JP2006232625A - Concrete base material for placing at cold time, concrete structure using the base material and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、寒冷地や寒冷時に建設する鉄筋コンクリート構造物に適用する寒冷時打込み用コンクリート素材、当該コンクリート素材を用いたコンクリート構造物及びその製造方法に関し、特に、寒冷地や寒冷時に建設する鉄筋コンクリート構造物等の壁やスラブ等の面部材に好適に用いられ、これらの構造物や面部材の初期欠陥となる乾燥収縮及び温度収縮に起因するひび割れを抑制または防止することが可能なコンクリート素材、当該コンクリート素材を用いたコンクリート構造物及びその製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cold-placed concrete material to be applied to a reinforced concrete structure to be constructed in a cold region or cold, a concrete structure using the concrete material, and a manufacturing method thereof, and more particularly, a reinforced concrete structure to be constructed in a cold region or cold. Concrete materials that can be suitably used for surface members such as walls and slabs of objects, etc., and that can suppress or prevent cracks due to drying shrinkage and temperature shrinkage that are initial defects of these structures and surface members, The present invention relates to a concrete structure using a concrete material and a manufacturing method thereof.
近年、鉄筋コンクリート構造物や鉄骨鉄筋コンクリート構造物等の建築構造物の分野においては、耐震性の向上等の観点から、耐久性のより高いものが要求されている。
かかるコンクリート構造物の高耐久化を図るためには、初期欠陥となるひび割れを防止しなければならないが、このひび割れは、特に、コンクリート構造物の壁やスラブ等の面部材において発生し易く、その発生主要因は、乾燥収縮や温度応力等である。
従って、これらの面部材においては、初期の養生過程における乾燥収縮や温度応力に起因するひび割れを主として抑制もしくは防止する必要がある。
In recent years, in the field of building structures such as reinforced concrete structures and steel-framed reinforced concrete structures, higher durability is required from the viewpoint of improving earthquake resistance.
In order to increase the durability of such a concrete structure, it is necessary to prevent cracks, which are initial defects, and these cracks are particularly likely to occur in surface members such as walls and slabs of concrete structures. The main causes are drying shrinkage and temperature stress.
Therefore, in these surface members, it is necessary to mainly suppress or prevent cracks caused by drying shrinkage and temperature stress in the initial curing process.
これらの観点に着目して、温度応力を低減するために、「低熱ポルトランドセメントを用いた超高強度コンクリートの実用化に関する研究」、日本建築学会学術講演梗概集、２０００年、Ａ−１（材料施工）、ｐ．９１９−９２０（非特許文献１）には、従来のセメントを改良した低発熱形セメントが提案され実用に供されている。
また、乾燥収縮を低減するために、「コンクリートの自己収縮研究委員会報告書」２００２年９月、（社）日本コンクリート工学協会、ｐ．２０７−２１０（非特許文献２）には、膨張材や収縮低減剤が提案され、実用に供されている。
Focusing on these viewpoints, in order to reduce temperature stress, "Study on practical application of ultra high strength concrete using low heat Portland cement", Abstracts of Architectural Institute of Japan, 2000, A-1 (Materials) Construction), p. In 919-920 (Non-Patent Document 1), a low heat generation type cement improved from a conventional cement is proposed and put into practical use.
In order to reduce the drying shrinkage, “Concrete Self Shrinkage Research Committee Report” September 2002, Japan Concrete Institute, p. In 207-210 (Non-Patent Document 2), an expansion material and a shrinkage reducing agent are proposed and put into practical use.
しかし、従来のコンクリート構造物においては、収縮と温度応力が絡み合ってひび割れが発生していたので、収縮の低減または温度応力の低減という個別の対策を別個に採用するだけでは、コンクリート構造物に発生するひび割れを有効に防止することは困難であった。 However, in conventional concrete structures, shrinkage and thermal stress are intertwined and cracks occur. Therefore, if individual measures such as reducing shrinkage or reducing thermal stress are adopted separately, they will occur in concrete structures. It has been difficult to effectively prevent cracking.
また、最近では、低熱ポルトランドセメントと膨張材または収縮低減材とを併用したコンクリート素材を用いることにより、コンクリート構造物の温度ひび割れ対策を図る試みが行われている。
この場合、コンクリート構造物の収縮を補償するために、（社）土木学会の「膨張コンクリートの設計施工指針」では、膨張材を添加したコンクリートの拘束膨張率を１５０×１０−６〜２５０×１０−６と規定している。
Recently, attempts have been made to prevent temperature cracks in concrete structures by using a concrete material that is a combination of low heat Portland cement and an expansion material or shrinkage reduction material.
In this case, in order to compensate for the shrinkage of the concrete structure, the “Expanded Concrete Design and Construction Guidelines” of the Japan Society of Civil Engineers set the constrained expansion rate of the concrete to which the expansion material is added to 150 × 10 −6 to 250 × 10. -6 .
しかしながら、収縮の影響が顕著なコンクリート素材の場合においては、ひび割れ防止の観点から、各コンクリート素材の各構成材料の性能を把握するとともに各構成材料の最適な使用量を慎重に検討しなければ、ひび割れを有効に抑制または防止することができない。
特に、乾燥収縮が顕著なコンクリート構造物の場合、そのひび割れの発生を抑制もしくは防止するために、コンクリート素材中に含有される膨張材の使用量を増加させる方法があり、この場合、鉄筋等の拘束があれば、ケミカルプレストレスや硬化体組織の緻密化などが図られるために、ひび割れに対して本来の効果を十分に発揮することが可能であるが、かかる場合においても、配筋する鉄筋の方向性により拘束が小さいまたは無いに等しい場合には、過度な膨張が生じて硬化体組織が緩み、微細なひび割れが生じることがある。
However, in the case of a concrete material that is significantly affected by shrinkage, from the viewpoint of cracking prevention, it is necessary to grasp the performance of each constituent material of each concrete material and carefully consider the optimum usage amount of each constituent material. Cracks cannot be effectively suppressed or prevented.
In particular, in the case of concrete structures with significant drying shrinkage, there is a method of increasing the amount of expansion material contained in the concrete material in order to suppress or prevent the occurrence of cracks. If constrained, chemical prestress and densification of the hardened body structure can be achieved, so that the original effect against cracks can be fully exerted. When the restraint is small or equal due to the directivity, excessive expansion may occur, the hardened body structure may loosen, and fine cracks may occur.
