JP2018203552A - 高耐久速硬性コンクリート組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕速硬性モルタル材と膨張性頁岩の焼成物からなる人工軽量粗骨材を含むコンクリート組成物であって、該速硬性モルタル材がポルトランドセメント、速硬材、細骨材、および凝結調整剤を含み、上記人工軽量粗骨材の含有量が該モルタル材に対して20〜52質量%であることを特徴とする高耐久速硬性コンクリート組成物。
〔2〕水結合材比38.5〜47.1%ないし水モルタル材比13.5%〜16.5%において、材齢28日の静弾性係数21.5〜31.5kN/mm2、および材齢3時間の圧縮強度24N/mm2以上のコンクリート床版補修用のコンクリートを形成する上記[1]に記載するコンクリート組成物。
〔3〕速硬性モルタル材が、ポルトランドセメント、速硬材、細骨材、および凝結調整剤を含み、ポルトランドセメント100質量部に対して、速硬材10〜200質量部、細骨材50〜500質量部、凝結調整剤0.5〜8.0質量部である上記[1]または上記[2]に記載するコンクリート組成物。
〔4〕減水剤を速硬性モルタル材の0.1〜0.6質量%含有する上記[1]〜上記[3]の何れかに記載するコンクリート組成物。
〔5〕増粘保水剤を速硬性モルタル材の0.1〜0.5質量%含有する上記[1]〜上記[4]の何れかに記載するコンクリート組成物。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明のコンクリート組成物は、速硬性モルタル材と膨張性頁岩の焼成物からなる人工軽量粗骨材を含むコンクリート組成物であって、該速硬性モルタル材がポルトランドセメント、速硬材、細骨材、および凝結調整剤を含み、上記人工軽量粗骨材の含有量が該モルタル材に対して20〜52質量%であることを特徴とする高耐久速硬性コンクリート組成物である。
〔使用材料およびコンクリートの調製〕
表1に示す材料を、表2に示す量比に配合して速硬性モルタル材をプレミックスした。この速硬性モルタル材に、膨張性頁岩原料の人工軽量粗骨材を所定量加えて30秒空練りした。空練り後、所定量の水を加えて180秒本練りを行ってコンクリートを調製した。該コンクリートの基本配合を表3に示す。調製したコンクリートについて、表4に示す試験を行った。
表3の基本配合に従い、速硬性モルタル材(M)と膨張性頁岩原料の人工軽量粗骨材(G)の質量比を表5に示すように変更してコンクリートを調製した。増粘保水剤(5514)の配合量はモルタル材に対して0.5質量%であり、減水剤(FS10)はスランプが12cm前後になる量である。調製したコンクリートの物性を測定した。この試験結果を表6に示した。
表6に示すように、速硬性モルタル材(M)に対して膨張性頁岩原料の人工軽量粗骨材(G)を20〜52質量%含有する試料A2〜A7は、良好なスランプ(11.0〜12.5cm)が得られる。また、材齢3時間圧縮強度が24N/mm2以上であり、材料28日の静弾性係数が規格の範囲内(26.5±5.0kN/mm2)である。さらに、300サイクル後の相対動弾性係数は80%以上であり、優れた凍結融解抵抗性を有する。
一方、人工軽量粗骨材(G)の含有量が、速硬性モルタル材(M)に対して、15質量%の比較試料A1は静弾性係数が目的の範囲より大きくなり、一方、この含有量が55質量%の比較試料A8は所要のスランプが得られず、静弾性係数が目的の範囲より小さくなり、何れも本発明の範囲から外れる。
表3に示す配合において、増粘保水剤(5514)を速硬性モルタル材に対して、0〜0.7質量%の範囲で添加して練混ぜたコンクリートを調製した。減水剤の添加量はゼロである。調製したコンクリートの物性を測定した。試験環境温度は20℃である。この試験結果を表7に示した。
表7に示すように、増粘保水剤が無添加では凍結融解抵抗性が低い。増粘保水剤の添加量が0.2〜0.3質量%の試料B2、B3は材齢28日の圧縮強度が64N/mm2以上であり、静弾性係数が規格の範囲内(26.5±5.0kN/mm2)であって、300サイクル後の相対動弾性係数は66%以上であり、十分な凍結融解抵抗性を有する。一方、増粘保水剤の添加量が0.5質量%ではスランプが7.5cmであるが、添加量が0.7質量%ではスランプが6cmになり、施工性が大幅に低下する。従って、増粘保水剤の添加量は0.5質量%以下が好ましい。また、増粘保水剤の添加量が0.1質量%では上記相対動弾性係数は60%程度が見込まれるので、増粘保水剤を添加する場合には、その添加量はモルタル材の0.1〜0.5質量%が好ましい。
