JP2008222518A - Shrinkage-reduced porous concrete and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、収縮低減性ポーラスコンクリート及びその製造方法に関し、特に建築外溝、駐車場、歩道、広場、公園、道路、河川の護岸及び緑化基盤等に用いることができ、高い曲げ強度を有する収縮低減性ポーラスコンクリート及びその製造方法に関する。 The present invention relates to shrinkage-reducing porous concrete and a method for producing the same, and in particular, it can be used for outer ditches of buildings, parking lots, sidewalks, plazas, parks, roads, riverwalls, riverbed foundations, etc., and has high bending strength. The present invention relates to a reducing porous concrete and a method for producing the same.
一般に、ポーラスコンクリートは、雨水の水はけが良く、吸音性に優れ、草木の植裁が可能であることから、建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等、様々な用途に用いられている一方、ポーラスコンクリートは、内部に空隙を有することから、通常のコンクリートに比べ曲げ強度が小さく、これまで交通量の多い道路舗装に適用することは困難であったが、近年、この強度面の問題を解決するため鋭意検討が進められた結果、優れた透水性と曲げ強度を有し交通量の多い道路舗装にも適用可能なポーラスコンクリートが開発・開示されてきている。 In general, porous concrete has good drainage of rainwater, excellent sound absorption, and can be used for planting vegetation, so it is used for various purposes such as building exteriors, road pavements, river revetments, and greening foundations. On the other hand, porous concrete has voids inside, so its bending strength is smaller than that of ordinary concrete, and it has been difficult to apply it to road pavements with high traffic volume. As a result of diligent studies to solve the problem, porous concrete that has excellent water permeability and bending strength and can be applied to road pavement with high traffic volume has been developed and disclosed.
例えば、特開平９−２７３１０５号公報（特許文献１）には、粗骨材と共に用いられるペーストまたはモルタルの配合量、構成成分等を特定してなる現場打ち透水性コンクリート舗装であって、該ペーストまたはモルタルが、セメントまたはセメントを含む粉体混合物と、該セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対する重量比が０〜１４０％の細骨材と、該セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対する重量比が０．５〜２．０％の高性能減水剤と、該セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対する重量比が０．５〜５．０％の収縮低減剤と、収縮低減剤と水との合計量が該セメントまたはセメントを含む粉体混合物に対して重量比で１６〜２８％となる水とからなることを特徴とする現場打ち透水性コンクリート舗装が開示されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-273105 (Patent Document 1) discloses an in-situ water-permeable concrete pavement in which a blending amount, a component, and the like of a paste or mortar used together with coarse aggregate are specified. Or the mortar is cement or a powder mixture containing cement, a fine aggregate having a weight ratio of 0 to 140% with respect to the cement or cement-containing powder mixture, and a weight ratio with respect to the cement or cement-containing powder mixture. Sum of the high-performance water reducing agent of 0.5 to 2.0%, the shrinkage reducing agent having a weight ratio of 0.5 to 5.0% with respect to the cement or the powder mixture containing cement, and the shrinkage reducing agent and water Disclosed is an in-situ permeable concrete pavement characterized by comprising water in an amount of 16-28% by weight with respect to the cement or powder mixture containing cement It has been.
また、特開２００１−２１３６７３号公報（特許文献２）には、粗骨材と該粗骨材に対する容積比を特定したペースト又はモルタルとからなる組成物の混練物を型枠に投入して成形し、養生してなる早強型透水性コンクリート製品であって、上記ペースト又はモルタルとからなる組成物中にポリオキシアルキレン化合物と無水マレイン酸を必須とする共重合体を使用する早強型透水性コンクリート製品及びその車道用舗装法が開示されている。 In JP 2001-213673 A (Patent Document 2), a kneaded product of a composition comprising a coarse aggregate and a paste or mortar with a specified volume ratio to the coarse aggregate is put into a mold and molded. An early-strength water-permeable concrete product obtained by curing and using a copolymer essentially comprising a polyoxyalkylene compound and maleic anhydride in the composition comprising the paste or mortar. An expansive concrete product and its road pavement method are disclosed.
また、特開２００４−１０７１０１号公報（特許文献３）には、セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートであって、上記混和材料として（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体を用いているポーラスコンクリートが開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-107101 (Patent Document 3) discloses porous concrete produced by kneading cement, coarse aggregate, admixture and water, and (meth) acrylic acid type as the admixture. Powder containing polymer (a) and maleic acid polymer (b) in a ratio of (a) / (b) = 20-50 / 50-80 (mass ratio) in a total of 100 of (a) and (b) Porous concrete using a body is disclosed.
しかし、ポーラスコンクリートは、比表面積が大きく、セメントペーストもしくはセメントモルタルが少ないため、乾燥しやすいコンクリートであるので、時間の経過とともに収縮が発生してしまい、上記ポーラスコンクリート等も、その特徴的な構造から水分の逸散が大きく、また、セメントと水の水和反応などにより時間の経過と共に収縮が発生し、施工安定性が十分なものとはいえない。 However, porous concrete is a concrete that is easy to dry because it has a large specific surface area and a small amount of cement paste or cement mortar, so shrinkage occurs over time. Therefore, it is difficult to say that the stability of construction is sufficient due to the large dissipation of moisture and the occurrence of shrinkage over time due to the hydration reaction of cement and water.
