JP2008308348A - 低発熱型高強度コンクリートおよびそれを用いたコンクリート硬化体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 極めて粉塵が発生しにくいセメント混和材であり、このセメント混和材を使用することにより、断熱温度上昇量が小さく、圧縮強度が高い低発熱型高強度コンクリートを提供する。
【解決手段】 デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとを含有してなり、デキストリンが、デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとの合計100部中、３〜30部であり、R2Oが1.0％以下（Rはアルカリ金属）であるセメント混和材を使用し、単位セメント量が250〜350kg/m3、単位セメント混和材量が10〜100kg/m3である低発熱型高強度コンクリート、シリカ質微粉末が、フライアッシュ、シリカフューム、ケイ藻土、及び溶融シリカを製造する際に発生するシリカダストからなる群より選ばれる一種又は二種以上である該低発熱型高強度コンクリート、該低発熱型高強度コンクリートを用いてなるコンクリート硬化体を構成とする。
【選択図】 なし
【解決手段】 デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとを含有してなり、デキストリンが、デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとの合計100部中、３〜30部であり、R2Oが1.0％以下（Rはアルカリ金属）であるセメント混和材を使用し、単位セメント量が250〜350kg/m3、単位セメント混和材量が10〜100kg/m3である低発熱型高強度コンクリート、シリカ質微粉末が、フライアッシュ、シリカフューム、ケイ藻土、及び溶融シリカを製造する際に発生するシリカダストからなる群より選ばれる一種又は二種以上である該低発熱型高強度コンクリート、該低発熱型高強度コンクリートを用いてなるコンクリート硬化体を構成とする。
【選択図】 なし
Description
本発明は、主に、土木・建築業界等において使用される低発熱型高強度コンクリートおよびそれを用いたコンクリート硬化体に関する。
近年、土木・建築分野において、コンクリート構造物の耐久性向上に対する要望が高まっている。
コンクリート構造物の劣化要因の１つとして、ひび割れがある。ひび割れはコンクリートの信頼性を損なうものである。
ひび割れの発生原因は多様であるが、なかでも、マッシブなコンクリートに特有のひび割れとして、水和発熱に起因する温度ひび割れが挙げられる。
ひび割れの発生原因は多様であるが、なかでも、マッシブなコンクリートに特有のひび割れとして、水和発熱に起因する温度ひび割れが挙げられる。
これを抑制するため、これまでに様々な方法が提案されている。特に、水和発熱量の少ないビーライト含有量を高めた低熱ポルトランドセメントは、硬化時の水和発熱量を著しく低減できるだけでなく、施工時の流動性に優れ、中期・長期の強度発現性が良好であるなど、種々の利点を有している。
しかしながら、生コン工場のセメントサイロにおいては、出荷量の多い普通ポルトランドセメント、高炉セメント、及び早強ポルトランドセメントが貯蔵されているため、出荷量の少ない低熱ポルトランドセメント専用のサイロを新たに作らなければならず、目下のところ低熱ポルトランドセメントは、打設現場に生コンプラントを設置するような大型物件に限定された形で使用されている。
このように、低熱ポルトランドセメントは優れた性質を持ちながらも、セメントタイプであることから、サイロの増設といった新たな設備投資を必要とするという問題があった。
しかしながら、生コン工場のセメントサイロにおいては、出荷量の多い普通ポルトランドセメント、高炉セメント、及び早強ポルトランドセメントが貯蔵されているため、出荷量の少ない低熱ポルトランドセメント専用のサイロを新たに作らなければならず、目下のところ低熱ポルトランドセメントは、打設現場に生コンプラントを設置するような大型物件に限定された形で使用されている。
このように、低熱ポルトランドセメントは優れた性質を持ちながらも、セメントタイプであることから、サイロの増設といった新たな設備投資を必要とするという問題があった。
一方、サイロの増設といった新たな設備投資を必要とせず、各地の生コン工場で開袋投入することによって使用できる混和材タイプとしては、従来より、有機酸等のセメントの凝結遅延剤（特許文献１）を用いて水和熱を抑制することが行われているが、強度発現性が低下したり極端に凝結が遅延するという問題があった。
この問題を改善するために、有機酸に、アルカリ金属の炭酸塩、珪酸塩、アルミン酸塩、及び水酸化物等といった急結性のアルカリ金属塩を加えた混和材が提案された（特許文献２）。
しかしながら、この混和材は、水和熱抑制効果の温度依存性が大きく、低温では水和熱抑制効果が顕著であるが、高温では水和熱抑制効果が乏しいという問題点があった。
