JP2016030707A - High-strength concrete and production method of concrete member - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-strength concrete which secures good constructability, flowability and ease of kneading/mixing and furthermore enables a concrete member having a compression strength of nearly 300 N/mmto be constructed, and to provide a production method of a concrete member.SOLUTION: There is provided the high-strength concrete that contains a concrete mixed body and steel fiber. The concrete mixed body is obtained by mixing; low heat cement added to cement in an amount in the range of 240 to 290 L per 1 mof the concrete mixed body; fly ash added to the cement in an amount in the range of 25 to 80 L per 1 mof the concrete mixed body; silica stone powder added to the cement in an amount in the range of 40 to 90 L per 1 mof the concrete mixed body; silica fume added to the cement in an amount in the range of 70 to 100 L per 1 mof the concrete mixed body; fine aggregate added to the cement in an amount in the range of 180 to 290 L per 1 mof the concrete mixed body, coarse aggregate added to the cement in an amount in the range of 90 to 120 L per 1 mof the concrete mixed body; and water added to the cement in such a way that weight ratio of the water to a binding material containing the low heat cement and the fly ash or containing the silica stone powder and the silica fume is 11 to 13%. The steel fiber is added to the concrete mixed body in such a way that the volume ratio of the steel fiber to the concrete mixed body is 0.5 to 2% in terms of the volume of the steel fiber to the total volume of the steel fiber and of the concrete mixed body, a volume ratio of the silica stone powder to the total volume of the fly ash and the silica stone powder being 0.35 to 0.75.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、略300N/mm高強度コンクリートおよびコンクリート部材の製造方法に関する。mm The present invention relates to a method for producing approximately 300 N / mm 2 high-strength concrete and concrete members. mm 2
高強度コンクリートは、結合材に対する水の重量比(水結合材比)を低くして、硬化後のコンクリート組織を緻密にすることで圧縮強度を高めたものである。 High-strength concrete is obtained by increasing the compressive strength by reducing the weight ratio of water to the binder (water binder ratio) and densifying the concrete structure after hardening.
硬化前の高強度コンクリートには、型枠に密実に充填するために高い流動性が求められるが、流動性を過剰に高くすると、骨材とセメントペーストとの分離が生じてしまう。 High strength concrete before hardening is required to have high fluidity in order to fill the formwork densely. However, if the fluidity is excessively increased, the aggregate and the cement paste are separated.
そのため、従来、減水剤(JIS A 6204における高性能減水剤、AE減水剤、高性能AE減水剤等)を適正に使用することにより良質な高強度コンクリートを生成することを図っている。 Therefore, conventionally, it is intended to produce high-quality high-strength concrete by appropriately using a water-reducing agent (high-performance water-reducing agent, AE water-reducing agent, high-performance AE water-reducing agent and the like in JIS A 6204).
特許文献1には、設計基準強度が200N/mmを超える超高強度コンクリートとして、1m当たり260〜310Lの範囲内で添加された低熱セメントと、120〜170Lの範囲内で添加されたフライアッシュまたは珪石粉と、70〜100Lの範囲内で添加されたシリカフュームと、150〜250Lの範囲内で添加された細骨材と、100〜120Lの範囲内で添加された粗骨材と、低熱セメントとフライアッシュまたは珪石粉とシリカフュームとを含む結合材に対する重量比が11〜13%となるように添加された水と、を混合してなるコンクリート混合体と、コンクリート混合体に対して外割りの容積比で0.5〜2%となるように添加された鋼繊維および0.1%〜0.6%添加されたポリプロピレン繊維と、が含まれているものが、開示されている。 Patent Document 1 discloses a low heat cement added within a range of 260 to 310 L per m 3 as an ultra high strength concrete having a design standard strength exceeding 200 N / mm 2 and a fly added within a range of 120 to 170 L. Ash or silica powder, silica fume added in the range of 70-100L, fine aggregate added in the range of 150-250L, coarse aggregate added in the range of 100-120L, and low heat A concrete mixture obtained by mixing a cement and fly ash or water added so as to have a weight ratio of 11 to 13% with respect to a binder containing quartzite powder and silica fume, Steel fibers added to a volume ratio of 0.5-2% and polypropylene fibers added 0.1% -0.6%. That there are, it is disclosed.
特開2012-1427号公報JP 2012-1427 A
このような超高強度コンクリートは、コンクリート構造物に採用することで、コンクリート構造物の高層化や、空間の自由度を向上させるための部材の小断面化を可能としている。そのため、近年は、さらなるコンクリート構造物の空間の自由度の向上等を目的として、さらに強度の高いコンクリートが求められつつある。さらに、流動性と材料分離抵抗性の他に、練り混ぜ性能も高いコンクリートが求められている。 By adopting such ultra-high-strength concrete for a concrete structure, it is possible to increase the height of the concrete structure and reduce the cross-section of the member for improving the degree of freedom of space. Therefore, in recent years, concrete having higher strength is being demanded for the purpose of improving the degree of freedom of the space of the concrete structure. Furthermore, in addition to fluidity and material separation resistance, there is a demand for concrete with high mixing performance.