特に、コンクリート舗装版は、他のコンクリート構造物に比べて暴露面積が大きいため、降雨や日照等天候の影響を受けやすく、また、コンクリート舗装版は版厚に対して版長が大きいため、版の表面と底面の温度や湿度差に起因する版全体の反り変形を無視することはできない。
このため、舗装コンクリートには、曲げ強度が大きく、乾燥収縮が小さく、水和発熱が小さい等の物性が要求される。
In particular, the concrete pavement plate has a larger exposure area than other concrete structures, so it is easily affected by weather such as rain and sunshine, and the concrete pavement plate has a plate length larger than the plate thickness. The warp deformation of the entire plate caused by temperature and humidity differences between the surface and the bottom of the plate cannot be ignored.
For this reason, pavement concrete is required to have physical properties such as high bending strength, low drying shrinkage, and low hydration heat generation.
しかし、従来のポーラスコンクリート舗装現場では、温度や乾湿等の影響と考えられる横断方向のひび割れ（目地間の中央）、集水枡等の構造物の周りからひび割れが発生しているのが現状である。
これらは、目地間隔を短くすることや枡等構造物の周りに目地を設けることによってひび割れの抑制を図ることは可能性であるが対策としては十分なものではない。
However, in the conventional porous concrete pavement site, there are currently cracks in the transverse direction (center between joints), which are thought to be affected by temperature and dryness, and around structures such as catchment basins. is there.
Although it is possible to suppress cracks by shortening the joint interval or by providing joints around the structure such as the ridges, they are not sufficient as countermeasures.
従って、特別な対策を必要とせず、材料自体が収縮低減性に優れるとともに高強度を有するポーラスコンクリートの実現が期待されている。
本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、乾燥収縮低減性に優れ、かつ高い曲げ強度を有する、収縮低減性ポーラスコンクリートを提供することである。
また、本発明の目的は、上記本発明の収縮低減性ポーラスコンクリートを効率よく製造することができる収縮低減性ポーラスコンクリートの製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a shrinkage-reducing porous concrete that solves the above-mentioned conventional problems, is excellent in dry shrinkage-reducing properties, and has high bending strength.
Moreover, the objective of this invention is providing the manufacturing method of shrinkage-reducing porous concrete which can manufacture the shrinkage-reducing porous concrete of the said invention efficiently.
本発明者らは、ポーラスコンクリートに特定の粉末状混和剤を特定量で配合することにより、上記課題を達成できるポーラスコンクリートが得られることを見出し、本発明に到達した。
具体的には、本発明の請求項１記載の収縮低減性ポーラスコンクリートは、セメント、粗骨材、粉末状混和剤及び水を含み、該粉末状混和剤はＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物粉末に収縮低減剤を担持させてなる粉末状混和剤であり、該粉末状混和剤は該セメント１００質量部に対して１．０〜５．０質量部の割合で含まれることを特徴とするものである。
The present inventors have found that porous concrete capable of achieving the above-described problems can be obtained by blending a specific amount of a specific powder admixture with the porous concrete, and have reached the present invention.
Specifically, the shrinkage-reducing porous concrete according to claim 1 of the present invention includes cement, coarse aggregate, a powdery admixture and water, and the powdery admixture has a BET specific surface area of 30 m 2 / g or more. It is a powdery admixture obtained by loading a calcium silicate hydrate powder with a shrinkage reducing agent, and the powdery admixture is contained at a ratio of 1.0 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement. It is characterized by that.
好適には、請求項２記載の収縮低減性ポーラスコンクリートは、前記請求項１記載の収縮低減性ポーラスコンクリートにおいて、上記粉末状混和剤が、記ケイ酸カルシウム水和物粉末１００質量部に対して、収縮低減剤を０．０１〜３００質量部担持してなることを特徴とするものである。 Preferably, the shrinkage-reducing porous concrete according to claim 2 is the shrinkage-reducing porous concrete according to claim 1, wherein the powdery admixture is based on 100 parts by mass of the calcium silicate hydrate powder. In addition, 0.01 to 300 parts by mass of a shrinkage reducing agent is supported.
更に、好適には、請求項３記載の収縮低減性ポーラスコンクリートは、前記請求項１または２記載の収縮低減性ポーラスコンクリートにおいて、更に、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカヒューム及び石膏からなる群より選ばれる少なくとも１種の無機粉体を含むことを特徴とするものである。
また更に好適には、請求項４記載の収縮低減性ポーラスコンクリートは、前記請求項１〜３いずれかに記載の収縮低減性ポーラスコンクリートにおいて、更に細骨材を含むことを特徴とするものである。
Further preferably, the shrinkage-reducing porous concrete according to claim 3 is selected from the group consisting of fly ash, blast furnace slag, silica fume and gypsum in the shrinkage-reducing porous concrete according to claim 1 or 2. And at least one inorganic powder.
Still more preferably, the shrinkage-reducing porous concrete according to claim 4 is characterized in that the shrinkage-reducing porous concrete according to any one of claims 1 to 3 further includes fine aggregate. .
本発明の請求項５記載の収縮低減性ポーラスコンクリートの製造方法は、セメント１００質量部に対して、粗骨材４００〜５５０質量部及び、ＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物粉末に収縮低減剤を担持させてなる粉末状混和剤を１．０〜５．０質量部均一混合した後、水を水セメント比が２０〜４０質量％となるように添加して混練することを特徴とするものである。
なお、本明細書において、ＢＥＴ比表面積は、窒素ガスの吸着量に基づいて求めたＢＥＴ法による比表面積を意味するものである。
The shrinkage-reducing porous concrete manufacturing method according to claim 5 of the present invention is based on calcium silicate hydration having a coarse aggregate of 400 to 550 parts by mass and a BET specific surface area of 30 m 2 / g or more with respect to 100 parts by mass of cement. After mixing 1.0 to 5.0 parts by mass of a powdery admixture obtained by supporting a shrinkage reducing agent on a product powder, water is added and kneaded so that the water-cement ratio is 20 to 40% by mass. It is characterized by this.