このような乾燥収縮が顕著なコンクリート構造物に対しては、従前にも増して硬化体組織が緩まない範囲で十分に大きな膨張率を確保するために、その膨張率の選定が重要となり、例えば、特開２００４−２１７５１４号公報には、低発熱型セメントと低添加型膨張材と骨材とを含み、低添加型膨張材を１２．５〜２７．５ｋｇ／ｍ３とすることによって、養生７日目における膨張率を１５０×１０−６〜７５０×１０−６の範囲内とし、スラブや壁等のコンクリート構造物を構成する面部材においても、初期欠陥となる乾燥収縮に起因するひび割れを抑制または防止することができることが記載されている。 For concrete structures with such remarkable drying shrinkage, in order to ensure a sufficiently large expansion coefficient in a range where the hardened body structure does not loosen more than before, the selection of the expansion coefficient is important. JP-A-2004-217514 includes a low heat generation type cement, a low additive type expansive material and an aggregate, and the low additive type expansive material is 12.5 to 27.5 kg / m 3 , thereby curing. The expansion rate on the 7th day is in the range of 150 × 10 −6 to 750 × 10 −6 , and cracks due to drying shrinkage, which is an initial defect, are also formed in the surface members constituting concrete structures such as slabs and walls. It is described that it can be suppressed or prevented.
しかし、前記提案されたコンクリート素材は、１０℃以上の温度領域においては充分適用できるものであるが、１０℃以下の寒冷時に打ち込むコンクリート構造物への適用は、ひび割れが有効に抑制または防止できず、難しいのが現状である。
即ち、１０℃以下の寒冷時では、低熱ポルトランドセメントの硬化が極端に遅延することにより、セメントに含有される膨張剤の膨張による応力が発現し、かかる応力を、セメント硬化により得られる強度によって補償することができずに、膨張によるひび割れを起こすことがあり、更に、低発熱型セメントの強度発現性が悪化することにより、コンクリート構造物の施工工期が長期になる等の問題があった。
However, although the proposed concrete material can be sufficiently applied in a temperature range of 10 ° C. or higher, application to a concrete structure driven in a cold temperature of 10 ° C. or lower cannot effectively suppress or prevent cracks. The current situation is difficult.
That is, when the temperature is low at 10 ° C. or lower, the curing of the low heat Portland cement is extremely delayed, so that the stress due to the expansion of the expansion agent contained in the cement appears, and the stress is compensated by the strength obtained by the cement curing. In some cases, cracking due to expansion may occur, and the strength development of the low heat generation type cement deteriorates, resulting in a long construction period of the concrete structure.
しかしながら、寒冷時には打ち込むコンクリート構造物の強度発現性が悪く、長期間の養生が必要になる等の問題点を克服し、特に寒冷時のひび割れ抵抗性を有効に向上させたコンクリート素材は未だ実現されていないのが現状である。
本発明の目的は、上記の課題を解決し、特に寒冷時に建造する鉄筋コンクリート構造物に適用されるコンクリート素材と当該コンクリート素材を用いたコンクリート構造物及びその製造方法に関し、特に、寒冷時に建設する鉄筋コンクリート構造物等の壁やスラブ等の面部材に好適に用いられ、強度発現性にも優れ、初期欠陥となる乾燥収縮及び温度収縮に起因するひび割れを有効に抑制または防止することが可能なコンクリート素材、当該コンクリート素材を用いたコンクリート構造物及びその製造方法を提供する。 The object of the present invention relates to a concrete material applied to a reinforced concrete structure that is constructed in cold weather, a concrete structure using the concrete material, and a manufacturing method thereof, and more particularly, a reinforced concrete constructed in cold weather. A concrete material that can be suitably used for surface members such as walls and slabs of structures, etc., has excellent strength development, and can effectively suppress or prevent cracks caused by drying shrinkage and temperature shrinkage, which are initial defects. The present invention provides a concrete structure using the concrete material and a method for manufacturing the same.
本発明者らは、寒冷時にコンクリート構造物を建造するにあたり、コンクリートの強度発現が劣るため、セメントの硬化が遅い低熱ポルトランドセメントの使用は困難であり、中庸熱ポルトランドセメントと特定の配合割合の低添加型膨張材とを組み合わせた場合に、寒冷時、特に１０℃以下の寒冷域においては、中庸熱ポルトランドセメントの強度発現の時期と膨張材の膨張発現の時期とが一致して、寒冷時に施工するコンクリート構造物、特にスラブや壁等の構造物を構成する面部材において、初期欠陥となる乾燥収縮に起因するひび割れに対し、常温域では得られない、優れたひび割れ抑制または防止が得られることを見出し、本発明に到達した。 In constructing a concrete structure in cold weather, the present inventors have difficulty in using low heat Portland cement, which is slow in hardening of the cement, because the strength expression of the concrete is inferior. When combined with additive-type expansive material, when cold, especially in cold regions of 10 ° C or less, the time of strength development of medium-heated Portland cement matches the time of expansion of the expansive material, and construction is performed when cold. It is possible to obtain excellent crack suppression or prevention that cannot be obtained at room temperature against cracks caused by drying shrinkage, which is an initial defect, in concrete members that make up concrete structures, especially slabs and walls. And reached the present invention.
即ち、本発明の寒冷時打込み用コンクリート素材は、寒冷時に打ち込むのに適用される寒冷時打込み用コンクリート素材であって、中庸熱ポルトランドセメントと、低添加型膨張材と、骨材とを含み、当該コンクリート素材中に含有される中庸熱ポルトランドセメント及び低添加型膨張材の総質量に対して混合される水の質量割合Ｘ（質量％）と、コンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたりに含有される低添加型膨張材の単位量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）とが、次式；
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足する関係であることを特徴とする。
That is, the cold-placed concrete material of the present invention is a cold-placed concrete material applied for cold-working, and includes medium-heated Portland cement, a low addition type expansion material, and an aggregate, Contained per unit mass (m 3 ) of mass ratio X (mass%) of water mixed with the total mass of medium-heated Portland cement and low additive expansion material contained in the concrete material The unit amount Y (kg / m 3 ) of the low addition type expansion material to be used is the following formula:
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
It is characterized by satisfying the relationship.
好適には、本発明のコンクリート素材は、前記低添加型膨張材がエトリンガイト−石灰複合系膨張材であることを特徴とする。
更に好適には、本発明のコンクリート素材は、更に、減水剤を含有することを特徴とする。
Preferably, the concrete material of the present invention is characterized in that the low addition type expansion material is an ettringite-lime composite expansion material.
More preferably, the concrete material of the present invention further includes a water reducing agent.
また、本発明のコンクリート構造物は、前記本発明のコンクリート素材と水とを含んで混練して得られるコンクリート材料を打ち込んだ後の膨張率が、養生７日目以降で１５０×１０−６以上であり、かつ養生１４日目で６００×１０−６以下の範囲内にあることを特徴とする。 In addition, the concrete structure of the present invention has an expansion rate of 150 × 10 −6 or more after the seventh day of curing after the concrete material obtained by kneading the concrete material of the present invention and water is kneaded. And within a range of 600 × 10 −6 or less on the 14th day of curing.
