JP2015193531A - ポーラスコンクリート組成物、その製造方法、及び、ポーラスコンクリート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セメントと、粗骨材と、発泡性を有する混和材と、水とが混練されてなり、0.50mm以上の径を有する気泡を含有するポーラスコンクリート組成物。
【選択図】 なし
Description
すなわち、従来のポーラスコンクリートでは、モルタル成分の粘性を高くして流動性を低くし、打設時に振動締固めを行うことによって、粗骨材間に空隙を形成している。一方、上記のように高性能AE剤減水剤を配合してモルタル成分の流動性を高くしても、振動締固めを不要とすることはできない。
ここで、一般的なコンクリートにおいては、上記高性能AE減水剤の他にも、AE剤、AE減水剤等を配合することによってモルタル成分内に気泡(エントレインドエア、連行空気)を導入している。
しかし、これら混和剤をポーラスコンクリート用のモルタル成分に配合しても、粗骨材間に十分な空隙が形成されず、打設時に振動締固めが必要であることがわかった。
この原因を調べたところ、ポーラスコンクリート用のモルタル成分に上記混和剤を配合した場合、モルタル成分中に形成される気泡の径は0.03mm〜0.25mm(30〜250μm)と微細であることから、粗骨材間に十分な空隙が形成されないことを見出した。
そして、発泡性の混和材を配合し、モルタル成分中の気泡の径を0.5mm以上(500μm以上)と大きくすることによって、粗骨材間に十分な空隙を形成することができ、これにより、打設時の振動締固めを不要とし得ることを見出して、本発明を完成させるに至った。
セメントと、粗骨材と、発泡性を有する混和材と、水とが混練されてなり、
0.50mm以上の径を有する気泡を含有してなる。
従って、打設後に振動締固めを行わなくても、ポーラスコンクリートを作製することが可能となる。
前記セメントと、前記粗骨材と、前記発泡性を有する混和材と、前記水とを混練して前記気泡を発生させる。
前記発泡性を有する混和材を、少なくとも前記粗骨材と共に前記水と混合して前記気泡を発生させる。
かかるセメントの配合量は、例えば、ポーラスコンクリート組成物全体100質量部に対して14〜20質量部とすることが好ましい。
また、かかる配合量は、15〜16質量部とすることがより好ましく、これにより、モルタル成分が発泡するのに適切なセメントペーストを確保でき、且つ、発泡し過ぎることによる材料分離を防ぐことができる。
かかる粗骨材の配合量は、例えば、ポーラスコンクリート組成物全体100質量部に対して68〜77質量部とすることが好ましい。
また、かかる配合量は、73〜75質量部とすることがより好ましく、これにより、硬化に伴って気泡が消失した際、粗骨材同士がかみ合っており、且つ、ポーラスコンクリートが自重で沈下しないようにすることができる。
かかる細骨材の配合量は、例えば、ポーラスコンクリート組成物全体100質量部に対して0.0〜10.7質量部とすることができる。また、かかる配合量は、5.4〜5.6質量部とすることが好ましく、これにより、発泡し過ぎることによる材料分離を抑えることができる。
また、気泡の径は、より確実に粗骨材間に空隙を形成して振動締固めを不要とし易くするという観点を考慮すれば、0.60mm以上が好ましい。一方、材料分離をより抑制して振動締固めを不要とし易くするという観点を考慮すれば、気泡の径は、2.25mm未満が好ましく、1.50mm未満がより好ましく、1.25mm未満がさらに好ましく、1.00mm未満が一層好ましく、0.90mm未満が最も好ましい。
100質量部に対して1質量部以上3質量部以下が好ましく、2質量部以上3質量部以下がより好ましい。
セメント100質量部に対して0.25質量部を超えて1.5質量部以下が好ましく、0.5質量部以上1.5質量部以下がより好ましい。
100質量部に対して1質量部を超えて3質量部以下が好ましく、2質量部以上3質量部以下がより好ましい。
