JP5613386B2 - Structure member and structure having structure member - Google Patents
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Description
本発明は、構造部材、及び構造部材を有する構造物に関する。 The present invention relates to a structural member and a structure having the structural member.
一般的に、建築構造物では鉄筋コンクリートが多用されている。鉄筋コンクリートは、鉄筋及びコンクリートの複合材料である。このコンクリートは、水、セメント、骨材(細骨材、粗骨材)及び各種の混和材から構成されている。セメントには、石灰石、ケイ石等の原料を細かく砕いたものを、約1450℃の高温で焼成したポルトランドセメントが一般的に用いられる。 In general, reinforced concrete is frequently used in building structures. Reinforced concrete is a composite material of reinforcing steel and concrete. This concrete is composed of water, cement, aggregate (fine aggregate, coarse aggregate) and various admixtures. As the cement, Portland cement obtained by firing a pulverized raw material such as limestone and quartzite at a high temperature of about 1450 ° C. is generally used.
ここで、ポルトランドセメントの焼成には、多量のエネルギーを消費するだけでなく、焼成に伴って多量の二酸化炭素が発生するため、省エネ化や地球温暖化等への環境対策が求められている。 Here, firing of Portland cement not only consumes a large amount of energy, but also generates a large amount of carbon dioxide along with the firing, and therefore, environmental measures for energy saving, global warming and the like are required.
環境対策としては、高炉スラグ微粉末を用いた高炉セメント(JISR5211)が知られている。この高炉セメントは、ポルトランドセメントの一部を高炉スラグ微粉末(高炉で銑鉄を製造する際に生成される副産物)で置換したものであり、高炉スラグ微粉末の分量によってA種(5〜30質量%)、B種(30〜60質量%)、C種(60〜70質量%)に分類されている。このようにポルトランドセメントを高炉スラグ微粉末で置換することで、石灰石等の原料の消費量を削減することができ、更に、二酸化炭素の排出量を実質的に削減することができる。 As an environmental measure, blast furnace cement (JIS R5211) using blast furnace slag fine powder is known. This blast furnace cement is obtained by replacing part of Portland cement with blast furnace slag fine powder (a by-product generated when producing pig iron in the blast furnace). Type A (5 to 30 mass) depending on the amount of fine blast furnace slag powder. %), B type (30 to 60% by mass), and C type (60 to 70% by mass). Thus, by replacing Portland cement with blast furnace slag fine powder, the consumption of raw materials such as limestone can be reduced, and the emission of carbon dioxide can be substantially reduced.
しかしながら、ポルトランドセメントの分量を減らすと、ポルトランドセメントの水和反応によって生成される水酸化カルシウム等のアルカリ性物質が減少する。従って、高炉セメントを用いた鉄筋コンクリート造の構造部材では鉄筋等の鋼材が腐食し易く、鋼材腐食に伴う体積膨張によってひび割れの発生が懸念される。そのため、高炉セメント、特に高炉セメントC種は、柱や梁等の構造部材として利用し難いのが実情である。 However, when the amount of Portland cement is reduced, alkaline substances such as calcium hydroxide generated by the hydration reaction of Portland cement are reduced. Therefore, in a reinforced concrete structure member using blast furnace cement, steel materials such as rebar are easily corroded, and there is a concern that cracking may occur due to volume expansion accompanying steel material corrosion. For this reason, blast furnace cement, in particular, blast furnace cement type C is difficult to use as structural members such as columns and beams.
一方、特許文献1には、大気中の二酸化炭素を吸収する二酸化炭素固定化構造部材が提案されている。この二酸化炭素固定化構造部材には、その内部へ大気を導く通気孔が形成されており、この通気孔から供給された大気中の二酸化炭素がコンクリートに吸収される。 On the other hand, Patent Document 1 proposes a carbon dioxide-fixed structure member that absorbs carbon dioxide in the atmosphere. The carbon dioxide-fixed structural member is formed with a vent hole that leads the atmosphere to the inside, and carbon dioxide in the atmosphere supplied from the vent hole is absorbed by the concrete.
ところで、二酸化炭素固定化構造部材中の水酸化カルシウムが二酸化炭素と反応すると炭酸カルシウムに変化し、アルカリ性が失われて鉄筋等の鋼材の防錆効果が低下してしまう。この対策として特許文献1の二酸化炭素固定化構造部材では、吸収された二酸化炭素と鉄筋付近の水酸化カルシウムが反応しないように、鋼材から離れた位置に上記の通気孔を形成している。そのため、大気中の二酸化炭素を二酸化炭素固定化構造部材に固定化しつつ、鋼材の腐食を抑制することができる。 By the way, when the calcium hydroxide in the carbon dioxide-fixed structural member reacts with carbon dioxide, it changes to calcium carbonate, the alkalinity is lost, and the rust preventive effect of steel materials such as reinforcing bars is reduced. As a countermeasure, in the carbon dioxide fixed structural member of Patent Document 1, the vent hole is formed at a position away from the steel material so that the absorbed carbon dioxide and calcium hydroxide near the reinforcing bar do not react. Therefore, corrosion of the steel material can be suppressed while fixing carbon dioxide in the atmosphere to the carbon dioxide fixing structural member.
この特許文献1は、大気中の二酸化炭素を二酸化炭素固定化構造部材に固定化することを目的とするため、通気孔の存在が前提となっている。また、二酸化炭素固定化構造部材はポルトランドセメントを用いて製造するため、その製造工程(ポルトランドセメントの焼成)において多量の二酸化炭素が発生する。 Since this patent document 1 aims at fixing carbon dioxide in the atmosphere to a carbon dioxide fixing structure member, it is premised on the existence of a vent hole. In addition, since the carbon dioxide-fixed structural member is manufactured using Portland cement, a large amount of carbon dioxide is generated in the manufacturing process (Portland cement firing).
本発明は、上記の事実を考慮し、鋼材の腐食を抑制することを目的する。 In view of the above facts, the present invention aims to suppress corrosion of steel materials.
請求項1に記載の構造部材は、鋼材が埋設された第一硬化体と、高炉スラグ微粉末を60〜95質量%及び石膏を5〜20質量%含有する水硬性セメントが水和反応して硬化して形成され、前記第一硬化体と一体化されると共に、該第一硬化体よりもアルカリ性が弱い第二硬化体と、を備え、前記第一硬化体が、前記第二硬化体の周囲に配置されている。 In the structural member according to claim 1, the first hardened body in which the steel material is embedded and the hydraulic cement containing 60 to 95% by mass of blast furnace slag fine powder and 5 to 20% by mass of gypsum are hydrated. A second cured body that is formed by curing and integrated with the first cured body and is less alkaline than the first cured body, and the first cured body is formed of the second cured body. It is arranged around .
上記の構成によれば、構造部材が、鋼材が埋設された第一硬化体と、当該第一硬化体と一体化された第二硬化体と、を備えている。 According to said structure, the structural member is equipped with the 1st hardening body with which the steel material was embed | buried, and the 2nd hardening body integrated with the said 1st hardening body.
ここで、第二硬化体は、高炉スラグ微粉末を60〜95質量%及び石膏を5〜20質量%含有する水硬性セメントが水和反応して硬化して形成されたものであり、第一硬化体よりもアルカリ性が弱くなっている。従って、第二硬化体に埋設された鋼材は、第一硬化体に埋設された鋼材と比較して、鋼材が腐食し始めるまでの時間が短く、即ち、鋼材の寿命が短くなる傾向にある。そのため、本発明では、第二硬化体よりもアルカリ性が強い第一硬化体に鋼材を埋設している。従って、鋼材の表面に形成された不動態皮膜が保持され易くなるため、鋼材が腐食し始めるまでの時間が長くなる。よって、鋼材の長寿命化を図ることができる。
また、第二硬化体を形成する水硬性セメントが、60〜95質量%と多くの高炉スラグ微粉末を含有するため、石灰石等の原料の消費量を低減することができる。また、石灰石等の原料の消費量が少なくなるため、石灰石の熱分解や燃焼による二酸化炭素の排出量を低減することができる。さらに、水硬性セメントに石膏を5〜20質量%添加することで、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等の工業材料の消費量を削減することができる。
Here, the second hardened body is formed by hydrating and hardening a hydraulic cement containing 60 to 95% by mass of blast furnace slag fine powder and 5 to 20% by mass of gypsum . The alkalinity is weaker than that of the cured product. Accordingly, the steel material embedded in the second hardened body has a shorter time until the steel material starts to corrode than the steel material embedded in the first hardened body, that is, the life of the steel material tends to be shortened. Therefore, in this invention, steel materials are embed | buried in the 1st hardening body whose alkalinity is stronger than a 2nd hardening body. Therefore, since the passive film formed on the surface of the steel material is easily retained, the time until the steel material begins to corrode becomes longer. Therefore, the life of the steel material can be extended.
Moreover, since the hydraulic cement which forms a 2nd hardening body contains 60-95 mass% and many blast furnace slag fine powder, the consumption of raw materials, such as limestone, can be reduced. Moreover, since the consumption of raw materials such as limestone is reduced, the amount of carbon dioxide emitted by thermal decomposition and combustion of limestone can be reduced. Furthermore, consumption of industrial materials such as calcium hydroxide, sodium hydroxide and sodium carbonate can be reduced by adding 5 to 20% by mass of gypsum to hydraulic cement.
また、第二硬化体の周囲に、第一硬化体が配置されている。従って、第一硬化体の周囲に鋼材を配置することができ、構造部材の曲げ耐力を合理的に大きくすることができる。また、第一硬化体をプレキャスト化し、型枠(外殻プレキャスト型枠)として用いることで、現場での第二硬化体の型枠が不要となるため、施工性が向上する。 Moreover, the 1st hardening body is arrange | positioned around the 2nd hardening body. Therefore, the steel material can be arranged around the first hardened body, and the bending strength of the structural member can be increased reasonably. Moreover, since the 1st hardening body is precast and used as a formwork (outer shell precast formwork), since the formwork of the 2nd hardening body in the field becomes unnecessary, workability | operativity improves.
請求項2に記載の構造部材は、鋼材が埋設された第一硬化体と、高炉スラグ微粉末を60〜95質量%及び石膏を5〜20質量%含有する水硬性セメントが水和反応して硬化して形成され、前記第一硬化体と一体化されると共に、該第一硬化体よりもアルカリ性が弱い第二硬化体と、を備え、前記第二硬化体の内部に、棒状に形成された複数の前記第一硬化体が配置されている。 In the structural member according to claim 2 , the first hardened body in which the steel material is embedded and the hydraulic cement containing 60 to 95% by mass of blast furnace slag fine powder and 5 to 20% by mass of gypsum are hydrated. A second cured body which is formed by curing and integrated with the first cured body and has a lower alkalinity than the first cured body, and is formed in a rod shape inside the second cured body. A plurality of the first cured bodies are arranged.
上記の構成によれば、第二硬化体の内部に、複数の第一硬化体が配置されている。この第一硬化体は棒状に形成されている。ここで、鋼材ごとに、又は複数の鋼材が密集する領域ごとに第二硬化体を設けることにより、効率的に鋼材を防錆することができる。 According to said structure, the some 1st hardening body is arrange | positioned inside the 2nd hardening body. This 1st hardening body is formed in the rod shape. Here, by providing the second hardened body for each steel material or for each region where a plurality of steel materials are densely packed, the steel material can be rusted efficiently.
請求項3に記載の構造部材は、請求項1又は請求項2に記載の構造部材において、前記第二硬化体が、コンクリート硬化体、モルタル硬化体、又はグラウト硬化体である。 The structural member according to claim 3 is the structural member according to claim 1 or 2, wherein the second hardened body is a hardened concrete body, a hardened mortar body, or a hardened grout body.
上記の構成によれば、第二硬化体をコンクリート硬化体、モルタル硬化体、又はグラウト硬化体によって形成することができる。According to said structure, a 2nd hardening body can be formed with a concrete hardening body, a mortar hardening body, or a grout hardening body.
請求項4に記載の構造物は、請求項1〜3の何れか1項に記載の構造部材を有している。 Structure according to claim 4 has a structure according to any one of claims 1-3.
上記の構成によれば、請求項1〜3の何れか1項に記載の構造部材を有することで、鋼材の腐食を抑制しつつ、製造エネルギー及び二酸化炭素の排出量が低減された構造物を構築することができる。 According to said structure, having the structural member of any one of Claims 1-3 WHEREIN: While suppressing the corrosion of steel materials, the structure where the discharge amount of manufacturing energy and a carbon dioxide was reduced. Can be built.
本発明は、上記の構成としたので、鋼材の腐食を抑制することができる。 Since this invention set it as said structure, it can suppress corrosion of steel materials.
図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る構造部材について説明する。図1は、構造物12の一部を示す概略平面図であり、第1実施形態に係る構造部材としての柱14、梁16、床18が示されている。
A structural member according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing a part of the
先ず、柱14の構成について説明する。なお、梁16は柱14と同様の構成であるため、説明を省略する。
First, the configuration of the
図2の断面図に示されるように、柱14は、第二柱部(第二硬化体)14Bと、この第二柱部14Bの周囲(外周)に配置された第一柱部(第一硬化体)14Aと、を備えた複合構造とされている。これらの第一柱部14A及び第二柱部14Bによって、柱14の部材断面(柱14の材軸に垂直な断面)が構成されている。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the
第一柱部14Aは、普通コンクリートで角形の環状に形成されており、その内部に柱鉄筋(鋼材)20及びせん断補強筋22が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。第一柱部14Aの内周壁には、第二柱部14Bとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッター24が複数形成されている。なお、コッター24の形状は、三角系、台形、半円形等の種々の形状から選択することができる。また、凹状に限らず、凸状のコッターを形成しても良い。
The
なお、普通コンクリートとは、ポルトランドセメント、又は高炉スラグ微粉末を主成分(高炉スラグ微粉末の含有量が60質量%未満)とした水硬性セメントに、水、混和材料、骨材(細骨材、粗骨材)等を混ぜ合わせ、水との水和反応によって硬化したコンクリートである。ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種のポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の各種の混合セメントを用いることができる。また、石膏、石灰を適宜添加することもできる。 Note that ordinary concrete is Portland cement or hydraulic cement containing blast furnace slag fine powder as a main component (content of blast furnace slag fine powder is less than 60% by mass), water, admixture, aggregate (fine aggregate). , Coarse aggregate) and the like, and hardened by a hydration reaction with water. As the Portland cement, various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement and low heat Portland cement, and various mixed cements such as blast furnace cement, fly ash cement and silica cement can be used. Moreover, gypsum and lime can also be added suitably.
第一柱部14Aで囲まれた空間(空洞部)には、第二柱部14Bが配置されている。第二柱部14Bは、第一柱部14Aを構成する普通コンクリートよりもアルカリ性が弱いコンクリート硬化体(以下、「弱アルカリコンクリート」という)で角柱状に形成されている。この第二柱部14Bは、第一柱部14Aと一体化されており、柱14に作用する各種の応力(曲げ応力、せん断応力、軸力等)に対して第一柱部14Aと協同で抵抗可能とされている。なお、弱アルカリコンクリートについては後述する。
The second column portion 14B is disposed in the space (hollow portion) surrounded by the
次に、床18の構成について説明する。
Next, the configuration of the
床18は、図3の断面図に示されるように、上下方向に対向する一対の第一床部(第一硬化体)18Aと、第一床部18Aの間に配置された第二床部(第二硬化体)18Bと、を備えている。これらの第一床部18A及び第二床部18Bによって、床18の部材断面が構成されている。なお、構造部材が床や壁のような面材の場合、その部材断面とは、面材の表面と直交する方向(面材の厚さ方向)の断面を指すものとする。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the
第一床部18Aは、普通コンクリートで板状に形成されており、その内部に鉄筋(鋼材)26及びせん断補強筋28が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。これらの第一床部18Aの対向面には、第二床部18Bとの付着性を高めるための凹状のコッター29が間隔を置いて複数形成されている。
The
対向する第一床部18Aの間には、第二床部18Bが配置されている。即ち、第二床部18Bは、上下の第一床部18Aのそれぞれに対向して配置されている。第二床部18Bは、第一床部18Aを構成する普通コンクリートよりもアルカリ性が弱い弱アルカリコンクリートで板状に形成されている。この第二床部18Bは、第一床部18Aと一体化されており、床18に作用する各種の応力に対して第一床部18Aと協同で抵抗可能とされている。
A second floor portion 18B is disposed between the
次に、第1実施形態に係る構造部材の作用について説明する。 Next, the operation of the structural member according to the first embodiment will be described.
