JP2021038104A - セメント組成物の製造方法、及び、セメント組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態においては、超高強度コンクリートのセメント組成物に混入させる材料やその材料の混入量に対してセメント組成物の自己収縮ひずみ比(詳細は後述する)がいくらになるかを算出した式からセメント組成物に混入させる材料と混入量を決め、超高強度コンクリートのセメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法である。
本実施形態においては、目的とするセメント組成物の材料や混入量に対する自己収縮ひずみ比を算出するための算出式を試験した実測値から求める(準備ステップ)。具体的には、いくつかの算出式用試験体(以下、単に試験体ともいう)を製作して、試験体の自己収縮ひずみを測定し、かかる測定値から算出式を求める。
次に、試験体であるベースセメント組成物及び算出式用セメント組成物(実施例1〜5)の自己収縮ひずみを測定するための試験について説明する。本実施形態においては、自己収縮試験の他に、スランプフロー試験、圧縮強度試験、ひび割れ目視検査を行う(図1のステップS2)。以下、それぞれの試験内容について説明する。
ここに、ε1:埋め込みひずみ計から得られた材齢28日のひずみ
(埋め込み型ひずみ計の温度補正後のひずみの値)
γ:コンクリートの熱膨張係数(一般に10×10−6/℃)
ΔT:熱電対より得られた材齢28日の試験体の温度と打ち込み温度との差(℃)
スランプフロー試験は、試験体のフレッシュ性状における流動性に問題がないかを確認するために行う試験であって、JIS A 1150「コンクリートのスランプフロー試験」に基づいて行われる。スランプフローは、57cm〜68cm(57cm以上68cm以下を示す。以下同様とする)であればよい。
上記した実施例1〜5の試験結果について図4、図5を用いて説明する。図4は、実施例1〜5の自己収縮試験、スランプフロー試験、及び圧縮強度試験の結果である。図5は後述する。
以下では、上記の試験結果からセメント組成物の自己収縮ひずみ比を算出するための算出式を求める。具体的には、試験体である実施例1〜5のベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対する算出式用セメント組成物の自己収縮ひずみの比を取って試験体の自己収縮ひずみ比とし、試験体の自己収縮ひずみ比と試験体の鋼繊維の混入量及び繊維強度とから、セメント組成物(目的とするセメント組成物)の自己収縮ひずみ比をセメント組成物(目的とするセメント組成物)の鋼繊維の混入量と鋼繊維の繊維強度とで算出するための算出式を求める(図1のステップS3)。
なお、次式のように変換することにより、セメント組成物の自己収縮ひずみを求めることが可能である。
式(1)((1−1))を用いると混入量と繊維強度から自己収縮ひずみ比(自己収縮ひずみ)を算出することができる。つまり、かかる算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する(製造ステップ。図1のステップS4)。
次に、上記の算出式(1)に具体的な数値を代入してセメント組成物の製造方法を説明する。すなわち、製造ステップについて数値を用いて具体的に説明する。以下では、一例として、自己収縮ひずみ比が材齢28日において0.765以下になるように軟鋼繊維DRを混入し、係数bを0.00254、係数cを0.00006とする(かかる係数の値は、図6のパラメータを用いた重回帰分析で求めた値である)。
次に、軟鋼繊維DRの繊維強度が1440±216(N/mm2)なので、式(1−2)の繊維強度に1440を代入して次式を求める。
そして、自己収縮ひずみ比が0.765以下となるような混入量を式(1−3)から求める。例えば、混入量に60を代入すると自己収縮ひずみ比が0.761となり、目的の0.765以下となる。すなわち、軟鋼繊維DRを60kg/m3混入して、セメント組成物を製造すれば目的のセメント組成物を製造することができる。
次に、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様な説明となる部分については説明を省略する。
なお、次式のように変換することにより、セメント組成物の自己収縮ひずみを求めることが可能である。
第2実施形態においては、式(2)((2−1))を用いると混入量と繊維強度から自己収縮ひずみ比(自己収縮ひずみ)を算出することができる。つまり、かかる算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する。
次に、第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様な説明となる部分については説明を省略する。図9は、水結合材比が反映された算出式を求める準備ステップと目的とするセメント組成物の製造ステップを示したフロー図である。
なお、次式のように変換することにより、セメント組成物の自己収縮ひずみを求めることが可能である。
第3実施形態においては、式(3)((3−1))を用いると混入量と繊維強度から自己収縮ひずみ比(自己収縮ひずみ)を算出することができる。つまり、かかる算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する(図9のステップS4)。
次に、第4実施形態について説明する。なお、第3実施形態と同様な説明となる部分については説明を省略する。
なお、次式のように変換することにより、セメント組成物の自己収縮ひずみを求めることが可能である。
第4実施形態においては、式(4)((4−1))を用いると混入量と繊維強度から自己収縮ひずみ比(自己収縮ひずみ)を算出することができる。つまり、かかる算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する。
