JP2008308391A - Method for designing mix proportion of porous concrete - Google Patents

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聡 梶尾
Katsuro Kokubu
勝郎 國府
Kimitaka Uji
公隆 宇治
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Taiheiyo Cement Corp
Tokyo Metropolitan Public University Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for designing mix proportion of porous concrete by calculating the amount of each material to be used per unit volume of the porous concrete based on a design void content, physical properties of materials to be used and a theoretical formula for void content. <P>SOLUTION: The method for designing mix proportion of porous concrete uses the formula (1) for conducting mix proportion design to obtain a target void content after setting the target void content. In formula (1), Vc represents a void content (m<SP>3</SP>) of the porous concrete, Gg represents a percentage solid (%), Km represents a ratio of mortar coarse aggregate to void content and β represents a mass ratio of the amount of the mortar covering the entire surface of the coarse aggregate with a uniform thickness to the total amount of the mortar in a unit volume of the porous concrete. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、設計空隙量、使用材料の物性値、及び空隙量理論式に基づいて、使用材料の配合設計を行うためのポーラスコンクリートの配合設計方法に関する。   The present invention relates to a porous concrete blending design method for performing blending design of a material used based on a design void amount, a physical property value of the material used, and a void amount theoretical formula.

近年、アスファルト舗装とコンクリート構造物で整備された都市環境と、そこで営まれる化石資源等の消費活動により、都市部のヒートアイランド現象が問題となっている。この原因として、自然地表面をコンクリートで覆った人工地表面の増大による緑被率の減少や、コンクリートが蓄熱した熱の放出による夜間の気温上昇などが挙げられる。地球環境重視の思想が定着してきた現在では、地球環境に負荷を与える材料(例えば、ヒートアイランド現象の原因となるコンクリート等)は、マイナスのイメージが先行しがちである。そこで、都市の持続可能な発展を図るために、環境配慮、環境負荷低減または環境対応などを目的としたエコマテリアルとしてのコンクリートの研究開発が必要不可欠となってきている。   In recent years, urban heat island phenomenon has become a problem due to the urban environment maintained with asphalt pavement and concrete structures and the consumption activities of fossil resources and so on. This can be attributed to a decrease in the green coverage ratio due to an increase in the artificial ground surface with the natural ground surface covered with concrete, and an increase in the nighttime temperature due to the release of heat stored in the concrete. At present, when the idea of emphasizing the global environment has been established, materials that give a load to the global environment (for example, concrete that causes the heat island phenomenon) tend to have a negative image. Therefore, in order to achieve sustainable development of cities, research and development of concrete as an eco-material for the purpose of environmental considerations, reduction of environmental burden or environmental response has become indispensable.

このような背景から、近年、エコマテリアルの一つとして、連続空隙を有するポーラスコンクリートの研究開発が盛んに行われている。ポーラスコンクリートは、大きな空隙を多量に保持することにより、透水性、保水性、および、低騒音性などの環境負荷低減機能や環境保全機能を有している。さらに、ポーラスコンクリートは、植生基盤や水質浄化処理等にも用いることができ、生物共生分野への適用も可能となっている。   Against this background, research and development of porous concrete having continuous voids has been actively conducted as an ecomaterial in recent years. Porous concrete has an environmental load reducing function and an environmental protection function such as water permeability, water retention, and low noise by holding a large amount of large voids. Furthermore, porous concrete can be used for vegetation bases and water purification treatments, and can be applied to the symbiotic field.

ポーラスコンクリートの強度特性や耐久性、付加性能などの性能を支配する要因は、空隙量である。所望の空隙量を有するポーラスコンクリートを得る方法として、例えば、次のような方法が提案されている。
ポーラスコンクリートの空隙量を予め設定する方法としては、例えば、日本コンクリート工学協会の「ポーラスコンクリートの設計・施工方法の確立に関する研究委員会報告書 2003」では、粗骨材の実積率に補正係数α(一般的なαの値として0.95〜0.98)を乗じる方法が提案されている。
The amount of void is a factor that dominates the performance of porous concrete such as strength characteristics, durability, and additional performance. As a method for obtaining porous concrete having a desired void amount, for example, the following method has been proposed.
As a method for setting the void amount of porous concrete in advance, for example, “Research Committee Report 2003 on Establishment of Porous Concrete Design / Construction Method” by the Japan Concrete Institute, correction factor for the actual volume ratio of coarse aggregate A method of multiplying by α (0.95 to 0.98 as a general value of α) has been proposed.

また、ポーラスコンクリートの空隙率に基づいてポーラスコンクリート舗装を行う方法として、初期単位セメント量、単位粗骨材量、ポリマー系混和材を一定量とし、単位水量を所定の範囲で変化させて供試体を作製し、該供試体の質量と該水セメント比との対応関係を求めるとともに、前記水セメント比と計算配合密度との対応関係を求め、前記各対応関係から一意に得られた水セメント比をもとに、所定空隙率が得られる締固め状態を想定したポーラスコンクリートの配合設計を行い、該配合設計に基づく材料から得られた混合物を、所定接地圧のフィニッシャで敷き均して前記空隙率を確保可能な締固めエネルギーを導入して締固めを行うようにしたポーラスコンクリート舗装の構築方法が提案されている(特許文献1)。
また、ポーラスコンクリートの空隙量等を管理する方法として、粒径により骨材を分類し、骨材の周りに結合材が均等に付着したものをモデル化し、シミュレーション中に骨材周りの結合材の変形を考慮できるように拡張し、なおかつ加圧振動締固めも考慮できるように拡張したポーラスコンクリート内の連続空隙を算定できる3次元粒子要素法プログラムをコンピュータにアップロードし、結合材、骨材ならびに型枠のそれぞれの物性値と配合諸量、結合材の無変形量を変数としてシミュレーションを行い、ポーラスコンクリートの骨材・空隙の配置、実積率、連続・独立空隙分布、連続・独立空隙量を管理する方法が提案されている(特許文献2)。
特開2005−200964号公報 特開2005−47793号公報
In addition, as a method for pavement of porous concrete based on the porosity of porous concrete, the initial unit cement amount, unit coarse aggregate amount and polymer-based admixture are made constant, and the unit water amount is changed within a predetermined range. And obtaining a correspondence relationship between the mass of the specimen and the water cement ratio, obtaining a correspondence relationship between the water cement ratio and the calculated blending density, and obtaining a water cement ratio uniquely obtained from each correspondence relationship. Based on the above, a mixture design of porous concrete assuming a compacted state in which a predetermined porosity is obtained is performed, and a mixture obtained from a material based on the mixture design is spread with a finisher with a predetermined ground pressure, and the gap is A method for constructing a porous concrete pavement has been proposed in which compaction energy capable of securing a rate is introduced for compaction (Patent Document 1).
In addition, as a method of managing the void volume of porous concrete, etc., aggregates are classified according to particle size, models with the binders evenly attached around the aggregates are modeled, and the binders around the aggregates are simulated during the simulation. Uploaded to a computer a 3D particle element method program that can calculate the continuous voids in porous concrete that has been expanded to allow for deformation and also to allow for pressurized vibration compaction. Simulate the physical properties of each frame, blending quantities, and the undeformed amount of the binder as variables to determine the aggregate / void arrangement of porous concrete, actual volume ratio, continuous / independent void distribution, and continuous / independent void volume. A management method has been proposed (Patent Document 2).
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-200964 JP-A-2005-47793

しかし、前述の従来の方法は、結果に基づく解析がほとんどであり、理論的な解明は不十分である。そのため、理論式に基づいて所要の空隙量を得るためのポーラスコンクリートの配合設計方法は、確立されるに至っていないのが現状である。   However, the above-mentioned conventional methods are mostly analyzed based on the results, and theoretical clarification is insufficient. Therefore, the present condition is that the compounding design method of the porous concrete for obtaining the required void amount based on the theoretical formula has not been established.

本発明は、上述の背景に鑑みて成されたものであって、設計空隙量、使用材料の物性値、および空隙量理論式に基づいて、各材料の配合設計を行うためのポーラスコンクリートの配合設計方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned background, and is based on the design void amount, the physical property value of the material used, and the pore volume theoretical formula. The purpose is to provide a design method.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポーラスコンクリートにおける粗骨材相互間の空隙内のモルタルの充填状態をモデル化して、空隙量理論式を導き出し、設計空隙量、使用材料の物性値および空隙量理論式に基づいて、各材料の使用量を算出して、ポーラスコンクリートの配合設計を行うことができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の[1]及び[2]を提供するものである。
As a result of diligent study to solve the above problems, the present inventor modeled the filling state of mortar in the voids between coarse aggregates in porous concrete, derived a theoretical equation for void amount, designed void amount, and used Based on the physical properties of the material and the theoretical formula of the void amount, the amount of each material used was calculated, and it was found that the compounding design of the porous concrete could be performed, and the present invention was completed.
That is, the present invention provides the following [1] and [2].

[1] 目標とする空隙量を定めた後、この空隙量が得られるように下記の式(1)を用いて配合設計を行うことを特徴とするポーラスコンクリートの配合設計方法。 [1] A porous concrete blending design method characterized by performing blending design using the following formula (1) so as to obtain the void amount after determining a target void amount.

Figure 2008308391
(式(1)中、Vcはポーラスコンクリートの空隙量(m)であり、Ggは粗骨材の実積率(%)であり、Kmはモルタル粗骨材空隙比であり、βはポーラスコンクリートの単位体積中の全モルタル量に対する、粗骨材の全面を均一な厚みで被覆するモルタル量の質量割合である。)
Figure 2008308391
(In Formula (1), Vc is the void volume (m 3 ) of porous concrete, Gg is the actual volume ratio (%) of coarse aggregate, Km is the mortar coarse aggregate void ratio, and β is porous. (This is the mass ratio of the amount of mortar that covers the entire surface of the coarse aggregate with a uniform thickness to the total amount of mortar in the unit volume of concrete.)

[2] 上記の式(1)中のβが、下記の式(2)で表されるものである請求項1に記載のポーラスコンクリートの配合設計方法。 [2] The blending design method for porous concrete according to claim 1, wherein β in the formula (1) is represented by the following formula (2).

Figure 2008308391
(式(2)中、βはポーラスコンクリートの単位体積中の全モルタル量に対する、粗骨材の全面を均一な厚みで被覆するモルタル量の質量割合であり、βはポーラスコンクリート中のモルタルを構成するペーストが、βに及ぼす影響の度合いを示す係数であり、βはポーラスコンクリート中のモルタルを構成する細骨材が、βに及ぼす影響の度合いを示す係数であり、Gsは細骨材の実積率(%)であり、Kpはペースト細骨材空隙比である。)
Figure 2008308391
(In the formula (2), β is the mass ratio of the mortar amount covering the entire surface of the coarse aggregate with a uniform thickness to the total mortar amount in the unit volume of the porous concrete, and β p is the mortar in the porous concrete. The constituent paste is a coefficient indicating the degree of influence on β, β s is a coefficient indicating the degree of influence of the fine aggregate constituting the mortar in the porous concrete on β, and Gs is the fine aggregate. (The actual volume ratio (%) of K, and Kp is the paste fine aggregate void ratio.)

本発明のポーラスコンクリートの配合設計方法によれば、設計空隙量、使用材料の物性値および空隙量理論式に基づいて、ポーラスコンクリートの単位体積当たりの各材料の使用量を算出して、高い精度で所要の空隙量(具体的には、設計空隙量±1.5%程度の誤差範囲内の空隙量)を有するポーラスコンクリートを得ることができる。   According to the compounding design method for porous concrete of the present invention, the amount of each material used per unit volume of porous concrete is calculated based on the design void amount, the physical property value of the material used, and the theoretical amount of void amount. Thus, porous concrete having a required void amount (specifically, a void amount within an error range of about ± 1.5% of the designed void amount) can be obtained.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポーラスコンクリートの配合設計方法は、目標とする空隙量を定めた後、この空隙量が得られるように下記の式(1)を用いて配合設計を行う。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the blending design method for porous concrete according to the present invention, after setting a target void amount, blending design is performed using the following equation (1) so that the void amount is obtained.

Figure 2008308391
(式(1)中、Vcはポーラスコンクリートの空隙量(m)であり、Ggは粗骨材の実積率(%)であり、Kmはモルタル粗骨材空隙比であり、βはポーラスコンクリートの単位体積中の全モルタル量に対する、粗骨材の全面を均一な厚みで被覆するモルタル量の質量割合である。)
Figure 2008308391
(In Formula (1), Vc is the void volume (m 3 ) of porous concrete, Gg is the actual volume ratio (%) of coarse aggregate, Km is the mortar coarse aggregate void ratio, and β is porous. (This is the mass ratio of the amount of mortar that covers the entire surface of the coarse aggregate with a uniform thickness to the total amount of mortar in the unit volume of concrete.)

