JP2016088778A

JP2016088778A - 高耐久性コンクリート

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Publication number: JP2016088778A
Application number: JP2014221977A
Authority: JP
Inventors: 剛朗石田; Takeaki Ishida; 晃希綿屋; Koki Wataya; 大和　功一郎; Koichiro Yamato; 功一郎大和; 雅宏山田; Masahiro Yamada; 功二山地; Koji Yamachi; 俊二津郷; Shunji Tsusato
Original assignee: Nihon Kogyo KK; Ube Industries Ltd
Current assignee: Nihon Kogyo KK; Ube Corp
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-05-23
Anticipated expiration: 2034-10-30
Also published as: JP6521608B2

Abstract

【課題】塩化物浸透抵抗性、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性、圧縮強度の全てを十分高水準に達成し得る高耐久性コンクリートを提供する。【解決手段】普通ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末とからなる結合材であって当該結合材１００質量部に対して高炉スラグ微粉末を３０〜７０質量部含む結合材と、フライアッシュと、硬質高炉スラグ細骨材を含む細骨材であって当該細骨材の体積基準で硬質高炉スラグ細骨材を４０〜１００体積％含む細骨材と、粗骨材と、化学混和剤と、水とを含有し、フライアッシュの含有量は結合材１００質量部に対して１０〜５０質量部であり、結合材の質量Ａに対する水の質量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が０．２〜０．６である高耐久性コンクリート。【選択図】なし

Description

本発明は、高耐久性コンクリートに関する。

近年、国や地方自治体の財政逼迫、インフラの安定的な供用などの観点から、鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物の長寿命化の必要性がより高まりつつある。ＲＣ構造物の経年劣化の主たる要因として、塩害や中性化、コンクリートの乾燥収縮によるひび割れの発生、凍害によるコンクリートの損傷などが挙げられ、ＲＣ構造物の劣化要因は多岐に渡る。

一方、資源有効利用・環境負荷低減を目的として、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末あるいは高炉スラグ細骨材等の産業副産物を、積極的にコンクリート材料として利用する動きも多く見られる。特許文献１は、高炉セメント、フライアッシュ、細骨材、粗骨材、混和剤及び水からなるコンクリート組成物に関するものであり、骨材に高炉スラグ骨材を１００％使用することで製鉄副産物のみでコンクリート組成物を構成することを特徴としている。

しかし、例えば非特許文献１では、細骨材を全量高炉スラグ細骨材とし、フライアッシュ粗粉を１０％細骨材置換したコンクリートにおいて、普通骨材を使用したコンクリートに比べ、アルカリ骨材反応抑制効果、塩化物イオン浸透深さの抑制効果は見られるものの、圧縮強度及び凍結融解抵抗性には劣ることが報告されている。

特開２００６−１６２１２号公報

小山田邦弘、藤原浩已、丸岡正知、川島顕、「各種リサイクル材料のコンクリートへの有効活用に関する研究」、コンクリート工学年次論文集、Ｖｏｌ.３１、Ｎｏ.１、ｐｐ.１９１５−１９２０、２００９

前述のように、フライアッシュ等の産業副産物をコンクリート材料として利用すると、例えば塩化物浸透抵抗性が向上すれば圧縮強度が低下するといった問題があった。塩化物浸透抵抗性、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性、圧縮強度といった性能を、いずれも向上させるようなコンクリート、あるいはコンクリートの製造方法は存在していなかった。

本発明は、塩化物浸透抵抗性、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性、圧縮強度の全てを十分高水準に達成し得る高耐久性コンクリートを提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、普通ポルトランドセメントの一部を高炉スラグ微粉末で置換し且つ混和材としてフライアッシュを使用するとともに、細骨材の少なくとも一部を硬質高炉スラグ細骨材で置換することが上記目的の達成に有用であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、普通ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末とからなる結合材であって当該結合材１００質量部に対して高炉スラグ微粉末を３０〜７０質量部含む結合材と、硬質高炉スラグ細骨材を含む細骨材であって当該細骨材の体積基準で硬質高炉スラグ細骨材を４０〜１００体積％含む細骨材と、フライアッシュと、粗骨材と、水と、化学混和剤とを含有し、フライアッシュの含有量は結合材１００質量部に対して１０〜５０質量部であり、結合材の質量Ａに対する水の質量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が０．２〜０．６である高耐久性コンクリートを提供する。当該高耐久性コンクリートによれば、塩化物浸透抵抗性、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性、圧縮強度の全てを十分高水準に達成できる。

