JP2015074603A - Mortar or concrete composition using blast furnace slag fine aggregate, having improved resistance to frost damage, and product molded therefrom - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高炉スラグ細骨材を用いて耐凍害性を向上したモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品に関するものである。 The present invention relates to a mortar or concrete composition having improved frost damage resistance using a blast furnace slag fine aggregate and a molded product formed by molding the same.
従来、コンクリートの耐凍害対策として、普通コンクリートの荷卸し地点での空気量およびその許容差を４．５%±１．５%とすることが知られている（例えば、ＪＩＳ Ａ ５３０８「レディーミクストコンクリート」を参照）。また、独立行政法人土木研究所による実験でも、ＡＥ剤を用いて空気を連行したコンクリートは耐凍害性を有することが確認されている。 Conventionally, it has been known that the amount of air at the unloading point of ordinary concrete and its tolerance are 4.5% ± 1.5% as countermeasures against frost damage of concrete (for example, JIS A 5308 “Ready Mixed (See Concrete.) In addition, in an experiment by the civil engineering research institute, it has been confirmed that concrete entrained with air using an AE agent has frost resistance.
一方、コンクリートの耐凍害対策に関連する技術として、例えば特許文献１に記載の硬化体が知られている。この特許文献１の硬化体は、耐凍害性が著しく劣る鉄鋼スラグ水和固化体の耐凍害性を向上させたものである。 On the other hand, as a technology related to measures against frost damage of concrete, for example, a cured body described in Patent Document 1 is known. The hardened body of this Patent Document 1 is obtained by improving the frost damage resistance of a hydrated solidified body of steel slag that is extremely inferior in frost damage resistance.
なお、本出願人はこうしたモルタルまたはコンクリート用組成物に関連し、既に特許文献２の技術、ならびに、特願２０１２−２０９７４７号および特願２０１３−０３１４０９号の技術を提案している。特許文献２は、非晶質な高炉スラグ細骨材、ならびに比表面積がブレーン値で２５００〜７０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末およびポルトランドセメントを含む結合材を含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、結合材に対するポルトランドセメントの質量比が０．３〜０．９のものである。このモルタルまたはコンクリート用組成物は、下水道施設等の硫酸性雰囲気に晒される環境で使用した場合に、表面に二水石こう層が形成されるので耐硫酸性に優れるという特長がある。
In addition, this applicant has already proposed the technique of
また、上記の特願２０１２−２０９７４７号の技術は、高炉スラグ細骨材、ならびに高炉スラグ微粉末およびポルトランドセメントを含む結合材を含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、全細骨材に対する高炉スラグ細骨材の含有率が質量比で６６．７％以上であるものである。このモルタルまたはコンクリート用組成物は、細骨材に高炉スラグ細骨材を使用することによりモルタルまたはコンクリートが緻密化し、高強度となることで塩化物イオンの浸透を抑制するので、耐塩害性能に優れるという特長がある。 Further, the technology of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2012-209747 is a mortar or concrete composition containing a blast furnace slag fine aggregate and a binder containing a blast furnace slag fine powder and Portland cement. The content of the blast furnace slag fine aggregate is 66.7% or more by mass ratio. This mortar or concrete composition uses blast furnace slag fine aggregate as a fine aggregate, so that the mortar or concrete becomes dense and high strength prevents chloride ion penetration. There is the feature that it is excellent.
また、上記の特願２０１３−０３１４０９号の技術は、細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、細骨材または結合材の少なくとも一方に高炉スラグからなる材料を含むものである。 In addition, the technique of the above Japanese Patent Application No. 2013-031409 is a mortar or concrete composition containing fine aggregate, a binder containing cement, and water, and at least one of the fine aggregate and the binder. The material which consists of blast furnace slag is included.
上述したように、凍害対策が必要となるコンクリートでは、上記のレディーミクストコンクリートのＪＩＳ規格を準用し、ＡＥ剤を用いて４．５%±１．５%の空気量を連行することで耐凍害対策としている。しかしながら、ＡＥ剤を用いて空気量を４．５%±１．５%の範囲内に調整することは容易でなく、コンクリートの品質管理における最大の手間となっている。もし、凍害対策のためにＡＥ剤を用いなくても良いことになれば、コンクリートの製造管理において大きなコストダウンとなるメリットがある。 As mentioned above, for concrete that requires countermeasures against frost damage, the above-mentioned JIS standard for ready-mixed concrete is applied mutatis mutandis, and AE is used to carry an air amount of 4.5% ± 1.5%. As a countermeasure. However, it is not easy to adjust the air amount within the range of 4.5% ± 1.5% using the AE agent, which is the greatest effort in quality control of concrete. If it is not necessary to use the AE agent for countermeasures against frost damage, there is a merit that the cost is greatly reduced in the production management of concrete.