[1.ポーラスコンクリートにおける空隙量の定式化]
[(1)ポーラスコンクリートの空隙状態のモデル化]
図1は、ポーラスコンクリート1を構成する粗骨材2、モルタル3および空隙4の状態を模式化したモデル(以下、「POCモデル」と称する。)を示す説明図である。また、図2は、ポーラスコンクリートの2つの限界状態を模式化した説明図であり、(a)は粗骨材被覆状態を示し、(b)は空隙充填状態を示す。
上記式(1)の空隙量理論式は、図1に示す、POCモデルから導き出すことができる。
粗骨材2のバインダーとなるモルタル3は、粗骨材2の全面を均一の厚みで被覆する部分3a(図2(a)参照)と、粗骨材2の粒子間に形成される空隙(以下、粗骨材粒子間空隙と称する。)を部分的に充填する部分3b(モルタル3のうち、部分3aを除く残部;図2(b)参照)とから成り立っていると考えられる。モルタル3が、粗骨材2を均一な厚みで被覆する部分3aのみからなる場合は、空隙量が最大(最大空隙量)になると考えられる(図2(a)の粗骨材被覆状態)。
一方、モルタル3が、粗骨材粒子間空隙に充填されている場合は、空隙量が最小(最小空隙量)になると考えられる(図2(b)の空隙充填状態)。
図1に示したPOCモデルは、粗骨材被覆状態となるモルタル3aと、空隙充填状態となるモルタル3bが混在する状態を表しており、実際のポーラスコンクリートの状態に近いものであると考えられる。本発明者は、最大空隙量となる限界状態(以下、(a)粗骨材被覆状態ともいう。)、最小空隙量となる限界状態(以下、(b)空隙充填状態ともいう。)、及び、POCモデルにおける空隙量及び単位粗骨材かさ容積を、次のように導き出した。
[1. Formulation of void volume in porous concrete]
[(1) Modeling the void state of porous concrete]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a model (hereinafter referred to as “POC model”) that schematically illustrates the state of coarse aggregate 2, mortar 3, and void 4 constituting porous concrete 1. Moreover, FIG. 2 is explanatory drawing which modeled two limit states of porous concrete, (a) shows a coarse aggregate covering state, (b) shows a space | gap filling state.
The theoretical formula of the void amount in the above formula (1) can be derived from the POC model shown in FIG.
The mortar 3 serving as a binder for the coarse aggregate 2 is a gap (see FIG. 2A) that covers the entire surface of the coarse aggregate 2 with a uniform thickness, and voids formed between the particles of the coarse aggregate 2 (see FIG. Hereinafter, it is considered to be composed of a portion 3b (the remainder of the mortar 3 excluding the portion 3a; see FIG. 2B) that partially fills the gap between coarse aggregate particles. When the mortar 3 is composed only of the portion 3a that covers the coarse aggregate 2 with a uniform thickness, the void amount is considered to be the maximum (maximum void amount) (coarse aggregate covered state in FIG. 2A).
On the other hand, when the mortar 3 is filled in the voids between the coarse aggregate particles, the void amount is considered to be the minimum (minimum void amount) (the void filling state in FIG. 2B).
The POC model shown in FIG. 1 represents a state in which a mortar 3a in a coarse aggregate covering state and a mortar 3b in a void filling state are mixed, and is considered to be close to an actual porous concrete state. . The inventor has a limit state (hereinafter, also referred to as (a) coarse aggregate coating state), a limit state (hereinafter, also referred to as (b) void filling state), and a minimum void amount. The void amount and unit coarse aggregate bulk volume in the POC model were derived as follows.

ここで、単位粗骨材かさ容積Rgとは、コンクリート1m中の粗骨材のかさの容積である。単位粗骨材かさ容積Rgは、表乾状態の単位粗骨材量G(kg)を、表乾状態の粗骨材の単位容積質量Tg’(kg/m)で除した値であり、下記の式(3)で表される。表乾状態の粗骨材の単位容積質量Tg’(kg/m)とは、JIS A1104(骨材の単位容積質量及び実積率試験方法)に基づいて得られた粗骨材の単位容積質量Tg(kg/m)に粗骨材の吸水率Qgを乗じた値である。 Here, the unit coarse aggregate bulk volume Rg is the bulk volume of the coarse aggregate in 1 m 3 of concrete. The unit coarse aggregate bulk volume Rg is a value obtained by dividing the unit coarse aggregate amount G (kg) in the surface dry state by the unit volume mass Tg ′ (kg / m 3 ) of the surface coarse aggregate. It is represented by the following formula (3). The unit volume mass Tg ′ (kg / m 3 ) of the coarse aggregate in the surface dry state is the unit volume of the coarse aggregate obtained based on JIS A1104 (Aggregate unit volume mass and actual volume ratio test method). It is a value obtained by multiplying the mass Tg (kg / m 3 ) by the water absorption rate Qg of the coarse aggregate.

Figure 2008308391
Figure 2008308391

[(a)粗骨材被覆状態における空隙量および単位粗骨材かさ容積]
粗骨材被覆状態は、モルタルが全くない状態で粗骨材同士が点接触している場合と比べて、粗骨材の全面に均一な厚みのモルタル層が形成されることによって、粗骨材同士の間隔が均等に大きくなる状態であり、その空隙量はモルタルの量に関わらず、同等になると考えられる。そのため、粗骨材被覆状態における空隙量Vc(m)は、モルタルが全くない場合の粗骨材の空隙量と同等となるので、粗骨材の実積率をGgとすると、下記の式(4)に示すように、粗骨材粒子間の空隙量(1−Gg(m))で示される。
[(A) void amount and unit coarse aggregate bulk volume in coarse aggregate covering state]
Compared to the case where the coarse aggregates are in point contact with each other in a state where there is no mortar, the coarse aggregate covering state is formed by forming a mortar layer having a uniform thickness on the entire surface of the coarse aggregate. This is a state in which the distance between them is uniformly increased, and the void amount is considered to be equal regardless of the amount of mortar. Therefore, the void amount Vc u (m 3 ) in the coarse aggregate covered state is equivalent to the void amount of the coarse aggregate when there is no mortar. Therefore, when the actual volume ratio of the coarse aggregate is Gg, As shown in Formula (4), it is shown by the amount of voids between coarse aggregate particles (1-Gg (m 3 )).

Figure 2008308391
Figure 2008308391

次に、粗骨材被覆状態における単位粗骨材かさ容積Rgを求める。
粗骨材被覆状態においては、モルタルの被覆厚の増大により、粗骨材粒子間距離は大きくなり、単位粗骨材かさ容積Rgは小さくなるものと考えられる。以下に、この考察を理論式から実証する。
まず、モルタル粗骨材空隙比(以下、Kmとする。)を用いて、粗骨材被覆状態における単位モルタル体積m(m)を求める。
モルタル粗骨材空隙比Kmは、コンクリート1m中の粗骨材粒子間の空隙量Vg(m)に対する単位モルタル体積m(m)の割合であり、下記の式(5)で示される。
Next, the unit coarse aggregate bulk volume Rg u in the coarse aggregate covered state is obtained.
In the coarse aggregate covered state, it is considered that the coarse aggregate particle distance increases and the unit coarse aggregate bulk volume Rg decreases due to an increase in the coating thickness of the mortar. In the following, this consideration is demonstrated from the theoretical formula.
First, the mortar coarse aggregate void ratio (hereinafter referred to as Km) is used to determine the unit mortar volume m u (m 3 ) in the coarse aggregate covered state.
Mortar coarse aggregate void ratio Km is the ratio of the void volume between the coarse aggregate particles in the concrete 1 m 3 Vg units mortar volume m for (m 3) (m 3), represented by the following formula (5) .

Figure 2008308391
Figure 2008308391

上記の式(5)を用い、かつ、粗骨材被覆状態における単位粗骨材体積をg(m)とすると、粗骨材被覆状態における単位モルタル体積m(m)は、下記の式(6)で求められる。 Using the above equation (5) and assuming that the unit coarse aggregate volume in the coarse aggregate covered state is g u (m 3 ), the unit mortar volume m u (m 3 ) in the coarse aggregate covered state is (6).

Figure 2008308391
Figure 2008308391

また、粗骨材の単位容積質量Tg(kg/m)は、粗骨材の表乾密度ρg(kg/m)および粗骨材の実積率Ggを用いて、下記の式(7)で示される。 Further, the unit volume mass Tg (kg / m 3 ) of the coarse aggregate is expressed by the following formula (7) using the surface dry density ρg (kg / m 3 ) of the coarse aggregate and the actual volume ratio Gg of the coarse aggregate. ).

Figure 2008308391
Figure 2008308391

上記の式(3)に式(7)を代入し、整理すると、単位粗骨材体積g(m)は、下記の式(8)で求められる。 By substituting and organizing equation (7) into equation (3) above, the unit coarse aggregate volume g u (m 3 ) is obtained by the following equation (8).

Figure 2008308391
Figure 2008308391

粗骨材被覆状態における単位モルタル体積m(m)、単位粗骨材体積g(m)、および、粗骨材粒子間の空隙量Vc(m)の和は、1mとなる(下記の式(9))。 The sum of the unit mortar volume m u (m 3 ), the unit coarse aggregate volume g u (m 3 ), and the void amount Vc u (m 3 ) between the coarse aggregate particles in the coarse aggregate covering state is 1 m 3. (Equation (9) below).

Figure 2008308391
Figure 2008308391

上記の式(9)に、上記の式(4)、式(6)および式(8)を代入し、整理すると下記の式(10)が得られる。下記の式(10)に示されるように、粗骨材被覆状態における単位粗骨材かさ容積Rgは、モルタル粗骨材空隙比の増加に伴い、小さくなることが明らかになった。 Substituting the above formulas (4), (6), and (8) into the above formula (9) and rearranging, the following formula (10) is obtained. As shown in the following formula (10), it became clear that the unit coarse aggregate bulk volume Rg u in the coarse aggregate covered state becomes smaller as the mortar coarse aggregate void ratio increases.

Figure 2008308391
Figure 2008308391

[(b)空隙充填状態における空隙量および単位粗骨材かさ容積]
空隙を含むポーラスコンクリートの単位体積は1mであり、空隙充填状態における単位粗骨材かさ容積Rgは、ポーラスコンクリートの単位体積と一致する(Rg=1)。
空隙充填状態における単位モルタル体積m(m)、単位粗骨材体積g(m)、および、粗骨材粒子間の空隙量Vc(m)の和も1mとなる。
ここで、上記の式(5)を用いると、空隙充填状態における単位モルタル体積m(m)は、下記の式(11)で示される。
[(B) Void amount and unit coarse aggregate bulk volume in void filling state]
The unit volume of porous concrete including voids is 1 m 3 , and the unit coarse aggregate bulk volume Rg l in the void filling state matches the unit volume of porous concrete (Rg l = 1).
The sum of the unit mortar volume m l (m 3 ), the unit coarse aggregate volume g l (m 3 ), and the void amount Vc l (m 3 ) between the coarse aggregate particles in the void filling state is also 1 m 3 .
Here, when the above equation (5) is used, the unit mortar volume m l (m 3 ) in the void filling state is represented by the following equation (11).

Figure 2008308391
Figure 2008308391

また、空隙充填状態における単位粗骨材体積g(m)は、下記の式(12)で表される。 Further, the unit coarse aggregate volume g l (m 3 ) in the space filling state is expressed by the following formula (12).

Figure 2008308391
上記の式(11)及び式(12)を、単位モルタル体積m(m)、単位粗骨材体積g(m)、および、粗骨材粒子間の空隙量Vc(m)の和が1mとなる式に代入すると、空隙充填状態における粗骨材粒子間の空隙量Vc(m)は、下記の式(13)で表される。
Figure 2008308391
The above equation (11) and (12), the unit mortar volume m l (m 3), the unit coarse aggregate volume g l (m 3), and the void volume between the coarse aggregate particles Vc l (m 3 When the sum of) is substituted into the equation as a 1 m 3, the void volume Vc l (m 3 between the coarse aggregate particles in the air gap filling state) is represented by the following equation (13).