上記効果が奏される主因について、本発明者らは、高炉スラグ微粉末とフライアッシュを併用することにより、コンクリート組織が高度に緻密化し、これにより、塩化物浸透抵抗性、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性、圧縮強度の全てを十分高水準に達成できると推測している。

上記高耐久性コンクリートを構成する成分の単位量（コンクリート１ｍ^３に含まれる量）は以下の範囲とすればよい。
・普通ポルトランドセメント１５０〜４５０ｋｇ／ｍ^３
・高炉スラグ微粉末１００〜３００ｋｇ／ｍ^３
・水１３０〜２００ｋｇ／ｍ^３
・フライアッシュ２０〜２５０ｋｇ／ｍ^３
・細骨材５００〜１５００ｋｇ／ｍ^３
・粗骨材５００〜１５００ｋｇ／ｍ^３

本発明の効果をより安定的且つより高水準に達成する観点から、上記高炉スラグ微粉末として以下の条件を満たすものを使用することが好ましい。なお、「密度」及び「ブレーン比表面積」はＪＩＳＲ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に準じて測定した値を意味する。
・密度２．８０〜３．００ｇ／ｃｍ^３
・ＳｉＯ_２量２５〜４０質量％
・Ａｌ_２Ｏ_３量１０〜２０質量％
・ＣａＯ量３５〜５０質量％
・ＳＯ_３量０．５〜３．５質量％
・ブレーン比表面積２７５０〜１００００ｃｍ^２／ｇ

本発明の効果をより安定的且つより高水準に達成する観点から、上記フライアッシュとして以下の条件を満たすものを使用することが好ましい。
・ＳｉＯ_２量５５〜７０質量％
・Ａｌ_２Ｏ_３量２０〜３０質量％
・Ｆｅ_２Ｏ_３量２〜１０質量％
・ＣａＯ量１〜５質量％
・ブレーン比表面積１０００〜５０００ｃｍ^２／ｇ

本発明の効果をより安定的且つより高水準に達成する観点から、上記硬質高炉スラグ細骨材として以下の条件を満たすものを使用することが好ましい。なお、「粗粒率」はＪＩＳＡ１１０２−２００６「骨材のふるい分け試験方法」に準じて測定した値を意味する。
・粗粒率２．３０〜２．９０
・ＳｉＯ_２量２５〜４０質量％
・Ａｌ_２Ｏ_３量１０〜２０質量％
・ＣａＯ量３５〜５０質量％

本発明によれば、塩化物浸透抵抗性、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性、圧縮強度の全てを十分高水準に達成し得る高耐久性コンクリートが提供される。

＜高耐久性コンクリート＞
本実施形態に係る高耐久性コンクリートは結合材と、細骨材と、フライアッシュと、粗骨材と、水と、化学混和剤とを含む。

（結合材）
上記結合材、普通ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末とからなる。普通ポルトランドセメントのブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜４８００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは２８００〜４０００ｃｍ^２／ｇ、更に好ましくは３０００〜３６００ｃｍ^２／ｇであり、特に好ましくは３２００〜３５００ｃｍ^２／ｇである。普通ポルトランドセメントのブレーン比表面積が２５００ｃｍ^２／ｇ未満では高耐久性コンクリートの硬化体の強度が低くなる傾向にあり、４８００ｃｍ^２／ｇを超えると低水セメント比での流動性が低下する傾向にある。

高炉スラグ微粉末は高炉水砕スラグを粉砕することによって得られるものである。高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積は好ましくは２７５０〜１００００ｃｍ^２／ｇであり、より好ましくは３５００〜７０００ｃｍ^２／ｇであり、更に好ましくは３５００〜５０００ｃｍ^２／ｇであり、特に好ましくは４５００〜５０００ｃｍ^２／ｇである。高炉スラグ微粉末の密度は、好ましくは２．８０〜３．００ｇ／ｃｍ^３であり、より好ましくは２．８１〜２．９９ｇ／ｃｍ^３であり、更に好ましくは２．８２〜２．９８ｇ／ｃｍ^３であり、特に好ましくは２．８４〜２．９６ｇ／ｃｍ^３である。