そこで、本発明者がコンクリートの耐凍害性に関して鋭意研究したところ、骨材として高炉スラグ細骨材を多く含有する組成物は、十分な耐凍害性を有していることが判明した。すなわち、高炉スラグ細骨材を多く含む場合にはＡＥ剤を用いなくても耐凍害性が向上することが判明した。本発明者は以上のような知見に基づき、耐凍害性に優れた以下の本発明に至った。 Then, when this inventor earnestly researched about the frost damage resistance of concrete, it became clear that the composition containing many blast furnace slag fine aggregates as aggregate has sufficient frost damage resistance. In other words, it has been found that when many blast furnace slag fine aggregates are contained, the frost damage resistance is improved without using an AE agent. Based on the above findings, the present inventor has reached the following present invention excellent in frost damage resistance.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高炉スラグ細骨材を用いて耐凍害性を向上したモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a composition for mortar or concrete having improved frost damage resistance using a blast furnace slag fine aggregate and a molded product formed by molding the same. And
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物は、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８に記載の凍結融解試験方法に基づく凍結融解試験における所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数は、高炉スラグ細骨材を含まない細骨材と、セメントを含む結合材と、水とからなる組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対する前記凍結融解試験における前記所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数に比べて大きく、耐凍害性に優れることを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve the object, the mortar or concrete composition according to the present invention contains a fine aggregate containing a blast furnace slag fine aggregate, a binder containing a cement, and water. Relative in a predetermined freeze-thaw cycle in a freeze-thaw test based on the freeze-thaw test method described in JIS A 1148 for a mortar or concrete composition, which is a mortar or concrete specimen made of the mortar or concrete composition The kinematic elastic modulus or durability index is the same as that in the freeze-thaw test for a mortar or concrete specimen made of a composition comprising a fine aggregate not containing blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water. Larger than the relative kinematic modulus or durability index for a given freeze-thaw cycle, It is characterized by excellent harm.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物は、上述した発明において、前記モルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品が、凍害に対する抵抗性に優れることを特徴とする。 Another mortar or concrete composition according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, a molded product obtained by molding the mortar or concrete composition is excellent in resistance to frost damage.
また、本発明に係る成形品は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品である。 Moreover, the molded article which concerns on this invention is a molded article formed by shape | molding the composition for mortar or concrete mentioned above.
また、本発明に係る他の成形品は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物にＡＥ剤を添加しないでも得られるモルタルまたはコンクリートの成形品であり、凍害に対する抵抗性に優れることを特徴とする。 Another molded article according to the present invention is a molded article of mortar or concrete obtained without adding an AE agent to the mortar or concrete composition described above, and is characterized by excellent resistance to frost damage.
また、本発明に係る他の成形品は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物を蒸気養生しても得られるモルタルまたはコンクリートの成形品であり、凍害に対する抵抗性に優れることを特徴とする。 Another molded article according to the present invention is a molded article of mortar or concrete obtained by steam curing the mortar or concrete composition described above, and is characterized by excellent resistance to frost damage.
本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物によれば、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８に記載の凍結融解試験方法に基づく凍結融解試験における所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数は、高炉スラグ細骨材を含まない細骨材と、セメントを含む結合材と、水とからなる組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対する前記凍結融解試験における前記所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数に比べて大きく、耐凍害性に優れている。したがって、耐凍害性に優れたモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品を提供することができるという効果を奏する。 The mortar or concrete composition according to the present invention is a mortar or concrete composition comprising a fine aggregate containing blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water, the mortar. Alternatively, the relative kinematic modulus or durability index in a predetermined freeze-thaw cycle in a freeze-thaw test based on the freeze-thaw test method described in JIS A 1148 for a mortar or concrete specimen made of a concrete composition is blast furnace slag fine. Relative kinematic elastic modulus in the predetermined freeze-thaw cycle in the freeze-thaw test for a mortar or concrete specimen made of a composition comprising a fine aggregate not containing aggregate, a binder containing cement, and water, or Larger than the durability index and excellent in frost resistance. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a mortar or concrete composition excellent in frost damage resistance and a molded product formed by molding the same.
