JP2022097101A - Concrete composition and method for producing concrete composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート組成物、及び、コンクリート組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a concrete composition and a method for producing the concrete composition.
コンクリートの高強度化、粘性低減を図るために、コンクリート材料としてシリカフュームが用いられることがある。コンクリート用シリカフュームは、製品形態によって、粉体シリカフューム、粒体シリカフューム、シリカフュームスラリーの３種類に分類される（ＪＩＳ Ａ ６２０７：２０１６）。 Silica fume may be used as a concrete material in order to increase the strength and reduce the viscosity of concrete. Silica fume for concrete is classified into three types, powder silica fume, granular silica fume, and silica fume slurry, depending on the product form (JIS A 6207: 2016).
粒体シリカフュームのような顆粒状のシリカフュームは、粉体シリカフュームと比較して粒径が大きいことから、コンクリートの流動性や強度特性の観点で粉体シリカフュームに劣ると考えられていた。そのため、高強度コンクリートを製造する場合には、粉体シリカフュームが用いられることが多く、例えば、特許文献１には、顆粒状のシリカフュームを粉砕して得られた粉末状のシリカフューム（粉体シリカフューム）を用いた高強度セメント質硬化体が開示されている。 Granular silica fume such as granular silica fume is considered to be inferior to powder silica fume in terms of fluidity and strength characteristics of concrete because it has a larger particle size than powder silica fume. Therefore, when producing high-strength concrete, powdered silica fume is often used. For example, in Patent Document 1, powdered silica fume (powdered silica fume) obtained by crushing granular silica fume is used. A high-strength cemented hardened material using the above is disclosed.
ところで、粉体シリカフュームのような粉体材料を他の材料と分けて貯蔵する場合、貯蔵容器中で下側に位置する粉体材料は、上側に位置する粉体材料の重さによる圧力によって圧縮され、貯蔵容器の下部に設けられた排出口付近で固まることがある。このように、排出口付近で粉体材料が固まると排出口から粉体材料を排出し難くなる。そのため、貯蔵容器の排出口付近にはバイブレーターやエアレーターを設置し、振動や空気圧送により粉体材料の固まりを解砕する工夫がなされている。 By the way, when a powder material such as powder silica fume is stored separately from other materials, the powder material located on the lower side in the storage container is compressed by the pressure due to the weight of the powder material located on the upper side. It may harden near the outlet provided at the bottom of the storage container. As described above, when the powder material hardens in the vicinity of the discharge port, it becomes difficult to discharge the powder material from the discharge port. Therefore, a vibrator or an aerator is installed near the discharge port of the storage container, and a device is devised to crush the mass of the powder material by vibration or pneumatic feeding.
しかしながら、粉体シリカフュームは、粒径が非常に小さい超微粒子であるため、振動によっては固まりを十分に解砕することができない。また、空気圧送により固まりを解砕しようとすると、大量の粉塵が発生し作業環境が悪化する。このように、粉体シリカフュームは、取扱いが難しい面があるため、取扱いが容易な顆粒状のシリカフュームを高強度コンクリートのコンクリート材料として活用することが望まれている。 However, since the powdered silica fume is an ultrafine particle having a very small particle size, the mass cannot be sufficiently crushed by vibration. Further, when an attempt is made to crush a mass by pneumatic feeding, a large amount of dust is generated and the working environment is deteriorated. As described above, since powdered silica fume is difficult to handle, it is desired to utilize granular silica fume, which is easy to handle, as a concrete material for high-strength concrete.
また、特許文献１のように、コンクリート材料として粉末状のシリカフュームを用いると、コンクリート材料が硬化してコンクリートとなった際に、該コンクリートの自己収縮が大きくなる虞がある。 Further, when powdered silica fume is used as the concrete material as in Patent Document 1, when the concrete material is hardened to become concrete, the self-shrinkage of the concrete may increase.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、顆粒状のシリカフュームを用いて形成することができると共に、硬化してコンクリートとなった際に該コンクリートの自己収縮を低減させることができるコンクリート組成物、及び、コンクリート組成物の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can be formed by using granular silica fume, and can reduce the self-shrinkage of the concrete when it is hardened to become concrete. An object of the present invention is to provide a concrete composition that can be produced and a method for producing the concrete composition.
