work such as casting and molding. It can be performed easily and quickly, and can exhibit very high tensile strength and shear strength after the introduction of prestress.
[0007]
The inorganic particles (C) are composed of 10 to 50 parts by mass of inorganic particles A having a specific surface area of 5,000 to 30,000 cm 2 / g and inorganic particles B 5 to 35 having a specific surface area of 2,500 to 5,000 cm 2 / g. And a mass part (claim 2). By using two types of inorganic particles having different Blaine specific surface areas as described above, the kneading time can be further shortened, and the workability and strength development during construction can be further improved.
As a preferred embodiment of the prestressed concrete, for example, the inorganic particles A have a larger Blaine specific surface area than the cement and the inorganic particles B, and the difference in the Blaine specific surface area between the cement and the inorganic particles B is , 100 cm 2 / g or more (Claim 3). According to this structure, the kneading time can be further shortened, and the workability and strength development during construction can be further improved.
[0008]
In this embodiment, the inorganic particles A preferably have a Blaine specific surface area larger than the cement particles and the inorganic particles B by 1,000 cm 2 / g or more (Claim 4). According to this structure, the kneading time can be further shortened, and the workability and strength development during construction can be further improved.
The prestressed concrete can include one or more fibers selected from the group consisting of metal fibers, organic fibers, and carbon fibers (claim 5). By including the metal fiber or the like, the bending strength, the breaking energy, and the like can be improved.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The cement used in the present invention, which will be described in detail below, includes various portland cements such as ordinary portland cement, early-strength portland cement, moderately heated portland cement, and low-heat portland cement.
In the present invention, when trying to improve the early strength of concrete, it is preferable to use early-strength Portland cement, and when trying to improve workability at the time of construction, a medium heat Portland cement or It is preferred to use low heat Portland cement.
[0010]
The cement has a Blaine specific surface area of 2,500 to 5,000 cm 2 / g, preferably 3,000 to 4,500 cm 2 / g. If that value is less than 2,500 cm 2 / g, the hydration reaction becomes inactive, there are drawbacks such as hard compressive strength is obtained in excess of 120 MPa, when it exceeds 5,000 cm 2 / g, cement It takes a long time to pulverize, and a large amount of water is required to obtain a predetermined fluidity, so that the amount of shrinkage after curing is increased.
[0011]
Examples of the fine particles used in the present invention include silica fume, silica dust, fly ash, slag, volcanic ash, silica sol, precipitated silica, and the like.
In general, silica fume and silica dust have a BET specific surface area of 5 to 25 m 2 / g and do not require pulverization or the like, and thus are suitable as the fine particles of the present invention.
[0012]
The BET specific surface area of the fine particles is 5 to 25 m 2 / g, preferably 8 to 25 m 2 / g. When the value is less than 5 m 2 / g, there is a drawback such that it is difficult to obtain a compressive strength exceeding 120 MPa because the packing property of the particles constituting the composition lacks denseness, and when it exceeds 25 m 2 / g. However, since the amount of water for obtaining a predetermined fluidity is increased, there is a drawback that it is difficult to obtain a compressive strength exceeding 120 MPa.
The mixing amount of the fine particles is 10 to 40 parts by mass, preferably 15 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. If the amount is out of the range of 10 to 40 parts by mass, it is difficult to shorten the kneading time, and the fluidity is extremely reduced, and the workability is deteriorated.
[0013]
As the inorganic particles used in the present invention, inorganic particles other than cement are used, specifically, slag, limestone powder, feldspars, mullite, alumina powder, quartz powder, fly ash, volcanic ash, silica sol, carbide powder , Nitride powder and the like. Among them, slag, limestone powder and quartz powder are preferably used in terms of cost and quality stability after curing.
The inorganic particles are composed of one or more particles having a Blaine specific surface area of 2,500 to 30,000 cm 2 / g. Further, at least one of the particles constituting the inorganic particles preferably has a Blaine specific surface area of 4,500 to 20,000 cm 2 / g.
When the Blaine specific surface area of the inorganic particles is less than 2,500 cm 2 / g, there are disadvantages such as shortening of the kneading time becomes difficult, and when it exceeds 30,000 cm 2 / g, pulverization requires time and effort. However, there are drawbacks such as difficulty in obtaining, and deterioration in workability during construction due to reduced fluidity.
