JP2011184237A - 白色超高強度コンクリート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粉末X線回折を利用したリートベルト解析法によって定量したエーライトの含有率が20.0〜40.0質量%であり、ビーライトの含有率が40.0〜70.0質量%であり、アルミネート相の含有率が4.0質量%以下であり、フェライト相の含有率が1.5質量%以下であるセメント(以下、低熱白色セメントという。)、BET比表面積が3〜20m2/gの微粉末、ブレーン比表面積が4000〜10000cm2/gの石灰石粉末、1.5mm篩通過量が90重量%以上の骨材粒子、水、及び減水剤を含む配合物の硬化体からなり、低熱白色セメント、微粉末及び石灰石粉末の混合物のL値が75以上であることを特徴とする白色超高強度コンクリートを提供する。
【選択図】なし
Description
また、意匠性の観点から、前記酒田みらい橋の高欄に適用されたコンクリートよりも、より白色度の高い超高強度コンクリート等が求められている。
本願で用いる低熱白色セメントは、粉末X線回折を利用したリートベルト解析法によって定量した値として、エーライトの含有率が20.0〜40.0質量%であり、ビーライトの含有率が40.0〜70.0質量%であり、アルミネート相の含有率が4.0質量%以下であり、フェライト相の含有率が1.5質量%以下であるセメントである。
ビーライト(C2S)の含有率が40.0質量%未満では、流動性が低下するうえ、水和発熱量を小さくすることが困難になる。該含有率が65.0質量%を超えると、相対的にエーライト(C3S)の含有率が小さくなり、短期の強度発現性を得ることが困難となる場合がある。なお、ビーライト(C2S)の含有率は、好ましくは50.0〜65.0質量%である。
アルミネート相(C3A)の含有率は、4.0質量%以下であり、好ましくは3.8質量%以下であり、より好ましくは3.5質量%以下である。該含有率が4.0質量%を越えると、流動性が低下するうえ、水和発熱量を小さくすることが困難になる。
フェライト相(C4AF)の含有率は、1.5質量%以下であり、好ましくは1.2質量%以下である。該含有率が1.5質量%を越えると、セメント自体の白色度が低下し、その結果、硬化体(コンクリート等)の白色度も低下し意匠性が低くなる。
なお、本願で用いる低熱白色セメントは、L値が70以上であることが好ましく、75以上であることがより好ましく、80以上であることが特に好ましい。
微粉末量は、セメント100重量部に対して、5〜50重量部であり、好ましくは10〜40質量部である。配合量が5〜50質量部の範囲外では、配合物の流動性が極端に低下したり、硬化後の強度、緻密性や耐衝撃性等が低下するので好ましくない。
本発明においては、配合物の作業性や分離抵抗性、硬化後のクラック抵抗性等から、1.5mm篩通過量が90重量%以上の細骨材を用いることが好ましく、配合物の分離抵抗性や硬化後の強度発現性等から、最大粒径が2.5mm以下の細骨材を用いることがより好ましく、最大粒径が2.0mm以下の細骨材を用いることが特に好ましい。細骨材の配合量は、配合物の作業性や分離抵抗性、硬化後の強度、緻密性や耐衝撃性等の面から、セメント100質量部に対して50〜250質量部が好ましく、80〜180質量部がより好ましい。
減水剤の配合量は、配合物の流動性や分離抵抗性、硬化後の緻密性や強度、コスト等の面から、セメント100質量部に対して固形分換算で0.1〜4.0質量部が好ましく、0.1〜1.5質量部がより好ましい。
本発明において、水/低熱白色セメント比(質量比)は、配合物の流動性や分離抵抗性、硬化体の強度、耐久性、緻密性や耐衝撃性等の面から、0.1〜0.3が好ましく、0.15〜0.25がより好ましい。
養生方法も、特に限定するものではなく、例えば、水中養生や蒸気養生を行うことができる。
本発明の白色超高強度コンクリートは、上記のように強度発現性に優れるうえ、意匠性にも優れるので、テーパー等の建築用意匠部材に好適に使用できる。また、本発明の白色超高強度コンクリートは、低放射化特性にも優れるので、原子力発電所の構築等にも好適に使用できる。
(1)低熱白色セメント(山陽白色セメント社製;ブレーン比表面積:3500cm2/g、 エーライト含有率40質量%、ビーライト含有率56質量%、アルミネート相含有率1.3質量%以下、フェライト相含有率0.6質量%以下、L値81)
(2)低熱ポルトランドセメント(太平洋セメント社製;ブレーン比表面積:3200cm2/g)
(3)白色セメント(太平洋セメント社製;ブレーン比表面積:3500cm2/g)
(4)シリカフューム(BET比表面積:10m2/g)
(5)石灰石粉末(ブレーン比表面積:8000cm2/g)
(6)石英粉末(ブレーン比表面積:7500cm2/g)
(7)珪砂(最大粒径:0.6mm)
(8)ポリカルボン酸系高性能減水剤
(9)水;水道水
(10)鋼繊維(直径:0.2mm、長さ:15mm)
(11)ビニロン繊維(直径:0.2mm、長さ:15mm)
低熱白色セメント100質量部、シリカフューム30質量部、石灰石粉末30質量部、珪砂120質量部、高性能減水剤0.4質量部(固形分換算)、水22質量部を二軸ミキサに投入して、3分間混練し、配合物を調製した。なお、低熱白色セメント100質量部、シリカフューム30質量部及び石灰石粉末30質量部の混合物のL値は89であった。
該配合物のフロー値を「JIS R 5201(セメントの物理試験方法)11.フロー試験」に記載される方法において15回の落下運動を行わないで測定した。その結果、フロー値は270mmであった。
また、上記配合物を型枠(φ50×100mm)に流し込み、20℃で48時間静置後、90℃で48時間蒸気養生した。得られた硬化体(3本)の圧縮強度(平均値)は、200N/mm2であった。
