JP2014076934A - 高強度コンクリート用の混和材スラリーおよび高強度コンクリートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、水と、減水剤と、平均粒子径0.1μm以上0.4μm以下であってpH8.5以上11未満の軽質炭酸カルシウム粉末とを含み、前記減水剤はポリカルボン酸系減水剤であり、前記軽質炭酸カルシウム粉末を60質量%以上75質量%以下含む高強度コンクリート用の混和材スラリー等である。
【選択図】 なし
Description
かかるシリカフュームを混和材として用いる場合に、粉体のまま用いると、粉塵が発生するなど取り扱いが難しいいため、予め水等と混合された混和材スラリーとして用いることが行われている。
しかし、ナフタレン系の分散剤は、高強度コンクリートに一般的に配合されるポリカルボン酸系の減水剤と併用されると、セメント組成物の流動性を低下させる性質がある。従って、高強度コンクリート用のシリカフュームスラリーにはナフタレン系の分散剤を用いることができず、十分に高濃度にすることが困難であり、その結果、水結合材比が極めて小さい高強度コンクリートの製造にシリカフュームスラリーを使用することは困難であった。
また、ポリカルボン酸系減水剤を含むため、ポリカルボン酸系の減水剤が配合された高強度コンクリート用のセメント組成物に配合された場合にも、流動性を低下させることがない。
尚、本発明における混和材スラリー中の軽質炭酸カルシウム粉末の質量%は、CaCO3としての質量%である。
また、水結合材比の小さい高強度コンクリートを、混和材スラリーを用いて製造することができる高強度コンクリートの製造方法を提供することができる。
本実施形態の高強度コンクリート用混和材スラリーは、水と、減水剤と、平均粒子径0.1μm以上0.4μm以下であってpH8.5以上11未満の軽質炭酸カルシウム粉末とを含み、前記減水剤はポリカルボン酸系減水剤であり、前記軽質炭酸カルシウム粉末を60質量%以上75質量%以下含むものである。
前記軽質炭酸カルシウム粉末の平均粒子径およびpHが前記範囲であることで、セメント組成物に配合して、練り混ぜた際に、短時間の練混でも高い流動性を得ることができる。同時に、セメント組成物に配合して、コンクリート硬化体とした場合にも、強度が低下することを抑制できる。
本実施形態の混和材は、軽質炭酸カルシウム粉末以外の成分を含む場合、前記軽質炭酸カルシウム粉末の含有量は、例えば、CaCO3換算で、75質量%以上、好ましくは90質量%以上である。
本実施形態の混和材スラリーは、前記濃度の範囲で軽質炭酸カルシウム粉末が含まれている水分量の低い高濃度のスラリーであり、高強度コンクリート用セメント組成物に配合しても、水結合材比を小さくしたまま、セメント組成物の流動性を向上させることができる。
減水剤の配合量が前記範囲である場合には、軽質炭酸カルシウム粉末を高濃度で、スラリー中に分散させることができる。
本実施形態の高強度コンクリート用混和材スラリーは、混合後、例えば、粘度(cps)が100〜400程度であることが好ましい。
高強度コンクリート用混和材スラリーの粘度が前記範囲である場合には、分離を生じにくく且つセメント組成物に配合しやすい。
尚、前記粘度とは、B型粘度計を用いて、温度20℃で測定する粘度をいう。
本実施形態の高強度コンクリートを製造する方法は、例えば、セメントと、水と、減水剤と、前記混和材スラリーとを混合する。
より、具体的には、セメントと、水と、減水剤と、前記混和材スラリーとを含むセメント組成物を混練して、目的とする施工場所に施工することで高強度コンクリートを製造する。
中でも、前記ポリカルボン酸系減水剤は、減水性能が高く硬化後に特に高い強度が得られやすいため好ましい。また、前記ポリカルボン酸系減水剤は、前記混和材スラリーに含まれる減水剤と共にセメント組成物中に存在しても、セメント組成物の流動性を阻害することがないため好ましい。
前記骨材としては、粗骨材、細骨材が挙げられる。
前記粗骨材としては、特に限定されるものではなく、砕石、川砂利、天然軽量粗骨材(パーライト、ヒル石等)、副産軽量粗骨材、人工軽量粗骨材、再生骨材等が挙げられる。
前記細骨材の配合割合は、例えば、単位量(kg/m3:コンクリート1m3あたりの質量)で、200〜1000kg/m3、好ましくは300〜700kg/m3である。
前記範囲の水結合材比である場合は、高強度なコンクリート硬化体が得られる。
尚、前記水結合材比とは、フレッシュコンクリート中で結合材となるセメント、前記混和材の他、さらに必要に応じて配合されうるポゾラン活性又は水硬性を有する材料の合計質量に対する水の質量である。
前記ポゾラン活性又は水硬性を有する材料とは、前記混和材スラリー中に含まれる軽質炭酸カルシウムの他に、例えば、シリカフューム、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末などが挙げられる。