高炉スラグ微粉末の主成分は、ＣａＯ及びＳｉＯ_２である。高炉スラグ微粉末におけるＣａＯの含有率は好ましくは３５〜５０質量％であり、より好ましくは４０〜４８質量％である。高炉スラグ微粉末におけるＳｉＯ_２の含有率は好ましくは２５〜４０質量％であり、より好ましくは２８〜３５質量％である。高炉スラグ微粉末におけるＡｌ_２Ｏ_３の含有率は好ましくは１０〜２０質量％であり、より好ましくは１２〜１７質量％である。高炉スラグ微粉末におけるＳＯ_３の含有率は好ましくは０．５〜３．５質量％であり、より好ましくは１．０〜２．０質量％である。

高炉スラグ微粉末として、ＪＩＳＡ６２０６：２０１３に記載の品質「高炉スラグ３０００」、「高炉スラグ４０００」、「高炉スラグ６０００」及び「高炉スラグ８０００」のうち、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。高炉スラグ微粉末は例えば軟質高炉スラグを微粉砕することによって製造される。

結合材１００質量部に対する高炉スラグ微粉末の含有量は３０〜７０質量部であり、好ましくは３４〜６０質量部であり、より好ましくは３８〜５５質量部であり、更に好ましくは４０〜５０質量部である。高炉スラグ微粉末の含有量が３０質量部未満（ポルトランドセメントの含有量が７０質量部超）であると、塩化物浸透抵抗性の向上効果が薄くなる傾向にあり、高炉スラグ微粉末の含有量が７０質量部超（ポルトランドセメントの含有量が３０質量部未満）であると、圧縮強度や中性化に対する抵抗性が低下する傾向にある。

（フライアッシュ）
フライアッシュは、火力発電所で石炭を燃やしたときに発生する微細な石炭灰である。フライアッシュの主成分は、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３である。フライアッシュにおけるＳｉＯ_２の含有率は好ましくは５５〜７０質量％であり、より好ましくは５８〜６５質量％である。フライアッシュにおけるＡｌ_２Ｏ_３の含有率は好ましくは２０〜３０質量％であり、より好ましくは２１〜２６質量％である。フライアッシュはＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３以外の成分として、微量のＦｅ_２Ｏ_３、ＣａＯなどを含有する。フライアッシュのブレーン比表面積は好ましくは１０００〜５０００ｃｍ^２／ｇであり、より好ましくは１４００〜４６００ｃｍ^２／ｇであり、更に好ましくは１８００〜４２００ｃｍ^２／ｇであり、特に好ましくは２２００〜３８００ｃｍ^２／ｇである。このようなフライアッシュを用いることで、高耐久性コンクリートの高い圧縮強度、高い引張強度及び高い流動性を確保できる。

（細骨材）
細骨材として、硬質高炉スラグ細骨材を使用し、これと川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、石灰石骨材、高炉スラグ細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材等を併用してもよい。細骨材の体積基準で硬質高炉スラグ細骨材の配合量は４０〜１００体積％であり、好ましくは４６〜９０体積％であり、より好ましくは５２〜８５体積％であり、更に好ましくは６０〜８０体積％である。硬質高炉スラグ細骨材の配合量が４０体積％未満であると、塩化物浸透抵抗性の向上効果が薄くなる傾向にある。

硬質高炉スラグ細骨材の主成分は、ＣａＯ及びＳｉＯ_２である。硬質高炉スラグ細骨材におけるＣａＯの含有率は好ましくは３５〜５０質量％であり、より好ましくは４０〜４８質量％である。硬質高炉スラグ細骨材におけるＳｉＯ_２の含有率は好ましくは２５〜４０質量％であり、より好ましくは２８〜３８質量％である。硬質高炉スラグ細骨材におけるＡｌ_２Ｏ_３の含有率は好ましくは１０〜２０質量％であり、より好ましくは１２〜１７質量％である。

