JP4015272B2 - コンクリート製品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート製品の製造方法に関し、特に、亀裂を発生させずに、設計寸法通りに製品を製造するコンクリート製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年コンクリート製品は多様化し、複雑な形状のものが工場で作り出され、また、極めて大型な製品や、肉薄な製品等も登場し、さらに、騒音対策の一環として、流動性の高いコンクリートが多用されるようになってきた。それに伴い、打設高さが大きい場合に、硬化途中のコンクリートに著しい沈下が生じ、製品の変形部位、鉄筋又は型枠の障害物等による不均一沈下により、製品の強度や外観を著しく損なうような亀裂がしばしば発生するようになった。
【０００３】
コンクリート沈下量の経時変化をみると、材令（コンクリートが打設されてからの経過時間）0.5〜1日以内の初期において沈下が急激に進行し（これを初期沈下と呼ぶ）、その後の時間経過とともに、自己収縮が徐々に進行する。自己収縮による歪みを防止するためにはJIS A 6202（コンクリート用膨張材）で品質が定められている膨張材が使用されている。一方、初期沈下を補償するためにアルカリ水溶液の作用で水素ガスを発生するアルミニウム等の金属微粉末を、打設前のフレッシュコンクリートに添加することが試みられている。アルミニウム微粉末は発泡速度が大きく、その使用方法を誤ると所期の効果は得られない。アルミニウム粉末を蒸気養生コンクリートの沈下亀裂防止に適用した例は未だ見当たらないが、モルタルについては、例えば、充填用モルタル中に発泡速度極大が時間的に異なる３種類のアルミニウム粉末を添加して長期間に亘りモルタルの収縮をアルミニウムの発泡によって補償する方法が提案さている（特許第2712007号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
蒸気養生等の加熱促進養生により製造される流し込みコンクリート製品に発生する養生直後の亀裂は初期沈下に伴う内部欠陥に起因するものと考えられている。この初期沈下をアルミニウム粉末添加によって生じる水素ガス発泡により補償する場合には、アルミニウムの発泡特性がその効果を左右することになるが、この発泡は添加するアルミニウム量と養生温度に大きく依存する。したがって、これらの関係を明確にして、コンクリート製品の沈下亀裂を防止し、しかも、設計寸法通りのコンクリート製品を製造するための簡便にして有効な方法の開発が強く望まれている。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、このようなコンクリート製品の沈下亀裂を防止して、亀裂欠陥の無いコンクリート製品を設計寸法通りに製造するための簡便にして有効な方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、下記のような蒸気養生コンクリート製品の製造方法を提供する。
【０００７】
蒸気養生は通常、順次、前置き、昇温、養生温度（最高温度）保持、降温、の過程によって行われる。コンクリートの硬化は主に蒸気養生中に進行するが、前置き時間が長いと、この前置きの時期より始まる。アルミニウム粉末による発泡が効果を発揮するのはコンクリートが硬化する前であるから、前置き時期および養生初期が、アルミニウム粉末による発泡によってコンクリート製品の沈下亀裂を防止する上で、特に重要となる。
【０００８】
本発明は、上記の点を考慮して行ったものであり、請求項１に記載のように、ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末を１ｍ３当りｗグラム添加したフレッシュコンクリートを型枠に打設して、常温でｔ時間前置きした後、蒸気養生を行うコンクリート製品の製造方法であって、上記ｗが５．３ｌｏｇ１０ｔ＋４．７以上かつ５．３ｌｏｇ１０ｔ＋８．２以下であるように、上記ｗ及びｔを設定することを特徴とするコンクリート製品の製造方法を提供する。ここで、ｌｏｇ１０は常用対数表す。このように前置きの条件を設定することによって、コンクリート製品の沈下亀裂を防止し、亀裂欠陥が無く、寸法が設計寸法と違わないコンクリート製品を製造することができる。
【０００９】
型枠に打設されたコンクリートは、材令０．５〜１日以内に急激に沈下収縮する。この沈下収縮を補償するように、ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末とコンクリートのアルカリ水を反応させて水素ガスを発生させれば、急激な沈下収縮が防止され、製品に亀裂等の欠陥が発生するのを防止することができる。
【００１０】
あらかじめステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末を添加したコンクリート材料に水を加えると、水の添加により生じたアルカリ水と上記アルミニウム粉末が直ちに反応して水素ガスの発生を開始する。上記アルミニウム粉末は最初からコンクリート材料に添加されているので、発泡はコンクリートの練混ぜ開始時から起きるが、沈下収縮が問題になるのは、フレッシュコンクリートを型枠に打設してからである。したがって、水素ガスの発泡効果は、近似的に、フレッシュコンクリートを型枠に打設してから、すなわち、前置き開始時点から考慮すればよい。
【００１１】
上記水素ガスの発生速度は、上記アルミニウム粉末添加量とコンクリートの温度に依存し、上記アルミニウム粉末添加量が多いほど、コンクリート温度が高いほど大きい。したがって、上記アルミニウム粉末を少量添加した場合には、前置き時間を短くして比較的急速に蒸気養生温度に高めてコンクリートを早く硬化させ、それに合わせて水素発生速度を早期に高めることが必要である。一方、上記アルミニウム粉末を多量に添加した場合には、前置き時間を長くとってもなお多量の水素ガスを発生させることが可能である。
【００１２】
上記のような考えのもとに、本発明者等は実験を重ねた結果、ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末添加量をｗ（ｇ／ｍ３）、前置き時間をｔ時間としたとき、
ｗ＜５．３ｌｏｇ１０ｔ＋４．７のときには、製品の沈下亀裂を完全には防止できないことが明らかになった。したがって、この亀裂を防止するためには、
ｗ≧５．３ｌｏｇ１０ｔ＋４．７の条件が必要である。
【００１３】
一方、w と t の関係が w ＞ 5.3 log10t + 8.2 の領域では、亀裂は生じないが、過剰の発生水素ガスにより製品が設計寸法以上に膨張する可能性があることが判った。したがって、設計寸法通りの製品を製造するためには、 w ≦ 5.3 log10t + 8.2 の条件が必要である。
【００１４】
前置き時間はコンクリート製品の種類や製造時期又は製造工場によって異なり、短いもので１５分程度、長いものでは５時間に達する。夏期に前置き時間が５時間になると、コンクリートの硬化はかなり進行し、この後で蒸気養生を行ってもアルミニウムの発泡効果は薄れてしまう。このような場合には、前置き時間を短くし、それに応じて、上記アルミニウム粉末添加量を、上記条件が成立するように設定すれば、亀裂が無く、しかも設計寸法通りのコンクリート製品を得ることができる。
【００１５】
亀裂防止効果を発揮する上記アルミニウム粉末添加量の下限は、実験によると、１ｇ／ｍ３程度である。また、この添加量が多すぎると、未反応の上記アルミニウム粉末に起因する製品の着色や、適度の発泡による硬化後の自己収縮等の問題が生じる可能性があるので、上限を１０ｇ／ｍ３に設定することが望ましい。
【００１６】
本発明で使用するアルミニウム粉末は、貯蔵安定性を確保するために、ステアリン酸で表面をコーティングして不活性化処理を行ったものであり、粉末の粒径は 40〜90μm 程度のものである。前記アルミニウム粉末はコンクリートのアルカリ水と接触すると、ステアリン酸による不活性化効果が消失して、直ちに水素ガスの発生が始まる。水素ガスは、常温における前置き期間中は、比較的緩やかに発生し、蒸気をかけて温度を上昇させると、それに伴い急速にその発生速度が増加する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
表１に本発明の実施の形態並びに比較例において使用した材料を示した。また、表２にコンクリートの配合を示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
表２に示したように、コンクリートの配合は、通常のコンクリートから流動性の高いコンクリートに亘って３種類設定した。ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム（Ａｌ）粉末の添加量は蒸気養生の前置き時間との関係で、表２のように設定した。
【００２２】
表３および表４に実施の結果並びに比較例の結果を示した。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
表３において、単位 h は時間を意味する。
【００２６】
表３及び表４において、実施の形態１から実施の形態６まではステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末の添加量と前置き時間を特許請求の範囲内に設定したものである。また、比較のために、前記特許請求の範囲外になるように上記アルミニウム粉末の添加量と前置き時間を設定したときの結果を比較例１から比較例４に示した。なお前置き温度は１５〜２０℃であった。
【００２７】
また、図１に本発明の実施の形態並びに比較例において設定した、蒸気養生の前置き時間ｔ（時間）およびステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末添加量ｗ（ｇ／ｍ３）の関係を本発明の沈下亀裂防止領域と関係付けて示した。