Figure 2008308391
Figure 2008308391

[(c)POCモデルにおける空隙量および単位粗骨材かさ容積]
図3は、POCモデルを示す説明図である。POCモデルは、前述のように、バインダーとなるモルタルが粗骨材の全面を均一な厚みで均等に被覆する部分と、この部分によって形成される粗骨材粒子間空隙を部分的に充填する部分とから成り立っているモデルである。
図3に示すように、粗骨材に被覆するモルタルの比率をβ(ベータ)、粗骨材粒子間空隙に部分的に充填するモルタルの比率を(1−β)とする。βは、ポーラスコンクリートの単位体積中の全モルタル量に対する、粗骨材の全面を均一な厚みで被覆するモルタル量の質量割合である。
POCモデルにおける単位粗骨材かさ容積を求める際には、粗骨材を被覆するモルタルについてのみ考慮すればよい。
ポーラスコンクリートの単位モルタル体積をm(m)とすると、粗骨材を被覆するモルタルの単位体積はβ×m(m)となる。そのため、粗骨材を被覆するモルタルのみを考慮したポーラスコンクリートでは、下記の式(14)が成立することになり、単位粗骨材かさ容積Rgは下記の式(15)で求められる。この式(15)から、POCモデルにおける単位粗骨材かさ容積は、モルタル粗骨材空隙比Kmが増加すると小さくなることが分かった。
[(C) Porosity and unit coarse aggregate bulk volume in POC model]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a POC model. As described above, the POC model is a part in which the mortar as a binder uniformly covers the entire surface of the coarse aggregate with a uniform thickness, and a part that partially fills the gap between the coarse aggregate particles formed by this part. It is a model that consists of
As shown in FIG. 3, the ratio of the mortar covering the coarse aggregate is β (beta), and the ratio of the mortar partially filling the gaps between the coarse aggregate particles is (1-β). β is the mass ratio of the mortar amount covering the entire surface of the coarse aggregate with a uniform thickness to the total mortar amount in the unit volume of the porous concrete.
When obtaining the unit coarse aggregate bulk volume in the POC model, only the mortar covering the coarse aggregate needs to be considered.
When the unit mortar volume of the porous concrete is m (m 3 ), the unit volume of the mortar covering the coarse aggregate is β × m (m 3 ). Therefore, in the porous concrete considering only the mortar covering the coarse aggregate, the following formula (14) is established, and the unit coarse aggregate bulk volume Rg is obtained by the following formula (15). From this equation (15), it was found that the unit coarse aggregate bulk volume in the POC model decreases as the mortar coarse aggregate void ratio Km increases.

Figure 2008308391
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Figure 2008308391
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ポーラスコンクリートにおける単位モルタル体積m(m)、単位粗骨材体積g(m)、及び、ポーラスコンクリートの空隙量Vc(m)の和は1mであるから、ポーラスコンクリートの空隙量Vcは、モルタル粗骨材空隙比Kmの分数関数である下記の式(1)から求めることができる。 Since the sum of unit mortar volume m (m 3 ), unit coarse aggregate volume g (m 3 ) and porous concrete void volume Vc (m 3 ) in porous concrete is 1 m 3 , porous concrete void volume Vc Can be obtained from the following equation (1) which is a fractional function of the mortar coarse aggregate void ratio Km.

Figure 2008308391
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図4に、POCモデル及び各限界状態(粗骨材被覆状態及び空隙充填状態)におけるモルタル粗骨材空隙比Kmと、ポーラスコンクリートの空隙量Vcの関係を示す。
図4に示すように、POCモデルにおけるモルタル粗骨材空隙比Kmと、ポーラスコンクリートの空隙量Vcの関係式は、粗骨材被覆状態と空隙充填状態に挟まれた領域を通る分数関数であり、(0,1−Gg)及び(Gg/(Gg−β),0)を通る。
よって、ポーラスコンクリートの単位粗骨材かさ容積は、目標とする空隙量Vcや粗骨材を被覆するモルタルの比率βが大きいほど、小さくなり、一定ではないこととなる。
以上の結果より、ポーラスコンクリートの空隙量(理論)式の基本形を導き出すことができた。
FIG. 4 shows the relationship between the POC model and the mortar coarse aggregate void ratio Km in each limit state (coarse aggregate covering state and void filling state) and the void amount Vc of the porous concrete.
As shown in FIG. 4, the relational expression between the mortar coarse aggregate void ratio Km and the porous concrete void amount Vc in the POC model is a fractional function passing through a region sandwiched between the coarse aggregate covered state and the void filled state. , (0,1-Gg) and (Gg / (Gg-β), 0).
Therefore, the unit coarse aggregate bulk volume of the porous concrete becomes smaller as the target void amount Vc or the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate is larger, and is not constant.
From the above results, the basic form of the void amount (theoretical) equation of porous concrete could be derived.

[(2)粗骨材を被覆するモルタルの比率]
次に、粗骨材を被覆するモルタルの比率であるβについて、検討する。
粗骨材を被覆するモルタルの比率βは、モルタルの流動性により変化する定数と考えられる。ここで、粗骨材を被覆するモルタルに影響を及ぼす要因を細分化するために、モルタルを、さらにペーストと細骨材に分けて検討する。
POCモデルにおける粗骨材を被覆するモルタルの単位体積は、β×m(m)で表すことができる。コンクリート1m中のモルタルを構成するペーストおよび細骨材の体積割合が、粗骨材を被覆するモルタル比率βに及ぼす影響度合いを示す係数を、それぞれβおよびβとすると、粗骨材を被覆するモルタルの比率βは、下記の式(16)で表すことができる。式(16)は、βもしくはβが負の値となる場合、モルタル中のペーストもしくは細骨材の割合が増加することにより、粗骨材を被覆するモルタルの比率βが小さくなることを示す。
[(2) Ratio of mortar covering coarse aggregate]
Next, β, which is the ratio of the mortar covering the coarse aggregate, will be examined.
The ratio β of the mortar covering the coarse aggregate is considered to be a constant that varies depending on the fluidity of the mortar. Here, in order to subdivide the factors affecting the mortar covering the coarse aggregate, the mortar is further divided into paste and fine aggregate.
The unit volume of the mortar covering the coarse aggregate in the POC model can be represented by β × m (m 3 ). When the coefficients indicating the degree of influence of the volume ratio of the paste and fine aggregate constituting the mortar in the concrete 1 m 3 on the mortar ratio β covering the coarse aggregate are β p and β s , respectively, the coarse aggregate The ratio β of the mortar to be coated can be expressed by the following formula (16). Equation (16) shows that when β p or β s is a negative value, the ratio of the paste or fine aggregate in the mortar increases, so that the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate decreases. Show.

Figure 2008308391
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ペースト細骨材空隙比(以下、Kpとする。)は、コンクリート1m中の細骨材粒子間空隙の単位体積Vs(m)に対する単位ペースト体積p(m)の割合である。ペースト細骨材空隙比Kpは、細骨材の実積率Gs(%)、単位ペースト体積p(m)、および、単位細骨材体積s(m)より下記の式(17)により求められる。 Paste fine aggregate void ratio (hereinafter referred to as Kp.) Is the ratio of the unit volume of fine aggregate interparticle voids in the concrete 1m 3 Vs (m 3) units of the paste volume p (m 3). The paste fine aggregate void ratio Kp is calculated by the following formula (17) from the fine aggregate actual volume ratio Gs (%), unit paste volume p (m 3 ), and unit fine aggregate volume s (m 3 ). Desired.

Figure 2008308391
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上記の式(17)および前述の式(5)により、単位ペースト体積p(m)および単位細骨材体積s(m)は、それぞれ下記の式(18)および(19)により示すことができる。 According to the above formula (17) and the above formula (5), the unit paste volume p (m 3 ) and the unit fine aggregate volume s (m 3 ) should be expressed by the following formulas (18) and (19), respectively. Can do.

Figure 2008308391
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Figure 2008308391
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上記の式(16)に、上記の式(18)および(19)を代入すると、下記の式(2)が求められる。この式(2)により、粗骨材を被覆するモルタルの比率βは、β=βとなる場合は、ペースト細骨材空隙比Kpに関わらず定数となり、β=βとなる以外の場合は、ペースト細骨材比率Kpの分数関数となる。 By substituting the above formulas (18) and (19) into the above formula (16), the following formula (2) is obtained. According to this equation (2), when the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate becomes β p = β s, it becomes a constant regardless of the paste fine aggregate void ratio Kp, except that β p = β s Is a fractional function of the paste fine aggregate ratio Kp.

Figure 2008308391
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POCモデルにおける単位粗骨材かさ容積Rg、ポーラスコンクリートの空隙量Vc、および粗骨材を被覆するモルタルの比率βを表1に示す。
表1に示すように、ポーラスコンクリートの空隙量Vc(理論値)は、配合条件であるKm(モルタル粗骨材空隙比)及びKp(ペースト細骨材空隙比)、骨材の実積率であるGg(粗骨材の実積率)およびGs(細骨材の実積率)、実験定数であるβ(コンクリート1m中のモルタルを構成するペーストの体積割合が、粗骨材を被覆するモルタル比率βに及ぼす影響の度合いを示す係数)およびβ(コンクリート1m中のモルタルを構成する細骨材の体積割合が、粗骨材を被覆するモルタル比率βに及ぼす影響の度合いを示す係数)を用いて表すことができる。
Table 1 shows the unit coarse aggregate bulk volume Rg, the void volume Vc of the porous concrete, and the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate in the POC model.
As shown in Table 1, the pore volume Vc (theoretical value) of porous concrete is the blending conditions Km (mortar coarse aggregate void ratio) and Kp (paste fine aggregate void ratio), and the actual volume ratio of the aggregate. A certain Gg (actual volume ratio of coarse aggregate) and Gs (actual volume ratio of fine aggregate), β p which is an experimental constant (volume ratio of paste constituting mortar in 1 m 3 of concrete covers the coarse aggregate) the volume percentage of fine aggregate constituting the mortar coefficient) and beta s (in concrete 1 m 3 indicating the degree of influence on the mortar ratio beta to indicates the degree of influence on the mortar ratio beta coating the coarse aggregate Coefficient).

Figure 2008308391
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[(3)ポーラスコンクリートの空気泡]
普通コンクリートにおける空気泡には、エントラップトエアとエントレインドエアが存在する。ポーラスコンクリートの空気量は、0.025〜0.035mであることが実験により確認されている。また、全ての空隙は連続していることも、微小焦点X線CTスキャンシステムにより確認されている。また、連続空隙量は、全空隙量より0.02〜0.03m程度小さいことが確認されている。
これらのことから、ポーラスコンクリートにおける全空隙量と連続空隙量の差に空気泡が含まれている可能性があると推察できる。
[(3) Air bubbles in porous concrete]
Entrapped air and entrained air exist as air bubbles in ordinary concrete. It has been confirmed by experiments that the amount of air in the porous concrete is 0.025 to 0.035 m 3 . It has also been confirmed by the microfocus X-ray CT scan system that all the gaps are continuous. Further, it has been confirmed that the continuous void amount is about 0.02 to 0.03 m 3 smaller than the total void amount.
From these facts, it can be inferred that air bubbles may be included in the difference between the total void amount and the continuous void amount in the porous concrete.

ここでは、ポーラスコンクリートにおける空気泡の影響について検討する。本明細書において、エントラップトエアおよびエンドレインドエアを「空気泡」とし、その単位容積を「空気量」とする。
ポーラスコンクリート中の空気泡は全てペーストに含まれるものとし、かつ、ペーストに含まれる空気量は、モルタル粗骨材空隙比Kmやペースト細骨材空隙比Kpにより変動しないものと仮定する。
ポーラスコンクリート中の空気量をVa(m)としたとき、ペーストおよびモルタルの空気量容積比ApおよびAmは、それぞれ下記の式(20)および式(21)で示すことができる。また、モルタルの空気量容積比Amは、上記の式(17)および式(20)を用いて、下記の式(22)に示すように、ペーストの空気量容積比Ap、ペースト細骨材空隙比Kp、および、細骨材の実積率Gsで示すことができる。
Here, the effect of air bubbles in porous concrete is examined. In this specification, entrapped air and end drained air are defined as “air bubbles”, and the unit volume thereof is defined as “air amount”.
It is assumed that all air bubbles in the porous concrete are included in the paste, and the amount of air included in the paste does not vary depending on the mortar coarse aggregate void ratio Km and the paste fine aggregate void ratio Kp.
When the amount of air in the porous concrete is Va (m 3 ), the air volume ratio Ap and Am of the paste and the mortar can be expressed by the following equations (20) and (21), respectively. Further, the air volume ratio Am of the mortar is calculated by using the above formula (17) and formula (20), as shown in the following formula (22), the paste air volume ratio Ap, the paste fine aggregate gap It can be shown by the ratio Kp and the actual volume ratio Gs of the fine aggregate.

Figure 2008308391
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Figure 2008308391
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上記の式(22)に示したモルタルの空気量容積比Amを用いてポーラスコンクリートにおける空気量の算定を試みる。
ポーラスコンクリートは、粗骨材粒子間に空隙が形成されるので、下記の式(23)に示すように、空気泡を有するモルタルの単位かさ容積(m/1−Am)(m)と単位粗骨材体積g(m)の和は1未満になる。
An attempt is made to calculate the amount of air in the porous concrete using the mortar air volume ratio Am shown in the equation (22).
In porous concrete, voids are formed between coarse aggregate particles. Therefore, as shown in the following formula (23), the unit bulk volume (m / 1-Am) (m 3 ) and unit of mortar having air bubbles The sum of the coarse aggregate volume g (m 3 ) is less than 1.

Figure 2008308391
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上記の式(5)および式(15)を参考に単位モルタル体積m(m)および単位粗骨材体積g(m)を求め、上記の式(23)に代入することにより、下記の式(24)が求められる。 By obtaining the unit mortar volume m (m 3 ) and the unit coarse aggregate volume g (m 3 ) with reference to the above formulas (5) and (15), and substituting them into the above formula (23), Equation (24) is obtained.

