JP2005154213A - 高耐久性コンクリートにおける結合材組成物、高耐久性コンクリートの製品及びその製造方法 - Google Patents
高耐久性コンクリートにおける結合材組成物、高耐久性コンクリートの製品及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 バイブレータによる締め固めをほとんど必要としない結合材の配合、コンクリートの配合、コンクリートの養生を有する早強性と高強度を兼ね備えた高耐久性プレストレストコンクリートである。
【解決手段】 結合材組成物が早強ポルトランドセメントが６０〜９０重量％、高炉スラグ粉末が１０〜４０重量％であり、コンクリートの配合は、水結合材比が２０〜４０％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍ、終局断熱温度上昇量が５５〜８０℃であり、コンクリートの練り上がり温度が１５℃以上で、蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上で、養生槽あるいは養生シート内空間の温度上昇勾配が２０℃/ｈ以下、かつコンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持し、温度下降勾配が２０℃/ｈ以下になるように蒸気及び散水養生を行う。
【選択図】 なし
【解決手段】 結合材組成物が早強ポルトランドセメントが６０〜９０重量％、高炉スラグ粉末が１０〜４０重量％であり、コンクリートの配合は、水結合材比が２０〜４０％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍ、終局断熱温度上昇量が５５〜８０℃であり、コンクリートの練り上がり温度が１５℃以上で、蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上で、養生槽あるいは養生シート内空間の温度上昇勾配が２０℃/ｈ以下、かつコンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持し、温度下降勾配が２０℃/ｈ以下になるように蒸気及び散水養生を行う。
【選択図】 なし
Description
本発明は、道路、橋梁、建築物等に用いるプレストレストコンクリート工場での二次製品、若しくは現場打ちプレストレスコンクリートに利用することができる高耐久性コンクリートにおける結合材組成物、高耐久性コンクリートの製品及びその製造方法に関するものである。
従来から、プレストレストコンクリートを製造するには、多くの場合、スランプ管理で早強ポルトランドセメントを用い、蒸気養生を行うことで早期に強度を発現させる方法が採用されている。また、プレストレストコンクリートのアルカリ骨材反応の抑制や塩化物イオン浸透に対する抵抗性付与の観点から、高炉スラグ粉末を用いたコンクリートの開発がなされている。
そして、従来のプレストレストコンクリートの製造は、多くの場合、スランプ管理のコンクリートであるためにバイブレータなどによる締め固め作業を必要とし、かつ早強ポルトランドセメント単味を使用して、いかにして早期に強度を発現させるかに主眼を置いてきたために、蒸気養生後の実構造体の強度の伸びはほとんど期待できないという欠点を有している。
また、経済的な高炉スラグ粉末の含有割合を可能な限り多くして、高流動性及び高強度並びに耐久性を有するグラウト材に適した無収縮モルタル原料及びその製造方法を提供するために、４５〜７０重量％の結合材と、残部が細骨材からなる無収縮モルタル原料であって、結合材は高炉セメントと混和材からなり、しかも高炉セメントは粉状高炉スラグを１〜７０重量％含有し、残部がポルトランドセメントクリンカーからなり、細骨材は粒状高炉スラグを５０〜７５重量％含有する無収縮モルタル原料が知られている。
特開２００１−２６１４２０号公報
しかし、特許文献１に記載された高炉スラグ入りの無収縮モルタル原料であっても、バイブレータなどによる締め固め作業を必要とし、しかも、蒸気養生後の実構造体の強度の伸びはほとんど期待できないという問題点がある。
したがって、本発明の目的は、バイブレータによる締め固めをほとんど必要としないで、早強性と高強度を兼ね備えた高耐久性プレストレストコンクリートにおける結合材組成物、及び高耐久性コンクリート製品、及びその製造方法を提供することにある。
