JP2015140272A - 混和材、セメント組成物およびセメント硬化体 - Google Patents
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Abstract
Description
下記の材料を用いて混和材を作製した。なお、各材料の化学組成については、下記表1に示す。
(A)シリカフューム(SF)
・EFACo(巴工業社製、JIS A 6207適合品、密度=2.2g/cm3、BET比表面積=17m2/g)
(B)高炉スラグ微粉末(BFS)
・エスメント4000(日鉄住金鉱化社製、JIS A 6206の高炉スラグ微粉末における4000適合品、密度=2.86g/cm3、ブレーン比表面積=4300cm2/g)
(C)石膏(AN)
・無水硫酸カルシウム(天然産II型無水石膏の微粉砕品、JIS R 9151適合品、住友大阪セメント社製、密度=2.95g/cm3、ブレーン比表面積=6800cm2/g)
(D)フライアッシュ(FA)
・ファイナッシュFA10(四電ビジネス社製、JIS A 6201のI種適合品、密度=2.42
g/cm3、ブレーン比表面積=6200cm2/g)
(1)セメント(MC)
・中庸熱ポルトランドセメント(住友大阪セメント社製、JIS R 5210適合品、密度=3.21g/cm3、C2S=56質量%、Al2O3=2.7質量%、SO3=2.0質量%、ブレーン比表面積=3400cm2/g)
(2)細骨材(S)
・静岡県掛川産陸砂(表乾密度=2.56g/cm3、吸水率=2.1%、FM=2.65)
(3)粗骨材(G)
・茨城県桜川市産硬質砂岩砕石2005(表乾密度=2.65g/cm3、吸水率=0.6%、FM=6.67)
(4)水(W)
・上水道水(千葉県産)
(5)化学混和剤(SP)
・高性能減水剤(BASFジャパン社製、品名:レオビルドSP8HUX2、JIS A 6204適合品、ポリカルボン酸エーテル系)
・空気量調整剤(消泡剤)(BASFジャパン社製、品名:マイクロエア404、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系)
・V型混合ミキサ(セメント混和材混合用、型番:V型混合機、ダルトン社製、公称容量=200リットル、200V三相モータ出力=3.7kW)
・コンクリートミキサ(コンクリート混練用、型番:SUPER DOUBLE MIXER SD−55、大平洋機工社製、二軸強制式、公称容量=55リットル、200V三相モータ出力=3.7kW)
・コンクリート用耐圧試験機(直径10cm×高さ20cmコンクリート円柱供試体の圧縮強度測定用、島津製作所社製、最大載荷能力=3000kN)
・恒温槽(コンクリートの加熱養生用、型番:DRM420DA、ADVANTEC社製、槽内容量=98リットル、電圧=100V)
・データロガー/静ひずみ測定器(自己収縮ひずみ測定用、型番:TDS−530、東京測器研究所社製)
・埋込型ひずみゲージ(型番:KM−100BT、東京測器研究所社製)
上記の混和材の材料を用いて、下記表2に示す材料構成で混和材(A1〜D4)を作製した。具体的には、上記のV型混合ミキサを用いて、1バッチ当たり20kgで30分間混合して混和材を作製した。
得られた各混和材とコンクリートの材料とを用いて、コンクリートを作製する際の配合(No.1〜4)については、下記表3に示す。なお、コンクリートを混練する際には、20℃の恒温室で、JIS A 1138「試験室におけるコンクリートの作り方」に規定される方法で、1バッチあたり0.035m3で混練した。混練方法としては、水および化学混和剤を除く材料(セメント、混和材、細骨材、粗骨材)をミキサに一括投入し、15秒間空練りを行った後、水および化学混和剤を加え、8分間混練した。練り混ぜたフレッシュコンクリートの目標スランプフローは、60±15cm(JIS A 1150に基づくもの)、目標空気量は、2.0%(JIS A 1128に基づくもの)とした。
練り上ったフレッシュコンクリートのスランプフローは、JIS A 1150「コンクリートのスランプフロー試験方法」に規定する方法で測定した。また、練り上ったフレッシュコンクリートの空気量は、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」に規定する方法で測定した。
