JP2022079921A - Admixture for concrete and expansive concrete - Google Patents

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Seisuke Nagashio
浩 丸田
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Abstract

To provide an admixture for concrete or the like that improves the freeze-thaw resistance of expansive concrete.SOLUTION: The present invention relates to an admixture for concrete that contains at least paraffin, a nitrite, and an expansion material having a particle distribution in which particles having a particle size of 10 μm or less are contained in an amount of 40 to 80 mass%, particles having a particle size greater than 10 μm and 100 μm or less are contained in an amount of 20 to 60 mass%, and particles having a particle size greater than 100 μm and 150 μm or less are contained in an amount of 0 to 6 mass%. The present invention also relates to an admixture for concrete in which the ratio of expansion material: paraffin: nitrite is 15 to 35:0.65 to 4.5:0.5 to 3.6 (mass ratio).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、膨張材を含むコンクリート（以下「膨張コンクリート」という。）の凍結融解抵抗性が向上するコンクリート用混和剤、および該混和剤を含む膨張コンクリートに関する。 The present invention relates to an admixture for concrete in which the freeze-thaw resistance of concrete containing an expansion material (hereinafter referred to as "expansion concrete") is improved, and expansion concrete containing the admixture.

現在、膨張材は、生石灰系とカルシウムサルホアルミネート系がある。これらの膨張材は、それぞれ、水和により生じた消石灰やエトリンガイトの膨張により、コンクリートの乾燥収縮や自己収縮を低減して、コンクリートのひび割れを抑制する。しかし、膨張コンクリートは、凍結融解抵抗性が低下して、コンクリートの表面にひび割れや剥離等が生じて劣化する現象（スケーリング）が報告されている（非特許文献１、２、および３）。 Currently, there are quicklime-based and calcium sulfate-based swelling materials. Each of these expansion materials reduces the drying shrinkage and self-shrinkage of concrete due to the expansion of slaked lime and ettringite generated by hydration, and suppresses cracking of concrete. However, it has been reported that the expansion concrete has a reduced freeze-thaw resistance, and a phenomenon (scaling) in which the surface of the concrete is cracked or peeled to deteriorate (scaling) has been reported (Non-Patent Documents 1, 2, and 3).

もっとも、膨張材の使用量を減らせば、その分、凍結融解抵抗性の低下は小さいが、それでは、膨張材を使用する本来の目的であるコンクリートのひび割れ抑制の効果は低下する。また、寒冷地などで融雪剤を散布する場合、塩害と凍害の複合劣化が生じて、膨張コンクリートのスケーリングが顕著になる場合がある。 However, if the amount of the expansion material used is reduced, the decrease in freeze-thaw resistance is small, but the effect of suppressing cracks in concrete, which is the original purpose of using the expansion material, is reduced. Further, when the snow melting agent is sprayed in a cold region or the like, the combined deterioration of salt damage and frost damage may occur, and the scaling of the expanded concrete may become remarkable.

そこで、従来、凍結融解抵抗性を高める手段が種々提案されている。例えば、特許文献１では、特定の構造を有するポリカルボン酸系混和剤と、所定のポリアルキレン化合物を含むコンクリート組成物は、微細な空気を安定して連行するため、該組成物の硬化体は、凍結融解抵抗に優れるとしている。しかし、該組成物は、膨張コンクリートに用いた場合でも、有効か否かは記載がなく不明である。 Therefore, various means for increasing freeze-thaw resistance have been conventionally proposed. For example, in Patent Document 1, a concrete composition containing a polycarboxylic acid-based admixture having a specific structure and a predetermined polyalkylene compound stably entrains fine air, so that the cured product of the composition is , It is said that it has excellent freeze-thaw resistance. However, it is unclear whether the composition is effective or not even when it is used for expanded concrete.