特に、本発明者らは、ポルトランドセメントの一部を高炉スラグ粉末で置換すると、置換率が５０％程度まではコンクリートの断熱温度上昇量は置換しない場合に比べて高くなるという特性をいかにして高耐久性コンクリートの製造に利用するかに主眼を置き、バイブレータによる締め固めをほとんど必要としないコンクリートの結合材組成物、さらにコンクリートの温度上昇に着目して鋭意研究した結果、コンクリートの水結合材比、スランプフロー値、コンクリートの断熱温度上昇量、結合材の配合、コンクリートの養生方法をある範囲に制御することにより施工性の改善された高耐久性のプレストレストコンクリートの結合材組成物、製品及びその製造法を見出し、本発明を完成するに至った。
特に、本発明者らは、ポルトランドセメントの一部を高炉スラグ粉末で置換すると、置換率が５０％程度まではコンクリートの断熱温度上昇量は置換しない場合に比べて高くなるという特性をいかにして高耐久性コンクリートの製造に利用するかに主眼を置き、バイブレータによる締め固めをほとんど必要としないコンクリートの結合材組成物、さらにコンクリートの温度上昇に着目して鋭意研究した結果、コンクリートの水結合材比、スランプフロー値、コンクリートの断熱温度上昇量、結合材の配合、コンクリートの養生方法をある範囲に制御することにより施工性の改善された高耐久性のプレストレストコンクリートの結合材組成物、製品及びその製造法を見出し、本発明を完成するに至った。
本願の請求項１に記載の発明は、早強ポルトランドセメントが６０〜９０重量％、高炉スラグ粉末が１０〜４０重量％からなることを特徴とする高耐久性コンクリートにおける結合材組成物に関するものである。
本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物において、必要に応じてシリカフュームが０〜１０重量％含有する高耐久性コンクリートにおける結合材組成物に関するものである。
本願の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物を使用し、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定して製造するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品に関するものである。
本願の請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物を使用し、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定し、コンクリートの練り上がり温度が１５℃以上で、蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上で、養生装置内の空間の温度上昇勾配が２０℃/ｈ以下、かつコンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持し、温度下降勾配が２０℃/ｈ以下になるように制御して蒸気及び散水養生を行うようにして製造するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品に関するものである。
本願の請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物を使用し、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品の製造方法に関するものである。
本願の請求項６に記載の発明は、請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物を使用し、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定してなる高耐久性コンクリートにおいて、コンクリートの練り上がり温度が１５℃以上で、蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上で、養生装置内の空間の温度上昇勾配が２０℃/ｈ以下、かつコンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持し、温度下降勾配が２０℃/ｈ以下になるように制御して蒸気及び散水養生を行うようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品の製造方法に関するものである。
本願の請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の高耐久性コンクリート製品の製造方法において、コンクリート表面温度を、コンクリート表面に熱電対を設けて断熱材で覆い測定するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品の製造方法に関するものである。
