JP2011148647A - シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物及びその製造方法 - Google Patents
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- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
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Abstract
【解決手段】シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物は、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、シリカフュームスラリー、細骨材、粗骨材、混練水及び高性能AE減水剤を含むコンクリート組成物であって、該シリカフュームスラリーを構成するシリカフュームの含有割合は、低熱ポルトランドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームの合計質量に対して8〜15質量%、低熱ポルトランドセメントと中庸熱ポルトランドセメントとの配合割合が質量比で4:6〜6:4である。
【選択図】なし
Description
かかるシリカフュームは、コンクリートに配合すると硬化体の緻密性が増大して、コンクリート強度および耐久性を向上することができること、結合材量が多く水結合材比が小さい場合に流動性が向上し施工性を改善できること、及び吹付けコンクリートにおけるリバウンド率が低下するなどの利点があるため、コンクリート用の混和材として好適に使用されている。
また、シリカフュームをレディーミクスコンクリート工場においてスラリー化して使用したコンクリートの製造方法および製造装置が特許第3947743号公報(特許文献3)、特許第3525099号公報(特許文献4)等に開示されている。
また、コンクリート構造体を施工する際の環境温度によっても、強度が左右されるという問題がある。
さらに、本発明の目的は、冬期、標準期、夏期における環境温度においても、特に冬期において、優れた上記強度を有する、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物及びその製造方法を提供することである。
さらに好適には、上記本発明の高強度コンクリート組成物において、低熱ポルトランドセメントは、C2S量が56±5質量%、粉末度が3460±300cm2/gであり、中庸熱ポルトランドセメントはC3Sが43±5質量%、粉末度が3430±300cm2/gであることを特徴とするものである。
さらに好適には、上記高強度コンクリート組成物の製造方法において、低熱ポルトランドセメントが、C2S量が56±5質量%、粉末度が3460±300cm2/gであり、中庸熱ポルトランドセメントはC3Sが43±5質量%、粉末度が3430±300cm2/gであることを特徴とする。
また冬期、標準期(春期、秋期)、夏期における環境温度においても、特に冬期において、優れた前記強度を有するコンクリート組成物とすることができる。
本発明のシリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物の製造方法は、上記本発明の高強度コンクリート組成物を効率よく有効に製造することができる。
低熱ポルトランドセメントと中庸熱ポルトランドセメントの配合割合は、質量比で4:6〜6:4である。
この配合割合であると、所定の温度において、材齢91日後のコンクリート構造体のコア部分の圧縮強度が最大となる。
これにより、標準期(春期、秋期)のみならず、冬期においても高強度が比較的早期材齢において容易に得られると共に、夏期においても強度の頭打ちがなく高強度が確保されるという効果が得られる。
C3S=(4.07×(CaO−f.CaO))−(7.60×SiO2)−(6.72×Al2O3)−(1.43×Fe2O3)−(2.85×SO3)
C2S=(2.87×SiO2)−(0.754×C3S)
C3A=(2.65×Al2O3)−(1.69×Fe2O3)
C4AF=(3.04×Fe2O3)
粉末度は、JIS R 5201『セメントの物理試験方法』にしたがって測定した。
この配合割合で含有されると、コンクリートの流動性が大きく施工性が良好となるとともに高強度が得られるという利点がある。なお、低熱ポルトランドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームを結合材というものとする。
また、シリカフュームは、JIS規格(JIS A 6207)に規定される「コンクリート用シリカフューム」の品質規格を満足するものである。
また高性能AE減水剤の組成は、特に限定されず、任意のものを用いることができる。