In addition, in this specification, a BET specific surface area means the specific surface area by BET method calculated | required based on the adsorption amount of nitrogen gas.
望ましくは、請求項６記載の収縮低減性ポーラスコンクリートの製造方法は、請求項５記載の収縮低減性ポーラスコンクリートの製造方法において、上記粉末状混和剤が、記ケイ酸カルシウム水和物粉末１００質量部に対して、収縮低減剤を０．０１〜３００質量部担持してなるものである。 Preferably, the shrinkage-reducing porous concrete manufacturing method according to claim 6 is the shrinkage-reducing porous concrete manufacturing method according to claim 5, wherein the powdery admixture is calcium silicate hydrate powder 100 mass. The shrinkage reducing agent is supported by 0.01 to 300 parts by mass with respect to the part.
更に望ましくは、請求項７記載の収縮低減性ポーラスコンクリートは、請求項５または６記載の収縮低減性ポーラスコンクリートの製造方法において、更に、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカヒューム及び石膏からなる群より選ばれる少なくとも１種の無機粉体を５０質量部以下で、該粉末状混和剤とともに混合することを特徴とするものである。
更に、望ましくは、請求項８記載の収縮低減性ポーラスコンクリートは、請求項５〜８いずれかの項記載の収縮低減性ポーラスコンクリートの製造方法において、更に細骨材を１００質量部以下の割合で含むことを特徴とする。
More preferably, the shrinkage-reducing porous concrete according to claim 7 is further selected from the group consisting of fly ash, blast furnace slag, silica fume and gypsum in the method for producing shrinkage-reducing porous concrete according to claim 5 or 6. The at least one inorganic powder is mixed with the powdery admixture at 50 parts by mass or less.
Furthermore, desirably, the shrinkage-reducing porous concrete according to claim 8 is the shrinkage-reducing porous concrete manufacturing method according to any one of claims 5 to 8, and the fine aggregate is further contained in a proportion of 100 parts by mass or less. It is characterized by including.
本発明の収縮低減性ポーラスコンクリートは、従来のポーラスコンクリートと比較して、優れた収縮低減性を有するともに、高い曲げ強度を備えることが可能となる。
ここで曲げ強度とは「舗装設計施工指針（社団法人 日本道路協会）」で規定されている設定基準曲げ強度４．４ＭＰａ以上を満足することができるものを高強度とする。
本発明の収縮低減性ポーラスコンクリートの製造方法は、前記本発明の収縮低減性ポーラスコンクリートを効率よく製造することが可能である。
The shrinkage-reducing porous concrete of the present invention has excellent shrinkage-reducing properties and high bending strength as compared with conventional porous concrete.
Here, the bending strength is defined as “high strength” that satisfies the setting standard bending strength of 4.4 MPa or more defined in the “Pavement Design and Construction Guidelines (Japan Road Association)”.
The method for producing shrinkage-reducing porous concrete of the present invention can efficiently produce the shrinkage-reducing porous concrete of the present invention.
本発明を以下の最良の形態例に基づいて説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のポーラスコンクリートは、セメント、粗骨材、粉末状混和剤及び水を含み、該粉末状混和剤はＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物粉末に収縮低願剤を担持させてなる粉末状混和剤であり、該粉末状混和剤は該セメント１００質量部に対して１．０〜５．０質量部の割合で含まれる。
このように、特定の粉末状混和剤を特定の割合で用いることで、収縮低減性に優れるとともに、上記規定の高強度を保持することができるものとなる。
The present invention will be described based on the following best modes, but is not limited thereto.
The porous concrete of the present invention contains cement, coarse aggregate, powder admixture and water, and the powder admixture is a calcium silicate hydrate powder having a BET specific surface area of 30 m 2 / g or more and a shrinkable low application agent. It is a powdery admixture to be supported, and the powdery admixture is contained at a ratio of 1.0 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement.
Thus, by using a specific powdery admixture at a specific ratio, it is excellent in shrinkage reduction and can maintain the above-mentioned high strength.
本発明のポーラスコンクリートに含まれるセメントとしては、セメントの種類は特に限定されず、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱などの各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、シリカセメント及びフライアッシュセメントの各種混合セメントや、白色ポルトランドセメント及びアルミナセメント、超速硬セメント等、市場で入手できる種々のセメントを例示することができ、これらを単独で又は混合して用いることができる。
また、本発明で使用するセメントには、長期強度の向上等のため、ポゾラン活性を有する材料である高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、I型及びII型及びIII型無水石膏等の混和材を、単独でもしくは併用して、適量配合することも可能である。
As the cement contained in the porous concrete of the present invention, the type of cement is not particularly limited. For example, various portland cements such as normal, early strength, super early strength, moderate heat, low heat, blast furnace cement, silica cement, and fly Examples of various cements available in the market such as various mixed cements of ash cement, white Portland cement and alumina cement, and ultrafast cement can be used, and these can be used alone or in combination.
In addition, the cement used in the present invention is a material having pozzolanic activity, such as blast furnace slag powder, fly ash, silica fume, limestone powder, quartz powder, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, for improving long-term strength, etc. Admixtures such as type I, type II and type III anhydrous gypsum can be blended in appropriate amounts, either alone or in combination.