本願の請求項８に記載の発明は、請求項６記載の高耐久性コンクリート製品の製造方法において、コンクリート表面温度とコンクリート中心部との温度差が５℃以内となるように制御して蒸気及び散水養生するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品の製造方法に関するものである。
本発明によれば、従来の早強ポルトランドセメントを用いたコンクリートに比べて同等以上の早強性と高強度を発現し、かつ塩素浸透に対する抵抗性が極めて優れている。また、本発明に使用するコンクリートは高流動コンクリートであるために、コンクリートの充填不良をなくし、かつ振動や騒音を低減し工場周辺の環境への配慮も兼ね備えている。さらに、結合材の一部に高炉スラグ粉末を使用しており、炭酸ガスの削減にも大きく貢献できるものである。
したがって、本発明における効果は、実用性において極めて大きい。
したがって、本発明における効果は、実用性において極めて大きい。
本発明は、早強ポルトランドセメントが６０〜９０重量％、高炉スラグ粉末が１０〜４０重量％からなることを特徴とする高耐久性コンクリートにおける結合材組成物、前記結合材組成物、及び必要に応じてシリカフュームが０〜１０重量％含有する高耐久性コンクリートにおける結合材組成物、前記結合材組成物を、コンクリートの水結合材比が２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定して製造すること、並びに前記結合材組成物を、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定し、コンクリートの練り上がり温度が１５℃以上で、蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上で、養生装置内の空間の温度上昇勾配が２０℃/ｈ以下、かつコンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持し、温度下降勾配が２０℃/ｈ以下になるように制御して蒸気及び散水養生を行うことにより、本発明の所期の目的を達成するのである。
一般にポルトランドセメントとしては、早強、普通、中庸熱、低熱、エコセメント等があるが、本発明で使用するポルトランドセメントは、早強ポルトランドセメントである。
その理由は、早強ポルトランドセメントがエーライト量をもっとも多く含有しており、早強ポルトランドセメント単味と比べて、エーライトと高炉スラグ粉末及びシリカフュームとの反応が促進し、粗大な水酸化カルシウムの生成量を十分に減じることができるとともに水和組織が緻密化することで、早強性と高強度を兼ね備えた高耐久性コンクリートが得られるからで、６０〜９０重量％の配合率である。
その理由は、早強ポルトランドセメントがエーライト量をもっとも多く含有しており、早強ポルトランドセメント単味と比べて、エーライトと高炉スラグ粉末及びシリカフュームとの反応が促進し、粗大な水酸化カルシウムの生成量を十分に減じることができるとともに水和組織が緻密化することで、早強性と高強度を兼ね備えた高耐久性コンクリートが得られるからで、６０〜９０重量％の配合率である。
前記高炉スラグ粉末は、セメント中のエーライト（C3Ｓ）の反応を促進するとともに、アルカリ性雰囲気でそれ自身が水和する潜在水硬性を有しており、水和熱によるコンクリートの温度が上昇すると活発に水和反応する性質がある。また、シリカフュームはポゾラン反応によりエーライトの水和を促進する働きがあるとともに、水結合材比が２７％以下のコンクリートで施工性の良い高流動コンクリートを得ることを可能とする。
高炉スラグ粉末は置換率が５０％まではコンクリートの断熱温度上昇量を高くするが、シリカフュームは逆に断熱温度上昇量を低下させる性質がある。
高炉スラグ粉末の配合量は、コンクリートの温度上昇速度が早強ポルトランドセメント単味より僅かに遅くなる範囲で、コンクリートの断熱温度上昇量がより高くなる1０〜４０重量％とした。
また、実使用にあたっては、外気温によって高炉スラグ粉末の配合量を増減させて使用することが好ましい。具体的には、1０〜４０重量％の範囲において、外気温が低い冬場は高炉スラグ粉末量を減じ、外気温が高い夏場は増やす配合とする。
高炉スラグ粉末の配合量は、コンクリートの温度上昇速度が早強ポルトランドセメント単味より僅かに遅くなる範囲で、コンクリートの断熱温度上昇量がより高くなる1０〜４０重量％とした。
また、実使用にあたっては、外気温によって高炉スラグ粉末の配合量を増減させて使用することが好ましい。具体的には、1０〜４０重量％の範囲において、外気温が低い冬場は高炉スラグ粉末量を減じ、外気温が高い夏場は増やす配合とする。