しかしながら、この混和材は、水和熱抑制効果の温度依存性が大きく、低温では水和熱抑制効果が顕著であるが、高温では水和熱抑制効果が乏しいという問題点があった。
デキストリンは、水和熱抑制剤として知られている（特許文献３）が、低温では水和熱抑制効果が殆どなく、高温では極端に水和を遅延するという問題があった。
また、デキストリンと有機酸の一種であるサリチル酸とを主成分とする混和材も提案されている（特許文献４）。
しかしながら、この混和材は、温度依存性が小さな水和熱抑制効果を有しているものの、強度発現性に乏しかった。
しかしながら、この混和材は、温度依存性が小さな水和熱抑制効果を有しているものの、強度発現性に乏しかった。
その他にも、マスコンの温度ひび割れを抑制する技術としては、多くの水和熱抑制剤を適用する方法が提案されている（特許文献５〜特許文献８参照）。
しかしながら、いまだに充分な性能を実現できていないのが実状である。
しかしながら、いまだに充分な性能を実現できていないのが実状である。
また、単位セメント量が多い高強度コンクリートに用いた場合には、その効果は微々たるものであり、水和熱抑制剤のみを使用しても、高強度コンクリートの温度ひび割れを効果的に抑制できるものではなかった。
一方、高強度混和材を使用することで、高い強度を確保しつつ、単位セメント量を低減できることが知られている（特許文献９）。
この技術を高強度コンクリートに応用すれば、単位セメント量を低減できるため、その分だけ水和発熱量も低減できる。
しかしながら、高強度コンクリートの水和熱低減に対する要求は益々高まっており、さらなる水和熱低減が求められているのが現状である。
また、前述の高強度混和材は、シリカ質微粉末や微粉のセッコウを主体とするため、粉塵の発生が問題となっている。
今日では作業環境の改善も大きな課題であり、粉塵の発生の少ない高強度混和材の開発も強く求められている。
しかしながら、高強度コンクリートの水和熱低減に対する要求は益々高まっており、さらなる水和熱低減が求められているのが現状である。
また、前述の高強度混和材は、シリカ質微粉末や微粉のセッコウを主体とするため、粉塵の発生が問題となっている。
今日では作業環境の改善も大きな課題であり、粉塵の発生の少ない高強度混和材の開発も強く求められている。
さらに、高強度コンクリートは、単位セメント量や混和材の使用量が多く、セメントや混和材に由来するR2O量も多くなる傾向にあり、アルカリ総量規制に制限されることが多く見られる場合がある。
本発明者は、多くの実験を通して、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとデキストリンとを含有する特定のセメント混和材が、低発熱型の高強度混和材として著しい効果を生むこと、また、単なるシリカ質微粉末及び／又は無水セッコウと、デキストリンとの組み合わせによる効果ではなく、相乗効果を生むこと、また、粉塵の発生も著しく少なくなるなどの知見を得て、本発明を完成するに至った。
土木用途や建築用途における低発熱型高強度コンクリートおよびそれを用いたコンクリート硬化体を提供する。
本発明は、デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとを含有してなり、デキストリンが、デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとの合計100部中、３〜30部であり、R2Oが1.0％以下（Rはアルカリ金属）であるセメント混和材を使用し、単位セメント量が250〜350kg/m3、単位セメント混和材量が10〜100kg/m3である低発熱型高強度コンクリートであり、シリカ質微粉末が、フライアッシュ、シリカフューム、ケイ藻土、及び溶融シリカを製造する際に発生するシリカダストからなる群より選ばれる一種又は二種以上である該低発熱型高強度コンクリートであり、無水セッコウの粉末度が、ブレーン比表面積値4,000cm2/g以上である該低発熱型高強度コンクリートであり、デキストリンが、デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとの合計100部中、３〜30部である該低発熱型高強度コンクリートであり、単位セメント量が275〜325kg/m3である該低発熱型高強度コンクリートであり、単位セメント混和材量が20〜70kg/m3である該低発熱型高強度コンクリートであり、該低発熱型高強度コンクリートを用いてなるコンクリート硬化体である。
本発明のセメント混和材を使用することにより、断熱温度上昇量が、例えば、45℃以下と小さく、圧縮強度が40N/mm2以上と高い、低発熱型高強度コンクリートが得られる。このため、マスコンやプレストレストコンクリートに適用した際のひび割れを効果的に抑制できる。しかも、本発明のセメント混和材は極めて粉塵が発生しにくいなどの効果を奏する。
本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