好適には、本発明のコンクリート構造物は、上記本発明のコンクリート素材中に含有される前記中庸熱セメント及び前記低添加型膨張材の総質量に対する前記水の質量割合Ｘ（質量％）と、コンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたりに含有される前記低添加型膨張材の単位量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）とが、次式；
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足する関係であることを特徴とする。
Preferably, the concrete structure of the present invention is a mass ratio X (mass%) of the water with respect to the total mass of the moderately heated cement and the low additive expansion material contained in the concrete material of the present invention, The unit amount Y (kg / m 3 ) of the low addition type expansion material contained per unit volume (m 3 ) of the concrete structure is the following formula:
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
It is characterized by satisfying the relationship.
本発明のコンクリート構造物の製造方法において、上記本発明のコンクリート素材と水とを含むコンクリート材料を１０℃以下の寒冷時で打ち込むにあたり、前記コンクリート素材中に含有される中庸熱ポルトランドセメント及び前記低添加型膨張材の総質量に対する前記水の質量割合Ｘ（質量％）と、コンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたりに含有される低添加型膨張材の単位量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）とが、次式；
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足するように調製されたコンクリート材料を用いて、１０℃以下の寒冷時で打ち込むことによりコンクリート構造物を建造することを特徴とする。
In the method for producing a concrete structure of the present invention, when the concrete material containing the concrete material of the present invention and water is driven in a cold temperature of 10 ° C. or less, the moderately hot Portland cement contained in the concrete material and the low The mass ratio X (mass%) of the water with respect to the total mass of the additive expansion material, and the unit amount Y (kg / m 3 ) of the low additive expansion material contained per unit volume (m 3 ) of the concrete structure Is the following formula:
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
A concrete structure is constructed by using a concrete material prepared so as to satisfy the above conditions by driving in a cold state of 10 ° C. or less.
本発明の寒冷時打込み用コンクリート素材は、中庸熱ポルトランドセメントと低添加型膨張材と骨材とを含み、当該前記コンクリート素材と水とを含んで混練して得られるコンクリート材料を打ち込んで最終的に得られる仕上がりコンクリート構造物１ｍ３あたりに含有される低添加型膨張材の単位量を特定の配合割合としたことにより、寒冷時、特に１０℃以下の寒冷時において打ち込むのに用いても、初期欠陥となる乾燥収縮に起因するひび割れを有効に抑制または防止することができる。 The cold-placed concrete material of the present invention includes medium-heated Portland cement, a low additive-type expansion material, and an aggregate. The concrete material obtained by kneading the concrete material and water is finally poured. The unit amount of the low-addition type expansive material contained per 1 m 3 of the finished concrete structure obtained in the above is set to a specific blending ratio, so that it can be used for driving in cold, particularly at 10 ° C. or less. It is possible to effectively suppress or prevent cracks resulting from drying shrinkage, which is an initial defect.
また、本発明のコンクリート構造物は、コンクリート材料の打込み後の膨張率を一定の範囲内のものとしたことで、寒冷時、特に１０℃以下で打ち込んだコンクリート構造物の乾燥収縮によるひび割れが顕著となるスラブや壁等の構造物を構成する面部材においても、初期欠陥となる乾燥収縮に起因するひび割れを有効に抑制または防止することができる。 In addition, the concrete structure of the present invention has an expansion rate within a certain range after the concrete material is placed, so that cracks due to drying shrinkage of the concrete structure placed at a temperature of 10 ° C. or less are remarkable in cold weather. Even in a surface member constituting a structure such as a slab or a wall, cracks due to drying shrinkage that are initial defects can be effectively suppressed or prevented.
本発明のコンクリート構造物の製造方法は、コンクリート材料が一定の関係を満足するように、中庸熱ポルトランドセメント、低添加型膨張材及び水の量を調製したコンクリート材料を使用して、寒冷時、特に１０℃以下でコンクリート構造物を打ち込むのに用いるので、乾燥収縮に起因するひび割れが生じないコンクリート構造物を建造することができる。 The method for producing a concrete structure of the present invention uses a medium-heated Portland cement, a low additive expansion material, and a concrete material prepared by adjusting the amount of water so that the concrete material satisfies a certain relationship. In particular, since it is used to drive a concrete structure at 10 ° C. or lower, it is possible to construct a concrete structure in which cracks due to drying shrinkage do not occur.
本発明を実施するための最良の形態について以下に説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のコンクリート素材は、寒冷時に打ち込むのに用いるコンクリート素材であって、中庸熱ポルトランドセメントと、低添加型膨張材と、骨材とを含むものである。
一般に、中庸熱ポルトランドセメントは常温域においてひび割れ抵抗性に劣っており、膨張材を組み合わせても所望するひび割れ低減効果は得られにくいとされている。
しかしながら、本発明においては、寒冷時、特に１０℃以下の寒冷域で、中庸熱ポルトランドセメントの強度発現の時期と膨張材の膨張発現の時期とが一致することにより、常温域では得られない、優れたひび割れ抑制または防止を得ることが可能となった。
The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
The concrete material of the present invention is a concrete material used for driving in a cold state, and includes medium-heated Portland cement, a low additive type expansion material, and an aggregate.
Generally, moderately hot Portland cement is inferior in crack resistance in a normal temperature range, and it is difficult to obtain a desired crack reduction effect even when combined with an expansion material.
However, in the present invention, when it is cold, particularly in a cold region of 10 ° C. or less, the strength expression time of medium-heated Portland cement coincides with the time of expansion expression of the expansion material, so it cannot be obtained in the normal temperature region. It became possible to obtain excellent crack suppression or prevention.
本発明のコンクリート素材に用いられる中庸熱ポルトランドセメントは、水和熱が低く、寒冷時にもコンクリートとして打ち込んで強度を発揮することができるものであり、日本工業規格：ＪＩＳＲ５２１０において規格化されているものであれば任意の１種以上のものを使用することができる。
また、本発明のコンクリート素材に用いられる低添加型膨張材は、打込み後のコンクリート構造物の収縮を補償するもので、例えば、石灰系膨張材、エトリンガイト系膨張材、エトリンガイト−石灰複合系膨張材等の１種以上が好適に用いられる。
前記エトリンガイト−石灰複合系膨張材としては、例えば、遊離石灰を５０質量％、アーウイン（３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４）を２０質量％、無水石膏を３０質量％含む膨張材を好適に挙げられる。
The moderately hot portland cement used for the concrete material of the present invention has a low heat of hydration and can be struck as concrete even in cold weather to exhibit strength, and is standardized in Japanese Industrial Standards: JIS R5210 Any one or more of them can be used.
Further, the low addition type expansion material used for the concrete material of the present invention compensates for the shrinkage of the concrete structure after placing, for example, lime-based expansion material, ettringite expansion material, ettringite-lime composite expansion material One or more of these are preferably used.
As the ettringite-lime composite expansion material, for example, an expansion material containing 50% by mass of free lime, 20% by mass of Irwin (3CaO.3Al 2 O 3 .CaSO 4 ), and 30% by mass of anhydrous gypsum is preferable. It is done.