天谷公彦ほか、「膨張材を使用したコンクリートの拘束度と凍結融解抵抗性に関する実験的研究」、土木学会第６５回年次学術講演会（平成２２年９月）、８６３～８６４頁Kimihiko Amaya et al., "Experimental Study on Restraint and Freezing-Thaw Resistance of Concrete Using Expansion Material", 65th Annual Academic Lecture Meeting of Japan Society of Civil Engineers (September 2010), pp. 863-864 國府勝郎、「膨張コンクリートの凍結融解抵抗性に関する基礎研究」、土木学会論文報告集、第３３４号、１９８３年８月、１４５～１５４頁Katsuro Kunifu, "Basic Research on Freezing and Thawing Resistance of Expanded Concrete", JSCE Proceedings, No. 334, August 1983, pp. 145-154 高橋幸一、「膨張コンクリートの耐凍害性に及ぼす影響とその機構について」、膨張コンクリートによる構造物の高機能化／高耐久化に関するシンポジウム、２００３年９月、７９～８４頁Koichi Takahashi, "Effects of Expanded Concrete on Freezing Damage and Its Mechanism", Symposium on Highly Functional / High Durability of Structures with Expanded Concrete, September 2003, pp. 79-84

特開２００４－３２３３４７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-323347

そこで、本発明は、膨張コンクリートの凍結融解抵抗性が向上するコンクリート用混和剤等を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an admixture for concrete, etc., which improves the freeze-thaw resistance of expanded concrete.

本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の粒度分布を有する膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩を少なくとも含むコンクリート用混和剤は、前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、以下の構成を有するコンクリート用混和剤等である。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventor has found that a concrete admixture containing at least an expansion material, paraffin, and nitrite having a specific particle size distribution can achieve the above object, and the present invention has been made. Was completed. That is, the present invention is an admixture for concrete having the following constitution.

［１］下記の粒度分布を有する膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩を少なくとも含む、コンクリート用混和剤。
膨張材：粒径が１０μｍ以下の粒子が４０～８０質量％、１０μｍを超え１００μｍ以下の粒子が２０～６０質量％、および１００μｍを超え１５０μｍ以下の粒子が０～６質量％である膨張材
［２］前記膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩の割合が、膨張材：パラフィン：亜硝酸塩＝１５～３５：０．６５～４．５：０．５～３．６（質量比）である、前記［１］に記載のコンクリート用混和剤。
［３］前記［１］に記載の膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩を少なくとも含み、該膨張材の単位量が１５～３５ｋｇ／ｍ３である、膨張コンクリート。
［４］前記パラフィンの単位量が０．６５～４．５ｋｇ／ｍ３である、前記［３］に記載の膨張コンクリート。
［５］前記亜硝酸塩の単位量が０．５～３．６ｋｇ／ｍ３である、前記［３］または［４］に記載の膨張コンクリート。
ここで、前記「単位量」とは、膨張コンクリート１ｍ３当たりの、膨張材等の各成分の含有量（ｋｇ）を云う。 [1] An admixture for concrete containing at least an expansion material having the following particle size distribution, paraffin, and nitrite.
Expansion material: 40 to 80% by mass of particles having a particle size of 10 μm or less, 20 to 60% by mass of particles having a particle size of more than 10 μm and 100 μm or less, and 0 to 6% by mass of particles having a particle size of more than 100 μm and 150 μm or less [ 2] The ratio of the expanding material, the paraffin, and the nitrite is the expanding material: paraffin: nitrite = 15 to 35: 0.65 to 4.5: 0.5 to 3.6 (mass ratio). The admixture for concrete according to [1].
[3] Expanded concrete containing at least the expansion material, paraffin, and nitrite according to the above [1], and the unit amount of the expansion material is 15 to 35 kg / m 3 .
[4] The expanded concrete according to the above [3], wherein the unit amount of the paraffin is 0.65 to 4.5 kg / m 3 .
[5] The expanded concrete according to the above [3] or [4], wherein the unit amount of the nitrite is 0.5 to 3.6 kg / m 3 .
Here, the "unit amount" refers to the content (kg) of each component such as an inflatable material per 1 m 3 of inflatable concrete.

本発明のコンクリート用混和剤を含む膨張コンクリートは、凍結融解抵抗性が向上して、膨張コンクリートのスケーリングとひび割れを抑制できる。 The expanded concrete containing the admixture for concrete of the present invention has improved freeze-thaw resistance and can suppress scaling and cracking of the expanded concrete.

