JP2015189613A - コンクリート組成物及びコンクリート組成物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硬質砂岩を含む細骨材と、粗骨材と、セメントと、水とを含むコンクリート組成物であって、コンクリート組成物中の細骨材全体に含まれる硬質砂岩の重量平均粒径D50が0.85mmを超えることを特徴とするコンクリート組成物、及び、硬質砂岩を含む細骨材と、粗骨材と、セメントと、水とを混練するコンクリート組成物の製造方法であって、細骨材全体に含まれる硬質砂岩の重量平均粒径D50が0.85mmを超えるように該硬質砂岩の粒径を調整するコンクリート組成物の製造方法。
【選択図】なし
Description
また、本明細書において、粒径とは、JIS A 1102に従う骨材のふるい分け試験方法によって測定したJIS Z 8801−1の試験用ふるいの目開きで表したものとする。加えて、細骨材を所定の目開きの試験用ふるいにかけた際、該試験用ふるい上にとどまる重量が全体の半分以上である場合に、重量平均粒径D50が該目開きの大きさを超えるとする。
本発明のコンクリート組成物は、硬質砂岩を含む細骨材を含み、コンクリート組成物中の細骨材全体に含まれる硬質砂岩の重量平均粒径D50(メディアン径)が0.85mmを超えることを特徴とする。本発明者らは、硬質砂岩の細骨材を含むコンクリート組成物では、粒径が0.85mm程度またはそれより小さい硬質砂岩の割合が多い細骨材を用いると、コンクリート組成物の乾燥収縮ひずみが大きくなることを見出した。したがって、本発明では、該硬質砂岩の重量平均粒径D50について0.85mmを超える大きさとし、粒径の小さい硬質砂岩の割合を小さくすることによって、コンクリート組成物の乾燥収縮ひずみを効果的に低減することができる。
なお、本明細書において、硬質砂岩とは、JIS A 5003に従う圧縮強さが200kgf/cm2以上の砂岩をいうが、本発明のコンクリート組成物に用いる細骨材に含まれる硬質砂岩の圧縮強さとしては、300kgf/cm2以上が好ましく、400kgf/cm2以上がより好ましい。
該硬質砂岩の重量平均粒径D50は、好ましくは1.0mmを超えてもよく、より好ましくは1.2mmを超えてもよい。また、コンクリート組成物の十分な流動性を確保するため、該硬質砂岩の重量平均粒径D50は、好ましくは2.0mm以下であってもよく、より好ましくは1.5mm以下であってもよい。
加えて、石灰岩は、一般に硬質砂岩よりも乾燥収縮ひずみが少ない骨材として知られている。したがって、斯かるコンクリート組成物では、小粒径の硬質砂岩(すなわち、硬質砂岩において特に乾燥収縮ひずみの大きい部分)を主として石灰岩に置換したものとなるため、同様の粒度分布を有する硬質砂岩のみからなる細骨材を用いたコンクリート組成物と比較して、コンクリート組成物の乾燥収縮ひずみを効率的により高めることができる。
なお、該石灰岩の重量平均粒径D50は、好ましくは0.85mm以下であってもよく、より好ましくは0.6mm以下であってもよく、さらに好ましくは0.3mm以下であってもよい。
本発明のコンクリート組成物に含まれる粗骨材は、コンクリート組成物に一般的に用いられる粗骨材であれば、特に限定されない。すなわち、コンクリート組成物の乾燥収縮ひずみは、コンクリート組成物に含まれる粗骨材の粒径による影響をあまり受けないため、コンクリート組成物の粗骨材として許容され得る任意の粒径の粗骨材を用いることができる。
該粗骨材としては、例えば、川砂利、山砂利、海砂利などの天然骨材、硬質砂岩、硬質石灰岩、玄武岩、安山岩等の砕石などの人工骨材、または再生骨材等が挙げられる。該粗骨材は、一種または複数種を用いてもよい。また、該粗骨材として、該コンクリート組成物に使用される細骨材の主成分である硬質砂岩を(例えば、砕石として)用いることができる。