以下に、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a mortar or concrete composition according to the present invention and a molded article formed by molding the composition will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物は、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０「コンクリートの凍結融解試験方法」に記載の凍結融解試験方法に基づく凍結融解試験における所定の凍結融解サイクル（例えば、凍結融解サイクル３００回）での相対動弾性係数または耐久性指数は、高炉スラグ細骨材を含まない細骨材と、セメントを含む結合材と、水とからなる組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対する前記凍結融解試験における前記所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数に比べて大きく、凍結融解抵抗性（耐凍害性）に優れるものである。
The mortar or concrete composition according to the present invention is a mortar or concrete composition comprising a fine aggregate containing a blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water, the mortar or concrete. A predetermined freeze-thaw cycle (for example, freeze-
ここで、高炉スラグは、高炉で銑鉄を製造する際に副生されるものであり、その主成分はCaO、SiO2、Al2O3、MgOである。この高炉スラグは、高炉スラグ微粉末あるいは高炉スラグ細骨材の形態で用いることができる。本発明では、高炉スラグ細骨材を細骨材として用いる。 Here, the blast furnace slag is produced as a by-product when producing pig iron in the blast furnace, and its main components are CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , and MgO. This blast furnace slag can be used in the form of blast furnace slag fine powder or blast furnace slag fine aggregate. In the present invention, blast furnace slag fine aggregate is used as the fine aggregate.
高炉スラグ細骨材は、非晶質な高炉スラグ細骨材である。非晶質な高炉スラグ細骨材としては、例えば、高炉スラグを水で急冷した高炉水砕スラグを軽破砕し、固結防止剤を添加したものを用いることができる。高炉水砕スラグの製造において急冷される直前の溶融高炉スラグの温度は１４００度〜１５００度であり、急冷することにより結晶への原子配列が行われないまま固結してガラス質（非結晶）となる。高炉スラグ細骨材の品質は、JIS A 5011-1に規定されている。 The blast furnace slag fine aggregate is an amorphous blast furnace slag fine aggregate. As the amorphous blast furnace slag fine aggregate, for example, blast furnace granulated slag obtained by quenching blast furnace slag with water and lightly crushed and added with an anti-caking agent can be used. The temperature of the molten blast furnace slag immediately before being rapidly cooled in the production of granulated blast furnace slag is 1400-1500 degrees, and by rapid cooling, it is consolidated without any atomic arrangement to the crystals, and is glassy (non-crystalline) It becomes. The quality of blast furnace slag fine aggregate is specified in JIS A 5011-1.
また、本発明で用いられるセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメントおよび高炉セメント、フライアッシュセメントおよびシリカフューム等の混合セメントが挙げられるが、中でも普通ポルトランドセメントを用いることが好ましい。 The cement used in the present invention includes ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-high-strength Portland cement, medium-heated Portland cement, low-heat Portland cement and other Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, silica fume, and the like. Among them, cement is used, but it is preferable to use ordinary Portland cement.
本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物のうち、コンクリート用組成物は通常さらに粗骨材を含むものであり、モルタルまたはコンクリート用組成物が硬化することで、成形品としてのモルタルまたはコンクリートが得られることとなる。ここで、モルタルまたはコンクリート用組成物における水の使用量（Ｗ）としては、結合材（Ｂ）に対する水（Ｗ）の質量比（Ｗ／Ｂ）が０．２５〜０．８０であること、つまり結合材（Ｂ）１００質量部に対して、水（Ｗ）が２５〜８０質量部であることが好ましい。また、本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、さらにその他の成分を含有しても構わない。 Of the mortar or concrete composition of the present invention, the concrete composition usually further contains coarse aggregate, and the mortar or concrete as a molded product is obtained by curing the mortar or concrete composition. It will be. Here, as the amount of water used (W) in the composition for mortar or concrete, the mass ratio (W / B) of water (W) to the binder (B) is 0.25 to 0.80, That is, it is preferable that water (W) is 25-80 mass parts with respect to 100 mass parts of binder (B). In addition, the mortar or concrete composition of the present invention may further contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物は、凍害に対する抵抗性に優れていることから、耐凍害性が要求されるダムなどの建造物等の施工や、冬季に融雪剤が散布される山間部の高速道路等といった凍害が生じ得る場所に対して有効である。また、こうした用途以外にも例えば、寒冷地域における海岸構造物、海洋構造物、水路構造物、道路構造物、擁壁構造物、河川構造物、砂防構造物等の耐凍害性が要求される現場で好適に用いられる。このとき、予め本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物を成形し、成形品（プレキャストコンクリート製品）として施工してもよいし、本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物を用いてモルタル表面またはコンクリート表面を補修する使用態様であっても構わない。 Since the composition for mortar or concrete of the present invention has excellent resistance to frost damage, it can be used for construction of buildings such as dams that require frost resistance, and in mountainous areas where snowmelt is sprayed in winter. It is effective for places where frost damage can occur such as expressways. In addition to these applications, for example, sites that require frost damage resistance such as coastal structures, marine structures, waterway structures, road structures, retaining wall structures, river structures, and sabo structures in cold regions. Is preferably used. At this time, the mortar or concrete composition of the present invention may be molded in advance and applied as a molded product (precast concrete product), or the mortar surface or concrete surface may be formed using the mortar or concrete composition of the present invention. It may be a usage mode for repair.