本発明で使用する高炉スラグ粉末は、材質が特に限定されるものではなく、少なくともＪＩＳA ６２０６に規定されているものであればすべて使用できる。そして、ＪＩＳにはブレーン比表面積によって３種類規定されているが、外気温の低い特に冬場では、ブレーン比表面積の高い高炉スラグ粉末を、また外気温の高い夏場は、ブレーン比表面積が４０００ｃｍ2/gクラスの高炉スラグ粉末を使用するの好ましい。また、高炉スラグ粉末には石膏を添加したものと無添加のものとがあるが、耐久性の向上と強度発現の点でSO3量がＪＩＳ規格の上限である４％に近い高炉スラグ粉末が好ましい。
本発明に使用するシリカフュームは限定するものではなく、ＪＩＳA ６２０７に規定されているものであればすべて使用できる。
シリカフュームは必要最小限の配合量とし、水結合材比の低下とともに配合量を増やし、上限は1０重量％である。これ以上配合量を増やすとコンクリートの温度上昇量の低下が大きくなるので好ましくない。また、シリカフュームは高価であり、経済性の面でも必要最小限で使用するのが好ましい。
また、本発明における骨材は、粗骨材、細骨材、これらの混合材など、あらゆる種類の骨材を使用することができ、結合材に対する配合量も、従来のコンクリートの配合量と同程度でよい。
シリカフュームは必要最小限の配合量とし、水結合材比の低下とともに配合量を増やし、上限は1０重量％である。これ以上配合量を増やすとコンクリートの温度上昇量の低下が大きくなるので好ましくない。また、シリカフュームは高価であり、経済性の面でも必要最小限で使用するのが好ましい。
また、本発明における骨材は、粗骨材、細骨材、これらの混合材など、あらゆる種類の骨材を使用することができ、結合材に対する配合量も、従来のコンクリートの配合量と同程度でよい。
本発明においては、前記結合材組成物を使用して、水結合材比が２０％〜４０重量％、スランプフロー値が６００ｍｍ〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量が５５℃以上、８０℃以下であることを特徴とする。
前記において、水結合材比を２０％〜４０％にしたのは、コンクリートの強度ランク別に使い分けるためであり、また、結合材の早強ポルトランドセメントと高炉スラグ粉末とシリカフュームの配合割合によって適切な水結合材比が異なるためである。すなわち、水結合材比が2７％以下で施工性の良いスランプフロー値が６００ｍｍ〜７００ｍｍのコンクリートを得るためには、シリカフュームを１０％以下添加する必要がある。
前記において、水結合材比を２０％〜４０％にしたのは、コンクリートの強度ランク別に使い分けるためであり、また、結合材の早強ポルトランドセメントと高炉スラグ粉末とシリカフュームの配合割合によって適切な水結合材比が異なるためである。すなわち、水結合材比が2７％以下で施工性の良いスランプフロー値が６００ｍｍ〜７００ｍｍのコンクリートを得るためには、シリカフュームを１０％以下添加する必要がある。
また、スランプフロー値は高流動コンクリートの流動性を評価する指標であり、本発明では、スランプフロー値を６００ｍｍ〜７００ｍｍとした。このスランプフロー値は、土木学会高流動コンクリート施工指針の自己充填性ランク１に対応し、本発明のコンクリートは、コンクリートの充填不良を解消させるとともに、作業の省力化、騒音や振動防止に寄与するものである。そして、当然のことではあるが、高流動コンクリートにするためには、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤などを配合する必要があるし、また材料分離を防ぐ増粘剤なども使用することができる。
本発明におけるコンクリートの終局断熱温度上昇量は、結合材の水和熱に起因するもので、本発明のコンクリートの強度発現性を制御する重要な要素である。また本発明では、結合材の水和熱と蒸気による加熱により強度発現を制御することを特徴としている。
そして、終局断熱温度上昇量が５５℃以下のコンクリートでは、初期強度発現性が低いため型枠の取り外し時期の遅延問題が生じ、８０℃以上では初期の強度発現は良好であるが長期強度の伸びが小さいため高耐久性のコンクリートが得られないという問題がある。したがって、本発明ではコンクリートの断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定した。
そして、終局断熱温度上昇量が５５℃以下のコンクリートでは、初期強度発現性が低いため型枠の取り外し時期の遅延問題が生じ、８０℃以上では初期の強度発現は良好であるが長期強度の伸びが小さいため高耐久性のコンクリートが得られないという問題がある。したがって、本発明ではコンクリートの断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定した。