また、本発明のポーラスコンクリートには、粗骨材が含有され、更に好ましくは細骨材も含有されるが、これらの粗骨材や細骨材の種類は、特に限定されるものではない。
粗骨材としては、例えば、粒径２．５〜４０ｍｍの砂利、砕石等の公知の粗骨材、これらの混合物や軽量骨材等が挙げられる。
また、細骨材としては、山砂、川砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂３〜７号等の比較的粒径の細かい細骨材、または珪石粉、石灰石粉等の微粉末等の公知の細骨材やこれらの混合物を使用できる。
その配合割合は、上記セメント１００質量部に対して、粗骨材を４００〜５００質量部、好ましくは４５０〜５００質量部、そして好適に含有される細骨材を０〜１００質量部、好ましくは３５〜６５質量部で配合する。
かかる範囲で配合することで、粗骨材の周囲がセメントで、好ましくはセメントと細骨材で被覆されることとなり、骨材とセメント等の結合材との付着が良好となる。
従って、接点でセメントペーストまたはセメントモルタルが不足する現象がなくなるため、良好な品質を確保することができる。
The porous concrete of the present invention contains coarse aggregates, and more preferably fine aggregates, but the types of these coarse aggregates and fine aggregates are not particularly limited.
Examples of the coarse aggregate include known coarse aggregates such as gravel having a particle diameter of 2.5 to 40 mm, crushed stone, a mixture thereof, a lightweight aggregate, and the like.
In addition, as fine aggregates, fine sand such as mountain sand, river sand, land sand, crushed sand, sea sand, silica sand No. 3-7, or fine powder such as silica powder, limestone powder, etc. Known fine aggregates and mixtures thereof can be used.
The blending ratio is 400 to 500 parts by mass, preferably 450 to 500 parts by mass of coarse aggregate, and 0 to 100 parts by mass of fine aggregate suitably contained, preferably 100 parts by mass of the cement. It mix | blends by 35-65 mass parts.
By blending in such a range, the coarse aggregate is coated with cement, preferably with cement and fine aggregate, and adhesion between the aggregate and a binder such as cement is improved.
Therefore, the phenomenon of lack of cement paste or cement mortar at the contact point is eliminated, so that good quality can be ensured.
本発明のポーラスコンクリートに含まれる粉末状混和剤としては、ＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物粉末を担体とし、当該ケイ酸カルシウム水和物粉末に収縮低減剤を担持したものを、上記セメント１００質量部に対して１．０〜５．０質量部の割合で含む。 As a powdery admixture contained in the porous concrete of the present invention, a calcium silicate hydrate powder having a BET specific surface area of 30 m 2 / g or more is used as a carrier, and a shrinkage reducing agent is supported on the calcium silicate hydrate powder. A thing is included in the ratio of 1.0-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said cements.
ここで、上記粉末状混和剤の担体であるケイ酸カルシウム水和物粉末としては、ＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上のものを用いることが必要であり、好ましくは収縮低減剤の担持容量が大きなＢＥＴ比表面積６０ｍ２／ｇ以上のものを用いる。
このような範囲のＢＥＴ比表面積を有するケイ酸カルシウム水和物粉末を担体として用いることで、珪酸カルシウム水和物粉末の単位あたりの収縮低減剤の担持量を多くすることができるという利点を有する。
Here, it is necessary to use a calcium silicate hydrate powder as a carrier of the powdery admixture having a BET specific surface area of 30 m 2 / g or more, and preferably a large carrying capacity of the shrinkage reducing agent. A BET specific surface area of 60 m 2 / g or more is used.
By using calcium silicate hydrate powder having a BET specific surface area in such a range as a carrier, there is an advantage that the amount of the shrinkage reducing agent supported per unit of calcium silicate hydrate powder can be increased. .
ケイ酸カルシウム水和物粉末としては、公知の合成ケイ酸カルシウム水和物及び天然ケイ酸カルシウム水和物から選ばれる少なくとも１種の粉末を用いることができ、合成ケイ酸カルシウム水和物としては、例えば、石灰原料と珪酸原料とから水熱反応により得られるゾノトライト、トバモライト、フォシャジャイト、ジャイロライト、ヒレブランダイト、ローゼンハナイト、トラスコタイト、リエライト、カルシオコンドロダイト、アフィライト、準結晶質珪酸カルシウム水和物（ＣＳＨｎ）等が挙げられる。
また、ケイ酸カルシウム水和物粉末は、ケイ酸カルシウム水和物の１次粒子（単結晶）であってもよいし、１次粒子が三次元的に絡み合った凝集物（２次粒子）であってもよい。
As the calcium silicate hydrate powder, at least one powder selected from known synthetic calcium silicate hydrate and natural calcium silicate hydrate can be used. As the synthetic calcium silicate hydrate, , For example, zonotlite, tobermorite, fosjaite, gyrolite, hirebrandite, rosenhanite, trussite, lielite, calciochondrodite, affiliite, quasicrystal obtained from hydrothermal reaction from lime raw material and silicic acid raw material Calcium silicate hydrate (CSH n ) and the like.
The calcium silicate hydrate powder may be primary particles (single crystals) of calcium silicate hydrate, or aggregates (secondary particles) in which primary particles are entangled three-dimensionally. There may be.
また、上記収縮低減剤としては、有効成分として、例えば、アルキレンオキシド重合物、グリコールエーテル系化合物、メタノール、エタノール等の低級アルコールアルキレンオキシド付加物等の少なくとも一種を含むものが挙げられる。 Examples of the shrinkage reducing agent include those containing at least one of an active ingredient such as an alkylene oxide polymer, a glycol ether compound, a lower alcohol alkylene oxide adduct such as methanol and ethanol.
