JP2022146316A - Coarse aggregate for concrete - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート用粗骨材に関する。 The present invention relates to coarse aggregate for concrete.
コンクリートは、通常、セメント、水、粗骨材(砕石や砂利)及び細骨材(砂)を混合して得る所謂生コンクリートを、水とセメントとの水和反応に基づいて固化させたものであり、建築資材として広く使用されている。 Concrete is usually made by mixing cement, water, coarse aggregate (crushed stone and gravel) and fine aggregate (sand), so-called ready-mixed concrete, and solidifying it based on the hydration reaction between water and cement. It is widely used as a building material.
コンクリートは、圧縮強度に比して引張強度が非常に低いという欠点を有している。この欠点を補うため、コンクリート中に縦横にマトリックス状に組んだ鉄筋を配設することが一般的であるが、圧縮強度だけでなく引張強度を向上させるため、特定の粗骨材を使用することが提案されている。 Concrete has the disadvantage that its tensile strength is very low compared to its compressive strength. In order to make up for this shortcoming, it is common to arrange reinforcing bars in a matrix in the concrete, but in order to improve not only the compressive strength but also the tensile strength, it is necessary to use a specific coarse aggregate. is proposed.
例えば、粗骨材をセメント、砂等のコンクリート材料で形成し、その内部に補強材として鉄片等を混入させたもの(特許文献1)、パイプ等の金属材料で粗骨材本体を形成し、そこからワイヤーを突出させたもの(特許文献2)、金属製メッシュ材料をフランジ付きの球体形状に成形したもの(特許文献3)等がある。 For example, coarse aggregate is formed of concrete material such as cement and sand, and iron pieces or the like are mixed as a reinforcing material inside (Patent Document 1), and a coarse aggregate body is formed of metal material such as pipe, There are those in which a wire protrudes from there (Patent Document 2), and those in which a metallic mesh material is formed into a spherical shape with a flange (Patent Document 3).
しかしながら、特許文献1に記載のように、セメント、砂等のコンクリート材料で形成した粗骨材本体の内部に、単に鉄片等を混入させても、それを用いたコンクリートの引張強度を大きく向上させることはできない。 However, as described in Patent Document 1, even if iron pieces or the like are simply mixed into the interior of a coarse aggregate body formed of a concrete material such as cement or sand, the tensile strength of concrete using it is greatly improved. It is not possible.
一方、特許文献2に記載のように金属材料で粗骨材を形成すると、粗骨材自体の引張強度がコンクリートのモルタル部分に比して強すぎるため、粗骨材とモルタルとの界面が剥離してモルタル部分が破断し、粗骨材がコンクリートの引張強度の向上に寄与できない場合がある。
On the other hand, if the coarse aggregate is made of a metal material as described in
特許文献3に記載のように金属製メッシュ材料を中空に成形した粗骨材は、金属製メッシュ材料とモルタルとが一体化するので、モルタル部分が金属製メッシュ材料から剥離して破断することを防止することができる。したがって、この粗骨材は従来の粗骨材よりもコンクリートの圧縮強度や引張強度を向上させることができる。しかしながら、コンクリートの引張強度をさらに高めることのできる粗骨材の開発が要望されている。 As described in Patent Document 3, the coarse aggregate obtained by forming the metal mesh material into the hollow is integrated with the metal mesh material and the mortar. can be prevented. Therefore, this coarse aggregate can improve the compressive strength and tensile strength of concrete more than the conventional coarse aggregate. However, there is a demand for the development of coarse aggregate that can further increase the tensile strength of concrete.
このような先行技術に対し、本発明は、コンクリートの引張強度を大きく向上させることのできる粗骨材の提供を課題とする。 In contrast to such prior art, an object of the present invention is to provide a coarse aggregate that can greatly improve the tensile strength of concrete.
本発明者は、粗骨材をコンクリート材料から形成する場合に、PCコンクリートと同様の原理で、粗骨材に高強度鋼材により圧縮ストレスがかかるようにしておくと、粗骨材の引張強度が向上し、この粗骨材を用いたコンクリートも引張強度が向上することを想到し、本発明を完成した。 When the coarse aggregate is formed from a concrete material, the tensile strength of the coarse aggregate is increased by applying a compressive stress to the coarse aggregate by a high-strength steel material on the same principle as PC concrete. The present invention was completed based on the idea that the tensile strength of concrete using this coarse aggregate would be improved.