本発明の高強度コンクリートの製造方法は、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、粗骨材、細骨材、シリカフュームスラリー、高性能AE減水剤および水を混練してコンクリート組成物を調製するにあたり、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、粗骨材、細骨材、シリカフュームスラリー及び混練水を混練した後、高性能AE減水剤を投入して均一に混練し、該シリカフュームスラリーを構成するシリカフュームの配合を、低熱ポルトランドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームの合計質量に対して8〜15質量%とし、低熱ポルトランドセメントと中庸熱ポルトランドセメントとの配合を質量比で4:6〜6:4となるように調製して配合する、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物の製造方法である。
具体的には、図1に概略を示すように、厚さ200mmの発泡スチロール断熱材(発泡倍率55倍、(有)長沼化成)で全面を覆っている645×645×230mmの空間内に、コンクリート組成物を打ち込んで得られたΦ10cm×高さ20cmの各コンクリート供試体を格納設置し、コンクリート供試体が格納設置された該空間の隙間を発泡ビーズ(発泡倍率55倍,(有)長沼化成)で埋めて簡易断熱養生を行ない、簡易断熱養生コンクリート供試体とする。
但し、シリカフューム混合率とは、[シリカフューム(SF)/(低熱ポルトランドセメント(CL)+中庸熱ポルトランドセメント(CM)+シリカフューム(SF))]×100(質量%)を意味し、水結合材比とは、水/(CL+CM+シリカフューム(SF))]×100(質量%)を意味する。
なお、コア強度とは、コアマシンによって1m角の前記模擬構造体からφ100mmの円柱状コアを1000mm切り出し、高さ200mmに成形した3本の円柱供試体の圧縮強度の平均値である。
従って、簡易断熱養生コンクリート試験体の圧縮強度は、実際のコンクリート構造体のコア部分の圧縮強度を表すと考えられ、かかる簡易断熱養生を行うことで、実際のコンクリート構造体のコア部分の強度を測定することが可能となる。
使用材料
・低熱ポルトランドセメント(CL):住友大阪セメント株式会社製、C2S量が56±5%,粉末度が3460±300cm2/g
・中庸熱ポルトランドセメント(CM):住友大阪セメント株式会社製、C3S量が43±5%,粉末度が3430±300cm2/g
・シリカフューム(SF):エルケム・ジャパン株式会社製で、JIS A 6207を満足するものであり、密度2.20g/cm3、比表面積17.9m2/g、SiO2量94質量%
・細骨材(S):茨城県桜川産硬質砂岩砕砂で、JIS A 5005を満足するものであり、密度2.57g/cm3、粒形判定実積率57%、粗粒率2.97、吸水率1.5%
・粗骨材(G):茨城県桜川産硬質砂岩砕石2005でJIS A 5005を満足するものであり、密度2.65g/cm3、実積率61%,粗粒率6.40,吸水率0.7%
・水(W):水道水
・混和剤(Ad):高性能AE減水剤(チューポールSSP−104:竹本油脂株式会社製)
具体的には、下記表1〜5に示す配合量となるように、まず細骨材全質量の2分の1質量の細骨材と低熱ポルトランドセメントと中庸熱ポルトランドセメントを混練し、次いで、残りの細骨材全質量の2分の1の質量の細骨材と粗骨材を投入して混練し(例えば15秒間の空練り)、次いで別途調製したシリカフュームスラリーと混練水とを投入して更に混練し(例えば20秒以上)、その後高性能AE減水剤を投入して(時差投入)、均一に混練して、例えば負荷電力値が一定になるまで混練して、各コンクリート組成物を得た。
なお、高性能AE減水剤は、各コンクリート組成物のスランプフロー値が、JIS A 1150(コンクリートのスランプフロー試験方法)で測定して70±7.5cmとなるように調整して配合した。
また、sは細骨材の体積、aは全骨材の体積であり、細骨材率(%)は、[s(細骨材(S))/a(細骨材(S)+粗骨材(G))]×100(体積%)を意味する。
水結合材比(W/B)は、[水/(CL+CM+シリカフューム(SF))]×100(質量%)を意味する。
また、季節として、標準期は温度25℃、夏季は温度30℃、冬期は温度10℃を意味する。
なお、表5は、季節として冬期(温度10℃)におけるものである。
(1)コンクリート供試体
・標準養生コンクリート供試体
上記各コンクリート組成物を用いてΦ10cm×高さ20cmのブリキの型枠に打ち込んで、20℃で24時間静置し、その後脱型して、20℃の水中で養生させて各標準養生コンクリート供試体とした。
図1に概略を示すように、厚さ200mmの発泡スチロール断熱材(発泡倍率55倍、(有)長沼化成)で全面を覆っている645×645×230mmの空間内に、上記各コンクリート組成物を打ち込んで得られたΦ10cm×高さ20cmの各コンクリート供試体を格納設置した。
各コンクリート供試体が格納設置された該空間の隙間を発泡ビーズ(発泡倍率55倍、(有)長沼化成)で埋めて簡易断熱養生を行ない、簡易断熱養生コンクリート供試体とした。
なお、図1(a)は、簡易断熱養生の状態を概略的に示す平面図、図1(b)は、簡易断熱養生の状態を概略的に示す断面図である。
上記表1〜5の各コンクリート組成物を用いて製造した、前記標準養生コンクリート供試体及び前記簡易断熱養生コンクリート供試体について、圧縮強度を測定し、その結果を、下記表6〜9に示す。但し、表6〜8は、上記表1〜4に示す配合割合で調製したコンクリート組成物を用いた供試体、表9は、上記表5に示す配合割合で調製したコンクリート組成物を用いた供試体である。