前記本発明のコンクリート素材に含有される低添加型膨張材の配合量は、当該コンクリート素材中に含有される中庸熱ポルトランドセメント及び低添加型膨張材の総質量に対して混合される水の質量割合Ｘ（質量％）と、コンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたりに含有される低添加型膨張材の単位量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）とが、次式；
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足する関係であることが必要である。
ここで、コンクリート構造物とは、上記コンクリート素材と水等とを混練して得られるコンクリート材料を用いて打ち込み、養生硬化した状態仕上がりのコンクリート構造物をいうものである。
The blending amount of the low addition type expansive material contained in the concrete material of the present invention is the mass of water mixed with the total mass of the moderately heated Portland cement and the low addition type expansive material contained in the concrete material. The ratio X (mass%) and the unit amount Y (kg / m 3 ) of the low addition type expansion material contained per unit volume (m 3 ) of the concrete structure are represented by the following formula:
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
It is necessary to have a relationship that satisfies
Here, the concrete structure refers to a concrete structure that is driven and cured using a concrete material obtained by kneading the above concrete material and water.
これは、低添加型膨張材の配合量が上記式で表される範囲より少ないと、当該膨張材の添加効果が小さく、乾燥収縮に対して十分な膨張効果が得られず、その結果、コンクリート構造物の収縮を補償することが困難になるからであり、また、その配合量が上記式で表される範囲より多いと、過度の膨張を発生させるおそれがあり、その結果、コンクリート構造物に微細なひびが生じる場合があるからである。
例えば、前記コンクリート素材と水とを配合し、次いで混練してコンクリート材料を調製する際に、前記中庸熱ポルトランドセメントと低添加型膨張材との総質量に対する水の配合質量比が０．５（５０質量％）のときは、コンクリート素材中に含有される低添加型膨張材の配合量は、仕上がりコンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたり１５〜２５ｋｇ／ｍ３であり、また。それぞれ０．４（４０質量％）のときは１７．５〜２７．５ｋｇ／ｍ３とすることが好ましい。
This is because if the blending amount of the low addition type expansion material is less than the range represented by the above formula, the addition effect of the expansion material is small, and a sufficient expansion effect against drying shrinkage cannot be obtained. This is because it becomes difficult to compensate for the shrinkage of the structure, and if the blending amount is larger than the range represented by the above formula, excessive expansion may occur, resulting in the concrete structure. This is because fine cracks may occur.
For example, when the concrete material and water are mixed and then kneaded to prepare a concrete material, the mixing mass ratio of water to the total mass of the moderately-heated Portland cement and the low addition type expansion material is 0.5 ( 50 mass%), the blending amount of the low addition type expansive material contained in the concrete material is 15 to 25 kg / m 3 per unit volume (m 3 ) of the finished concrete structure. When each is 0.4 (40 mass%), it is preferable to set it as 17.5-27.5 kg / m < 3 >.
更に、本発明のコンクリート素材に用いられる骨材は、通常のコンクリートに配合されるものであれば、特に限定されるものではなく、細骨材としては、川砂、陸砂、破砕砂等が、また粗骨材としては、川砂利、陸砂利、破砕石等を好適に用いることができる。
かかるコンクリート素材には、必要に応じて減水剤等の添加剤を添加してもかまわない。
前記減水剤としては、例えば、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等が好適に用いられる。
Furthermore, the aggregate used in the concrete material of the present invention is not particularly limited as long as it is blended with ordinary concrete, and as fine aggregate, river sand, land sand, crushed sand, etc. Further, as the coarse aggregate, river gravel, land gravel, crushed stone and the like can be suitably used.
An additive such as a water reducing agent may be added to the concrete material as necessary.
As the water reducing agent, for example, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, a high performance AE water reducing agent and the like are preferably used.
また、本発明のコンクリート材料は、前記した本発明のコンクリート素材と水とを混合することにより、具体的には、中庸熱ポルトランドセメント、低添加型膨張材及び骨材、そして必要に応じて添加される減水剤と、水とを混合することにより得られる。
当該コンクリート素材中に含有される中庸熱ポルトランドセメントと低添加型膨張材との総質量に対する水の質量割合Ｘ（質量％）と、仕上がりコンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたりに含有される低添加型膨張材の単位量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）とが、次式；
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足するものである。
Further, the concrete material of the present invention can be added by mixing the above-described concrete material of the present invention and water, specifically, medium-heated Portland cement, low-addition type expansion material and aggregate, and if necessary, It is obtained by mixing water reducing agent and water.
The mass ratio X (mass%) of water with respect to the total mass of the medium-heated Portland cement and the low additive expansion material contained in the concrete material, and the low content contained per unit volume (m 3 ) of the finished concrete structure The unit amount Y (kg / m 3 ) of the additive-type expansion material is the following formula:
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
Is satisfied.
図１は上記式を図示したもので、本発明のコンクリート材料における水／（中庸熱ポルトランドセメント＋低添加型膨張材）Ｘ（質量％）に対する、仕上がりコンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたりに含有される低添加型膨張材の単位量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）の範囲を図示したものである。
当該図１においては、２本の直線により低添加型膨張材量Ｙの上限値と下限値を示している。
FIG. 1 illustrates the above formula per unit volume (m 3 ) of a finished concrete structure with respect to water / (medium moderately hot Portland cement + low additive expansion material) X (mass%) in the concrete material of the present invention. The range of the unit amount Y (kg / m 3 ) of the low addition type expansion material contained is illustrated.
In FIG. 1, the upper limit value and the lower limit value of the low additive-type expansion material amount Y are shown by two straight lines.
図中、「○」は膨張もしくは乾燥収縮に起因するひび割れが全く認められない好適実施態様を、「×」は膨張に起因するひび割れが認められた実施態様もしくは打込み後の膨張率が１５０×１０−６未満であり乾燥収縮によるひび割れの虞があるものを、それぞれ示している。
また、図１中の直線Ｌ１は上限を、直線Ｌ２は下限を、それぞれ示している。
なお、直線Ｌ１（上限）を上回る領域でのひび割れは、コンクリートの膨張に起因するものであり、直線Ｌ２（下限）を下回る領域でのひび割れは、コンクリートの乾燥収縮に起因するものである。
In the figure, “O” indicates a preferred embodiment in which no cracks due to expansion or drying shrinkage are observed, and “X” indicates an embodiment in which cracks due to expansion are observed, or the expansion rate after implantation is 150 × 10. Each of them is less than −6 and may be cracked due to drying shrinkage.
Further, the straight line L 1 in FIG. 1 the upper limit, the straight line L 2 represents the lower limit, respectively.
Note that cracks in the region above the straight line L 1 (upper limit) is due to the expansion of the concrete, cracking in the region below the straight line L 2 (lower limit) is due to the drying shrinkage of the concrete .