デキストリンは、一般に化工澱粉とも呼ばれ、通常、トウモロコシ澱粉、馬鈴薯、タピオカ澱粉、小麦澱粉、甘薯澱粉、及び米澱粉等を加水分解して得られる。なかでも、希酸を加え、分解して得られる酸焙焼デキストリンが最も一般的であり、酸浸漬法で得られるデキストリン、澱粉の酵素分解で得られるマルトデキストリン、無焙焼で得られるブリティッシュガム、あるいは、澱粉に水を加えたものを加熱したり、アルカリや濃厚な塩類の溶液を加えてアルファー化したものを急速に脱水乾燥して得られるアルファー化澱粉、もしくはこれらを水に溶解させて残留分を乾燥させ、冷水可溶分の大部分を除去した粉末等が使用できる。この他、カルボン酸エステル化、炭酸エステル化、及びエーテル化等の化学変性をさせたものが使用できる。
ここで、デキストリンの冷水可溶分とは、温度20℃の蒸留水に溶解したデキストリンの量を意味するものであって、具体的には、例えば、デキストリン10ｇを200mlのフラスコに入れ、温度20℃の蒸留水150mlを加え、温度20±１℃に１時間保持した後に濾別し、その濾液を蒸発乾固して、得られたデキストリンを、使用したデキストリン全量に対する割合で示したものを冷水可溶分とするものである。
本発明では、20℃における冷水可溶分が０〜80％が好ましく、５〜70％がより好ましく、10〜50％が最も好ましい。冷水可溶分が80％を超えると充分な水和熱抑制の効果が得られなくなるおそれがある。また、凝結遅延性が強くなり、強度発現性が悪くなるおそれもある。
ここで、デキストリンの冷水可溶分とは、温度20℃の蒸留水に溶解したデキストリンの量を意味するものであって、具体的には、例えば、デキストリン10ｇを200mlのフラスコに入れ、温度20℃の蒸留水150mlを加え、温度20±１℃に１時間保持した後に濾別し、その濾液を蒸発乾固して、得られたデキストリンを、使用したデキストリン全量に対する割合で示したものを冷水可溶分とするものである。
本発明では、20℃における冷水可溶分が０〜80％が好ましく、５〜70％がより好ましく、10〜50％が最も好ましい。冷水可溶分が80％を超えると充分な水和熱抑制の効果が得られなくなるおそれがある。また、凝結遅延性が強くなり、強度発現性が悪くなるおそれもある。
本発明で使用するシリカ質微粉末は特に限定されるものではないが、具体例としては、シリカフュームや溶融シリカを製造する際に発生するシリカダスト、あるいは、フライアッシュ、及びケイ藻土が挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上を併用できる。なかでも、フライアッシュやケイ藻土を選定することが水和熱抑制効果の面から好ましい。
シリカ質微粉末の粉末度は特に限定されるものではないが、通常、フライアッシュについては、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で3,000〜9,000cm2/g程度のものが使用され、シリカヒュームについては、ＢＥＴ比表面積で２万〜20万m2/g程度のものが使用される。
シリカ質微粉末の粉末度は特に限定されるものではないが、通常、フライアッシュについては、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で3,000〜9,000cm2/g程度のものが使用され、シリカヒュームについては、ＢＥＴ比表面積で２万〜20万m2/g程度のものが使用される。
本発明で使用する無水セッコウは特に限定されるものではなく、天然無水セッコウやフッ酸製造の際に副生する無水セッコウなどが使用可能である。本発明では、水和熱抑制効果の観点から、また、強度発現性の観点から、フッ酸製造の際に副生する無水セッコウを使用することが好ましい。
本発明の無水セッコウの粉末度は特に限定されるものではないが、通常、ブレーン値で4,000〜8,000cm2/gが好ましく、6,000cm2/g前後がより好ましい。4,000cm2/g未満では強度発現性が充分でなくなるおそれがあり、8,000cm2/gを超えても、さらなる効果の増進が期待できない。また、強度発現性の面から、無水セッコウの平均粒径は、10μｍ以下が好ましい。
本発明の無水セッコウの粉末度は特に限定されるものではないが、通常、ブレーン値で4,000〜8,000cm2/gが好ましく、6,000cm2/g前後がより好ましい。4,000cm2/g未満では強度発現性が充分でなくなるおそれがあり、8,000cm2/gを超えても、さらなる効果の増進が期待できない。また、強度発現性の面から、無水セッコウの平均粒径は、10μｍ以下が好ましい。
本発明では、強度発現性の面から、また、水和熱低減効果やひび割れ抑制効果の面から、シリカ質微粉末と無水セッコウとを併用することが好ましい。