建築構造物ではコンクリートが多用されており、我が国のセメント(ポルトランドセメント)の年間生産量は、約6000〜7000万tに昇っている。このポルトランドセメントの製造時に発生する二酸化炭素は、1t当たりの焼成エネルギーで約350kg/t、原材料の石灰石から約450kg/t、合計約750kg/tと非常に膨大な量となっており、我が国の産業分野全体の約4%を占めている。そこで、近年の省エネルギー化や地球温暖化等の環境対策として、高炉で銑鉄を製造した際に副産物として生成される高炉スラグを用いたセメントが提案されている。具体的には、高炉セメント、高硫酸塩スラグセメント等が挙げられる。これらのセメントは、ポルトランドセメントを高炉スラグ微粉末で置換することにより、ポルトランドセメントの主材料となる石灰石、ケイ石等の原料の消費量を削減すると共に、石灰石等の焼成時に発生する二酸化炭素の排出量を実質的に削減している。 Concrete is frequently used in building structures, and the annual production of cement (Portland cement) in Japan has increased to about 6000 to 70 million tons. Carbon dioxide generated during the production of this Portland cement is an extremely large amount of about 350 kg / t of calcining energy per ton and about 450 kg / t from the raw material limestone, totaling about 750 kg / t. It accounts for about 4% of the entire industrial sector. Therefore, cement using blast furnace slag generated as a by-product when pig iron is produced in a blast furnace has been proposed as an environmental measure such as energy saving and global warming in recent years. Specific examples include blast furnace cement and high sulfate slag cement. By replacing Portland cement with fine powder of blast furnace slag, these cements reduce the consumption of raw materials such as limestone and silica, which are the main materials of Portland cement, and the carbon dioxide generated during calcination of limestone etc. Emissions have been substantially reduced.
更に、高炉スラグ微粉末に、石膏を添加すると共に、高炉スラグ微粉末のアルカリ反応を促進させるアルカリ刺激材として、再生コンクリート微粉末を用いることで、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等の工業材料の消費量を削減している。 Furthermore, by adding gypsum to the blast furnace slag fine powder and using the recycled concrete fine powder as an alkali stimulating material for promoting the alkali reaction of the blast furnace slag fine powder, calcium hydroxide, sodium hydroxide, sodium carbonate, etc. Reduces consumption of industrial materials.
しかしながら、ポルトランドセメントの分量を減らすと、ポルトランドセメントの水和反応によって生成される水酸化カルシウム等のアルカリ性物質が減少する。従って、これらの高炉セメントC種、高硫酸塩スラグセメント等を用いた鉄筋コンクリート造の構造部材は、普通コンクリートと比較して中性化が速く、鉄筋等の鋼材の表面に形成された不動態皮膜が破壊され易い。従って、鋼材が腐食し始めるまでの時間が短くなり、鋼材の寿命が短くなる。また、鋼材が腐食すると、その体積膨張によって構造部材のひび割れ等が懸念される。従って、構造部材として利用し難いのが実情である。 However, when the amount of Portland cement is reduced, alkaline substances such as calcium hydroxide generated by the hydration reaction of Portland cement are reduced. Therefore, reinforced concrete structural members using these types of blast furnace cement Class C, high sulfate slag cement, etc. are neutralized faster than ordinary concrete, and the passive film formed on the surface of steel materials such as reinforcing steel Is easily destroyed. Therefore, the time until the steel material begins to corrode is shortened, and the life of the steel material is shortened. Further, when the steel material is corroded, there is a concern about cracking of the structural member due to its volume expansion. Therefore, it is difficult to use as a structural member.
この対策として、本実施形態では、柱14に第一柱部14A及び第二柱部14Bを設け、この第一柱部14Aに柱鉄筋20、せん断補強筋22等の鋼材を埋設している。第一柱部14Aは普通コンクリートで構成されており、強いアルカリ性(例えば、PH値12以上)を呈している。従って、柱鉄筋20及びせん断補強筋22の表面に形成された不動態皮膜が保持され易く、これらの柱鉄筋20及びせん断補強筋22が腐食し始めるまでの時間が長くなる。よって、柱鉄筋20及びせん断補強筋22の長寿命化を図ることができると共に、腐食に伴う第一柱部14Aのひび割れ等を抑制することができる。
As a countermeasure, in this embodiment, the
一方、第一柱部14Aで囲まれた空間(空洞部)には、第二柱部14Bが配置されている。この第二柱部14Bを弱アルカリコンクリート(PH値12未満)で構成することで、二酸化炭素の排出量、及び製造エネルギーを実質的に低減しつつ、従来の鉄筋コンクリート造の構造部材と同等の強度、耐力を備える柱14を構築することができる。なお、床18についても、同様に作用、効果を得ることができる。
On the other hand, the second column portion 14B is arranged in a space (hollow portion) surrounded by the
また、第一柱部14Aをプレキャスト化することにより、型枠(外殻プレキャスト型枠)として用いることができる。これにより、第二柱部14Bの型枠を省略することができるため、施工性が向上する。具体的には、プレキャスト化された第一柱部14Aを設置し、この第一柱部14A内に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを流し込み、第二柱部14Bを形成する。なお、柱14全体をプレキャスト化しても良いし、第一柱部14A及び第二柱部14Bを現場で施工しても良いことは勿論である。
Moreover, it can be used as a formwork (outer shell precast formwork) by precasting the
また、本実施形態では、第二柱部14Bの周囲に第一柱部14Aを配置したことにより、即ち、第二柱部14Bの周囲に柱鉄筋20及びせん断補強筋22を配置したことにより、柱14に作用する曲げ応力に対して、柱鉄筋20及びせん断補強筋22が効率的に抵抗する。従って、柱14の曲げ耐力を合理的に大きくすることができる。
Further, in the present embodiment, by arranging the
次に、第1実施形態に係る構造部材の変形例について説明する。 Next, a modified example of the structural member according to the first embodiment will be described.
図4には、円柱状(丸柱)に形成された柱30の断面が示されている。柱30は、第二柱部(第二硬化体)30Bと、この第二柱部30Bの周囲に配置された第一柱部(第一硬化体)30Aと、を備えた複合構造とされている。これらの第一柱部30A及び第二柱部30Bによって、柱30の部材断面(柱30の材軸に垂直な断面)が構成されている。
FIG. 4 shows a cross section of the
第一柱部30Aは、普通コンクリートで円形の環状に形成されており、その内部に柱鉄筋(鋼材)32及びせん断補強筋34が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。なお、図示を省略するが、第一柱部30Aの内周壁に、第二柱部30Bとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッターを形成しても良い。
The
第一柱部30Aで囲まれた空間(空洞部)には、第二柱部30Bが配置されている。第二柱部30Bは、弱アルカリコンクリートで円柱状に形成されている。この第二柱部30Bは、第一柱部30Aと一体化されており、柱14に作用する各種の応力に対して第一柱部14Aと協同で抵抗可能とされている。
The
ここで、柱30は、一般的な遠心成形を用いて製造することができる。具体的には、先ず、柱30の外形を模った円形形枠(不図示)内に、柱鉄筋32及びせん断補強筋34を設置し、硬化する前の普通コンクリートを打設する。次に、図示せぬモータ等の駆動源を用いて円形型枠を回転させ、遠心力によって普通コンクリートを円形型枠の内周壁に付着させる。この状態で普通コンクリートを硬化させ、中空状(円筒状)の第一柱部30Aを形成する。
Here, the
次に、第一柱部30Aで囲まれた空間(空洞部)に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを打設し、第二柱部30Bを形成すると共に、第二柱部30Bと第一柱部30Aを一体化させる。このように遠心成形を用いて柱30を製造することができる。なお、第一柱部30Aのみを工場等で製造し(プレキャスト化)、現場で第二柱部30Bを打設しても良い。
Next, weak alkaline concrete before hardening is placed in the space (hollow part) surrounded by the
また、アルカリ性含浸材で弱アルカリコンクリートにアルカリ性を付与し、第一柱部30Aを形成することも可能である。具体的には、図5(A)及び図5(B)の断面図に示されるように、先ず、円形型枠36の内周壁にケイ酸、リチウム等のアルカリ性含浸材38を塗布しておく。次に、円形型枠36内に、柱鉄筋32及びせん断補強筋34を配置し、硬化する前の弱アルカリコンクリート40を円形型枠36内に打設する。
Further, it is possible to impart alkalinity to weak alkaline concrete with an alkaline impregnating material to form the
ここで、円形型枠36の内周壁に塗布されたアルカリ性含浸材38が弱アルカリコンクリート40内へ浸透する。これにより、柱鉄筋32及びせん断補強筋34が配置された柱30の表層部にアルカリ性が付与され、防錆効果を有する第一柱部30Aが形成される。なお、円形型枠36は、型枠部36Aと型枠部36Bと組み合わせた割型枠とされており、脱型し易くなっている。
Here, the
このように、弱アルカリコンクリート40に事後的にアルカリ性含浸材38でアルカリ性を付与することにより、柱鉄筋32及びせん断補強筋34の腐食を抑制しつつ、普通コンクリートを省略することができる。従って、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量を実質的に削減することができる。
In this way, by adding alkalinity to the weak alkaline concrete 40 later with the
次に、本発明の第2実施形態に係る構造部材について説明する。なお、第1実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に適宜省略して説明する。 Next, the structural member which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In addition, the thing of the same structure as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits suitably and demonstrates.
図6(A)及び図6(B)には、構造部材としての床42の断面図が示されている。床42は、第一床部(第一硬化体)42A(図6(B)参照)と、この第一床部42Aの周囲に配置された第二床部(第二硬化体)42Bと、備えた複合構造とされている。
6A and 6B are cross-sectional views of the
第二床部42Bは、弱アルカリコンクリートで板状に形成されており、内部に埋設された複数のシース管44によって空洞部45が形成されている。シース管44は鋼製で円筒形状に形成された中空部材とされており、その外周面に防錆材としてのエポキシ樹脂塗料46が塗布されている。なお、シース管44は中空であれば良く、角形でも良い。また、防錆材としては、例えば、鉛系錆止め(鉛丹、ジンクロメート、シアナミド鉛、亜酸化鉛)、ジンクリッチペイント錆止め、各種のメッキ(ステンレスメッキ、亜鉛メッキ)等を用いることができる。ただし、防錆材は適宜、省略可能である。
The
シース管44は、床42の上面又は下面に沿って所定の間隔で床42に埋設されており、せん断補強筋48によって補強されている。このシース管44内の空間(空洞部45)には、図6(B)に示されるように、鉄筋(鋼材)50が配置されると共に、防錆充填材としてのアルカリ性グラウト52が充填されている。このアルカリ性グラウト52は、アルカリ性が強く(例えば、PH値12以上)、防錆効果を有している。これらの鉄筋50及びアルカリ性グラウト52によって、棒状の第一床部42Aが構成されている。なお、防錆充填材としては、グラウト、モルタル等のアルカリ性を有するセメント系充填材を用いることができる。また、せん断補強筋48には、エポキシ樹脂塗料等によって防錆処理を適宜施しても良い。
The
次に、第2実施形態に係る構造部材の作用について説明する。 Next, the operation of the structural member according to the second embodiment will be described.
床42は、第一床部42A及び第二床部42Bを備え、第二床部42Bに埋設されたシース管44内に、第一床部42Aが設けられている。第一床部42Aは、鉄筋50とこの鉄筋50の表面を覆うアルカリ性グラウト52によって構成されている。このアルカリ性グラウト52によって鉄筋50の表面に形成された不動態皮膜が保持され易くなるため、鉄筋50の腐食が抑制され、鉄筋50の長寿命化を図ることができる。
The
このように、アルカリ性グラウト52で鉄筋50の表面を覆うことにより、鉄筋50の腐食を抑制しつつ、第二床部42Bを弱アルカリコンクリートで形成することができる。従って、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量が実質的に低減された床42を構築することができる。
Thus, by covering the surface of the reinforcing
また、第二床部42Bをプレキャスト化することにより、施工性を向上させることができる。即ち、第二床部42Bにシース管44を埋設して空洞部45を形成したことにより、現場において鉄筋50を容易に配置することができる。また、シース管44内にアルカリ性グラウト52を充填することにより、簡単な施工で床42を構築することができる。
Moreover, workability | operativity can be improved by precasting the
なお、本実施形態では、第二床部42Bにシース管44を埋設して空洞部45を形成したがこれに限らない。第二床部42Bに鉄筋50を配置可能な空間(空洞部)を形成できれば良く、例えば、床の軽量化を図るためのボイドと同様の施工方法を用いて、空洞部を形成しても良い。
In the present embodiment, the
具体的には、図7(A)及び図7(B)に示されるように、床54には複数のボイド56が形成されている。このボイド56の施工方法としては、例えば、第二床部54Bを製造する際に、型枠内に発砲スチロールを配置し、第二床部54Bが硬化した後に当該発砲スチロールを溶解させる方法や、型枠内に中空状の弾性チューブに気体(例えば、空気)を圧入して膨張させたものを配置し、第二床部54Bが硬化した後に当該弾性チューブから気体を抜いて撤去する方法等が挙げられる。なお、弾性チューブの表面には、剥離材等を適宜塗布し、撤去し易いようにしても良い。また、気体に替えて弾性チューブ内に液体(例えば、水)等を圧入して膨張させても良い。
Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, a plurality of
図7(B)の断面図に示されるように、ボイド56内には、鉄筋50が配置されると共に、アルカリ性グラウト52が充填される。これにより、棒状の第一床部54Aが形成される。このように、ボイド56を用いて第一床部54Aを形成することができる。なお、図7(B)に示す構成では、全てのボイド56内に、第一床部54Aを形成したが、必ずしも全てのボイド56内に第一床部54Aを形成する必要はない。第一床部54Aを形成せずに、ボイド56の本来の目的である床54の軽量化を図っても良い。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 7B, the reinforcing
更に、第一床部をプレキャスト化しても良い。図8には、プレキャスト化された棒状の第一床部(第一硬化体)62Aが示されている。この第一床部62Aは、鉄筋50と、この鉄筋50の表面を覆うアルカリ性グラウト52と、を備えており、工場において鉄筋50とアルカリ性グラウト52とが一体化された状態で製造される。この第一床部62Aは、一般的な型枠工法や、図5において説明した遠心成形等を利用して製造される。なお、アルカリ性グラウト52の外周面には、第二床部(不図示)との付着性、一体性を高めるための螺旋状の突起64が形成されている。なお、突起64は螺旋状に限定されず、異形鉄筋と同様のリブや節などの凹凸でも良い。また、突起64は適宜省略可能である。
Furthermore, the first floor may be precast. FIG. 8 shows a rod-shaped first floor portion (first cured body) 62A that has been precast. The
このように、第一床部62Aをプレキャスト化することで、現場において第一床部62Aを設置し、第一床部62Aの周囲に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを打設することで、床を構築することができる。従って、施工性が向上する。
Thus, by precasting the
また、図9に示されるように、アルカリ性グラウト52の外周面に溝を形成し、この溝に沿ってせん断補強筋48を配置しても良い。これにより、容易にせん断補強筋48を配筋できると共に、せん断補強筋48と第一床部62Aとの一体性を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 9, a groove may be formed on the outer peripheral surface of the
更に、上記実施形態は、柱、梁、壁、ブレース等の種々の構造部材に適用可能である。例えば、図10の断面図には、構造部材としての梁110が示されている。梁110は、第一梁部(第一硬化体)110Aと、第二梁部(第二硬化体)110Bと、を備えている。
Furthermore, the said embodiment is applicable to various structural members, such as a pillar, a beam, a wall, and a brace. For example, the
第二梁部110Bは、弱アルカリコンクリートで角柱状に形成されており、内部に複数(図10では、4つ)のシース管44が埋設されている。このシース管44は、梁110の四隅に埋設されており、せん断補強筋48によって補強されている。このシース管44内には、鉄筋(鋼材)50が配置されると共に、防錆充填材としてのアルカリ性グラウト52が充填されている。これらの鉄筋50及びアルカリ性グラウト52によって、第一梁部110Aが構成されている。このように、本実施形態は、構造部材としての梁110にも適用することができる。
The
更に、ハーフプレキャスト工法を用いて構造部材を構築することも可能である。例えば、図11(A)及び図11(B)には、ハーフプレキャスト工法が適用された床66の断面図が示されている。なお、図11(A)は、第一床部66Aを構築する前の状態が示されている。
Furthermore, it is also possible to construct a structural member using a half precast method. For example, FIGS. 11A and 11B show cross-sectional views of a
床66は、第一床部(第一硬化体)66Aと、第二床部(第二硬化体)66Bと、を備えた複合構造とされている。第二床部66Bは、プレキャスト化されており、弱アルカリコンクリートで板状に形成されている。第二床部66Bの内部には、複数のボイド68が形成されると共に、PC鋼線又はPC鋼棒からなるPC鋼材70が埋設されている。このPC鋼材70にはエポキシ樹脂塗料等で防錆処理が施されており、張力が付与された状態で第二床部66Bに埋設されている。これにより、第二床部66Bに圧縮力(プレストレス)が導入されている。なお、ボイド68及びPC鋼材70は適宜省略可能である。
The
プレキャスト化された第二床部66Bの上には、現場において鉄筋50及びせん断補強筋48が設置されると共に、普通コンクリートが打設される。これにより、板状の第一床部66Aが形成されると共に、第一床部66Aと第二床部66Bとが一体化される。このようにハーフプレキャスト工法を用いることにより、施工性を向上させることができる。
On the precast
なお、上記第1、第2実施形態では、構造部材としての柱14、梁16、床18、42、54、62、66について説明したがこれに限らない。第1、第2実施形態は、種々の構造部材に適用可能であり、例えば、ブレース又は壁に適用することができる。
In the first and second embodiments, the
例えば、図12には、第2実施形態が適用された壁(構造部材)72の断面図が示されている。壁72は、水平方向に対向する一対の第一壁部(第一硬化体)72Aと、これらの第一壁部72Aの間に配置された第二壁部(第二硬化体)72Bと、を備えた複合構造とされている。これらの第一壁部72A及び第二壁部72Bによって、壁72の部材断面(壁72の表面と直交する断面)が構成されている。
For example, FIG. 12 shows a cross-sectional view of a wall (structural member) 72 to which the second embodiment is applied. The
第一壁部72Aは、普通コンクリートで板状に形成されており、その内部に鉄筋(鋼材)74及びせん断補強筋76が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。これらの第一壁部72Aの対向面には、第二壁部72Bとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッター78が所定の間隔で複数形成されている。また、対向する第一壁部72A同士は、鉄筋、PC鋼線、又はPC鋼棒からなる連結鋼材80で連結されている。この連結鋼材80によって、第一壁部72Aを型枠(外殻プレキャスト型枠)として用いる際に、対向する第一壁部72Aが外側へ倒れないようになっている。
The
対向する第一壁部72Aの間には、第二壁部72Bが配置されている。即ち、第二壁部72Bは、左右の第一壁部72Aのそれぞれに、対向して配置されている。第二壁部72Bは弱アルカリコンクリートで構成されている。この第二壁部72Bは、第一壁部72Aと一体化されており、壁72に作用する各種の応力に対して第一壁部72Aと協同で抵抗可能とされている。
A
このように、第一壁部72A及び第二壁部72Bで壁72を構成することにより、鉄筋74の腐食を抑制しつつ、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量が実質的に低減された壁72を構築することができる。また、第一壁部72Aをプレキャスト化し、型枠として使用することで、第二壁部72Bの型枠が不要となるため、施工性が向上する。更に、対向する第一壁部72A同士を連結鋼材80で連結することで、第一壁部72Aの安定化を図ることができ、第一壁部72Aが外側へ倒れることを防止することができる。