かかるひび割れの評価は、水／（中庸熱ポルトランドセメント＋低添加型膨張材）Ｘ（質量％）と、仕上がりコンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたりに含有される低添加型膨張材の単位量Ｙとの値をそれぞれ異ならせたコンクリート材料を複数調製し、各コンクリート材料毎に各３個ずつ、外径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの大きさの円柱状のコンクリート構造物試験体を作製した後、各コンクリート構造物試験体の表面を目視にて観察し、膨張もしくは乾燥収縮に起因するひび割れの有無を調べたものである。 The evaluation of such cracks is as follows: water / (medium-heated Portland cement + low addition type expansion material) X (mass%) and the unit amount of low addition type expansion material contained per unit volume (m 3 ) of the finished concrete structure After preparing a plurality of concrete materials each having a different value from Y, and preparing three columnar concrete structure specimens having an outer diameter of 10 cm and a height of 20 cm for each concrete material, The surface of each concrete structure specimen was visually observed to check for cracks due to expansion or drying shrinkage.
図１によれば、寒冷時にコンクリート材料を打ち込む際の、コンクリート素材中に含まれる中庸熱ポルトランドセメントと低添加型膨張材との総質量に対する水の質量割合（質量％）及び仕上がりコンクリート構造物単位容積（ｍ３）あたりに含有される低添加型膨張材の単位量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）の範囲がこれらの直線Ｌ１、Ｌ２の範囲内、すなわち、
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足するものであれば、初期欠陥となる膨張もしくは乾燥収縮に起因するひび割れが全く認められないことがわかる。
According to FIG. 1, the mass ratio (% by mass) of water with respect to the total mass of the medium-heated Portland cement and the low additive expansion material contained in the concrete material and the finished concrete structure unit when the concrete material is driven in the cold The range of the unit amount Y (kg / m 3 ) of the low addition type expansion material contained per volume (m 3 ) is within the range of these straight lines L 1 and L 2 , that is,
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
If it satisfies the above, it can be seen that no cracks due to expansion or drying shrinkage, which are initial defects, are observed.
本実施形態のコンクリート構造物は、上述したコンクリート材料を１０℃以下の寒冷時に打ち込み、その後所定期間養生することにより建造される。
このようにしてこのコンクリート構造物の材齢７日、すなわち、寒冷時でのコンクリート材料の打込み後、養生７日目以降における膨張率が１５０×１０−６以上であり、養生１４日目における膨張率が６００×１０−６以下の範囲内であることが好ましい。
この膨張率の範囲は、一軸拘束膨張試験方法（「日本工業規格ＪＩＳ Ａ ６２０２の付属書２ 膨張コンクリートの拘束膨張および収縮試験方法」のうち、Ｂ法「膨張及び収縮を対象とした試験方法」に準拠）により測定した場合、コンクリート材料の硬化体の５℃湿潤養生７日目の一軸拘束膨張率が１５０×１０−６以上であり、養生１４日目における膨張率が６００×１０−６以下の範囲内であることを意味するものである。
The concrete structure of the present embodiment is constructed by driving the above-described concrete material when it is cold at 10 ° C. or lower and then curing for a predetermined period.
In this way, the concrete structure has an expansion rate of 150 × 10 −6 or more after the 7th day of curing after the concrete material is placed in the cold state, that is, when it is cold, and is expanded on the 14th day of the curing. The rate is preferably in the range of 600 × 10 −6 or less.
The range of this expansion coefficient is the uniaxial constrained expansion test method (“Test Method Targeting Expansion and Shrinkage” of Method B of “Appendix 2 Japanese Industrial Standards JIS A 6202 Appendix 2 Constrained Expansion and Shrinkage Test Method of Expanded Concrete”). The uniaxially constrained expansion rate of the hardened concrete material on the 7th day at 5 ° C. wet curing is 150 × 10 −6 or more, and the expansion rate on the 14th day of curing is 600 × 10 −6 or less. It means that it is within the range.
ここで、材齢７日以降における膨張率を１５０×１０−６以上の範囲と限定した理由は、膨張率が１５０×１０−６未満では、乾燥収縮の補償を十分に行うことができず、乾燥収縮に起因するひび割れが生じ易くなるからであり、また、材齢１４日における膨張率が６００×１０−６を越えると、コンクリート構造物に過度の膨張に起因するひび割れが発生し易くなるからである。 Here, the reason for limiting the expansion rate after the age of 7 days to a range of 150 × 10 −6 or more is that if the expansion rate is less than 150 × 10 −6 , the drying shrinkage cannot be sufficiently compensated, This is because cracks due to drying shrinkage tend to occur, and when the expansion rate at the age of 14 days exceeds 600 × 10 −6 , cracks due to excessive expansion are likely to occur in the concrete structure. It is.
かかるコンクリート構造物を製造するには、中庸熱ポルトランドセメントと低添加型膨張材との総質量に対する水の質量割合Ｘ（質量％）と、仕上がりコンクリート単位量（ｍ３）あたりに含有される低添加型膨張材の単位量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）とが、次式；
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足するように、中庸熱ポルトランドセメントと、低添加型膨張材と、骨材と、水とを、また、必要に応じて減水剤を、それぞれ秤量し、これらをミキサ内に投入し、これらが十分に均一分散するまで十分に混練し、コンクリート材料を調製する。
In order to manufacture such a concrete structure, the mass ratio X (mass%) of water with respect to the total mass of the medium-heated Portland cement and the low-addition-type expansion material, and the low content contained per unit amount of finished concrete (m 3 ). The unit amount Y (kg / m 3 ) of the additive-type expansion material is the following formula:
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
In order to satisfy the above conditions, medium-heated Portland cement, low-addition type expansion material, aggregate, water, and water reducing agent as needed are weighed and put into a mixer. Kneaded thoroughly until fully dispersed uniformly to prepare a concrete material.
その後、速やかに、このコンクリート材料を所定形状の型枠内に打ち込み、十分な養生を行う。
望ましくは、当該養生に必要な期間は、養生期間を寒冷時である外気温度を考慮して温暖時に比較して養生期間をより長く、少なくとも７日間とすることが好ましい。
かかる養生により、低添加型膨張材が膨張効果を発揮し、コンクリートの乾燥収縮を補償し、これにより、コンクリート構造物は、過度の乾燥収縮や過度の膨張が生じることなく、所望の形状を保持しつつ、機械的強度を十分発現することができることとなる。
Thereafter, the concrete material is immediately driven into a mold having a predetermined shape, and sufficient curing is performed.
Desirably, the period necessary for the curing is preferably longer than the warm period in consideration of the outside air temperature when it is cold, and is at least 7 days.
By this curing, the low-addition type expansion material exerts an expansion effect and compensates for the drying shrinkage of the concrete, whereby the concrete structure maintains a desired shape without causing excessive drying shrinkage or excessive expansion. However, the mechanical strength can be sufficiently expressed.