[0014]
Inorganic particles, by including one or more particles having a Blaine specific surface area greater than the cement, particles having a Blaine specific surface area greater than the cement will have a particle size to fill the gap between the cement and fine particles, Shortening of the kneading time and improvement of workability at the time of construction due to increase in fluidity of concrete can be achieved.
The difference in the specific surface area between the inorganic particles and the cement is preferably 1,000 cm 2 / g or more, more preferably 2 or more, from the viewpoints of shortening the kneading time, workability during construction, and strength development after curing. 2,000 cm 2 / g or more.
The mixing amount of the inorganic particles is 15 to 55 parts by mass, preferably 20 to 53 parts by mass, and more preferably 25 to 51 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. If the compounding amount is out of the range of 15 to 55 parts by mass, it becomes difficult to shorten the kneading time, and workability during construction is extremely reduced.
[0015]
In the present invention, as the inorganic particles, for example, two different types of inorganic particles A (specifically, the above-mentioned “particles having a larger Blaine specific surface area than cement”) and inorganic particles B (specifically, Particles having a smaller Blaine specific surface area than the inorganic particles A).
In this case, the inorganic particles A and the inorganic particles B may use the same type of powder (eg, limestone powder) or different types of powder (eg, limestone powder and quartz powder).
The inorganic particles A have a Blaine specific surface area of 5,000 to 30,000 cm 2 / g, preferably 6,000 to 20,000 cm 2 / g. The inorganic particles A have a larger Blaine specific surface area than the cement and the inorganic particles B.
When the specific surface area of the inorganic particles A is less than 5,000 cm 2 / g, the difference in specific surface area between the cement and the inorganic particles B is smaller than that in the case of using one kind of the inorganic particles. Not only is the effect of shortening the time or improving the workability at the time of construction small, but also the use of two types of inorganic particles is troublesome in preparing the material, which is not preferable. When the Blaine specific surface area is more than 30,000 cm 2 / g, it takes time and effort to grind, and thus disadvantages such as difficulty in obtaining materials, shortening of kneading time, and difficulty in securing predetermined fluidity, etc. is there.
[0016]
In addition, since the inorganic particles A have a larger Blaine specific surface area than the cement and the inorganic particles B, the inorganic particles A have a particle size that fills the gap between the cement and the inorganic particles B and the fine particles, Shortening of the kneading time and improvement of workability during construction can be achieved.
The difference in the Blaine specific surface area between the inorganic particles A and the cement and the inorganic particles B (in other words, the difference in the Blaine specific surface area between the inorganic particles A and the cement and the inorganic particles B having the larger Blaine specific surface area) is determined by kneading. shortening of the time, workability during construction, and in view of the strength developing property after curing, preferably at least 1,000 cm 2 / g, more preferably at least 1,200cm 2 / g, 1,400cm 2 / g or more Is particularly preferred.
[0017]
The Blaine specific surface area of the inorganic particles B is 2,500 to 5,000 cm 2 / g. Further, the difference in the specific surface area between the cement and the inorganic particles B is preferably 100 cm 2 / g or more, more preferably from the viewpoint of shortening the kneading time, workability during construction, and developing strength after curing. It is at least 200 cm 2 / g, particularly preferably at least 300 cm 2 / g.
When the Blaine specific surface area of the inorganic particles B is less than 2,500 cm 2 / g, there are disadvantages such as a decrease in workability at the time of construction, and when it exceeds 5,000 cm 2 / g, the numerical value of the Blaine specific surface area becomes inorganic. As compared with the case of using one kind of inorganic particles, the effect of improving workability at the time of construction is not only smaller than that of the case of using one kind of inorganic particles. Preparation is troublesome, which is not preferable.
When the difference in the specific surface area of the brane between the cement and the inorganic particles B is 100 cm 2 / g or more, the filling properties of the particles constituting the composition are improved, the kneading time is shortened, and the fluidity is increased. Thus, improvement in workability at the time of construction can be achieved.
[0018]
The mixing amount of the inorganic particles A is 10 to 50 parts by mass, preferably 15 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. The mixing amount of the inorganic particles B is 5 to 35 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. When the blending amount of the inorganic particles A and the inorganic particles B is out of the above-mentioned numerical range, an increase in effects such as shortening of the kneading time and improvement in workability at the time of construction is expected as compared with the case where one kind of inorganic particles is used. Not only is it not possible, but also because two types of inorganic particles are used, it takes time and effort to prepare the material, which is not preferable.