該収縮低減剤は、水溶液の状態で市販されている収縮低減剤であればそのまま使用するか、或いは適量の水と混合することにより使用することができ、また、粉末の状態で市販されている収縮低減剤を水に溶解して用いることもできる。 The shrinkage reducing agent can be used as it is if it is a commercially available shrinkage reducing agent in the form of an aqueous solution, or it can be used by mixing with an appropriate amount of water, and is also commercially available in a powder state. A shrinkage reducing agent can also be used by dissolving in water.
収縮低減剤水溶液に含まれる収縮低減剤自体の量（有効成分量）は特に限定されず、必要に応じて適宜設定でき、通常、該当する収縮低減剤の飽和水溶液に含まれる有効成分量の０．１〜１００質量％程度、好ましくは１〜１００質量％程度、より好ましくは１０〜１００質量％程度とすればよい。
なお、必要に応じて、２種以上の有効成分を含む収縮低減剤水溶液を用いてもよい。
The amount of the shrinkage reducing agent contained in the aqueous solution of shrinkage reducing agent (the amount of active ingredient) is not particularly limited and can be appropriately set as necessary. Usually, the amount of active ingredient contained in the saturated aqueous solution of shrinkage reducing agent is 0%. About 1 to 100% by mass, preferably about 1 to 100% by mass, and more preferably about 10 to 100% by mass.
In addition, you may use the shrinkage reducing agent aqueous solution containing 2 or more types of active ingredients as needed.
上記粉末状混和剤において、ＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物粉末に対する収縮低減剤の担持量は特に限定されず、必要に応じて適宜設定することができるが、好適には、ケイ酸カルシウム水和物粉末１００質量部に対し、収縮低減剤が、有効成分量として、０．０１〜３００質量部、好ましくは５０〜１５０質量部、より好ましくは７０〜１００質量部担持されていることが、粉末状混和剤の取扱い易さと乾燥収縮低減効果の点から望ましい。 In the powdery admixture, the amount of the shrinkage reducing agent supported on the calcium silicate hydrate powder having a BET specific surface area of 30 m 2 / g or more is not particularly limited and can be appropriately set as necessary. Is a shrinkage reducing agent in an amount of 0.01 to 300 parts by weight, preferably 50 to 150 parts by weight, more preferably 70 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of calcium silicate hydrate powder. It is desirable from the viewpoint of easy handling of the powdery admixture and the effect of reducing drying shrinkage.
さらに、該粉末状混和剤の粉末の粒子径は特に限定されず、必要に応じて適宜設定することができるが、通常、ケイ酸カルシウム水和物の１次粒子程度とすることが好ましく、具体的には平均粒径が、通常１〜２００μｍ程度、好ましくは２〜１００μｍ程度、より好ましくは２〜５０μｍ程度である。
なお、前記平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計（製品番号；マイクロトラックSRA7995‐10、日機装株式会社製）により測定した値である。
Further, the particle size of the powder of the powdery admixture is not particularly limited and can be appropriately set as necessary. Usually, it is preferably about the primary particle of calcium silicate hydrate. Specifically, the average particle size is usually about 1 to 200 μm, preferably about 2 to 100 μm, more preferably about 2 to 50 μm.
The average particle diameter is a value measured by a laser diffraction particle size distribution meter (product number; Microtrac SRA7995-10, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
上記粉末状混和剤は、吸湿に対して優れた抵抗性を有しており、保存時の安定性が高く、取扱いが容易であり、且つ混和剤としての性能にも優れているものであり、当該粉末状混和剤を用いることによって、種々の混和剤を含むプレミックス製品を調製することができこととなる。 The powdery admixture has excellent resistance to moisture absorption, has high stability during storage, is easy to handle, and has excellent performance as an admixture. By using the powdery admixture, premix products containing various admixtures can be prepared.
また、本発明に用いる粉末状混和剤は、水等の液相と混合した場合には、担持有効成分を素早く溶出し、混和剤としての効果を発揮でき、特に、ｐＨ１０〜１３程度のアルカリ性雰囲気の液相において、有効成分の溶出性に優れているので、コンクリートの製造において、コンクリート組成物の液相中に担持有効成分を充分に溶出することができる。
そして、有効成分を溶出した後に残るケイ酸カルシウム水和物は、セメント組成物の水和生成物の一種であるので、コンクリート硬化体中において不純物とならない利点も有する。
In addition, the powdery admixture used in the present invention, when mixed with a liquid phase such as water, can quickly elute the supported active ingredient and exhibit the effect as an admixture, particularly in an alkaline atmosphere having a pH of about 10 to 13. In the liquid phase, the active ingredient is excellent in elution, so that in the production of concrete, the supported active ingredient can be sufficiently eluted in the liquid phase of the concrete composition.
And since the calcium silicate hydrate which remains after eluting an active ingredient is a kind of hydration product of a cement composition, it also has the advantage which does not become an impurity in a hardened concrete body.
上記粉末状混和剤の製造方法は、担体であるＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物粉末に収縮低減剤が担持されてなる粉末状混和剤が得られる製造方法であればよく、例えば、ＢＥＴ比表面積３０ｍ２／ｇ以上のケイ酸カルシウム水和物粉末に収縮低減剤を含浸させ、乾燥させた後、得られる固形物を解砕する方法が好適である。 If the manufacturing method of the said powdery admixture is a manufacturing method in which the powdery admixture by which a shrinkage reducing agent is carry | supported by the calcium silicate hydrate powder with a BET specific surface area of 30 m < 2 > / g or more which is a support | carrier is obtained. Well, for example, a method of pulverizing a solid obtained after impregnating a shrinkage reducing agent into a calcium silicate hydrate powder having a BET specific surface area of 30 m 2 / g or more and drying the powder is preferable.