また、前記水の質量は、前記混和材スラリーに含まれる水分や、減水剤に含まれる水分や、その他必要に応じて使用されうるセメント混和剤等に含まれる水をも合わせた質量である。
本実施形態の高強度コンクリートの製造方法においては、セメント組成物は混和材として前記特定の平均粒子径およびpHを有する軽質炭酸カルシウム粉末を用いた混和材スラリーを用いているため、3分〜6分間という比較的短時間の混練で十分な流動性が得られる。
本実施形態の製造方法で得られる高強度コンクリートは、例えば、後述する圧縮強度試験によって測定される材齢7日の圧縮強度が100N/mm2を超えるような極めて高い強度のコンクリートをいう。
『材料』
混和材 :シリカフューム(平均粒子径0.2μm、pH8.5)商品名マイクロシリカ955U、エルケム社製
重質炭酸カルシウム(平均粒子径0.4μm、pH9.4)商品名ホワイトンP−10、白石工業社製
軽質炭酸カルシウム1(平均粒子径0.2μm、pH9.6)商品名Brilliant-15、白石工業社製
軽質炭酸カルシウム2(平均粒子径0.14μm、pH8.6)商品名ホモカルD、白石工業社製
軽質炭酸カルシウム3(平均粒子径0.19μm、pH10.3)商品名A、白石工業社製
軽質炭酸カルシウム4(平均粒子径0.33μm、pH9.6)商品名シネックスE、白石工業社製
軽質炭酸カルシウム5(平均粒子径0.06μm、pH8.0)商品名Multiflex、READ社製
軽質炭酸カルシウム6(平均粒子径0.4μm、pH11.4)商品名シルバーW、白石工業社製
減水剤:ポリカルボン酸系減水剤(商品名「シーカメント1200N」、日本シーカ社製)
ナフタレン系減水剤(商品名「マイティ150」、花王社製)
水:水道水
前記各材料を用いて表1に示す実施例1乃至4および比較例1乃至7の混和材スラリーを作製した。
スラリーの配合は、各混和材スラリーがCaCO3換算で60質量%、減水剤が0.5質量%(固形成分質量換算)になるように配合した。
製造方法は、以下のとおりである。
まず、減水剤と水とを混合した混合液を作製し、前記混合液と各混和材とを、ホバートミキサー(装置名:KC−8、関西機器製作所社製)で20℃で、3分間練混ぜを行なった。
得られた各混和材スラリーの粘度を以下の方法で測定し、前記粘度が400以下であった場合には良、400以上1000以下であった場合には使用不適、1000以上であった場合には使用不可と判断した。
粘度はB型粘度計(ブルックフィールド社製、モデルDV−E)を用いて20℃で測定した。
結果を表1に示す。
次に、前記混和材スラリーのうち、実施例1乃至4、比較例2、6および7の混和材スラリーおよび下記の材料を用いて、コンクリートを得た。尚、表中の『混和材』の配合量は、前記混和材スラリー中の混和材の量であって、フレッシュコンクリート1m3あたりのkgである。また、減水剤の添加量は表2に示す各セメントに対する質量%である。
『材料』
セメント:普通ポルトランドセメント(住友大阪セメント社製)
減水剤:商品名「シーカメント1200」、日本シーカ社製
細骨材:静岡県掛川産
粗骨材:茨城県桜川産
表2に示す配合になるように、まず、水以外の材料をミキサー(装置名:装置名:二軸強制攪拌型コンクリートミキサー、マルイ社製)で攪拌混合し、その後、水および表3に記載の量の減水剤を加えて、3分間、20℃で練り混ぜてフレッシュコンクリートを得た。
各フレッシュコンクリートを用いて以下の各測定および各試験を行なった。
各フレッシュコンクリートの空気量を、JIS A 1128「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法」に従って測定した。
実施例および各比較例のフレッシュコンクリートを、JIS A 1150「コンクリートのスランプフロー試験方法」に記載の方法に従って測定した。
結果を表3に示す。
実施例および各比較例のフレッシュコンクリートを用いて、JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に記載の方法に従って材齢7日、28日、56日、91日において圧縮強度を測定した。
結果を表3に示す。
Claims (3)
- 水と、減水剤と、平均粒子径0.1μm以上0.4μm以下であってpH8.5以上11未満の軽質炭酸カルシウム粉末とを含み、
前記減水剤はポリカルボン酸系減水剤であり、
前記軽質炭酸カルシウム粉末を60質量%以上75質量%以下含む高強度コンクリート用の混和材スラリー。 - セメントと、水と、減水剤と、請求項1に記載の混和材スラリーとを混合して高強度コンクリートを製造する高強度コンクリートの製造方法。
- 水結合材比が10質量%以上25質量%以下になるように前記水を混合する請求項2に記載の高強度コンクリートの製造方法。
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