そのため、本発明は、施工性を低下させることなく、圧縮強度が略300N/mmのコンクリート部材を構築することを可能とした高強度コンクリートおよびコンクリート部材の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the high strength concrete and concrete member which made it possible to construct | assemble the concrete member whose compressive strength is about 300 N / mm < 2 >, without reducing workability. .
前記課題を解決するために、本発明の高強度コンクリートは、1m当たり240〜290Lの範囲内で添加された低熱セメントと、25〜80Lの範囲内で添加されたフライアッシュと、40〜90Lの範囲内で添加された珪石粉と、70〜100Lの範囲内で添加されたシリカフュームと、180〜290Lの範囲内で添加された細骨材と、90〜120Lの範囲内で添加された粗骨材と、低熱セメントとフライアッシュと珪石粉とシリカフュームとを含む結合材に対する重量比が11〜13%となるように添加された水と、を混合してなるコンクリート混合体と、コンクリート混合体に対して外割りの容積比で0.5〜2%となるように添加された鋼繊維とが含まれ、前記フライアッシュおよび前記珪石粉の総量に対する前記珪石粉の容積比(以下単に容積比と称する)が0.35〜0.75であることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the high-strength concrete of the present invention comprises low-heat cement added within a range of 240 to 290 L per m 3 , fly ash added within a range of 25 to 80 L, and 40 to 90 L. Silica powder added within the range of 70, 100 fL of silica fume added, fine aggregate added within the range of 180-290 L, and coarse added within the range of 90-120 L A concrete mixture obtained by mixing aggregate and water added so that the weight ratio to the binder containing low heat cement, fly ash, silica stone powder, and silica fume is 11 to 13%; and a concrete mixture Steel fiber added so as to be 0.5 to 2% in an externally divided volume ratio with respect to the total amount of the fly ash and the silica powder. Product ratio (hereinafter simply referred to as volume ratio) is characterized by a 0.35 to 0.75.
かかる高強度コンクリートによれば、打設時の流動性を確保するとともに材料分離を抑制しつつ、圧縮強度が略300N/mmのコンクリート部材を提供することが可能となる。 According to such high-strength concrete, it is possible to provide a concrete member having a compressive strength of approximately 300 N / mm 2 while ensuring fluidity during placement and suppressing material separation.
また、本発明のコンクリート部材の製造方法は、前記高強度コンクリートを打設する打設工程と、前記高強度コンクリートを常温よりも高い温度で養生する第一養生工程と、第一養生工程後に第一次養生工程よりも高い温度で加熱養生を行う第二養生工程と、を含むことを特徴としている。
ここで、第一養生工程には、高温養生やオートクレーブによる高温高圧養生およびセメントの水和熱を利用した断熱養生を含むものとする。
The method for producing a concrete member of the present invention includes a placing step for placing the high-strength concrete, a first curing step for curing the high-strength concrete at a temperature higher than room temperature, and a first curing step after the first curing step. And a second curing step of performing heating curing at a temperature higher than that of the primary curing step.
Here, the first curing step includes high-temperature curing, high-temperature and high-pressure curing using an autoclave, and heat insulation curing using heat of hydration of cement.
かかるコンクリート部材の製造方法によれば、圧縮強度が略300N/mmのコンクリート部材を製造することができる。 According to such a method for producing a concrete member, a concrete member having a compressive strength of about 300 N / mm 2 can be produced.
本発明の高強度コンクリートおよびコンクリート部材の製造方法によれば、比較的短時間で練り混ぜることができ、施工性を低下させることなく、圧縮強度が略300N/mmのコンクリート部材を構築することが可能となる。 According to the method for producing high-strength concrete and concrete member of the present invention, a concrete member that can be kneaded in a relatively short time and has a compressive strength of about 300 N / mm 2 without degrading workability. Is possible.
本実施形態に係る高強度コンクリートの容積比が練混ぜ時間及び圧縮強度に及ぼす影響を示す図である。It is a figure which shows the influence which the volume ratio of the high strength concrete which concerns on this embodiment has on mixing time and compressive strength. 本実施形態に係る高強度コンクリートの容積比がコンクリートのフレッシュ性状に及ぼす影響を示す図である。It is a figure which shows the influence which the volume ratio of the high strength concrete which concerns on this embodiment has on the fresh property of concrete.
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
本実施形態に係る高強度コンクリートは、少なくとも結合材と、水と、細骨材と、粗骨材と、を含んだ混合体により構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
The high-strength concrete according to the present embodiment is composed of a mixture including at least a binder, water, fine aggregate, and coarse aggregate.
結合材は、低熱セメントとフライアッシュと珪石粉とシリカフュームとを含んでいる。結合材は、予め所定の配合で混合されたプレミックス品を使用してもよいし、コンクリート製造時に混合してもよい。各粉体にはCa(カルシウム)やSi(ケイ素)が含まれており、化学組成から考えた最適な各粉体の混合バランスは、養生温度によって異なる場合があるが、本実施形態の配合によれば、図1に示すように、略300N/mmの圧縮強度を確保することができる。 The binder includes low heat cement, fly ash, silica powder and silica fume. As the binder, a premixed product previously mixed in a predetermined composition may be used, or may be mixed during concrete production. Each powder contains Ca (calcium) and Si (silicon), and the optimum mixing balance of each powder considered from the chemical composition may vary depending on the curing temperature. According to this, as shown in FIG. 1, a compressive strength of about 300 N / mm 2 can be ensured.