ケイ酸カルシウム水和物粉末に収縮低減剤水溶液を含浸させる方法は特に限定されず、通常は、収縮低減剤水溶液にケイ酸カルシウム水和物粉末を浸漬する方法、ケイ酸カルシウム水和物粉末に収縮低減剤水溶液を噴霧する方法等によって含浸することができる。
その他、ケイ酸カルシウム水和物のスラリーに収縮低減剤を添加して混合する方法、ケイ酸カルシウム水和物製造時に、ケイ酸カルシウム水和物の原料に収縮低減剤を混合する方法等によっても含浸させることができる。
The method for impregnating the calcium silicate hydrate powder with the aqueous solution of shrinkage reducing agent is not particularly limited. Usually, the method of immersing the calcium silicate hydrate powder in the aqueous solution of shrinkage reducing agent, Impregnation can be performed by a method of spraying a shrinkage reducing agent aqueous solution.
In addition, a method of adding a shrinkage reducing agent to a slurry of calcium silicate hydrate and mixing it, a method of mixing a shrinkage reducing agent with a raw material of calcium silicate hydrate when manufacturing calcium silicate hydrate, etc. Can be impregnated.
このように収縮低減剤を含浸させた後、ケイ酸カルシウム水和物を乾燥させるが、乾燥方法は特に限定されず、自然乾燥及び加熱乾燥のいずれでもよい。
加熱乾燥する場合は、通常４０〜１５０℃程度、好ましくは７０〜１２０℃程度で１〜４８時間程度、好ましくは２〜２４時間程度行えばよい。
乾燥させた後、得られた固形物を解砕することで、本発明に用いる上記粉末状混和剤が得られる。
この解砕方法としては特に限定されず、公知のピンミル、ケージミル、ディスクミル等の解砕機を用いて、好ましくは、前記した所定の粉末の大きさとなるように解砕すればよい。
After impregnating the shrinkage reducing agent in this manner, the calcium silicate hydrate is dried, but the drying method is not particularly limited, and either natural drying or heat drying may be used.
When drying by heating, it is usually about 40 to 150 ° C., preferably about 70 to 120 ° C. for about 1 to 48 hours, preferably about 2 to 24 hours.
After drying, the obtained powdery admixture used in the present invention is obtained by crushing the obtained solid.
This crushing method is not particularly limited, and the crushing method may be performed using a known crusher such as a pin mill, a cage mill, a disk mill, or the like, preferably so as to have the above-described predetermined powder size.
このようにして得られた粉末状混和剤は、本発明の収縮低減性ポーラスコンクリート中、上記セメント１００質量部に対して１．０〜５．０質量部、好ましくは２．０〜４．０質量部の割合で混合される。
かかる配合割合で含有されることにより、収縮低減性に優れるとともに高い曲げ強度を有するポーラスコンクリートが製造できる。
The powdery admixture thus obtained is 1.0 to 5.0 parts by mass, preferably 2.0 to 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement in the shrinkage-reducing porous concrete of the present invention. It is mixed at a ratio of parts by mass.
By containing in such a blending ratio, porous concrete having excellent shrinkage reduction and high bending strength can be produced.
更に、本発明のポーラスコンクリーには、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカヒューム、石膏、粘土鉱物及び石粉類からなる群より選ばれる少なくとも１種の無機粉体を含むことも可能である。
これらの無機粉体を用いる場合、セメント１００質量部に対して無機粉体の割合は５０質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは、３０質量部以下とすることが強度及びコストの点から好ましい。
これらの無機粉体は、例えば、セメント、細骨材等と混合してプレミックス製品を調製することで、多様なプレミックス製品が得られ、コンクリートの製造効率の向上に一層寄与することができる。
Further, the porous concrete of the present invention may contain at least one inorganic powder selected from the group consisting of fly ash, blast furnace slag, silica fume, gypsum, clay mineral and stone powder.
When using these inorganic powders, the ratio of the inorganic powder to 100 parts by mass of cement is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less from the viewpoint of strength and cost. preferable.
These inorganic powders, for example, can be mixed with cement, fine aggregate, etc. to prepare premix products, thereby obtaining various premix products, which can further contribute to the improvement of concrete production efficiency. .
更に、本発明のポーラスコンクリートには、各種添加剤を必要に応じて、配合することができる。
各種添加剤としては、コンクリート組成物を調製する際に添加される公知の添加剤であれば、用途に応じて添加することができ、例えば、凝結遅延剤、硬化促進剤、消泡剤、防錆剤、防凍剤、着色剤などの混和材や、耐久性を向上させるための炭素繊維や鋼繊維などの補強材を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
Furthermore, various additives can be mix | blended with the porous concrete of this invention as needed.
As various additives, any known additive that is added when preparing a concrete composition can be added depending on the application, for example, a setting retarder, a curing accelerator, an antifoaming agent, an anti-foaming agent. Admixtures such as rusting agents, antifreezes, and coloring agents, and reinforcing materials such as carbon fibers and steel fibers to improve durability can be used within a range that does not substantially impede the purpose of the present invention. is there.