The total amount of the inorganic particles A and the inorganic particles B is 15 to 55 parts by mass, preferably 20 to 53 parts by mass, more preferably 25 to 51 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. If the compounding amount is out of the range of 15 to 55 parts by mass, it is difficult to shorten the kneading time, and the workability during construction is extremely reduced.
[0019]
As the fine aggregate used in the present invention, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, and the like, or a mixture thereof can be used.
The amount of the fine aggregate is preferably 10 to 130 parts by mass with respect to the total amount of 100 parts by mass of cement, fine particles, and inorganic particles from the viewpoint of workability during construction and mechanical strength after curing. The amount is more preferably from 20 to 130 parts by mass (more preferably from 30 to 130 parts by mass, particularly preferably from 40 to 130 parts by mass) from the viewpoints of reduction in self-shrinkage and drying shrinkage, reduction in hydration heat generation, and the like.
The fine aggregate (aggregate having a particle diameter of 2 mm or less) preferably has a content of particles of 75 μm or less of 2.0% by mass or less from the viewpoint of workability during construction and the like.
[0020]
As the coarse aggregate used in the present invention, coarse aggregate used for ordinary concrete can be used. Specifically, for example, gravel, crushed stone, and the like, or a mixture thereof are mentioned.
The amount of the coarse aggregate is preferably from 50 to 150 parts by mass, more preferably from 80 to 120 parts by mass, from the viewpoint of mechanical strength after curing, etc., based on 100 parts by mass of the total amount of cement, fine particles and inorganic particles. Department.
[0021]
One or more fibers selected from the group consisting of metal fibers, organic fibers and carbon fibers can be blended with the blend of the present invention.
Metal fibers are blended from the viewpoint of greatly increasing the bending strength and the like of the cured body.
Examples of the metal fibers include steel fibers, stainless fibers, and amorphous fibers. Among them, steel fibers are excellent in strength, and are preferable in view of cost and availability. The dimensions of the metal fiber are preferably 0.01 to 1.0 mm in diameter and 2 to 30 mm in length, from the viewpoint of preventing material separation of the metal fiber in the concrete and improving the flexural strength of the concrete, More preferably, the diameter is 0.05 to 0.5 mm and the length is 5 to 25 mm. The aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the metal fiber is preferably 20 to 200, and more preferably 40 to 150.
[0022]
The shape of the metal fiber is preferably a shape (for example, a spiral shape or a waveform) that gives some physical adhesive force, rather than a linear shape. In the case of a spiral shape or the like, the bending strength is improved because the metal fiber and the concrete matrix secure the stress while pulling out.
Preferable examples of the metal fiber include, for example, an interface adhesion strength (adhesion surface) to a concrete matrix made of steel fiber having a diameter of 0.5 mm or less and a tensile strength of 1 to 3.5 GPa and having a compressive strength of 120 MPa. Having a maximum tensile force per unit area of 3 MPa or more. In this example, the metal fibers can be processed into a corrugated or spiral shape. Also, grooves or projections can be provided on the peripheral surface of the metal fiber of this example to resist movement (longitudinal sliding) with respect to the concrete matrix. In addition, the metal fiber of the present example has a metal layer having a Young's modulus smaller than the Young's modulus of the steel fiber on the surface of the steel fiber (for example, one or more kinds selected from zinc, tin, copper, aluminum, and the like). May be provided.
[0023]
The amount of the metal fiber is a percentage by volume in the total amount of the other materials except the coarse aggregate (that is, cement, fine particles, inorganic particles, fine aggregate, metal fiber, water reducing agent and water), preferably 4%. Hereinafter, it is more preferably 0.5 to 3%, particularly preferably 1 to 3%. If the compounding amount exceeds 4%, the unit water amount increases in order to secure workability during kneading, and even if the compounding amount is increased, the reinforcing effect of the metal fiber is not improved. This is not preferable because a so-called fiber ball is easily generated in the kneaded material.
[0024]
Organic fibers and carbon fibers are blended from the viewpoint of increasing the breaking energy of concrete and the like.
Examples of the organic fiber include vinylon fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, and aramid fiber. Above all, vinylon fibers and / or polypropylene fibers are preferably used in view of cost and availability.
Examples of the carbon fiber include PAN-based carbon fiber and pitch-based carbon fiber.
Organic fibers and carbon fibers have a diameter of 0.005 to 1.0 mm and a length of 2 to 30 mm from the viewpoint of preventing material separation of these fibers in concrete and improving fracture energy after curing. It is more preferable that the diameter is 0.01 to 0.5 mm and the length is 5 to 25 mm. Further, the aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the organic fiber and the carbon fiber is preferably 20 to 200, and more preferably 30 to 150.