本発明に係るコンクリート組成物は、セメントと、シリカフュームと、細骨材と、粗骨材と、水とを含むコンクリート組成物であって、前記シリカフュームは、顆粒状のシリカフュームを含み、前記セメントと水との水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、１６質量％以上２４質量％以下である。 The concrete composition according to the present invention is a concrete composition containing cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate, and water, wherein the silica fume contains granular silica fume and the cement. The water-cement ratio (W / C) with water is 16% by mass or more and 24% by mass or less.
前記コンクリート組成物は、シリカフュームが顆粒状のシリカフュームを含むことにより、前記コンクリート組成物が硬化してコンクリートになった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。また、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮することができる。さらに、前記コンクリート組成物は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、上記範囲であることにより、コンクリートの強度低下を抑制することができる。 Since the silica fume contains granular silica fume, the concrete composition can reduce the self-shrinkage of the concrete when the concrete composition is cured to become concrete. In addition, the fluidity of the concrete composition can be improved and the kneading time can be shortened. Further, in the concrete composition, when the water-cement ratio (W / C) is in the above range, it is possible to suppress a decrease in the strength of the concrete.
本発明に係るコンクリート組成物は、前記シリカフュームのかさ密度が０．５５ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下であってもよい。 In the concrete composition according to the present invention, the bulk density of the silica fume may be 0.55 g / cm 3 or more and 0.70 g / cm 3 or less.
前記コンクリート組成物は、斯かる構成により、コンクリート組成物が硬化してコンクリートになった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。また、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮することができる。さらに、シリカフュームのかさ密度が上記範囲であることにより、シリカフュームが貯蔵時に圧縮、振動作用を受けた場合でも、かさ容積の著しい減少が起こりにくくなる。これにより、シリカフュームを貯蔵する際の圧力によって発生する固まりを振動や空気圧送により解砕することができる。 With such a structure, the concrete composition can reduce the self-shrinkage of the concrete when the concrete composition is hardened to become concrete. In addition, the fluidity of the concrete composition can be improved and the kneading time can be shortened. Further, when the bulk density of the silica fume is within the above range, even when the silica fume is compressed and vibrated during storage, the bulk volume is less likely to be significantly reduced. As a result, the mass generated by the pressure when storing the silica fume can be crushed by vibration or pneumatic feeding.
本発明に係るコンクリート組成物は、前記シリカフュームの含有量がセメントに対して５質量％以上２０質量％以下であってもよい。 The concrete composition according to the present invention may have a silica fume content of 5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to cement.
前記コンクリート組成物は、斯かる構成により、コンクリート組成物が硬化してコンクリートになった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。また、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮することができる。 With such a structure, the concrete composition can reduce the self-shrinkage of the concrete when the concrete composition is hardened to become concrete. In addition, the fluidity of the concrete composition can be improved and the kneading time can be shortened.
本発明に係るコンクリート組成物の製造方法は、セメントと、シリカフュームと、細骨材と、粗骨材と、水とを練り混ぜる混練工程を有し、前記シリカフュームは、顆粒状のシリカフュームを含み、前記混練工程において、前記セメントと水との水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、１６質量％以上２４質量％以下となるように練り混ぜる。 The method for producing a concrete composition according to the present invention includes a kneading step of kneading cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate and water, and the silica fume contains granular silica fume. In the kneading step, the cement and water are kneaded so that the water-cement ratio (W / C) is 16% by mass or more and 24% by mass or less.
前記コンクリート組成物の製造方法は、シリカフュームが顆粒状のシリカフュームを含むことにより、コンクリート組成物が硬化してコンクリートになった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。また、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮することができる。さらに、前記コンクリート組成物の製造方法は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、上記範囲であることにより、コンクリートの強度低下を抑制することができる。 In the method for producing a concrete composition, since the silica fume contains granular silica fume, the self-shrinkage of the concrete can be reduced when the concrete composition is cured to become concrete. In addition, the fluidity of the concrete composition can be improved and the kneading time can be shortened. Further, in the method for producing the concrete composition, when the water-cement ratio (W / C) is in the above range, it is possible to suppress the decrease in the strength of the concrete.
本発明によれば、顆粒状のシリカフュームを用いて形成することができると共に、硬化してコンクリートとなった際に該コンクリートの自己収縮を低減させることができるコンクリート組成物、及び、コンクリート組成物の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a concrete composition which can be formed by using granular silica fume and can reduce self-shrinkage of the concrete when it is hardened to become concrete, and a concrete composition. A manufacturing method can be provided.