本発明の収縮低減性ポーラスコンクリートは、原材料である上記セメント、粗骨材、粉末状混和剤及び水、必要に応じて上記公知の無機粉体等の添加剤、細骨材を所定量混合して製造することができるものである。
この混合の条件、混合機の種類などに限定はなく、それぞれの材料を施工時に混合して用いてもよいし、予め、その一部あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
混合装置としては、既存の任意の装置が使用可能であり、例えば、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、ナイタミキサ、傾動ミキサ等のセメント用ミキサ、ハンドミキサ、ポットミルなどの慣用の混合機を用いることができる。
混練方法は特に限定はなく、例えば材料を一括してミキサに投入して混練する方法、水以外の材料をミキサに投入して空練りした後に水を投入して混練する方法等が挙げられる。
The shrinkage-reducing porous concrete of the present invention is prepared by mixing a predetermined amount of the above-mentioned cement, coarse aggregate, powdered admixture and water, additives such as known inorganic powder, and fine aggregate as necessary. Can be manufactured.
There are no limitations on the mixing conditions and the type of the mixer, and the respective materials may be mixed and used at the time of construction, or some or all of them may be mixed in advance.
As the mixing apparatus, any existing apparatus can be used. For example, a conventional mixer such as an omni mixer, a Henschel mixer, a night mixer, and a tilting mixer, a hand mixer, and a pot mill can be used.
The kneading method is not particularly limited, and examples thereof include a method in which materials are put into a mixer in a lump and kneaded, a method in which materials other than water are put in a mixer and kneaded and then water is added and kneaded.
また、使用する混練水の量は、使用する材料の種類や配合により変化させることができるため、一義的に決定されるものではないが、通常、水／セメント比で２０〜４０質量％、好ましくは、２５〜３５質量％であることが、優れた作業性と強度発現性の点から望ましい。
なお、本発明における水／セメント比を算出する際の水には、別途添加する水のほかに、添加剤等に水が含まれる場合には、これらに含まれる水も含むものである。
Further, the amount of kneading water to be used is not uniquely determined because it can be changed depending on the type and composition of the material to be used, but usually 20 to 40% by mass, preferably in terms of water / cement ratio. Is preferably 25 to 35% by mass from the viewpoint of excellent workability and strength development.
In addition, in the water at the time of calculating water / cement ratio in this invention, when water is contained in an additive etc. other than the water added separately, the water contained in these is also included.
本発明の収縮低減性ポーラスコンクリートは、ＪＩＳ Ａ １１２９に準拠した長さ変化試験方法で測定した長さ変化率が、材齢９１日で−４００×１０−６以内であり、収縮低減性に優れるとともに、かつ「舗装設計施工指針（社団法人 日本道路協会）」で規定されている設定基準曲げ強度４．４ＭＰａ以上の値を有し、高強度を備えることが可能となる。 The shrinkage-reducing porous concrete of the present invention has a length change rate measured by a length change test method based on JIS A 1129, which is within −400 × 10 −6 at a material age of 91 days, and is excellent in shrinkage reduction. At the same time, it has a set standard bending strength of 4.4 MPa or more as defined in the “Pavement Design and Construction Guidelines (Japan Road Association)”, and can have high strength.
本発明を次の実施例及び比較例により更に詳細に説明する。
使用材料
実施例及び比較例において、以下の材料を用いた。
（１）セメント：早強ポルトランドセメント（住友大阪セメント株式会社製）
（２）細骨材：川砂（千葉県利根川産）
（３）粗骨材：道路用６号砕石（茨城県岩瀬産）
（４）混和剤Ａ ：収縮低減剤（商標名「レオソルブ７０３Ｂ」ライオン株式会社製）を、ＢＥＴ比表面積１００ｍ２／ｇのケイ酸カルシウム水和物粉末に担時した粉体(但し、下記の調製方法により調製したもの)
（５）混和剤Ｂ：収縮低減剤（商標名「レオソルブ７０３Ｂ」ライオン株式会社製）
（６）水：上水道水
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples.
Materials used The following materials were used in Examples and Comparative Examples.
(1) Cement: Hayashi Portland Cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
(2) Fine aggregate: River sand (produced by Tonegawa, Chiba Prefecture)
(3) Coarse aggregate: No. 6 crushed stone for roads (Iwase Prefecture, Iwase)
(4) Admixture A: Powder obtained by applying a shrinkage reducing agent (trade name “Reosolve 703B” manufactured by Lion Corporation) to a calcium silicate hydrate powder having a BET specific surface area of 100 m 2 / g (however, the following (Prepared by the preparation method)
(5) Admixture B: Shrinkage reducing agent (trade name “Reosolve 703B” manufactured by Lion Corporation)
(6) Water: Tap water
但し、上記（４）混和剤Ａは以下のようにして調製したものを用いた。
収縮低減剤（商標名「レオソルブ」ライオン株式会社製）を有効成分として３０質量％含む水溶液８０ｇ（有効成分量２４ｇ）を、ＢＥＴ比表面積１００ｍ2／ｇのケイ酸カルシウム水和物粉末１０ｇに含浸させた後、１００℃で１０時間乾燥して固形分３４ｇを得た。
次いで、当該固形分を解砕し、上記粉末状混和剤を製造した。
なお、上記ＢＥＴ比表面積は、自動比表面積測定装置（装置製品番号；BELSORP‐miniII、日本ベル株式会社製）で測定した値である。
また、該粉末状混和剤の平均粒子径を、レーザー回折式粒度分布計（装置製品番号；マイクロトラックSRA7995‐10、日機装株式会社製）で測定したところ、３５μｍであった。
However, the above (4) admixture A was prepared as follows.
