JP2016098140A - 高強度コンクリート組成物及び高強度コンクリート硬化体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セメントと、無機質微粉末と、水と、細骨材と、粗骨材と、減水剤と、消泡剤と、金属微粉末とを含む高強度コンクリート組成物であって、前記セメントは、C3Sを10.0質量%〜70.0質量%及びC2Sを10.0質量%〜70.0質量%含有し、前記無機質微粉末はシリカフュームを含有する、高強度コンクリート組成物である。また、15〜25℃の気中で1日間〜5日間養生を行う前養生工程と、20〜60℃の水中または気中で1日間〜7日間養生を行う一次養生工程と、80℃〜200℃の水中または気中で1日間〜21日間養生を行う二次養生工程とを含む、高強度コンクリート硬化体の製造方法である。
【選択図】 なし
Description
例えば、上記の材料よりもさらに圧縮強度の高い材料が得られれば、柱部材の受け持つ荷重をさらに増大することができるため、構造物における柱の数を減らすことができ、その結果、構造物の居住空間をさらに広げられるとともに、設計や意匠性の自由度がさらに高まることが考えられる。
そこで、本発明は、従来の技術にくらべて、大掛かりかつ特殊な製造設備を必要とせず、より高強度である高強度コンクリート組成物及び高強度コンクリート硬化体の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は前記高強度コンクリート組成物を、15〜25℃の気中で1日間〜5日間養生を行う前養生工程と、20〜60℃の水中または気中で1日間〜7日間養生を行う一次養生工程と、80℃〜200℃の水中または気中で1日間〜21日間養生を行う二次養生工程とを含む、高強度コンクリート硬化体の製造方法を提供する。
また、本発明は、更に、80℃〜200℃の気中で1〜21日間養生を行う三次養生工程を含む、高強度コンクリート硬化体の製造方法を提供する。
このような高強度コンクリート硬化体の製造方法によれば、従来にない、非常に高い圧縮強度を有す高強度コンクリート硬化体を製造することができる。
本実施形態の高強度コンクリート組成物は、セメントと、無機質微粉末としてシリカフュームと、水と、細骨材と、粗骨材と、減水剤と、消泡剤と、金属微粉末とを含むものである。
シリカフュームのBET比表面積は、好ましくは10〜30m2/g、より好ましくは13〜28m2/g、更に好ましくは14〜26m2/g、特に好ましくは15〜24m2/gである。このようなシリカフュームを用いることで、高強度コンクリート組成物の高い圧縮強度及び高い流動性を確保しやすくなる。
骨材等を使用することができる。なお、細骨材の粒度は、10mmふるいを全部通り、5
mmふるいを85質量%以上通過するものが好ましい。
粗骨材としては、特に制限されないが、砂利、砕石、石灰石骨材、高炉スラグ粗骨材等を使用することができる。なお、粗骨材の粒度は、5mmの篩いに85質量%以上とどまるものが好ましい。
金属微粉末の形状は、直径が好ましくは5μm〜500μm、より好ましくは10μm〜420μm、更に好ましくは15μm〜400μm、特に好ましくは20μm〜380μmである。長さは好ましくは5μm〜5.0mm、より好ましくは20μm〜4.0mm、更に好ましくは30μm〜3.8mm、特に好ましくは50μm〜3.5mmである。以上の範囲であれば、高い圧縮強度及び高い流動性を十分に確保出来る。
本実施形態の高強度コンクリート硬化体の製造方法は、上記高強度コンクリート組成物を、15〜25℃の気中で1日間〜5日間養生を行う前養生工程と、20〜60℃の水中または気中で1日間〜7日間養生を行う一次養生工程と、80℃〜200℃の水中または気中で1日間〜21日間養生を行う二次養生工程とを含む。
前養生工程は、好ましくは16〜24℃、より好ましくは17〜23℃、更に好ましくは18〜22℃、特に好ましくは19〜21℃の気中で、好ましくは1.5〜4日間、より好ましくは2.0〜3.5日間、更に好ましくは2.5〜3.3日間養生を行う。以上の範囲であれば、高い圧縮強度及び高い流動性を十分に確保出来る。
三次養生工程は、好ましくは80〜200℃、より好ましくは83〜190℃、更に好ましくは85〜185℃、特に好ましくは90〜180℃の気中で、好ましくは1〜21日間、より好ましくは3〜19日間、更に好ましくは5〜17日間、特に好ましくは7〜15日間養生を行う。
水中の場合、温水、気中の場合、蒸気養生装置、オートクレーブ、乾燥機などが使用出来る。三次養生工程では、水中よりも気中養生の方が、強度増進の観点からより好ましい。以上の範囲であれば、高い圧縮強度及び高い流動性を十分に確保出来る。