本発明を、次の実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
Ａ．コンクリートの一軸拘束膨張率及び膨張ひび割れ
（１）「セメントの種類と膨張特性の評価」
表１に示すように、セメントの種類、コンクリート素材中の水／（セメント＋低添加型膨張材）Ｘ（質量％）及び、コンクリート構造物単位容積あたりに含有される単位膨張材量Ｙ（ｋｇ／ｍ３）を様々に設定して得られた２０種類のコンクリート材料のうち、セメントの種類と低添加型膨張材の組み合わせによる膨張特性を確認するため、Ｎｏ．３およびＮｏ．１６〜１９のコンクリート材料を用いて５℃で打ち込み、次いで５℃の水中で７日間養生し、その後５℃の気中にて養生したコンクリート構造物供試体の一軸拘束膨張率を測定した。
なお、一軸拘束膨張率の測定は「日本工業規格ＪＩＳ Ａ ６２０２の付属書２ 膨張コンクリートの拘束膨張および収縮試験方法」のうち、Ｂ法「膨張及び収縮を対象とした試験方法」に養生温度以外を準拠させて行った。
The present invention will be specifically described with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
A. Unconfined expansion rate and expansion cracking of concrete (1) “Evaluation of cement type and expansion characteristics”
As shown in Table 1, the type of cement, the water in the concrete material / (cement + low-additive expansion material) X (mass%), and the unit expansion material amount Y (kg) contained per unit volume of the concrete structure In order to confirm the expansion characteristics of the combination of the cement type and the low additive type expansion material among the 20 types of concrete materials obtained by variously setting (/ m 3 ), no. 3 and no. The uniaxial restraint expansion coefficient of the concrete structure specimen which was cast at 5 ° C. using concrete materials of 16 to 19, then cured in 5 ° C. water for 7 days, and then cured in the air at 5 ° C. was measured.
In addition, the measurement of the uniaxial restraint expansion rate is based on the B method “Test method for expansion and contraction” of “Appendix 2 of Japanese Industrial Standards JIS A 6202, Annex 2 Restraint Expansion and Shrinkage Test of Expanded Concrete” except for the curing temperature. Was made to comply.
図２にその結果を示す。
図２より、セメントの種類と低添加型膨張材の組み合わせにおいて、打込み時と比較して適切な膨張が得られ、しかもその後の乾燥収縮の少ないコンクリート構造物供試体はＮｏ．３（セメント種類；中庸熱ポルトランドセメント）およびＮｏ．１９（セメント種類；低熱ポルトランドセメント）であった。
The results are shown in FIG.
From FIG. 2, in the combination of the cement type and the low additive type expansion material, an appropriate expansion was obtained as compared with the time of placing, and the concrete structure specimen with less drying shrinkage thereafter was No. 3 (Cement type; moderately hot Portland cement) and No. 3 19 (cement type; low heat Portland cement).
なお、表１中、中庸熱ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種および低熱ポルトランドセメントは、いずれも住友大阪セメント（株）社製を使用し、また低添加型膨張材は、エトリンガイト−石灰複合系膨張材（住友大阪セメント（株）社製 製品名；スーパーサクス−タイプＳ）を用いた。 In Table 1, medium-heated Portland cement, ordinary Portland cement, early strong Portland cement, blast furnace cement Type B and low heat Portland cement are all made by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Used an ettringite-lime composite expansion material (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd .; product name: Super Sax Type S).
（２）「寒冷時打込み用コンクリート材料の評価」
＜コンクリートの一軸拘束膨張率・強度発現性試験＞
上記表１のＮｏ８（セメント種類；中庸熱ポルトランドセメント）及びＮｏ２０（セメント種類；低熱ポルトランドセメント）のコンクリート材料を用いて、寒冷時の打込みにおけるコンクリート構造物供試体の膨張量および強度の発現性について、気温５℃で打ち込んだコンクリート構造物供試体を５℃の水中養生にて試験した。
上記２種類のコンクリート供試体Ｎｏ８とＮｏ２０の一軸拘束膨張率を測定し、その結果を図３に示す。なお、一軸拘束膨張率は前記試験方法と同様の方法にて測定した。
また、かかるコンクリート構造物供試体Ｎｏ８とＮｏ２０の強度発現性を試験した。
強度発現性は、ＪＩＳ Ａ １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」により試験した。その結果を図４に示す。
(2) “Evaluation of concrete materials for placement in cold weather”
<Concrete uniaxial restraint expansion coefficient and strength development test>
Using concrete materials of No. 8 (cement type; moderately hot Portland cement) and No. 20 (cement type; low-heat Portland cement) in Table 1 above, the expansion of the concrete structure specimen and the expression of strength in the placement during cold weather The concrete structure specimens that were driven at a temperature of 5 ° C. were tested by water curing at 5 ° C.
The two types of concrete specimens No. 8 and No. 20 were measured for uniaxially restricted expansion, and the results are shown in FIG. In addition, the uniaxial restraint expansion coefficient was measured by the method similar to the said test method.
Further, the strength development properties of the concrete structure specimens No. 8 and No. 20 were tested.
The strength development was tested according to JIS A 1108 “Concrete Compressive Strength Test Method”. The result is shown in FIG.
Ｎｏ．８およびＮｏ．２０のコンクリート構造物供試体共に適切な膨張が得られるが、Ｎｏ．８のコンクリート材料を用いた構造物ではいずれの材齢でも圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上となる一方、Ｎｏ．２０のコンクリート材料を用いたコンクリート構造物での圧縮強度は十分でなく、寒冷時に打ち込んだコンクリート構造物の脱型などが難しくなるおそれがあることが明らかとなった。 No. 8 and no. No. 20 concrete structure specimen can be properly expanded. In the structure using the concrete material of No. 8, the compressive strength becomes 10 N / mm 2 or more at any age. It was revealed that the compressive strength of the concrete structure using 20 concrete materials is not sufficient, and it may be difficult to demold the concrete structure driven in the cold.
次いで、コンクリート材料（Ｎｏ．１〜１５）を用いて５℃で打ち込んで作製した各コンクリート構造物供試体の一軸拘束膨張率を測定した。一軸拘束膨張率の測定は上記試験方法と同様にして行った。
なお、養生条件として、５℃の水中養生をおこなった各供試体の各材齢における一軸拘束膨張率を測定した。
また、これらの供試体の圧縮強度も同時に測定した。
Subsequently, the uniaxial restraint expansion coefficient of each concrete structure specimen produced by using concrete materials (Nos. 1 to 15) and driving at 5 ° C. was measured. The measurement of the uniaxial restricted expansion rate was performed in the same manner as the above test method.
In addition, the uniaxial restraint expansion coefficient in each material age of each specimen which performed 5 degreeC water curing as a curing condition was measured.
Moreover, the compressive strength of these specimens was also measured.