本発明は、前記のとおり、特定の粒度分布を有する膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩を少なくとも含むコンクリート用混和剤等である。以下、前記コンクリート用混和剤と、該混和剤を含む膨張コンクリートについて詳細に説明する。 As described above, the present invention is an admixture for concrete containing at least an expansion material having a specific particle size distribution, paraffin, and nitrite. Hereinafter, the admixture for concrete and the expanded concrete containing the admixture will be described in detail.

１．コンクリート用混和剤
（１）膨張材
本発明で用いる膨張材の粒度分布は、粒径が１０μｍ以下の粒子が４０～８０質量％、１０μｍを超え１００μｍ以下の粒子が２０～６０質量％、および１００μｍを超え１５０μｍ以下の粒子が０～６質量％である膨張材である。
前記粒度分布を有する膨張材は、膨張コンクリートの凍結融解抵抗性が向上する。なお、前記膨張材の粒度分布は、１００μｍを超え１５０μｍ以下の粒子が、好ましくは０～５質量％、より好ましくは０～４質量％である。なお、膨張材の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置等を用いて測定できる。
また、本発明で用いる膨張材は、石灰系膨張材およびカルシウムサルホアルミネート系膨張材から選ばれる１種以上が挙げられる。 1. 1. Admixture for concrete (1) Expansion material The particle size distribution of the expansion material used in the present invention is 40 to 80% by mass for particles having a particle size of 10 μm or less, 20 to 60% by mass for particles having a particle size of more than 10 μm and 100 μm or less, and 100 μm. It is an expansion material in which particles having a size of more than 150 μm and not more than 150 μm are 0 to 6% by mass.
The expansion material having the particle size distribution improves the freeze-thaw resistance of the expansion concrete. The particle size distribution of the expanding material is preferably 0 to 5% by mass, more preferably 0 to 4% by mass, for particles having a particle size of more than 100 μm and 150 μm or less. The particle size distribution of the expanding material can be measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device or the like.
Further, as the expansion material used in the present invention, one or more selected from a lime-based expansion material and a calcium sulfoluminate-based expansion material can be mentioned.

（２）パラフィン
本発明で用いるパラフィンは、固形パラフィン、流動パラフィン、および塩素化パラフィンから選ばれる１種以上が挙げられる。コンクリートに用いる場合、パラフィンが水に分散したパラフィン分散液が、膨張コンクリートへの添加や、膨張コンクリート中の分散が容易なため好ましい。パラフィン分散液中のパラフィンの含有率は、好ましくは１０～５０質量％、より好ましくは２０～４０質量％である。パラフィンの含有率が１０質量％未満では、膨張コンクリート中の水量が増加し、５０質量％を超えるとパラフィンが沈降しやすい。
流動パラフィン以外のパラフィンの粒径は、凍結融解抵抗性が向上するため、好ましくは２．０μｍ以下、より好ましくは０．１～１．０μｍである。 (2) Paraffin The paraffin used in the present invention may be one or more selected from solid paraffin, liquid paraffin, and chlorinated paraffin. When used for concrete, a paraffin dispersion liquid in which paraffin is dispersed in water is preferable because it can be easily added to expanded concrete and dispersed in expanded concrete. The content of paraffin in the paraffin dispersion is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass. When the paraffin content is less than 10% by mass, the amount of water in the expanded concrete increases, and when it exceeds 50% by mass, the paraffin tends to settle.
The particle size of paraffin other than liquid paraffin is preferably 2.0 μm or less, more preferably 0.1 to 1.0 μm, because the freeze-thaw resistance is improved.