【００２８】
表３および表４並びに図１から明らかなように、本発明のようにステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末の添加量と蒸気養生の前置き時間とを特許請求の範囲内に設定すると、製品の形状等が著しく異なっていても、製品の沈下亀裂を防止することができ、亀裂欠陥が無く、しかも寸法が設計寸法と違わないコンクリート製品を容易に製造することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、蒸気養生によりコンクリート製品を製造する際に、ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末を添加したフレッシュコンクリートを用い、かつ、そのアルミニウム粉末の添加量と前置き時間とを適正に選択することにより、亀裂欠陥が無く、しかも寸法が設計寸法と違わないコンクリート製品を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態で示した実験条件と結果を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート製品の製造方法に関し、特に、亀裂を発生させずに、設計寸法通りに製品を製造するコンクリート製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年コンクリート製品は多様化し、複雑な形状のものが工場で作り出され、また、極めて大型な製品や、肉薄な製品等も登場し、さらに、騒音対策の一環として、流動性の高いコンクリートが多用されるようになってきた。それに伴い、打設高さが大きい場合に、硬化途中のコンクリートに著しい沈下が生じ、製品の変形部位、鉄筋又は型枠の障害物等による不均一沈下により、製品の強度や外観を著しく損なうような亀裂がしばしば発生するようになった。
【０００３】
コンクリート沈下量の経時変化をみると、材令（コンクリートが打設されてからの経過時間）0.5〜1日以内の初期において沈下が急激に進行し（これを初期沈下と呼ぶ）、その後の時間経過とともに、自己収縮が徐々に進行する。自己収縮による歪みを防止するためにはJIS A 6202（コンクリート用膨張材）で品質が定められている膨張材が使用されている。一方、初期沈下を補償するためにアルカリ水溶液の作用で水素ガスを発生するアルミニウム等の金属微粉末を、打設前のフレッシュコンクリートに添加することが試みられている。アルミニウム微粉末は発泡速度が大きく、その使用方法を誤ると所期の効果は得られない。アルミニウム粉末を蒸気養生コンクリートの沈下亀裂防止に適用した例は未だ見当たらないが、モルタルについては、例えば、充填用モルタル中に発泡速度極大が時間的に異なる３種類のアルミニウム粉末を添加して長期間に亘りモルタルの収縮をアルミニウムの発泡によって補償する方法が提案さている（特許第2712007号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
蒸気養生等の加熱促進養生により製造される流し込みコンクリート製品に発生する養生直後の亀裂は初期沈下に伴う内部欠陥に起因するものと考えられている。この初期沈下をアルミニウム粉末添加によって生じる水素ガス発泡により補償する場合には、アルミニウムの発泡特性がその効果を左右することになるが、この発泡は添加するアルミニウム量と養生温度に大きく依存する。したがって、これらの関係を明確にして、コンクリート製品の沈下亀裂を防止し、しかも、設計寸法通りのコンクリート製品を製造するための簡便にして有効な方法の開発が強く望まれている。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、このようなコンクリート製品の沈下亀裂を防止して、亀裂欠陥の無いコンクリート製品を設計寸法通りに製造するための簡便にして有効な方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、下記のような蒸気養生コンクリート製品の製造方法を提供する。
【０００７】
蒸気養生は通常、順次、前置き、昇温、養生温度（最高温度）保持、降温、の過程によって行われる。コンクリートの硬化は主に蒸気養生中に進行するが、前置き時間が長いと、この前置きの時期より始まる。アルミニウム粉末による発泡が効果を発揮するのはコンクリートが硬化する前であるから、前置き時期および養生初期が、アルミニウム粉末による発泡によってコンクリート製品の沈下亀裂を防止する上で、特に重要となる。
【０００８】
