JP3809427B2 - 高流動コンクリートの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高流動コンクリートを調製するためのパック材料を用いた高流動コンクリートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高流動コンクリートは、高い流動性と適度な分離抵抗性とを併せ持った充填性に優れたコンクリートのことであり、多様な用途へとその使用が普及しつつある。斯かる高流動コンクリートは、生コンクリート工場に於けるコンクリート原料の充分な品質管理や配合のノウハウ等に基づき、熟練した技術者によって製造されているものであり、そのような品質管理等を行うことによって初めて良好なフレッシュ性状の高流動コンクリートが得られることとなる。
【０００３】
また、コンクリート原料の中でも細骨材の品質は高流動コンクリートのフレッシュ性状に大きな影響を及ぼし、特に、粒度分布や含水量がその大きな要因であると考えられている。よって、生コンクリート工場においては、細骨材の品質管理や含水量の測定に注力し、高流動コンクリートの性状維持に努めている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１７０９２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生コンクリート工場で製造された高流動コンクリートを運搬するのが困難な山岳地帯の工事現場や、高流動コンクリートの使用量が少なく生コンクリート工場から調達する程ではないような工事現場の場合には、その工事現場で該高流動コンクリートを製造することが必要となる。その場合、一般的にセメント等の粉末原料は紙製の袋などの容器に収容された状態で搬入されるが、粗骨材や細骨材は重機によりバラ積みの状態で搬入されることとなる。このように、現場へ搬入されるセメント原料の品質管理を充分に行うことが容易ではない状況においては、フレッシュ性状の良好な高流動コンクリートを安定して製造することは極めて困難となる。
【０００６】
また、フレッシュ性状が悪化した高流動コンクリートに対して単位水量を増大させると、コンクリートの収縮や強度低下といった耐久性の面で悪影響を及ぼすため好ましくない。さらに、混和剤を用いる方法ではフレッシュ性状の改善効果に限界があるうえ、混和剤の添加量が増すとコンクリートのコストアップを招くことになり、好ましくない。
【０００７】
そして、各工事現場に高流動コンクリートの調製に熟練した技術者がいることも稀であるため、このような高流動コンクリートの配合および混練作業は一般の工事作業者が行わねばならず、できるだけ簡易且つ安定して良好なフレッシュ性状の高流動コンクリートを調製し得るようにすることが望まれている。
【０００８】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、工事現場においてもフレッシュ性状の良好な高流動コンクリートを簡易に調製し得るようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意研究を重ねたところ、工事現場で高流動コンクリートを製造する場合には、搬入される原料のうち細骨材が高流動コンクリートのフレッシュ性状に影響を及ぼしており、特に、その微粒成分が該フレッシュ性状に大きな影響を及ぼしていることを見出した。そして、この細骨材が、高流動コンクリートのフレッシュ性状に悪影響を及ぼさないような形態で現場に搬入できるような手段を検討し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、微粒分の除去された細骨材と、最大粒径が０．６ｍｍであり且つ粒径０．３ｍｍ以下の粒子を９０重量％以上含んでなる微粉と、結合材とを含むセメント組成物が、乾燥状態で容器内に収容されてなる高流動コンクリート用パック材料を、粗骨材及び水と混ぜることを特徴とする高流動コンクリートの製造方法を提供する。
【００１０】
また、本発明に係る高流動コンクリートの製造方法においては、前記微粒分の除去された細骨材が、粒径０．３ｍｍ以下の粒子が５重量％以下となるように調製されていることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明に係る高流動コンクリートの製造方法においては、前記細骨材と前記微粉の合計量に対する前記微粉の量が１０〜１５重量％であることが好ましい。