Figure 2008308391
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上記の式(24)は粗骨材粒子間空隙の形成の限界、すなわち、ポーラスコンクリートと普通コンクリートの境界となるモルタル粗骨材空隙比を示しており、この境界値をKmxとする。
モルタル粗骨材空隙比Kmが、境界値Kmx未満である場合のポーラスコンクリート中の単位モルタル体積m(m)は、上記の式(5)および式(15)により、下記の式(25)で求められる。この式(25)から、ポーラスコンクリートの空気量Va(m)は、下記の式(26)に示すように、粗骨材を被覆するモルタルの比率β、モルタルの空気量容積比Am、モルタル粗骨材空隙比Km、および、粗骨材の実積率Ggより求められる。ポーラスコンクリートの空気泡は、ポーラスコンクリートの空隙に含まれ、独立空隙の一部と考えられる。
The above formula (24) shows the limit of formation of the gap between coarse aggregate particles, that is, the mortar coarse aggregate gap ratio that becomes the boundary between porous concrete and ordinary concrete, and this boundary value is Kmx.
The unit mortar volume m (m 3 ) in the porous concrete when the mortar coarse aggregate void ratio Km is less than the boundary value Kmx is expressed by the following formula (25) according to the above formula (5) and formula (15). Is required. From this equation (25), the air amount Va (m 3 ) of the porous concrete is expressed by the following equation (26): the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate, the air volume ratio Am of the mortar, the mortar It is obtained from the coarse aggregate void ratio Km and the actual volume ratio Gg of the coarse aggregate. The air bubbles of the porous concrete are included in the voids of the porous concrete and are considered to be part of the independent voids.

Figure 2008308391
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一方、モルタル粗骨材空隙比Kmが境界値Kmx以上である場合の普通コンクリートの空隙量Ac(m)は、下記の式(27)で示され、y=Amを漸近線とする分数関数である。 On the other hand, the void amount Ac (m 3 ) of ordinary concrete when the mortar coarse aggregate void ratio Km is greater than or equal to the boundary value Kmx is expressed by the following equation (27), and a fractional function with y = Am asymptotic line It is.

Figure 2008308391
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図5に、モルタル粗骨材空隙比Km以外の条件が同等であるポーラスコンクリートの、モルタル粗骨材空隙比Kmと、空隙量Vc(m)、空気量Va(m)および普通コンクリートの空気量Ac(m)との関係を示す。
これらの関係を示す線の交点は、(Kmx、(1−Gg)Am/{1−(1−Am)β})で示すことができる。理論上、普通コンクリートは、Km=Kmxにおいて最も空気量が小さくなり、その際の空気量は、(1−Gg)Am/{(1−(1−Am)β}(m)となる。
以上の結果により、モルタル粗骨材空隙比Kmの範囲により、表2のようにポーラスコンクリートと普通コンクリートを分類できる。
FIG. 5 shows the mortar coarse aggregate void ratio Km, void volume Vc (m 3 ), air volume Va (m 3 ) and ordinary concrete of porous concrete having the same conditions other than the mortar coarse aggregate void ratio Km. The relationship with the air amount Ac (m 3 ) is shown.
The intersection of the lines indicating these relationships can be represented by (Kmx, (1-Gg) Am / {1- (1-Am) β}). Theoretically, ordinary concrete has the smallest amount of air when Km = Kmx, and the amount of air at that time is (1-Gg) Am / {(1- (1-Am) β} (m 3 ).
Based on the above results, porous concrete and ordinary concrete can be classified as shown in Table 2 according to the range of the mortar coarse aggregate void ratio Km.

Figure 2008308391
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[2.材料構成に基づくコンクリートの分類]
上述のように、ポーラスコンクリートの空隙に関する理論モデル(POCモデル)を考案し、このモデルから空隙量理論式(式(1))を導いた。この空隙量理論式より、ポーラスコンクリートの粗骨材粒子間空隙の形成限界を求め、空隙量Vcと空気量Vaの関係から上記の表2に示すように、ポーラスコンクリートと普通コンクリートは、モルタル粗骨材空隙比Kmの範囲で分類できることを示した。
また、この考え方を細骨材粒子間空隙に適用することにより、ペースト細骨材空隙比Kpを用いて、細骨材粒子間空隙の形成限界を求め、さらに、ペースト細骨材空隙比Kpの範囲でコンクリートを分類することができるものと考えられる。
ポーラスコンクリートと普通コンクリートの境界値をKpxとすると、細骨材粒子間空隙を含むポーラスコンクリートは、Kp<Kpxの領域、普通コンクリートはKp≧Kpxの領域になるものと考えられる。
[2. Classification of concrete based on material composition]
As described above, a theoretical model (POC model) related to the voids in porous concrete was devised, and a void amount theoretical formula (formula (1)) was derived from this model. From this theoretical formula of void amount, the formation limit of voids between coarse aggregate particles of porous concrete was obtained, and as shown in Table 2 above from the relationship between the void amount Vc and the air amount Va, porous concrete and ordinary concrete are mortar coarse. It was shown that classification can be made within the range of the aggregate void ratio Km.
Further, by applying this concept to the fine interaggregate particle gap, the paste fine aggregate gap ratio Kp is used to determine the formation limit of the fine aggregate interparticle gap, and the paste fine aggregate gap ratio Kp It is considered that concrete can be classified by range.
When the boundary value between porous concrete and ordinary concrete is Kpx, it is considered that porous concrete including voids between fine aggregate particles is in the region of Kp <Kpx, and that of ordinary concrete is in the region of Kp ≧ Kpx.

ここでは、モルタル粗骨材空隙比Kmおよびペースト細骨材空隙比Kpを用いて、ポーラスコンクリートのあるべき位置づけを示し、空隙量理論式について実験的検証を行うポーラスコンクリートの配合条件について検討する。また、ポーラスコンクリートと普通コンクリートの境界値KmxおよびKpxについての概念を示す。   Here, by using the mortar coarse aggregate void ratio Km and the paste fine aggregate void ratio Kp, the positioning of the porous concrete is shown, and the mixing conditions of the porous concrete for experimental verification of the void amount theoretical formula are examined. Moreover, the concept about the boundary values Kmx and Kpx of porous concrete and normal concrete is shown.

図6に、横軸をモルタル粗骨材空隙比Km、縦軸をペースト細骨材空隙比Kpとした場合に表されるコンクリートの概念図を示す。
KmおよびKpの範囲は0から無限大(∞)であり、KmxおよびKpxをポーラスコンクリートと普通コンクリートの境界とした。図6中、NFCは、細骨材を含まないコンクリート(No−Fines Concrete)を示す。図6中の各領域を以下に説明する。
横軸(x軸)上は骨材のみを示し、Km=無限大(∞)は細骨材のみを示す。縦軸(y軸)上は粗骨材のみを示す。Km=無限大(∞)線上はモルタルを示し、Kp=無限大(∞)はペーストを示す。Kp=無限大(∞)線上はNFCを示す。
FIG. 6 shows a conceptual diagram of concrete expressed when the horizontal axis is the mortar coarse aggregate void ratio Km and the vertical axis is the paste fine aggregate void ratio Kp.
The range of Km and Kp was 0 to infinity (∞), and Kmx and Kpx were used as the boundary between porous concrete and ordinary concrete. In FIG. 6, NFC indicates concrete (No-Fines Concrete) that does not include fine aggregate. Each region in FIG. 6 will be described below.
On the horizontal axis (x-axis), only aggregate is shown, and Km = infinity (∞) shows only fine aggregate. Only the coarse aggregate is shown on the vertical axis (y-axis). Km = infinity (∞) indicates mortar, and Kp = infinity (∞) indicates paste. On the Kp = infinity (∞) line, NFC is indicated.

図6中、領域Iは、Km≧KmxおよびKp≧Kpxの領域であり、骨材粒子間空隙がない通常の(普通)コンクリートを示す。図中の各種コンクリートの位置づけは、モルタル粗骨材空隙比Km、ペースト細骨材空隙比Kp、水セメント比(W/C)の概念が含まれていないため、概略の位置関係である。
この領域のコンクリートは、主に強度や耐久性を重視した密実なコンクリートであるが、結合材中に大量の空気泡を含む気泡コンクリートも含まれる。
In FIG. 6, a region I is a region of Km ≧ Kmx and Kp ≧ Kpx, and shows normal (ordinary) concrete having no voids between aggregate particles. The positions of the various concretes in the figure are approximate positional relationships because the concepts of the mortar coarse aggregate void ratio Km, the paste fine aggregate void ratio Kp, and the water cement ratio (W / C) are not included.
The concrete in this region is a solid concrete mainly focusing on strength and durability, but includes aerated concrete containing a large amount of air bubbles in the binder.

図6中、領域II、III、およびIVは、骨材粒子間空隙を含むコンクリートの領域であり、ポーラスコンクリートを示す。
図6中、領域IIは、粗骨材粒子間空隙が残存するため、比較的空隙径の大きい連続空隙を形成することができると考えられる。モルタルの性能改善により強度や耐久性の向上を図ることができるポーラスコンクリートの領域であり、実用化されているポーラスコンクリートは、ほぼこの領域IIに含まれる。空隙量理論式を用いた実施例は、この領域IIに含まれるポーラスコンクリートを対象とすることになる。また、Kp=無限大(∞)は、細骨材を含まないポーラスコンクリート(No−Fines Porous Concrerte、NF−POC)である。
In FIG. 6, regions II, III, and IV are regions of concrete including aggregate interparticle voids, and indicate porous concrete.
In FIG. 6, it is considered that a continuous void having a relatively large void diameter can be formed in region II because the void between coarse aggregate particles remains. This is a region of porous concrete that can be improved in strength and durability by improving the performance of mortar, and porous concrete that has been put into practical use is almost included in this region II. The example using the void amount theoretical formula is intended for porous concrete included in the region II. Also, Kp = infinity (∞) is porous concrete (No-Fine Porous Concerte, NF-POC) that does not contain fine aggregate.

図6中、領域IVは、細骨材粒子間空隙が残存するため、比較的空隙径の小さい連続空隙を形成することができると考えられる。Km=無限大(∞)は、ポーラスモルタル(POM)である。
図6中、領域IIIは、領域IIの比較的空隙径の大きい連続空隙と領域IVの比較的空隙径の小さい連続空隙を併せ持つポーラスコンクリートと考えられる。ペースト量が非常に少なくなることから、強度や耐久性を確保することが難しくなると考えられる。
In FIG. 6, in the region IV, the voids between the fine aggregate particles remain, so it is considered that continuous voids having a relatively small void diameter can be formed. Km = infinity (∞) is porous mortar (POM).
In FIG. 6, region III is considered to be porous concrete having both continuous voids having a relatively large void diameter in region II and continuous voids having a relatively small void diameter in region IV. Since the amount of paste becomes very small, it is considered difficult to ensure strength and durability.

図6に示すように、コンクリートを分類すると、ポーラスコンクリートは、「エントラップトエア及びエントレインドエアなどの空気泡を除く骨材粒子間空隙を有するコンクリート」と定義することができる。
また、モルタル粗骨材空隙比Kmやペースト細骨材空隙比Kpで、コンクリートを分類する上で、基となる粗骨材や細骨材の分類は非常に重要である。
ポーラスコンクリートの粗骨材としては、通常のコンクリート用細骨材の粒度範囲に含まれる5〜2.5mm骨材(7号砕石)や、2.5mm以下の小粒径単粒度砕石を用いることがある。これは、比較的空隙径の大きい骨材粒子間空隙を形成する骨格となる骨材を粗骨材とし、モルタルに含まれる骨材を細骨材として分類する方法である。
As shown in FIG. 6, when concrete is classified, porous concrete can be defined as “concrete having voids between aggregate particles excluding air bubbles such as entrapped air and entrained air”.
In addition, when classifying concrete based on the mortar coarse aggregate gap ratio Km and paste fine aggregate gap ratio Kp, the classification of the coarse aggregate and the fine aggregate as a basis is very important.
As coarse aggregate of porous concrete, use 5 to 2.5 mm aggregate (No. 7 crushed stone) included in the particle size range of ordinary fine aggregate for concrete or small particle size single crushed stone of 2.5 mm or less. There is. This is a method of classifying an aggregate serving as a skeleton that forms a gap between aggregate particles having a relatively large void diameter as a coarse aggregate and classifying an aggregate contained in a mortar as a fine aggregate.