[0025]
The compounding amount of the organic fiber and the carbon fiber is the volume percentage in the total amount of the other materials except the coarse aggregate (that is, cement, fine particles, inorganic particles, fine aggregate, organic or carbon fiber, water reducing agent and water). Is preferably 10.0% or less, more preferably 1.0 to 9.0%, and particularly preferably 2.0 to 8.0%. If the compounding amount exceeds 10.0%, the unit water amount increases in order to ensure workability during kneading, and the fiber reinforcing effect is not improved even if the compounding amount is increased. This is not preferable because a so-called fiber ball is easily generated in the kneaded material.
[0026]
As the water reducing agent, a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent is used.
The compounding amount of the water reducing agent is preferably 0.1 to 2.0 parts by mass, more preferably 0.2 to 1.5 parts by mass in terms of solid content, based on 100 parts by mass of the total amount of cement, fine particles and inorganic particles. preferable. If the amount is less than 0.1 parts by mass, kneading is difficult and shortening of the kneading time is also difficult. If the compounding amount exceeds 2.0 parts by mass, material separation or remarkable retardation of setting may occur, and mechanical properties of concrete may be deteriorated.
The water reducing agent can be used in either liquid or powder form.
[0027]
The amount of water when preparing the concrete is preferably 10 to 30 parts by mass, more preferably 12 to 25 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of cement, fine particles and inorganic particles. If the amount of water is less than 10 parts by mass, kneading becomes difficult, and shortening of the kneading time is also difficult. If the amount of water exceeds 30 parts by mass, mechanical properties after curing will be reduced.
[0028]
Next, the physical properties (slump, slump flow value, compressive strength) of the concrete of the present invention in a state where no prestress is introduced will be described.
In the present invention, the fluidity of the concrete, from the viewpoint of workability at the time of construction, and prevention of separation of materials, is preferably a slump of 8 cm or more, more preferably a slump flow value of 45 to 80 cm, It is particularly preferred that the slump flow value is between 50 and 78 cm.
In addition, in this specification, a slump means the value measured according to the test method of "JISA1101 (slump test method of concrete)". In addition, the slump flow value refers to a value measured according to a test method of “JIS A 1150 (Slump flow test method for concrete)”.
In the above slump flow test, the time required for the slump flow to reach 50 cm is preferably 35 seconds or less, more preferably 30 seconds or less, from the viewpoint of workability at the time of construction.
The compressive strength of the concrete is preferably 120 MPa or more, more preferably 130 MPa or more.
[0029]
In the present invention, as a method for kneading concrete, a method is usually employed in which mortar is kneaded, and then coarse aggregate is added to the mortar and kneaded. The method of kneading the mortar is not particularly limited. For example, (a) materials other than water and a water reducing agent (specifically, cement, fine particles, inorganic particles, and fine aggregate) are previously mixed. A method in which a premix material is prepared, and the premix material, water, and a water reducing agent are charged into a mixer and kneaded, (b) a powdery water reducing agent is prepared, and materials other than water (specifically, , Cement, fine particles, inorganic particles, water reducing agent, and fine aggregate) in advance to prepare a premix material, and then put the premix material and water into a mixer and knead the mixture. A method in which the materials are individually charged into the mixers and kneaded can be adopted.
The mixer used for kneading may be any type used for kneading ordinary concrete, for example, an oscillating mixer, a pan-type mixer, a biaxial kneading mixer, or the like.
[0030]
The production of the prestressed concrete of the present invention may be performed using any of the conventional pretensioning method and posttensioning method.
The curing method is not particularly limited, and air curing, steam curing, or the like may be performed.
[0031]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
[1. Materials used]
The following materials were used.
[0032]
[2. Preparation and evaluation of compound (concrete)]
Concrete having the composition shown in Table 2 was prepared using the binder shown in Table 1 and other materials (fine aggregates and the like) shown in Table 2. Concrete was prepared by using a biaxial forced kneading mixer (0.1 m 3 ), charging materials other than coarse aggregate into the mixer, kneading until good fluidity was obtained, and then mixing the coarse aggregate. And kneaded for 2 minutes.
[0033]
[Table 1]
[0034]
[Table 2]
[0035]
The physical properties of the prepared concrete were evaluated as follows.
(1) Kneading time The kneading time of concrete required for each material to be uniformly mixed and to reach fluidity suitable for construction was measured.