本発明の高耐久性コンクリートにおけるコンクリートの養生方法は、コンクリートの練り上がり温度が１５℃以上で、蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上で、養生槽あるいは養生シート内空間の温度上昇勾配が２０℃/ｈ以下、かつコンクリート表面温度が５０℃以上で５時間以上保持し、温度下降勾配が２０℃/ｈ以下になるように制御して蒸気及び散水養生をすることを特徴とする。
本発明の前記コンクリートの養生方法は、プレストレストコンクリート工場製品及び現場打ちのプレストレストコンクリートの両方に適用することができる。そして当然なことではあるが、現場打ちの場合は、ボイラー、散水養生装置、養生シート、温度記録計、温度制御盤などの使用設備を完備して前記養生方法の条件を維持する必要がある。
コンクリートの練り上がり温度が１５℃以下であると、初期強度の発現が小さく、蒸気をかけた際にコンクリート表面と内部に極端な温度差が生じ強度発現に悪影響をするとともに、コンクリート表面にひび割れを発生させる危険が大きくなる。
したがって、本発明ではコンクリートの練り上がり温度を１５℃以上にするものである。冬場において練り上がり温度を１５℃以上確保することは、練り混ぜ水として温水を使用するか、骨材を予め蒸気などで加温することによって達成できる。また、コンクリートの練り上がり温度の上限は特に限定していないが、高すぎると強度の伸びが悪くなることから３０℃以下が好ましい。
したがって、本発明ではコンクリートの練り上がり温度を１５℃以上にするものである。冬場において練り上がり温度を１５℃以上確保することは、練り混ぜ水として温水を使用するか、骨材を予め蒸気などで加温することによって達成できる。また、コンクリートの練り上がり温度の上限は特に限定していないが、高すぎると強度の伸びが悪くなることから３０℃以下が好ましい。
そして、本発明において蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上と限定したのは、コンクリートの練り上がり温度にもよるが、１５℃以上であれば本発明のコンクリートは凝結始発時間に達しているためである。すなわち、蒸気養生開始時間は、コンクリートの凝結始発時間を経過したのち開始しなければならないので、３時間以上であれば充分である。
そして、蒸気養生時における養生槽あるいは養生シート内空間の温度上昇勾配は、２０℃/ｈ以下、好ましくは１５℃/ｈ程度である。温度上昇勾配を２０℃/ｈより高くすると、コンクリートの水和組織は粗となり、強度発現に悪影響となるので好ましくない。
本発明の特徴とするところは、水和発熱が高くても水和組織は緻密となる結合材を用いて、水和発熱によるコンクリートの温度上昇を活用して、早強性と高強度を達成している点であり、特にコンクリートの温度管理は極めて重要な要素である。
本発明者らは、コンクリート表面に熱電対を貼り付け、熱電対に蒸気が当らないように熱電対の周りを発泡スチロールで覆ってコンクリートの表面測定することで、その都度、実構造体コンクリートの中心温度を測定しなくてもコンクリートの品質管理が可能であることを見出した。すなわち、蒸気養生による温度上昇時のコンクリートはほぼ断熱状態にあるために、コンクリート中心部の温度は室内での断熱温度上昇試験結果から推測することが可能であり、コンクリート表面温度を管理することでコンクリートの品質管理ができる。
本発明では、コンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持することで、高耐久性コンクリートが製造できることを見出した。
本発明者らは、コンクリート表面に熱電対を貼り付け、熱電対に蒸気が当らないように熱電対の周りを発泡スチロールで覆ってコンクリートの表面測定することで、その都度、実構造体コンクリートの中心温度を測定しなくてもコンクリートの品質管理が可能であることを見出した。すなわち、蒸気養生による温度上昇時のコンクリートはほぼ断熱状態にあるために、コンクリート中心部の温度は室内での断熱温度上昇試験結果から推測することが可能であり、コンクリート表面温度を管理することでコンクリートの品質管理ができる。
本発明では、コンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持することで、高耐久性コンクリートが製造できることを見出した。
蒸気養生による温度上昇時及び保持時間中のコンクリート表面温度と中心部との温度差が大きいとコンクリート表面部と中心部の強度差が大きくなるばかりでなく、ひび割れ発生の原因となる。したがって、本発明では、コンクリート表面と中心部との温度差が５℃以内となるように蒸気養生することとした。