硬質高炉スラグ細骨材として、ＪＩＳＡ５０１１−１：２０１３に記載の区分「５ｍｍ高炉スラグ細骨材」、「２．５ｍｍ高炉スラグ細骨材」、「１．２ｍｍ高炉スラグ細骨材」及び「５〜０．３ｍｍ高炉スラグ細骨材」のうち、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。硬質高炉スラグ細骨材として高炉水砕スラグを使用できる。なお、高炉水砕スラグは、軽質で軽いもの（軟質高炉スラグ）と硬質で重いもの（硬質高炉スラグ）とに分類される。これらはスラグ温度、冷却水量及び水圧などをコントロールすることによって得ることができる。

（粗骨材）
粗骨材の量や、水の量は、目標圧縮強度、じん性、目標スランプに応じて適時変えればよい。粗骨材としては、砂利、砕石、石灰石骨材、高炉スラグ粗骨材、電気炉酸化スラグ粗骨材等を使用することができる。また、５ｍｍの篩いに８５質量％以上とどまる粗骨材がより好ましい。

（水）
水として、水道水、蒸留水又は脱イオン水などを使用すればよい。結合材（普通ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末の合計）の質量Ａに対する水の質量Ｂの比（Ｂ／Ａ）は０．２〜０．６であり、より好ましくは０．２４〜０．５６であり、更に好ましくは０．２８〜０．５０であり、特に好ましくは０．３２〜０．４５である。この質量比が０．２未満であると、所定のフレッシュ性状（流動性、空気量等）や成形性の確保が難しくなる傾向にあり、０．６を超えると、圧縮強度や耐久性が低下する傾向にある。

（化学混和剤）
化学混和剤としては、減水剤、ＡＥ剤、消泡剤、収縮低減剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、などが挙げられる。求められる性能に応じてこれらのうち、一種を単独で使用してもよいし、複数を組み合わせて使用してもよい。

上記減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を使用することができる。低水セメント比での流動性確保の観点から、減水剤として、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を用いることが好ましく、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を用いることがより好ましい。本実施形態に係る高耐久性コンクリートにおける減水剤の配合量は、結合材とフライアッシュの合計量１００質量部に対して好ましくは０．２〜２．０質量部、より好ましくは０．３〜１．５質量部、更に好ましくは０．４〜１．０質量部である。

上記消泡剤としては、特殊非イオン配合型界面活性剤、ポリアルキレン誘導体、疎水性シリカ、ポリエーテル系等が挙げられる。本実施形態に係る高耐久性コンクリートにおける消泡剤の配合量は、結合材とフライアッシュの合計量１００質量部に対して好ましくは０．００００〜０．０２０質量部、より好ましくは０．０００５〜０．０１５質量部、更に好ましくは０．０００８〜０．０１０質量部、特に好ましくは０．００１０〜０．０．００８質量部である。

＜高耐久性コンクリートの製造方法＞
本実施形態に係る高耐久性コンクリートの製造方法は、特に限定されないが、水、化学混和剤以外の材料の一部又は全部を予め混合しておき、次に、水、化学混和剤を添加してミキサに入れて練り混ぜる。コンクリートの練混ぜに使用するミキサは特に限定されず、コンクリート用ミキサ、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、グラウトミキサ等を使用することができる。

高耐久性コンクリートを構成する成分の単位量（コンクリート１ｍ^３に含まれる量）は以下の範囲とすればよい。
・普通ポルトランドセメント１５０〜４５０ｋｇ／ｍ^３
・高炉スラグ微粉末１００〜３００ｋｇ／ｍ^３
・水１３０〜２００ｋｇ／ｍ^３
・フライアッシュ２０〜２５０ｋｇ／ｍ^３
・細骨材５００〜１５００ｋｇ／ｍ^３
・粗骨材５００〜１５００ｋｇ／ｍ^３

ポルトランドセメントの単位量は上記のとおり好ましくは１５０〜４５０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは１７０〜４２０ｋｇ／ｍ^３であり、更に好ましくは１９０〜３８０ｋｇ／ｍ^３であり、特に好ましくは２００〜３５０ｋｇ／ｍ^３である。

高炉スラグ微粉末の単位量は上記のとおり好ましくは１００〜３００ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは１２０〜２８０ｋｇ／ｍ^３であり、更に好ましくは１４０〜２６０ｋｇ／ｍ^３であり、特に好ましくは１５０〜２５０ｋｇ／ｍ^３である。高炉スラグ微粉末の単位量が１００ｋｇ／ｍ^３未満であると、塩化物浸透抵抗性の向上効果が薄くなる傾向にあり、３００ｋｇ／ｍ^３を超えると、圧縮強度や中性化に対する抵抗性が低下する傾向にある。