（３）亜硝酸塩
本発明で用いる亜硝酸塩は、亜硝酸カルシウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸マグネシウム、亜硝酸バリウム、亜硝酸ベリリウム、亜硝酸亜鉛、および亜硝酸ストロンチウムから選ばれる１種以上が挙げられ、これらの中でも、入手の容易さやコストの点から、好ましくは、亜硝酸カルシウム、または亜硝酸リチウムであり、より好ましくは亜硝酸カルシウムである。本発明において亜硝酸塩は、膨張コンクリートへの添加の利便性から、好ましくは水に溶解して用いる。亜硝酸塩水溶液中の亜硝酸塩の含有率は、好ましくは１０～５０質量％、より好ましくは２０～４０質量％である。亜硝酸塩の含有率が１０質量％未満では、膨張コンクリート中の水量が増加し、５０質量％を超えると亜硝酸塩が析出する場合がある。
（４）コンクリート用混和剤の各成分の割合
本発明のコンクリート用混和剤は、好ましくは、前記膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩の割合が、膨張材：パラフィン：亜硝酸塩＝１５～３５：０．６５～４．５：０．５～３．６（質量比）である。各成分の割合が前記範囲にあれば、膨張コンクリートの凍結融解抵抗性は向上する。なお、前記コンクリート用混和剤の各成分の割合は、より好ましくは、膨張材：パラフィン：亜硝酸塩＝２０～３０：０．９～４．２：０．８～２．５（質量比）であり、さらに好ましくは、膨張材：パラフィン：亜硝酸塩＝２０～３０：１．２～３．０：１．０～２．３（質量比）である。 (3) Nitrite The nitrite used in the present invention is selected from calcium nitrite, lithium nitrite, sodium nitrite, potassium nitrite, magnesium nitrite, barium nitrite, berylium nitrite, zinc nitrite, and strontium nitrite. Among these, calcium nitrite or lithium nitrite is preferable, and calcium nitrite is more preferable, from the viewpoint of easy availability and cost. In the present invention, nitrite is preferably dissolved in water for convenience of addition to expanded concrete. The content of nitrite in the nitrite aqueous solution is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass. If the content of nitrite is less than 10% by mass, the amount of water in the expanded concrete increases, and if it exceeds 50% by mass, nitrite may precipitate.
(4) Ratio of each component of the admixture for concrete In the admixture for concrete of the present invention, the ratio of the expansion material, paraffin, and nitrite is preferably the expansion material: paraffin: nitrite = 15 to 35: 0. It is .65 to 4.5: 0.5 to 3.6 (mass ratio). When the ratio of each component is within the above range, the freeze-thaw resistance of the expanded concrete is improved. The ratio of each component of the admixture for concrete is more preferably expanded material: paraffin: nitrite = 20 to 30: 0.9 to 4.2: 0.8 to 2.5 (mass ratio). Yes, more preferably, expansion material: paraffin: nitrite = 20 to 30: 1.2 to 3.0: 1.0 to 2.3 (mass ratio).