【００１２】
尚、本発明において細骨材や微粉の粒径とは、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１に規定されたふるいを用いて除去される粒子を、そのふるいの呼び径を用いて言うものとする。従って、例えば、最大粒径が０．６ｍｍとは呼び径が０．６ｍｍのふるいを全て通過するようなもの、粒径０．３ｍｍ以下の粒子が９０重量％とは、呼び径が０．３ｍｍのふるいを通過する粒子の割合が９０重量％のものをいう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる高流動コンクリート用パック材料を構成するセメント組成物は、微粒分の除去された細骨材と、最大粒径が０．６ｍｍであり且つ粒径０．３ｍｍ以下の粒子を９０重量％以上含んでなる微粉と、結合材とを含んでなる。
【００１４】
セメント組成物を構成する細骨材は、微粒分を除去して調製されたものである。微粒分を除去する対象となる細骨材としては、ＪＩＳ規格に規定されたような「１０ｍｍ網ふるいを全部通り、５ｍｍ網ふるいを質量で８５％以上通る骨材」という規格を満たす細骨材を使用することが好ましい。
【００１５】
細骨材より微粒分を除去する際には、除去対象とする微粒分の粒径を０．３ｍｍ以下に設定することが好ましい。具体的には、ＪＩＳ規格に基づく目幅が０．３ｍｍのふるいを用いて細骨材のふるい分けを行い、粒径０．３ｍｍ以下の微粒分が細骨材全体の５重量％以下となるように、さらには、粒径０．１５ｍｍ以下の細骨材が０．１重量％以下となるように分級することが好ましい。
【００１６】
粒径が０．３ｍｍ以下の微粒分は、良質な細骨材であれば全体の約１５〜２０重量％というほぼ一定の値となっているが、細骨材の品質が低下すると約１０〜３０重量％の範囲で大きく変動する。コンクリートの配合に使用する細骨材に、微粒分が多く含まれている場合には、添加した混和剤の多くが該微粒分に吸着されてしまい、混和剤によって発揮されるべき所定の効果を阻害するものと考えられる。さらに、このような微粒分に水が混ざって泥分となっている場合にも、該泥分がコンクリートの粘性を増加させて、フレッシュ性状に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１７】
よって、細骨材から微粒分を除去することにより、該微粒分によって及ぼされるコンクリートフレッシュ性状への悪影響を防止することができる。
また、上述のような細骨材微粒分の除去処理を行えば、細骨材に含まれる付着水の多くが微粒分とともに除去されることとなり、細骨材の含水量の変動を最小限に抑えることができる。
【００１８】
従って、微粒分を除去した細骨材を用いてセメント組成物を配合し、高流動コンクリート用パック材料とすることにより、細骨材の含水量や品質などに影響されることなく、流動性等のフレッシュ性状が安定したコンクリートを簡易に調製し得るパック材料となる。
【００１９】
一方、本発明で用いる高流動コンクリート用パック材料において、セメント組成物として用いる微粉は、最大粒径が０．６ｍｍであり且つ粒径０．３ｍｍ以下の粒子が９０重量％以上となるように調製されたものである。即ち、該微粉は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１に規定された呼び径０．６ｍｍのふるいを全て通過するとともに、同呼び径０．３ｍｍのふるいを９０重量％以上の粒子が通過するように調製されたものである。
【００２０】
また、該微粉は、細骨材の単位容積を一定にすべく、上述のようにして微粒分を除去した細骨材（本明細書において、「カット砂」ともいう）の一部を置換するようにして前記セメント組成物中に配合することが好ましく、微粒分を除去した細骨材（カット砂）に対して１０〜１５重量％を置換するように配合することがより好ましい。
【００２１】
微粉の種類としては、石灰石微粉末やフライアッシュ、或いは、細骨材より除去した後、粒度調整して得られた石粉など、泥分を含まない乾燥した微粉を使用することが好ましく、粒度分布の一定した石灰石微粉分やフライアッシュがより好ましい。
【００２２】