低熱セメントは、いわゆる低熱ポルトランドセメントである。低熱ポルトランドセメントは、中庸熱ポルトランドセメントと比較して、水和発熱量が小さく、長期強度が大きいという特性を有している。
本実施形態では、低熱セメントを、細骨材および粗骨材を含んだコンクリート混合体1m当たり240〜290L(リットル)の範囲内で添加する。
ここで、低熱セメントの添加量が240〜290L/mの範囲を外れると、各粉体(低熱セメント、フライアッシュまたは珪石粉、シリカフューム)の化学組成のバランスや粒度分布のバランスが崩れ、高強度と高流動性、練混ぜ易さを達成できなくなるおそれがある。
The low heat cement is so-called low heat Portland cement. Low heat Portland cement has the characteristics that the calorific value of hydration is small and the long-term strength is large as compared with medium heat Portland cement.
In this embodiment, the low heat cement is added within a range of 240 to 290 L (liter) per 1 m 3 of the concrete mixture including fine aggregate and coarse aggregate.
Here, when the addition amount of the low heat cement is out of the range of 240 to 290 L / m 3 , the balance of the chemical composition and the particle size distribution of each powder (low heat cement, fly ash or quartzite powder, silica fume) is lost, There is a risk that strength, high fluidity, and ease of mixing cannot be achieved.
フライアッシュとしては、JIS規格II種のいわゆるコンクリート用フライアッシュを使用する。本実施形態では、フライアッシュを、コンクリート混合体1m当たり25〜80Lの範囲内で添加する。
ここで、フライアッシュの添加量が25〜80L/mの範囲を外れると、各粉体(低熱セメント、フライアッシュまたは珪石粉、シリカフューム)の化学組成のバランスや粒度分布のバランスが崩れ、高強度と高流動性、練混ぜ易さを達成できなくなるおそれがある。
珪石微粉(累積50%粒子の粒径10μm程度以下)は、コンクリート混合体1m当たり40〜90Lの範囲内で添加する。
前記フライアッシュおよび前記珪石粉の総量に対する前記珪石粉の容積比が0.35〜0.75の範囲で添加する。この範囲を外れると、化学組成のバランスや粒度分布のバランスが崩れ、高強度と高流動性、練混ぜ易さを達成できなくなるおそれがある。
As fly ash, JIS standard type II so-called concrete fly ash is used. In this embodiment, fly ash is added within a range of 25 to 80 L per 1 m 3 of the concrete mixture.
Here, when the addition amount of fly ash is out of the range of 25 to 80 L / m 3 , the balance of the chemical composition and the particle size distribution of each powder (low heat cement, fly ash or quartzite powder, silica fume) is lost. There is a risk that strength, high fluidity, and ease of mixing cannot be achieved.
Silica fine powder (cumulative 50% particle diameter of about 10 μm or less) is added within a range of 40 to 90 L per 1 m 3 of the concrete mixture.
The volume ratio of the silica powder to the total amount of the fly ash and the silica powder is added in the range of 0.35 to 0.75. If it is out of this range, the balance of the chemical composition and the balance of the particle size distribution will be lost, and there is a possibility that high strength, high fluidity and ease of mixing cannot be achieved.
シリカフュームとしては、粉末状のいわゆるコンクリート用シリカフュームを使用するものとする。
本実施形態では、コンクリート混合体1m当たり70〜100Lの範囲内でシリカフュームを添加する。
ここで、シリカフュームの添加量が70〜100L/mの範囲を外れると、各粉体(低熱セメント、フライアッシュまたは珪石粉、シリカフューム)の化学組成のバランスや粒度分布のバランスが崩れ、高強度と高流動性、練混ぜ易さを達成できなくなるおそれがある。
As the silica fume, powdery so-called concrete silica fume is used.
In this embodiment, silica fume is added within a range of 70 to 100 L per 1 m 3 of the concrete mixture.
Here, when the addition amount of silica fume is out of the range of 70 to 100 L / m 3 , the balance of the chemical composition and particle size distribution of each powder (low heat cement, fly ash or silica stone powder, silica fume) is lost, and the high strength is obtained. And high fluidity and ease of mixing may not be achieved.
水は、低熱セメントとフライアッシュと珪石粉とシリカフュームとを含む結合材に対して、重量比が11〜13%となるように添加する。
ここで、水の結合材に対する重量比が11%未満だと、練混ぜることができなくなるおそれがある。一方、水の結合材に対する重量比が13%よりも大きいと、流動性、練り混ぜ易さ高まるものの、高強度を達成できなくなるおそれがある。
Water is added so that the weight ratio is 11 to 13% with respect to the binder containing low heat cement, fly ash, silica stone powder, and silica fume.
Here, if the weight ratio of water to the binder is less than 11%, kneading may not be possible. On the other hand, if the weight ratio of water to the binder is greater than 13%, the fluidity and ease of kneading increase, but there is a risk that high strength cannot be achieved.