セメント混和材中のデキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウの配合割合は、デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウからなるセメント混和材100部中、デキストリンが３〜30部であり、５〜20部が好ましい。一方、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウは70〜97部であり、80〜95部が好ましい。デキストリンが３部未満で、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウが97部を超えると、30℃を超える高温環境下で水和発熱の抑制効果が充分でなくなるおそれがあり、また、粉塵の発生が著しくなるおそれもある。加えて、デキストリンが前記範囲内で配合されることにより、長期的な強度発現性が良好になる。
この理由は定かではないが、デキストリンが、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウの分散性を高め、コンクリート中に均一に分散させる効果をもたらすものと考えられる。一方、デキストリンが30部を超えたりシリカ質微粉末及び／又は無水セッコウが70部未満の場合には、25℃以下の環境における水和熱の抑制効果が充分でなく、温度ひび割れの抑制効果が充分に得られない場合がある。また、逆に30℃以上の高温環境下で凝結遅延性が著しくなり、強度発現性が悪くなる場合もある。
この理由は定かではないが、デキストリンが、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウの分散性を高め、コンクリート中に均一に分散させる効果をもたらすものと考えられる。一方、デキストリンが30部を超えたりシリカ質微粉末及び／又は無水セッコウが70部未満の場合には、25℃以下の環境における水和熱の抑制効果が充分でなく、温度ひび割れの抑制効果が充分に得られない場合がある。また、逆に30℃以上の高温環境下で凝結遅延性が著しくなり、強度発現性が悪くなる場合もある。
本発明のセメント混和材のR2Oは1.0％以下（Rはアルカリ金属）である。R2Oが1.0％を超えると、コンクリートの３kg/m3のアルカリ総量規制値を満たせない場合やアルカリ−シリカ反応による劣化が生じる場合がある。
本発明のセメント混和材の使用量は特に限定されるものではないが、通常、セメントとセメント混和材からなるセメント組成物100部中、0.1〜５部が好ましく、0.3〜３部がより好ましい。セメント混和材の使用量が少ないと充分な水和熱抑制効果が得られなくなるおそれがあり、過剰に使用すると強度発現性が悪くなるおそれがある。
単位セメント混和材量（以下、単位混和材量という）は、１m3あたり、10〜100kgであり、20〜70kgが好ましい。セメント混和材の使用量が、１m3あたり、10kg未満では、本発明の効果が充分に得られなくなるおそれがあり、100kgを超えても、さらなる効果の増進が期待できない。
単位セメント混和材量（以下、単位混和材量という）は、１m3あたり、10〜100kgであり、20〜70kgが好ましい。セメント混和材の使用量が、１m3あたり、10kg未満では、本発明の効果が充分に得られなくなるおそれがあり、100kgを超えても、さらなる効果の増進が期待できない。
本発明の低発熱型高強度コンクリートの水／セメント比(Ｗ／Ｃ)は、40％以上が好ましい。40％未満では、フレッシュコンクリートの作業性が著しく悪くなったり、プラスチックひび割れや硬化後の自己収縮によるひび割れが発生しやすくなるおそれがある。
本発明で使用するセメントは、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、石灰石粉末や高炉徐冷スラグ微粉末等を混合したフィラーセメント、並びに、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）などが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。
本発明の低発熱型高強度コンクリートの単位セメント量は、250〜350kg/m3である。
単位セメント量は、水和発熱を小さくする観点からは少ない方が好ましいが、強度発現性の観点からはその低減に限界があり、通常、250〜350kg/m3であり、275〜325kg/m3が好ましい。単位セメント量が250kg/m3未満では強度発現性が悪くなるおそれがあり、単位セメント量が350kg/m3を超えると、コンクリートの水和発熱量が多くなりコンクリートに熱ひび割れが発生しやすくなるおそれがある。
ただし、本発明のセメント混和材を使用せずに単位セメント量を少なくすると、水和発熱は小さくできるものの所要の強度が得られないため、実用できない。
単位セメント量は、水和発熱を小さくする観点からは少ない方が好ましいが、強度発現性の観点からはその低減に限界があり、通常、250〜350kg/m3であり、275〜325kg/m3が好ましい。単位セメント量が250kg/m3未満では強度発現性が悪くなるおそれがあり、単位セメント量が350kg/m3を超えると、コンクリートの水和発熱量が多くなりコンクリートに熱ひび割れが発生しやすくなるおそれがある。
ただし、本発明のセメント混和材を使用せずに単位セメント量を少なくすると、水和発熱は小さくできるものの所要の強度が得られないため、実用できない。