以下、本実施形態に係るコンクリート組成物、及び、該コンクリート組成物の製造方法について説明する。 Hereinafter, the concrete composition according to the present embodiment and the method for producing the concrete composition will be described.
＜コンクリート組成物＞
本実施形態に係るコンクリート組成物は、セメントと、シリカフュームと、細骨材と、粗骨材と、水とを含む。
<Concrete composition>
The concrete composition according to the present embodiment contains cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate, and water.
セメント（Ｃ）としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＪＩＳ Ｒ ５２１０で規定される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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、超速硬セメント、アルミナセメント等が挙げられる。また、前記ポルトランドセメントにフライアッシュ、高炉スラグ等を混合した各種混合セメントも使用することができる。なお、セメントは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 The cement (C) is not particularly limited, and is, for example, ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, and sulfate-resistant cement as defined by JIS R 5210. Examples thereof include Portland cement such as salt Portland cement and white Portland cement, ultrafast hard cement, and alumina cement. Further, various mixed cements in which fly ash, blast furnace slag, etc. are mixed with the Portland cement can also be used. As the cement, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
セメントの配合量は、特に限定されるものではなく、例えば、コンクリート組成物の単位体積に対する質量割合が５００ｋｇ／ｍ３以上１０５０ｋｇ／ｍ３以下とすることができる。セメントが２種以上含まれる場合、前記配合量は、セメントの合計配合量である。 The blending amount of cement is not particularly limited, and for example, the mass ratio of the concrete composition to the unit volume may be 500 kg / m 3 or more and 1050 kg / m 3 or less. When two or more types of cement are contained, the compounding amount is the total compounding amount of cement.
シリカフューム（ＳＦ）は、二酸化けい素を主成分とする微粒子（具体的には、非晶質の球状微粒子）である。また、シリカフュームは、金属シリコン又はフェロシリコンをアーク電気炉で製造する時に発生する排ガス等から捕集することができる。シリカフュームのかさ密度は、特に限定されるものではなく、例えば、コンクリートの自己収縮を低減させる観点から、０．５５ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、０．５７ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましい。なお、かさ密度とは、一定容積の容器に粉体を充填し、その内容積を体積としたときの密度のことをいう。 Silica fume (SF) is fine particles containing silicon dioxide as a main component (specifically, amorphous spherical fine particles). Further, silica fume can be collected from exhaust gas or the like generated when metallic silicon or ferrosilicon is produced in an arc electric furnace. The bulk density of the silica fume is not particularly limited, and is preferably 0.55 g / cm 3 or more and 0.70 g / cm 3 or less, preferably 0.57 g / cm, for example, from the viewpoint of reducing the self-shrinkage of concrete. It is more preferably cm 3 or more and 0.70 g / cm 3 or less. The bulk density refers to the density when a container having a constant volume is filled with powder and the internal volume thereof is taken as the volume.
シリカフュームの配合量は、特に限定されるものではなく、例えば、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮させる観点から、セメントに対して５質量％以上２０質量％以下が好ましく、８質量％以上１５質量％以下がより好ましい。 The blending amount of silica fume is not particularly limited, and for example, from the viewpoint of improving the fluidity of the concrete composition and shortening the kneading time, it is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the cement. More preferably, it is 8% by mass or more and 15% by mass or less.
シリカフュームは、顆粒状のシリカフュームを含む。顆粒状のシリカフュームは、ＢＥＴ比表面積が１ｍ２／ｇ以上のシリカフューム超微粒子を凝集させることで得ることができる。顆粒状のシリカフュームのかさ密度は、例えば、０．５５ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、０．５７ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下がより好ましい。また、顆粒状のシリカフュームの含有量は、特に限定されるものではなく、例えば、シリカフューム全体に対して７５質量％以上１００質量％以下とすることができる。 Silica fume contains granular silica fume. Granular silica fume can be obtained by aggregating silica fume ultrafine particles having a BET specific surface area of 1 m 2 / g or more. The bulk density of the granular silica fume is, for example, preferably 0.55 g / cm 3 or more and 0.70 g / cm 3 or less, and more preferably 0.57 g / cm 3 or more and 0.70 g / cm 3 or less. The content of the granular silica fume is not particularly limited, and may be, for example, 75% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the entire silica fume.
顆粒状のシリカフュームは、例えば、８５質量％以上９８質量％以下の二酸化けい素、０．６質量％以上２．０質量％以下の酸化マグネシウムを含有するものであってもよい。 The granular silica fume may contain, for example, 85% by mass or more and 98% by mass or less of silicon dioxide, and 0.6% by mass or more and 2.0% by mass or less of magnesium oxide.