(2) Slump or slump flow value Slump was measured according to the test method of "JIS A 1101 (Method of testing slump of concrete)".
The slump flow value was measured according to the test method of "JIS A 1150 (Slump flow test method for concrete)".
(3) 50 cm arrival time In the above-mentioned slump flow test, the time until the slump flow reached 50 cm was measured.
(4) V funnel transit time The V funnel transit time was measured in accordance with the JSCE-F512 standard concrete standard specification.
(5) Compressive strength Each composition was molded using a mold of φ10 cm × 20 cm. After molding, it was cured in a mold for two days, and was demolded. Thereafter, the specimen was aged in water until the age of 28 and 91 days, and the compressive strength was measured according to "JIS A 1108 (Method of testing compressive strength of concrete)".
Table 3 shows the results.
[0036]
[Table 3]
[0037]
From Table 3, in the concrete of the present invention (Examples 1 to 12), even when the water / binder ratio is as small as 20% by mass or less, the kneading time is within 5 minutes, and workability and workability are poor. It turns out that it is excellent. Moreover, it turns out that the concrete of this invention expresses high strength of 150 MPa or more at 91 days of material age.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, compared to Examples 1 to 12, the kneading time is longer, the work efficiency at the time of concrete preparation is low, and the fluidity of the concrete is low. Is inferior.
[0038]
[Production and evaluation of hardened concrete with prestress]
Using the blends of Examples 2 and 10 described above, a pretension type specimen was prepared, and the following loading test was performed.
(A) Bending test by loading at three equal points A beam member 1 as shown in FIGS. 1 and 2 was prepared, and the load value when cracks occurred was measured.
The beam member 1 has a steel rod 4 (having a tensile strength of 1,230 MPa) having a diameter of 26 mm in a concrete 3 having a length of 400 mm, a width of 100 mm, and a height of 100 mm. At a position of the center of the cross section of the beam member (see FIG. 2) in a state where a tensile stress of 861 MPa is introduced, the concrete member 3 penetrates the concrete 3 in the longitudinal direction of the beam member 1. .
At the time of the bending test, the beam member 1 is made to protrude horizontally by 50 mm from each of the fulcrums 2, 2 at a distance of 300 mm between the fulcrums 2, 2 according to the test method of JIS A 1106. On the fulcrums 2 and 2. Then, two equal loads W, W were applied from above at points where the fulcrums 2, 2 were equally divided into three.
Table 4 shows the load value when a crack occurs and the crack generation strength calculated from the load value.
[0039]
[Table 4]
[0040]
(B) Bending crack test by loading at two equally-divided points A beam member 1 as shown in FIGS. 3 and 4 was prepared, and the load value when cracking occurred was measured.
In this beam member 1, steel rods 4 and 4 having a diameter of 26 mm (tensile strength of steel rod 4: 1,230 MPa) are placed in concrete 3 having dimensions of 2,400 mm in length, 150 mm in width and 300 mm in height. In the state where the pre-stress (tensile stress immediately after the introduction of the pre-stress = 861 MPa) is introduced, a predetermined position of the cross section of the beam member (see FIG. 4; 100 mm from the lower end, 37.5 mm from the left and right ends, respectively) 1), the concrete member 3 penetrates the concrete member 3 in the longitudinal direction of the beam member 1.
At the time of the bending test, the beam member 1 was placed on the fulcrums 2, 2 so that the distance between the fulcrums 2, 2 was 2,200 mm and each of the fulcrums 2, 2 protruded horizontally by 100 mm from each of the fulcrums 2, 2. . Then, two equal loads W, W were applied from above at two points of 1,000 mm from each of the fulcrums 2, 2 (the distance between these two points is 200 mm).
Table 5 shows the load value when a crack occurred and the crack generation strength calculated from the load value.
[0041]
[Table 5]
[0042]
【The invention's effect】
The prestressed concrete of the present invention can easily and quickly perform concrete kneading work and construction work such as casting, and can exhibit compressive strength exceeding 120 MPa without introducing prestress. At the same time, after the introduction of the prestress, high tensile strength and shear strength can be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a specimen (beam member) of a bending crack test by loading at three equal points.
FIG. 2 is a sectional view showing a state cut along line AA in FIG. 1;
FIG. 3 is a front view showing a test specimen (beam member) of a bending crack test by loading at two equal points.
FIG. 4 is a sectional view showing a state cut along a line BB in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 beam member 2 fulcrum 3 concrete 4 steel bar