本発明のセメント混和材やセメント組成物はそれぞれの材料を施工時に混合しても良いし、あらかじめ一部あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
本発明では、砂等の細骨材、砂利等の粗骨材、膨張材、急硬材、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、高分子エマルジョン、凝結調整剤、ベントナイトなどの粘土鉱物、及びハイドロタルサイトなどのアニオン交換体等の各種添加剤、並びに、高炉水砕スラグ微粉末、高炉徐冷スラグ微粉末、及び石灰石微粉末等の混和材料等からなる群のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。
以下、実験例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実験例１
表１に示す水セメント比（Ｗ／Ｃ）、単位セメント量、単位水量、及び単位混和材量を用いてコンクリートを調製した。この際、s/aは48％で一定とし、コンクリートのスランプが18±1.5cmとなるように高性能減水剤を添加し、空気量3.0±1.5％とした。
調製したコンクリートの断熱温度上昇量と、材齢28日の圧縮強度を測定した。
また、大きなコンクリート構造物を作製してひび割れの発生状況を調べた。
なお、セメント混和材使用時の粉塵発生挙動も観察した。その結果を表１に併記する。
表１に示す水セメント比（Ｗ／Ｃ）、単位セメント量、単位水量、及び単位混和材量を用いてコンクリートを調製した。この際、s/aは48％で一定とし、コンクリートのスランプが18±1.5cmとなるように高性能減水剤を添加し、空気量3.0±1.5％とした。
調製したコンクリートの断熱温度上昇量と、材齢28日の圧縮強度を測定した。
また、大きなコンクリート構造物を作製してひび割れの発生状況を調べた。
なお、セメント混和材使用時の粉塵発生挙動も観察した。その結果を表１に併記する。
＜使用材料＞
セメントα：市販普通ポルトランドセメント、R2Oは0.5％、比重3.15
水 ：水道水
細骨材(s) ：新潟県姫川産砂、比重2.62
粗骨材(g) ：新潟県姫川産砂利、比重2.64
高性能減水剤：ポリカルボン酸系高性能減水剤、市販品
セメント混和材ａ：ブレーン値4,000cm2/gに粉砕した、平均粒径12μｍの無水セッコウ(1)90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.90
セメント混和材ｂ：ブレーン値6,000cm2/gに粉砕した、平均粒径６μｍの無水セッコウ(1)90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.90
セメント混和材ｃ：ブレーン値8,000cm2/gに粉砕した、平均粒径４μｍの無水セッコウ(1)90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.90
セメント混和材ｄ：ブレーン値5,000cm2/gに粉砕した、平均粒径８μｍの無水セッコウ(2)90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.90
セメント混和材ｅ：シリカ質微粉末イ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.1％、比重2.10
セメント混和材ｆ：シリカ質微粉末ロ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.4％、比重2.30
セメント混和材ｇ：シリカ質微粉末ハ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは1.0％、比重2.20
セメント混和材ｈ：シリカ質微粉末ニ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.1％、比重2.10
セメント混和材ｉ：シリカ質微粉末ホ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.25％、比重2.20
セメント混和材ｊ：ブレーン値5,000cm2/gに粉砕した、平均粒径8μｍの無水セッコウａ45部とシリカ質微粉末ロ45部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.60
デキストリンＡ：冷水可溶分30％、市販品
無水セッコウ(1)：フッ酸製造時に副生する無水セッコウ、比重2.96
無水セッコウ(2)：天然無水セッコウ、比重2.96
シリカ質微粉末イ：シリカフューム、比重2.20、ブレーン値200,000cm2/g、平均粒径0.2μｍ
シリカ質微粉末ロ：フライアッシュ、比重2.40、ブレーン値4,000cm2/g、平均粒径８μｍ
シリカ質微粉末ハ：ケイ藻土、ブレーン値15,000cm2/g、比重2.30
シリカ質微粉末ニ：溶融シリカを製造する際に発生するダスト、比重2.20
シリカ質微粉末ホ：シリカフュームとフライアッシュの等量混合物、比重2.30