In this way, by forming the
なお、第1実施形態では、柱14に2つの第一柱部14A、第二柱部14Bを設けたがこれに限らず、第一柱部14Aと第二柱部14Bとを適宜組み合わせて柱14を構成することができる。例えば、図2に示す構成において、第一柱部14Aの周囲に、更に第二柱部14B、第一柱部14Aを交互に配置し、複数層(3層以上)の層構造としても良い。また、図3に示す床18も同様に、第一床部18Aに、更に第二床部18B、第一床部18Aを交互に対向配置し、複数層(4層以上)の層構造(積層構造)としても良い。
In the first embodiment, the two
また、例えば、図13に示されるように、第一柱部82Aの周囲に第二柱部82Bを配置しても良い。具体的には、柱(構造部材)82は、第一柱部(第一硬化体)82Aと、この第一柱部82Aの周囲に配置された第二柱部(第二硬化体)82Bと、を備えた複合構造とされている。
Further, for example, as shown in FIG. 13, a second pillar portion 82B may be disposed around the
第二柱部82Bは、弱アルカリコンクリートで角形の環状に構成されている。第二柱部82Bの内周壁には、第一柱部82Aとの付着性、一体性を高めるためのコッター84が複数形成されている。第二柱部82Bで囲まれた空間(空洞部)には、第一柱部82Aが配置されている。第一柱部82Aは、普通コンクリートで構成されており、その内部に柱鉄筋86(鋼材)及びせん断補強筋88が配置されている。
The second column portion 82B is made of weak alkaline concrete and has a rectangular ring shape. A plurality of
ここで、第二柱部82Bは、普通コンクリートと同等の耐久性能を有し、有効な仕上げとしての役割を担うことができるため、柱鉄筋86及びせん断補強筋88の腐食を抑制することができる。また、第二柱部82Bはアルカリ性が弱く、壁紙等の仕上げ材の接着性、耐久性を向上することができる。更に、第二柱部82Bで柱82の表層を構成することにより、柱82を緑化コンクリートとして使用することができる。図3に示す床18も同様に、対向する第二床部18Bの間に、第一床部18Aを配置して良い。
Here, since the second column portion 82B has durability performance equivalent to that of ordinary concrete and can play a role as an effective finish, the corrosion of the
更に、弱アルカリコンクリートでコンクリートブロックを形成しても良い。図14には、複数のコンクリートブロック(第二硬化体)90を積み上げて構成した組石造の壁92が示されている。コンクリートブロック90は、弱アルカリコンクリートで構成されており、対向する一対の表面材90Aと、これらの表面材90Aを繋ぐ連結材90Bと、を備えている。これらのコンクリートブロック90を積み上げることにより、壁92の第二壁部92Bが形成されている。また、コンクリートブロック90内には、鉄筋(鋼材)94が配置されると共に、普通コンクリート96が打設されており、これらの鉄筋94及び普通コンクリート96によって、壁92の第一壁部92Aが形成されている。
Furthermore, you may form a concrete block with weak alkali concrete. FIG. 14 shows a
ここで、コンクリートブロック90は運搬等が容易であると共に、型枠として使用できる。従って、施工性が向上する。なお、コンクリートブロック造に限らず、補強コンクリートブロック造にも適用することができる。
Here, the
また、上記第1、第2実施形態では、第二柱部14B、第二床部18B等の第二硬化体を弱アルカリコンクリート(コンクリート硬化体)で形成したが、普通コンクリートよりもアルカリ性が弱いモルタル硬化体又はグラウト硬化体で形成しても良い。また、第二柱部14B、第二床部18B等の第二硬化体に、鉄粉、鉄繊維、炭素繊維、竹繊維等の繊維補強材を混ぜ合わせて補強しても良い。この補強によって、ひび割れの低減効果、靭性の向上が期待できる。また、張力が付与された状態のPC線、PC鋼棒等からなるPC鋼材を埋設し、圧縮力(プレストレス)を導入しても良い。この際、PC鋼材には、エポキシ樹脂塗料等によって防錆処理を施すことが望ましい。 Moreover, in the said 1st, 2nd embodiment, although 2nd hardening bodies, such as the 2nd pillar part 14B and the 2nd floor part 18B, were formed with weak alkali concrete (concrete hardening body), alkalinity is weaker than normal concrete. You may form with a mortar hardening body or a grout hardening body. Moreover, you may reinforce by mixing fiber reinforcements, such as iron powder, iron fiber, carbon fiber, and bamboo fiber, with 2nd hardening bodies, such as the 2nd pillar part 14B and the 2nd floor part 18B. This reinforcement can be expected to reduce cracking and improve toughness. Moreover, you may embed PC steel materials which consist of the PC wire of the state to which tension | tensile_strength was provided, a PC steel rod, etc., and may introduce compressive force (prestress). At this time, it is desirable that the PC steel material is subjected to a rust prevention treatment with an epoxy resin paint or the like.
更に、上記第1、第2実施形態において、鉄筋、せん断補強等は各構造部材に求められる強度に応じて適宜配置可能である。 Furthermore, in the first and second embodiments, reinforcing bars, shear reinforcement, and the like can be appropriately arranged according to the strength required for each structural member.
また、上記第1、第2実施形態に係る構造部材は、梁、柱、床、壁、ブレース、コンクリートブロック、レンガ等の種々の構造部材に適用可能であり、例えば、梁に適用した場合は、当該梁自体が本発明の権利範囲に含まれる。更には、現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、これらの構造部材は、構造物の一部に用いても良いし、構造物の全てに用いても良い。更に、種々の構造の新築構造物や改修構造物に適用することができる。なお、構造物とは、建築構造物、及び土木構造物(例えば、橋梁、ダムなど)を含む概念である。 In addition, the structural members according to the first and second embodiments can be applied to various structural members such as beams, columns, floors, walls, braces, concrete blocks, bricks, etc. The beam itself is included in the scope of rights of the present invention. Furthermore, various methods such as an on-site method and a precast method can be used. Moreover, these structural members may be used for a part of the structure or may be used for the entire structure. Furthermore, the present invention can be applied to new structures and repaired structures having various structures. In addition, a structure is a concept including a building structure and a civil engineering structure (for example, a bridge, a dam, etc.).
<第二硬化体>
次に、第二硬化体(弱アルカリコンクリート(コンクリート硬化体)、モルタル硬化体、グラウト硬化体)について説明する。
<Second cured body>
Next, the second cured body (weak alkali concrete (concrete cured body), mortar cured body, grout cured body) will be described.
第二硬化体には、高炉スラグ微粉末を60質量%以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化した硬化体である。この水硬性セメントとしては、例えば、高炉スラグセメントC種、高硫酸塩スラグセメントや、高炉スラグ微粉末に、石膏、及びアルカリ刺激材を添加したものを用いることができる。このように、高炉スラグ微粉末が60質量%と高い含有率を占める水硬性セメントを用いることにより、セメント製造時における二酸化炭素の排出量を抜本的に削減することができる。 The second hardened body is a hardened body obtained by hydrating a hydraulic cement containing 60% by mass or more of blast furnace slag fine powder. As this hydraulic cement, for example, blast furnace slag cement type C, high sulfate slag cement, or blast furnace slag fine powder added with gypsum and an alkali stimulating material can be used. In this way, by using hydraulic cement in which the blast furnace slag fine powder occupies a high content of 60% by mass, the amount of carbon dioxide emitted during cement production can be drastically reduced.
第二硬化体としては、コンクリート硬化体、モルタル硬化体、グラウト硬化体が挙げられる。弱アルカリコンクリートは、前述の水硬性セメント、水、細骨材、粗骨材、混和材料等を含有する組成物が、水硬性セメントの水和反応によって硬化したものである。モルタル硬化体は前述の水硬性セメント、水、細骨材(砂)等を含有し、グラウト硬化体は前述の水硬性セメント、水を含有し、何れも水硬性セメントの水和反応によって硬化した硬化体である。 As a 2nd hardening body, a concrete hardening body, a mortar hardening body, and a grout hardening body is mentioned. Weak alkaline concrete is obtained by hardening a composition containing the above-mentioned hydraulic cement, water, fine aggregate, coarse aggregate, admixture and the like by the hydration reaction of hydraulic cement. The mortar hardened body contains the above-mentioned hydraulic cement, water, fine aggregate (sand), etc., and the grout hardened body contains the above-mentioned hydraulic cement and water, both of which are hardened by the hydration reaction of the hydraulic cement. It is a cured body.
従来、用いる高炉スラグ微粉末の粉末度や置換率がコンクリート組成物に及ぼす影響について報告されている(例えば、「高炉スラグ微粉末を用いたコンクリートの技術の現状」、日本建築学会編、1992年、3頁)。ここでは、普通ポルトランドセメントに対する高炉スラグ微粉末の使用量が多くなると、普通ポルトランドセメント単独使用に比べて、初期強度が低下し、中性化が早くなり、乾燥収縮が大きくなる等、コンクリート物性のマイナス傾向が顕著になることが報告されている。別に、かかる高炉スラグ微粉末等に加えて各種の混和材を用いたいくつかの提案も報告されている(例えば、特開昭62−158146号公報、特開昭63−2842号公報、特開平1−167267号公報、特開平10−114555号公報、特開2000−143326号公報、特開2003−306359号公報、特開2005−281123号公報、特開2007−217197号公報、特開2007−297226号公報)。しかし、これらの従来提案には実際のところ、高炉スラグ微粉末の使用量を多くすると、1)良好な施工性を確保できない、2)硬化体の乾燥収縮率を抑えることが難しい、3)硬化体の圧縮強度の低下が大きい等、何らかの点で重大な支障をきたすという問題がある。 Conventionally, the influence of the fineness and substitution rate of the blast furnace slag fine powder used on the concrete composition has been reported (for example, “Current State of Concrete Technology Using Blast Furnace Slag Fine Powder”, edited by Architectural Institute of Japan, 1992. 3, page). Here, when the amount of blast furnace slag fine powder used for ordinary Portland cement increases, the initial strength decreases, neutralization becomes faster, and drying shrinkage increases compared to ordinary Portland cement alone. It has been reported that the negative trend becomes prominent. In addition, some proposals using various admixtures in addition to the blast furnace slag fine powder and the like have been reported (for example, JP-A Nos. 62-158146, 63-2842, JP-A JP-A-1-167267, JP-A-10-114555, JP-A-2000-143326, JP-A-2003-306359, JP-A-2005-281123, JP-A-2007-217197, JP-A-2007-. 297226). However, these conventional proposals, in fact, increase the amount of blast furnace slag fine powder used, 1) cannot ensure good workability, 2) it is difficult to suppress the drying shrinkage of the cured product, and 3) curing. There is a problem that it causes serious problems in some respects, such as a large decrease in the compressive strength of the body.
これに対して、以下に説明する本実施形態に係る第二硬化体は、高炉スラグ微粉末の使用割合を高くすることにより二酸化炭素の排出量を抑制しつつ、1)調製したコンクリート組成物の経時的な流動性の低下や空気量の低下を抑えて良好な施工性を確保すること、2)得られる第二硬化体の乾燥収縮率が高炉セメントB種を用いた場合に比べて大きくならないようにすること、3)得られる第二硬化体の必要な強度を発現すること、以上の1)〜3)の基本的な諸性能を同時に発現することができる。
なお、第二硬化体は、普通コンクリートと比較して中性化速度が速く、鉄筋等の防錆作用を呈する期間が短くなる傾向があるが、上記実施形態に係る構造部材では、普通コンクリートで形成された第一硬化体に防錆されるべき鋼材等を設けている。従って、第二硬化体の中性化を抑制することは特に必要としない。
On the other hand, the 2nd hardening body which concerns on this embodiment demonstrated below suppresses the discharge | emission amount of a carbon dioxide by making the usage rate of a blast furnace slag fine powder high, 1) of the prepared concrete composition Ensure good workability by suppressing deterioration of fluidity and air volume over time, and 2) The drying shrinkage rate of the obtained second cured product is not increased compared to the case of using blast furnace cement type B. As a result, 3) the required strength of the obtained second cured product can be expressed, and the basic performances 1) to 3) above can be expressed simultaneously.
The second hardened body has a higher neutralization rate than ordinary concrete and tends to have a shorter period for exhibiting a rust preventive action such as a reinforcing bar. The formed first hardened body is provided with a steel material to be rust-proof. Therefore, it is not particularly necessary to suppress neutralization of the second cured body.
以下、第二硬化体として、弱アルカリコンクリートの具体例を挙げて説明する。以下に説明する弱アルカリコンクリートは、建設現場で打設されるコンクリート組成物としてだけでなく、コンクリート製品工場で加工される二次製品用のコンクリート組成物としても適用できる。 Hereinafter, a specific example of weak alkaline concrete will be described as the second cured body. The weakly alkaline concrete described below can be applied not only as a concrete composition placed at a construction site, but also as a concrete composition for a secondary product processed at a concrete product factory.
<第1の弱アルカリコンクリート>
先ず、第1の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉スラグ組成物という場合がある。
<First weak alkaline concrete>
First, the first weak alkaline concrete will be described. Here, weak alkaline concrete may be referred to as a concrete composition, and hydraulic cement may be referred to as a blast furnace slag composition.
第1の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物(水硬性セメント)を用い、且つ水/該高炉スラグ組成物の質量比を30〜60%に調製して成る。 The first weakly alkaline concrete is a concrete composition containing at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, and the following blast furnace slag composition (hydraulic cement) is used as the binder. ) And the mass ratio of water / the blast furnace slag composition is adjusted to 30 to 60%.
高炉スラグ組成物:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を80〜95質量%及び石膏を5〜20質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が3〜15質量%の再生コンクリート微粉末を3〜15質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。 Blast furnace slag composition: per 100 parts by mass of a mixture containing 80 to 95% by mass of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g and 5 to 20% by mass (total 100% by mass) of gypsum, A blast furnace slag composition comprising 3-15 parts by mass of a recycled concrete fine powder having a calcium hydroxide content of 3-15% by mass separated from demolition concrete.
即ち、コンクリート組成物は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。本発明のコンクリート組成物は結合材として特定の高炉スラグ組成物を用いたものであり、かかる高炉スラグ組成物は、粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を80〜95質量%及び石膏を5〜20質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が3〜15質量%の再生コンクリート微粉末を3〜15質量部の割合で添加したものである。 That is, the concrete composition contains at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate, and admixture. The concrete composition of the present invention uses a specific blast furnace slag composition as a binder, and the blast furnace slag composition contains 80 to 95% by mass of fine blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g. 3 to 15% of recycled concrete fine powder having a calcium hydroxide content of 3 to 15% by mass separated from demolition concrete per 100 parts by mass of the mixture containing 5 to 20% by mass (total 100% by mass) of gypsum. It is added at a ratio of parts by mass.