本発明のコンクリート組成物に含まれるセメントは、コンクリート組成物に一般的に用いられるセメントであれば、特に限定されない。該セメントとしては、例えば、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、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、アルミナセメント、ジェットセメント等が挙げられる。該セメントは、一種または複数種を用いてもよい。
本発明のコンクリート組成物に含まれる水としては、特に限定されず、例えば、水道水、工業用水、回収水、地下水、河川水、雨水等が使用できるが、セメントの水和反応やコンクリート硬化体に悪影響を及ぼす有機物、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等が含まれない、またはそれらの含有量が極めて微量であることが好ましい。該水としては、品質の安定した水道水または工業用水が特に好ましい。
本発明のコンクリート組成物は、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。該添加剤としては、減水剤、分散剤、硬化促進剤等の通常のコンクリート組成物に配合される添加剤を適宜用いることができる。該添加剤は、1種だけ添加してもよく、2種以上を組み合わせて添加してもよい。
本発明のコンクリート組成物の製造方法は、上述の細骨材を骨材材料として用いるために、細骨材全体に含まれる硬質砂岩の重量平均粒径D50が0.85mmを超えるように該硬質砂岩の粒径を調整することを特徴とする。該細骨材の粒径は、任意の方法で調整することができる。例えば、ふるい分けなどによって硬質砂岩の砕砂から粒径の小さい硬質砂岩(例えば、粒径0.85mm以下の硬質砂岩)を除去した後、必要に応じて除去した硬質砂岩を、細骨材中の硬質砂岩の重量平均粒径D50が0.85mmを超えるように(すなわち、目開き0.85mmの試験用ふるいの上に、細骨材全体の50重量%を超える量がとどまるように)加えることにより、硬質砂岩の粒径を調整してもよい。また、硬質砂岩材料から砕砂を製造する際の破砕条件を調整することにより、重量平均粒径D50が0.85mmを超える硬質砂岩からなる細骨材を直接製造してもよい。
以下の実施例及び比較例の硬質砂岩コンクリート組成物を製造するに際し、下記材料を用いた。
細骨材(S):硬質砂岩(大阪府茨木産)、表乾密度2.65g/cm3、絶乾密度2.61g/cm3、吸水率1.68%、D50=0.8mm
粗骨材(G):硬質砂岩(大阪府茨木産)、表乾密度2.69g/cm3、絶乾密度2.66g/cm3、吸水率0.95%、D50=12.5mm
セメント(C):普通ポルトランドセメント(住友大阪セメント(株)社製)
AE減水剤:マスターポリヒード(BASFジャパン(株)社製)
表1に示す割合の上記細骨材、上記粗骨材、上記セメント及び水(W、水道水)に、該セメントに対し0.6重量%のAE減水剤を加えて混合して、比較例1のコンクリート組成物を得た。なお、表1では、「W/C」は、水/セメント比を意味し、「s/a」は、細骨材率(全骨材に占める細骨材の体積割合)を意味する。
上記細骨材及び粗骨材を、JIS A 1102に従う骨材のふるい分け試験方法により、粒径別に分類した。具体的には、上記細骨材及び粗骨材を、JIS Z 8801−1に従う金属製試験用ふるい((株)飯田製作所社製)を用いて、それぞれ粒径5〜1.2mm、1.2〜0.3mm及び0.3mm以下の粒径の硬質砂岩からなる細骨材、並びに粒径15〜10mm及び10〜5mmの粒径の硬質砂岩からなる粗骨材を得た。
また、上記のように分類した細骨材及び粗骨材について、JIS Z 8801−1に従う金属製試験用ふるい((株)飯田製作所社製)を用いて、それぞれのD50を測定した。具体的には、各骨材に対して、JIS Z 8801−1の付表に列挙された目開きの試験用ふるいをそれぞれ用いて該ふるい上にとどまる骨材の重量の割合を測定し、該割合が50重量%を超える値及び50重量%を下回る値を示すデータ群から、それぞれ50重量%に最も近いデータを1つずつ選択した後、以下の式によりD50の値を推定した。
rs,rl:試験用ふるい上にとどまる骨材の割合が50重量%を超える/下回るデータにおける該骨材の重量%
