JP2007269519A

JP2007269519A - 高強度コンクリート用混和材および高強度コンクリート

Info

Publication number: JP2007269519A
Application number: JP2006095128A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Kobayashi; 隆芳小林; Seiichi Nagaoka; 誠一長岡
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】施工時に於いては流動性の低下を防止するとともに、硬化後には自己収縮を低減でき、高強度コンクリートを製造する際に好適に使用することのできる高強度コンクリート用混和材を提供する。
【手段】シリカフュームと、膨張材とを含有し、前記シリカフュームが二酸化ケイ素を主成分とし且つ酸化ジルコニウムを含有するものであり、該シリカフュームと該膨張材の合計量に対し、シリカフュームが６０〜７０重量％、膨張材が３０〜４０重量％であることを特徴とする高強度コンクリート用混和材および該高強度コンクリート用混和材を用いた高強度コンクリート。
【選択図】なし

Description

本発明は、高強度コンクリート用混和材と、該高強度コンクリート用混和材を用いた高強度コンクリートに関する。

高強度コンクリートは、圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ²以上と極めて高いものであり、近年、高層建築物や土木建造物等の用途において多用されている。
しかしながら、該高強度コンクリートは、水セメント比を小さくすることによって高強度化を図る必要があることから、打設時に流動性が低下しやすく、作業性に劣るという問題を有している。

従来、斯かる問題点に鑑み、混和材としてシリカフュームを添加する方法が提案されており、シリカフュームによるマイクロフィラー効果やポゾラン反応により、流動性と強度を改善しうることが知られている（非特許文献１、２）。

ＪＩＳＡ５３０８レディーミクストコンクリートＪＩＳＡ６２０７コンクリート用シリカフューム

しかしながら、シリカフュームを用いた場合であっても、該シリカフュームをコンクリート中へ均一に分散させるための混練が煩雑であり、コンクリートの混練りに長時間を要するという問題がある。
また、水結合材比の低い高強度コンクリートにシリカフュームを添加すると、自己収縮ひずみの増大を招きやすく、コンクリートにひび割れが生じやすいという問題がある。
また、前記自己収縮の低減を目的として、膨張材を加えた場合には、エトリンガイトの生成などにより、流動性の低下やフローロスが生じ、施工時の作業性が低下するという新たな問題を生じてしまう。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、施工時に於いては流動性の低下を防止するとともに、硬化後には自己収縮を低減でき、高強度コンクリートを製造する際に好適に使用することのできる高強度コンクリート用混和材を提供することを一の課題とする。

上記課題を解決すべく、本発明に係る高強度コンクリート用混和材は、シリカフュームと、膨張材とを含有し、前記シリカフュームが二酸化ケイ素を主成分とし且つ酸化ジルコニウムを含有するものであり、該シリカフュームと該膨張材の合計量に対し、シリカフュームが６０〜７０重量％、膨張材が３０〜４０重量％であることを特徴とする。

また、本発明に係る高強度コンクリート用混和材は、好ましくは、前記シリカフュームが、比表面積１０ｍ²／ｇ以下であり、且つ平均粒径０．５μｍ〜１．５μｍであることを特徴とする。

また、本発明に係る高強度コンクリート用混和材は、好ましくは、前記シリカフュームのｐＨが２．５〜６．５であることを特徴とする。

さらに、本発明に係る高強度コンクリートは、上記のような高強度コンクリート用混和材を配合してなるものである。

二酸化ケイ素を主成分とし且つ酸化ジルコニウムを含有するシリカフュームは、主としてジルコニアの製造工程に於いて副生するシリカフュームとして得られ、従来の一般的なシリカフュームと比較して平均粒径が大きく、ｐＨの小さいものである。よって、本発明における該シリカフュームは、その殆どの粒子が一次粒子の状態で存在し、凝集しにくいという特性を有するとともに、コンクリートの凝結遅延作用が適度に発揮され、流動性が低下しにくいという効果を有している。そして、このようなシリカフュームを、膨張材と併用するに際して、シリカフュームと膨張材の合計量に対し、シリカフュームが６０〜７０重量％、膨張材が３０〜４０重量％となるような配合割合で使用することにより、シリカフュームと膨張材とを併用した場合であっても、コンクリートとの混練においては優れた分散性を発揮し、コンクリートの硬化後においては自己収縮を顕著に低減することが可能となる。

このように、本発明に係る高強度コンクリート用混和材によれば、施工時に於いては流動性の低下を防止するとともに、硬化後には自己収縮を低減でき、高強度コンクリートを製造する際に好適に使用することが可能となる。

本発明に係る高強度コンクリート用混和材は、シリカフュームと、膨張材とを含有し、前記シリカフュームが二酸化ケイ素を主成分とし且つ酸化ジルコニウムを含有するものであり、該シリカフュームと該膨張材の合計量に対し、シリカフュームが６０〜７０重量％、膨張材が３０〜４０重量％であることを特徴とするものである。

本発明において用いるシリカフュームは、二酸化ケイ素を主成分とし且つ酸化ジルコニウムを含有するものであればよく、製法や原料物質等については特に限定されるものではないが、主に、ジルコニアの製造工程に於いて副生するものを使用しうる。
また、該シリカフュームは、ＪＩＳＡ６２０７「コンクリート用シリカフューム」に規定された品質を満足する必要はない。