高炉スラグ微粉末は、粉末度が3000〜13000cm2/gのものを使用するが、好ましくは3000〜8000cm2/gのものを使用し、より好ましくは3500〜6500cm2/gのものを使用する。粉末度が3000〜13000cm2/gの範囲を外れたものを使用すると、調製したコンクリート組成物の流動性が悪くなったり、得られる硬化体の強度発現が低下したりする。なお、粉末度はブレーン法(JIS R 5201(1997年)による比表面積で表したものである。また、粉末度は、高炉水砕スラグを粉砕する時の粉砕方法、粉砕条件や粉砕後の分級により制御することができる。 Blast furnace slag fine powder having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g is used, preferably 3000 to 8000 cm 2 / g, more preferably 3500 to 6500 cm 2 / g. . If a powder having a fineness outside the range of 3000 to 13000 cm 2 / g is used, the fluidity of the prepared concrete composition is deteriorated, or the strength expression of the obtained cured product is lowered. The fineness is represented by the specific surface area according to the Blaine method (JIS R 5201 (1997). The fineness is the grinding method, grinding conditions and classification after grinding of blast furnace granulated slag. Can be controlled.
また石膏としては、無水石膏、二水石膏、半水石膏が挙げられるが、無水石膏が好ましい。無水石膏としては、それを90質量%以上の純度で含有するものであれば使用でき、天然無水石膏や副産無水石膏等を使用できる。粉末度は、3000〜8000cm2/gのものが好ましく、3500〜6500cm2/gのものがより好ましい。 Examples of the gypsum include anhydrous gypsum, dihydrate gypsum, and hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum is preferable. Any anhydrous gypsum can be used as long as it contains 90% by mass or more, and natural anhydrous gypsum, by-product anhydrous gypsum, and the like can be used. Fineness is preferably a 3000~8000cm 2 / g, more preferably from 3500~6500cm 2 / g.
再生コンクリート微粉末としては、粉末度が2000〜7000cm2/gのものを使用するのが好ましい。また水酸化カルシウム含有率が3〜15質量%のものを使用するが、好ましくは6〜12質量%のものを使用する。解体コンクリートから分離する方法は特に限定されず、これには例えば、破砕機を用いて破砕する方法や破砕物どうしを機械ですりもむ方法が挙げられる。 As the recycled concrete fine powder, it is preferable to use one having a fineness of 2000 to 7000 cm 2 / g. Moreover, although calcium hydroxide content rate uses 3-15 mass%, Preferably a 6-12 mass% thing is used. The method of separating from demolition concrete is not particularly limited, and examples thereof include a method of crushing using a crusher and a method of crushing crushed materials with a machine.
解体コンクリートから分離された再生コンクリート微粉末は、例えば、解体コンクリートから粗骨材や細骨材を取り除くことにより得ることができる。このとき解体コンクリートから分離された粗骨材や細骨材も再生品として使用することができる。
解体コンクリートから分離した再生コンクリート微粉末であって、水酸化カルシウムを上記の含有率で含む再生コンクリート微粉末を得る手段としては、機械擦りもみ方式が好ましく、機械擦りもみ方式のなかでは偏心ロータ方式がより好ましい。以下、このような再生コンクリート微粉末の製造方法について説明する。
The recycled concrete fine powder separated from the demolished concrete can be obtained, for example, by removing coarse aggregate or fine aggregate from the demolished concrete. At this time, coarse aggregates and fine aggregates separated from the demolished concrete can also be used as recycled products.
As a means for obtaining reclaimed concrete fine powder separated from demolition concrete and containing calcium hydroxide at the above-mentioned content rate, a mechanical rubbing method is preferred, and an eccentric rotor method among mechanical rubbing methods Is more preferable. Hereinafter, a method for producing such recycled concrete fine powder will be described.
本実施形態における好ましい再生コンクリート微粉末は、加熱を行わない機械擦りもみ方式により製造されることが、製造時の二酸化炭素の削減及び得られる微粉末の品質にばらつきがないという観点から好適である。特に、偏心ロータ方式や遊星ミル等の機械擦りもみ装置で製造する際に、機械すりもみプロセスを密閉された空間内で行い、空間内の空気中のCO2を除去する方法、或いは、チッソガスなどの不活性ガスを封入する方法をとることで、処理中の炭酸化による水酸化カルシウム含有率の減少を抑制した再生コンクリート微粉末は本発明における如き、アルカリ刺激材として使用するのに最適な水酸化カルシウム含有率の微粉末を得ることができる。 The preferred recycled concrete fine powder in the present embodiment is preferably produced by a mechanical rubbing method without heating from the viewpoint of reducing carbon dioxide during production and ensuring that there is no variation in the quality of the fine powder obtained. . In particular, when manufacturing with a mechanical rubbing apparatus such as an eccentric rotor type or a planetary mill, a mechanical grinding process is performed in a sealed space to remove CO 2 in the air in the space, or nitrogen gas, etc. By using the method of enclosing the inert gas, regenerated concrete fine powder that suppresses the decrease in the content of calcium hydroxide due to carbonation during the treatment is water that is optimal for use as an alkali stimulant as in the present invention. A fine powder having a calcium oxide content can be obtained.
他方、解体コンクリート塊をジョークラッシャーやインペラーブレーカー等の破砕機を用いて破砕する方法においては、骨材とモルタル・ぺーストが同時に破砕されるため、再生コンクリート微粉末中に骨材粉が多くなり易く、また、微粉中の骨材粉とモルタル・ぺースト粉の比率もコンクリートの配(調)合によっては相当変化することとなり、高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激材として用いるには、品質のコントロールが極めて困難であり、また、加熱と機械擦りもみによって骨材を取り出す加熱すりもみ方式で製造した微粉末は骨材粉が少なく、アルカリ刺激材として適しているものの、加熱によって解体コンクリート中の水和物が変化する懸念があり、また、製造エネルギーが大きくなり、セメント製造時のCO2を削減するという観点からも好適とは言い難い。 On the other hand, in the method of crushing demolition concrete lump using a crusher such as jaw crusher or impeller breaker, aggregate and mortar paste are simultaneously crushed, so aggregate powder in recycled concrete powder increases. In addition, the ratio of aggregate powder and mortar paste powder in the fine powder varies considerably depending on the concrete arrangement (condition), and quality control is required for use as an alkali stimulant for blast furnace slag fine powder. However, the fine powder produced by the hot grinding method, which takes out the aggregate by heating and mechanical rubbing, is low in aggregate powder and is suitable as an alkali stimulating material. There is concern that Japanese products will change, and production energy will increase, reducing CO 2 during cement production. It is difficult to say that it is preferable from the viewpoint.
細骨材としては、公知の川砂、砕砂、山砂等を使用でき、粗骨材としては、公知の川砂利、砕石、軽量骨材等を使用できる。 As the fine aggregate, known river sand, crushed sand, mountain sand or the like can be used, and as the coarse aggregate, known river gravel, crushed stone, lightweight aggregate or the like can be used.
このコンクリート組成物では、水/高炉スラグ組成物の質量比を30〜60%に調製するが、好ましくは35〜55%に調製する。かかる質量比が60%より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆に、かかる質量比が30%より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、水/高炉スラグ組成物の質量比は、(用いた水の質量/用いた高炉スラグ組成物の質量)×100で求められるものである。 In this concrete composition, the mass ratio of the water / blast furnace slag composition is adjusted to 30 to 60%, preferably 35 to 55%. When this mass ratio is larger than 60%, the resulting cured product has too much drying shrinkage, and the strength is remarkably reduced. On the other hand, when the mass ratio is less than 30%, the fluidity of the prepared concrete composition and the amount of air over time decrease greatly, and the workability deteriorates. The mass ratio of the water / blast furnace slag composition is obtained by (mass of water used / mass of blast furnace slag composition used) × 100.
混和材としては、従来公知のコンクリート用に用いられるものが挙げられる。これには例えば、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等が挙げられる。このコンクリート組成物では、セメント分散剤と乾燥収縮低減剤を、またセメント分散剤と膨張材を、更にはセメント分散剤と乾燥収縮低減剤と膨張材を混和材として使用することができる。 As an admixture, what is used for conventionally well-known concrete is mentioned. This includes, for example, cement dispersants, drying shrinkage reducing agents, expansion materials and the like. In this concrete composition, a cement dispersant and a drying shrinkage reducing agent, a cement dispersing agent and an expanding material, and a cement dispersing agent, a drying shrinkage reducing agent, and an expanding material can be used as an admixture.
セメント分散剤としては、リグニンスルホン酸塩、グルコン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩、メラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩、ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体等が挙げられる。なかでも、セメント分散剤としては、ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体が好ましく、その構成単位の種類や組成比率及び分子量等の適切なポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体がより好ましい。かかるポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体としては、メタクリル酸(塩)から形成された単位を構成単位にもつ共重合体(例えば特開昭58−74552号公報、特開平1−226757号公報等に記載されているもの)、またマレイン酸(塩)から形成された単位を構成単位にもつ共重合体(例えば特開昭57−118058号公報、特開昭63−285140号公報、特開2005−132956号公報等に記載されているもの)が挙げられるが、そのなかでもセメント分散剤としては、メタクリル酸(塩)から形成された単位を構成単位にもつ水溶性ビニル共重合体がより好ましく、分子中に下記の構成単位Aを45〜85モル%、下記の構成単位Bを15〜55モル%及び下記の構成単位Cを0〜10モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜80000(GPC法、プルラン換算、以下同じ)の水溶性ビニル共重合体が特に好ましい。 Examples of the cement dispersant include lignin sulfonate, gluconate, naphthalene sulfonic acid formalin high condensate salt, melamine sulfonic acid formalin high condensate salt, polycarboxylic acid water-soluble vinyl copolymer, and the like. Among these, as the cement dispersant, a polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymer is preferable, and an appropriate polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymer such as the type, composition ratio, and molecular weight of the structural unit is more preferable. preferable. As such polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymers, copolymers having units formed from methacrylic acid (salt) as constituent units (for example, JP-A-58-74552 and JP-A-1-226757). And copolymers having units formed from maleic acid (salts) as constituent units (for example, JP-A-57-118058 and JP-A-63-285140). Among them, as the cement dispersant, a water-soluble vinyl copolymer having a unit formed from methacrylic acid (salt) as a structural unit is exemplified. More preferably, 45 to 85 mol% of the following structural unit A in the molecule, 15 to 55 mol% of the following structural unit B and 0 to 10 mol% of the following structural unit C (100 mol in total) Weight average molecular weight 2,000-80,000 (GPC method with a rate of), in terms of pullulan, water-soluble vinyl copolymer of the same below) is particularly preferred.
構成単位A:メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位B:分子中に5〜150個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位C:(メタ)アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
Structural unit A: One or more selected from structural units formed from methacrylic acid and structural units formed from methacrylates Structural unit B: Consists of 5 to 150 oxyethylene units in the molecule Structural unit formed from methoxypolyethylene glycol methacrylate having a polyoxyethylene group Structural unit C: one or two selected from a structural unit formed from (meth) allyl sulfonate and a structural unit formed from methyl acrylate that's all
以上説明したポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤それ自体は公知の方法で合成できる。それがメタクリル酸(塩)から形成された単位を構成単位にもつ共重合体の場合は、例えば特開昭58−74552号公報、特開平1−226757号公報等に記載されている方法で合成でき、またマレイン酸(塩)から形成された単位を構成単位にもつ共重合体の場合は、例えば特開昭57−118058号公報、特開2005−132956号公報、特開2008−273766号公報等に記載されている方法で合成できる。これらのポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤の使用量は、高炉スラグ組成物100質量部当たり、0.1〜1.5質量部の割合とするのが好ましい。 The cement dispersant composed of the polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymer described above can be synthesized by a known method. In the case of a copolymer having a unit formed from methacrylic acid (salt) as a constituent unit, it is synthesized by a method described in, for example, JP-A Nos. 58-74552 and 1-2226757. In the case of a copolymer having a unit formed from maleic acid (salt) as a constituent unit, for example, JP-A-57-118058, JP-A-2005-132957, JP-A-2008-273766. It can be synthesized by the method described in the above. The amount of the cement dispersant made of these polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymers is preferably 0.1 to 1.5 parts by mass per 100 parts by mass of the blast furnace slag composition.
乾燥収縮低減剤としては、公知のものを使用でき、特に限定されないが、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルからなる乾燥収縮低減剤が好ましく、なかでもジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテルから選ばれるものが好ましい。かかる乾燥収縮低減剤の使用量は、高炉スラグ組成物100質量部当たり、0.2〜4.0質量部の割合とするのが好ましい。 As the drying shrinkage reducing agent, known ones can be used, and are not particularly limited, but a drying shrinkage reducing agent comprising polyalkylene glycol monoalkyl ether is preferable, and among them, one selected from diethylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol diethylene glycol monobutyl ether Is preferred. The amount of the drying shrinkage reducing agent used is preferably 0.2 to 4.0 parts by mass per 100 parts by mass of the blast furnace slag composition.
膨張材としては、公知のものを使用でき、大別してカルシウムスルホアルミネート系のものと石灰系のものとの2種類が挙げられる。いずれも水和反応によりエトリンガイト及び水酸化カルシウムを生成して膨張する無機系の混和材であり、コンクリート用膨張材として、JIS−A6202の規格を満足するものが好ましい。かかる膨張材の使用量は、コンクリート組成物1m3当たり、10〜25kgの割合とするのが好ましい。 A well-known thing can be used as an expanding material, and it divides roughly and two types, a calcium sulfo aluminate type thing and a lime type thing, are mentioned. Any of these is an inorganic admixture that expands by producing ettringite and calcium hydroxide by a hydration reaction, and a concrete expansion material that satisfies the standard of JIS-A6202 is preferred. The amount of the expansion material used is preferably 10 to 25 kg per 1 m 3 of the concrete composition.
以下、第1の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、%は質量%を、また部は質量部を意味する。 Hereinafter, in order to make the configuration and effects of the first weak alkaline concrete more specific, examples and the like will be given, but the present invention is not limited to the examples. In the following examples and the like, unless otherwise indicated,% means mass%, and part means mass part.
(実施例)
試験区分1(水溶性ビニル共重合体の合成)
・水溶性ビニル共重合体(p−1)の合成
メタクリル酸60g、メトキシポリ(オキシエチレン単位数が23個、以下n=23とする)エチレングリコールメタクリレート300g、メタリルスルホン酸ナトリウム5g、3−メルカプトプロピオン酸4g及び水490gを反応容器に仕込んだ後、48%水酸化ナトリウム水溶液58gを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて60℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液25gを加えてラジカル重合反応を開始し、5時間反応を継続して反応を終了した。その後、48%水酸化ナトリウム水溶液23gを加えて反応物を完全中和し、メタクリル酸塩から形成された単位を構成単位にもつポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体(p−1)の40%水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体(p−1)を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位/メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位/メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位=70/27/3(モル%)の割合で有する質量平均分子量が33800の水溶性ビニル共重合体であった。
(Example)
Test Category 1 (Synthesis of water-soluble vinyl copolymer)
Synthesis of water-soluble vinyl copolymer (p-1) 60 g of methacrylic acid, methoxypoly (23 oxyethylene units, hereinafter n = 23) ethylene glycol methacrylate 300 g, sodium methallylsulfonate 5 g, 3-mercapto After charging 4 g of propionic acid and 490 g of water into the reaction vessel, 58 g of a 48% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was partially neutralized with stirring and dissolved uniformly. After the atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen, the temperature of the reaction system was maintained at 60 ° C. in a warm water bath, 25 g of a 20% aqueous solution of sodium persulfate was added to start radical polymerization reaction, and the reaction was continued for 5 hours. The reaction was terminated. Thereafter, 23 g of a 48% sodium hydroxide aqueous solution was added to completely neutralize the reaction product, and a polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymer (p-1) having units formed from methacrylate as structural units. A 40% aqueous solution was obtained. When the water-soluble vinyl copolymer (p-1) was analyzed, it was formed from a structural unit formed from sodium methacrylate / a structural unit formed from methoxypoly (n = 23) ethylene glycol methacrylate / sodium methallylsulfonate. It was a water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 33,800 in the proportion of structural unit = 70/27/3 (mol%).
・水溶性ビニル共重合体(p−2)〜(p−4)及び(pr−1)〜(pr−4)の合成
水溶性ビニル共重合体(p−1)の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体(p−2)〜(p−4)及び(pr−1)〜(pr−4)を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表1にまとめて示した。
Synthesis of water-soluble vinyl copolymers (p-2) to (p-4) and (pr-1) to (pr-4) In the same manner as the synthesis of water-soluble vinyl copolymer (p-1), Water-soluble vinyl copolymers (p-2) to (p-4) and (pr-1) to (pr-4) were synthesized. The contents of each water-soluble vinyl copolymer synthesized above are summarized in Table 1.