以下に示す実施例において、ポーラスコンクリートにおける細骨材は、モルタルを形成する最大骨材寸法が5mm以下である連続粒度のコンクリート用細骨材とし、これ以外の骨材は粒径の大小にかかわらず全て粗骨材として扱うこととする。
なお、本明細書中において、「連続粒度」とは、下限の粒径を設けず、最大寸法まで連続した粒度分布を有することをいう。
例えば、5mm以下の粒径からなる単粒度骨材を使用したポーラスコンクリートは、「小粒径粗骨材を用いたポーラスコンクリート」とし、粗骨材を含まない細骨材とペーストからなるポーラスコンクリート(ポーラスモルタル)と区分して扱うこととする。
In the examples shown below, the fine aggregate in the porous concrete is a continuous fine-grain concrete fine aggregate having a maximum aggregate size of 5 mm or less forming mortar, and the other aggregates are small or large in particle size. All will be treated as coarse aggregate.
In the present specification, “continuous particle size” means having a particle size distribution that is continuous up to the maximum size without providing a lower limit particle size.
For example, porous concrete using a single particle size aggregate having a particle size of 5 mm or less is “porous concrete using a small particle size coarse aggregate” and is made of a fine aggregate and paste that does not contain coarse aggregate. Separated from (porous mortar).

以下に、「1.ポーラスコンクリートにおける空隙量の定式化」において定式化した空隙量の式(1)について、図6中の領域IIで示されるポーラスコンクリートにおいて、粗骨材の粒度(連続粒度)の範囲、モルタル粗骨材空隙比Km及びペースト細骨材空隙比Kpを変化させた実施例により、上記の式(1)の適合性を検証する。   In the following, with respect to the formula (1) of the void amount formulated in “1. Formulation of void amount in porous concrete”, the particle size of the coarse aggregate (continuous particle size) in the porous concrete indicated by region II in FIG. The suitability of the above formula (1) is verified by the example in which the range, the mortar coarse aggregate void ratio Km, and the paste fine aggregate void ratio Kp are changed.

[実施例]
1.実施方法
(1)使用材料
セメント(結合材)としては、普通ポルトランドセメント(密度;3.16g/cm)、混和材・混和剤としては、車道舗装用ポーラスコンクリート専用無機系混和材(Ad1、密度;2.26g/cm)、景観舗装用ポーラスコンクリート専用無機系混和材(Ad2、密度;2.16g/cm)、高性能AE減水剤(SP8SB(SP))を使用した。
混和材はセメントの内割、混和剤は水の内割として使用した。
また、使用骨材の物性値を下記の表3に示す。細骨材としては、粒度範囲が0〜5mmのコンクリート用細骨材(SA,SB,SC)を使用した。粗骨材としては、粒度範囲が13〜5mmの骨材(6号砕石)、および、粒度範囲が5〜2.5mmの骨材(7号砕石)を使用した。また、粒度範囲が13〜5mmの骨材(G1305A)を10mmふるいで粒度調整した粒度範囲が13〜10mmの骨材、及び粒度範囲が10〜5mmの骨材も粗骨材として使用した。骨材の物性値を下記の表3に示す。
[Example]
1. Method of implementation (1) Materials used As cement (binding material), ordinary Portland cement (density: 3.16 g / cm 3 ), and as admixture / admixture, inorganic admixture exclusively for porous concrete for road pavement (Ad1, Density: 2.26 g / cm 3 ), inorganic admixture exclusively for porous concrete for landscape pavement (Ad2, density: 2.16 g / cm 3 ), high-performance AE water reducing agent (SP8SB (SP)).
The admixture was used as the inner part of cement, and the admixture was used as the inner part of water.
The physical property values of the aggregates used are shown in Table 3 below. As the fine aggregate, a fine aggregate for concrete (SA, SB, SC) having a particle size range of 0 to 5 mm was used. As the coarse aggregate, an aggregate (No. 6 crushed stone) having a particle size range of 13 to 5 mm and an aggregate (No. 7 crushed stone) having a particle size range of 5 to 2.5 mm were used. In addition, an aggregate having a particle size range of 13 to 10 mm and an aggregate having a particle size range of 10 to 5 mm and an aggregate having a particle size range of 10 to 5 mm were used as the coarse aggregate. The physical properties of the aggregate are shown in Table 3 below.

Figure 2008308391
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(2)配合
ポーラスコンクリートの配合水準を下記の表4に示す。
空隙量の式(1)の解析的検証の便を考慮して、配合設計は、単位粗骨材かさ容積Rgを1.0とし、設計空隙量Vd’(m)を、下記の式(28)を用いて、粗骨材の実積率Ggと、モルタル粗骨材空隙比Kmより求めた。モルタル粗骨材空隙比Kmを変化させたポーラスコンクリートの配合例を表5(ポーラスコンクリートの示方配合例1(G1305A使用)および表6(ポーラスコンクリートの示方配合例2(G0502使用)に示す。
なお、表4〜表6中、Gは単位粗骨材量(kg)、Sは単位細骨材量(kg)、Wは単位水量(kg)、Cは単位セメント量(kg)、W/Bは水結合材比、W/Cは水セメント比を示す。
(2) Mixing The mixing level of porous concrete is shown in Table 4 below.
In consideration of the convenience of analytical verification of the void amount equation (1), the compounding design is such that the unit coarse aggregate bulk volume Rg is 1.0, and the design void amount Vd ′ (m 3 ) is expressed by the following equation ( 28) was used to determine the actual aggregate ratio Gg of the coarse aggregate and the mortar coarse aggregate void ratio Km. Examples of blending of porous concrete in which the mortar coarse aggregate void ratio Km is changed are shown in Table 5 (Porous concrete showing blending example 1 (using G1305A)) and Table 6 (Porous concrete showing blending example 2 (using G0502)).
In Tables 4 to 6, G is a unit coarse aggregate amount (kg), S is a unit fine aggregate amount (kg), W is a unit water amount (kg), C is a unit cement amount (kg), W / B represents a water binder ratio, and W / C represents a water cement ratio.

Figure 2008308391
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(3)練混ぜ方法
ポーラスコンクリートの練り混ぜは、強制練りミキサを用いて、粗骨材および細骨材、セメント及び混和材をミキサに投入し、15秒間空練りを行った後、水を投入して5分間練り混ぜることによって行った。
(3) Kneading method Porous concrete is kneaded by using a forced kneading mixer, putting coarse aggregate, fine aggregate, cement and admixture into the mixer, mixing for 15 seconds, and then adding water. And kneading for 5 minutes.

(4)空隙量の測定方法
ポーラスコンクリートの空隙量を沈下法により測定した。図7に、沈下法によるポーラスコンクリートの空隙量の測定方法を示す。
図7に示すように、振動テーブル5上に、直径10cm×高さ20cmの鋼製の型枠6を載置し、この型枠6内に試料7(質量Wtp;2.60kg)を投入し、該型枠上6に4kgの錘8を載せて、鋼製の型枠6ごと試料7に振動をかけた後、該型枠6内の試料7の高さ及び直径を測定し、ポーラスコンクリートの体積V(m)を求めた。振動テーブル5は、振動数300rpm、起振力823Nのものを用い、加振時間は2分間とした。
配合より、空気が全くないものとして計算したポーラスコンクリートの理論単位体積質量T(kg)を用いて、下記の式(29)によりコンクリート1mに対する空隙量の実験値Vt(m)を求めた。
この試験方法で求められたポーラスコンクリートの空隙量は、同等の振動エネルギーを与えたときのポーラスコンクリートの残存空隙量を示し、加振時間は、ほぼフルコンパクション状態となる時間を設定した。
(4) Measuring method of void volume The void volume of porous concrete was measured by the settlement method. In FIG. 7, the measuring method of the void amount of the porous concrete by the settlement method is shown.
As shown in FIG. 7, a steel mold 6 having a diameter of 10 cm and a height of 20 cm is placed on the vibration table 5, and a sample 7 (mass Wtp; 2.60 kg) is put into the mold 6. Then, a weight 8 of 4 kg is placed on the mold 6, the sample 7 together with the steel mold 6 is vibrated, the height and diameter of the sample 7 in the mold 6 are measured, and porous concrete is measured. The volume V (m 3 ) of was determined. The vibration table 5 having a vibration frequency of 300 rpm and an excitation force of 823 N was used, and the excitation time was 2 minutes.
Using the theoretical unit volume mass T (kg) of the porous concrete calculated as having no air, the experimental value Vt (m 3 ) of the void amount with respect to 1 m 3 of concrete was obtained from the following formula (29). .
The void amount of the porous concrete obtained by this test method represents the amount of remaining void of the porous concrete when the same vibration energy was applied, and the excitation time was set to a time for almost full compaction.

Figure 2008308391
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(5)結合材の基本物性試験
上記の表4に示すポーラスコンクリートの結合材となるペーストまたはモルタルの基本物性として、流動性及び空気量を測定した。
ペーストおよびモルタルの流動性を評価する試験として、フロー試験を実施した。試験は、JIS R 5201「セメントの物理試験」に準じて行い、JISに準じた15回の落下運動を与えたフロー値(15打)と、落下運動を与えないフロー値(0打)を測定した。
また、フレッシュ時のペースト及びモルタルの空気量の測定は、JIS A 1142「有機不純物を含む細骨材のモルタルの圧縮強度による試験方法」を参考にして測定した。容器は、JIS A 5002「構造用軽量コンクリート骨材」に示されている、金属製の円筒状の容器を用いた。この容器の容積は、約500cmである。容器の容積は、試験前に、この容器を満たす必要な水の質量を正確に測って算出した。
(5) Basic physical property test of binder The fluidity and the amount of air were measured as the basic physical properties of a paste or mortar that becomes a binder for porous concrete shown in Table 4 above.
A flow test was conducted as a test for evaluating the fluidity of the paste and mortar. The test is performed according to JIS R 5201 “Physical test of cement”, and the flow value (15 strokes) given 15 drop motions according to JIS and the flow value (0 strokes) not giving drop motions are measured. did.
The amount of air in the fresh paste and mortar was measured with reference to JIS A 1142, “Testing method based on compressive strength of mortar of fine aggregate containing organic impurities”. As the container, a metal cylindrical container shown in JIS A 5002 “Structural Lightweight Concrete Aggregate” was used. The volume of this container is about 500 cm 3 . The volume of the container was calculated by accurately measuring the mass of water required to fill the container before testing.

2.結合材の基本物性
ポーラスコンクリートの結合材となるペースト及びモルタルの基本物性試験の結果を下記の表7に示す。
高性能AE減水剤(SP)をC×1%使用した場合、ペーストおよびモルタルは非常に硬く、バサバサした状態であり、全く流動性がなかった。空気量の測定においては、締固め不足による空隙が残存しないように、振動台(振動テーブル)で十分に締固めを行った。
混和材Ad1及びAd2を用いた場合、非常に流動性が高い性状を示したが、混和材Ad2を用いたペーストは分離した。
空気量は、0.027〜0.058mの範囲とやや大きい結果となった。これは、空気量試験では、振動締固めを行ったが、ペーストやモルタルは非常に粘性が高く、流動性が悪かったため、脱泡できなかったことが原因である。
2. Basic physical properties of binders Table 7 below shows the results of basic physical property tests of pastes and mortars used as binders for porous concrete.
When C × 1% of the high-performance AE water reducing agent (SP) was used, the paste and mortar were very hard and stuffy and had no fluidity. In the measurement of the air amount, sufficient compaction was performed with a vibration table (vibration table) so that a gap due to insufficient compaction did not remain.
When the admixtures Ad1 and Ad2 were used, the fluidity was very high, but the paste using the admixture Ad2 was separated.
The amount of air was a little larger than the range of 0.027 to 0.058 m 3 . This is because, in the air amount test, vibration compaction was performed, but the paste and mortar were extremely viscous and poor in fluidity, and therefore could not be defoamed.

Figure 2008308391
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3.空隙量の測定結果
図8に、各粗骨材ごとに、各ペースト細骨材空隙比Kpにおける、モルタル粗骨材空隙比Kmと、ポーラスコンクリートの空隙量(m)(空隙量実験値Vtおよび空隙量の回帰値(空隙量理論値))との関係を示す。これらの結果を用いて、空隙量式の検証を後述する。
3. Results of measurement of void volume Fig. 8 shows, for each coarse aggregate, the mortar coarse aggregate void ratio Km at each paste fine aggregate void ratio Kp, the void volume of porous concrete (m 3 ) (the void volume experimental value Vt). And the regression value of void volume (theoretical value of void volume)). The verification of the void amount formula will be described later using these results.