なお、温度制御は、実構造体コンクリートでの中心部温度上昇結果あるいは室内での断熱温度上昇試験結果を基にしてプログラムを組み、コンクリート表面温度とプログラムの中心部の温度差が５℃以内となるように蒸気を加減して管理することができる。
なお、温度制御は、実構造体コンクリートでの中心部温度上昇結果あるいは室内での断熱温度上昇試験結果を基にしてプログラムを組み、コンクリート表面温度とプログラムの中心部の温度差が５℃以内となるように蒸気を加減して管理することができる。
その後の養生は、養生槽あるいは養生シート内空間の温度下降勾配が２０℃/ｈ以下好ましくは１５℃/ｈ以下になるように、蒸気及び散水養生を併用して徐々に温度を降下させることで、コンクリートのひび割れ発生を防止する。
以下に実施例及び比較例を記載するが、実施例、比較例に用いたコンクリートの素材は次の通りである。
早強ポルトランドセメント(Ｈ) 比表面積4530cm2/ｇ 密度3.14 太平洋社製
高炉スラグ粉末（BS） 比表面積4250cm2/ｇ 密度2.91 エスメント
シリカフューム（SF） ノルウェー産 密度2.３
細骨材（S） 密度2.７３
粗骨材（G） 密度2.9３ 最大寸法２０ｍｍ
高性能AE減水剤（PS） ポリカルボン酸系
水道水（W）
早強ポルトランドセメント(Ｈ) 比表面積4530cm2/ｇ 密度3.14 太平洋社製
高炉スラグ粉末（BS） 比表面積4250cm2/ｇ 密度2.91 エスメント
シリカフューム（SF） ノルウェー産 密度2.３
細骨材（S） 密度2.７３
粗骨材（G） 密度2.9３ 最大寸法２０ｍｍ
高性能AE減水剤（PS） ポリカルボン酸系
水道水（W）
実施例及び比較例のコンクリートの配合表を、記号を使用して下記の表１に記載した。
実施例及び比較例のフレッシュコンクリートの流動性を測定し、その結果を表２に記載した。
表1に記載に実験NO.1 とNO.2の配合のコンクリートについて、断熱温度上昇試験を行った。試験装置は、（株）マルイ社製の空気循環方式のものを使用した。その結果をT=K（１−e-αｔ）の式に近似させたときのKとα値を下記の表３に記載した。
尚、T：断熱温度上昇量（℃） K：終局断熱温度上昇量（℃） ｔ：材令（日）α：温度上昇速度の定数である。
尚、T：断熱温度上昇量（℃） K：終局断熱温度上昇量（℃） ｔ：材令（日）α：温度上昇速度の定数である。
表１に記載の実験NO.1とNO.2の配合のコンクリートを用いて、模擬桁供試体（長さ２ｍ×高さ１ｍ×幅０.７ｍ）と円柱供試体（φ1００×２００ｍｍ）とを製造し、養生シートで覆い、コンクリート打設終了後３時間経過した後、シート内温度上昇勾配１５℃/ｈ、コンクリート表面温度６０℃以上７５℃以下の範囲で６時間保持し、シート内温度降下勾配１５℃/ｈになるように蒸気と散水を併用して養生した。コンクリートの表面温度は、厚さ５０mm、幅３００mm×３００mmの発泡スチロールの下面に熱電対を取り付け模擬桁供試体の上に置きコンクリート打設終了時から2４時間まで測定した。また、同時に模擬桁供試体中心部の温度も測定した。
その結果、表面温度と中心部の温度を比較すると、温度上昇速度は中心部の方がやや速いが、温度差は約３℃で追随し、最高温度はほぼ同じであった。この傾向は実験NO.1、NO.2ともほぼ同じであった。また、実験NO.1とNO.2のコンクリートの中心部の温度を比較すると、温度上昇速度は比較例である実験NO.1の方が速いが、最高温度は実施例である実験NO.2の方が５.５℃高く７５℃であった。
コンクリート円柱供試体は材令1日で圧縮強度を測定し、その後２０℃水中養生とし2８，91日の圧縮強度を測定した。模擬桁供試体は蒸気養生後屋外暴露し、材令2８，91日にコアを採取し圧縮強度を測定した。
図1の表１に記載の実験NO.３の配合のコンクリートについては、円柱供試体を用いて上述の養生条件と同じような温度履歴をプログラム蒸気養生槽で再現した蒸気養生を行い、材令1日圧縮強度を測定し、その後２０℃水中養生を行い2８，91日の圧縮強度を測定した。
その結果を、下記の表４に記載した。
その結果、表面温度と中心部の温度を比較すると、温度上昇速度は中心部の方がやや速いが、温度差は約３℃で追随し、最高温度はほぼ同じであった。この傾向は実験NO.1、NO.2ともほぼ同じであった。また、実験NO.1とNO.2のコンクリートの中心部の温度を比較すると、温度上昇速度は比較例である実験NO.1の方が速いが、最高温度は実施例である実験NO.2の方が５.５℃高く７５℃であった。