次に、本発明の作用効果の一例について、本発明に係るコンクリート用組成物により作製したコンクリート供試体に対する凍結融解試験結果を用いて図１〜図１０を参照しながら説明する。なお、下記の試験結果は、コンクリート供試体から粗骨材を除いて成るモルタル供試体においても同様になると考えられる。 Next, an example of the effect of the present invention will be described with reference to FIG. 1 to FIG. 10 using the results of a freeze-thaw test for a concrete specimen prepared with the concrete composition according to the present invention. In addition, it is thought that the following test result is the same also in the mortar specimen which removes coarse aggregate from a concrete specimen.
図１〜図７は、本発明のコンクリート用組成物が、凍害および塩害、さらにはこれらの複合劣化に対する抵抗性に優れることを確認するために、凍結融解させる水としては真水ではなく塩水（質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液）を用いて、ＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０に記載のＡ法（水中凍結融解試験方法）に準拠した試験を行った結果について示したものである。一般的には、塩水を用いて凍結融解試験を行った方が、真水で行うよりも過酷な条件下での試験となる。また、図８〜図１０は、ＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０に記載のＡ法（水中凍結融解試験方法）に従い、真水（淡水）に供試体を浸漬させて行った凍結融解試験結果について示したものである。 FIGS. 1 to 7 show that the concrete composition of the present invention is excellent in resistance to frost damage and salt damage, and further to combined deterioration thereof. It shows about the result of having performed the test based on A method (freezing and thawing test method in water) described in JIS A 1148: 2010 using a 10% sodium chloride aqueous solution at a percent concentration. In general, a freeze-thaw test using salt water is a test under severer conditions than that using fresh water. 8 to 10 show the results of a freeze / thaw test conducted by immersing the specimen in fresh water (fresh water) in accordance with Method A (in-water freeze / thaw test method) described in JIS A 1148: 2010. is there.
ここで、図１〜図１０においては、ＡＥ剤を添加したコンクリート供試体を「ＡＥコンクリート」と表記し、ＡＥ剤を添加しないコンクリート供試体を「ＡＥ剤なし」あるいは「ｎｏｎＡＥ」と表記している。また、養生方式により蒸気養生と常温養生（水中養生）とに区別している。また、「Ｂ」は結合材を、「ＢＦＳ」は高炉スラグ細骨材を、「Ｓ」は細骨材を意味している。「ＢＦＳ／Ｓ」は高炉スラグ細骨材量／全細骨材量を、「Ｗ／Ｂ」は水結合材比（水量／結合材量）を意味している。なお、「細骨材＝砕砂１００％」または「砕砂１００％」という表記は、細骨材として硬質砂岩砕砂を１００％用いたことを意味している。「細骨材＝ＢＦＳ」または「ＢＦＳ１００％」という表記は、細骨材として高炉スラグ細骨材を１００％用いたことを意味している。
Here, in FIGS. 1 to 10, the concrete specimen added with the AE agent is denoted as “AE concrete”, and the concrete specimen without the AE agent is denoted as “no AE agent” or “nonAE”. Yes. In addition, the curing method distinguishes between steam curing and room temperature curing (underwater curing). “B” means a binder, “BFS” means a blast furnace slag fine aggregate, and “S” means a fine aggregate. “BFS / S” means blast furnace slag fine aggregate amount / total fine aggregate amount, and “W / B” means water binder ratio (water amount / binder amount). The expression “fine aggregate = crushed
表１の供試体番号１〜１０に、この凍結融解試験で使用したコンクリート供試体の配合を示す。 Specimens Nos. 1 to 10 in Table 1 show the blends of concrete specimens used in this freeze-thaw test.
図１に示すように、高炉スラグ細骨材を含まないＷ／Ｂ＝２５％の場合では、ＡＥ剤を添加したものについては、凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が９０％以上であり、十分な凍害劣化に対する抵抗性を有していることが分かる。しかしながら、ＡＥ剤を添加していないものについては、いずれも相対動弾性係数が６０％以下となり、凍害劣化に対する抵抗性が低いことが分かる。 As shown in FIG. 1, in the case of W / B = 25% which does not include blast furnace slag fine aggregate, the relative dynamic elastic modulus at 300 freeze-thaw cycles is 90% or more for the case where AE agent is added. It can be seen that it has sufficient resistance to frost damage degradation. However, it can be seen that the AE agent is not added and the relative kinematic modulus is 60% or less and the resistance to frost damage deterioration is low.
図２に示すように、高炉スラグ細骨材を１００％用いたＷ／Ｂ＝２５％の場合では、ＡＥ剤を添加したものは当然のことながら、添加していないものも凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が９０％以上であり、十分な凍害劣化に対する抵抗性を有していることが分かる。 As shown in FIG. 2, in the case of W / B = 25% using 100% of blast furnace slag fine aggregate, it is natural that the AE agent is added, and the one not added is 300 freeze-thaw cycles. It can be seen that the relative kinematic elastic coefficient at 90 is 90% or more, and it has sufficient resistance to frost damage deterioration.