10 g of calcium silicate hydrate powder having a BET specific surface area of 100 m 2 / g is impregnated with 80 g of an aqueous solution containing 30% by mass of a shrinkage reducing agent (trade name “Leosolve” manufactured by Lion Corporation) as an active ingredient. And then dried at 100 ° C. for 10 hours to obtain 34 g of a solid content.
Subsequently, the said solid content was crushed and the said powdery admixture was manufactured.
In addition, the said BET specific surface area is the value measured with the automatic specific surface area measuring apparatus (apparatus product number; BELSORP-miniII, Nippon Bell Co., Ltd. product).
The average particle size of the powdery admixture was 35 μm as measured with a laser diffraction particle size distribution meter (apparatus product number; Microtrac SRA7995-10, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
実施例１〜３・比較例２〜３
上記各材料を以下の表１に示す配合割合で用いて、各ポーラスコンクリートを調製した。
具体的には、二軸強制練りミキサ（製品番号；170069、大平洋機工株式会社製、容量５５Ｌ）に、水以外の上記各材料を投入して、３０秒間の空練りを行った後、水を投入して９０秒間混練りを行って、均一なコンクリートを調製した。
Examples 1-3 and Comparative Examples 2-3
Each porous concrete was prepared using the above-mentioned materials at the blending ratios shown in Table 1 below.
Specifically, each of the above materials other than water is put into a biaxial forced kneading mixer (product number: 170069, manufactured by Taihei Kiki Co., Ltd., capacity 55 L), and after 30 seconds of air kneading, Was added and kneaded for 90 seconds to prepare uniform concrete.
比較例１
上記各材料を以下の表１に示す配合割合で用いて、ポーラスコンクリートを調製した。
具体的には、二軸強制練りミキサ（製品番号；170069、大平洋機工株式会社製、容量５５Ｌ）に、水及び混和剤Ｂ以外の上記各材料を投入して、３０秒間の空練りを行った後、水と混和材Ｂを投入して９０秒間混練りを行って、均一なコンクリートを調製した。
Comparative Example 1
Porous concrete was prepared using the above materials in the blending ratios shown in Table 1 below.
Specifically, the above-mentioned materials other than water and admixture B are charged into a biaxial forced kneading mixer (product number: 170069, manufactured by Taihei Kiki Co., Ltd., capacity 55 L), and kneaded for 30 seconds. Then, water and admixture B were added and kneaded for 90 seconds to prepare uniform concrete.
なお、上記実施例１〜３及び比較例における配合割合は、空隙率を１７．５％と設定（設定空隙率）して、各材料を配合した配合割合を示すものである。
また、設定空隙率は、計算上の空隙率を示す。
In addition, the compounding ratio in the said Examples 1-3 and a comparative example shows the compounding ratio which set the porosity as 17.5% (setting porosity), and mix | blended each material.
The set porosity indicates a calculated porosity.
試験例１〜３
上記実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた各コンクリートを以下の試験に供し、評価した。
その結果を表２に示す。
Test Examples 1-3
Each concrete obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 was subjected to the following tests and evaluated.
The results are shown in Table 2.
（試験例１：曲げ強度）
各コンクリートの材齢７日後の曲げ強度を、ＪＩＳ Ａ １１０６に準拠した曲げ強度試験方法で行った。
(Test Example 1: Bending strength)
The bending strength after 7 days of age of each concrete was measured by a bending strength test method based on JIS A 1106.
(試験例２：長さ変化率)
各コンクリートの材齢７日後、２８日後、９１日後の長さ変化率を、ＪＩＳ Ａ １１２９に準拠した長さ変化試験方法で行った。
(Test Example 2: Length change rate)
The length change rate of each concrete after 7 days, 28 days, and 91 days was measured by a length change test method based on JIS A 1129.
上記表２の結果から、本発明の実施例１〜３の収縮低減性ポーラスコンクリートは、経時的な長さ変化が小さく収縮低減性に優れるとともに、曲げ強度が、舗装設計施工指針（平成１３年１２月・社団法人 日本道路協会）に記載された舗装用コンクリートの設計基準曲げ強度４．４ＭＰａ以上を満足するものであることがわかる。 From the results in Table 2 above, the shrinkage-reducing porous concrete of Examples 1 to 3 of the present invention has a small change in length over time and excellent shrinkage-reducing properties, and the bending strength is a pavement design construction guideline (2001). It can be seen that the design standard bending strength of the concrete for paving described in December (Japan Road Association) satisfies 4.4 MPa or more.
一方、本発明外の比較例１及び３のコンクリートは、上記コンクリート設計基準曲げ強度４．４ＭＰａ以上を満足することができず、また、比較例２のコンクリートは、長さ変化率が大きく、収縮低減性に劣ることがわかる。 On the other hand, the concretes of Comparative Examples 1 and 3 outside the present invention cannot satisfy the concrete design standard bending strength of 4.4 MPa or more, and the concrete of Comparative Example 2 has a large rate of change in length and shrinks. It can be seen that the reduction is inferior.
本発明の収縮低減性ポーラスコンクリートは、建築外溝、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等、種々の用途に適用することが可能である。 The shrinkage-reducing porous concrete of the present invention can be applied to various uses such as an outer gutter of a building, road pavement, river revetment, and greening base.
Claims (8)
The method for producing shrinkage-reducing porous concrete according to any one of claims 5 to 7, further comprising a fine aggregate in a proportion of 100 parts by mass or less.
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