表1において、
構成単位A〜C:各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
A−1:メタクリル酸ナトリウム
A−2:メタクリル酸
B−1:メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレート
B−2:メトキシポリ(n=68)エチレングリコールメタクリレート
B−3:メトキシポリ(n=9)エチレングリコールメタアクリレート
C−1:メタリルスルホン酸ナトリウム
C−2:アリルスルホン酸ナトリウム
C−3:メチルアクリレート
In Table 1,
Structural units A to C: Indicated by monomers that form each structural unit.
A-1: Sodium methacrylate A-2: Methacrylic acid B-1: Methoxypoly (n = 23) ethylene glycol methacrylate B-2: Methoxypoly (n = 68) ethylene glycol methacrylate B-3: Methoxypoly (n = 9) ethylene Glycol methacrylate C-1: Sodium methallyl sulfonate C-2: Sodium allyl sulfonate C-3: Methyl acrylate
試験区分2(高炉スラグ組成物の調製)
表2に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏、再生コンクリート微粉末を混合して高炉スラグ組成物を調製し、高炉スラグ組成物(S−1)〜(S−4)及び(R−1)〜(R−5)を得た。
Test Category 2 (Preparation of blast furnace slag composition)
Under the blending conditions shown in Table 2, blast furnace slag composition (S-1) to (S-4) and (S-4) are prepared by mixing blast furnace slag fine powder, anhydrous gypsum, and recycled concrete fine powder to prepare a blast furnace slag composition. R-1) to (R-5) were obtained.
表2において、
sg−1:粉末度が4100cm2/gの高炉スラグ微粉末
sg−2:粉末度が5900cm2/gの高炉スラグ微粉末
sg−3:粉末度が1020cm2/gの高炉スラグ微粉末
gp−1:粉末度が4150cm2/gの無水石膏
gp−2:粉末度が5800cm2/gの無水石膏
rc−1:粉末度が5860cm2/g且つ水酸化カルシウム含有率が9.2%の再生コンクリート微粉末
rc−2:粉末度が4620cm2/g且つ水酸化カルシウム含有率が6.5%の再生コンクリート微粉末
rc−3:粉末度が4350cm2/g且つ水酸化カルシウム含有率が1.5%の再生コンクリート微粉末
In Table 2,
sg-1: Ground granulated blast furnace slag with a fineness of 4100 cm 2 / g sg-2: Fine ground blast furnace slag with a fineness of 5900 cm 2 / g sg-3: Fine ground blast furnace slag with a fineness of 1020 cm 2 / g gp- 1: Anhydrous gypsum with a fineness of 4150 cm 2 / g gp-2: Anhydrous gypsum with a fineness of 5800 cm 2 / g rc-1: Regeneration with a fineness of 5860 cm 2 / g and a calcium hydroxide content of 9.2% Concrete fine powder rc-2: Recycled concrete fine powder with fineness of 4620 cm 2 / g and calcium hydroxide content of 6.5% rc-3: Fineness of 4350 cm 2 / g and calcium hydroxide content of 1. 5% recycled concrete fine powder
試験区分3(コンクリート組成物の調製)
実施例1〜16
表3に記載の配合条件で、50リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水(水道水)、高炉スラグ組成物、細骨材(大井川水系産川砂、密度=2.58g/cm3)の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤(竹本油脂社製のAE剤、商品名AE−300)を投入し、45秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材(岡崎産砕石、密度=2.68g/cm3)の所定量を投入し、60秒間練り混ぜて、目標スランプが18±1cm、目標空気量が4.5±1%とした水/高炉スラグ組成物比が45%又は40%のコンクリート組成物を調製した。
Test category 3 (Preparation of concrete composition)
Examples 1-16
Under the mixing conditions shown in Table 3, in a 50-liter pan-type forced kneading mixer, kneaded water (tap water), blast furnace slag composition, fine aggregate (Oikawa water system river sand, density = 2.58 g / cm 3 ) And a predetermined amount of admixtures such as a cement dispersant, a drying shrinkage reducing agent, and an expansion material, and an air amount adjusting agent (AE agent manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., trade name AE-300). ) And kneaded for 45 seconds. Finally, a predetermined amount of coarse aggregate (Okazaki crushed stone, density = 2.68 g / cm 3 ) is added and kneaded for 60 seconds. The target slump is 18 ± 1 cm and the target air amount is 4.5 ± 1%. A concrete composition having a water / blast furnace slag composition ratio of 45% or 40% was prepared.
比較例1〜12
表3に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水/高炉スラグ組成物比が45%のコンクリート組成物を調製した。
Comparative Examples 1-12
A concrete composition having a water / blast furnace slag composition ratio of 45% was prepared by the same mixing method as in the Examples under the blending conditions shown in Table 3.
比較例13及び14
表3に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントB種を用いた水/高炉スラグ組成物比が45%又は50%のコンクリート組成物を調製した。
Comparative Examples 13 and 14
A concrete composition having a water / blast furnace slag composition ratio of 45% or 50% using a blast furnace cement type B was prepared by the same mixing method as in the examples under the blending conditions shown in Table 3.
表3において、
二酸化炭素排出量:コンクリート組成物1m3を製造する場合の二酸化炭素の排出量(kg/コンクリート1m3)。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類:表1に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のP−5
P−5:ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールHP−11W(マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩)
使用量:高炉スラグ組成物100質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉スラグ組成物の種類:表2に記載したもの
*1:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
*2:ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
*3:太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン(石灰系膨張材)
*4:高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3、ブレーン値3850cm2/g)
In Table 3,
Carbon dioxide emissions: Carbon dioxide emissions when producing a concrete composition 1 m 3 (kg / concrete 1 m 3 ). However, the value calculated by excluding the amount of carbon dioxide emission derived from the energy required for the production of gypsum and recycled concrete fine powder Cement dispersant type: water-soluble vinyl copolymer described in Table 1 or the following P- 5
P-5: As a cement dispersant made of a polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymer, trade name Tupol HP-11W (maleic acid and α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene, manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) Copolymer salt)
Amount used: parts by mass as solid content of cement dispersant, drying shrinkage reducing agent or expansion material per 100 parts by mass of blast furnace slag composition Type of blast furnace slag composition: listed in Table 2 * 1: Diethylene glycol monobutyl ether * 2: Dipropylene glycol diethylene glycol monobutyl ether * 3: Taiheiyo Materials Co., Ltd. trade name is Taiheiyo Hyper Expan (lime-based expansion material)
* 4: Blast furnace cement type B (density = 3.04 g / cm 3 , brain value 3850 cm 2 / g)
試験区分4(調製したコンクリート組成物の評価)
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
Test category 4 (Evaluation of prepared concrete composition)
About the prepared concrete composition of each example, the air content, slump, and slump residual rate were calculated | required as follows. Moreover, about the hardening body obtained from each concrete composition, the drying shrinkage rate and the compressive strength were calculated | required as follows.
・空気量(容量%):練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に60分間静置後のコンクリート組成物について、JIS−A1128に準拠して測定した。
・スランプ(cm):空気量の測定と同時に、JIS−A1101に準拠して測定した。
・スランプ残存率(%):(60分間静置後のスランプ/練り混ぜ直後のスランプ)×100で求めた。
・乾燥収縮率:JIS−A1129に準拠し、各例のコンクリート組成物を20℃×60%RHの条件下で保存した材齢26週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度(N/mm2):各例のコンクリート組成物について、JIS−A1108に準拠し、材齢7日及び材齢28日で測定した。
Air content (volume%): The concrete composition immediately after kneading and the concrete composition after still standing for 60 minutes were measured according to JIS-A1128.
-Slump (cm): Measured according to JIS-A1101 simultaneously with the measurement of the air amount.
-Slump residual rate (%): (slump after standing for 60 minutes / slump immediately after kneading) x 100.
-Drying shrinkage: In accordance with JIS-A1129, dry shrinkage strain was measured by a comparator method on a 26-week-old specimen in which the concrete composition of each example was stored under the conditions of 20 ° C x 60% RH and dried. Shrinkage was determined. The smaller this value, the smaller the drying shrinkage.
-Compressive strength (N / mm < 2 >): About the concrete composition of each example, based on JIS-A1108, it measured by material age 7 days and
結果を表4にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントB種を用いた場合に比べて、コンクリート1m3を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が800×10−6よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。 The results are summarized in Table 4. The concrete composition prepared in each example has less carbon dioxide emission to produce 1 m 3 of concrete than the case where the blast furnace cement type B is used, and the concrete composition is more fluid over time. The resulting cured product has a drying shrinkage ratio of less than 800 × 10 −6 and a sufficient compressive strength required.
表4において、
比較例2、3及び10〜12:目標とする流動性(スランプ値)が得られなかったので測定しなかった。
In Table 4,
Comparative Examples 2, 3 and 10-12: Since the target fluidity (slump value) was not obtained, it was not measured.
<第2の弱アルカリコンクリート>
次に、第2の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉セメント組成物という場合がある。また、第1の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
<Second weak alkali concrete>
Next, the second weak alkaline concrete will be described. Here, weak alkaline concrete may be referred to as a concrete composition, and hydraulic cement may be referred to as a blast furnace cement composition. Moreover, the same thing as the 1st weak alkali concrete is abbreviate | omitted suitably, and demonstrates.
第2の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉セメント組成物(水硬性セメント)を用い、且つ水/該高炉セメント組成物の質量比を30〜60%に調製して成る。 The second weakly alkaline concrete is a concrete composition containing at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, and the following blast furnace cement composition (hydraulic cement) is used as the binder. ) And the mass ratio of water / the blast furnace cement composition is adjusted to 30 to 60%.
高炉セメント組成物:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を60〜90質量%、石膏を5〜20質量%及びポルトランドセメントを5〜35質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が3〜15質量%の再生コンクリート微粉末を10〜30質量部の割合で添加した高炉セメント組成物。 Blast furnace cement composition: 60 to 90% by mass of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g, 5 to 20% by mass of gypsum, and 5 to 35% by mass of Portland cement (total 100% by mass) A blast furnace cement composition in which a reclaimed concrete fine powder having a calcium hydroxide content of 3 to 15% by mass separated from demolition concrete is added at a rate of 10 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the mixture.
即ち、第2の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。このコンクリート組成物は結合材として特定の高炉セメント組成物を用いたものであり、かかる高炉セメント組成物は、粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を60〜90質量%、石膏を5〜20質量%及びポルトランドセメントを5〜35質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が3〜15質量%の再生コンクリート微粉末を10〜30質量部の割合で添加したものである。 That is, the second weak alkaline concrete contains at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate, and admixture. This concrete composition uses a specific blast furnace cement composition as a binder, and this blast furnace cement composition contains 60 to 90% by mass of fine blast furnace slag powder having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g, gypsum. 5 to 20% by weight and Portland cement in a proportion of 5 to 35% by weight (total 100% by weight) Concrete fine powder is added at a ratio of 10 to 30 parts by mass.
ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、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等が挙げられるが、汎用の普通ポルトランドセメントが好ましい。 Examples of Portland cement include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, and the like, and general-purpose ordinary Portland cement is preferable.
また、コンクリート組成物では、水/高炉セメント組成物の質量比を30〜60%に調製するが、好ましくは35〜55%に調製する。かかる質量比が60%より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆に、かかる質量比が30%より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、本発明において水/高炉セメント組成物の質量比は、(用いた水の質量/用いた高炉セメント組成物の質量)×100で求められるものである。 In the concrete composition, the mass ratio of the water / blast furnace cement composition is adjusted to 30 to 60%, preferably 35 to 55%. When this mass ratio is larger than 60%, the resulting cured product has too much drying shrinkage, and the strength is remarkably reduced. On the other hand, when the mass ratio is less than 30%, the fluidity of the prepared concrete composition and the amount of air over time decrease greatly, and the workability deteriorates. In the present invention, the mass ratio of the water / blast furnace cement composition is obtained by (mass of water used / mass of blast furnace cement composition used) × 100.
混和材としては、従来公知のコンクリート用に用いられるものが挙げられる。これには例えば、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等が挙げられる。このコンクリート組成物では、セメント分散剤と乾燥収縮低減剤を組み合せて、またセメント分散剤と膨張材を、更にはセメント分散剤と乾燥収縮低減剤と膨張材を組み合せて混和材として使用することができ、第1の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。 As an admixture, what is used for conventionally well-known concrete is mentioned. This includes, for example, cement dispersants, drying shrinkage reducing agents, expansion materials and the like. In this concrete composition, a cement dispersant and a drying shrinkage reducing agent may be used in combination, a cement dispersant and an expansion material, and a cement dispersant, a dry shrinkage reducing agent, and an expansion material may be used as an admixture. The same thing as the 1st weak alkali concrete can be used.
なお、再生コンクリート微粉末、粗骨材、細骨材については、第1の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。 In addition, about the recycled concrete fine powder, coarse aggregate, and fine aggregate, the same thing as the 1st weak alkali concrete can be used.
以下、第2の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、%は質量%を、また部は質量部を意味する。 Hereinafter, in order to make the configuration and effects of the second weak alkaline concrete more specific, examples and the like will be given, but the present invention is not limited to the examples. In the following examples and the like, unless otherwise indicated,% means mass%, and part means mass part.
(実施例)
試験区分1(水溶性ビニル共重合体の合成)
・水溶性ビニル共重合体(p−1)〜(p−4)及び(pr−1)〜(pr−4)は、第1の弱アルカリコンクリートの実施例で示したものと同様の方法で合成を合成した。合成した各水溶性ビニル共重合体の内容は表1と同様である。
(Example)
Test Category 1 (Synthesis of water-soluble vinyl copolymer)
The water-soluble vinyl copolymers (p-1) to (p-4) and (pr-1) to (pr-4) are the same as those shown in the first weak alkaline concrete example. Synthesized synthesized. The contents of each water-soluble vinyl copolymer synthesized are the same as in Table 1.
試験区分2(高炉セメント組成物の調製)
表5に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏、ポルトランドセメント及び再生コンクリート微粉末を混合して高炉セメント組成物を調製し、高炉セメント組成物(S−1)〜(S−5)及び(R−1)〜(R−6)を得た。
Test Category 2 (Preparation of blast furnace cement composition)
Under the blending conditions shown in Table 5, blast furnace slag fine powder, anhydrous gypsum, Portland cement and recycled concrete fine powder were mixed to prepare a blast furnace cement composition, and blast furnace cement compositions (S-1) to (S-5). ) And (R-1) to (R-6).
表5において、
sg−1:粉末度が4100cm2/gの高炉スラグ微粉末
sg−2:粉末度が5900cm2/gの高炉スラグ微粉末
sg−3:粉末度が1020cm2/gの高炉スラグ微粉末
gp−1:粉末度が4150cm2/gの無水石膏
gp−2:粉末度が5800cm2/gの無水石膏
pc−1:普通ポルトランドセメント
pc−2:早強ポルトランドセメント
rc−1:粉末度が5860cm2/g且つ水酸化カルシウム含有率が9.2%の再生コンクリート微粉末
rc−2:粉末度が4620cm2/g且つ水酸化カルシウム含有率が6.5%の再生コンクリート微粉末
rc−3:粉末度が4350cm2/g且つ水酸化カルシウム含有率が1.5%の再生コンクリート微粉末
rc−4:、粉末度が1200cm2/g且つ水酸化カルシウム含有率が6.1%の再生コンクリート微粉末
In Table 5,
sg-1: Ground granulated blast furnace slag with a fineness of 4100 cm 2 / g sg-2: Fine ground blast furnace slag with a fineness of 5900 cm 2 / g sg-3: Fine ground blast furnace slag with a fineness of 1020 cm 2 / g gp- 1: Anhydrous gypsum with a fineness of 4150 cm 2 / g gp-2: Anhydrous gypsum with a fineness of 5800 cm 2 / g pc-1: Ordinary Portland cement pc-2: Early strength Portland cement rc-1: Fineness of 5860 cm 2 / G and reclaimed concrete fine powder with a calcium hydroxide content of 9.2% rc-2: Recycled concrete fine powder with a fineness of 4620 cm 2 / g and a calcium hydroxide content of 6.5% rc-3: Powder Recycled concrete fine powder rc-4 having a degree of 4350 cm 2 / g and a calcium hydroxide content of 1.5%, a fineness of 1200 cm 2 / g and containing calcium hydroxide Recycled concrete fine powder with a rate of 6.1%
試験区分3(コンクリート組成物の調製)
実施例1〜17
表6に記載の配合条件で、50リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水(水道水)、高炉セメント組成物、細骨材(大井川水系産川砂、密度=2.58g/cm3)の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤(竹本油脂社製のAE剤、商品名AE−300)を投入し、45秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材(岡崎産砕石、密度=2.68g/cm3)の所定量を投入し、60秒間練り混ぜて、目標スランプが18±1cm、目標空気量が4.5±1%とした水/高炉セメント組成物比が45%又は40%のコンクリート組成物を調製した。
Test category 3 (Preparation of concrete composition)
Examples 1-17
Under the blending conditions shown in Table 6, in a 50 liter pan-type forced kneading mixer, kneading water (tap water), blast furnace cement composition, fine aggregate (Oikawa water system river sand, density = 2.58 g / cm 3 ) And a predetermined amount of admixtures such as a cement dispersant, a drying shrinkage reducing agent, and an expansion material, and an air amount adjusting agent (AE agent manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., trade name AE-300). ) And kneaded for 45 seconds. Finally, a predetermined amount of coarse aggregate (Okazaki crushed stone, density = 2.68 g / cm 3 ) is added and kneaded for 60 seconds. The target slump is 18 ± 1 cm and the target air amount is 4.5 ± 1%. A concrete composition having a water / blast furnace cement composition ratio of 45% or 40% was prepared.