２．膨張コンクリート
（１）膨張コンクリート中の混和剤の各成分の単位量
膨張コンクリート中の膨張材の単位量は、好ましくは１５～３５ｋｇ／ｍ３、より好ましくは２０～３０ｋｇ／ｍ３である。該単位量が１５ｋｇ／ｍ３未満では、膨張量が少ないため膨張コンクリートの収縮が大きくなるおそれがあり、３５ｋｇ／ｍ３を超えると膨張コンクリートの凍結融解抵抗性が低下するおそれがある。
また、膨張コンクリート中のパラフィンの単位量は、好ましくは０．６５～４．５ｋｇ／ｍ３、より好ましくは０．９～４．２ｋｇ／ｍ３、さらに好ましくは１．２～３．０ｋｇ／ｍ３である。パラフィンの単位量が０．６５ｋｇ／ｍ３未満では、膨張コンクリートの凍結融解抵抗性の向上効果は不十分であり、４．５ｋｇ／ｍ３を超えると該効果は飽和する傾向にある。
また、膨張コンクリート中の亜硝酸塩の単位量は、好ましくは０．５～３．６ｋｇ／ｍ３、より好ましくは０．８～２．５ｋｇ／ｍ３、さらに好ましくは１．０～２．３ ｋｇ／ｍ３である。亜硝酸塩の単位量が０．５ｋｇ／ｍ３未満では、膨張コンクリートの凍結融解抵抗性の向上効果は不十分であり、３．６ｋｇ／ｍ３を超えると該効果は飽和する傾向にある。
（２）膨張コンクリート中のその他の構成材料
本発明の膨張コンクリートに用いるセメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、エコセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、および、前記各種セメントに、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、珪石粉末、シリカフューム、または石灰石粉末等を混合してなる混合セメントから選ばれる１種以上が挙げられる。
また、該コンクリートに用いる骨材は、通常のコンクリートに用いる骨材が使用でき、例えば、川砂、海砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、および再生粗骨材から選ばれる１種以上が挙げられる。
また、該コンクリートに用いる減水剤は、リグニン系減水剤、ナフタレンスルホン酸系減水剤、メラミン系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、および高性能ＡＥ減水剤から選ばれる１種以上が挙げられる。
さらに、該コンクリートに用いる水は、水道水等が使用できる。
なお、これらの材料以外にも、膨張コンクリートの用途に応じて、ＡＥ剤、収縮低減剤、凝結遅延剤、硬化促進剤、再乳化粉末樹脂、発泡剤、起泡剤、防水剤、防錆剤、増粘剤、保水剤、顔料、繊維、撥水剤、および白華防止剤等を使用できる。 2. 2. Expansion concrete (1) Unit amount of each component of the admixture in the expansion concrete The unit amount of the expansion material in the expansion concrete is preferably 15 to 35 kg / m 3 , and more preferably 20 to 30 kg / m 3 . If the unit amount is less than 15 kg / m 3 , the expansion amount may be small and the shrinkage of the expanded concrete may be large, and if it exceeds 35 kg / m 3 , the freeze-thaw resistance of the expanded concrete may decrease.
The unit amount of paraffin in the expanded concrete is preferably 0.65 to 4.5 kg / m 3 , more preferably 0.9 to 4.2 kg / m 3 , and even more preferably 1.2 to 3.0 kg / m 3. It is m3 . If the unit amount of paraffin is less than 0.65 kg / m 3 , the effect of improving the freeze-thaw resistance of expanded concrete is insufficient, and if it exceeds 4.5 kg / m 3 , the effect tends to be saturated.
The unit amount of nitrite in the expanded concrete is preferably 0.5 to 3.6 kg / m 3 , more preferably 0.8 to 2.5 kg / m 3 , and even more preferably 1.0 to 2.3. It is kg / m 3 . If the unit amount of nitrite is less than 0.5 kg / m 3 , the effect of improving the freeze-thaw resistance of expanded concrete is insufficient, and if it exceeds 3.6 kg / m 3 , the effect tends to be saturated.
(2) Other constituent materials in expanded concrete The cement used for expanded concrete of the present invention is ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, low-heat Portland cement, moderate-heat Portland cement, eco-cement, blast furnace cement. , Fly ash cement, silica cement, and one or more selected from mixed cement obtained by mixing the various cements with blast furnace slag powder, fly ash, silica stone powder, silica fume, limestone powder and the like.
Further, as the aggregate used for the concrete, the aggregate used for ordinary concrete can be used, for example, river sand, sea sand, crushed sand, artificial fine aggregate, slag fine aggregate, recycled aggregate, silica sand, river gravel, land. Includes one or more selected from gravel, crushed stone, artificial coarse aggregate, slag coarse aggregate, and recycled coarse aggregate.
The water reducing agent used for the concrete is from a lignin-based water reducing agent, a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent, a melamine-based water reducing agent, a polycarboxylic acid-based water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, and a high-performance AE water reducing agent. One or more selected species can be mentioned.
Further, tap water or the like can be used as the water used for the concrete.
In addition to these materials, depending on the application of expanded concrete, AE agent, shrinkage reducing agent, condensation retarding agent, curing accelerator, re-emulsifying powder resin, foaming agent, foaming agent, waterproofing agent, rust preventive agent. , Thickeners, water retention agents, pigments, fibers, water repellents, anti-whitening agents and the like can be used.