4.粗骨材を被覆するモルタルの比率βの算出
上記の表1に示したPOCモデルの空隙量Vc(m)の関係式及び実施例の結果(空隙量実験値)により、最小二乗法を用いて上記の式(1)の形の式で、実施例の結果(空隙量実験値)を回帰し、ポーラスコンクリートの空隙モデルにおける粗骨材を被覆するモルタルの比率βを求めた。
表8に、粗骨材を被覆するモルタルの比率βの算出結果を示す。また、図8に、各粗骨材ごとに、各ペースト細骨材空隙比kpにおける、モルタル粗骨材空隙比Kmと、空隙量(空隙量実験値Vtおよび回帰値(空隙量理論値)Vc)との関係を示す。
図8に示す空隙量実験値と、該空隙量実験値に基づく回帰値の関係により、これらの決定係数(R2乗値)は、一点(0.73)を除き、決定係数(R2乗値)が0.89以上となっている。このことから、上記の式(9)の関係式は、粗骨材を被覆するモルタルの比率βを定めることにより、十分な精度で実施例の結果(空隙量実験値)を示すことになることが分かった。
また、ペースト細骨材空隙比Kpを小さくすると、粗骨材を被覆するモルタルの比率βが増大する傾向があることから、粗骨材粒子間距離が増大し、単位粗骨材かさ容積が減少することになる。
4). Calculation of the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate Using the least square method according to the relational expression of the void amount Vc (m 3 ) of the POC model shown in Table 1 and the result of the example (experimental amount of void amount). Then, the result of the example (experimental value of void amount) was regressed with the equation of the above equation (1), and the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate in the void model of the porous concrete was obtained.
Table 8 shows the calculation result of the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate. Further, FIG. 8 shows, for each coarse aggregate, mortar coarse aggregate void ratio Km and void amount (void amount experimental value Vt and regression value (void amount theoretical value) Vc) at each paste fine aggregate void ratio kp. ).
Due to the relationship between the experimental value of the void amount shown in FIG. 8 and the regression value based on the experimental value of the void amount, these determination coefficients (R square values) except for one point (0.73) are determined coefficients (R square values). Is 0.89 or more. From this, the relational expression of the above formula (9) shows the result of the example (experimental amount experimental value) with sufficient accuracy by determining the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate. I understood.
Further, when the paste fine aggregate void ratio Kp is decreased, the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate tends to increase, so that the distance between coarse aggregate particles increases and the unit coarse aggregate bulk volume decreases. Will do.

Figure 2008308391
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5.係数βとβの算出
上記の表8に示すペースト細骨材空隙比Kpと粗骨材を被覆するモルタルの比率βを用いて、上記の式(2)の形の式で実験結果を回帰し、係数βとβを求めた。図9に、係数βおよびβと、粗骨材平均粒径との関係を示す。粗骨材平均粒径は、粗骨材の最大粒径と最小粒径の平均値とした。
図9に示すように、係数βは、粗骨材平均粒径が大きいほど小さくなり、係数βに比べて4倍以上と非常に大きいことから、粗骨材を被覆するモルタルの比率βは、細骨材量の影響が大きいことが明らかになった。
また、係数βに負の値が認められ、ペースト量の増大により、粗骨材を被覆するモルタルの比率βが小さくなる。ただし、前提条件により、βは0以上であり、係数βが負の場合には、上記の式(14)が適用できるペースト細骨材空隙比Kpには、上限値が存在することになる。ペースト細骨材空隙比Kpの上限値をKplimとすると、Kplimでは、粗骨材を被覆するモルタルの比率β=0となることから、上記の式(14)により、Kplimは、下記の式(30)で求められる。
Kplim以上では、粗骨材を被覆するモルタルがなく、空隙充填状態と同様に、粗骨材粒子は相互に接触した状態になると考えられる。
5. Calculation of coefficients β p and β s Using the paste fine aggregate gap ratio Kp and the ratio of the mortar covering the coarse aggregate β shown in Table 8 above, the experimental results are expressed in the form of the above formula (2). Regression was performed to determine the coefficients β p and β s . FIG. 9 shows the relationship between the coefficients β p and β s and the coarse aggregate average particle size. The coarse aggregate average particle size was an average value of the maximum particle size and the minimum particle size of the coarse aggregate.
As shown in FIG. 9, the coefficient β s decreases as the coarse aggregate average particle size increases, and is very large, four times or more compared to the coefficient β p. Therefore, the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate It became clear that the influence of the amount of fine aggregate was large.
The coefficient beta p negative value observed, the increase of the amount of paste, the ratio beta of the mortar coating the coarse aggregate is decreased. However, the precondition, beta is zero or greater, when the coefficient beta p is negative, the paste fine aggregate void ratio Kp capable above equation (14) is applied, so that the upper limit is present . When the upper limit of the paste fine aggregate void ratio Kp and Kp lim, the Kp lim, coarse aggregate from becoming a ratio beta = 0 for the mortar coating, the above equation (14), Kp lim is below (30).
Above Kp lim , there is no mortar covering the coarse aggregate, and it is considered that the coarse aggregate particles are in contact with each other as in the void filling state.

Figure 2008308391
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下記の表9に、各水準におけるKplimの結果を示す。結合材となるモルタルが同等の場合には、粗骨材平均粒径が大きいほど、Kplimは大きくなる傾向にある。 Table 9 below shows the results of Kp lim at each level. When the mortar used as the binder is equivalent, the Kp lim tends to increase as the coarse aggregate average particle size increases.

Figure 2008308391
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6.配合条件より求めた空隙量理論値
図10に、上述のように求めた係数βおよびβを用いて、上記の表1に示すPOCモデルの式より求めた空隙量理論値Vc(m)と、空隙量実験値Vt(m)との関係を示す。
図10に示すように、空隙量の式(1)により求めた空隙量理論値Vcは、空隙量実験値Vtを、ほぼ±1.5%の範囲内の精度で示していた。
また、図11に、各粗骨材ごとに、各ペースト細骨材空隙比(Kp)における、モルタル粗骨材空隙比粗骨材(Km)と、空隙量(m)(空隙量実験値Vtおよび空隙量理論値Vc)との関係を示す。
これらの結果から、空隙モデル(POCモデル)より求めた空隙量理論式(式(1))により、モルタル粗骨材空隙比Kmとペースト細骨材空隙比Kpが、ポーラスコンクリートの空隙量に及ぼす影響を定量的に評価できるものと考えられる。
6). Theoretical void volume value obtained from the blending conditions FIG. 10 shows the theoretical void volume value Vc (m 3) obtained from the equation of the POC model shown in Table 1 above using the coefficients β p and β s obtained as described above. ) And the void amount experimental value Vt (m 3 ).
As shown in FIG. 10, the void amount theoretical value Vc obtained by the void amount equation (1) represents the void amount experimental value Vt with an accuracy within a range of approximately ± 1.5%.
In addition, FIG. 11 shows, for each coarse aggregate, mortar coarse aggregate void ratio coarse aggregate (Km) and void amount (m 3 ) (void amount experimental value) at each paste fine aggregate void ratio (Kp). The relationship between Vt and the theoretical void amount Vc) is shown.
From these results, the mortar coarse aggregate void ratio Km and the paste fine aggregate void ratio Kp affect the void volume of the porous concrete according to the void amount theoretical formula (formula (1)) obtained from the void model (POC model). It is considered that the impact can be quantitatively evaluated.

7.ポーラスコンクリートの空気泡
次に、ポーラスコンクリート中の空気泡について、粗骨材(G1305A;粒度範囲が13〜5mm)および細骨材(SA;粒度範囲が5〜0mm)を用いたポーラスコンクリートの結果を用いて解析を行った。
上記の表7に示すように、ペースト細骨材空隙比Kp=5におけるモルタルの空気量容積比Am(空気量)は、0.051であることから、表2の式より、ポーラスコンクリートの空気量Va(m)およびKmx(ポーラスコンクリートと普通コンクリートの境界値となるモルタル粗骨材空隙比)が求められる。
図12に、空気泡を考慮した結果の一例を示す。図12は、ペースト細骨材空隙比Kp=5における、モルタル粗骨材空隙比(Km)と、空隙量または空気量(m)との関係を示す。また、図12中に、Kmx(ポーラスコンクリートと普通コンクリートの境界値となるモルタル粗骨材空隙比)の算出結果を示す。
なお、図12中、Vtは空隙量実験値であり、Vcは空隙量理論値であり、Vaはポーラスコンクリートの空気量である。
以上のように、空隙量と空気量を理論的に求めることにより、ポーラスコンクリートの限界(Kmx;ポーラスコンクリートと普通コンクリートの境界値となるモルタル粗骨材空隙比)を定量的に評価できると考えられる。
7). Next, the result of porous concrete using coarse aggregate (G1305A; particle size range 13 to 5 mm) and fine aggregate (SA; particle size range 5 to 0 mm) for air bubbles in porous concrete The analysis was performed using.
As shown in Table 7 above, since the air volume ratio Am (air volume) of the mortar at the paste fine aggregate gap ratio Kp = 5 is 0.051, the air of the porous concrete is obtained from the formula of Table 2. The quantities Va (m 3 ) and Kmx (the mortar coarse aggregate void ratio that is the boundary value between porous concrete and ordinary concrete) are determined.
FIG. 12 shows an example of the result in consideration of air bubbles. FIG. 12 shows the relationship between the mortar coarse aggregate void ratio (Km) and the void amount or air amount (m 3 ) when the paste fine aggregate void ratio Kp = 5. Moreover, in FIG. 12, the calculation result of Kmx (The mortar coarse aggregate space | gap ratio used as the boundary value of porous concrete and normal concrete) is shown.
In FIG. 12, Vt is a void amount experimental value, Vc is a void amount theoretical value, and Va is an air amount of porous concrete.
As described above, it is considered that the limit of porous concrete (Kmx; mortar coarse aggregate void ratio which is the boundary value between porous concrete and ordinary concrete) can be quantitatively evaluated by theoretically determining the void volume and air volume. It is done.

8.空隙量の理論式の適合性の評価
次に、使用材料や配合条件が空隙量に及ぼす影響を空隙量の理論式(式(1))を用いて定量的に評価する試みを行った。
細骨材の粗粒率の影響
表10に、本項の適合性の評価で使用した骨材の物性値を示す。粗骨材は、粒度範囲が13〜5mmである2種類の骨材(6号砕石;G1305C,G1305D)を用いた。細骨材は、普通コンクリートに使用する陸砂(SD)と、粒度の細かい細砂(SE)を用いた。セメント(結合材)としては、普通ポルトランドセメント(密度;3.16g/cm)を用いた。混和材・混和剤としては、車道舗装用ポーラスコンクリート専用無機系混和材(Ad1、密度;2.26g/cm)を用いた。
表11に、ポーラスコンクリートの配合水準として、粗骨材と細骨材の組み合わせを示す。また、図13は、各粗骨材と細骨材との組み合わせにおける、モルタル粗骨材空隙比Kmと、ペースト細骨材空隙比Kpとの関係を示す。
細骨材として陸砂(SD)を用いたポーラスコンクリートの空隙量理論値Vcは、同じ混和材(Ad1)及び同じ粒度範囲(13〜5mm)の粗骨材(G1305B)を用いた係数β(β=0.1314)及び係数β(β=0.5199)を用いて算出した(表9参照)。
また、細骨材として細砂(SE)を用いたポーラスコンクリートの空隙量理論値Vcは、細骨材の粒度範囲が異なるので、まず、上記の「5.係数βとβの算出」と同様の方法で、係数β(β=0.1777)および係数β(β=0.1853)を算出し、次に、この係数βおよびβを用いてポーラスコンクリートの空隙量理論値Vcを算出した。
図14に、各粗骨材と細骨材との組み合わせにおける、空隙量理論値Vc(m)と空隙量実験値Vt(m)との関係を示す。図14に示すように、式(1)により求めた空隙量理論値Vcは、空隙量実験値Vtを、ほぼ±1.5%の範囲内の高い精度で示している。このことから、モルタル部の配合条件や使用骨材がほぼ同様であれば、βおよびβは同じ値を用いてもよいと考えられる。
小粒径細骨材(細砂;SE)を用いた場合は、係数βが低下したが、これは、粗骨材粒子間に存在する細骨材粒子が小さくなるため、粗骨材を被覆するモルタル厚さが小さくなるためと考えられる。
8). Evaluation of suitability of theoretical formula of void amount Next, an attempt was made to quantitatively evaluate the influence of the materials used and the blending conditions on the void amount using the theoretical formula of the void amount (formula (1)).
Effect of coarse particle ratio of fine aggregate Table 10 shows the physical property values of the aggregate used in the evaluation of suitability in this section. As the coarse aggregate, two types of aggregates having a particle size range of 13 to 5 mm (No. 6 crushed stone; G1305C, G1305D) were used. As the fine aggregate, land sand (SD) used for ordinary concrete and fine sand (SE) having a fine particle size were used. As the cement (binding material), ordinary Portland cement (density: 3.16 g / cm 3 ) was used. As the admixture / admixture, an inorganic admixture exclusively for porous concrete for road pavement (Ad1, density; 2.26 g / cm 3 ) was used.
Table 11 shows combinations of coarse aggregate and fine aggregate as the blending level of porous concrete. FIG. 13 shows the relationship between the mortar coarse aggregate gap ratio Km and the paste fine aggregate gap ratio Kp in each combination of coarse aggregate and fine aggregate.
The pore volume theoretical value Vc of porous concrete using land sand (SD) as fine aggregate is a coefficient β p using the same admixture (Ad1) and coarse aggregate (G1305B) in the same particle size range (13 to 5 mm). (Β p = 0.1314) and coefficient β ss = 0.5199) were used for calculation (see Table 9).
Further, the pore volume theoretical value Vc of the porous concrete using fine sand (SE) as the fine aggregate is different in the particle size range of the fine aggregate. Therefore, first, “5. Calculation of the coefficients β p and β s ” described above. The coefficient β pp = 0.1777) and the coefficient β ss = 0.1853) are calculated in the same manner as described above, and then the voids of the porous concrete are calculated using the coefficients β p and β s. The theoretical amount Vc was calculated.
FIG. 14 shows the relationship between the void amount theoretical value Vc (m 3 ) and the void amount experimental value Vt (m 3 ) in the combination of each coarse aggregate and fine aggregate. As shown in FIG. 14, the void amount theoretical value Vc obtained by the equation (1) indicates the void amount experimental value Vt with high accuracy within a range of approximately ± 1.5%. From this, it is considered that the same values may be used for β s and β p if the blending conditions of the mortar part and the aggregates used are substantially the same.
In the case of using a small particle size fine aggregate (fine sand; SE), the coefficient β s decreased. However, since the fine aggregate particles existing between the coarse aggregate particles become small, the coarse aggregate This is probably because the mortar thickness to be coated becomes small.