図３に示すように、高炉スラグ細骨材を含まないＷ／Ｂ＝４０％の場合では、ＡＥ剤を添加し、常温養生したものについては、凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が９０％以上であり、十分な凍害劣化に対する抵抗性を有していることが分かる。しかしながら、ＡＥ剤を使用しても蒸気養生したものや、ＡＥ剤を添加していないものについては、いずれも相対動弾性係数が６０％以下となり、凍害劣化に対する抵抗性が低いことが分かる。 As shown in FIG. 3, in the case of W / B = 40% not containing blast furnace slag fine aggregate, the AE agent was added and the room temperature curing was performed, the relative dynamic elastic modulus at 300 freeze-thaw cycles was It can be seen that it is 90% or more and has sufficient resistance to frost damage deterioration. However, it can be seen that the steam-cured one and the one not added with the AE agent both have a relative kinematic modulus of 60% or less and low resistance to frost damage deterioration.
図４に示すように、高炉スラグ細骨材を１００％用いるとともに消泡剤を添加して完全にｎｏｎＡＥ（ＡＥ剤なし）としたＷ／Ｂ＝２５％の場合では、常温養生、蒸気養生の養生方法に関わらず凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が９０％以上であり、十分な凍害劣化に対する抵抗性を有していることが分かる。このように、細骨材として高炉スラグ細骨材を使用した場合には、ＡＥ剤を用いなくとも、かつ、蒸気養生を行っても十分な凍害劣化に対する抵抗性を発揮することが分かる。 As shown in FIG. 4, in the case of W / B = 25% using 100% of blast furnace slag fine aggregate and completely adding non-foaming agent (no AE agent) to normal temperature curing and steam curing Regardless of the curing method, it can be seen that the relative kinematic modulus at 300 freeze-thaw cycles is 90% or more, and it has sufficient resistance to frost damage degradation. Thus, it can be seen that when a blast furnace slag fine aggregate is used as the fine aggregate, sufficient resistance to frost damage deterioration is exhibited without using an AE agent and steam curing.
図５に示すように、高炉スラグ細骨材を１００％用いるとともに消泡剤を添加して完全にｎｏｎＡＥ（ＡＥ剤なし）としたＷ／Ｂ＝４０％の場合では、常温養生のものでは、凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が９０％以上であり、十分な凍害劣化に対する抵抗性を有していることが分かる。このように、常温養生のものでは、細骨材として高炉スラグ細骨材を使用した場合には、ＡＥ剤を用いなくとも、十分な凍害劣化に対する抵抗性を発揮することが分かる。ただし、蒸気養生のものでは、サイクル３００回以前で相対動弾性係数９０％以下となる。 As shown in FIG. 5, in the case of W / B = 40% using 100% of blast furnace slag fine aggregate and completely adding non-foaming agent (without AE agent) to 40%, It can be seen that the relative dynamic elastic modulus at 300 freeze-thaw cycles is 90% or more, and it has sufficient resistance to frost damage deterioration. Thus, it can be seen that, in the case of room temperature curing, when blast furnace slag fine aggregate is used as the fine aggregate, sufficient resistance to frost damage deterioration is exhibited without using the AE agent. However, in the case of steam curing, the relative dynamic elastic modulus is 90% or less before 300 cycles.
図６に示すように、ＡＥ剤を用いないで蒸気養生としたＷ／Ｂ＝２５％の場合で比較すると、高炉スラグ細骨材を１００％用いたものは、凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が９０％以上であるのに対し、高炉スラグ細骨材を含まないものは、早期に相対動弾性係数が６０％以下となることが分かる。このように、細骨材として高炉スラグ細骨材を使用した場合には、ＡＥ剤を用いなくとも、かつ、蒸気養生を行っても十分な凍害劣化に対する抵抗性を発揮するので、高炉スラグ細骨材を含まないものに比べて耐凍害性に優れている。 As shown in FIG. 6, when compared with the case of W / B = 25% which was steam-cured without using the AE agent, the one using 100% of the blast furnace slag fine aggregate was the relative value after 300 freeze-thaw cycles. It can be seen that the kinematic elastic modulus is 90% or more, while those not including the blast furnace slag fine aggregate have a relative dynamic elastic modulus of 60% or less at an early stage. In this way, when blast furnace slag fine aggregate is used as the fine aggregate, the blast furnace slag fine aggregate exhibits sufficient resistance to frost damage deterioration even without using the AE agent and steam curing. It is superior to frost damage resistance compared to those that do not contain aggregates.