上記実施形態においては、鋼繊維として軟鋼繊維DRと硬鋼繊維HDRの2種類を使用している。ここで、鋼繊維の物性値として軟鋼繊維DRの物性値と硬鋼繊維HDRの物性値をまとめると、フック型鋼繊維であり、引張強度が1000〜4000N/mm2、繊維径が0.30〜0.70mm、繊維長が28〜38mmとなる。
上記実施形態においては、収縮低減剤一液型高性能減水剤SRと鋼繊維とを混入し、膨張材を混入せずに、セメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法であって、高性能減水剤SPを混入したベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対するセメント組成物の自己収縮ひずみの比である自己収縮ひずみ比を、鋼繊維の混入量と鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出するための算出式を準備する準備ステップと、算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する製造ステップと、を有することとした。そのため、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
B 結合材
G 粗骨材
S 細骨材
PP 有機繊維
SP 高性能減水剤
SR 収縮低減剤一液型高性能減水剤
DR 軟鋼繊維(軟鋼製フック型鋼繊維)
HDR 硬鋼繊維(硬鋼製フック型鋼繊維)
W/B 水結合材比
Claims (11)
- 収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維とを混入し、膨張材を混入せずに、セメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法であって、
高性能減水剤を混入したベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対する前記セメント組成物の自己収縮ひずみの比である自己収縮ひずみ比を、前記鋼繊維の混入量と前記鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出するための算出式を準備する準備ステップと、
前記算出式に基づいて前記混入量と前記繊維強度を決めて、前記セメント組成物を製造する製造ステップと、
を有することを特徴とするセメント組成物の製造方法。 - 請求項1に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記算出式は、鋼繊維の混入量と、鋼繊維の繊維強度とをパラメータとした回帰式を用いて求められることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記算出式は、自己収縮ひずみ比=1.0−a×混入量kg/m3×繊維強度N/mm2、であることを特徴とするセメント組成物の製造方法(ただし、a>0)。 - 請求項1又は請求項2に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記算出式は、自己収縮ひずみ比=1.0−b×混入量kg/m3−c×繊維強度N/mm2、であることを特徴とするセメント組成物の製造方法(ただし、b>0、c>0)。 - 請求項1又は請求項2に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記算出式は、
前記自己収縮ひずみ比を、前記混入量と、前記繊維強度と、水結合材比と、に基づいて算出するための式であることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 - 請求項5に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記算出式は、自己収縮ひずみ比=1.0−d×混入量kg/m3×繊維強度N/mm2/水結合材比%、であることを特徴とするセメント組成物の製造方法(ただし、d>0)。 - 請求項5に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記算出式は、自己収縮ひずみ比=0.5−e×混入量kg/m3−f×繊維強度N/mm2+g×水結合材比%、であることを特徴とするセメント組成物の製造方法(ただし、e>0、f>0、g>0)。 - 請求項1に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記算出式が、試験体の自己収縮ひずみ比と、鋼繊維の混入量と、鋼繊維の繊維強度と、を用いて機械学習された情報であることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のセメント組成物の製造方法であって、
前記自己収縮ひずみ比は、0.50〜0.90であることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 - 膨張材を含まず、収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維とを含むセメント組成物であって、
前記鋼繊維は、フック型鋼繊維であり、混入量が20〜160kg/m3であり、引張強度が1000〜4000N/mm2であり、繊維径が0.30〜0.70mmであり、繊維長が28〜38mmであることを特徴とするセメント組成物。 - 請求項10に記載のセメント組成物であって、
前記セメント組成物の自己収縮ひずみは、材齢28日において−497〜−392マイクロであることを特徴とするセメント組成物。
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