シリカフュームは、顆粒状のシリカフューム以外に粉状のシリカフュームを含んでいてもよい。本実施形態において、顆粒状のシリカフュームと粉状のシリカフュームが混在しているシリカフュームは、半顆粒状のシリカフュームという。粉状のシリカフュームとは、ＪＩＳ Ａ ６２０７：２０１６に規定される粉体シリカフュームを指す。粉状のシリカフュームのかさ密度は、特に限定されるものではなく、例えば、０．２５ｇ／ｃｍ３以上０．４０ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。粉状のシリカフュームの含有量は、特に限定されるものではなく、例えば、シリカフューム全体に対して０質量％以上２５質量％以下とすることができる。 The silica fume may contain powdery silica fume in addition to granular silica fume. In the present embodiment, the silica fume in which the granular silica fume and the powdery silica fume are mixed is referred to as a semi-granular silica fume. The powdery silica fume refers to the powdered silica fume specified in JIS A 6207: 2016. The bulk density of the powdery silica fume is not particularly limited, and is preferably 0.25 g / cm 3 or more and 0.40 g / cm 3 or less, for example. The content of the powdery silica fume is not particularly limited, and can be, for example, 0% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the entire silica fume.
細骨材（Ｓ）としては、例えば、ＪＩＳ Ａ ５３０８附属書Ａレディミクストコンクリート用骨材で規定される山砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂、石灰石砕砂等の天然由来の砂、高炉スラグ、電気炉酸化スラグ、フェロニッケルスラグ等のスラグ由来の砂、再生骨材、人工軽量骨材、回収骨材等が挙げられる。なお、これらの細骨材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 Examples of the fine aggregate (S) include naturally occurring sand such as mountain sand, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, and limestone crushed sand specified in JIS A 5308 Annex A Ready Mixed Concrete Aggregate, and blast furnaces. Examples thereof include slag, sand derived from slag such as electric furnace oxide slag and ferronickel slag, recycled aggregate, artificial lightweight aggregate, recovered aggregate and the like. In addition, these fine aggregates may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
細骨材の配合量は、特に限定されるものではなく、例えば、コンクリート組成物の単位体積に対する質量割合が４００ｋｇ／ｍ３以上９００ｋｇ／ｍ３以下とすることができる。細骨材が２種以上含まれる場合、前記配合量は、細骨材の合計配合量である。 The blending amount of the fine aggregate is not particularly limited, and for example, the mass ratio of the concrete composition to the unit volume may be 400 kg / m 3 or more and 900 kg / m 3 or less. When two or more kinds of fine aggregates are contained, the blending amount is the total blending amount of the fine aggregates.
粗骨材（Ｇ）としては、特に限定されるものではなく、例えば、川砂利、山砂利、海砂利等の天然骨材、砂岩、硬質砂岩、硬質石灰岩、玄武岩、安山岩等の砕石等の人工骨材、再生骨材等が挙げられる。粗骨材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 The coarse aggregate (G) is not particularly limited, and is, for example, natural aggregates such as river gravel, mountain gravel, and sea gravel, and artificial stones such as sandstone, hard sandstone, hard limestone, genbu rock, and crushed stone. Examples include aggregates and recycled aggregates. As the coarse aggregate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
粗骨材の配合量は、特に限定されるものではなく、例えば、コンクリート組成物の単位体積に対する質量割合が６５０ｋｇ／ｍ３以上９５０ｋｇ／ｍ３以下とすることができる。粗骨材が２種以上含まれる場合、前記配合量は、粗骨材の合計配合量である。 The blending amount of the coarse aggregate is not particularly limited, and for example, the mass ratio of the concrete composition to the unit volume may be 650 kg / m 3 or more and 950 kg / m 3 or less. When two or more kinds of coarse aggregates are contained, the blending amount is the total blending amount of the coarse aggregates.
水（Ｗ）としては、特に限定されるものではなく、例えば、水道水、工業用水、回収水、地下水、河川水、雨水等を使用することができる。水の配合量は、特に限定されるものではなく、例えば、コンクリート組成物の単位体積に対する質量割合が１５０ｋｇ／ｍ３以上１８０ｋｇ／ｍ３以下とすることができる。 The water (W) is not particularly limited, and for example, tap water, industrial water, recovered water, groundwater, river water, rainwater and the like can be used. The blending amount of water is not particularly limited, and for example, the mass ratio of the concrete composition to the unit volume may be 150 kg / m 3 or more and 180 kg / m 3 or less.