（２）膨張コンクリートの配合
本発明の膨張コンクリートの配合において、
(i)水／（セメント＋膨張材）の質量比は、好ましくは０．３～０．６、より好ましくは０．４～０．５５である。ただし、本発明では、水／（セメント＋膨張材）における水の量とは、混練水と、パラフィン分散液および亜硝酸塩水溶液に含まれる水の合計の量である。
(ii）単位セメント量は、好ましくは２００～５００ｋｇ／ｍ３、より好ましくは３００～４５０ｋｇ／ｍ３である。
(iii）細骨材率は、好ましくは３０～６０％、より好ましくは４０～５０％である。
(iv）空気量は、好ましくは１～６％、より好ましくは２～５％である。
(v）減水剤の添加率は、セメントと膨張材の合計の質量に対して、好ましくは０．１～２．０％、より好ましくは０．５～１．５％である。
(vi）ＡＥ剤の添加率は、セメントと膨張材の合計の質量に対して、好ましくは０．０００５～０．０５％、より好ましくは０．００１～０．０２％である。
前記配合からなる膨張コンクリートは、凍結融解抵抗性の向上効果がより高い。 (2) Formulation of expanded concrete In the formulation of expanded concrete of the present invention,
(i) The mass ratio of water / (cement + swelling material) is preferably 0.3 to 0.6, more preferably 0.4 to 0.55. However, in the present invention, the amount of water in water / (cement + swelling material) is the total amount of kneaded water and water contained in the paraffin dispersion and the nitrite aqueous solution.
(ii) The unit cement amount is preferably 200 to 500 kg / m 3 , and more preferably 300 to 450 kg / m 3 .
(iii) The fine aggregate ratio is preferably 30 to 60%, more preferably 40 to 50%.
(iv) The amount of air is preferably 1 to 6%, more preferably 2 to 5%.
(v) The addition rate of the water reducing agent is preferably 0.1 to 2.0%, more preferably 0.5 to 1.5%, based on the total mass of the cement and the expanding material.
(vi) The addition rate of the AE agent is preferably 0.0005 to 0.05%, more preferably 0.001 to 0.02%, based on the total mass of the cement and the swelling material.
The expanded concrete having the above composition has a higher effect of improving freeze-thaw resistance.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）膨張材（略号：ＥＸ）
表１に示す粒度分布を有する石灰系膨張材（試製品）である。なお、前記膨張材の粒度分布、および下記パラフィンの粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（Sympatec Gmbh社製）を用いて測定した。
（２）パラフィン（略号：ＰＡ）
粒径０．２５～０．８５μｍのパラフィン粒子が水に分散したパラフィン分散液で、パラフィンの濃度は３０質量％である。
（３）亜硝酸塩（略号：ＮＡ）
濃度が３０質量％の亜硝酸カルシウム水溶液である。
（４）セメント（略号：Ｃ）
普通ポルトランドセメントで、太平洋セメント社製である。
（５）細骨材（略号：Ｓ）
山砂で、静岡県掛川産である。
（６）粗骨材（略号：Ｇ）
砕石で、茨城県桜川産である。
（７）減水剤（略号：ＳＰ）
商品名は「マスターポリヒード１５Ｓ」で、ＢＡＳＦジャパン社製である。
（８）ＡＥ剤（略号：ＡＥ）
商品名は「マスターエア２０２」で、ＢＡＳＦジャパン社製である。
（９）水（略号：Ｗ）
上水道水である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
1. 1. Materials used (1) Expansion material (abbreviation: EX)
It is a lime-based expansion material (test product) having the particle size distribution shown in Table 1. The particle size distribution of the expanding material and the particle size of the following paraffin were measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device (manufactured by Sympatec Gmbh).
(2) Paraffin (abbreviation: PA)
It is a paraffin dispersion liquid in which paraffin particles having a particle size of 0.25 to 0.85 μm are dispersed in water, and the concentration of paraffin is 30% by mass.
(3) Nitrite (abbreviation: NA)
It is an aqueous solution of calcium nitrite having a concentration of 30% by mass.
(4) Cement (abbreviation: C)
It is usually Portland cement and is manufactured by Taiheiyo Cement.
(5) Fine aggregate (abbreviation: S)
It is mountain sand and is produced in Kakegawa, Shizuoka Prefecture.
(6) Coarse aggregate (abbreviation: G)
It is a crushed stone and is produced in Sakuragawa, Ibaraki Prefecture.
(7) Water reducing agent (abbreviation: SP)
The product name is "Master Polyheed 15S" and is manufactured by BASF Japan.
(8) AE agent (abbreviation: AE)
The product name is "Master Air 202" and is manufactured by BASF Japan.
(9) Water (abbreviation: W)
It is tap water.