セメントα：市販普通ポルトランドセメント、R2Oは0.5％、比重3.15
水 ：水道水
細骨材(s) ：新潟県姫川産砂、比重2.62
粗骨材(g) ：新潟県姫川産砂利、比重2.64
高性能減水剤：ポリカルボン酸系高性能減水剤、市販品
セメント混和材ａ：ブレーン値4,000cm2/gに粉砕した、平均粒径12μｍの無水セッコウ(1)90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.90
セメント混和材ｂ：ブレーン値6,000cm2/gに粉砕した、平均粒径６μｍの無水セッコウ(1)90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.90
セメント混和材ｃ：ブレーン値8,000cm2/gに粉砕した、平均粒径４μｍの無水セッコウ(1)90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.90
セメント混和材ｄ：ブレーン値5,000cm2/gに粉砕した、平均粒径８μｍの無水セッコウ(2)90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.90
セメント混和材ｅ：シリカ質微粉末イ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.1％、比重2.10
セメント混和材ｆ：シリカ質微粉末ロ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.4％、比重2.30
セメント混和材ｇ：シリカ質微粉末ハ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは1.0％、比重2.20
セメント混和材ｈ：シリカ質微粉末ニ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.1％、比重2.10
セメント混和材ｉ：シリカ質微粉末ホ90部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.25％、比重2.20
セメント混和材ｊ：ブレーン値5,000cm2/gに粉砕した、平均粒径8μｍの無水セッコウａ45部とシリカ質微粉末ロ45部とデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは0.2％、比重2.60
デキストリンＡ：冷水可溶分30％、市販品
無水セッコウ(1)：フッ酸製造時に副生する無水セッコウ、比重2.96
無水セッコウ(2)：天然無水セッコウ、比重2.96
シリカ質微粉末イ：シリカフューム、比重2.20、ブレーン値200,000cm2/g、平均粒径0.2μｍ
シリカ質微粉末ロ：フライアッシュ、比重2.40、ブレーン値4,000cm2/g、平均粒径８μｍ
シリカ質微粉末ハ：ケイ藻土、ブレーン値15,000cm2/g、比重2.30
シリカ質微粉末ニ：溶融シリカを製造する際に発生するダスト、比重2.20
シリカ質微粉末ホ：シリカフュームとフライアッシュの等量混合物、比重2.30
＜測定方法＞
断熱温度上昇量：東京理工（株）社製の断熱温度上昇量測定装置を用いて、打設温度20℃の条件で測定。
圧縮強度 ：JIS A 1108に準じて測定。
ひび割れの発生状況：厚さ１ｍ、高さ2.5ｍ、長さ10ｍの壁を作製した。型枠の存置期間は材齢７日までとし、ひび割れの発生状況を観察した。目視で観察できるひび割れがない場合を優、ひび割れの本数が１本で、かつ、ひび割れ幅も0.05mm未満の場合を良、ひび割れの本数は１本だが、ひび割れ幅が0.1mm以上、0.2mm未満の場合を可、ひび割れが２本以上か、もしくは、ひび割れ本数は１本だが、ひび割れ幅が0.2mm以上の場合を不可とした。
粉塵の発生状況：セメント混和材20kgを紙製の袋に詰め、解袋作業を行った際の粉塵の発生状況を確認した。粉塵の発生がほとんどない場合を良、多少の粉塵は発生するが許容できる範囲の場合を可、粉塵の発生が著しい場合を不可とした。
断熱温度上昇量：東京理工（株）社製の断熱温度上昇量測定装置を用いて、打設温度20℃の条件で測定。
圧縮強度 ：JIS A 1108に準じて測定。
ひび割れの発生状況：厚さ１ｍ、高さ2.5ｍ、長さ10ｍの壁を作製した。型枠の存置期間は材齢７日までとし、ひび割れの発生状況を観察した。目視で観察できるひび割れがない場合を優、ひび割れの本数が１本で、かつ、ひび割れ幅も0.05mm未満の場合を良、ひび割れの本数は１本だが、ひび割れ幅が0.1mm以上、0.2mm未満の場合を可、ひび割れが２本以上か、もしくは、ひび割れ本数は１本だが、ひび割れ幅が0.2mm以上の場合を不可とした。
粉塵の発生状況：セメント混和材20kgを紙製の袋に詰め、解袋作業を行った際の粉塵の発生状況を確認した。粉塵の発生がほとんどない場合を良、多少の粉塵は発生するが許容できる範囲の場合を可、粉塵の発生が著しい場合を不可とした。