なお、嵩増し量は、後述する実施例に記載の方法で測定された値である。
空隙率が12.0%以上であることによって、透水性能が向上すると共に、空隙詰まりが起こり難くなり、39.0%以下であることによって、打設時の材料分離が起こりにくく、且つ、硬化に伴って気泡が消失した際に沈下を起こし難くなる。
なお、空隙率は、後述する実施例に記載の方法で測定された値である。
なお、単位容積質量は、後述する実施例に記載の方法で測定された値である。
スランプが7.0cm以上であることによって、突き棒で型枠内に材料を万遍なく行き渡らせることができ、9.0cm以下であることによって、硬化に伴った気泡が消失することによる沈下を防ぐことができる。
なお、スランプは、後述する実施例に記載の方法で測定された値である。
上記セメントと、上記粗骨材と、上記発泡性を有する混和材と、上記水とを混練して上記気泡を発生させる。また、これら成分に加えて、さらに上記細骨材を加えて混練してもよい。すなわち、上記セメントと、上記粗骨材と、上記細骨材と、上記発泡性を有する混和材と、上記水とを混練して上記気泡を発生させてもよい。
このように、上記発泡性を有する混和材を、少なくとも前記粗骨材と共に前記水と混合して前記気泡を発生させることによって、上記発泡性を有する混和材を単独で、または粗骨材以外の材料と共に水と混合する場合よりも、より確実に、上記0.5〜1.0mmの径を有する気泡を発生させ得る。
このように、打設時には、ポーラスコンクリート組成物が泡立った状態であるが、該組成物が硬化する過程で泡が消えて、ポーラスコンクリートが形成される。
従って、上記ポーラスコンクリート組成物を用いて作製されたポーラスコンクリートでは、打設時に振動締固めが不要となる。
例えば、上記実施形態において、ポーラスコンクリート組成物には、上記で挙げられた成分以外の成分が含有されていてもよい。
このように、消泡剤が配合されていることによって、気泡が消失した後の表面の凸凹を滑らかにすることができる。
また、かかるポーラスコンクリート組成物の製造方法として、上記セメントと、上記粗骨材と、上記細骨材と、上記水とを混練し、該混練物の表面に上記消泡剤を添加する構成を採用することができる。
かかる消泡剤としては、例えば、水、シリコン系消泡剤、コンクリート用消泡剤(AE剤)等が挙げられる。
下記のようにして、ポーラスコンクリート組成物を作製し、さらに、該ポーラスコンクリート組成物を打設してポーラスコンクリートを作製し、各特性を評価した。
表1に示す材料を使用した。
表2に示す配合で、2軸強制練りミキサーに、粗骨材、細骨材、及びセメントを投入し、15秒間空練りした後、水、発泡性を有する混和材を投入し、120秒間練り混ぜて、ポーラスコンクリート組成物を作製し、測定試料とした。なお、表2において、Vs、Vm、Vgは、それぞれ、細骨材の体積、モルタルの体積、粗骨材の体積を示す。
以下の項目について、作製されたポーラスコンクリート組成物の測定を行った。結果を表3に示す。
練り上がった測定試料を、練上がり直後から30分後の時点において、φ100mm、高さ15mmのシャーレ(ディスポシャーレ、サンプラテック社製)に材料が分離しないように1層で詰め、表面を均し、蓋をかぶせた後に逆さにし(裏返し)、シャーレの底面側から、デジタルカメラ(1600万画素、Optio WG−3、ペンタックス社製)によって高さ10cmから2倍の倍率で、シャーレの底面を通して混練物の画像を撮影した。得られた画像中、任意の100個の気泡について、各気泡を最も長く横切る長さをノギスで測定した。各気泡の100個の測定値のうち、上記長さ(測定径)が0.50mm未満の気泡の数量、0.50mm以上1.00mm未満の気泡の数量、1.00mm以上1.50mm未満の気泡の数量、1.50mm以上3.00mm未満の気泡の数量をそれぞれ算出し、各数値範囲の気泡の数量(個数)が全体の数量(100個)に占める割合(%)を算出した。また、上記長さが0.50mm未満については0.25mm、0.50mm以上1.00mm未満については0.75mm、1.00mm以上1.50mm未満については1.25mm、1.50mm以上3.00mm未満については2.25mmを代表値とし、各代表値と各数値範囲の数量とを用いて加重平均を算出し、得られた値を気泡の径(平均値)とした。なお、表3中、気泡が確認できなかった場合の数量は、0で表した。また、各測定試料において、上記長さが3.00mm以上の気泡は確認されなかった。