水セメント比（Ｗ／Ｃ）は、コンクリートの強度低下を抑制する観点から、１６質量％以上であり、１８質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることがより好ましい。また、水セメント比は、２４質量％以下であり、２４質量％未満であってもよい。 The water-cement ratio (W / C) is preferably 16% by mass or more, preferably 18% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more, from the viewpoint of suppressing a decrease in the strength of concrete. Further, the water-cement ratio is 24% by mass or less, and may be less than 24% by mass.
コンクリート組成物は、さらに、混和材を含んでいてもよい。混和材としては、例えば、フライアッシュ、セメントキルンダスト、高炉フューム、高炉水砕スラグ微粉末、高炉除冷スラグ微粉末、転炉スラグ微粉末、半水石膏、膨張材、石灰石微粉末、生石灰微粉末、ドロマイト微粉末等の無機質微粉末、ナトリウム型ベントナイト、カルシウム型ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、活性白土、酸性白土、アロフェン、イモゴライト、シラス（火山灰）、シラスバルーン、カオリナイト、メタカオリン（焼成粘土）、合成ゼオライト、人造ゼオライト、人工ゼオライト、モルデナイト、クリノプチロライト等の無機物系フィラーが挙げられる。混和材は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 The concrete composition may further contain an admixture. Examples of the admixture include fly ash, cement kiln dust, blast furnace fume, blast furnace granulated slag fine powder, blast furnace refrigerated slag fine powder, converter slag fine powder, semi-hydrated gypsum, swelling material, limestone fine powder, and fresh lime fine. Inorganic fine powder such as powder, dolomite fine powder, sodium-type bentonite, calcium-type bentonite, attapargite, sepiolite, active white clay, acidic white clay, allofen, imogolite, silas (volcanic ash), silus balloon, kaolinite, metakaolin (flying clay), Examples thereof include inorganic fillers such as synthetic zeolite, artificial zeolite, artificial zeolite, mordenite, and clinoptilolite. As the admixture, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
コンクリート材料は、さらに、混和剤を含んでいてもよい。混和剤としては、例えば、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、流動化剤、分離低減剤、凝結遅延剤（例えば、酒石酸等）、凝結促進剤（例えば、硫酸アルミニウム等）、急結剤、収縮低減剤、起泡剤、発泡剤、防水剤、消泡剤等が挙げられる。なお、混和剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 The concrete material may further contain an admixture. Examples of the admixture include an AE agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, a fluidizing agent, a separation reducing agent, a coagulation retarder (for example, tartrate acid, etc.), a coagulation accelerator (for example, aluminum sulfate, etc.), and rapid binding. Examples thereof include agents, shrinkage reducing agents, foaming agents, foaming agents, waterproofing agents, defoaming agents and the like. The admixture may be used alone or in combination of two or more.
本実施形態に係るコンクリート組成物は、セメントと、シリカフュームと、細骨材と、粗骨材と、水とを含むコンクリート組成物であって、シリカフュームが顆粒状のシリカフュームを含むことにより、前記コンクリート組成物が硬化してコンクリートになった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。また、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮することができる。さらに、前記コンクリート組成物は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、１６質量％以上２４質量％以下であることにより、コンクリートの強度低下を抑制することができる。 The concrete composition according to the present embodiment is a concrete composition containing cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate, and water, and the silica fume contains granular silica fume, whereby the concrete is described. When the composition hardens to become concrete, the self-shrinkage of the concrete can be reduced. In addition, the fluidity of the concrete composition can be improved and the kneading time can be shortened. Further, the concrete composition has a water-cement ratio (W / C) of 16% by mass or more and 24% by mass or less, so that it is possible to suppress a decrease in the strength of the concrete.
本実施形態に係るコンクリート組成物は、シリカフュームのかさ密度が０．５５ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下であることにより、コンクリート組成物が硬化してコンクリートになった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。また、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮することができる。さらに、シリカフュームのかさ密度が０．５５ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下であることにより、シリカフュームが貯蔵時に圧縮、振動作用を受けた場合でも、かさ容積の著しい減少が起こりにくくなる。これにより、シリカフュームを貯蔵する際の圧力によって発生する固まりを振動や空気圧送により解砕することができる。 The concrete composition according to the present embodiment has a silica fume bulk density of 0.55 g / cm 3 or more and 0.70 g / cm 3 or less, so that when the concrete composition is hardened to become concrete, the concrete is formed. Self-shrinkage can be reduced. In addition, the fluidity of the concrete composition can be improved and the kneading time can be shortened. Further, when the bulk density of the silica fume is 0.55 g / cm 3 or more and 0.70 g / cm 3 or less, even when the silica fume is compressed and vibrated during storage, the bulk volume is less likely to be significantly reduced. As a result, the mass generated by the pressure when storing the silica fume can be crushed by vibration or pneumatic feeding.