図７に示すように、ＡＥ剤を用いないで蒸気養生としたＷ／Ｂ＝４０％の場合で比較すると、高炉スラグ細骨材を１００％用いたものは、凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が９０％以上であるのに対し、高炉スラグ細骨材を含まないものは、早期に相対動弾性係数が６０％以下となることが分かる。このように、細骨材として高炉スラグ細骨材を使用した場合には、ＡＥ剤を用いなくとも、かつ、蒸気養生を行っても十分な凍害劣化に対する抵抗性を発揮するので、高炉スラグ細骨材を含まないものに比べて耐凍害性に優れている。 As shown in FIG. 7, when W / B was 40% steam cured without using the AE agent, the one using 100% blast furnace slag fine aggregate was the relative value after 300 freeze-thaw cycles. It can be seen that the kinematic elastic modulus is 90% or more, while those not including the blast furnace slag fine aggregate have a relative dynamic elastic modulus of 60% or less at an early stage. In this way, when blast furnace slag fine aggregate is used as the fine aggregate, the blast furnace slag fine aggregate exhibits sufficient resistance to frost damage deterioration even without using the AE agent and steam curing. It is superior to frost damage resistance compared to those that do not contain aggregates.
次に、図８〜図１０の凍結融解試験結果について説明する。
図８〜図１０は、Ｗ／Ｂ＝５０％、６５％、８０％についての凍結融解試験結果である。これらの試験は、上述したように、ＪＩＳ Ａ １１４８に記載のＡ法に従い真水に供試体を浸漬させて行っている。これらの試験は、砕砂１００％（ＢＦＳ／Ｓ＝０％）、ＢＦＳ１００％（ＢＦＳ／Ｓ＝１００％）の各場合において、原則として養生方式を蒸気養生に加え水中養生したものと、標準養生したものとについて行っている。なお、各図中の「蒸気養生」の表示は、蒸気養生に加え水中養生したものを意味している。
Next, the results of the freeze / thaw test shown in FIGS.
8 to 10 show the results of freeze-thaw tests for W / B = 50%, 65%, and 80%. As described above, these tests are performed by immersing the specimen in fresh water according to the method A described in JIS A 1148. In these tests, in each case of crushed
図８は、Ｗ／Ｂ＝５０％の場合の凍結融解試験結果である。表２−１および表２−２は、各凍結融解サイクルで測定した相対動弾性係数と、これに基づいて算出した耐久性指数を示したものである。この試験で用いた供試体番号５、６の配合については、上記の表１に示してある。 FIG. 8 shows the results of the freeze-thaw test when W / B = 50%. Table 2-1 and Table 2-2 show the relative kinematic modulus measured in each freeze-thaw cycle and the durability index calculated based on this. The composition of specimen numbers 5 and 6 used in this test is shown in Table 1 above.
ここで、表中の耐久性指数は、ＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０に記載の方法、すなわち、ＤＦ＝Ｐ×Ｎ／Ｍという関係式を用いて算出している。ただし、ＤＰは耐久性指数、ＰはＮサイクルのときの相対動弾性係数（％）、Ｎは相対動弾性係数が６０％になるサイクル数、または３００サイクルのいずれか小さいもの、Ｍは３００サイクルである。 Here, the durability index in the table is calculated using the method described in JIS A 1148: 2010, that is, using the relational expression DF = P × N / M. Where DP is the durability index, P is the relative dynamic elastic modulus (%) at N cycles, N is the number of cycles at which the relative dynamic elastic modulus is 60%, or 300 cycles, whichever is smaller, M is 300 cycles It is.
図９は、Ｗ／Ｂ＝６５％の場合の凍結融解試験結果である。表３−１および表３−２は、各凍結融解サイクルで測定した相対動弾性係数と、これに基づいて算出した耐久性指数を示したものである。この試験で用いた供試体番号７、８の配合については、上記の表１に示してある。 FIG. 9 shows the results of the freeze-thaw test when W / B = 65%. Tables 3-1 and 3-2 show the relative kinematic modulus measured in each freeze-thaw cycle and the durability index calculated based on this. The composition of specimen numbers 7 and 8 used in this test is shown in Table 1 above.
図１０は、Ｗ／Ｂ＝８０％の場合の凍結融解試験結果である。表４は、各凍結融解サイクルで測定した相対動弾性係数と、これに基づいて算出した耐久性指数を示したものである。なお、この試験では、標準養生の場合のみを示している。この試験で用いた供試体番号９、１０の配合については、上記の表１に示してある。 FIG. 10 shows the results of the freeze-thaw test when W / B = 80%. Table 4 shows the relative kinematic modulus measured in each freeze-thaw cycle and the durability index calculated based on this. In this test, only the standard curing is shown. The composition of specimen numbers 9 and 10 used in this test is shown in Table 1 above.