比較例1〜13
表6に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水/高炉セメント組成物比が45%のコンクリート組成物を調製した。
Comparative Examples 1-13
A concrete composition having a water / blast furnace cement composition ratio of 45% was prepared by the same mixing method as in the example under the blending conditions shown in Table 6.
比較例14及び15
表6に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントB種を用いた水/高炉セメント組成物比が45%又は50%のコンクリート組成物を調製した。
Comparative Examples 14 and 15
A concrete composition having a water / blast furnace cement composition ratio of 45% or 50% using a blast furnace cement type B was prepared by the same mixing method as in the examples under the blending conditions shown in Table 6.
表6において、
二酸化炭素排出量:コンクリート組成物1m3を製造する場合の二酸化炭素の排出量(kg/コンクリート1m3)。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類:表5に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のP−5
P−5:ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールHP−11W(マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩)
使用量:高炉セメント組成物100質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉セメント組成物の種類:表9に記載したもの
*1:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
*2:ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
*3:太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン(石灰系膨張材)
*4:高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3、ブレーン値3850cm2/g)
In Table 6,
Carbon dioxide emissions: Carbon dioxide emissions when producing a concrete composition 1 m 3 (kg / concrete 1 m 3 ). However, the value calculated by excluding the amount of carbon dioxide emission derived from the energy required for the production of gypsum and recycled concrete fine powder Cement dispersant type: water-soluble vinyl copolymer described in Table 5 or the following P- 5
P-5: As a cement dispersant made of a polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymer, trade name Tupol HP-11W (maleic acid and α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene, manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) Copolymer salt)
Amount used: parts by mass as solid content of cement dispersant, drying shrinkage reducing agent or expansion material per 100 parts by mass of blast furnace cement composition Type of blast furnace cement composition: listed in Table 9 * 1: Diethylene glycol monobutyl ether * 2: Dipropylene glycol diethylene glycol monobutyl ether * 3: Taiheiyo Materials Co., Ltd. trade name is Taiheiyo Hyper Expan (lime-based expansion material)
* 4: Blast furnace cement type B (density = 3.04 g / cm 3 , brain value 3850 cm 2 / g)
試験区分4(調製したコンクリート組成物の評価)
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
Test category 4 (Evaluation of prepared concrete composition)
About the prepared concrete composition of each example, the air content, slump, and slump residual rate were calculated | required as follows. Moreover, about the hardening body obtained from each concrete composition, the drying shrinkage rate and the compressive strength were calculated | required as follows.
・空気量(容量%):練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に60分間静置後のコンクリート組成物について、JIS−A1128に準拠して測定した。
・スランプ(cm):空気量の測定と同時に、JIS−A1101に準拠して測定した。
・スランプ残存率(%):(60分間静置後のスランプ/練り混ぜ直後のスランプ)×100で求めた。
・乾燥収縮率:JIS−A1129に準拠し、各例のコンクリート組成物を20℃×60%RHの条件下で保存した材齢26週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度(N/mm2):各例のコンクリート組成物について、JIS−A1108に準拠し、材齢7日及び材齢28日で測定した。
Air content (volume%): The concrete composition immediately after kneading and the concrete composition after still standing for 60 minutes were measured according to JIS-A1128.
-Slump (cm): Measured according to JIS-A1101 simultaneously with the measurement of the air amount.
-Slump residual rate (%): (slump after standing for 60 minutes / slump immediately after kneading) x 100.
-Drying shrinkage: In accordance with JIS-A1129, dry shrinkage strain was measured by a comparator method on a 26-week-old specimen in which the concrete composition of each example was stored under the conditions of 20 ° C x 60% RH and dried. Shrinkage was determined. The smaller this value, the smaller the drying shrinkage.
-Compressive strength (N / mm < 2 >): About the concrete composition of each example, based on JIS-A1108, it measured by material age 7 days and
結果を表7にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントB種を用いた場合に比べて、コンクリート1m3を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が800×10−6よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。 The results are summarized in Table 7. The concrete composition prepared in each example has less carbon dioxide emission to produce 1 m 3 of concrete than the case where the blast furnace cement type B is used, and the concrete composition is more fluid over time. The resulting cured product has a drying shrinkage ratio of less than 800 × 10 −6 and a sufficient compressive strength required.
表7において、
比較例2、3及び11〜13:目標とする流動性(スランプ値)が得られなかったので測定しなかった。
In Table 7,
Comparative Examples 2, 3 and 11-13: The target fluidity (slump value) was not obtained, so measurement was not performed.
<第3の弱アルカリコンクリート>
次に、第3の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉スラグ組成物という場合がある。また、第1、第2の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
<Third weak alkali concrete>
Next, the 3rd weak alkali concrete is demonstrated. Here, weak alkaline concrete may be referred to as a concrete composition, and hydraulic cement may be referred to as a blast furnace slag composition. Moreover, the same thing as the 1st, 2nd weak alkali concrete is abbreviate | omitted suitably, and demonstrates.
第3の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物(水硬性セメント)を用い、且つ水/該高炉スラグ組成物の質量比を30〜60%に調製して成る。 The third weakly alkaline concrete is a concrete composition comprising at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, and the following blast furnace slag composition (hydraulic cement) is used as the binder. ) And the mass ratio of water / the blast furnace slag composition is adjusted to 30 to 60%.
高炉スラグ組成物:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を80〜95質量%及び石膏を5〜20質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、アルカリ刺激材を0.5〜1.5質量部又は5〜45質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。 Blast furnace slag composition: per 100 parts by mass of a mixture containing 80 to 95% by mass of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g and 5 to 20% by mass (total 100% by mass) of gypsum, A blast furnace slag composition to which an alkali stimulant is added at a ratio of 0.5 to 1.5 parts by mass or 5 to 45 parts by mass.
即ち、第3の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。このコンクリート組成物は結合材として特定の高炉スラグ組成物を用いたものであり、かかる高炉スラグ組成物は、粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を80〜95質量%及び石膏を5〜20質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、アルカリ刺激材を0.5〜1.5質量部又は5〜45質量部の割合で添加したものである。 In other words, the third weakly alkaline concrete contains at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate, and admixture. This concrete composition uses a specific blast furnace slag composition as a binder, and the blast furnace slag composition is composed of 80 to 95% by mass of fine blast furnace slag powder having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g and gypsum. Is added at a rate of 0.5 to 1.5 parts by mass or 5 to 45 parts by mass per 100 parts by mass of the mixture containing 5 to 20% by mass (total 100% by mass). .
アルカリ刺激材としては、水酸化カルシウム、生石灰、軽焼マグネシア、軽焼ドロマイト、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、再生コンクリート微粉末等が挙げられる。なかでも、アルカリ刺激材としては、水と接触したときに徐々に水酸化カルシウムを生成する性質を持つアルカリ刺激材が好まく、かかる性質を有するアルカリ刺激材として、ポルトランドセメントが好ましい。ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、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等の各種ポルトランドセメントが挙げられるが、汎用の普通ポルトランドセメントが好ましい。 Examples of the alkali stimulating material include calcium hydroxide, quicklime, light-burned magnesia, light-burned dolomite, sodium hydroxide, sodium carbonate, and fine recycled concrete powder. Among these, as the alkali stimulating material, an alkali stimulating material having a property of gradually generating calcium hydroxide when contacted with water is preferable, and as an alkali stimulating material having such properties, Portland cement is preferable. Examples of Portland cement include various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, and moderately hot Portland cement, and general-purpose ordinary Portland cement is preferable.
このコンクリート組成物では、水/高炉スラグ組成物の質量比を30〜60%に調製するが、好ましくは35〜55%に調製する。かかる質量比が60%より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆にかかる質量比が30%より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、本発明において水/高炉スラグ組成物の質量比は、(用いた水の質量/用いた高炉スラグ組成物の質量)×100で求められるものである。 In this concrete composition, the mass ratio of the water / blast furnace slag composition is adjusted to 30 to 60%, preferably 35 to 55%. When this mass ratio is larger than 60%, the resulting cured product has too much drying shrinkage, and the strength is remarkably reduced. On the other hand, when the mass ratio is less than 30%, the fluidity of the prepared concrete composition and the amount of air over time decrease greatly, and the workability deteriorates. In the present invention, the mass ratio of water / blast furnace slag composition is determined by (mass of water used / mass of blast furnace slag composition used) × 100.
なお、再生コンクリート微粉末、粗骨材、細骨材、混和材等については、第1の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。 In addition, about the recycled concrete fine powder, a coarse aggregate, a fine aggregate, an admixture, etc., the thing similar to a 1st weak alkali concrete can be used.
以下、第3の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、%は質量%を、また部は質量部を意味する。 Hereinafter, in order to make the configuration and effects of the third weak alkaline concrete more specific, examples and the like will be described, but the present invention is not limited to the examples. In the following examples and the like, unless otherwise indicated,% means mass%, and part means mass part.
(実施例)
試験区分1(水溶性ビニル共重合体の合成)
・水溶性ビニル共重合体(p−1)〜(p−4)及び(pr−1)〜(pr−4)は、第1の弱アルカリコンクリートの実施例で示したものと同様の方法で合成を合成した。合成した各水溶性ビニル共重合体の内容は表1と同様である。
(Example)
Test Category 1 (Synthesis of water-soluble vinyl copolymer)
The water-soluble vinyl copolymers (p-1) to (p-4) and (pr-1) to (pr-4) are the same as those shown in the first weak alkaline concrete example. Synthesized synthesized. The contents of each water-soluble vinyl copolymer synthesized are the same as in Table 1.
試験区分2(高炉スラグ組成物の調製)
表8に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏及びアルカリ刺激材を混合して高炉スラグ組成物を調製し、高炉スラグ組成物(S−1)〜(S−10)及び(R−1)〜(R−10)を得た。
Test Category 2 (Preparation of blast furnace slag composition)
Under the blending conditions shown in Table 8, blast furnace slag compositions (S-1) to (S-10) and (R) were prepared by mixing blast furnace slag fine powder, anhydrous gypsum and an alkali stimulant. -1) to (R-10) were obtained.
表8において、
sg−1:粉末度が4100cm2/gの高炉スラグ微粉末
sg−2:粉末度が5900cm2/gの高炉スラグ微粉末
sg−3:粉末度が1020cm2/gの高炉スラグ微粉末
gp−1:粉末度が4150cm2/gの無水石膏
gp−2:粉末度が5800cm2/gの無水石膏
rc−1:普通ポルトランドセメント
rc−2:早強ポルトランドセメント
In Table 8,
sg-1: Ground granulated blast furnace slag with a fineness of 4100 cm 2 / g sg-2: Fine ground blast furnace slag with a fineness of 5900 cm 2 / g sg-3: Fine ground blast furnace slag with a fineness of 1020 cm 2 / g gp- 1: Anhydrous gypsum with a fineness of 4150 cm 2 / g gp-2: Anhydrous gypsum with a fineness of 5800 cm 2 / g rc-1: Normal Portland cement rc-2: Early strength Portland cement
試験区分3(コンクリート組成物の調製)
実施例1〜36
表9に記載の配合条件で、50リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水(水道水)、高炉スラグ組成物、細骨材(大井川水系産川砂、密度=2.58g/cm3)の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤(竹本油脂社製のAE剤、商品名AE−300)を投入し、45秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材(岡崎産砕石、密度=2.68g/cm3)の所定量を投入し、60秒間練り混ぜて、目標スランプが18±1cm、目標空気量が4.5±1%とした水/高炉スラグ組成物の質量比が45%又は40%のコンクリート組成物を調製した。
Test category 3 (Preparation of concrete composition)
Examples 1-36
Under the blending conditions shown in Table 9, in a 50 liter pan-type forced kneading mixer, kneaded water (tap water), blast furnace slag composition, fine aggregate (Oikawa water system river sand, density = 2.58 g / cm 3 ) And a predetermined amount of admixtures such as a cement dispersant, a drying shrinkage reducing agent, and an expansion material, and an air amount adjusting agent (AE agent manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., trade name AE-300). ) And kneaded for 45 seconds. Finally, a predetermined amount of coarse aggregate (Okazaki crushed stone, density = 2.68 g / cm 3 ) is added and kneaded for 60 seconds. The target slump is 18 ± 1 cm and the target air amount is 4.5 ± 1%. A concrete composition having a water / blast furnace slag composition mass ratio of 45% or 40% was prepared.
比較例1〜27
表10に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水/高炉スラグ組成物の質量比が45%のコンクリート組成物を調製した。
Comparative Examples 1-27
A concrete composition having a water / blast furnace slag composition mass ratio of 45% was prepared by the same mixing method as in the example under the blending conditions shown in Table 10.
比較例28及び29
表10に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントB種を用いた水/高炉セメントの質量比が45%又は50%のコンクリート組成物を調製した。
Comparative Examples 28 and 29
A concrete composition having a water / blast furnace cement mass ratio of 45% or 50% using a blast furnace cement type B was prepared by the same mixing method as in the example under the blending conditions shown in Table 10.
表9、表10において、
二酸化炭素排出量:コンクリート組成物1m3を製造する場合の二酸化炭素の排出量(kg/コンクリート1m3)。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類:表1に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のP−5
P−5:ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールHP−11W(マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩)
使用量:高炉スラグ組成物(比較例28及び29は高炉セメントB種)100質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉スラグ組成物の種類:表8に記載したもの
*1:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
*2:ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
*3:太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン(石灰系膨張材)
*4:高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3、ブレーン値3850cm2/g)
In Table 9 and Table 10,
Carbon dioxide emissions: Carbon dioxide emissions when producing a concrete composition 1 m 3 (kg / concrete 1 m 3 ). However, the value calculated by excluding the amount of carbon dioxide emission derived from the energy required for the production of gypsum and recycled concrete fine powder Cement dispersant type: water-soluble vinyl copolymer described in Table 1 or the following P- 5
P-5: As a cement dispersant made of a polycarboxylic acid-based water-soluble vinyl copolymer, trade name Tupol HP-11W (maleic acid and α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene, manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) Copolymer salt)
Amount used: part by mass as solid content of cement dispersant, drying shrinkage reducing agent or expansion material per 100 parts by mass of blast furnace slag composition (Comparative Examples 28 and 29 are blast furnace cement type B) Type of blast furnace slag composition: Listed in Table 8 * 1: Diethylene glycol monobutyl ether * 2: Dipropylene glycol diethylene glycol monobutyl ether * 3: The trade name made by Taiheiyo Materials Co., Ltd. is Pacific Hyper Expan (lime-based expansion material)
* 4: Blast furnace cement type B (density = 3.04 g / cm 3 , brain value 3850 cm 2 / g)
試験区分4(調製したコンクリート組成物の評価)
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
Test category 4 (Evaluation of prepared concrete composition)
About the prepared concrete composition of each example, the air content, slump, and slump residual rate were calculated | required as follows. Moreover, about the hardening body obtained from each concrete composition, the drying shrinkage rate and the compressive strength were calculated | required as follows.
・空気量(容量%):練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に60分間静置後のコンクリート組成物について、JIS−A1128に準拠して測定した。
・スランプ(cm):空気量の測定と同時に、JIS−A1101に準拠して測定した。
・スランプ残存率(%):(60分間静置後のスランプ/練り混ぜ直後のスランプ)×100で求めた。
・乾燥収縮率:JIS−A1129に準拠し、各例のコンクリート組成物を20℃×60%RHの条件下で保存した材齢26週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度(N/mm2):各例のコンクリート組成物について、JIS−A1108に準拠し、材齢7日及び材齢28日で測定した。
Air content (volume%): The concrete composition immediately after kneading and the concrete composition after still standing for 60 minutes were measured according to JIS-A1128.
-Slump (cm): Measured according to JIS-A1101 simultaneously with the measurement of the air amount.
-Slump residual rate (%): (slump after standing for 60 minutes / slump immediately after kneading) x 100.
-Drying shrinkage: In accordance with JIS-A1129, dry shrinkage strain was measured by a comparator method on a 26-week-old specimen in which the concrete composition of each example was stored under the conditions of 20 ° C x 60% RH and dried. Shrinkage was determined. The smaller this value, the smaller the drying shrinkage.