Figure 2022079921000001
Figure 2022079921000001

２．膨張コンクリートの作製
２０℃、相対湿度が８０％の恒温室内において、容量が０．０５５ｍ３のパン型ミキサを用いて、前記使用材料を、表２に示す配合に従い混練して膨張コンクリートを作製した。
具体的には、普通ポルトランドセメント、細骨材、粗骨材、および膨張材を前記ミキサに投入して、３０秒間空練りした後、さらに、水、パラフィン、亜硝酸塩、減水剤、およびＡＥ剤を投入して、１２０秒間混練して膨張コンクリートを作製した。 2. 2. Preparation of expanded concrete In a constant temperature room at 20 ° C and 80% relative humidity, the materials used were kneaded according to the composition shown in Table 2 using a pan-type mixer having a capacity of 0.055 m3 to prepare expanded concrete. ..
Specifically, ordinary Portland cement, fine aggregate, coarse aggregate, and swelling material are put into the mixer and kneaded for 30 seconds, and then water, paraffin, nitrite, a water reducing agent, and an AE agent are further added. Was added and kneaded for 120 seconds to prepare expanded concrete.

Figure 2022079921000002
Figure 2022079921000002

３．凍結融解抵抗性試験、スケーリング抵抗性試験、拘束膨張試験、および圧縮強度試験
前記作製した膨張コンクリートを用いて、下記（１）～（４）に従い、相対動弾性係数、スケーリング量、拘束収縮ひずみ、および圧縮強度を測定した。
（１）凍結融解性試験は、ＪＩＳ Ａ １１４８「コンクリートの凍結融解試験方法」に準拠して行い、３００サイクル後の相対動弾性係数を測定した。
（２）スケーリング抵抗性試験は、ＡＳＴＭ Ｃ ６７２に準拠して行い、５０サイクル後のスケーリング量を測定した。
（３）拘束膨張試験は、ＪＩＳ Ａ ６２０２「コンクリート用膨張材」に準拠して行い、材齢７日における拘束収縮ひずみを測定した。
（４）圧縮強度試験は、ＪＩＳ Ａ １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して行い、材齢２８日における圧縮強度を測定した。
これらの結果を表３に示す。 3. 3. Freeze-thaw resistance test, scaling resistance test, restraint expansion test, and compressive strength test Using the above-mentioned expanded concrete, relative dynamic elastic modulus, scaling amount, restraint shrinkage strain, according to the following (1) to (4). And the compressive strength was measured.
(1) The freeze-thawability test was carried out in accordance with JIS A 1148 “Concrete freeze-thaw test method”, and the relative dynamic elastic modulus after 300 cycles was measured.
(2) The scaling resistance test was performed in accordance with ASTM C 672, and the amount of scaling after 50 cycles was measured.
(3) The restraint expansion test was carried out in accordance with JIS A 6202 "Expansion material for concrete", and the restraint shrinkage strain at the age of 7 days was measured.
(4) The compressive strength test was performed in accordance with JIS A 1108 “Concrete compressive strength test method”, and the compressive strength at 28 days of age was measured.
These results are shown in Table 3.

Figure 2022079921000003
Figure 2022079921000003

４．試験結果の評価
表３に示す試験結果から、以下のことが云える。
（ａ）相対動弾性係数
３００サイクル後の相対動弾性係数は、比較例１、３、７、および８では、８０％以下と小さいのに対し、実施例１～１２では、８０％以上と高く凍結融解抵抗性は良好である。
（ｂ）スケーリング量
５０サイクル後のスケーリング量は、比較例１～４、７、および８では、１．５ｋｇ／ｍ３以上と多いのに対し、実施例１～１２では、１．５ｋｇ／ｍ３未満と少ない。
（ｃ）材齢７日の拘束膨張ひずみ
材齢７日の拘束膨張ひずみは、比較例１、３、７、および８では、２５０×１０－６を超え、また比較例５および６では、１５０×１０－６未満であるのに対し、実施例１～１２では、１５０～２５０×１０－６と適正な範囲にある。
（ｄ）材齢２８日の圧縮強度
材齢２８日の圧縮強度は、比較例１、２、４、７、および８では、４０．０Ｎ／ｍｍ２未満と低いのに対し、実施例１～１２では、４２．５～４４．９と高い。
以上述べたように、本発明の膨張コンクリートは、相対動弾性係数は８０％以上、スケーリング量が１．５ｋｇ／ｍ３未満と、耐凍害性に優れ、材齢７日の膨張ひずみが１５０～２５０×１０－６と適正な範囲にあり、圧縮強度発現性も良好である。