即ち、本発明は、コンクリート材料で形成された粗骨材本体と該粗骨材本体に埋め込まれている高強度鋼材を有するコンクリート用粗骨材であって、高強度鋼材により粗骨材本体に圧縮ストレスが付与されているコンクリート用粗骨材を提供する。 That is, the present invention provides a coarse aggregate for concrete having a coarse aggregate main body made of a concrete material and a high-strength steel material embedded in the coarse aggregate main body, wherein the high-strength steel material is attached to the coarse aggregate main body. To provide a coarse aggregate for concrete to which compressive stress is applied.
また本発明は、コンクリート材料で形成された粗骨材本体と該粗骨材本体に埋め込まれている高強度鋼材を有するコンクリート用粗骨材の製造方法であって、高強度鋼材に引張力をかけつつ該高強度鋼材が埋め込まれるようにコンクリート材料を加圧成形するコンクリート用粗骨材の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing coarse aggregate for concrete having a coarse aggregate body made of a concrete material and a high-strength steel material embedded in the coarse aggregate body, wherein a tensile force is applied to the high-strength steel material. Provided is a method for producing coarse aggregate for concrete, in which a concrete material is pressure-molded so that the high-strength steel material is embedded while being applied.
本発明のコンクリート用粗骨材によれば、コンクリート材料で形成された粗骨材本体に、高強度鋼材によって圧縮ストレスが付与されているので、PCコンクリートと同様の原理で粗骨材本体の圧縮強度が向上する。
したがって、このコンクリート用粗骨材を用いたコンクリートは圧縮強度が向上する。
According to the coarse aggregate for concrete of the present invention, compressive stress is applied to the coarse aggregate body formed of concrete material by the high-strength steel material, so the coarse aggregate body is compressed on the same principle as PC concrete. Improves strength.
Therefore, concrete using this coarse aggregate for concrete has improved compressive strength.
以下、本発明のコンクリート用粗骨材を実施例により詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。 Hereinafter, the coarse aggregate for concrete of the present invention will be described in detail with reference to examples. In each figure, the same reference numerals denote the same or equivalent components.
(コンクリート用粗骨材の全体構成)
図1Aは、本発明の一実施例のコンクリート用粗骨材1Aの斜視図であり、図1Bは、そのx-x断面図である。このコンクリート用粗骨材1Aは、コンクリート材料で形成された粗骨材本体2と、高強度鋼材10として複数本の高強度鋼線11を有する。各高強度鋼線11は、その中央部が粗骨材本体2に埋め込まれており、両端部が粗骨材本体2から突出している。
(Overall composition of coarse aggregate for concrete)
FIG. 1A is a perspective view of a coarse aggregate for
図1Bに矢印で示したように、粗骨材本体2には、高強度鋼線11により圧縮ストレスが付与されている。この圧縮ストレスは、PCコンクリートのプレテンション方式と同様の原理で粗骨材本体2に付与されるもので、後述するように、コンクリート用粗骨材1Aの製造時に高強度鋼線11に引張力を加えた状態で粗骨材本体2を加圧成形し、その状態で高強度鋼線11を粗骨材本体2に固定し、粗骨材本体2の加圧成形後にも高強度鋼線11に圧縮ストレスがかかっているようにする。したがって、このコンクリート用粗骨材1Aは、単に補強用金属が混合されている粗骨材に比して引張強度が向上しており、このコンクリート用粗骨材を混合して得られるコンクリートの引張強度を向上させることができる。
Compressive stress is applied to the
また、このコンクリート用粗骨材1Aを生コンクリートに混合し、生コンクリートを硬化させると、粗骨材本体2からの高強度鋼線11の突出部分がコンクリート用粗骨材1Aとコンクリートとを結びつけるアンカーとして作用する。さらに、コンクリート用粗骨材1Aの粗骨材本体2はコンクリート材料で形成されているから、このコンクリート用粗骨材1Aを混ぜるコンクリートと親和性がよい。したがって、これらの点からもコンクリート用粗骨材1Aとコンクリートとの付着力が向上し、コンクリートの引張強度を向上させることができる。
When the
(粗骨材本体)
粗骨材本体2は、セメント及び砂、またはさらに砂利等の細骨材を混合して得られるコンクリート材料から形成される。コンクリート材料自体には特に制限はなく、公知の各種コンクリート材料を使用することができる。
(Coarse aggregate body)
The
本発明において粗骨材本体2の形状は特に限定はなく、本実施例においては、ほぼ球形としている。粗骨材本体2の大きさは、従来の粗骨材と同程度とすることができる。より具体的には、JIS A 5308に規定されている粒度と粒径の範囲とすることが好ましく、粒子径L1を5~25mmとすることが好ましい。
In the present invention, the shape of the coarse
(高強度鋼材)
本発明において高強度鋼材としては、粗骨材本体に高い圧縮ストレスを付与する点から、引張強さ690N/mm2以上の鋼材を使用することができる。高強度鋼材の例としては、PC(Prestressed Concrete)鋼線、PC鋼より線等のPC用の緊張材や、ピアノ線等から選ばれる高強度鋼線を挙げることができる。また、高強度鋼材として、高強度鋼線を織物にした高強度鋼メッシュを使用してもよい。
(high-strength steel)
In the present invention, as the high-strength steel material, a steel material having a tensile strength of 690 N/mm 2 or more can be used from the viewpoint of imparting high compressive stress to the coarse aggregate body. Examples of high-strength steel materials include PC (Prestressed Concrete) steel wires, tendons for PC such as PC steel stranded wires, and high-strength steel wires selected from piano wires and the like. As the high-strength steel material, a high-strength steel mesh made by woven high-strength steel wire may be used.