-Compressive strength (N / mm < 2 >): About the concrete composition of each example, based on JIS-A1108, it measured by material age 7 days and
結果を表11及び表12にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントB種を用いた場合に比べて、コンクリート組成物1m3を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が800×10−6よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。 The results are summarized in Tables 11 and 12. The concrete composition prepared in each example has less carbon dioxide emission for producing the concrete composition 1 m 3 than the case where the blast furnace cement type B is used, and the flow of the concrete composition over time. The dry shrinkage rate of the obtained cured product is smaller than 800 × 10 −6 , and the required sufficient compressive strength is obtained.
表12において、
比較例1、2、6、7、21〜23及び25〜27:目標とする流動性(スランプ値)が得られなかったので測定しなかった。
In Table 12,
Comparative Examples 1, 2, 6, 7, 21-23, and 25-27: Measurement was not performed because the target fluidity (slump value) was not obtained.
<第4の弱アルカリコンクリート>
次に、第4の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉セメントという場合がある。また、第1〜第3の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
<Fourth weak alkaline concrete>
Next, the 4th weak alkali concrete is demonstrated. Here, weak alkaline concrete may be referred to as a concrete composition, and hydraulic cement may be referred to as a blast furnace cement. Moreover, the same thing as the 1st-3rd weak alkali concrete is abbreviate | omitted suitably, and demonstrates.
第4の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、セメントとして下記の高炉セメント(水硬性セメント)を用い、且つ水/該高炉セメント比を20〜60%に調製し、また該高炉セメント100質量部当たり、混和材の少なくとも一部として下記のA成分を0.1〜1.5質量部含有して成る。 The fourth weak alkali concrete is a concrete composition comprising at least cement, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, and the following blast furnace cement (hydraulic cement) is used as cement. And water / the blast furnace cement ratio is adjusted to 20 to 60%, and 0.1 to 1.5 parts by mass of the following component A is contained as at least a part of the admixture per 100 parts by mass of the blast furnace cement. .
高炉セメント:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントとからなり、且つ該高炉スラグ微粉末を60〜80質量%及びポルトランドセメントを20〜40質量%(合計100質量%)の割合で含有する高炉セメント。 Blast furnace cement: composed of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g and Portland cement, and 60 to 80 mass% of the fine powder of blast furnace slag and 20 to 40 mass% of Portland cement (total of 100 mass%) ) Blast furnace cement contained at a ratio of
A成分:下記の水溶性ビニル共重合体P及び下記の水溶性ビニル共重合体Qから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
水溶性ビニル共重合体P:分子中に下記の構成単位Xを45〜85モル%、下記の構成単位Yを15〜55モル%及び下記の構成単位Zを0〜10モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜80000の水溶性ビニル共重合体。
構成単位X:メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Y:分子中に5〜150個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Z:(メタ)アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
Component A: A cement dispersant comprising one or more water-soluble vinyl copolymers selected from the following water-soluble vinyl copolymers P and the following water-soluble vinyl copolymers Q.
Water-soluble vinyl copolymer P: 45 to 85 mol% of the following structural unit X in the molecule, 15 to 55 mol% of the following structural unit Y and 0 to 10 mol% of the following structural unit Z (100 mol in total) %) A water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 2000 to 80000.
Structural unit X: One or more selected from a structural unit formed from methacrylic acid and a structural unit formed from methacrylic acid salt Structural unit Y: Consists of 5 to 150 oxyethylene units in the molecule Structural unit formed from methoxypolyethylene glycol methacrylate having a polyoxyethylene group Structural unit Z: one or two selected from a structural unit formed from (meth) allyl sulfonate and a structural unit formed from methyl acrylate that's all
水溶性ビニル共重合体Q:分子中に下記の構成単位Lを40〜60モル%及び下記の構成単位Mを60〜40モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜50000の水溶性ビニル共重合体。
構成単位L:マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位M:分子中に5〜100個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に5〜100個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
Water-soluble vinyl copolymer Q: mass average molecular weight 2000 to 50000 having 40 to 60 mol% of the following structural unit L and 60 to 40 mol% (100 mol% in total) of the following structural unit M in the molecule Water-soluble vinyl copolymer.
Structural unit L: One or two or more selected from a structural unit formed from maleic acid and a structural unit formed from maleate Structural unit M: Consists of 5 to 100 oxyethylene units in the molecule Α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene having a polyoxyethylene group and α-allyl having a polyoxyethylene group composed of 5 to 100 oxyethylene units in the molecule One or more selected from structural units formed from ω-hydroxy-polyoxyethylene
第4の弱アルカリコンクリートには、混和材の少なくとも一部として、適宜、下記のB成分を0.2〜4.0質量部、下記のC成分を0.1〜5.0質量部の割合で加えて含有してもよい。この場合、混和材の少なくとも一部として、下記B成分又は下記C成分を加えても良いし、下記B成分及び下記C成分を加えても良い。
B成分:乾燥収縮低減剤
C成分:凝結促進剤
In the fourth weak alkali concrete, as a part of the admixture, 0.2 to 4.0 parts by mass of the following B component and 0.1 to 5.0 parts by mass of the following C component are appropriately provided. In addition, it may contain. In this case, the following B component or the following C component may be added as at least a part of the admixture, or the following B component and the following C component may be added.
B component: Drying shrinkage reducing agent C component: Setting accelerator
即ち、第4の弱アルカリコンクリートは、少なくとも結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を用い、結合材として特定の高炉セメントを含有し、また特定の混和剤を所定割合で含有して成るものである。かかる高炉セメントは、粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を60〜80質量%及びポルトランドセメントを20〜40質量%(合計100質量%)の割合で含有するものである。 That is, the fourth weak alkaline concrete uses at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, contains a specific blast furnace cement as a binder, and contains a specific admixture in a predetermined ratio. It consists of Such blast furnace cement contains 60 to 80% by mass of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g and 20 to 40% by mass (total 100% by mass) of Portland cement.
結合材として用いる高炉セメント(水硬性セメント)は、前記の高炉スラグ微粉末を60〜80質量%及びポルトランドセメントを20〜40質量%(合計100質量%)の割合で含有するものであるが、前記の高炉スラグ微粉末を64〜76質量%及びポルトランドセメントを24〜36質量%(合計100質量%)の割合で含有するものが好ましい。したがって、このコンクリート組成物において結合材として用いる高炉セメントには、JIS−R5211の規格に適合する高炉セメントC種が含まれる。 The blast furnace cement (hydraulic cement) used as a binder contains 60 to 80% by mass of the blast furnace slag fine powder and 20 to 40% by mass (total 100% by mass) of Portland cement. What contains the said blast furnace slag fine powder in the ratio of 64-76 mass% and Portland cement in 24-36 mass% (total 100 mass%) is preferable. Accordingly, the blast furnace cement used as a binder in this concrete composition includes blast furnace cement C that conforms to the standard of JIS-R5211.
このコンクリート組成物は、水/高炉セメントの質量比を20〜60%に調製したものであるが、好ましくは25〜50%に調製したものとする。かかる質量比が60%より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆にかかる質量比が20%より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、水/高炉セメントの質量比は、(用いた水の質量/用いた高炉セメントの質量)×100で求められるものである。 This concrete composition has a water / blast furnace cement mass ratio adjusted to 20 to 60%, preferably 25 to 50%. When this mass ratio is larger than 60%, the resulting cured product has too much drying shrinkage, and the strength is remarkably reduced. On the other hand, when the mass ratio is less than 20%, the fluidity of the prepared concrete composition and the amount of air over time decrease greatly, and the workability deteriorates. The mass ratio of water / blast furnace cement is obtained by (mass of water used / mass of blast furnace cement used) × 100.
また、コンクリート組成物は、混和材として、A成分のセメント分散剤を含有している。この混和材には、B成分の乾燥収縮低減剤、C成分の凝結促進剤を適宜、加えて含有しても良い。この場合、混和材の少なくとも一部として、下記B成分又は下記C成分を加えても良いし、下記B成分及び下記C成分を加えても良い。 Moreover, the concrete composition contains the cement dispersant of A component as an admixture. This admixture may contain a B component drying shrinkage reducing agent and a C component coagulation accelerator, as appropriate. In this case, the following B component or the following C component may be added as at least a part of the admixture, or the following B component and the following C component may be added.
A成分のセメント分散剤は、水溶性ビニル共重合体P及び水溶性ビニル共重合体Qから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるものである。ここで水溶性ビニル共重合体Pは、分子中に下記の構成単位Xを45〜85モル%、下記の構成単位Yを15〜55モル%及び下記の構成単位Zを0〜10モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜80000(GPC法、プルラン換算、以下同じ)の水溶性ビニル共重合体である。 The component A cement dispersant is composed of one or more water-soluble vinyl copolymers selected from the water-soluble vinyl copolymer P and the water-soluble vinyl copolymer Q. Here, the water-soluble vinyl copolymer P contains 45 to 85 mol% of the following structural unit X in the molecule, 15 to 55 mol% of the following structural unit Y, and 0 to 10 mol% of the following structural unit Z ( It is a water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 2000 to 80000 (GPC method, pullullan conversion, the same applies hereinafter) having a ratio of 100 mol% in total.
構成単位X:メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Y:分子中に5〜150個、好ましくは7〜90個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Z:(メタ)アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
Structural unit X: One or two or more structural units selected from structural units formed from methacrylic acid and structural units formed from methacrylates. Structural unit Y: 5 to 150, preferably 7 to 90, in the molecule. Structural unit formed from methoxypolyethylene glycol methacrylate having a polyoxyethylene group composed of oxyethylene units Structural unit Z: From a structural unit formed from (meth) allyl sulfonate and a structural unit formed from methyl acrylate One or more selected
A成分のセメント分散剤として用いる前記の水溶性ビニル共重合体Pそれ自体は公知の方法で合成できる。例えば特開昭58−74552号公報、特開平1−226757号公報等に記載されている方法で合成できる。かかる水溶性ビニル共重合体Pからなるセメント分散剤の使用量は、高炉セメント100質量部当たり、0.1〜1.5質量部、好ましくは0.2〜1.0質量部の割合とする。 The water-soluble vinyl copolymer P itself used as a cement dispersant for the component A can be synthesized by a known method. For example, it can be synthesized by the methods described in JP-A-58-74552, JP-A-1-226757 and the like. The amount of the cement dispersant comprising the water-soluble vinyl copolymer P is 0.1 to 1.5 parts by mass, preferably 0.2 to 1.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the blast furnace cement. .
また水溶性ビニル共重合体Qは、分子中に下記の構成単位Lを40〜60モル%及び下記の構成単位Mを40〜60モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜50000の水溶性ビニル共重合体である。 Further, the water-soluble vinyl copolymer Q has a mass average molecular weight of 2000 having 40 to 60 mol% of the following structural unit L and 40 to 60 mol% (100 mol% in total) of the following structural unit M in the molecule. ˜50000 water-soluble vinyl copolymer.
構成単位L:マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位M:分子中に5〜100個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に5〜100個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
Structural unit L: One or two or more selected from a structural unit formed from maleic acid and a structural unit formed from maleate Structural unit M: Consists of 5 to 100 oxyethylene units in the molecule Α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene having a polyoxyethylene group and α-allyl having a polyoxyethylene group composed of 5 to 100 oxyethylene units in the molecule One or more selected from structural units formed from ω-hydroxy-polyoxyethylene
A成分のセメント分散剤として用いる前記の水溶性ビニル共重合体Qそれ自体は公知の方法で合成できる。例えば特開昭57−118058号公報、特開2005−132955号公報、特開2008−273766号公報等に記載されている方法で合成できる。かかる水溶性ビニル共重合体Qからなるセメント分散剤の使用量は、高炉セメント100質量部当たり、0.1〜1.5質量部、好ましくは0.2〜1.0質量部の割合とする。 The water-soluble vinyl copolymer Q itself used as the component A cement dispersant can be synthesized by a known method. For example, it can be synthesized by the methods described in JP-A-57-118058, JP-A-2005-132955, JP-A-2008-273766, and the like. The amount of the cement dispersant comprising the water-soluble vinyl copolymer Q is 0.1 to 1.5 parts by weight, preferably 0.2 to 1.0 parts by weight per 100 parts by weight of the blast furnace cement. .
B成分の乾燥収縮低減剤としては、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルからなるものが好ましく、なかでもジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテルから選ばれる一つ又は二つ以上がより好ましい。かかる乾燥収縮低減剤の使用量は、高炉セメント100質量部当たり、0.2〜4.0質量部、好ましくは0.6〜3.5質量部の割合とする。 As the drying shrinkage reducing agent for the component B, those composed of polyalkylene glycol monoalkyl ether are preferred, and among them, one or more selected from diethylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol diethylene glycol monobutyl ether are more preferred. The amount of the drying shrinkage reducing agent used is 0.2 to 4.0 parts by mass, preferably 0.6 to 3.5 parts by mass, per 100 parts by mass of the blast furnace cement.
C成分の凝結促進剤としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩の他に、塩化カルシウム、亜硝酸塩、チオシアン酸塩、硫酸塩等が挙げられるが、なかでも、初期強度の増進効果において炭酸塩及び塩化カルシウムが好ましく、炭酸ナトリウムがより好ましい。かかる凝結促進剤の使用量は、高炉セメント100質量部当たり、0.1〜5.0質量部、好ましくは0.3〜3.0質量部の割合とする。 Examples of the setting accelerator for component C include calcium chloride, nitrite, thiocyanate, sulfate, etc., in addition to carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, and lithium carbonate. In terms of effect, carbonate and calcium chloride are preferred, and sodium carbonate is more preferred. The amount of the setting accelerator used is 0.1 to 5.0 parts by mass, preferably 0.3 to 3.0 parts by mass, per 100 parts by mass of blast furnace cement.
なお、粗骨材、細骨材等については、第1の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。 In addition, about a coarse aggregate, a fine aggregate, etc., the thing similar to a 1st weak alkali concrete can be used.
以下、第4の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、%は質量%を、また部は質量部を意味する。 Hereinafter, in order to make the configuration and effects of the fourth weak alkaline concrete more specific, examples and the like will be given, but the invention is not limited to the examples. In the following examples and the like, unless otherwise indicated,% means mass%, and part means mass part.
(実施例)
試験区分1(A成分のセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体の合成)
・水溶性ビニル共重合体(ap−1)の合成
メタクリル酸60g、メトキシポリ(オキシエチレン単位数が23個、以下n=23とする)エチレングリコールメタクリレート300g、メタリルスルホン酸ナトリウム5g、3−メルカプトプロピオン酸6g及び水490gを反応容器に仕込んだ後、48%水酸化ナトリウム水溶液58gを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて60℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液25gを加えてラジカル重合反応を開始し、5時間反応を継続して反応を終了した。その後、48%水酸化ナトリウム水溶液24gを加えて反応物を完全中和し、水溶性ビニル共重合体(ap−1)の40%水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体(ap−1)を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位/メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位/メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位=70/27/3(モル%)の割合で有する質量平均分子量が31700の水溶性ビニル共重合体であった。
(Example)
Test Category 1 (Synthesis of water-soluble vinyl copolymer as a component A cement dispersant)
Synthesis of water-soluble vinyl copolymer (ap-1) 60 g of methacrylic acid, methoxypoly (23 oxyethylene units, hereinafter referred to as n = 23) ethylene glycol methacrylate 300 g, sodium methallylsulfonate 5 g, 3-mercapto After charging 6 g of propionic acid and 490 g of water into the reaction vessel, 58 g of 48% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was partially neutralized with stirring and dissolved uniformly. After the atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen, the temperature of the reaction system was maintained at 60 ° C. in a warm water bath, 25 g of a 20% aqueous solution of sodium persulfate was added to start radical polymerization reaction, and the reaction was continued for 5 hours. The reaction was terminated. Thereafter, 24 g of a 48% sodium hydroxide aqueous solution was added to completely neutralize the reaction product, thereby obtaining a 40% aqueous solution of a water-soluble vinyl copolymer (ap-1). When the water-soluble vinyl copolymer (ap-1) was analyzed, it was formed from a structural unit formed from sodium methacrylate / a structural unit formed from methoxypoly (n = 23) ethylene glycol methacrylate / sodium methallylsulfonate. It was a water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 31700 at a ratio of structural unit = 70/27/3 (mol%).
・水溶性ビニル共重合体(ap−2)〜(ap−4)及び(apr−1)〜(apr−4)の合成
水溶性ビニル共重合体(ap−1)の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体(ap−2)〜(ap−4)及び(apr−1)〜(apr−4)を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表13にまとめて示した。
-Synthesis of water-soluble vinyl copolymers (ap-2) to (ap-4) and (apr-1) to (apr-4) In the same manner as the synthesis of water-soluble vinyl copolymer (ap-1), Water-soluble vinyl copolymers (ap-2) to (ap-4) and (apr-1) to (apr-4) were synthesized. The contents of each water-soluble vinyl copolymer synthesized above are summarized in Table 13.