水の単位量は上記のとおり好ましくは１３０〜２００ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは１４０〜１９０ｋｇ／ｍ^３であり、更に好ましくは１４５〜１８５ｋｇ／ｍ^３であり、特に好ましくは１５０〜１８０ｋｇ／ｍ^３である。

フライアッシュの単位量は上記のとおり好ましくは２０〜２５０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは４０〜２２０ｋｇ／ｍ^３であり、更に好ましくは６０〜２００ｋｇ／ｍ^３であり、特に好ましくは８０〜１８０ｋｇ／ｍ^３である。フライアッシュの単位量が２０ｋｇ／ｍ^３未満であると、塩化物浸透抵抗性、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性、圧縮強度の向上効果が薄くなる傾向にあり、２５０ｋｇ／ｍ^３を超えると、所定のフレッシュ性状（流動性、空気量等）や成形性の確保が難しくなる傾向にある。

細骨材の単位量は上記のとおり好ましくは５００〜１５００ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは５００〜１３００ｋｇ／ｍ^３であり、更に好ましくは５００〜１１００ｋｇ／ｍ^３であり、特に好ましくは５５０〜９００ｋｇ／ｍ^３である。

粗骨材の単位量は上記のとおり好ましくは５００〜１５００ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは６００〜１３００ｋｇ／ｍ^３であり、更に好ましくは６５０〜１２００ｋｇ／ｍ^３であり、特に好ましくは７００〜１１００ｋｇ／ｍ^３である。

上記実施形態に係る高耐久性コンクリートによれば、塩化物浸透抵抗性、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性、圧縮強度の全てを十分高水準に達成し得る。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
[１．使用材料］
以下に示す材料を使用した。
（１）結合材
・普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｃｍ^３、宇部三菱セメント株式会社製）
・高炉スラグ微粉末（密度２．９０ｇ／ｃｍ^３、ＣａＯ量４１．９質量％、ＳｉＯ_２量３１．６質量％、Ａｌ_２Ｏ_３量１４．０質量％、ＳＯ_３量１．７質量％、ブレーン比表面積４７６０ｃｍ^２／ｇ、ＪＩＳＡ６２０６高炉スラグ微粉末４０００相当、宇部興産株式会社製）
（２）混和材
・フライアッシュ（密度２．２１ｇ／ｃｍ^３、ＳｉＯ_２量６２．１質量％、Ａｌ_２Ｏ_３量２３．５質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３量５．４質量％、ＣａＯ量２．６質量％、ブレーン比表面積２９００ｃｍ^２／ｇ、ＪＩＳＡ６２０１フライアッシュＩＶ種相当、四国電力株式会社製）
（３）細骨材
・硬質高炉スラグ細骨材（密度２．５０ｇ／ｃｍ^３、粗粒率２．５１、株式会社神戸製鋼所製）
・海砂Ａ（密度２．５９ｇ／ｃｍ^３、粗粒率２．６６、福岡県産）
・海砂Ｂ（密度２．５７ｇ／ｃｍ^３、粗粒率２．９７、福岡県産）
・砕砂（密度２．６８ｇ／ｃｍ^３、粗粒率２．７１、硬質砂岩、福岡県産）
（４）粗骨材
・砕石（最大寸法２０ｍｍ、密度２．７０ｇ／ｃｍ^３、粗粒率６．６４、硬質砂岩、山口県産）
（５）化学混和剤
・商品名：マイテイ２１ＶＳ、高性能減水剤、花王株式会社製
・商品名：マイクロエア４０４、空気量調整剤、ＢＡＳＦジャパン株式会社製
（６）練混ぜ水
・上水道水