高強度鋼材10の線径は、高強度鋼材として使用する高強度鋼線11の本数などに応じて適宜選択することができる。また、高強度鋼線11を含めた粗骨材1A全体の大きさを従来の粗骨材と同程度とし、生コンクリートのポンプ圧送に支障をきたさないようにする点から、高強度鋼線11の長さL2を5cm以下とすることが好ましい。
The wire diameter of the high-strength steel material 10 can be appropriately selected according to the number of high-
(製造方法)
図1Aに示したコンクリート用粗骨材1Aは、次のようにして製造することができる。
まず、図2に示したように高強度鋼線11に引張力をかける。引張力の強さは、当該高強度鋼線11の弾性限界内とする。
(Production method)
1 A of coarse aggregates for concrete shown in FIG. 1A can be manufactured as follows.
First, a tensile force is applied to the high-
次に、図3A、図3Bに示すように、高強度鋼線11の両端部に引張力をかけた状態で、高強度鋼線11の中央部が粗骨材本体2中に埋め込まれるように成形型3を用いて粗骨材本体2を加圧成形する。これにより、高強度鋼線11が引っ張られた状態、即ち引張力に抗する圧縮力が高強度鋼線11に生じている状態、を粗骨材本体2で固定する。この粗骨材本体2の加圧成形方法としては、図4に示すように、粗骨材本体の成形型3を油圧ジャッキ等で加圧する加圧締固めをあげることができる。この場合の加圧条件としては、当該コンクリート材料の配合組成に応じて適宜定めることができる。
Next, as shown in FIG. 3A and FIG. 3B , the central portion of the high-
(変形態様)
本発明のコンクリート用粗骨材は種々の変形態様をとることができる。
図5A及び図5Bに示したコンクリート用粗骨材1Bは、高強度鋼材10として、上述の高強度鋼線11に代えて、より細い径の高強度鋼線を平織りのメッシュにした高強度鋼メッシュ12を使用したものである。なお、メッシュの種類は平織りに限られない。
(Modification mode)
The coarse aggregate for concrete of the present invention can take various modifications.
The coarse aggregate 1B for concrete shown in FIGS. 5A and 5B is a high-strength steel material 10 in which high-strength steel wires having a finer diameter are used as a plain-woven mesh instead of the high-
このコンクリート用粗骨材1Bの製造時には、まず高強度鋼メッシュ12を構成している高強度鋼線に引張力を加える。この場合、図6に示したように、高強度鋼メッシュ12を構成している直交する2方向の高強度鋼線のそれぞれに引張力をかけることが好ましい。また、2方向の引張力をかける場合に、2方向の引張力を同時にかけてもよく、一方向の引張力をかけた後に他方向の引張力をかけてもよい。 At the time of manufacturing the coarse concrete aggregate 1B, first, a tensile force is applied to the high-strength steel wires forming the high-strength steel mesh 12 . In this case, as shown in FIG. 6, it is preferable to apply a tensile force to each of the high-strength steel wires in two orthogonal directions forming the high-strength steel mesh 12 . Moreover, when the tensile force is applied in two directions, the tensile force in the two directions may be applied at the same time, or the tensile force in one direction may be applied and then the tensile force in the other direction may be applied.
高強度鋼メッシュ12に引張力を加えた後は、図7に示すように、高強度鋼メッシュ12の中央部が埋め込まれるように粗骨材本体2を加圧成形し、粗骨材本体2から高強度鋼メッシュ12がフランジ状に突出しているコンクリート用粗骨材1Bを得る。 After applying tensile force to the high-strength steel mesh 12, as shown in FIG. Coarse aggregate for concrete 1B is obtained from which the high-strength steel mesh 12 protrudes like a flange.