4. Evaluation of test results From the test results shown in Table 3, the following can be said.
(A) Relative dynamic elastic modulus The relative dynamic elastic modulus after 300 cycles is as small as 80% or less in Comparative Examples 1, 3, 7, and 8, while it is as high as 80% or more in Examples 1 to 12. Freezing and thawing resistance is good.
(B) Scaling amount The scaling amount after 50 cycles is as large as 1.5 kg / m 3 or more in Comparative Examples 1 to 4, 7, and 8, whereas it is 1.5 kg / m in Examples 1 to 12. It is as small as less than 3 .
(C) Constrained expansion strain at 7 days of age The constrained expansion strain of 7 days of age exceeds 250 × 10-6 in Comparative Examples 1, 3, 7, and 8, and 150 in Comparative Examples 5 and 6. While it is less than × 10-6 , in Examples 1 to 12, it is in an appropriate range of 150 to 250 × 10-6 .
(D) Compressive strength at 28 days of age The compressive strength of 28 days of material is as low as less than 40.0 N / mm 2 in Comparative Examples 1, 2, 4, 7, and 8, whereas those of Examples 1 to 1 to 2. At 12, it is as high as 42.5 to 44.9.
As described above, the expanded concrete of the present invention has a relative dynamic elastic modulus of 80% or more and a scaling amount of less than 1.5 kg / m 3 , and is excellent in frost damage resistance. It is in an appropriate range of 250 × 10-6 , and has good compressive strength development.

Claims (5)

下記の粒度分布を有する膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩を少なくとも含む、コンクリート用混和剤。
膨張材：粒径が１０μｍ以下の粒子が４０～８０質量％、１０μｍを超え１００μｍ以下の粒子が２０～６０質量％、および１００μｍを超え１５０μｍ以下の粒子が０～６質量％である膨張材 An admixture for concrete containing at least an expansive material, paraffin, and nitrite having the following particle size distribution.
Expansion material: 40 to 80% by mass of particles having a particle size of 10 μm or less, 20 to 60% by mass of particles having a particle size of more than 10 μm and 100 μm or less, and 0 to 6% by mass of particles having a particle size of more than 100 μm and 150 μm or less. 前記膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩の割合が、膨張材：パラフィン：亜硝酸塩＝１５～３５：０．６５～４．５：０．５～３．６（質量比）である、請求項１に記載のコンクリート用混和剤。 Claim 1 in which the ratio of the expanding material, paraffin, and nitrite is expanding material: paraffin: nitrite = 15 to 35: 0.65 to 4.5: 0.5 to 3.6 (mass ratio). The admixture for concrete described in. 請求項１に記載の膨張材、パラフィン、および亜硝酸塩を少なくとも含み、該膨張材の単位量が１５～３５ｋｇ／ｍ３である、膨張コンクリート。 An expanded concrete containing at least the expanding material, paraffin, and nitrite according to claim 1, wherein the unit amount of the expanding material is 15 to 35 kg / m 3 . 前記パラフィンの単位量が０．６５～４．５ｋｇ／ｍ３である、請求項３に記載の膨張コンクリート。 The expanded concrete according to claim 3, wherein the unit amount of paraffin is 0.65 to 4.5 kg / m 3 . 前記亜硝酸塩の単位量が０．５～３．６ｋｇ／ｍ３である、請求項３または４に記載の膨張コンクリート。 The expanded concrete according to claim 3 or 4, wherein the unit amount of the nitrite is 0.5 to 3.6 kg / m 3 .
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