本実施形態に係るコンクリート組成物は、シリカフュームの含有量がセメントに対して５質量％以上２０質量％以下であることにより、コンクリート組成物が硬化してコンクリートになった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。また、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮することができる。 The concrete composition according to the present embodiment has a silica fume content of 5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to cement, so that when the concrete composition is hardened to become concrete, the concrete itself Shrinkage can be reduced. In addition, the fluidity of the concrete composition can be improved and the kneading time can be shortened.
＜コンクリート組成物の製造方法＞
本実施形態に係るコンクリート組成物の製造方法は、セメントと、シリカフュームと、細骨材と、粗骨材と、水とを練り混ぜる混練工程を有する。シリカフュームは、顆粒状のシリカフュームを含む。
<Manufacturing method of concrete composition>
The method for producing a concrete composition according to the present embodiment includes a kneading step of kneading cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate, and water. Silica fume contains granular silica fume.
混練工程では、まず、セメント、シリカフューム、及び細骨材を混合する。次に、水を添加して混練した後、粗骨材を添加して混練する。各材料を混合する手段としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。また、練混ぜ温度は、特に限定されるものではなく、例えば、５℃以上３５℃以下で行うことができる。 In the kneading step, cement, silica fume, and fine aggregate are first mixed. Next, water is added and kneaded, and then coarse aggregate is added and kneaded. The means for mixing the materials is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. The kneading temperature is not particularly limited, and can be, for example, 5 ° C. or higher and 35 ° C. or lower.
混練工程において、セメントと水との水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、１６質量％以上２４質量％以下となるように練り混ぜる。 In the kneading step, the cement and water are kneaded so that the water-cement ratio (W / C) is 16% by mass or more and 24% by mass or less.
本実施形態に係るコンクリート組成物の製造方法は、シリカフュームが顆粒状のシリカフュームを含むことにより、コンクリート組成物が硬化してコンクリートになった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。また、コンクリート組成物の流動性を改善し、練混ぜ時間を短縮することができる。前記コンクリート組成物の製造方法は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、１６質量％以上２４質量％以下であることにより、コンクリートの強度低下を抑制することができる。 In the method for producing a concrete composition according to the present embodiment, since the silica fume contains granular silica fume, it is possible to reduce the self-shrinkage of the concrete when the concrete composition is hardened to become concrete. In addition, the fluidity of the concrete composition can be improved and the kneading time can be shortened. In the method for producing the concrete composition, the decrease in the strength of the concrete can be suppressed when the water-cement ratio (W / C) is 16% by mass or more and 24% by mass or less.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.
＜コンクリート組成物の材料＞
水（Ｗ）：上水道水
セメント（ＬＣ）：低熱ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）
シリカフューム（ＳＦ）：９４５ＳＤ（エルケムジャパン社製）
ＳＦ－ＲＤ（巴工業社製）
９４０Ｕ（エルケムジャパン社製）
細骨材（Ｓ）：山砂
粗骨材（Ｇ）：硬質砂岩
混和剤（高性能減水剤）：ＳＳＰ－１０４（竹本油脂社製）
混和剤（消泡剤）：ＡＦＫ－２（竹本油脂社製）
<Material of concrete composition>
Water (W): Tap water cement (LC): Low heat Portland cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
Silica fume (SF): 945SD (manufactured by Elchem Japan)
SF-RD (manufactured by Tomoe Kogyo Co., Ltd.)
940U (manufactured by Elchem Japan)
Fine aggregate (S): Mountain sand Coarse aggregate (G): Hard sandstone Admixture (high-performance water reducing agent): SSP-104 (manufactured by Takemoto Oil & Fat Co., Ltd.)
Admixture (antifoaming agent): AFK-2 (manufactured by Takemoto Oil & Fat Co., Ltd.)
