JP2022080226A - コンクリート組成物およびコンクリート - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、コンクリートの細骨材の一部を人工軽量細骨材に置換することで、圧縮強度が120N/mm2以上でありながら、硬化時の自己収縮が小さいコンクリート組成物が示されている。
特許文献3には、細骨材と粗骨材とセメントとを含むコンクリート組成物であって、細骨材の全量に対して、10質量%以上25質量%以下の天然砂と、75質量%以上90質量%以下の砕砂とを細骨材として含むコンクリート組成物が示されている。
第1の発明のコンクリート組成物は、セメントを含む結合材と、前記結合材に対する重量比が15%以上52%以下である150kg/m3以上185kg/m3以下の水と、絶対容積が300L/m3以上380L/m3以下の粗骨材と、絶対容積が97L/m3以上221L/m3以下の人工軽量細骨材と、を含有することを特徴とする。
また、本発明では、従来の調合で使用される細骨材の一部を人工軽量細骨材に置換するだけで、コンクリート圧送時におけるコンクリート圧送管の筒先採取時においても、優れた流動性を有するコンクリートを実現できる。よって、特殊混和剤や増粘剤を添加することなく流動性を確保できるので、材料コストを低減できるうえに、コンクリートの凝結時間が遅延する現象を防止できる。
結合材は、例えば、普通ポルトランドセメント、スラグせっこう系混和材、シリカフュームを重量比7:2:1で混合した三成分セメントである。
本発明のコンクリート組成物は、結合材と、結合材に対する重量比が15%以上52%以下である150kg/m3以上185kg/m3以下の水と、絶対容積が300L/m3以上380L/m3以下の粗骨材と、絶対容積が97L/m3以上221L/m3以下の人工軽量細骨材と、を含有する。
結合材は、セメントに加えて、シリカフュームおよびスラグせっこう系混和材を含んでよい。セメントは、例えば、普通ポルトランドセメントや中庸熱ポルトランドセメントである。
人工軽量細骨材は、JIS A 5002(2003)構造用軽量コンクリート骨材に規定される、膨張頁岩、膨張粘土、膨張スレート、フライアッシュを主原料とした細骨材である。人工軽量細骨材の粒度は、粒の大きさの範囲5mm以下と、0.3~5mmの間において、それぞれふるい網を通過する粒度の質量分布率が定められている。例えば、人工軽量細骨材としては、日本メサライト工業株式会社製の構造用人工軽量骨材メサライトがある。
このコンクリートは、圧送時のポンプ圧力が7Pa以上20MPa以下である場合に、JIS A 1150に規定されたスランプフロー試験方法により測定した、荷卸し地点で採取した荷卸しコンクリートのスランプフロー値が47cm以上72cm以下であり、スランプフロー試験方法により測定した、圧送配管の筒先で採取した筒先コンクリートのスランプフロー値が34cm以上82cm以下であり、荷卸しコンクリートのスランプフロー値に対する筒先コンクリートのスランプフロー値の比で表わされるスランプフロー比が0.7以上1.2以下であることが好ましい。
このように、荷卸し地点および筒先におけるコンクリートのスランプフロー値、ならびに、スランプフロー比を規定することで、後述の検証実験の図4および図5に示すように、人工軽量細骨材を所定量含有させたコンクリートを圧送した際に、圧送時の最大圧力にかかわらず、スランプフロー比が高くなる。
本願発明のコンクリートにおける人工軽量細骨材の効果を検証するため、コンクリート種類、圧送距離、および最大圧送圧を実験パラメータとして、コンクリートをポンプで圧送して、圧送前(荷卸し)および圧送後(筒先)においてコンクリートの流動性を計測した。
図1に、実施例および比較例の概要を示す。本実験では、人工軽量細骨材を含むコンクリートを実施例1、2とし、人工軽量細骨材を含まないコンクリートを比較例1、2とした。
図2に、検証実験に用いるコンクリートの使用材料および調合表を示す。図2(a)中の記号は、以下の材料を示す。
W:上水道水
C:普通ポルトランドセメント(密度3.15g/cm3)
S1:陸砂(表乾密度2.58g/cm3)
S2:石灰砕砂(表乾密度2.66g/cm3)
S3:人工軽量細骨材(表乾密度1.91g/cm3)、メサライト細骨材(日本メサライト工業(株))
G1:人工軽量粗骨材(表乾密度1.69g/cm3)