JIS A 1171 ポリマーセメントモルタルの試験方法に準拠してミニスランプ試験を行った。
すなわち、スランプコーン(上端内径50±0.5mm、下端内径100±0.5mm、高さ150±0.5mmの鋼製)に材料が分離しないように、ポーラスコンクリート組成物を2層で詰め(突き回数は5回)、表面を擦り切った。
スランプコーンを静かに垂直に引き上げ、スランプ値を1mmまで読み取った。これを2回行い、その平均値を得た。
また、スランプコーンを引き抜いた際に、中心軸に対して著しく偏らず、崩れなかった場合を、良好であると判定し、「◎」で示した。
一方、スランプコーンを引き抜いた際に、中心軸に対して著しく偏ったり、崩れたりして形が不均等になった場合は再測定し、最大4回まで繰り返した。そのうち3回崩れたものは「材料の粘性不足による崩壊」と判定し、「×」で示した。また、崩れたりはしなくても、気泡のみが試料表面から流れるような状態になった場合および泡は出来ているが少ないために中心軸に対して偏った崩れ方をしたものは、「泡の量が多すぎることによる材料分離」および「泡の量が足りないことによる流動性の不足」の傾向にあると判定し、[○]で示した。
φ5×10cmの型枠を3つ用意し、これら3つの型枠に、材料分離が生じないように測定試料を詰めた(なお、硬めの配合の場合、ランマー等を用いてもよい)。そして、型枠の上端をすり切り、測定試料の質量を測定し、測定結果を型枠の容積で除して3つの単位容積質量を求め、その平均値を算出した。一方、上記3つの型枠に、各配合から発泡性を有する混和材を除いた配合でポーラスコンクリート組成物を調製し、上記と同様にして、質量の測定、単位容積質量の算出、その平均値の算出を行った。そして、下記式に基づいて、嵩増し量を算出した。
W:測定試料の単位容積質量(平均値、kg/m3)
WT:発泡性を有する混和材を除いたポーラスコンクリート組成物の単位容積質量(平均値、kg/m3)
下記のようにして、ポーラスコンクリート組成物を作製し、さらに、該ポーラスコンクリート組成物を打設してポーラスコンクリートを作製し、各特性を評価した。
表4に示す材料を使用した。
表5に示す配合で、上記実験例1と同様に、練り混ぜて、ポーラスコンクリート組成物を作製し、測定試料とした。
以下の項目について、実験例1と同様にして、作製されたポーラスコンクリート組成物の測定を行った。すなわち、実験例1と同様、「生成した気泡の径の測定」、「ミニスランプ試験」、「嵩増し量の測定」を行った。結果を表6に示す。
Claims (5)
- セメントと、粗骨材と、発泡性を有する混和材と、水とが混練されてなり、
0.50mm以上の径を有する気泡を含有してなるポーラスコンクリート組成物。 - 請求項1に記載のポーラスコンクリート組成物の製造方法であって、
前記セメントと、前記粗骨材と、前記発泡性を有する混和材と、前記水とを混練して前記気泡を発生させるポーラスコンクリート組成物の製造方法。 - 前記発泡性を有する混和材を、少なくとも前記粗骨材と共に前記水と混合して前記気泡を発生させる請求項2に記載のポーラスコンクリート組成物の製造方法。
- 請求項1に記載のポーラスコンクリート組成物が打設されてなるポーラスコンクリート。
- 請求項2または3に記載のポーラスコンクリート組成物の製造方法によって作製されたポーラスコンクリート組成物が打設されてなるポーラスコンクリート。
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