表５は、上記の表２−１〜表４に示した耐久性指数を抽出したものである。 Table 5 is an extraction of the durability index shown in Tables 2-1 to 4 above.
表５に示すように、Ｗ／Ｂ＝５０％の場合では、高炉スラグ細骨材を１００％用いたもの（ＢＦＳ／Ｓ＝１００％）は、養生方法に関わらず、耐久性指数が９０％以上であるのに対し、高炉スラグ細骨材を含まないもの（ＢＦＳ／Ｓ＝０％）は、耐久性指数が３２％以下となることが分かる。このように、Ｗ／Ｂ＝５０％のときでも、細骨材として高炉スラグ細骨材を使用した場合には、ＡＥ剤を用いることなく、蒸気養生を行っても十分な凍害劣化に対する抵抗性を発揮するので、高炉スラグ細骨材を含まないものに比べて耐凍害性に優れていることが分かる。 As shown in Table 5, when W / B = 50%, 100% blast furnace slag fine aggregate (BFS / S = 100%) has a durability index of 90% regardless of the curing method. On the other hand, it can be seen that the durability index of the one not including the blast furnace slag fine aggregate (BFS / S = 0%) is 32% or less. Thus, even when W / B = 50%, when blast furnace slag fine aggregate is used as a fine aggregate, sufficient resistance to frost damage deterioration even if steam curing is performed without using an AE agent. Therefore, it can be seen that it is more resistant to frost damage than those containing no blast furnace slag fine aggregate.
また、Ｗ／Ｂ＝６５％の場合では、高炉スラグ細骨材を１００％用いたもの（ＢＦＳ／Ｓ＝１００％）は、養生方法に関わらず、耐久性指数が４６％以上であるのに対し、高炉スラグ細骨材を含まないもの（ＢＦＳ／Ｓ＝０％）は、１０％以下となることが分かる。このように、Ｗ／Ｂ＝６５％のときでも、細骨材として高炉スラグ細骨材を使用した場合には、高炉スラグ細骨材を含まないものに比べて耐凍害性に優れていることが分かる。 In the case of W / B = 65%, 100% blast furnace slag fine aggregate (BFS / S = 100%) has a durability index of 46% or more regardless of the curing method. On the other hand, it can be seen that the one not containing blast furnace slag fine aggregate (BFS / S = 0%) is 10% or less. Thus, even when W / B = 65%, when blast furnace slag fine aggregate is used as the fine aggregate, it should be excellent in frost damage resistance compared to those not containing blast furnace slag fine aggregate. I understand.
また、Ｗ／Ｂ＝８０％の場合においても、細骨材に高炉スラブ細骨材を用いたものは、砕砂を用いたものに比べて耐久性指数が７倍となっており、高炉スラグ細骨材を用いたものの耐凍害性が優れていることが分かる。 In addition, even when W / B = 80%, those using blast furnace slab fine aggregate as fine aggregate have a durability index 7 times that of those using crushed sand, and blast furnace slag fine It can be seen that the frost damage resistance of those using aggregates is excellent.
ここで、上記の作用効果の例においては、コンクリート供試体に対する凍結融解試験結果を例にとり説明したが、コンクリート供試体から粗骨材を除いて成るモルタル供試体（本発明に係るモルタル用組成物により作製したモルタル供試体に相当）においても同様の凍結融解試験結果が得られると考えられる。 Here, in the example of the above-mentioned effect, the explanation was made by taking the result of the freeze-thaw test for the concrete specimen as an example. However, the mortar specimen obtained by removing the coarse aggregate from the concrete specimen (the composition for mortar according to the present invention). It is considered that a similar freeze-thaw test result can be obtained in the mortar specimen prepared by the above method.
したがって、本発明に係る高炉スラグ細骨材を含有するモルタルまたはコンクリート用組成物によれば、水結合材比（Ｗ／Ｂ）が所定範囲の配合のものにおいて、ＡＥ剤を用いることなく凍害劣化に対する抵抗性を発揮することができ、凍害劣化に対する抵抗性に優れたモルタルまたはコンクリート用組成物および成形品を提供することができる。また、ＡＥ剤を添加しないで得られた成形品も、蒸気養生を行って得られた成形品も、耐凍害性に優れていることから、本発明は、プレキャストコンクリート製品の耐凍害対策として有効である。 Therefore, according to the composition for mortar or concrete containing the blast furnace slag fine aggregate according to the present invention, frost damage deterioration without using an AE agent in a composition having a water binder ratio (W / B) within a predetermined range. It is possible to provide a mortar or concrete composition and a molded article that can exhibit resistance to frost and have excellent resistance to frost damage deterioration. In addition, since the molded product obtained without adding the AE agent and the molded product obtained by steam curing are excellent in frost damage resistance, the present invention is effective as a frost resistance countermeasure for precast concrete products. It is.