また、圧縮強度は、JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて測定した。
ここで、上記したように、簡易断熱養生コンクリート供試体の圧縮強度は、コンクリート構造体のコア強度(内部強度)にほぼ等しい値が得られる値として、簡易断熱養生コンクリート供試体の圧縮強度に相当するものである。
なお、シリカフューム混合率が5質量%ではシリカフュームの量が不足してセメントを十分に分散できず、またシリカフューム混合率が20質量%だと十分な流動性が得られず、その不十分な流動性を得るのに多量の高性能AE減水剤が必要となり、セメントの水和に何らかの障害が発生すること等によって、他のシリカフューム混合率のコンクリート供試体と比較して圧縮強度が低下したと考えられる。
Claims (7)
- 低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、シリカフュームスラリー、細骨材、粗骨材、混練水及び高性能AE減水剤を含むコンクリート組成物であって、該シリカフュームスラリーを構成するシリカフュームの含有割合は、低熱ポルトランドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームの合計質量に対して8〜15質量%、低熱ポルトランドセメントと中庸熱ポルトランドセメントとの配合割合が質量比で4:6〜6:4であることを特徴とする、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物。
- 請求項1記載の高強度コンクリート組成物において、さらに、該シリカフュームスラリー中の水と該混練水との総量が、低熱ポルトランドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームの合計質量に対して14〜18質量%であることを特徴とする、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物。
- 請求項1又は2記載の高強度コンクリート組成物において、低熱ポルトランドセメントは、C2S量が56±5質量%、粉末度が3460±300cm2/gであり、中庸熱ポルトランドセメントはC3Sが43±5質量%、粉末度が3430±300cm2/gであることを特徴とする、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物。
- 低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、粗骨材、細骨材、シリカフュームスラリー、高性能AE減水剤および水を混練してコンクリート組成物を調製するにあたり、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、粗骨材、細骨材、シリカフュームスラリー及び混練水を混練した後、高性能AE減水剤を投入して均一に混練し、該シリカフュームスラリーを構成するシリカフュームの配合を、低熱ポルトランドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームの合計質量に対して8〜15質量%とし、低熱ポルトランドセメントと中庸熱ポルトランドセメントとの配合を質量比で4:6〜6:4となるように調製して配合することを特徴とする、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物の製造方法。
- 請求項4記載の高強度コンクリート組成物の製造方法において、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、粗骨材、細骨材、シリカフュームスラリー及び混練水の配合は、細骨材全質量の2分の1質量の細骨材と低熱ポルトランドセメントと中庸熱ポルトランドセメントを混練し、次いで、残りの細骨材全質量の2分の1の質量の細骨材と粗骨材を投入して混練し、その後別途調製したシリカフュームスラリーと混練水とを投入して更に混練することを特徴とする、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物の製造方法。
- 請求項4又は5記載の高強度コンクリート組成物の製造方法において、該シリカフュームスラリー中の水と該混練水との総量が、低熱ポルトランドセメント及び中庸熱ポルトランドセメント及びシリカフュームの合計質量に対して14〜18質量%となるように調製して配合することを特徴とする、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物の製造方法。
- 請求項4〜6いずれかの項記載の高強度コンクリート組成物の製造方法において、低熱ポルトランドセメントが、C2S量が56±5質量%、粉末度が3460±300cm2/gであり、中庸熱ポルトランドセメントはC3Sが43±5質量%、粉末度が3430±300cm2/gであることを特徴とする、シリカフュームスラリーを用いた高強度コンクリート組成物の製造方法。
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