細骨材として、本実施形態では珪砂6号を使用するが、細骨材を構成する材料は、粒径が0.85〜0.60mm以下のものであれば限定されるものではなく、例えば、川砂、山砂等の天然骨材や砕砂、高炉スラグ細骨材等も採用可能である。
本実施形態では、コンクリート混合体1m当たり180〜290Lの範囲内で細骨材を添加する。
ここで、細骨材の添加量が180L/m未満だと、調合的に細骨材から置換される粗骨材が多くなりすぎ、鋼繊維などと干渉して良好な流動性を得られなくなるおそれがある。一方、細骨材の添加量が290L/mより大きくても、結合材ペーストに対する細骨材が多くなりすぎて、良好な流動性や練混ぜ易さを得られなくなるおそれがある。
As the fine aggregate, silica sand No. 6 is used in the present embodiment, but the material constituting the fine aggregate is not limited as long as the particle diameter is 0.85 to 0.60 mm or less, for example, Natural aggregates such as river sand and mountain sand, crushed sand, blast furnace slag fine aggregate, etc. can also be used.
In this embodiment, the fine aggregate is added within a range of 180 to 290 L per 1 m 3 of the concrete mixture.
Here, if the amount of fine aggregate added is less than 180 L / m 3, the amount of coarse aggregate that is replaced from the fine aggregate in a compounded manner becomes too large, and good fluidity can be obtained by interference with steel fibers. There is a risk of disappearing. On the other hand, even if the amount of fine aggregate added is larger than 290 L / m 3, the fine aggregate with respect to the binder paste becomes too much and good fluidity and ease of mixing may not be obtained.
粗骨材には、砂利または砕石を使用する。本実施形態では、砕石(硬質砂岩)を使用するものとし、コンクリート混合体1m当たり90〜120Lの範囲内で添加する。
ここで、粗骨材の添加量が90L/m未満だと、コンクリートとしての収縮が大きくなるおそれがある。一方、粗骨材の添加量が120L/mよりも大きいと、鋼繊維などと干渉して良好な流動性を得られなくなるおそれがある。
Gravel or crushed stone is used for coarse aggregate. In this embodiment, crushed stone (hard sandstone) is used, and it is added within a range of 90 to 120 L per 1 m 3 of the concrete mixture.
Here, if the amount of coarse aggregate added is less than 90 L / m 3 , shrinkage as concrete may increase. On the other hand, when the addition amount of coarse aggregate is larger than 120 L / m 3 , there is a possibility that good fluidity cannot be obtained due to interference with steel fibers and the like.
鋼繊維は、コンクリート混合体に対して、外割りの容積比で0.5〜2%程度となるように混入されている。
本実施形態では、長さが13±2mm、直径が0.16mm、断面積が0.020m2のものを使用する。なお、鋼繊維の形状寸法は限定されるものではなく、例えば、長さが6±2mmのものを使用してもよい。
ここで、鋼繊維の容積比が0.5%未満だと、繊維の補強効果が減少し、良好な強度が得られなくなるおそれがある。一方、鋼繊維の容積比が2%よりも大きいと、コンクリートの流動性が大きく低下するおそれがある。
なお、鋼繊維は耐火性の向上、強度増加の目的で添加されている
The steel fiber is mixed with the concrete mixture so that the outer volume ratio is about 0.5 to 2%.
In the present embodiment, those having a length of 13 ± 2 mm, a diameter of 0.16 mm, and a cross-sectional area of 0.020 m 2 are used. In addition, the shape dimension of steel fiber is not limited, For example, you may use a length of 6 +/- 2mm.
Here, if the volume ratio of the steel fibers is less than 0.5%, the reinforcing effect of the fibers may be reduced, and good strength may not be obtained. On the other hand, if the volume ratio of the steel fibers is larger than 2%, the fluidity of the concrete may be greatly reduced.
Steel fibers are added for the purpose of improving fire resistance and increasing strength.
また、本実施形態では、鋼繊維として、引張強度が2000N/mm以上の高張力鋼繊維、アモルファス鋼繊維、ステンレス繊維などの公知の鋼繊維から適宜選定して使用する。
鋼繊維の形状は、限定されるものではなく、円形断面、矩形断面や多角形断面等の異形断面の他、変形する断面径状を有したものを使用することが可能である。
In this embodiment, the steel fiber is appropriately selected from known steel fibers such as high-tensile steel fibers having a tensile strength of 2000 N / mm 2 or more, amorphous steel fibers, and stainless steel fibers.
The shape of the steel fiber is not limited, and it is possible to use a deformed cross-sectional diameter shape in addition to a deformed cross section such as a circular cross section, a rectangular cross section, or a polygonal cross section.
次に、本実施形態のコンクリート部材の製造方法について、説明する。
本実施形態では、混練工程、打設工程、型枠養生工程、第一養生工程および第二養生工程により、コンクリート部材を製造する。
Next, the manufacturing method of the concrete member of this embodiment is demonstrated.
In this embodiment, a concrete member is manufactured by a kneading process, a placing process, a mold curing process, a first curing process, and a second curing process.
混練工程は、セメントと、フライアッシュと、珪石粉と、シリカフュームと、細骨材と、粗骨材と、水と、により生成されたコンクリート混合体に、鋼繊維を練り混ぜる工程である。 The kneading step is a step in which steel fibers are kneaded into a concrete mixture produced by cement, fly ash, silica powder, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate, and water.