混和剤:高性能AE減水剤
W:上水道水
B:高強度用3成分セメント(密度2.99g/cm3)(普通ポルトランドセメント、スラグせっこう系混和材、シリカフュームを重量比7:2:1で混合したもの)
EX:早強性膨張材(密度3.19g/cm3)
C:中庸熱ポルトランドセメント(密度3.21g/cm3)、太平洋セメント(株)製
A:高強度用混和材(密度2.44g/cm3)、シリカフュームおよびスラグせっこう系混和材の混合材
S3:人工軽量細骨材(表乾密度1.91g/cm3)、メサライト細骨材(日本メサライト工業(株))
S4:安山岩砕砂(表乾密度2.62g/cm3)、山梨県大月(甲州砕石(株)製)
G2:安山岩砕石(表乾密度2.64g/cm3)、山梨県大月(甲州砕石(株)製)
混和剤:高性能減水剤、BASFジャパン(株)製
また、細骨材は、S1(陸砂)、S2(石灰砕砂)、S3(人工軽量細骨材)、S4(安山岩砕砂)であり、このうち、人工軽量細骨材は、S3(人工軽量細骨材)である。
また、粗骨材は、G1(人工軽量粗骨材)、G2(安山岩砕石)である。
図3(a)は、検証実験で使用する圧送配管の全体配置を示す。この圧送配管の全てを使用すると、圧送距離は950.6m(配管長さは940m)となるが、本検証実験では、この圧送配管の一部を使用した。具体的には、比較例1および実施例1(Fc24)については、図3(b)に示すように、圧送距離を735mとし、比較例2および実施例2(Fc150)については、図3(c)に示すように、圧送距離を252mとした。
検証実験では、圧送配管の所定位置に管内圧力を測定する圧力計を配置した。この圧力計の設置位置は、圧送配管の直線部分の圧力損失をできる限り正確に測定するため、1直線部につき、両端部と中央部との合計3箇所とした。圧力計は、株式会社東京測器研究所製のフラッシュダイアフラム型圧力計(50MPa、20MPa、10MPa)とし、圧力の計測ピッチは、0.1秒に1回とした。
また、図5(b)より、Fc150についても、人工軽量細骨材を使用した場合(実施例2)には、人工軽量細骨材を使用しない場合(比較例2)に比べて、圧送時の最大圧力にかかわらず、スランプフロー比が高くなることが判る。この実施例2における圧送圧力は、9.4(9)MPa~19.5(20)MPaの間である。
(1)絶対容積が97L/m3以上221L/m3以下の人工軽量細骨材を、コンクリートに使用することで、コンクリート圧送管の先端部におけるコンクリートの流動性の低下を抑制できる。
また、本発明では、従来の調合で使用される細骨材の一部を人工軽量細骨材に置換するだけで、コンクリート圧送時におけるコンクリート圧送管の筒先採取時においても、優れた流動性を有するコンクリートを実現できる。よって、特殊混和剤や増粘剤を添加することなく流動性を確保できるので、材料コストを低減できるうえに、コンクリートの凝結時間が遅延する現象を防止できる。
Claims (3)
- セメントを含む結合材と、
前記結合材に対する重量比が15%以上52%以下である150kg/m3以上185kg/m3以下の水と、
絶対容積が300L/m3以上380L/m3以下の粗骨材と、
絶対容積が97L/m3以上221L/m3以下の人工軽量細骨材と、を含有することを特徴とするコンクリート組成物。 - 前記結合材は、スラグせっこう系混和材を含んでおり、
前記セメントは、普通ポルトランドセメントまたは中庸熱ポルトランドセメントであることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート組成物。 - 請求項1または2に記載のコンクリート組成物を混練して製造されたコンクリートであって、
圧送時のポンプ圧力が7Pa以上20MPa以下である場合に、
JIS A 1150に規定されたスランプフロー試験方法により測定した、荷卸し地点で採取した荷卸しコンクリートのスランプフロー値が47cm以上72cm以下であり、
前記スランプフロー試験方法により測定した、圧送配管の筒先で採取した筒先コンクリートのスランプフロー値が34cm以上82cm以下であり、
荷卸しコンクリートのスランプフロー値に対する筒先コンクリートのスランプフロー値の比が0.7以上1.2以下であることを特徴とするコンクリート。
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