Figure 2008308391
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Figure 2008308391
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粗骨材の粒径の影響
表12に、本項の適合性の評価で使用した骨材の物性値を示す。粗骨材は、同一産地から産出した粒径が異なる5種類のもの(G2013E,G1305E,G1308E,G0805E,G0502E)を用い、細骨材は粒度の細かい細砂(SF)を用いた。セメント(結合材)としては、普通ポルトランドセメント(密度;3.16g/cm)を用いた。混和材・混和剤としては、製品用ポーラスコンクリート専用混和材(Ad3、密度:2.65g/cm)を用いた。
表13に、ポーラスコンクリートの配合を示す。
Effect of Coarse Aggregate Particle Size Table 12 shows the physical property values of the aggregates used in the suitability evaluation in this section. As the coarse aggregate, five types (G2013E, G1305E, G1308E, G0805E, G0502E) with different particle sizes produced from the same production area were used, and fine sand (SF) having a fine particle size was used. As the cement (binding material), ordinary Portland cement (density: 3.16 g / cm 3 ) was used. As the admixture / admixture, a special admixture for porous concrete for products (Ad3, density: 2.65 g / cm 3 ) was used.
Table 13 shows the composition of the porous concrete.

Figure 2008308391
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Figure 2008308391
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表13に示す配合のポーラスコンクリートについて、上記の式(1)より導いた下記の式(31)に、粗骨材の実積率Gg、モルタル粗骨材空隙比Km、および、空隙量実験値Vtを代入して、粗骨材別に、粗骨材を被覆するモルタルの比率βを算出した。   About the porous concrete of the mixing | blending shown in Table 13, in the following formula | equation (31) derived | led-out from said formula (1), the actual volume ratio Gg of a coarse aggregate, the mortar coarse aggregate void ratio Km, and a void amount experimental value By assigning Vt, the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate was calculated for each coarse aggregate.

Figure 2008308391
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図15に、粗骨材平均粒径(mm)と粗骨材を被覆するモルタルの比率βとの関係を示す。図15中には、上記の「5.係数βとβの算出」の3種類の細骨材(SA,SB,SC)をそれぞれ用いたポーラスコンクリート(3種類)と、上記の「8.空隙量の理論式の適合性の評価 (1)細骨材の粗粒率の影響」の細骨材(SE)を用いたポーラスコンクリートの、ペースト細骨材空隙比Kpが3.92(Kp=3.92)となるβ(粗骨材を被覆するモルタルの比率)を併記した。
図15に示すように、細骨材粒度により、粗骨材平均粒径とβ(粗骨材を被覆するモルタルの比率)の関係が乖離した。この理由として、細骨材が均一に粗骨材間に存在し、粗骨材粒子間距離が細骨材粒径の影響を受けると考えた場合、粗骨材粒径が小さくなると接点が多くなり、粗骨材を被覆するモルタルの比率βは増大する。ところが、粗骨材表面積が増大すると考えた場合、締固め前のモルタル被覆厚さは小さく、締まり易くなると考えられ、粗骨材粒子間距離が小さくなり、粗骨材を被覆するモルタルの比率βは減少する。
よって、細骨材の粒度やモルタルの流動性の違いにより、粗骨材平均粒径と粗骨材を被覆するモルタルの比率βとの関係は、異なるものと考えられる。
FIG. 15 shows the relationship between the coarse aggregate average particle diameter (mm) and the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate. In FIG. 15, porous concrete (three types) each using the three types of fine aggregates (SA, SB, SC) of “5. Calculation of coefficients β p and β s ” above and “8” .Evaluation of suitability of theoretical formula for void volume (1) Effect of coarse aggregate ratio of fine aggregate “Porosity concrete using fine aggregate (SE) has a paste fine aggregate void ratio Kp of 3.92 ( Β (the ratio of the mortar covering the coarse aggregate) that gives Kp = 3.92) is also shown.
As shown in FIG. 15, the relationship between the coarse aggregate average particle size and β (ratio of the mortar covering the coarse aggregate) deviated depending on the fine aggregate particle size. The reason for this is that when the fine aggregate is uniformly present between the coarse aggregates and the distance between the coarse aggregate particles is affected by the fine aggregate particle size, there are many contacts when the coarse aggregate particle size becomes small. Thus, the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate is increased. However, if the surface area of the coarse aggregate is increased, the mortar coating thickness before compaction is considered to be small and easy to tighten, the distance between the coarse aggregate particles is reduced, and the ratio of the mortar covering the coarse aggregate β Decrease.
Therefore, the relationship between the coarse aggregate average particle size and the ratio β of the mortar covering the coarse aggregate is considered to be different depending on the fine aggregate particle size and mortar fluidity.

9.所要の空隙を有するポーラスコンクリートの配合設計法の提案
次に、設計空隙量となるポーラスコンクリートを得るための配合設計方法を提案する。
主な配合条件は、設計空隙量Vd、水結合材比W/B(または水セメント比W/C)、モルタル粗骨材空隙比Km、ペースト細骨材空隙比Kpにより定められる。モルタル粗骨材空隙比Kmは、POCモデルより、設計空隙量Vd、粗骨材の実積率Gg、係数β(粗骨材を被覆するモルタルの比率)を用いた下記の式(32)から求めることができる。
9. Proposal of blending design method for porous concrete having required voids Next, a blending design method for obtaining porous concrete having a design void amount is proposed.
Main blending conditions are determined by the design void amount Vd, water binder ratio W / B (or water cement ratio W / C), mortar coarse aggregate void ratio Km, and paste fine aggregate void ratio Kp. The mortar coarse aggregate void ratio Km is calculated from the following equation (32) using the design void amount Vd, the actual volume ratio Gg of the coarse aggregate, and the coefficient β (ratio of mortar covering the coarse aggregate) from the POC model. Can be sought.

Figure 2008308391
Figure 2008308391

ここで、係数βは、ペースト細骨材空隙比Kp、係数βおよびβから求められ、係数βおよびβは、実験により定まる値である。係数β、βおよびβは、上述の結果(例えば、表8、表9等)を参考に設定することが可能である。また、ペースト細骨材空隙比は、モルタルのダレ落ちの防止、乾燥収縮低減および耐久性向上の観点から定める必要がある。 Here, the coefficient β is obtained from the paste fine aggregate gap ratio Kp, the coefficients β s and β p , and the coefficients β s and β p are values determined by experiments. The coefficients β, β s and β p can be set with reference to the above-described results (for example, Table 8, Table 9, etc.). The paste fine aggregate void ratio needs to be determined from the viewpoints of preventing dripping of the mortar, reducing drying shrinkage, and improving durability.

(1)配合計算例
表14に示す材料を用いて、水セメント比W/Cを20%とし、混和材添加量をC×1%(単位セメント量(kg)に対して1%)とし、設計空隙量Vdを0.175mとし、ペースト細骨材空隙比Kpを7.0とした場合のポーラスコンクリートの配合計算例を示す。
13〜5mmの粗骨材(6号砕石)とコンクリート用細骨材を用いた場合の係数βおよびβは、上記の表9より、β=−0.0057、β=0.5387であるから、上記の式(2)より、β=0.1065と算出される。設計空隙量Vdが0.175mになるモルタル粗骨材空隙比Kmは、上記の式(32)により、0.68と算出される。この値から計算される示方配合を、表15に示す。
(1) Formulation calculation example Using the materials shown in Table 14, the water cement ratio W / C is 20%, the admixture addition amount is C × 1% (1% with respect to the unit cement amount (kg)), An example of blending calculation of porous concrete when the design void amount Vd is 0.175 m 3 and the paste fine aggregate void ratio Kp is 7.0 is shown.
The coefficients β p and β s when 13-5 mm coarse aggregate (No. 6 crushed stone) and fine aggregate for concrete are used are β p = −0.0057, β s = 0. Since it is 5387, β = 0.1065 is calculated from the above equation (2). The mortar coarse aggregate void ratio Km at which the designed void amount Vd is 0.175 m 3 is calculated as 0.68 by the above equation (32). Table 15 shows the formula composition calculated from this value.

Figure 2008308391
Figure 2008308391

Figure 2008308391
Figure 2008308391

(2)配合補正方法
空隙量実験値が空隙量理論値と乖離している場合は、配合を補正する必要がある。モルタル粗骨材空隙比Km以外の条件を同等とする場合、係数β(粗骨材を被覆するモルタルの比率)を再計算し、モルタル粗骨材空隙比Kmを修正する。
例えば、上述の示方配合において、空隙量実験値が0.200mと測定された場合、上記の式(31)より再計算された係数β(粗骨材を被覆するモルタルの比率)は0.1711となる。上記の式(32)により、Kmを0.77に修正し、配合を再計算することによって、配合を補正することができる。
(2) Blending correction method When the void amount experimental value deviates from the theoretical void amount, it is necessary to correct the blending. When conditions other than the mortar coarse aggregate void ratio Km are made equal, the coefficient β (ratio of mortar covering the coarse aggregate) is recalculated to correct the mortar coarse aggregate void ratio Km.
For example, in the above-described composition, when the void amount experimental value is measured as 0.200 m 3 , the coefficient β (the ratio of the mortar covering the coarse aggregate) recalculated from the above equation (31) is 0. 1711. The formula can be corrected by correcting Km to 0.77 and recalculating the formula according to the above equation (32).

10.まとめ
本発明は、ポーラスコンクリートにおける粗骨材に対するモルタルの被覆状態について、充填性状に着目した理論モデル(POCモデル)を考案し、使用材料の物理的性状を考慮して、ポーラスコンクリートの配合設計方法を構築したものである。
その内容は、次のとおりである。
(1)ポーラスコンクリート中のモルタルが粗骨材を被覆する割合に基づいた、充填性状に着目した理論モデル(POCモデル)を考案した。このモデルにより、材料構成に基づいた空隙構造を定式化し、粗骨材の実積率(Gg)、細骨材の実積率(Gs)、モルタル粗骨材空隙比Km、ペースト細骨材空隙比Kp、および、モルタルが粗骨材を被覆する比率βを用いた空隙量理論式(式(1))を構築した。
(2)空隙量理論式(式(1))の実験的検証を行い、空隙量理論値(Vc)は、空隙量実験値(Vt)をほぼ±1.5%の範囲内の高い精度で示すことと、材料特性や配合条件がポーラスコンクリートの空隙量に及ぼす影響を定量的に評価できることを確認した。
(3)ポーラスコンクリート中の空隙と空気泡に関する検討により、モルタル粗骨材空隙比およびペースト細骨材空隙比を用いたコンクリート概念図を作成した。これにより、普通コンクリートとポーラスコンクリートの領域を明確化し、ポーラスコンクリートが「エントラップトエアおよびエントレインドエアなどの空気泡を除く骨材粒子間空隙を有するコンクリート」であることを示した。
(4)設計空隙量、使用材料の物理的性状および空隙量理論式を用いた、所要の空隙量を有するポーラスコンクリートの配合設計方法を提案した。
10. Summary The present invention devised a theoretical model (POC model) that focuses on the filling properties of the mortar covering state on the coarse aggregate in porous concrete, and considers the physical properties of the materials used, and a method for blending and designing porous concrete Is built.
The contents are as follows.
(1) A theoretical model (POC model) focusing on filling properties based on the ratio of mortar in porous concrete covering coarse aggregate was devised. By this model, the void structure based on the material composition is formulated, the actual volume ratio (Gg) of coarse aggregate, the actual volume ratio (Gs) of fine aggregate, the mortar coarse aggregate void ratio Km, the paste fine aggregate void The void amount theoretical formula (formula (1)) using the ratio Kp and the ratio β at which the mortar covers the coarse aggregate was constructed.
(2) Experimental verification of the void amount theoretical formula (formula (1)) is performed, and the void amount theoretical value (Vc) is a high accuracy within the range of ± 1.5% of the void amount experimental value (Vt). It was confirmed that the effects of the material properties and blending conditions on the void volume of porous concrete can be quantitatively evaluated.
(3) A concrete conceptual diagram using a mortar coarse aggregate void ratio and a paste fine aggregate void ratio was created by examining voids and air bubbles in porous concrete. As a result, the areas of ordinary concrete and porous concrete were clarified, and it was shown that porous concrete is “concrete having voids between aggregate particles excluding air bubbles such as entrapped air and entrained air”.
(4) A blending design method for porous concrete having a required void amount was proposed using the designed void amount, the physical properties of the materials used, and the void amount theoretical formula.