本実施形態の混練工程は、コンクリート混合体の粉体部分と細骨材を練り混ぜる乾燥混練と、乾燥混練により練り混ぜられた細骨材を含む粉体部分に液体部分を投入して練り混ぜる湿潤混練と、湿潤混練により練り混ぜられたコンクリート混合体に粗骨材と鋼繊維を投入して練り混ぜる繊維混練と、を含んでいる。 In the kneading step of the present embodiment, dry kneading in which the powder portion of the concrete mixture and the fine aggregate are kneaded, and the liquid portion is put into the powder portion containing the fine aggregate kneaded by dry kneading and kneaded. Wet kneading, and fiber kneading in which coarse aggregate and steel fiber are put into a concrete mixture kneaded by wet kneading and kneaded.
ここで、乾燥混練では、セメントと、フライアッシュと、珪石粉と、シリカフュームと、細骨材と、をドライ状態で練り混ぜる。乾燥混練における、各材料の練り混ぜ方法や手段は限定されるものではなく、適宜行えばよい。 Here, in dry kneading, cement, fly ash, silica stone powder, silica fume, and fine aggregate are kneaded in a dry state. The method and means for kneading each material in dry kneading are not limited, and may be appropriately performed.
湿潤混練では、細骨材を含む粉体部分の乾燥混練が完了した後、水を投入して練り混ぜ、さらに粗骨材を投入することでコンクリート混合体に所定の流動性を発現させる。なお、湿潤混練における練り混ぜ方法や手段は限定されるものではなく、適宜行えばよい。 In the wet kneading, after the dry kneading of the powder portion including the fine aggregate is completed, water is added and kneaded, and the coarse aggregate is further introduced to develop the predetermined fluidity in the concrete mixture. In addition, the kneading method and means in the wet kneading are not limited and may be appropriately performed.
繊維混練では、湿潤混練により、所定の流動性が得られたコンクリート混合体に、粗骨材と鋼繊維を混入してさらに練り混ぜる。なお、繊維混練における練り混ぜ方法や手段は限定されるものではなく、適宜行えばよい。 In the fiber kneading, the coarse aggregate and the steel fiber are mixed and further kneaded into the concrete mixture having a predetermined fluidity obtained by wet kneading. In addition, the kneading method and means in fiber kneading are not limited, and may be appropriately performed.
打設工程は、混練工程により、練り混ぜられた繊維を含むコンクリート混合体(高強度コンクリート)を、公知の手段により、打設する工程である。
高強度コンクリートは、コンクリート構造体の形状に応じた形状に形成された型枠に打設する。
The placing step is a step of placing a concrete mixture (high-strength concrete) containing fibers kneaded by the kneading step by a known means.
High-strength concrete is placed in a mold formed in a shape corresponding to the shape of the concrete structure.
型枠養生工程は、打設工程により打設された高強度コンクリートを養生する工程である。
本実施形態では、型枠に打設された高強度コンクリートを、所定の強度が発現するまで(1〜2日程度)、常温(雰囲気温度)にて行う。
The mold curing process is a process for curing the high-strength concrete placed by the placing process.
In the present embodiment, high-strength concrete placed in a mold is performed at room temperature (atmospheric temperature) until a predetermined strength is exhibited (about 1-2 days).
第一養生工程は、型枠養生工程により所定の強度が発現した高強度コンクリートを脱型し、常温または蒸気養生などを用いた高温養生のいずれかもしくはその組み合わせで養生する工程である。 The first curing process is a process in which high-strength concrete having a predetermined strength is removed from the mold curing process and cured by either normal temperature or high-temperature curing using steam curing or a combination thereof.
第一養生工程では、常温または常温よりも高い温度でコンクリートを養生し、基本組織を構築する工程である。養生の方法は、常温にて12日程度以上を保持するか、蒸気養生槽などを用いた90℃程度の高温養生を24時間程度保持することにより行う。なお、型枠養生工程の段階で、断熱養生によりセメントの水和熱を利用した養生を行う場合には、これが第一養生工程に相当する。
なお、第一養生工程における養生の温度、気圧、保持時間は、前記の条件に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。また、型枠養生工程で基本組織が十分に構築できると判断される場合には、第一養生工程を省略してもよい。また、型枠養生工程において断熱養生を行い、さらに、高温養生や高温高圧養生による第一養生工程を行ってもよい。
In the first curing process, concrete is cured at room temperature or a temperature higher than room temperature, and a basic structure is constructed. The curing method is carried out by holding at room temperature for about 12 days or more, or holding a high-temperature curing at about 90 ° C. using a steam curing tank or the like for about 24 hours. In addition, when performing curing using the heat of hydration of cement by adiabatic curing at the stage of the mold curing process, this corresponds to the first curing process.
The curing temperature, atmospheric pressure, and holding time in the first curing step are not limited to the above conditions, and may be set as appropriate. Moreover, when it is judged that a basic structure can fully be constructed | assembled in a formwork curing process, you may abbreviate | omit a 1st curing process. In addition, heat insulation curing may be performed in the mold curing process, and further, a first curing process by high temperature curing or high temperature high pressure curing may be performed.
第二養生工程は、型枠養生工程後もしくは第一養生工程後の高強度コンクリートに第一次養生工程よりも高い温度で加熱養生を行う工程である。
本実施形態の第二養生工程は、加熱養生を200℃程度の温度環境下で6時間以上行う。
The second curing process is a process in which heat curing is performed on the high-strength concrete after the mold curing process or after the first curing process at a temperature higher than that of the primary curing process.