このコンクリート用粗骨材1Bによれば、粗骨材本体2から高強度鋼メッシュ12がフランジ状に突出しているので、上述のコンクリート用粗骨材1Aよりもコンクリート用粗骨材1Bとコンクリートとの付着力が向上する。
According to this coarse aggregate for concrete 1B, since the high-strength steel mesh 12 protrudes in a flange shape from the coarse
図8Aは、1枚の高強度鋼メッシュ12に上述のコンクリート用粗骨材1Bの粗骨材本体の複数個を形成することにより得られるコンクリート用粗骨材1Bの集合体1Xの斜視図であり、図8Bはそのx-x断面図である。この集合体1Xにおいて、粗骨材本体2同士の間の高強度鋼メッシュ12には個々のコンクリート用粗骨材1Bを区切る半切り線13が形成されている。したがって、図9に示したように、コンクリート用粗骨材1Bの集合体は、容易に個々のコンクリート用粗骨材1Bに分離することができる。
FIG. 8A is a perspective view of aggregate 1X of coarse aggregate 1B for concrete obtained by forming a plurality of coarse aggregate bodies of coarse aggregate 1B for concrete on one sheet of high-strength steel mesh 12. FIG. and FIG. 8B is its xx sectional view. In this aggregate 1X, the high-strength steel meshes 12 between the coarse
このようにコンクリート用粗骨材を容易に分離できる集合体としておくと、集合体を積み重ねた状態で保管や搬送を行うことができ、コンクリートの製造現場では、コンクリートの製造に必要な量のコンクリート用粗骨材を集合体から分離して使用すればよいので粗骨材の保管や搬送における取り扱い性が向上する。 If the aggregates for concrete are easily separable in this way, the aggregates can be stored and transported in a stacked state. Since the coarse aggregate can be used after being separated from the aggregate, the handling of the coarse aggregate during storage and transportation is improved.
(粗骨材の適用例)
本発明のコンクリート用粗骨材は、従来のコンクリートの配合組成における粗骨材の一部又は全部に代替することができる。本発明のコンクリート用粗骨材の好ましい適用例としては、コンクリートプレキャスト製品において、例えば、本発明の粗骨材を使用し、引張や曲げに対して従前よりも強い鉄筋コンクリート板を製造することができる。また、鉄筋を使用しないコンクリート構造物(例えば、ダム壁、地面に直に敷設される道路、建造物のベタ基礎、舗装広場等)にも好ましく適用できる。特殊な適用例としては、地面から離れた位置に設置される高速道路の鉄筋コンクリート床版等に好ましく適用できる。
これらの適用例では、必要に応じて本発明のコンクリート用粗骨材を上述の集合体の形態で使用してもよい。この集合体は、土木材や建築材として広く使用することができる。
(Application example of coarse aggregate)
The coarse aggregate for concrete of the present invention can replace part or all of the coarse aggregate in the conventional concrete composition. As a preferred application example of the coarse aggregate for concrete of the present invention, for example, in concrete precast products, the coarse aggregate of the present invention can be used to manufacture reinforced concrete plates that are stronger than before against tension and bending. . It is also preferably applicable to concrete structures that do not use reinforcing bars (eg, dam walls, roads laid directly on the ground, mat foundations of buildings, paved open spaces, etc.). As a special application example, it can be preferably applied to a reinforced concrete floor slab of a highway, which is installed at a position away from the ground.
In these applications, the coarse aggregate for concrete of the present invention may be used in the form of aggregates as described above, if desired. This aggregate can be widely used as a civil engineering and building material.
また、高強度鋼材としてPC鋼材等の磁性鋼を使用した場合には、発明のコンクリート用粗骨材を用いたコンクリートパネルは、電磁石に引きつけて搬送、設置、撤去することが可能となり、作業性が向上する。 In addition, when magnetic steel such as PC steel is used as the high-strength steel, the concrete panel using the coarse aggregate for concrete of the invention can be attracted to an electromagnet to be transported, installed, and removed, resulting in workability. improves.
1A、1B 粗骨材
1X 集合体
2 粗骨材本体
3 成形型
10 高強度鋼材
11 高強度鋼線
12 高強度鋼メッシュ
13 半切り線
1A, 1B Coarse
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021047212A JP2022146316A (en) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Coarse aggregate for concrete |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
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2021
- 2021-03-22 JP JP2021047212A patent/JP2022146316A/en active Pending
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