表から、本発明の低発熱型高強度コンクリートは、断熱温度上昇量が45℃以下と小さく、圧縮強度が40N/mm2以上と高いことが明らかである。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも断熱温度上昇量が大きく、圧縮強度が低い。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも断熱温度上昇量が大きく、圧縮強度が低い。
実験例２
表２に示すＷ／Ｃ、単位セメント量、単位水量、及び単位混和材量を用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に示す。
表２に示すＷ／Ｃ、単位セメント量、単位水量、及び単位混和材量を用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に示す。
表から、本発明の低発熱型高強度コンクリートは、断熱温度上昇量が45℃以下と小さく、圧縮強度が40N/mm2以上と高いことが明らかである。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも断熱温度上昇量が大きく、圧縮強度が低い。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも断熱温度上昇量が大きく、圧縮強度が低い。
実験例３
表３に示すＷ／Ｃ、単位セメント量、単位水量、及び単位混和材量を用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す。
表３に示すＷ／Ｃ、単位セメント量、単位水量、及び単位混和材量を用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す。
表から、本発明の低発熱型高強度コンクリートは、断熱温度上昇量が45℃以下と小さく、圧縮強度が40N/mm2以上と高いことが明らかである。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、いずれも本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも断熱温度上昇量が大きい。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、いずれも本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも断熱温度上昇量が大きい。
実験例４
シリカ質微粉末ロを使用し、セメント混和材100部中、表４に示すデキストリンを使用してセメント混和材を調製した。このセメント混和材を１m3あたり30kg使用したこと以外実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
シリカ質微粉末ロを使用し、セメント混和材100部中、表４に示すデキストリンを使用してセメント混和材を調製した。このセメント混和材を１m3あたり30kg使用したこと以外実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
＜使用材料＞
デキストリンＢ：冷水可溶分０％、市販品
デキストリンＣ：冷水可溶分５％、市販品
デキストリンＤ：冷水可溶分10％、市販品
デキストリンＥ：冷水可溶分50％、市販品
デキストリンＦ：冷水可溶分70％、市販品
デキストリンＧ：冷水可溶分80％、市販品
デキストリンＢ：冷水可溶分０％、市販品
デキストリンＣ：冷水可溶分５％、市販品
デキストリンＤ：冷水可溶分10％、市販品
デキストリンＥ：冷水可溶分50％、市販品
デキストリンＦ：冷水可溶分70％、市販品
デキストリンＧ：冷水可溶分80％、市販品
表から、本発明の低発熱型高強度コンクリートは、断熱温度上昇量が45℃以下と小さく、圧縮強度が40N/mm2以上と高いことが明らかである。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも圧縮強度が低い。
また、デキストリンとシリカ質微粉末及び／又は無水セッコウを組み合わせることによって、セメント混和材の解袋作業時の粉塵が低減され、圧縮強度は向上し、断熱温度上昇量は小さくなり、ひび割れ抵抗性が向上することがわかる。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも圧縮強度が低い。
また、デキストリンとシリカ質微粉末及び／又は無水セッコウを組み合わせることによって、セメント混和材の解袋作業時の粉塵が低減され、圧縮強度は向上し、断熱温度上昇量は小さくなり、ひび割れ抵抗性が向上することがわかる。
実験例５
セメント混和材ｊとセメントβを使用し、表５に示す配合のコンクリートを用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に併記する。
セメント混和材ｊとセメントβを使用し、表５に示す配合のコンクリートを用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に併記する。
＜使用材料＞
セメントβ ：市販の高炉セメントＢ種、比重3.06