実施例及び比較例のモルタル組成物を作製するために、以下に示す材料を準備した。
使用した2種類のセメントの化学成分を、JIS R 5202−2010「セメントの化学分析方法」に従い測定し、鉱物組成を下記のボーグ式により算出した。得られたセメントの鉱物組成を表1に示す。
C2S量=(2.87×SiO2)−(0.754×C3S)
C3A量=(2.65×Al2O3)−(1.69×Fe2O3)
C4AF量=3.04×Fe2O3
(A)シリカフュームA:密度2.2g/cm3,BET比表面積22.8m2/g
(A)砕石1305(安山岩):密度2.62g/cm3、粗粒率2.80、吸水率2.5質量%
(B)砕石1305(硬質砂岩):絶乾密度2.65g/cm3、粗粒率6.51、吸水率0.61質量%
(7)消泡剤:特殊非イオン配合型界面活性剤
(8)金属微紛末:
カットスチールウール:日本スチールウール社製、直径20〜30μm、長さ0.1〜3mm、密度7.85g/cm3
(9)練混ぜ水(W):上水道水
高強度コンクリート組成物の作製を、表3の配合組成に基づき、以下の通りに行った。
練り混ぜた高強度コンクリート組成物は、型枠に充填後、20℃、湿度約70%の気中で3日間養生(前養生工程)後、脱型し、40℃の水中で3日の一次養生の工程を実施した。その後、二次養生として、98℃の温水中で7日間養生し、更に、その後、三次養生として、7日間、98℃の乾燥機で乾燥させた。これらの養生を行い、高強度コンクリート硬化体を作製した。
(1)フレッシュ性状
(試験方法)
比較例1〜3および実施例1〜4の配合で作製した高強度コンクリート組成物を用いて、スランプフローを測定した。スランプフローは、JIS A 1150−2007「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準じて測定した。
JIS A 1132−2006「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準じて5cm×10cmの円柱供試体を作製し、JIS A 1108−2006「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて高強度コンクリート硬化体の圧縮強度試験を実施した。
表4に、スランプフローおよび圧縮強度試験結果を示す。
これに対して、実施例1のように、金属微紛末を混入することによって、特に三次養生時の強度の増大量が大きくなり、三次養生後に289N/mm2と高い圧縮強度が得られた。
実施例2〜3のように、セメント種類を変えた場合にも、三次養生後で270N/mm2以上の高い圧縮強度が得られた。
実施例4は、実施例3に対して水結合材比を1質量%程低下させたものであるが、強度は若干増大した。
Claims (8)
- セメントと、無機質微粉末と、水と、細骨材と、粗骨材と、減水剤と、消泡剤と、金属微粉末とを含む高強度コンクリート組成物であって、
前記セメントは、C3Sを10.0質量%〜70.0質量%及びC2Sを10.0質量%〜70.0質量%含有し、前記無機質微粉末はシリカフュームを含有することを特徴とする高強度コンクリート組成物。 - 前記金属微粉末は、カットスチールウールである、請求項1に記載の高強度コンクリート組成物。
- 前記金属微粉末は、直径が5μm〜500μm及び長さが5μm〜5.0mmであり、前記高強度コンクリート組成物に対して1.0体積%〜5.0体積%含む、請求項1又は2に記載の高強度コンクリート組成物。
- 前記シリカフュームのBET比表面積が10〜30m2/gである、請求項1〜3の何れか1項に記載の高強度コンクリート組成物。
- 前記セメントと前記無機質微粉末の合計量100質量%中に、前記シリカフュームを5質量%〜35質量%含む、請求項1〜4の何れか1項に記載の高強度コンクリート組成物。
- 前記セメントと前記無機質微粉末の合計量100質量部に対して、水を9質量部〜20質量部及び減水剤を1.0質量部〜6.0質量部含む、請求項1〜5の何れか1項に記載の高強度コンクリート組成物。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の高強度コンクリート組成物を、15〜25℃の気中で1日間〜5日間養生を行う前養生工程と、20〜60℃の水中または気中で1日間〜7日間養生を行う一次養生工程と、80℃〜200℃の水中または気中で1日間〜21日間養生を行う二次養生工程とを含む、高強度コンクリート硬化体の製造方法。
- 更に、80℃〜200℃の気中で1日間〜21日間養生を行う三次養生工程を含む、請求項7に記載の高強度コンクリート硬化体の製造方法。
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