本発明は、上記の点を考慮して行ったものであり、請求項１に記載のように、ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末を１ｍ３当りｗグラム添加したフレッシュコンクリートを型枠に打設して、常温でｔ時間前置きした後、蒸気養生を行うコンクリート製品の製造方法であって、上記ｗが５．３ｌｏｇ１０ｔ＋４．７以上かつ５．３ｌｏｇ１０ｔ＋８．２以下であるように、上記ｗ及びｔを設定することを特徴とするコンクリート製品の製造方法を提供する。ここで、ｌｏｇ１０は常用対数表す。このように前置きの条件を設定することによって、コンクリート製品の沈下亀裂を防止し、亀裂欠陥が無く、寸法が設計寸法と違わないコンクリート製品を製造することができる。
【０００９】
型枠に打設されたコンクリートは、材令０．５〜１日以内に急激に沈下収縮する。この沈下収縮を補償するように、ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末とコンクリートのアルカリ水を反応させて水素ガスを発生させれば、急激な沈下収縮が防止され、製品に亀裂等の欠陥が発生するのを防止することができる。
【００１０】
あらかじめステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末を添加したコンクリート材料に水を加えると、水の添加により生じたアルカリ水と上記アルミニウム粉末が直ちに反応して水素ガスの発生を開始する。上記アルミニウム粉末は最初からコンクリート材料に添加されているので、発泡はコンクリートの練混ぜ開始時から起きるが、沈下収縮が問題になるのは、フレッシュコンクリートを型枠に打設してからである。したがって、水素ガスの発泡効果は、近似的に、フレッシュコンクリートを型枠に打設してから、すなわち、前置き開始時点から考慮すればよい。
【００１１】
上記水素ガスの発生速度は、上記アルミニウム粉末添加量とコンクリートの温度に依存し、上記アルミニウム粉末添加量が多いほど、コンクリート温度が高いほど大きい。したがって、上記アルミニウム粉末を少量添加した場合には、前置き時間を短くして比較的急速に蒸気養生温度に高めてコンクリートを早く硬化させ、それに合わせて水素発生速度を早期に高めることが必要である。一方、上記アルミニウム粉末を多量に添加した場合には、前置き時間を長くとってもなお多量の水素ガスを発生させることが可能である。
【００１２】
上記のような考えのもとに、本発明者等は実験を重ねた結果、ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末添加量をｗ（ｇ／ｍ３）、前置き時間をｔ時間としたとき、
ｗ＜５．３ｌｏｇ１０ｔ＋４．７のときには、製品の沈下亀裂を完全には防止できないことが明らかになった。したがって、この亀裂を防止するためには、
ｗ≧５．３ｌｏｇ１０ｔ＋４．７の条件が必要である。
【００１３】
一方、w と t の関係が w ＞ 5.3 log10t + 8.2 の領域では、亀裂は生じないが、過剰の発生水素ガスにより製品が設計寸法以上に膨張する可能性があることが判った。したがって、設計寸法通りの製品を製造するためには、 w ≦ 5.3 log10t + 8.2 の条件が必要である。
【００１４】
前置き時間はコンクリート製品の種類や製造時期又は製造工場によって異なり、短いもので１５分程度、長いものでは５時間に達する。夏期に前置き時間が５時間になると、コンクリートの硬化はかなり進行し、この後で蒸気養生を行ってもアルミニウムの発泡効果は薄れてしまう。このような場合には、前置き時間を短くし、それに応じて、上記アルミニウム粉末添加量を、上記条件が成立するように設定すれば、亀裂が無く、しかも設計寸法通りのコンクリート製品を得ることができる。
【００１５】
亀裂防止効果を発揮する上記アルミニウム粉末添加量の下限は、実験によると、１ｇ／ｍ３程度である。また、この添加量が多すぎると、未反応の上記アルミニウム粉末に起因する製品の着色や、適度の発泡による硬化後の自己収縮等の問題が生じる可能性があるので、上限を１０ｇ／ｍ３に設定することが望ましい。
【００１６】
本発明で使用するアルミニウム粉末は、貯蔵安定性を確保するために、ステアリン酸で表面をコーティングして不活性化処理を行ったものであり、粉末の粒径は 40〜90μm 程度のものである。前記アルミニウム粉末はコンクリートのアルカリ水と接触すると、ステアリン酸による不活性化効果が消失して、直ちに水素ガスの発生が始まる。水素ガスは、常温における前置き期間中は、比較的緩やかに発生し、蒸気をかけて温度を上昇させると、それに伴い急速にその発生速度が増加する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
表１に本発明の実施の形態並びに比較例において使用した材料を示した。また、表２にコンクリートの配合を示した。
【００１９】
【表１】
【表２】
表２に示したように、コンクリートの配合は、通常のコンクリートから流動性の高いコンクリートに亘って３種類設定した。ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム（Ａｌ）粉末の添加量は蒸気養生の前置き時間との関係で、表２のように設定した。
【００２２】
表３および表４に実施の結果並びに比較例の結果を示した。