微粒分を除去した細骨材は、上述のように混和剤が微粒分に吸着されることがなく、また、泥分がコンクリートの粘性を増加させることがないという点で好ましいものであるものの、逆に微粒分によって生じる充填効果が期待できず、かえってコンクリートの流動性が低下する場合もある。
そこで、上述したとおり、最大粒径０．６ｍｍであり且つ粒径０．３ｍｍ以下の粒子を９０重量％以上含むような粒径の調整された微粉を配合することにより、混和剤の過剰な吸着や粘性増加を抑制しつつ、充填効果によるコンクリートの流動性改善を図ることができる。
また、上述のような量の微粉でカット砂の一部を置換することにより、粘性をさほど上昇させることなく材料分離を抑制し得る高流動コンクリートとすることができる。
【００２３】
さらに、泥分を含まない乾燥状態の微粉で細骨材の一部を置換することにより、泥分による悪影響を受けることなく、セメントや骨材等の微細な空隙が該微粉で充填されるため、フレッシュ性状の改善された高流動コンクリートを調製することができる。
【００２４】
また、本発明に於ける結合材として使用し得るセメントとしては、普通、早強、超早強、白色、耐硫酸塩、中庸熱、低熱などの各種ポルトランドセメント、該ポルトランドセメントに高炉スラグ、フライアッシュなどを混合した混合セメント、ジェットセメント、アルミナセメントなどの特殊セメント等を挙げることができる。
【００２５】
本発明で用いる高流動コンクリート用パック材料のセメント組成物の配合としては、前記結合材１００重量部に対して前記細骨材が１５６〜１６５重量部であり、さらに、該細骨材と前記微粉の合計量に対して前記微粉が１０〜１５重量％であるもの、即ち、該細骨材のうち１０〜１５重量％が前記微粉によって置換されたものが好ましい。
【００２６】
また、本発明で用いる高流動コンクリート用パック材料において、セメント組成物を収容するための容器については特に限定されるものではない。よって、例えば従来セメント組成物の梱包に使用されているような紙製あるいは樹脂製の袋などを使用することができる。
【００２７】
さらに、工事現場等に於いて、高流動コンクリート用パック材料と混合して使用する粗骨材については特に限定するものではないが、高流動コンクリートの品質向上とフレッシュ性状の安定性の観点から、表面水率が０〜１％の粗骨材を用いることが好ましい。
【００２８】
前記高流動コンクリート用パック材料を用いて高流動コンクリートを調製する際には、二軸型やパン型の強制練りミキサや、傾胴式（重力式）ミキサを用いることができる。但し、傾胴式ミキサを使用する際には、傾斜角度を７５〜９０度にした状態で練り混ぜを行うことが好ましい。
【００２９】
本発明で用いる高流動コンクリート用パック材料は、上述のようなセメント組成物が乾燥状態で容器内に収容されてなるため、工事現場までの搬送や保存の際に品質が悪化するおそれがなく、また、上述のように所定の配合のセメント組成物が収容されているために作業者の人為的要因によって配合が変動しにくいものとなる。
従って、本発明で用いる高流動コンクリート用パック材料を使用することにより、いかなる工事現場においてもフレッシュ性状が良好で且つその性状のばらつきの少ない高流動コンクリートを調製することが可能となる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。ただし本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
（細骨材の調製）
ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１に規定された呼び径０．３ｍｍのふるいを用いて細骨材（鹿児島産陸砂）を篩い分け、粒径０．３ｍｍ以下の粒子が５重量％以下となるように調製した。以下、これを「カット砂」という。
【００３２】
（実施例１）
前記カット砂８１２ｋｇと、石灰石微粉末（秩父石灰工業社製、比表面積３５５０ｃｍ²／ｇ、最大粒径０．６ｍｍ、粒径０．３ｍｍ以下の粒子を９８重量％含有）７１ｋｇ（カット砂と石灰石微粉末の合計に対して８重量％）と、普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）４８０ｋｇとを乾燥状態で混合することにより、実施例１の高流動コンクリート用パック材料のセメント組成物を作成した。
次に、該セメント組成物１４３０ｋｇと、粗骨材（笠間産砕石）８００ｋｇと、水１６０ｋｇと、混和剤（ＮＭＢ社製、高性能ＡＥ減水剤 ＳＰ−８Ｓ）４．６９ｋｇとを８０度に傾斜させた傾胴式ミキサに投入して混練し、高流動コンクリートを調製した。