In the second curing step of the present embodiment, heating curing is performed for 6 hours or more in a temperature environment of about 200 ° C.
以上、本実施形態の高強度コンクリートおよびコンクリート部材の製造方法によれば、粗骨材が含有されたコンクリートについて、設計基準強度が略300N/mmの超高強度コンクリートを提供することが可能となる。また、水結合材比が重量比で11〜13%確保されているため、従来の高強度コンクリートと比較して流動性が低下することがなく、施工性が低下することもない。 As mentioned above, according to the manufacturing method of the high-strength concrete and concrete member of this embodiment, it is possible to provide ultra-high-strength concrete having a design standard strength of about 300 N / mm 2 for concrete containing coarse aggregate. Become. Moreover, since the water binder ratio is ensured by 11 to 13% by weight, the fluidity is not lowered as compared with the conventional high-strength concrete, and the workability is not lowered.
高強度コンクリートは、常温よりも高い温度での養生(第一養生工程)をすることにより、圧縮強度が200N/mm以上のコンクリート部材を提供することができる。
さらに、200℃による加熱養生を行うことで、圧縮強度が略300N/mmのコンクリート部材を製造することができる。
High-strength concrete can provide a concrete member having a compressive strength of 200 N / mm 2 or more by curing at a temperature higher than room temperature (first curing step).
Furthermore, by performing heat curing at 200 ° C., a concrete member having a compressive strength of about 300 N / mm 2 can be manufactured.
そのため、例えば、高層コンクリート建物の柱として使用すれば、柱としての強度を低下させることなく小断面化が可能となるため、使用空間の自由化が広がる。また、構造物全体の軽量化が可能となるため、全体費用の低減化も可能となる。 Therefore, for example, if it is used as a pillar of a high-rise concrete building, it becomes possible to reduce the cross section without reducing the strength as a pillar, so that the use space can be liberalized. In addition, since the entire structure can be reduced in weight, the overall cost can be reduced.
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the above-described constituent elements can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
例えば、前記実施形態では、高強度コンクリートの養生を、常温よりも高い温度での養生とこれよりもさらに高い温度での加熱養生により行う場合について説明したが、いずれかの養生のみを行ってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where curing of high-strength concrete is performed by curing at a temperature higher than normal temperature and heating curing at a temperature higher than this has been described, but even if only one curing is performed Good.
また、前記実施形態では、コンクリート混合物の混練工程として、細骨材を含む粉体材料を混練してから、液体材料を投入し、さらに混練して所定の流動性が発現してから粗骨材と繊維を混練する方法としたが、混練工程における材料の投入の順序は限定されるものではなく、適宜設定して行えばよい。 Further, in the embodiment, as the kneading step of the concrete mixture, after the powder material containing the fine aggregate is kneaded, the liquid material is added and further kneaded to develop the predetermined fluidity before the coarse aggregate is developed. However, the order in which the materials are charged in the kneading step is not limited and may be set as appropriate.
以下、本実施形態に係る高強度コンクリートの有効性を確認するために実施した実験の方法と結果を示す。 Hereafter, the method and result of the experiment implemented in order to confirm the effectiveness of the high strength concrete which concerns on this embodiment are shown.
表1に実験で使用したコンクリートの配合を示す。 Table 1 shows the mix of concrete used in the experiment.
なお、表1の配合には空気量調整剤(ポリアルキレングリコール誘導体)を2.8kg/m3添加している。
使用材料の主要物性、成分等を以下に示す。
・低熱セメント(密度3.24g/cm3,比表面積3800cm2/g,けい酸二カルシウム含有量:54質量%,アルミン酸三カルシウム含有量:3質量%)
・フライアッシュ(密度2.28g/cm3,比表面積3920cm2/g,二酸化けい素含有量:60.4質量%)
・珪石粉(密度2.63g/cm3,比表面積8280cm2/g,二酸化けい素含有量:95.9質量%)
・シリカフューム(密度2.25g/cm3,比表面積16.6m2/g,二酸化けい素含有量:94.7質量%)
・細骨材(絶乾密度2.64g/cm3、最大寸法0.43mm)
・粗骨材(絶乾密度2.63g/cm3,最大寸法20mm)
・混和剤(ポリカルボン酸系高性能減水剤)
・空気量調整剤(ポリアルキレングリコール誘導体)を2.8kg/m3添加
In addition, 2.8 kg / m 3 of an air amount adjusting agent (polyalkylene glycol derivative) is added to the composition shown in Table 1.
The main physical properties and ingredients of the materials used are shown below.