上記シリカフュームのかさ密度、粉じん量、及びＰロート流下時間を表１に示す。かさ密度は、１００ｇの試料を圧密せずに乾いた２５０ｍＬメスシリンダーに静かに入れ、試料上面を圧密せずに注意深く慣らし、ゆるみかさ体積を最小目盛２ｍＬまで読み取り、試料質量をゆるみかさ体積で除した値である。粉じん量は、試料５００ｇを３００ｍｍの高さから自由落下させた時の３００ｍｍの高さにおける粉じん量をデジタル粉じん計（柴田科学株式会社製ダストメイトＬＤ－３Ｋ２型）で測定した。また、Ｐロート流下時間は、ＪＳＣＥ－Ｆ５２１に基づいて測定した。 Table 1 shows the bulk density, the amount of dust, and the flow time of the P funnel of the silica fume. For bulk density, gently place a 100 g sample in a dry 250 mL graduated cylinder without consolidation, carefully acclimatize the top surface of the sample without consolidation, read the loose bulk volume to a minimum scale of 2 mL, and divide the sample mass by the loose bulk volume. It is the value that was set. The amount of dust was measured by a digital dust meter (Dust Mate LD-3K2 type manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd.) at a height of 300 mm when 500 g of the sample was freely dropped from a height of 300 mm. The P-roto flow time was measured based on JSCE-F521.
＜コンクリート組成物の作製＞
上記の各材料を、表２に示す配合で混合し、二軸強制練りミキサにて混練して、各コンクリート組成物を作製した。具体的には、まず、セメント、シリカフューム、細骨材を前記ミキサにて１５秒間空練りした後、水を添加して３分間混練した。次に、粗骨材を添加して６０秒間混錬し、５分間静置後、排出させた。コンクリート組成物は、スランプフローの目安を６５０±１００ｍｍ、空気量の目安を３％として作製した。なお、表２の単位ｋｇ／ｍ３は、コンクリート組成物の単位体積に対する質量割合を示したものである。
<Preparation of concrete composition>
Each of the above materials was mixed in the formulation shown in Table 2 and kneaded with a biaxial forced kneading mixer to prepare each concrete composition. Specifically, first, cement, silica fume, and fine aggregate were kneaded with the mixer for 15 seconds, then water was added and kneaded for 3 minutes. Next, coarse aggregate was added, kneaded for 60 seconds, allowed to stand for 5 minutes, and then discharged. The concrete composition was prepared with a slump flow standard of 650 ± 100 mm and an air volume standard of 3%. The unit kg / m 3 in Table 2 shows the mass ratio of the concrete composition to the unit volume.
＜自己収縮ひずみの測定＞
実施例２、実施例５、及び比較例２のコンクリート組成物について、日本コンクリート工学協会「超流動コンクリートの自己収縮試験方法」に基づいて、自己収縮ひずみを測定した。測定値を表３に示す。また、自己収縮ひずみの測定値の変化を示すグラフを図１に示す。
<Measurement of self-shrinkage strain>
For the concrete compositions of Example 2, Example 5, and Comparative Example 2, the self-shrinkage strain was measured based on the "self-shrinkage test method of superfluid concrete" of the Japan Concrete Engineering Association. The measured values are shown in Table 3. Further, FIG. 1 shows a graph showing changes in the measured values of self-shrinkage strain.
＜フレッシュ性状の測定＞
作製した硬化前の各コンクリート組成物について、ＩＳＯ １９２０－２：２００５に基づいて、５００ｍｍフロー到達時間を測定した。スランプフロー、及びフロー停止時間は、ＪＩＳ Ａ １１５０：２０１４に基づいて測定した。また、コンクリート温度は、ＪＩＳ Ａ １１５６：２０１４に基づいて測定した。また、空気量は、ＪＩＳ Ａ １１２８：２０１９に基づいて測定した。測定値を表４に示す。
<Measurement of fresh properties>
For each pre-cured concrete composition produced, a 500 mm flow arrival time was measured based on ISO 1920-2: 2005. Slump flow and flow downtime were measured based on JIS A 1150: 2014. The concrete temperature was measured based on JIS A 1156: 2014. The amount of air was measured based on JIS A 1128: 2019. The measured values are shown in Table 4.