セメントβ ：市販の高炉セメントＢ種、比重3.06
表から、本発明の低発熱型高強度コンクリートは、断熱温度上昇量が45℃以下と小さく、圧縮強度が40N/mm2以上と高いことが明らかである。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、いずれも本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも断熱温度上昇量が大きい。
そして、普通セメントを用いる場合よりも高炉セメントを用いた場合に本発明の効果が顕著であることがわかる。
一方、本発明のセメント混和材を配合していない比較例では、いずれも本発明の低発熱型高強度コンクリートよりも断熱温度上昇量が大きい。
そして、普通セメントを用いる場合よりも高炉セメントを用いた場合に本発明の効果が顕著であることがわかる。
実験例６
Ｗ／Ｃ＝45％、単位セメント量300kg/m3、単位水量135kg/m3、及び表６に示すセメント混和材を使用し、単位混和材量を50kg/m3としたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表６に併記する。
Ｗ／Ｃ＝45％、単位セメント量300kg/m3、単位水量135kg/m3、及び表６に示すセメント混和材を使用し、単位混和材量を50kg/m3としたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表６に併記する。
＜使用材料＞
セメント混和材ｋ：シリカ質微粉末イ80部、炭酸ナトリウム10部、及びデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは5.9％、比重2.10
セメント混和材ｋ：シリカ質微粉末イ80部、炭酸ナトリウム10部、及びデキストリンＡ10部の混合物、R2Oは5.9％、比重2.10
表から、本発明の低発熱型高強度コンクリートは、断熱温度上昇量が45℃以下と小さく、圧縮強度が40N/mm2以上と高いことが明らかである。特に、セメント混和材の単位量を50kg/m3とした場合は、60N/mm2以上の高い強度を発現している。
一方、本発明のセメント混和材の単位量を50kg/m3とした場合でも、R2Oを多く含むセメント混和材を使用した場合は、断熱温度上昇量が45℃を超え、圧縮強度も他のセメント混和材と比べて小さく、ひび割れの発生状況や粉塵の発生状況も劣る結果となった。
一方、本発明のセメント混和材の単位量を50kg/m3とした場合でも、R2Oを多く含むセメント混和材を使用した場合は、断熱温度上昇量が45℃を超え、圧縮強度も他のセメント混和材と比べて小さく、ひび割れの発生状況や粉塵の発生状況も劣る結果となった。
本発明のセメント混和材を使用することにより、断熱温度上昇量が45℃以下と小さく、圧縮強度が40N/mm2以上と高い低発熱型高強度コンクリートが得られる。
このため、マスコンやプレストレストコンクリートに適用した際のひび割れを効果的に抑制できる。
このため、マスコンやプレストレストコンクリートに適用した際のひび割れを効果的に抑制できる。
Claims (7)
- デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとを含有してなり、デキストリンが、デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとの合計100部中、３〜30部であり、R2Oが1.0％以下（Rはアルカリ金属）であるセメント混和材を使用し、単位セメント量が250〜350kg/m3、単位セメント混和材量が10〜100kg/m3である低発熱型高強度コンクリート。
- シリカ質微粉末が、フライアッシュ、シリカフューム、ケイ藻土、及び溶融シリカを製造する際に発生するシリカダストからなる群より選ばれる一種又は二種以上である請求項１に記載の低発熱型高強度コンクリート。
- 無水セッコウの粉末度が、ブレーン比表面積値4,000cm2/g以上である請求項１又は請求項２に記載の低発熱型高強度コンクリート。
- デキストリンが、デキストリンと、シリカ質微粉末及び／又は無水セッコウとの合計100部中、３〜30部である請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の低発熱型高強度コンクリート。
- 単位セメント量が275〜325kg/m3である請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載の低発熱型高強度コンクリート。
- 単位セメント混和材量が20〜70kg/m3である請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載の低発熱型高強度コンクリート。
- 請求項１〜請求項６のうちのいずれか一項に記載の低発熱型高強度コンクリートを用いてなるコンクリート硬化体。
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