・ Low heat cement (density 3.24 g / cm 3 , specific surface area 3800 cm 2 / g, dicalcium silicate content: 54 mass%, tricalcium aluminate content: 3 mass%)
・ Fly ash (density 2.28g / cm 3 , specific surface area 3920cm 2 / g, silicon dioxide content: 60.4% by mass)
-Silica powder (density 2.63g / cm 3 , specific surface area 8280cm 2 / g, silicon dioxide content: 95.9% by mass)
・ Silica fume (density 2.25g / cm 3 , specific surface area 16.6m 2 / g, silicon dioxide content: 94.7% by mass)
-Fine aggregate (absolute dry density 2.64g / cm 3 , maximum dimension 0.43mm)
・ Coarse aggregate (absolute density 2.63g / cm 3 , maximum dimension 20mm)
・ Admixture (polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent)
・ Add 2.8kg / m 3 of air volume regulator (polyalkylene glycol derivative)
混練方法
混練には,縦型ミキサ(容量30L)を用いた。使用材料のうちの粉体部分と細骨材を練り混ぜる乾燥混練を3分間行った後,液体部分を投入して湿潤混練を行った。ここでの混練時間は,電流計により測定したミキサ負荷電流がピークを示した後に減衰し,その後に安定するまでの時間とした。次に,鋼繊維と粗骨材を別々に投入し,それぞれ2分および1分30秒練り混ぜた。
養生方法
20℃の型枠養生工程を行った後,90℃を24時間保持した第一養生工程と190℃を6時間保持した第二養生工程を行った。加熱時の昇温速度は20℃/時以下,降温速度は10℃/時以下とした。
試験方法
練混ぜ性能の指標は,前記の液体部分を投入してから鋼繊維を投入するまでのミキサ負荷電流を測定し,ミキサ負荷電流がピークを示した後に減衰して,その後に安定した時に示した値に最初に到達するまでの時間とした。この時間を練混ぜ時間とした。
コンクリートの流動性は,JIS A 1171「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に準拠したミニスランプコーン(上端内径50mm,下端内径100mm,高さ150mm)によるモルタルフローにて測定した。測定は,混練時に粗骨材を投入する前のモルタルについて行った。なお,測定の際にモルタルへの加振は行っていない。モルタルの流動性の指標として,上記のモルタルフロー値が20cmに達する時間と,流動が停止したときのフロー値を測定した。
圧縮強度試験には,直径50mm,高さ100mmの円柱供試体を用いた。
Kneading method A vertical mixer (capacity 30 L) was used for kneading. Dry kneading in which the powder portion of the used material and the fine aggregate were kneaded was performed for 3 minutes, and then the liquid portion was added to perform wet kneading. The kneading time here was the time until the mixer load current measured with an ammeter decayed after it showed a peak and then stabilized. Next, steel fiber and coarse aggregate were added separately and kneaded for 2 minutes and 1 minute 30 seconds, respectively.
Curing Method After performing a mold curing process at 20 ° C., a first curing process in which 90 ° C. was maintained for 24 hours and a second curing process in which 190 ° C. was maintained for 6 hours were performed. The heating rate during heating was 20 ° C./hour or less, and the cooling rate was 10 ° C./hour or less.
Test method Mixing performance is measured by measuring the mixer load current from the time when the liquid part is charged until the steel fiber is charged, when the mixer load current shows a peak and then decays and then stabilizes. The time to reach the indicated value for the first time was used. This time was defined as the mixing time.
The fluidity of concrete was measured by mortar flow using a mini slump cone (top inner diameter 50 mm, lower end inner diameter 100 mm, height 150 mm) in accordance with JIS A 1171 “Testing method for polymer cement mortar”. The measurement was performed on the mortar before adding the coarse aggregate during kneading. The mortar was not vibrated during the measurement. As an indicator of mortar fluidity, the time when the mortar flow value reached 20 cm and the flow value when the flow stopped were measured.
A cylindrical specimen having a diameter of 50 mm and a height of 100 mm was used for the compressive strength test.
実験から得た,フライアッシュおよび珪石粉の総量に対する珪石粉の容積比(以下,単に容積比と称する)が,コンクリートの練混ぜ時間および圧縮強度に及ぼす影響を図-1に,容積比がコンクリートのフレッシュ性状に及ぼす影響を図-2に示す。
練混ぜ時間およびフレッシュ性状については,それぞれケース3(表1では単に3と表記、他も同様)で得た数値(練混ぜ時間22.4分、圧縮強度304N/mm2、モルタルフロー値37.1cm、20cmフロー到達時間3.1秒)を100%とした場合の比で表している。なお,ケース3の容積比は,圧縮強度300N/mm2以上を実現しつつ,これ以上の容積比とすると練混ぜ時間が徐々に増加し始め,フローの低下が現れる容積比であるため,これを100%とした。
容積比と圧縮強度の回帰式は上に凸の放物線状の傾向となった。容積比が0.0から上がるにつれて圧縮強度も増加していき,容積比がおよそ0.35〜0.40付近で圧縮強度は300N/mm2級に到達した。また,圧縮強度は容積比0.70〜0.75付近でピークとなり,その後は容積比1.0に向かうにつれて低下していく(図-1)。
練混ぜ時間は容積比の増加とともに大きくなる傾向となった(図-1)。フレッシュ性状については,容積比の増加とともにモルタルフロー値は小さくなり,20cmモルタルフロー到達時間は遅くなった(図-2)。容積比0.75を超えると,練混ぜ時間比がおよそ110%,20cmフロー到達時間比がおよそ125%を超え,練混ぜ性能および施工性に支障をきたすと考えられる。
Figure 1 shows the effect of the volume ratio of silica powder to the total amount of fly ash and silica powder (hereinafter simply referred to as volume ratio) obtained from experiments on the mixing time and compressive strength of concrete. Figure 2 shows the effect on the fresh properties.