ここで、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物の水結合材比（Ｗ／Ｂ）は、８０％以下であることが好ましい。特に、水結合材比（Ｗ／Ｂ）が２５％〜６５％の範囲であれば、耐凍害性により一層優れたモルタルまたはコンクリートが得られる。水結合材比（Ｗ／Ｂ）がこのような範囲にあることで、モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対する上記のＡ法に基づく凍結融解試験における凍結融解サイクル３００回での相対動弾性係数が６０％以上、すなわち耐久性指数が６０％以上となり、耐凍害性に優れたモルタルまたはコンクリートが得られる。 Here, the water binder ratio (W / B) of the mortar or concrete composition according to the present invention is preferably 80% or less. In particular, when the water binder ratio (W / B) is in the range of 25% to 65%, mortar or concrete that is more excellent in frost damage resistance can be obtained. When the water binder ratio (W / B) is in such a range, the freeze-thaw cycle in the freeze-thaw test based on the above-described method A for mortar or concrete specimens made of a mortar or concrete composition is 300 times. Relative kinematic elastic modulus is 60% or more, that is, the durability index is 60% or more, and mortar or concrete having excellent frost damage resistance is obtained.
なお、上記の作用効果の例においては、ＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０に記載の凍結融解試験方法としてＡ法（水中凍結融解試験方法）に従った場合の凍結融解試験結果を例にとり説明したが、ＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０に記載のＢ法（気中凍結水中融解試験方法）の場合でも同様の結果が得られることは言うまでもない。 In the example of the above effect, the results of the freeze-thaw test when the method A (in-water freeze-thaw test method) is followed as an example of the freeze-thaw test method described in JIS A 1148: 2010 have been described. It goes without saying that the same result can be obtained even in the case of Method B described in A 1148: 2010 (method for thawing test in air frozen water).
以上説明したように、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物によれば、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物であって、前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８に記載の凍結融解試験方法に基づく凍結融解試験における所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数は、高炉スラグ細骨材を含まない細骨材と、セメントを含む結合材と、水とからなる組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対する前記凍結融解試験における前記所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数に比べて大きく、耐凍害性に優れている。したがって、耐凍害性に優れたモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品を提供することができるという効果を奏する。 As explained above, according to the composition for mortar or concrete according to the present invention, the composition for mortar or concrete containing fine aggregate containing blast furnace slag fine aggregate, binder containing cement, and water. A relative dynamic elastic modulus or durability in a predetermined freeze-thaw cycle in a freeze-thaw test based on a freeze-thaw test method described in JIS A 1148 for a mortar or concrete specimen prepared from the mortar or concrete composition. The index is the predetermined freeze-thaw cycle in the freeze-thaw test for a mortar or concrete specimen made of a composition comprising a fine aggregate not containing blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water. It is larger than the relative kinematic modulus or durability index, and has excellent frost resistance. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a mortar or concrete composition excellent in frost damage resistance and a molded product formed by molding the same.
以上のように、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物およびそれを成形してなる成形品は、ＡＥ剤を用いないで蒸気養生したモルタルやコンクリート製品に有用であり、特に、凍害に対する抵抗性に優れることから、凍害のおそれのある寒冷地域で使用するモルタルやコンクリートおよびそれを用いた製品に適している。 As described above, the mortar or concrete composition according to the present invention and a molded product formed by molding the mortar are useful for steam-cured mortar and concrete products without using an AE agent, and particularly resistant to frost damage. Therefore, it is suitable for mortar and concrete used in cold regions where there is a risk of frost damage and products using the same.
Claims (5)
前記モルタルまたはコンクリート用組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８に記載の凍結融解試験方法に基づく凍結融解試験における所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数は、高炉スラグ細骨材を含まない細骨材と、セメントを含む結合材と、水とからなる組成物により作製したモルタルまたはコンクリート供試体に対する前記凍結融解試験における前記所定の凍結融解サイクルでの相対動弾性係数または耐久性指数に比べて大きく、耐凍害性に優れることを特徴とするモルタルまたはコンクリート用組成物。 A mortar or concrete composition containing fine aggregate containing blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water,
The relative kinematic modulus or durability index in a predetermined freeze-thaw cycle in a freeze-thaw test based on the freeze-thaw test method described in JIS A 1148 for a mortar or concrete specimen prepared from the mortar or concrete composition is a blast furnace. Relative kinematic elasticity in the predetermined freeze-thaw cycle in the freeze-thaw test for a mortar or concrete specimen made of a composition comprising a fine aggregate not containing slag, a binder containing cement, and water A composition for mortar or concrete, which is larger than the coefficient or durability index and has excellent frost resistance.
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