【００３３】
（実施例２）
前記カット砂７７７ｋｇと、石灰石微粉末（同上）１０６ｋｇ（同じく１２重量％）と、結合材４８０ｋｇとを乾燥状態で混合して実施例２のセメント組成物を作成し、該セメント組成物を用いて実施例１と同様にして高流動コンクリートを調製した。
【００３４】
（実施例３）
前記カット砂７５１ｋｇと、石灰石微粉末（同上）１３２ｋｇ（同じく１５重量％）と、結合材４８０ｋｇとを乾燥状態で混合して実施例３のセメント組成物を作成し、該セメント組成物を用いて実施例１と同様にして高流動コンクリートを調製した。
【００３５】
（比較例１）
細骨材（同上）８７９ｋｇと、普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）４８０ｋｇとを乾燥状態で混合して比較例１のセメント組成物を作成し、該セメント組成物を用いて実施例１と同様にして高流動コンクリートを調製した。
【００３６】
（比較例２）
細骨材（同上）７７７ｋｇと、石灰石微粉末（同上）１０６ｋｇと普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）４８０ｋｇとを乾燥状態で混合して比較例２のセメント組成物を作成し、該セメント組成物を用いて実施例１と同様にして高流動コンクリートを調製した。
【００３７】
（比較例３）
前記カット砂８７９ｋｇと、普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）４８０ｋｇとを乾燥状態で混合して比較例３のセメント組成物を作成し、該セメント組成物を用いて実施例１と同様にして高流動コンクリートを調製した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
得られた実施例および比較例の各高流動コンクリートについて、土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｆ５０３−１９９９に基づくスランプフローを測定するとともに、分離抵抗性として、土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｆ５２２−１９８６に従って３時間経過後のブリーディング率を測定した。結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】

【００４１】
実施例１と比較例１とを比較すると、一般砂をそのまま用いた比較例１のコンクリートは粘性が高く、流動性が悪い結果となった。これに対し、カット砂を用い且つその８重量％を石灰石微粉で置換した実施例１のコンクリートは、若干分離傾向にはあるものの粘性の改善によって流動性に優れたものとなり、フレッシュ性状が良好となっていることが認められた。
【００４２】
さらに、カット砂のうち１２重量％を石灰石微粉で置換した実施例２のコンクリート、およびカット砂のうち１５重量％を石灰石微粉で置換した実施例３のコンクリートでは、粘性が改善されるだけでなく分離抵抗性も良好となっており、フレッシュ性状のより一層良好なコンクリートとなっていることが認められた。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る高流動コンクリートの製造方法によれば、生コンクリート工場からの調達が不向きな工事現場においても、熟練した技術者を要することなく、良好なフレッシュ性状の高流動コンクリートを容易に調製することが可能となる。

Claims (4)

1. 微粒分の除去された細骨材と、最大粒径が０．６ｍｍであり且つ粒径０．３ｍｍ以下の粒子を９０重量％以上含んでなる微粉と、結合材とを含むセメント組成物が、乾燥状態で容器内に収容されてなる高流動コンクリート用パック材料を、粗骨材及び水と混ぜることを特徴とする高流動コンクリートの製造方法。
2. 前記微粒分の除去された細骨材は、粒径０．３ｍｍ以下の粒子が５重量％以下となるように調製されてなることを特徴とする請求項１記載の高流動コンクリートの製造方法。
3. 前記細骨材と前記微粉の合計量に対する前記微粉の量が１０〜１５重量％であることを特徴とする請求項１又は２記載の高流動コンクリートの製造方法。
4. 前記粗骨材の表面水率が０〜１％である請求項１〜３の何れか１項に記載の高流動コンクリートの製造方法。