［２．コンクリートの配合］
前記材料を用いた、Ｎｏ.１〜１２のコンクリートの配合を表１に示す。
表中において、普通ポルトランドセメントはＮ、高炉スラグ微粉末はＢＦＳ、フライアッシュはＦＡ、単位水量はＷ、単位セメント量はＣ、単位結合材量はＢと表記する。また、配合Ｎｏ．２〜１２において、高炉スラグ微粉末／（普通ポルトランドセメント＋高炉スラグ微粉末）の質量比は４５％で一定であり、これは高炉セメントＢ種に相当することから、配合名はＢＢと表記する。
硬質高炉スラグ細骨材に関しては、細骨材（海砂＋砕砂＋硬質高炉スラグ細骨材）に対する体積（％）置換である。また、フライアッシュに関しては、結合材質量に対する割合（％）を細骨材に対して外割置換している。
配合Ｎｏ．１〜４及び６〜９においては海砂Ａを使用したが、配合Ｎｏ．５及び１０〜１２においては海砂Ｂを使用した。同一産地の海砂であるが、粒度が異なるため、配合Ｎｏ．１〜４及び６〜９では海砂と砕砂の体積比を８：２としたが、配合Ｎｏ．５及び１０〜１２では海砂と砕砂の体積比を４：６とした。また、配合Ｎｏ．１０〜１２においては、高流動配合とするため、粗骨材量を減じている。

［３．コンクリートの調整及び試験方法］
（１）コンクリートの練り混ぜ
表１に示した配合Ｎｏ．１〜１２のコンクリートの練り混ぜは次の手順で行った。すなわち、水平二軸強制練りミキサ内に、細骨材、粗骨材、結合材及び混和材を投入して３０秒間空練りした後、水（混和剤を含む）を加えて１２０秒間練り混ぜた。
（２）コンクリートのフレッシュ性状
配合Ｎｏ．１〜１２について、フレッシュコンクリートの性状試験として、スランプ、スランプフロー及び空気量を測定した。この結果を表２に示す。なお、スランプ試験はＪＩＳＡ１１０１「コンクリートのスランプ試験方法」に準じて実施し、スランプフロー試験はＪＩＳＡ１１５０「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準じて実施した。また、空気量は２．０％以下とした。

（３）コンクリート供試体の養生
コンクリート供試体の養生は、材齢初期に蒸気養生を行った。２０℃−４時間の前置きの後、昇温速度１０℃／ｈｒにて昇温、６０℃で３時間保持し、降温速度１０℃／ｈｒにて降温させた。材齢１日以降は２０℃の恒温室で気中養生した。
（４）塩水浸せき試験
土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｇ５７２−２００３「浸せきによるコンクリート中の塩化物イオンの見掛けの拡散係数試験方法（案）」に準拠して行った。直径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの円柱供試体の両端部を２．５ｃｍカットして高さ１５ｃｍとし、打設面以外をシリコン及びエポキシ樹脂でシーリングした後、１０％塩化ナトリウム水溶液に浸せきした。定期的にコンクリートを取り出して、深さ方向にコンクリートを切り出し、ＪＩＳＡ１１５４によりコンクリート中の塩化物イオン量を測定し、見掛けの拡散係数を算出した。
（５）圧縮強度試験
ＪＩＳＡ１１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて行い、材齢２８日での圧縮強度を測定した。
（６）長さ変化試験
ＪＩＳＡ１１２９−２「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」に準じて行い、乾燥収縮ひずみを測定した。ただし、乾燥開始材齢及び長さ変化の基長は材齢１日とした。
（７）促進中性化試験
ＪＩＳＡ１１５３「コンクリートの促進中性化試験方法」に準じて行い、中性化深さを測定した。
（８）凍結融解試験
ＪＩＳＡ１１４８「コンクリートの凍結融解試験方法」に準じて行い、相対動弾性係数を測定した。ただし、凍結融解試験に関してのみ、空気量を４．５〜６．０％として行った。

［４．試験結果］
塩水浸せき試験結果として、塩水浸せき１か月及び３か月の塩化物イオンの見掛けの拡散係数を表３に、圧縮強度及びその他の耐久性試験結果を表４に示す。

比較例１及び２は、普通ポルトランドセメント及び高炉セメントＢ種相当の結合材を使用した基準コンクリートである。比較例３〜６は硬質高炉スラグ細骨材を、細骨材（海砂＋砕砂＋硬質高炉スラグ細骨材）に対して３０〜７０％体積置換したコンクリート、比較例７〜９は、結合材質量に対して１０〜３０質量％のフライアッシュを、細骨材に対して外割置換したコンクリートである。実施例１〜３は、硬質高炉スラグ細骨材７０％細骨材体積置換と、フライアッシュ３０％外割置換を組み合わせたコンクリートであり、水結合材比（Ｗ／Ｂ）を変化させている。