Regarding mixing time and fresh properties, the values obtained in Case 3 (simply indicated as 3 in Table 1, the same applies to others) (mixing time 22.4 minutes, compressive strength 304 N / mm 2 , mortar flow values 37.1 cm, 20 cm) It is expressed as a ratio when the flow arrival time (3.1 seconds) is 100%. Note that the volume ratio of Case 3 is a volume ratio that realizes a compressive strength of 300 N / mm 2 or more, but if the volume ratio is higher than this, the mixing time begins to gradually increase, and the flow decreases. Was 100%.
The regression equation of the volume ratio and compressive strength showed an upwardly convex parabolic tendency. As the volume ratio increased from 0.0, the compressive strength increased. When the volume ratio was approximately 0.35 to 0.40, the compressive strength reached 300 N / mm 2 class. In addition, the compressive strength peaks around the volume ratio of 0.70 to 0.75, and then decreases as the volume ratio reaches 1.0 (Figure 1).
The mixing time tended to increase as the volume ratio increased (Figure 1). As for the fresh properties, the mortar flow value decreased as the volume ratio increased, and the 20 cm mortar flow arrival time was delayed (Figure 2). When the volume ratio exceeds 0.75, the mixing time ratio is approximately 110% and the 20cm flow arrival time ratio exceeds approximately 125%, which may impair the mixing performance and workability.
以上の結果から,圧縮強度300N/mm2以上を得るには,容積比を少なくとも0.35(より好ましくは0.40)以上とする必要がある。また,容積比が大きくなっていくと練混ぜ性能や施工性が低下していくため,良好な練混ぜ性能や施工性を得るには,容積比を少なくとも0.75(より好ましくは0.70)以下にする必要がある。
なお、表1に示すケース3と4は、この好ましい範囲にあり、その他のケース1、2、5は、この好ましい範囲外にある。
From the above results, the volume ratio needs to be at least 0.35 (more preferably 0.40) or more in order to obtain a compressive strength of 300 N / mm 2 or more. Also, as the volume ratio increases, the mixing performance and workability deteriorate, so to obtain good mixing performance and workability, the volume ratio should be at least 0.75 (more preferably 0.70) or less. There is a need.
Cases 3 and 4 shown in Table 1 are in this preferable range, and other cases 1, 2, and 5 are outside this preferable range.
フライアッシュと珪石粉を併用し,これらを最適な混合割合で用いることで,良好な施工性・流動性・練混ぜ性能を確保しつつ,300N/mm2以上の圧縮強度が得られる超高強度コンクリートを製造することができることが確認された。 By using fly ash and silica powder together and using them at the optimum mixing ratio, ultra-high strength can be obtained with compressibility of 300 N / mm 2 or more while ensuring good workability, fluidity and mixing performance. It was confirmed that concrete could be produced.

Claims (2)

  1. 1m当たり240〜290Lの範囲内で添加された低熱セメントと、
    1m当たり25〜80Lの範囲内で添加されたフライアッシュ
    1m当たり40〜90Lの範囲内で添加された珪石粉と、
    1m当たり70〜100Lの範囲内で添加されたシリカフュームと、
    1m当たり180〜290Lの範囲内で添加された細骨材と、
    1m当たり90〜120Lの範囲内で添加された粗骨材と、
    前記低熱セメントと前記フライアッシュまたは珪石粉と前記シリカフュームとを含む結合材に対する重量比が11〜13%となるように添加された水と、を混合してなるコンクリート混合体と、
    前記コンクリート混合体に対して外割りの容積比で0.5〜2%となるように添加された鋼繊維とを含み、前記フライアッシュおよび前記珪石粉の総量に対する前記珪石粉の容積比が0.35〜0.75であることを特徴とする、高強度コンクリート。
    Low heat cement added in the range of 240-290 L per m 3 ;
    And silica powder is added in the range of added fly ash 1 m 3 per 40~90L within a 1 m 3 per 25~80L,
    Silica fume added in the range of 70-100 L / m 3 ;
    A fine aggregate which is added in the range of 1 m 3 per 180~290L,
    And coarse aggregate that are added in the range of 1 m 3 per 90~120L,
    A concrete mixture obtained by mixing the low heat cement and water added so that the weight ratio to the binder containing the fly ash or silica stone powder and the silica fume is 11 to 13%;
    Steel fiber added so as to be 0.5 to 2% in an externally divided volume ratio with respect to the concrete mixture, and the volume ratio of the silica powder to the total amount of the fly ash and the silica powder is 0. .High-strength concrete, characterized in that it is 35-0.75.
  2. 請求項1に記載の高強度コンクリートを打設する打設工程と、
    前記高強度コンクリートを常温または常温よりも高い温度で養生する第一養生工程と、
    第一養生工程後に第一養生工程よりも高い温度で加熱養生を行う第二養生工程と、を含むことを特徴とする、コンクリート部材の製造方法。
    A placing step of placing the high-strength concrete according to claim 1;
    A first curing process for curing the high-strength concrete at room temperature or a temperature higher than room temperature;
    And a second curing step of performing heat curing at a temperature higher than that of the first curing step after the first curing step.
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