ポーラスコンクリートを模式化したモデル(POCモデル)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the model (POC model) which modeled porous concrete. (a)は粗骨材被覆状態を示す説明図であり、(b)空隙充填状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows a coarse aggregate covering state, (b) It is explanatory drawing which shows a space | gap filling state. POCモデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a POC model. POCモデルおよび各限界状態(粗骨材被覆状態および空隙充填状態)におけるモルタル粗骨材空隙比Kmと、ポーラスコンクリートの空隙量Vcの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the POC model and the mortar coarse aggregate space ratio Km in each limit state (coarse aggregate covering state and void filling state) and the void amount Vc of porous concrete. モルタル粗骨材空隙比Kmと、ポーラスコンクリートの空隙量Vc(m)、空気量Va(m)および普通コンクリートの空気量Ac(m)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the mortar coarse aggregate void ratio Km, the void amount Vc (m 3 ) of porous concrete, the air amount Va (m 3 ), and the air amount Ac (m 3 ) of ordinary concrete. モルタル粗骨材空隙比Kmと、ペースト細骨材空隙比Kpとの関係により表したコンクリートの概念図である。It is a conceptual diagram of the concrete represented by the relationship between the mortar coarse aggregate void ratio Km and the paste fine aggregate void ratio Kp. 沈下法によるポーラスコンクリートの空隙量の測定方法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measuring method of the void amount of the porous concrete by a settlement method. (a)〜(e)は、各粗骨材の各ペースト細骨材空隙比Kpにおける、モルタル粗骨材空隙比Kmと、空隙量(m)(回帰値(空隙量理論値)および空隙量実験値)との関係を示す図である。(A) to (e) are mortar coarse aggregate void ratio Km, void amount (m 3 ) (regression value (theoretical value of void amount) and void) in each paste fine aggregate void ratio Kp of each coarse aggregate. It is a figure which shows the relationship with quantity experiment value. 係数βおよびβと、粗骨材平均粒径との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between coefficient (beta) p and (beta) s, and a coarse aggregate average particle diameter. 空隙量理論値Vc(m)と、空隙量実験値Vt(m)との関係を示した図である。A void volume theoretical value Vc (m 3), is a graph showing the relationship between the void volume experimental value Vt (m 3). (a)〜(e)は、各粗骨材ごとに、各ペースト細骨材空隙比(Kp)における、モルタル粗骨材空隙比粗骨材(Km)と、空隙量(m)(空隙量実験値Vtおよび空隙量理論値Vc)との関係を示す図である。(A) to (e) are mortar coarse aggregate void ratio coarse aggregate (Km) and void amount (m 3 ) (void) in each paste fine aggregate void ratio (Kp). It is a figure which shows the relationship with quantity experiment value Vt and void | hole amount theoretical value Vc). ペースト細骨材空隙比Kp=5における、モルタル粗骨材空隙比(Km)と、空隙量または空気量(m)との関係を示す図である。In the paste fine aggregate void ratio Kp = 5, a diagram illustrating the mortar coarse aggregate void ratio (Km), the relationship between the void volume or air volume (m 3). 各粗骨材と細骨材との組み合わせにおける、モルタル粗骨材空隙比Kmと、ペースト細骨材空隙比Kpとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the mortar coarse aggregate space | gap ratio Km and the paste fine aggregate space | gap ratio Kp in the combination of each coarse aggregate and fine aggregate. 各粗骨材と細骨材との組み合わせにおける、空隙量理論値Vc(m)と空隙量実験値Vt(m)との関係を示す図である。In combination with the coarse aggregate and fine aggregate, which is a diagram showing the relationship between the void volume theory Vc and (m 3) and the void volume experimental value Vt (m 3). 粗骨材平均粒径(mm)と粗骨材を被覆するモルタルの比率βとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a coarse aggregate average particle diameter (mm) and the ratio (beta) of the mortar which coat | covers a coarse aggregate.

符号の説明Explanation of symbols

1 ポーラスコンクリート
2 粗骨材
3 モルタル
3a 粗骨材を均等に被覆する部分のモルタル
3b 粗骨材粒子間空隙を部分的に充填する部分のモルタル
4 空隙
5 振動テーブル
6 型枠
7 試料
8 錘
Ac 普通コンクリートの空気量(m
Ad 単位混和材量(kg)
Am モルタルの空気量容積比
Ap ペーストの空気量容積比
B 単位結合材量(kg)
C 単位セメント量(kg)
g 単位粗骨材体積(m
空隙充填状態の単位粗骨材体積(m
粗骨材被覆状態の単位粗骨材体積(m
G 単位粗骨材量(kg)
Gg 粗骨材の実積率
Gs 細骨材の実積率
Km モルタル粗骨材空隙比(Km>0)
Kmx コンクリート中の空隙量が0mとなるモルタル粗骨材空隙比
Kp ペースト細骨材空隙比(Kp>0)
Kpx モルタル中の空隙量が0mとなるペースト細骨材空隙比
Kplim 空隙量式におけるペースト細骨材空隙比の上限値
m 単位モルタル体積(m
空隙充填状態の単位モルタル体積(m
粗骨材被覆状態の単位モルタル体積(m
p 単位ペースト体積(m
Qg 粗骨材の吸水率
Rg 単位粗骨材かさ容積
Rg 空隙充填状態の単位粗骨材かさ容積
Rg 粗骨材被覆状態の単位粗骨材かさ容積
s 単位細骨材体積(m
S 単位細骨材量(kg)
T 空気泡および空隙が全くないものとして計算したポーラスコンクリートの理論単位体積質量(kg/m
Tg 粗骨材の単位容積質量(kg/m
Tg’ 表乾状態の粗骨材の単位容積質量(kg/m
V 空隙量測定試験におけるポーラスコンクリートのかさ体積(m
Va ポーラスコンクリートの空気量(m
Vc ポーラスコンクリートの空隙量理論値(m
Vc 空隙充填状態のポーラスコンクリートの空隙量(m
Vc 粗骨材被覆状態のポーラスコンクリートの空隙量(m
Vd ポーラスコンクリートの設計空隙量
Vd’ 配合から求めたポーラスコンクリートの設計空隙量(=Vc,m
Vg 粗骨材粒子間空隙の単位体積(m
Vs 細骨材粒子間空隙の単位体積(m
Vt ポーラスコンクリートの空隙量実験値(m
W 単位水量(kg)
Wtp 空隙量測定試験における試料質量(kg)
β コンクリート1m中の単位モルタル量に対する粗骨材を均等に被覆するモルタルの単位量との割合(0≦β≦1)
β コンクリート1m中のモルタルを構成するペーストの体積割合がβに及ぼす影響度合いを示す係数
β コンクリート1m中のモルタルを構成する細骨材の体積割合がβに及ぼす影響度合いを示す係数
ρg 粗骨材の表乾密度(kg/m
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous concrete 2 Coarse aggregate 3 Mortar 3a The mortar of the part which coat | covers a coarse aggregate uniformly 3b The mortar of the part which partially fills the space | gap between coarse aggregate particles 4 Cavity 5 Vibration table 6 Formwork 7 Sample 8 Weight Ac Normal concrete air volume (m 3 )
Ad unit admixture amount (kg)
Am Volume ratio of mortar air volume Ap Volume ratio of air volume of paste B Unit amount of binder (kg)
C Unit cement amount (kg)
g Unit coarse aggregate volume (m 3 )
g l Unit volume of coarse aggregate in void filling state (m 3 )
g u Coarse aggregate volume covered with coarse aggregate (m 3 )
G Unit coarse aggregate amount (kg)
Gg Actual volume ratio of coarse aggregate Gs Actual volume ratio of fine aggregate Km Mortar coarse aggregate void ratio (Km> 0)
Void volume Kmx in concrete 0 m 3 and comprising mortar coarse aggregate void ratio Kp paste fine aggregate void ratio (Kp> 0)
Paste fine aggregate void ratio at which the void amount in Kpx mortar becomes 0 m 3 Upper limit value of paste fine aggregate void ratio in Kp lim void amount formula m Unit mortar volume (m 3 )
m l Unit volume of mortar filled with voids (m 3 )
m u units mortar volume of coarse aggregate covering state (m 3)
p Unit paste volume (m 3 )
Qg Water Absorption Rate of Coarse Aggregate Rg Unit Coarse Aggregate Bulk Volume Rg l Unit Coarse Aggregate Bulk Volume Filled with Gap Rg u Unit Coarse Aggregate Bulk Volume Coated with Coarse Aggregate s Unit Fine Aggregate Volume (m 3 )
S Amount of fine aggregate (kg)
T Theoretical unit volume mass of porous concrete calculated without air bubbles and voids (kg / m 3 )
Tg Unit volume mass of coarse aggregate (kg / m 3 )
Tg ′ Unit volume mass of coarse aggregate in the dry state (kg / m 3 )
V Bulk volume of porous concrete in void volume measurement test (m 3 )
Va Porous concrete air volume (m 3 )
Vc Theoretical void volume of porous concrete (m 3 )
Vc l Void volume of porous concrete (m 3 )
Void volume porous concrete vc u coarse aggregate covering state (m 3)
Design void volume porous concrete obtained from the design void volume Vd 'blending Vd porous concrete (= Vc l, m 3)
Vg Unit volume of coarse intergranular particle gap (m 3 )
Vs Unit volume of voids between fine aggregate particles (m 3 )
Experimental value of void volume of Vt porous concrete (m 3 )
W Unit water volume (kg)
Wtp Mass of sample in void volume measurement test (kg)
ratio of the unit amount of mortar evenly coat the coarse aggregate per unit mortar amount of beta in concrete 1m 3 (0 ≦ β ≦ 1 )
β Coefficient indicating the degree of influence of the volume ratio of the paste constituting the mortar in p 1 m 3 on β β coefficient indicating the degree of influence of the volume ratio of the fine aggregate constituting the mortar in β s concrete 1 m 3 on β ρg Surface dry density of coarse aggregate (kg / m 3 )

Claims (2)

目標とする空隙量を定めた後、この空隙量が得られるように下記の式(1)を用いて配合設計を行うことを特徴とするポーラスコンクリートの配合設計方法。
Figure 2008308391
(式(1)中、Vcはポーラスコンクリートの空隙量(m)であり、Ggは粗骨材の実積率(%)であり、Kmはモルタル粗骨材空隙比であり、βはポーラスコンクリートの単位体積中の全モルタル量に対する、粗骨材の全面を均一な厚みで被覆するモルタル量の質量割合である。)
A porous concrete blending design method characterized by performing blending design using the following equation (1) so as to obtain the void amount after determining a target void amount.
Figure 2008308391
(In Formula (1), Vc is the void volume (m 3 ) of porous concrete, Gg is the actual volume ratio (%) of coarse aggregate, Km is the mortar coarse aggregate void ratio, and β is porous. (This is the mass ratio of the amount of mortar that covers the entire surface of the coarse aggregate with a uniform thickness to the total amount of mortar in the unit volume of concrete.)
上記の式(1)中のβが、下記の式(2)で表されるものである請求項1に記載のポーラスコンクリートの配合設計方法。
Figure 2008308391
(式(2)中、βはポーラスコンクリートの単位体積中の全モルタル量に対する、粗骨材の全面を均一な厚みで被覆するモルタル量の質量割合であり、βはポーラスコンクリート中のモルタルを構成するペーストが、βに及ぼす影響の度合いを示す係数であり、βはポーラスコンクリート中のモルタルを構成する細骨材が、βに及ぼす影響の度合いを示す係数であり、Gsは細骨材の実積率(%)であり、Kpはペースト細骨材空隙比である。)
The method for blending and designing porous concrete according to claim 1, wherein β in the formula (1) is represented by the following formula (2).
Figure 2008308391
(In the formula (2), β is the mass ratio of the mortar amount covering the entire surface of the coarse aggregate with a uniform thickness to the total mortar amount in the unit volume of the porous concrete, and β p is the mortar in the porous concrete. The constituent paste is a coefficient indicating the degree of influence on β, β s is a coefficient indicating the degree of influence of the fine aggregate constituting the mortar in the porous concrete on β, and Gs is the fine aggregate. (The actual volume ratio (%) of K, and Kp is the paste fine aggregate void ratio.)
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