表3に示す配合において、減水剤(FS10)を速硬性モルタル材に対して、無添加から0.7質量%の範囲で添加して練混ぜたコンクリートを調製した。増粘保水剤(5514)の添加量は速硬性モルタル材に対して0.5質量%である。調製したコンクリートの物性を測定した。試験環境温度は20℃である。この試験結果を表8に示した。
表8に示すように、減水剤が無添加でスランプが7.5cmであるとき、減水剤を0.2質量%添加するとスランプは8.5cmに増加する。減水剤の添加量が0.1質量%ではスランプは約8cmが見込まれるので、減水剤の添加量は0.1質量%以上が好ましい。一方、減水剤の添加量が0.7質量%以上になると、スランプは15.5cm以上に大きくなる。減水剤の添加量が0.6質量%ではスランプは約13cm程度が見込まれるので、減水剤を添加する場合には、その添加量はモルタル材の0.1〜0.6質量%が好ましい。
なお、減水剤の添加量が0.2〜0.5質量%の試料C2、C3は材齢28日の圧縮強度が64N/mm2以上であって、静弾性係数が規格の範囲内(26.5±5.0kN/mm2)である。さらに、300サイクル後の相対動弾性係数は84%以上であり、優れた凍結融解抵抗性を有する。
表3に示す配合において、増粘保水剤(5514)を速硬性モルタル材に対して0.3質量%添加して練混ぜ、本発明のコンクリートを調製した。このコンクリートの物性を測定した。試験の環境温度は、5℃、20℃、35℃の3水準とした。試験結果を表9に示す。
表9に示すように、調製したコンクリートは環境温度5℃〜35℃において、材齢3時間の圧縮強度は24N/mm2以上、材齢28日の静弾性係数は目標値の範囲内、凍結融解300サイクル後の相対動弾性係数は70以上であり、上記環境温度の変化に対して安定であり、夏期および冬期の工事ともに対応できることが確認された。
天然軽量粗骨材(榛名産火山礫、最大寸法15mm)を用いて速硬コンクリートを調製した。天然軽量粗骨材は表10に示す配合比で加え、増粘保水剤(5514)を速硬性モルタル材に対して0.5質量%添加し、減水剤(FS10)の添加率はスランプが12cm前後になるように調整した。調製した速硬コンクリートの物性を測定した。この結果を表11に示した。
表11に示すように、天然軽量骨材を使用した速硬コンクリートは、材料28日の静弾性係数が規格の範囲(26.5±5.0kN/mm2)から外れる。これは骨材の密度が小さく、骨材強度が低いためと推察される。また300サイクル後の相対動弾性係数は60%以下であり、凍結融解抵抗性が低い。これは骨材の吸水率が高いため、骨材中の水が凍結融解作用に悪影響を及ぼすものと推察される。
Claims (5)
- 速硬性モルタル材と膨張性頁岩の焼成物からなる人工軽量粗骨材を含むコンクリート組成物であって、該速硬性モルタル材がポルトランドセメント、速硬材、細骨材、および凝結調整剤を含み、上記人工軽量粗骨材の含有量が該モルタル材に対して20〜52質量%であることを特徴とする高耐久速硬性コンクリート組成物。
- 水結合材比38.5〜47.1%ないし水モルタル材比13.5%〜16.5%において、材齢28日の静弾性係数21.5〜31.5kN/mm2、および材齢3時間の圧縮強度24N/mm2以上のコンクリート床版補修用のコンクリートを形成する請求項1に記載するコンクリート組成物。
- 速硬性モルタル材が、ポルトランドセメント、速硬材、細骨材、および凝結調整剤を含み、ポルトランドセメント100質量部に対して、速硬材10〜200質量部、細骨材50〜500質量部、凝結調整剤0.5〜8.0質量部である請求項1または請求項2に記載するコンクリート組成物。
- 減水剤を速硬性モルタル材の0.1〜0.6質量%含有する請求項1〜請求項3の何れかに記載するコンクリート組成物。
- 増粘保水剤を速硬性モルタル材の0.1〜0.5質量%含有する請求項1〜請求項4の何れかに記載するコンクリート組成物。
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