［５．評価］
表３より、塩水浸せき１か月及び３か月での見掛けの拡散係数を比較すると、比較例に比べ、実施例の塩化物イオンの見掛けの拡散係数は小さい値となっており、実施例は塩化物浸透抵抗性に優れる。
表４より、材齢２８日での圧縮強度を比較すると、比較例に比べ、実施例の圧縮強度はいずれも大きな値となっており、実施例は圧縮強度に優れる。
乾燥期間６か月での乾燥収縮ひずみを比較すると、比較例に比べ、実施例の乾燥収縮ひずみはいずれも小さな値となっており、実施例は乾燥収縮抑制に優れる。
促進中性化期間３か月での中性化深さを、高炉セメントＢ種相当の結合材をベースとする配合間で比較すると、比較例２に比べ、実施例１および３の中性化深さはいずれも小さな値となっている。また、普通ポルトランドセメントベースの比較例１と比較すると、中性化深さは、水結合材比の小さな実施例１では小さくなるが、水結合材比の大きな実施例３では大きくなる。よって、本実施例のコンクリートは中性化抵抗性に優れており、一般的に中性化抵抗性の低い高炉セメントＢ種相当の結合材をベースにした場合においても、普通ポルトランドセメントを結合材としたコンクリートと同等の中性化抵抗性を得ることが可能となる。
凍結融解３００サイクル終了時の相対動弾性係数を比較すると、比較例では１００％から値が大きく低下しているのに対し、実施例では１００％からほとんど変化が見られておらず、実施例は凍害に対する抵抗性に優れる。
以上より、本実施例のコンクリートは、塩化物浸透抵抗性、圧縮強度、乾燥収縮抑制、中性化及び凍害に対する抵抗性に優れた高耐久性コンクリートであることが確認できる。これは、硬質高炉スラグ細骨材とフライアッシュを、細骨材の一部として併用することにより、コンクリート組織が極めて緻密化するためである。

Claims

普通ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末とからなる結合材であって当該結合材１００質量部に対して前記高炉スラグ微粉末を３０〜７０質量部含む結合材と、
フライアッシュと、
硬質高炉スラグ細骨材を含む細骨材であって当該細骨材の体積基準で前記硬質高炉スラグ細骨材を４０〜１００体積％含む細骨材と、
粗骨材と、
化学混和剤と、
水と、
を含有し、
前記フライアッシュの含有量は前記結合材１００質量部に対して１０〜５０質量部であり、
前記結合材の質量Ａに対する前記水の質量Ｂの比（Ｂ／Ａ）が０．２〜０．６である高耐久性コンクリート。
１ｍ^３中に
前記普通ポルトランドセメントを１５０〜４５０ｋｇ、
前記高炉スラグ微粉末を１００〜３００ｋｇ、
前記水を１３０〜２００ｋｇ、
前記フライアッシュを２０〜２５０ｋｇ、
前記細骨材を５００〜１５００ｋｇ、
前記粗骨材を５００〜１５００ｋｇ含む、請求項１に記載の高耐久性コンクリート。
前記高炉スラグ微粉末は
密度が２．８０〜３．００ｇ／ｃｍ^３、
ＳｉＯ_２量が２５〜４０質量％、
Ａｌ_２Ｏ_３量が１０〜２０質量％、
ＣａＯ量が３５〜５０質量％、
ＳＯ_３量が０．５〜３．５質量％、
ブレーン比表面積が２７５０〜１００００ｃｍ^２／ｇである、請求項１又は２に記載の高耐久性コンクリート。
前記フライアッシュは
ＳｉＯ_２量が５５〜７０質量％、
Ａｌ_２Ｏ_３量が２０〜３０質量％、
Ｆｅ_２Ｏ_３量が２〜１０質量％、
ＣａＯ量が１〜５質量％、
ブレーン比表面積が１０００〜５０００ｃｍ^２／ｇである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の高耐久性コンクリート。
前記硬質高炉スラグ細骨材は、
粗粒率が２．３０〜２．９０、
ＳｉＯ_２量が２５〜４０質量％、
Ａｌ_２Ｏ_３量が１０〜２０質量％、
ＣａＯ量が３５〜５０質量％、
である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の高耐久性コンクリート。