＜圧縮強度の測定＞
作製した各コンクリート組成物についてＪＩＳ Ａ １１０８：２０１８に基づいて供試体を作製し、圧縮強度を測定した。圧縮強度は、設計基準強度（８０、９０、１００、１１０Ｎ／ｍｍ２）ごとに目標強度（９６、１０８、１２０、１３２Ｎ／ｍｍ２）を定め、材齢２８日における圧縮強度の測定値が目標強度以上であったものを「〇」と評価し、目標強度未満であったものを「×」と評価した。圧縮強度の測定結果及び評価結果については表５に示す。なお、目標強度は、式（１）により、算出した。
<Measurement of compressive strength>
For each of the prepared concrete compositions, a specimen was prepared based on JIS A 1108: 2018, and the compressive strength was measured. For the compressive strength, the target strength (96, 108, 120, 132N / mm 2 ) is set for each design standard strength (80, 90, 100, 110N / mm 2 ), and the measured value of the compressive strength at the age of 28 days is the target. Those that were above the strength were evaluated as "○", and those that were below the target strength were evaluated as "×". Table 5 shows the measurement results and evaluation results of the compressive strength. The target strength was calculated by the formula (1).
Ｆ＝（ｆｃ＋Ｓ）＋２σ （１）
式中、ｆｃは設計基準強度、Ｓは構造体強度補正値、σは標準偏差（製造実績がない場合は０．１×（ｆｃ＋Ｓ））を意味する。
F = (fc + S) + 2σ (1)
In the formula, fc means the design standard strength, S means the structure strength correction value, and σ means the standard deviation (0.1 × (fc + S) when there is no manufacturing record).
表３の結果から分かるように、実施例２及び５は、比較例２と比較して自己収縮ひずみが小さいことが認められる。この結果は、水セメント比が同一である他の実施例と他の比較例との比較においても、同様になると考えられる。つまり、本発明の構成要件をすべて満たすコンクリート組成物は、硬化してコンクリートとなった際に、該コンクリートの自己収縮を低減させることができる。 As can be seen from the results in Table 3, it is recognized that Examples 2 and 5 have a smaller self-shrinkage strain than Comparative Example 2. This result is considered to be the same in the comparison between the other examples having the same water-cement ratio and the other comparative examples. That is, the concrete composition satisfying all the constituent requirements of the present invention can reduce the self-shrinkage of the concrete when it is hardened to become concrete.
表４の結果から分かるように、実施例１～６のコンクリート組成物は、比較例１～３のコンクリート組成物に比べて、各水セメント比における５００ｍｍフロー到達時間が短いことが認められる。つまり、コンクリート組成物が本発明の構成要件をすべて満たすことで、流動性を改善させることができ、練混ぜ時間を短縮することができる。また、表５の結果から分かるように、実施例１～６のコンクリート組成物は、硬化してコンクリートとなった際に、設計基準強度が８０Ｎ／ｍｍ２の場合において、いずれも目標強度９６Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を示すことが認められる。つまり、コンクリート組成物が本発明の構成要件をすべて満たすことで、コンクリートの強度低下を抑制することができる。 As can be seen from the results in Table 4, it is recognized that the concrete compositions of Examples 1 to 6 have a shorter 500 mm flow arrival time at each water-cement ratio than the concrete compositions of Comparative Examples 1 to 3. That is, when the concrete composition satisfies all the constituent requirements of the present invention, the fluidity can be improved and the kneading time can be shortened. Further, as can be seen from the results in Table 5, the concrete compositions of Examples 1 to 6 have a target strength of 96 N / mm when the design standard strength is 80 N / mm 2 when the concrete composition is hardened to become concrete. It is recognized that it exhibits a compressive strength of mm 2 or more. That is, if the concrete composition satisfies all the constituent requirements of the present invention, it is possible to suppress a decrease in the strength of the concrete.
Claims (4)
前記シリカフュームは、顆粒状のシリカフュームを含み、
前記セメントと水との水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、１６質量％以上２４質量％以下である、
コンクリート組成物。 A concrete composition containing cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate, and water.
The silica fume contains granular silica fume.
The water-cement ratio (W / C) of the cement to water is 16% by mass or more and 24% by mass or less.
Concrete composition.
前記シリカフュームは、顆粒状のシリカフュームを含み、
前記混練工程において、
前記セメントと水との水セメント比（Ｗ／Ｃ）が、１６質量％以上２４質量％以下となるように練り混ぜる、コンクリート組成物の製造方法。 It has a kneading process of kneading cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate, and water.
The silica fume contains granular silica fume.
In the kneading step,
A method for producing a concrete composition, wherein the water-cement ratio (W / C) of cement and water is kneaded so as to be 16% by mass or more and 24% by mass or less.
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