練上がったフレッシュコンクリートが硬化してなるセメント硬化体の圧縮強度の測定は、耐圧試験機を用いて、JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に規定する方法で、材齢7日目、28日目、91日目の各セメント硬化体に対して行った。
なお、圧縮強度が100N/mm2を超える超高強度コンクリートは、結合材の単位量が多いため、水和による発熱量が多い。このため、実際の構造部材(マスコンクリート)では、最高60〜90℃程度の高温履歴を受けて短い材齢で高い強度を発現する。よって、斯かる高温履歴を模擬する目的で上記の条件で加熱養生を行った。
練り上がったフレッシュコンクリートを使用し、JCI自己収縮研究委員会およびJCI超流動研究委員会の方法に準拠して、材齢7日目、28日目、91日目の自己収縮ひずみを測定した。具体的には、10cm×10cm×40cmの角柱供試体を形成する型枠内にフレッシュコンクリートを充填し、該フレッシュコンクリートの内部に埋め込みひずみ計(KM−100BT、東京測器研究所社製)を配置した。その後、混練(注水)開始から材齢1日目で角柱供試体を脱型し、水が散逸しないように角柱供試体の全表面をテフロン(登録商標)シートおよび樹脂テープを用いて密封被覆した。そして、斯かる角柱供試体を材齢48時間後に60℃に維持された恒温槽に移し、48時間加熱養生した。その後、加熱養生後の角柱供試体を自然放冷し、各材齢まで20℃で封かん養生した。
下記表2の混和材A1〜A6を用いて、下記表3のコンクリートの配合No.2で練り混ぜたコンクリートを実施例1〜3、および、比較例1〜3とした。そして、スランプフロー、空気量、および、圧縮強度を上記の方法で測定した。各測定結果については、下記表4に示す。
下記表2の混和材B1〜B6を用いて、下記表3のコンクリートの配合No.2で練り混ぜたコンクリートを実施例4〜6、および、比較例4〜6とした。そして、スランプフロー、空気量、自己収縮ひずみ、および、圧縮強度を上記の方法で測定した。各測定結果については、下記表5に示す。
下記表2の混和材C1〜C6、および、D1〜D4を用いて、下記表3のコンクリートの配合No.1〜4で練り混ぜたコンクリートを実施例7〜9、比較例7〜16とした。そして、スランプフロー、空気量、自己収縮ひずみ、および、圧縮強度を上記の方法で測定した。各測定結果については、下記表6に示す。
表4の試験結果を見ると、各実施例の方が各比較例よりもいずれの材齢において、圧縮強度が高いことが認められる。また、各実施例の方が各比較例よりもフレッシュ性状が良好であることが認められる。つまり、本願発明に係る混和材を用いることで、良好なフレッシュ性状を得つつ、セメント硬化体(コンクリート)の収縮を抑制することができるため、セメント硬化体にひび割れ等が生じにくくなり、圧縮強度を高くすることが可能となる。
Claims (3)
- シリカフュームを含有すると共に、石膏と高炉スラグ微粉末とフライアッシュとから選択される少なくとも一つを含有しており、セメントを含有するセメント組成物が水と混練されて硬化することで形成されるセメント硬化体を形成する際に用いられる混和材であって、
混和材の全体量に対して、SiO2の含有量が44質量%以上62.3質量%以下であり、SO3とAl2O3の合計量が15質量%以上20.5質量%以下であり、Al2O3に対するSO3の質量比が1.3以上2.3以下であることを特徴とする混和材。 - 請求項1に記載の混和材とセメントとを含有するセメント組成物であって、
前記混和材とセメントとの合計量に対する混和材の割合が10質量%以上20質量%以下であることを特徴とするセメント組成物。 - 骨材を更に含有する請求項2に記載のセメント組成物と水とが水結合材比18質量%以下で混練されてなる混練物が60℃以上の環境下で48時間以上加熱養生されてなるセメント硬化体であって、
材齢28日目の強度が140N/mm2以上になることを特徴とするセメント硬化体。
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