図５は、Ｎｏ．１〜５各々の各材齢（日）における一軸拘束膨張率を示す図であり、図６は、Ｎｏ．６〜１０各々の各材齢（日）における一軸拘束膨張率を示す図であり、図７は、Ｎｏ．１１〜１５各々の各材齢（日）における一軸拘束膨張率を示す図である。
また、図８は、Ｎｏ．１〜５各々の各材齢（日）における圧縮強度を示す図であり、図９は、Ｎｏ．６〜１０各々の各材齢（日）における圧縮強度を示す図であり、図１０は、Ｎｏ．１１〜１５各々の各材齢（日）における圧縮強度を示す図である。
FIG. 1 to 5 are diagrams showing uniaxial restrained expansion rates at respective ages (days). 6 to 10 are diagrams showing uniaxial restrained expansion rates at respective ages (days) of 6 to 10, respectively. It is a figure which shows the uniaxial restraint expansion coefficient in each material age (day) of 11-15 each.
Further, FIG. 1 to 5 are diagrams showing the compressive strength at each age (day). It is a figure which shows the compressive strength in each age (day) of each 6-10, FIG. It is a figure which shows the compressive strength in each material age (day) of 11-15 each.
（評価基準）
寒冷条件でコンクリートを打ち込んだ場合でも、膨張に起因するひび割れ、および乾燥収縮によるひび割れが生じないことが要求される。
収縮によるひび割れを防止するには、１５０×１０−６以上の膨張量が打込み後７日までに発生していれば、収縮ひび割れによる抵抗性を有するものであり、このことは前述の（社）土木学会の「膨張コンクリートの設計施工指針」にも示唆されている。
このことから、供試体Ｎｏ１及び６は、７日の膨張率が１５０×１０−６以下であり、寒冷時におけるコンクリートとしては、不適切であることがわかる。
(Evaluation criteria)
Even when concrete is driven in a cold condition, it is required that cracks due to expansion and cracks due to drying shrinkage do not occur.
In order to prevent cracking due to shrinkage, if an expansion amount of 150 × 10 −6 or more is generated by 7 days after implantation, it has resistance due to shrinkage cracking. It is also suggested in the Japan Society of Civil Engineers "Guidelines for Design and Construction of Expanded Concrete".
From this, it can be seen that the specimens No. 1 and No. 6 have an expansion rate of 150 × 10 −6 or less on the 7th, and are inappropriate as concrete during cold weather.
一方、膨張によるひび割れは、膨張材の多量添加によることによって、コンクリート強度の発現を阻害して、過度の膨張によってコンクリートひび割れをおこし、更に強度低下を起こすことになる。
寒冷時に打ち込むコンクリートにおいては、上記試験結果から１４日目の膨張率が６００×１０−６以下であれば膨張によるひび割れはおきないことが確認された。
ここで、１４日目の膨張率を目安として設定したのは、寒冷時であっても１４日以降には膨張の増加がほとんどないことに依るものである。
試体Ｎｏ１０及び１５は、１４日目の膨張率が６００×１０−６以上あり、膨張によるひび割れが確認された。
On the other hand, cracks due to expansion are caused by adding a large amount of an expanding material, thereby inhibiting the development of concrete strength, causing concrete cracks due to excessive expansion, and further reducing the strength.
In concrete cast in the cold, it was confirmed from the above test results that cracks due to expansion would not occur if the expansion rate on the 14th day was 600 × 10 −6 or less.
Here, the reason why the expansion rate on the 14th day was set as a standard is that there was almost no increase in the expansion after the 14th day even in cold weather.
Specimens No. 10 and 15 had an expansion rate of 14 × 10 −6 or more on the 14th day, and cracks due to expansion were confirmed.
図１およびこれらの図から、寒冷時に中庸熱ポルトランドセメントと一定の割合で配合された低添加型膨張材との組み合わせを用いた場合には、乾燥収縮に起因するひび割れを低減するコンクリート材料は、かかる材料に含有される低添加型膨張材の膨張作用によってひび割れの原因となる収縮を補償するため、低添加型膨張材をコンクリート構造物単位容積１ｍ３あたり、図１中の直線Ｌ２の下限値で示される添加量以上用いることにより、材齢７日までに１５０×１０−６以上の膨張率が得られることがわかる。
したがって、低添加型膨張材の配合範囲を前記とすることによって乾燥収縮に起因するひび割れに対し、抵抗性を有するものとなる。
From FIG. 1 and these figures, when using a combination of moderately-heated Portland cement and a low addition type expansion material blended at a certain ratio at the time of cold, the concrete material that reduces cracks due to drying shrinkage is as follows: to compensate for the causes of the cracking by the expansion action of low added-type expansion member contracts contained in such materials, low added-type expansion material a concrete structure unit volume 1 m 3 per lower limit of the linear L 2 in FIG. 1 By using more than the addition amount shown by a value, it turns out that the expansion coefficient of 150x10 < -6 > or more is obtained by age 7 days.
Therefore, by setting the blending range of the low additive type expansion material as described above, it has resistance to cracks caused by drying shrinkage.
表２は、コンクリート材料（Ｎｏ．１〜１５）の無拘束状態における膨張ひび割れの確認試験を行った結果を示している。
かかる確認試験では、各コンクリート材料（Ｎｏ．１〜１５）を用いて５℃で打ち込んで各３個ずつ、外径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの大きさの円柱状のコンクリート構造物試供体を作製した後、当該温度で湿潤養生１日目で型枠を脱型し、この各コンクリート構造物供試体を５℃の水中に浸漬させ、その後１日毎に各コンクリート構造物供試体の表面を目視にて観察し、膨張ひび割れの有無を調べたものである。
Table 2 shows the results of a test for confirming expansion cracks in the unconstrained state of the concrete material (No. 1 to 15).
In such a confirmation test, each concrete material (No. 1 to 15) was driven at 5 ° C., and three pieces of each were produced, each having a columnar concrete structure specimen having an outer diameter of 10 cm and a height of 20 cm. Then, the mold is removed from the mold on the first day of the wet curing at the temperature, and each concrete structure specimen is immersed in water at 5 ° C., and then the surface of each concrete structure specimen is visually observed every day. It was observed and examined for the presence of expansion cracks.
表２から、Ｎｏ．１、２、４〜７、９、１１、１２、１４のコンクリート構造物供試体では、水中浸漬後６日（供試体作製後７日）においても、膨張ひび割れの発生は認められなかった。一方、Ｎｏ．１０、１５のコンクリート供試体では、水中浸漬後６日（供試体作製後７日）までにひび割れが発生した。
また、かかるコンクリート構造物供試体の強度発現性を試験した。
強度発現性は、ＪＩＳ Ａ １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」により試験した。その結果を図９及び図１０に示す。
From Table 2, no. In the concrete structure specimens of 1, 2, 4 to 7, 9, 11, 12, and 14, no expansion crack was observed even 6 days after immersion in water (7 days after preparation of the specimen). On the other hand, no. In the
Moreover, the strength expression property of the concrete structure specimen was tested.
The strength development was tested according to JIS A 1108 “Concrete Compressive Strength Test Method”. The results are shown in FIGS.