コンクリート円柱供試体は材令1日で圧縮強度を測定し、その後２０℃水中養生とし2８，91日の圧縮強度を測定した。模擬桁供試体は蒸気養生後屋外暴露し、材令2８，91日にコアを採取し圧縮強度を測定した。
図1の表１に記載の実験NO.３の配合のコンクリートについては、円柱供試体を用いて上述の養生条件と同じような温度履歴をプログラム蒸気養生槽で再現した蒸気養生を行い、材令1日圧縮強度を測定し、その後２０℃水中養生を行い2８，91日の圧縮強度を測定した。
その結果を、下記の表４に記載した。
表1に記載の実験NO.1とNO.2との配合のコンクリートについて、角柱供試体（1００×1００×４００ｍｍ）を製造し、上述の養生条件と同じような温度履歴をプログラム蒸気養生槽で再現した蒸気養生を行い、その後２０℃の水中養生を６日間した後、塩水噴霧試験装置を用いてNaCl３％溶液を３日間連続的に噴霧し、４日間室内で２０℃の雰囲気で放置したのを１サイクルとし、2４サイクル行い、、塩分浸透深さを測定した。塩分浸透深さの測定は４サイクル毎に、供試体割裂面に2％硝酸銀溶液を噴霧して変色部の幅を測定した。
その結果を、下記の表５に記載した。
その結果を、下記の表５に記載した。
Claims (8)
- 早強ポルトランドセメントが６０〜９０重量％、高炉スラグ粉末が１０〜４０重量％からなることを特徴とする高耐久性コンクリートにおける結合材組成物。
- 請求項１に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物において、必要に応じてシリカフュームが０〜１０重量％含有する高耐久性コンクリートにおける結合材組成物。
- 請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物を使用し、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定して製造するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品。
- 請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物を使用し、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定し、コンクリートの練り上がり温度が１５℃以上で、蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上で、養生装置内の空間の温度上昇勾配が２０℃/ｈ以下、かつコンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持し、温度下降勾配が２０℃/ｈ以下になるように制御して蒸気及び散水養生を行うようにして製造するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品。
- 請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物を使用し、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品の製造方法。
- 請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリートにおける結合材組成物を使用し、コンクリートの水結合材比を２０〜４０重量％、スランプフロー値が６００〜７００ｍｍとなるように骨材とともに配合してコンクリートとし、前記コンクリートの終局断熱温度上昇量を５５〜８０℃の範囲に設定してなる高耐久性コンクリートにおいて、コンクリートの練り上がり温度が１５℃以上で、蒸気養生開始時期がコンクリート打設終了後３時間以上で、養生装置内の空間の温度上昇勾配が２０℃/ｈ以下、かつコンクリートの表面温度が５０℃以上で５時間以上保持し、温度下降勾配が２０℃/ｈ以下になるように制御して蒸気及び散水養生を行うようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品の製造方法。
- 請求項６に記載の高耐久性コンクリート製品の製造方法において、コンクリート表面温度を、コンクリート表面に熱電対を設けて断熱材で覆い測定するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品の製造方法。
- 請求項６記載の高耐久性コンクリート製品の製造方法において、コンクリート表面温度とコンクリート中心部との温度差が５℃以内となるように制御して蒸気及び散水養生するようにしたことを特徴とする高耐久性コンクリート製品の製造方法。
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