また、上記配合物を鋼製型枠(4×4×16cm)に流し込み、20℃で48時間静置後、90℃で48時間蒸気養生した。得られた硬化体(3本)の曲げ強度(平均値)は、21N/mm2であった。
また、圧縮強度測定用の硬化体のL値を測定した。その結果、L値は81であった。また、該硬化体を目視観察した結果、色むら等は認められなかった。
なお、L値は日本電色工業社製、簡易型分光色差計、型番:NF333を用いて測定した。
低熱白色セメント100質量部、シリカフューム30質量部、石灰石粉末30質量部、珪砂120質量部、高性能減水剤0.4質量部(固形分換算)、水22質量部を二軸ミキサに投入して、3分間混練した後、該混練物に鋼繊維(配合物中の体積の2%)を添加して、2分間混練し、配合物を調製した。
フロー値、圧縮強度、曲げ強度、L値を実施例1と同様に測定した。その結果、フロー値は、250mm、圧縮強度は200N/mm2、曲げ強度は42N/mm2、L値は80であった。また、硬化体に色むら等は認められなかった。
低熱白色セメント100質量部、シリカフューム30質量部、石灰石粉末30質量部、珪砂120質量部、高性能減水剤0.4質量部(固形分換算)、水22質量部を二軸ミキサに投入して、3分間混練した後、該混練物にビニロン繊維(配合物中の体積の3%)を添加して、2分間混練し、配合物を調製した。
フロー値、圧縮強度、曲げ強度、L値を実施例1と同様に測定した。その結果、フロー値は245mm、圧縮強度は160N/mm2、曲げ強度は20N/mm2、L値は80であった。また、硬化体に色むら等は認められなかった。
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム30質量部、石英粉末30質量部、珪砂120質量部、高性能減水剤0.6質量部(固形分換算)、水22質量部を二軸ミキサに投入して、8分間混練し、配合物を調製した。なお、低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム30質量部及び石英粉末30質量部の混合物のL値は71であった。
フロー値、圧縮強度、曲げ強度、L値を実施例1と同様に測定した。その結果、フロー値は270mm、圧縮強度は200N/mm2、曲げ強度は21N/mm2、L値は62であった。また、硬化体には若干の色むらが認められた。
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム30質量部、石英粉末30質量部、珪砂120質量部、高性能減水剤0.6質量部(固形分換算)、水22質量部を二軸ミキサに投入して、8分間混練した後、該混練物に鋼繊維(配合物中の体積の2%)を添加して、2分間混練し、配合物を調製した。
フロー値、圧縮強度、曲げ強度、L値を実施例1と同様に測定した。その結果、フロー値は250mm、圧縮強度は200N/mm2、曲げ強度は43N/mm2、L値は60であった。また、硬化体には若干の色むらが認められた。
白色セメント100質量部、シリカフューム32質量部、石英粉末35質量部、珪砂110質量部、高性能減水剤0.75質量部(固形分換算)、水24質量部を二軸ミキサに投入して、15分間混練した後、該混練物に鋼繊維(配合物中の体積の2%)を添加して、2分間混練し、配合物を調製した。
フロー値、L値を実施例1と同様に測定した。その結果、フロー値は225mm、L値は72であった。
また、本発明の白色超高強度コンクリートでは、比較例の超高強度コンクリートに比べて、混練時間を大幅に短縮できることも分かる。
さらに、本発明の白色超高強度コンクリートでは、比較例の超高強度コンクリートに比べて、減水剤量を少なくできることも分かる。
Claims (4)
- 粉末X線回折を利用したリートベルト解析法によって定量したエーライトの含有率が20.0〜40.0質量%であり、ビーライトの含有率が40.0〜70.0質量%であり、アルミネート相の含有率が4.0質量%以下であり、フェライト相の含有率が1.5質量%以下であるセメント(以下、低熱白色セメントという。)、BET比表面積が3〜20m2/gの微粉末、ブレーン比表面積が4000〜10000cm2/gの石灰石粉末、1.5mm篩通過量が90重量%以上の骨材粒子、水、及び減水剤を含む配合物の硬化体からなり、低熱白色セメント、微粉末及び石灰石粉末の混合物のL値が75以上であることを特徴とする白色超高強度コンクリート。
- 配合物が、金属繊維、有機質繊維、炭素繊維から選ばれる1種以上の繊維を含む請求項1記載の白色超高強度コンクリート。
- 圧縮強度が、150N/mm2以上であり、曲げ強度が、15.0N/mm2以上であり、L値が75以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の白色超高強度コンクリート。
- 低熱白色セメント、BET比表面積が3〜20m2/gの微粉末、ブレーン比表面積が4000〜10000cm2/gの石灰石粉末、1.5mm篩通過量が90重量%以上の骨材粒子、水、及び減水剤を含む配合物を混練し、「JIS R 5201(セメントの物理試験方法)11.フロー試験」に記載される方法において15回の落下運動を行わないで測定したフロー値が250〜320mmである混練物を調製した後、該混練物に、金属繊維、有機質繊維、炭素繊維から選ばれる1種以上の繊維を添加し、混練する白色超高強度コンクリートの製造方法であって、
低熱白色セメント、微粉末及び石灰石粉末の混合物のL値が75以上であることを特徴とする白色超高強度コンクリートの製造方法。
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