図９および図１０に示す圧縮強度から、これらのひび割れの発生したＮｏ．１０、１５のコンクリート構造物供試体は、ひび割れの発生しなかった他の供試体と比較して、ひび割れに起因した強度発現性に著しく劣っていることが分かる。
従って、図５〜７、図９及び１０並びに表２より、寒冷時のコンクリート材料の打込みにおいて、膨張ひび割れを発生させない単位膨張材量（ｋｇ／ｍ３）の添加量の上限の膨張率は、材齢１４日において６００×１０−６以下であればよいことがわかる。
From the compressive strength shown in FIG. 9 and FIG. It can be seen that the concrete structure specimens of Nos. 10 and 15 are significantly inferior in strength development due to cracks as compared with other specimens in which no cracks occurred.
Accordingly, from FIGS. 5 to 7, FIGS. 9 and 10, and Table 2, the expansion coefficient at the upper limit of the added amount of the unit expanded material (kg / m 3 ) that does not cause expansion cracks in the placement of the concrete material at the time of cold is It can be seen that it may be 600 × 10 −6 or less at the age of 14 days.
以上の結果から、図１において、乾燥収縮によるひび割れに対し抵抗性が得られる１５０×１０−６以上の膨張率を得るためには、コンクリート構造物単位容積あたりの低添加型膨張材の単位膨張材量（ｋｇ／ｍ３）の範囲を図１に示す直線Ｌ１以上とし、膨張ひび割れを発生させない単位膨張材量（ｋｇ／ｍ３）の添加量を直線Ｌ２の範囲内とすればよいことがわかる。 From the above results, in FIG. 1, in order to obtain an expansion coefficient of 150 × 10 −6 or more that provides resistance to cracking due to drying shrinkage, the unit expansion of the low addition type expansion material per unit volume of the concrete structure The material amount (kg / m 3 ) range may be equal to or greater than the straight line L 1 shown in FIG. 1, and the added amount of the unit expanded material amount (kg / m 3 ) that does not generate expansion cracks may be within the range of the straight line L 2. I understand that.
Ｂ．コンクリートのひび割れ抵抗性
現実に建造されたコンクリート構造物では、コンクリート中に埋設される鉄筋や既存のコンクリート構造物に収縮が拘束されることによって引張応力が発生し、この引張応力がコンクリート構造体の引張強度を上回った場合に、コンクリート構造体にひび割れが生じる現象が発生する。
前記に記載する通り打込み後材齢７日における一軸拘束膨張率が１５０×１０−６未満であると、鉄筋などに拘束されたコンクリート構造物であっては、乾燥収縮によるひび割れの可能性があり、（社）土木学会の「膨張コンクリートの設計施工指針」をクリアできないことは、寒冷時も常温時も同じである。
B. Cracking resistance of concrete In concrete structures that are actually built, tensile stress is generated by shrinkage restrained by reinforcing bars embedded in concrete or existing concrete structures, and this tensile stress is applied to the concrete structure. When the tensile strength is exceeded, a phenomenon occurs in which the concrete structure is cracked.
As described above, if the uniaxial restraint expansion coefficient at the age of 7 days after implantation is less than 150 × 10 −6 , there is a possibility of cracking due to drying shrinkage in a concrete structure restrained by a reinforcing bar or the like The fact that the "Design Guidelines for Expanded Concrete" of the Japan Society of Civil Engineers cannot be cleared is the same at cold and normal temperatures.
本実施例によれば、寒冷時に打ち込むコンクリート材料に中庸熱ポルトランドセメントと低添加型膨張材とを併用することにより、所定の膨張率を満足することはもちろんのこと、初期の膨張ひび割れ、乾燥収縮によるひび割れを抑制することができる寒冷時打込み用ひび割れ低減コンクリートの製造が可能となったことが明らかである。 According to the present embodiment, by using a medium-heated Portland cement and a low additive type expansion material in combination with a concrete material to be poured in the cold, not only the predetermined expansion rate is satisfied, but also the initial expansion crack and drying shrinkage It is clear that it has become possible to produce cracking-reduced concrete for driving in cold weather that can suppress cracking due to aging.
本発明は、特に寒冷時に打ち込むのに有効に適用できるコンクリート素材であって、かかるコンクリート素材により製造されたコンクリート建造物は、強度発現性も優れ、乾燥収縮によるひび割れが顕著となるスラブや壁等の建設構造物を構成する面部材において、初期欠陥となる乾燥収縮に起因するひび割れを効果的に抑制または防止することができるので、寒冷時における、耐久性の更なる向上、耐震性の更なる向上を図ることが可能となり、寒冷時に打ち込む鉄筋コンクリート構造物や鉄骨鉄筋コンクリート構造物に有効に適用することができる。 The present invention is a concrete material that can be effectively applied particularly when driven in cold weather, and a concrete structure manufactured using such a concrete material has excellent strength development and slabs, walls, etc. in which cracks due to drying shrinkage become prominent Since the cracks caused by drying shrinkage, which is an initial defect, can be effectively suppressed or prevented in the surface members constituting the construction structure of the construction, further improvement in durability and further improvement in earthquake resistance can be achieved during cold weather. It becomes possible to improve, and it can be effectively applied to a reinforced concrete structure or a steel reinforced concrete structure that is driven in cold weather.
Claims (6)
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足する関係であることを特徴とする、寒冷時打込み用コンクリート素材。 A concrete material used for driving in a cold environment, comprising medium-heated Portland cement, a low-addition type expansion material, and an aggregate, comprising a medium-heated Portland cement and a low-addition type expansion material contained in the concrete material The mass ratio X (mass%) of the water mixed with respect to the total mass and the unit amount Y (kg / m 3 ) of the low addition type expansion material contained per unit volume (m 3 ) of the concrete structure And the following formula:
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
A concrete material for placing in cold weather, characterized by satisfying the relationship.
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足する関係であることを特徴とする、コンクリート構造物。 5. The concrete structure according to claim 4, wherein a mass ratio X (mass%) of the water with respect to a total mass of the moderately-heated cement and the low addition type expansion material contained in the concrete material, and a concrete structure unit volume (m 3 ) The unit amount Y (kg / m 3 ) of the low addition type expansion material contained per unit is the following formula:
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
A concrete structure characterized by satisfying the following requirements.
２７．５−０．２５Ｘ≦Ｙ≦３７．５−０．２５Ｘ
を満足するように調製されたコンクリート材料を用いて、寒冷時で打ち込むことによりコンクリート構造物を建造することを特徴とする、コンクリート構造物の製造方法。
The medium-heated Portland cement contained in the concrete material and the low additive type when the concrete material obtained by kneading the concrete material according to any one of claims 1 to 3 and water is kneaded in a cold state. The ratio X (mass%) of the water relative to the total mass of the expansion material and the unit amount Y (kg / m 3 ) of the low addition type expansion material contained per unit volume (m 3 ) of the concrete structure are as follows. formula;
27.5-0.25X ≦ Y ≦ 37.5-0.25X
A method for producing a concrete structure, characterized in that a concrete structure is constructed by using a concrete material prepared so as to satisfy the above conditions by driving in a cold state.
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