上記粒径調整により得た粒径5〜1.2mmの硬質砂岩(D50=2.0mm)からなる細骨材として用いた以外は比較例1と同様にして、実施例1のコンクリート組成物を得た。
上記粒径調整により得た粒径1.2〜0.3mmの硬質砂岩(D50=0.6mm)からなる細骨材として用いた以外は比較例1と同様にして、比較例2のコンクリート組成物を得た。
上記粒径調整により得た粒径0.3mm以下の硬質砂岩(D50=0.2mm)からなる細骨材として用い、加えたAE減水剤をセメントに対して0.7重量%とした以外は比較例1と同様にして、比較例3のコンクリート組成物を得た。
46 上記粒径調整により得た粒径15〜10mmの硬質砂岩(D50=12.5mm)からなる粗骨材として用いた以外は比較例1と同様にして、比較例5のコンクリート組成物を得た。
上記粒径調整により得た粒径10〜5mmの硬質砂岩(D50=7.5mm)からなる粗骨材として用いた以外は比較例1と同様にして、比較例6のコンクリート組成物を得た。
実施例1及び比較例1〜6のコンクリート組成物について、JIS A 11129−2に従う方法により乾燥材齢7日における乾燥収縮ひずみを測定した。結果を表2に示す。
さらに、表2に示される比較例1〜3によれば、粒径1.2mm未満の硬質砂岩(D50<0.85mmの硬質砂岩)からなる細骨材を用いた比較例2,3のコンクリート組成物では、実施例1のコンクリート組成物と比較して、乾燥収縮ひずみが大幅に増加している。これにより、硬質砂岩を細骨材とするコンクリート組成物の乾燥収縮ひずみは、細骨材の粒径に大きく影響を受けることも明らかになった。
また、表2に示される比較例4及び5によれば、粗骨材の粒径を調整しても、乾燥収縮ひずみはあまり影響を受けないことが明らかになった。
以下の実施例及び比較例の石灰岩コンクリート組成物を製造するに際し、下記材料を用いた。
細骨材(S):石灰岩(秋芳産)、表乾密度2.60g/cm3、絶乾密度2.54g/cm3、吸水率2.40%、D50=0.8mm
粗骨材(G):石灰岩(秋芳産)、表乾密度2.69g/cm3、絶乾密度2.67g/cm3、吸水率0.57%、D50=12.5mm、
細骨材及び粗骨材として上記の石灰岩を用いた以外は比較例1と同様にして、参考例1のコンクリート組成物を得た。
上述の硬質砂岩コンクリート組成物の製造と同様の方法により、上記細骨材の粒径を調整し、粒径5〜1.2mm、1.2〜0.3mm及び0.3mm以下の粒径の石灰岩からなる細骨材を得た後、それぞれのD50を測定した。
上記粒径調整により得た粒径5〜1.2mmの石灰岩(D50=2.0mm)からなる細骨材として用いた以外は参考例1と同様にして、参考例2のコンクリート組成物を得た。
上記粒径調整により得た粒径1.2〜0.3mmの石灰岩(D50=0.6mm)からなる細骨材として用いた以外は参考例1と同様にして、参考例3のコンクリート組成物を得た。
上記粒径調整により得た粒径0.3mm以下の石灰岩(D50=0.2mm)からなる細骨材として用い、加えたAE減水剤をセメントに対して0.5重量%とした以外は参考例1と同様にして、参考例4のコンクリート組成物を得た。
参考例1〜7のコンクリート組成物について、上述の硬質砂岩コンクリート組成物と同様の方法により、乾燥材齢7日における乾燥収縮ひずみを測定した。結果を表3に示す。
Claims (3)
- 硬質砂岩を含む細骨材と、粗骨材と、セメントと、水とを含むコンクリート組成物であって、
コンクリート組成物中の細骨材全体に含まれる硬質砂岩の重量平均粒径D50が0.85mmを超えることを特徴とするコンクリート組成物。 - 細骨材が、該細骨材に含まれる硬質砂岩の重量平均粒径D50よりも小さい重量平均粒径D50を有する石灰岩をさらに含む、請求項1に記載のコンクリート組成物。
- 硬質砂岩を含む細骨材と、粗骨材と、セメントと、水とを混練するコンクリート組成物の製造方法であって、
細骨材全体に含まれる硬質砂岩の重量平均粒径D50が0.85mmを超えるように該硬質砂岩の粒径を調整するコンクリート組成物の製造方法。
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