【００２３】
【表３】
【表４】
表３において、単位 h は時間を意味する。
【００２６】
表３及び表４において、実施の形態１から実施の形態６まではステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末の添加量と前置き時間を特許請求の範囲内に設定したものである。また、比較のために、前記特許請求の範囲外になるように上記アルミニウム粉末の添加量と前置き時間を設定したときの結果を比較例１から比較例４に示した。なお前置き温度は１５〜２０℃であった。
【００２７】
また、図１に本発明の実施の形態並びに比較例において設定した、蒸気養生の前置き時間ｔ（時間）およびステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末添加量ｗ（ｇ／ｍ３）の関係を本発明の沈下亀裂防止領域と関係付けて示した。
【００２８】
表３および表４並びに図１から明らかなように、本発明のようにステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末の添加量と蒸気養生の前置き時間とを特許請求の範囲内に設定すると、製品の形状等が著しく異なっていても、製品の沈下亀裂を防止することができ、亀裂欠陥が無く、しかも寸法が設計寸法と違わないコンクリート製品を容易に製造することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、蒸気養生によりコンクリート製品を製造する際に、ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末を添加したフレッシュコンクリートを用い、かつ、そのアルミニウム粉末の添加量と前置き時間とを適正に選択することにより、亀裂欠陥が無く、しかも寸法が設計寸法と違わないコンクリート製品を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態で示した実験条件と結果を示す図である。
Claims (1)
- ステアリン酸で表面をコーティングしたアルミニウム粉末を１ｍ３当りｗグラム添加したフレッシュコンクリートを型枠に打設して、常温でｔ時間前置きした後、蒸気養生を行うコンクリート製品の製造方法であって、
上記ｗが５．３ｌｏｇ１０ｔ＋４．７以上かつ５．３ｌｏｇ１０ｔ＋８．２以下であるように、上記ｗ及びｔを設定することを特徴とするコンクリート製品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744498A JP4015272B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | コンクリート製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744498A JP4015272B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | コンクリート製品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11322461A JPH11322461A (ja) | 1999-11-24 |
| JP4015272B2 true JP4015272B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=14960093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12744498A Expired - Fee Related JP4015272B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | コンクリート製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4015272B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ551566A (en) * | 2004-06-15 | 2010-01-29 | Constr Res & Tech Gmbh | Providing freezing and thawing resistance to cementitious compositions |
-
1998
- 1998-05-11 JP JP12744498A patent/JP4015272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11322461A (ja) | 1999-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041111 |
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