ここで、前記シリカフュームの主成分である二酸化ケイ素の量は、好ましくは８５重量％以上であり、より好ましくは９０重量％以上である。また、前記シリカフュームの一成分である参加ジルコニウムの含有量は、好ましくは、１〜１０重量％であり、より好ましくは３〜５重量％である。

また、該シリカフュームは、好ましくは、比表面積が１０ｍ²／ｇ以下、より好ましくは９ｍ²／ｇ以下である。
従来、セメント用混和材として一般的に使用されているシリカフュームは、比表面積が１５ｍ²／ｇ以上のものであるのに対し、本発明で用いるシリカフュームは、上記のような比較的小さい比表面積を有するものである。

また、前記シリカフュームは、好ましくは、平均粒径が０．５μｍ〜１．５μｍであり、より好ましくは、０．８〜１．２μｍである。シリカフュームの平均粒径が上記のような範囲であれば、シリカフュームの凝集が抑制されてコンクリート中への分散性が良好となり、膨張材との併用においても所定の流動性を発揮し易いという効果があり、しかも従来のシリカフュームと同様、マイクロフィラー効果とポゾラン反応によって緻密で強度の高いコンクリートを製造することが可能となる。

尚、シリカフュームの平均粒径は、セメント協会「標準試験方法（ＣＡＪＳＫ−０３−１９８２／エア・ジェット式ふるい装置による粉末度試験方法）」に基づいて測定したものである。

また、前記シリカフュームは、好ましくは、ｐＨが２．５〜６．５であり、より好ましくは４．０〜５．０である。シリカフュームのｐＨが上記のような範囲であれば、コンクリートの凝結遅延作用が適度に発揮されるため、フローロスが少なくなり、施工時における作業性が改善されるとともに、より一層緻密で高強度のコンクリートを製造できるという効果がある。
尚、シリカフュームのｐＨは、ＪＩＳＺ８８０２−１９８６「ｐＨ測定法」に基づいて測定されるものである。

一方、本発明において用いる膨張材としては、種類等を特に限定されず、従来公知の膨張材を使用することができるが、中でも、ＪＩＳＡ６２０２「コンクリート用膨張材」に規定される品質の膨張材を好適に使用することができる。

具体的には、該膨張材として、カルシウムサルフォアルミネート系、生石灰系の膨張材のうち、何れか１種又は２種以上の混合物を使用することができる。

さらに、本発明の高強度コンクリート用混和材は、他の成分として、従来のフェロシリコン起源のシリカフューム、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、石灰石微粉末等を適宜配合することも可能である。

本発明に係る高強度コンクリートは、上記のような高強度コンクリート用混和材を配合してなるものであり、好ましくは、圧縮強度が１２０Ｎ／ｍｍ²を超えるものである。
斯かる高強度コンクリートは、例えば、水結合材比（Ｗ／Ｂ）を２０％以下、単位水量（Ｗ）を１６０ｋｇ／ｍ³以下、即ち、単位結合材量（Ｂ）を８００〜１０００ｋｇ／ｍ³程度とすることにより、得られるものである。

本発明に係る高強度コンクリート用混和材は、このような高強度コンクリートにおいて、結合材の概ね３０重量％を上限として、置換して用いることができる。従って、単位結合材量（Ｂ）が９００ｋｇ／ｍ³である場合、単位混和材量は、概ね２７０ｋｇ／ｍ³が上限となる。

下記の材料を用い、表１に示す配合にて、実施例および比較例の高強度コンクリートを調製した。

尚、混和材（ＡＤ）の構成は、下記表３に示すとおりである。

実施例および比較例の高強度コンクリートについて、調製直後（０分）および調製後３０分経過時におけるＪＩＳＡ１１５０「コンクリートのスランプフロー試験方法」に規定のスランプフローおよび５０ｃｍフロー時間を測定した。
また、該高強度コンクリートについて、ＪＩＳＡ１１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に規定された圧縮強度を測定した。
さらに、該高強度コンクリートについて、日本コンクリート工学協会「コンクリートの自己収縮試験方法」により、自己収縮ひずみを測定した。
結果を表４に示す。

表４に示すように、実施例の高強度コンクリートでは、良好なスランプフローおよび５０ｃｍフロー時間が少なくとも３０分間維持されることが認められ、しかも、高強度コンクリートとして極めて高い圧縮強度が得られ、同時に自己収縮ひずみが十分に低減されていることが認められた。

Claims

シリカフュームと、膨張材とを含有し、前記シリカフュームが二酸化ケイ素を主成分とし且つ酸化ジルコニウムを含有するものであり、該シリカフュームと該膨張材の合計量に対し、シリカフュームが６０〜７０重量％、膨張材が３０〜４０重量％であることを特徴とする高強度コンクリート用混和材。
前記シリカフュームが、比表面積１０ｍ²／ｇ以下であり、且つ平均粒径０．５μｍ〜１．５μｍであることを特徴とする請求項１記載の高強度コンクリート用混和材。
前記シリカフュームのｐＨが２．５〜６．５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高強度コンクリート用混和材。
請求項１〜３の何れかに記載の高強度コンクリート用混和材が配合されてなることを特徴とする高強度コンクリート。