表13において、
構成単位X〜Z:各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
X−1:メタクリル酸ナトリウム
X−2:メタクリル酸
Y−1:メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレート
Y−2:メトキシポリ(n=68)エチレングリコールメタクリレート
Y−3:メトキシポリ(n=9)エチレングリコールメタアクリレート
Z−1:メタリルスルホン酸ナトリウム
Z−2:アリルスルホン酸ナトリウム
Z−3:メチルアクリレート
In Table 13,
Structural units X to Z: Indicated by monomers that form each structural unit.
X-1: Sodium methacrylate X-2: Methacrylic acid Y-1: Methoxypoly (n = 23) ethylene glycol methacrylate Y-2: Methoxypoly (n = 68) ethylene glycol methacrylate Y-3: Methoxypoly (n = 9) ethylene Glycol methacrylate Z-1: Sodium methallyl sulfonate Z-2: Sodium allyl sulfonate Z-3: Methyl acrylate
・水溶性ビニル共重合体(aq−1)の合成
無水マレイン酸98g及びα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン(n=33)512gを反応容器に仕込み、攪拌しながら均一に溶解した後、反応容器内の雰囲気を窒素置換した。反応系の温度を温水中にて80℃に保ち、アゾビスイソブチロニトリル3gを投入してラジカル重合反応を開始した。更にアゾビスイソブチロニトリル5gを分割投入し、ラジカル重合反応を4時間継続して反応を完結した。得られた共重合体に水を加えて加水分解して水溶性ビニル共重合体(aq−1)の40%水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体(aq−1)を分析したところ、マレイン酸から形成された構成単位/α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン(n=33)から形成された構成単位=50/50(モル比)の割合で有する質量平均分子量23000の水溶性ビニル共重合体であった。
Synthesis of water-soluble vinyl copolymer (aq-1) After charging 98 g of maleic anhydride and 512 g of α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene (n = 33) into a reaction vessel and uniformly dissolving with stirring The atmosphere in the reaction vessel was replaced with nitrogen. The temperature of the reaction system was kept at 80 ° C. in warm water, and 3 g of azobisisobutyronitrile was added to initiate radical polymerization reaction. Further, 5 g of azobisisobutyronitrile was added in portions, and the radical polymerization reaction was continued for 4 hours to complete the reaction. Water was added to the obtained copolymer for hydrolysis to obtain a 40% aqueous solution of the water-soluble vinyl copolymer (aq-1). When the water-soluble vinyl copolymer (aq-1) was analyzed, the structural unit formed from maleic acid / the structural unit formed from α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene (n = 33) = 50 / It was a water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 23,000 having a ratio of 50 (molar ratio).
・水溶性ビニル共重合体(aq−2)〜(aq−4)及び(aqr−1)〜(aqr−4)の合成
水溶性ビニル共重合体(aq−1)の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体(aq−2)〜(aq−4)及び(aqr−1)〜(aqr−4)を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表14にまとめて示した。
Synthesis of water-soluble vinyl copolymers (aq-2) to (aq-4) and (aqr-1) to (aqr-4) In the same manner as the synthesis of the water-soluble vinyl copolymer (aq-1), Water-soluble vinyl copolymers (aq-2) to (aq-4) and (aqr-1) to (aqr-4) were synthesized. The contents of each water-soluble vinyl copolymer synthesized above are summarized in Table 14.
表14において、
構成単位L及びM:各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
L−1:マレイン酸
L−2:マレイン酸ナトリウム
M−1:α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン(n=33)
M−2:α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン(n=68)
M−3:α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン(n=33)
M−4:α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン(n=23)
In Table 14,
Structural units L and M: Indicated by monomers that form each structural unit.
L-1: Maleic acid L-2: Sodium maleate M-1: α-Allyl-ω-methyl-polyoxyethylene (n = 33)
M-2: α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene (n = 68)
M-3: α-allyl-ω-hydroxy-polyoxyethylene (n = 33)
M-4: α-allyl-ω-hydroxy-polyoxyethylene (n = 23)
試験区分2(コンクリート組成物の調製)
実施例1〜23
表15に記載の配合番号の条件で、50リットルのパン型強制練りミキサーに、練混ぜ水(水道水)、高炉スラグ微粉末を65%及び普通ポルトランドセメントを35%(合計100%)の割合で含有する高炉セメント(密度=2.99g/cm3、粉末度4020cm2/g)、細骨材(大井川水系産川砂、密度=2.58g/cm3)、A成分のセメント分散剤として水溶性ビニル共重合体(ap−1)、B成分の乾燥収縮低減剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル(b−1)、C成分の凝結促進剤として炭酸ナトリウム(c−1)の各所定量を順次投入し、更に空気量調節剤(竹本油脂社製のAE剤で、商品名AE−300)を投入して、次に粗骨材(岡崎産砕石、密度=2.68g/cm3)を投入して60秒間練り混ぜ、目標スランプが18±1cm、目標空気量が4.5±1%とした実施例1の水/高炉セメントの質量比が50%のコンクリート組成物を調製した。同様の方法で、実施例2〜23の水/高炉セメントの質量比が30〜50%のコンクリート組成物を調製した。
Test category 2 (Preparation of concrete composition)
Examples 1-23
The ratio of mixing water (tap water), fine powder of blast furnace slag, 65% of regular blast furnace slag, and 35% of ordinary Portland cement (total 100%) under the conditions of the blending numbers shown in Table 15 Blast furnace cement (density = 2.99 g / cm 3 , fineness 4020 cm 2 / g), fine aggregate (Oikawa water system river sand, density = 2.58 g / cm 3 ), water-soluble as a component A cement dispersant A predetermined amount of each of the functional vinyl copolymer (ap-1), diethylene glycol monobutyl ether (b-1) as a drying shrinkage reducing agent for the B component, and sodium carbonate (c-1) as a setting accelerator for the C component, Further, an air amount adjusting agent (AE agent manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd., trade name AE-300) was added, and then coarse aggregate (Okazaki crushed stone, density = 2.68 g / cm 3 ) was added. Knead for seconds, eyes A concrete composition having a mass ratio of water / blast furnace cement of Example 1 with a target slump of 18 ± 1 cm and a target air amount of 4.5 ± 1% was prepared. In the same manner, concrete compositions having a water / blast furnace cement mass ratio of 30 to 50% in Examples 2 to 23 were prepared.
比較例1〜23
実施例1と同様の方法で比較例1〜23の水/高炉セメントの質量比が45〜50%のコンクリート組成物を調製した。実施例も含め、以上の各例で調製したコンクリート組成物の内容を表16にまとめて示した。
Comparative Examples 1-23
A concrete composition having a water / blast furnace cement mass ratio of 45 to 50% in Comparative Examples 1 to 23 was prepared in the same manner as in Example 1. Table 16 summarizes the contents of the concrete compositions prepared in the above examples, including the examples.
表15において、
s−1:高炉スラグ微粉末を65%及び普通ポルトランドセメントを35%(合計100%)の割合で含有する高炉セメント(密度=2.99g/cm3、粉末度4020cm2/g)
s−2:高炉スラグ微粉末を70%及び普通ポルトランドセメントを30%(合計100%)の割合で含有する高炉セメント(密度=2.98g/cm3、粉末度4040cm2/g)
s−3:高炉スラグ微粉末を75質量%及び普通ポルトランドセメントを25質量%(合計100%)の割合で含有する高炉セメント(密度=2.96g/cm3、粉末度4050cm2/g)
sr−1:高炉セメントB種(密度=3.04g/cm3、粉末度3850cm2/g)
In Table 15,
s-1: Blast furnace cement containing 65% blast furnace slag fine powder and 35% ordinary Portland cement (total 100%) (density = 2.99 g / cm 3 , fineness 4020 cm 2 / g)
s-2: Blast furnace cement containing 70% fine blast furnace slag powder and 30% ordinary Portland cement (total 100%) (density = 2.98 g / cm 3 , fineness 4040 cm 2 / g)
s-3: Blast furnace cement containing 75% by mass of blast furnace slag fine powder and 25% by mass (total 100%) of ordinary Portland cement (density = 2.96 g / cm 3 , fineness 4050 cm 2 / g)
sr-1: Blast furnace cement type B (density = 3.04 g / cm 3 , fineness 3850 cm 2 / g)
表16において、
添加量:高炉セメント100質量部当たりの固形分質量部
*1:リグニンスルホン酸塩を主成分とするセメント分散剤(竹本油脂社製の商品名チューポールEX20)
*2:ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩を主成分とするセメント分散剤(竹本油脂社製の商品名ポールファイン510AN)
*3:メラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩を主成分とするセメント分散剤(竹本油脂社製の商品名ポールファインMF)
ap−1〜ap−4及びapr−1〜apr−4:表13に記載したセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体
aq−1〜aq−4及びaqr−1〜aqr−4:表14に示したセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体
b−1:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
b−2:ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
c−1:炭酸ナトリウム
c−2:炭酸カリウム
c−3:塩化カルシウム
In Table 16,
Addition amount: solid part by mass per 100 parts by mass of blast furnace cement * 1: Cement dispersant mainly composed of lignin sulfonate (trade name Tupol EX20 manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.)
* 2: Cement dispersant based on naphthalenesulfonic acid formalin high condensate salt (trade name Pole Fine 510AN manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.)
* 3: Cement dispersant based on melamine sulfonate formalin high condensate salt (trade name Pole Fine MF manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.)
ap-1 to ap-4 and apr-1 to apr-4: water-soluble vinyl copolymers as cement dispersants described in Table 13 aq-1 to aq-4 and aqr-1 to aqr-4: Table 14 B-1: Diethylene glycol monobutyl ether b-2: Dipropylene glycol diethylene glycol monobutyl ether c-1: Sodium carbonate c-2: Potassium carbonate c-3: Calcium chloride
試験区分3(調製したコンクリート組成物の評価)
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各例のコンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
Test category 3 (Evaluation of prepared concrete composition)
About the prepared concrete composition of each example, the air content, slump, and slump residual rate were calculated | required as follows. Moreover, about the hardening body obtained from the concrete composition of each case, the drying shrinkage rate and the compressive strength were calculated | required as follows.
・空気量(容量%):練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に60分間静置後のAEコンクリートについて、JIS−A1128に準拠して測定した。
・スランプ(cm):空気量の測定と同時に、JIS−A1101に準拠して測定した。
・スランプ残存率(%):(60分間静置後のスランプ/練り混ぜ直後のスランプ)×100で求めた。
・乾燥収縮率:JIS−A1129に準拠し、各例のコンクリート組成物を20℃×60%RHの条件下で保存した材齢26週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度(N/mm2):各例のコンクリート組成物について、JIS−A1108に準拠し、材齢7日及び材齢28日で測定した。
・二酸化炭素排出量:コンクリート組成物1m3を製造する場合の二酸化炭素の排出量(kg/コンクリート1m3)。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
Air content (volume%): Measured according to JIS-A1128 for the concrete composition just after mixing and AE concrete after standing for 60 minutes.
-Slump (cm): Measured according to JIS-A1101 simultaneously with the measurement of the air amount.
-Slump residual rate (%): (slump after standing for 60 minutes / slump immediately after kneading) x 100.
-Drying shrinkage: In accordance with JIS-A1129, dry shrinkage strain was measured by a comparator method on a 26-week-old specimen in which the concrete composition of each example was stored under the conditions of 20 ° C x 60% RH and dried. Shrinkage was determined. The smaller this value, the smaller the drying shrinkage.
-Compressive strength (N / mm < 2 >): About the concrete composition of each example, based on JIS-A1108, it measured by material age 7 days and
Carbon dioxide emissions: Carbon dioxide emissions when producing 1 m 3 of a concrete composition (kg / concrete 1 m 3 ). However, the value calculated excluding the amount of carbon dioxide emissions derived from the energy required for the production of gypsum and recycled concrete fine powder
結果を表17及び表18にまとめて示した。各実施例のコンクリート組成物は、結合材として高炉セメントB種を用いた比較例23に比べて、高炉スラグ微粉末の使用量が多い分だけコンクリート組成物1m3を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、また調整したコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、更に得られる硬化体の乾燥収縮率が800×10−6よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。 The results are summarized in Table 17 and Table 18. The concrete composition of each example has a carbon dioxide content for producing 1 m 3 of the concrete composition as much as the amount of blast furnace slag fine powder used, compared with Comparative Example 23 using blast furnace cement type B as a binder. The discharged amount is small, the fluidity of the adjusted concrete composition is excellent over time, the drying shrinkage of the resulting cured product is smaller than 800 × 10 −6 , and the required sufficient compressive strength is obtained. ing.
表18において、
比較例4、14〜16及び18〜20:目標とする流動性(スランプ値)が得られなかったので測定しなかった。
In Table 18,
Comparative Examples 4, 14 to 16 and 18 to 20: Since the target fluidity (slump value) was not obtained, it was not measured.
なお、以上説明した本実施形態に係る第二硬化体をまとめると以下のようになる。即ち、第1に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物(水硬性セメント)を用い、且つ水/該高炉スラグ組成物の質量比を30〜60%に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉スラグ組成物:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を80〜95質量%及び石膏を5〜20質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が3〜15質量%の再生コンクリート微粉末を3〜15質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
In addition, it is as follows when the 2nd hardening body which concerns on this embodiment demonstrated above is put together. That is, first, the second hardened body is a concrete composition comprising at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, and the following blast furnace slag composition is used as the binder. (Hydraulic cement) is used, and the concrete composition prepared by adjusting the mass ratio of water / the blast furnace slag composition to 30 to 60% is cured.
Blast furnace slag composition: per 100 parts by mass of a mixture containing 80 to 95% by mass of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g and 5 to 20% by mass (total 100% by mass) of gypsum, A blast furnace slag composition comprising 3-15 parts by mass of a recycled concrete fine powder having a calcium hydroxide content of 3-15% by mass separated from demolition concrete.
第2に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉セメント組成物(水硬性セメント)を用い、且つ水/該高炉セメント組成物の質量比を30〜60%に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉セメント組成物:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を60〜90質量%、石膏を5〜20質量%及びポルトランドセメントを5〜35質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が3〜15質量%の再生コンクリート微粉末を10〜30質量部の割合で添加した高炉セメント組成物。
Secondly, the second hardened body is a concrete composition containing at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, and the following blast furnace cement composition (water Hard concrete) and a concrete composition prepared by adjusting the mass ratio of water / the blast furnace cement composition to 30 to 60% is hardened.
Blast furnace cement composition: 60 to 90% by mass of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g, 5 to 20% by mass of gypsum, and 5 to 35% by mass of Portland cement (total 100% by mass) A blast furnace cement composition in which a reclaimed concrete fine powder having a calcium hydroxide content of 3 to 15% by mass separated from demolition concrete is added at a rate of 10 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the mixture.
第3に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物(水硬性セメント)を用い、且つ水/該高炉スラグ組成物の質量比を30〜60%に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉スラグ組成物:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末を80〜95質量%及び石膏を5〜20質量%(合計100質量%)の割合で含有する混合物100質量部当たり、アルカリ刺激材を0.5〜1.5質量部又は5〜45質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
Third, the second hardened body is a concrete composition containing at least a binder, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, and the following blast furnace slag composition (water Hard concrete), and a concrete composition prepared by adjusting the mass ratio of water / the blast furnace slag composition to 30 to 60% is hardened.
Blast furnace slag composition: per 100 parts by mass of a mixture containing 80 to 95% by mass of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g and 5 to 20% by mass (total 100% by mass) of gypsum, A blast furnace slag composition to which an alkali stimulant is added at a ratio of 0.5 to 1.5 parts by mass or 5 to 45 parts by mass.
第4に、第二硬化体は、少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、セメントとして下記の高炉セメント(水硬性セメント)を用い、且つ水/該高炉セメントの質量比を20〜60%に調製し、また該高炉セメント100質量部当たり、混和材の少なくとも一部として下記のA成分を0.1〜1.5質量部含有して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉セメント:粉末度が3000〜13000cm2/gの高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントとから成り、且つ該高炉スラグ微粉末を60〜80質量%及びポルトランドセメントを20〜40質量%(合計100質量%)の割合で含有する高炉セメント。
A成分:下記の水溶性ビニル共重合体P及び下記の水溶性ビニル共重合体Qから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
水溶性ビニル共重合体P:分子中に下記の構成単位Xを45〜85モル%、下記の構成単位Yを15〜55モル%及び下記の構成単位Zを0〜10モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜80000の水溶性ビニル共重合体。
構成単位X:メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Y:分子中に5〜150個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Z:(メタ)アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
水溶性ビニル共重合体Q:分子中に下記の構成単位Lを40〜60モル%及び下記の構成単位Mを60〜40モル%(合計100モル%)の割合で有する質量平均分子量2000〜50000の水溶性ビニル共重合体。
構成単位L:マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位M:分子中に5〜100個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に5〜100個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
なお、混和材の一部として、下記のB成分を0.2〜4.0質量部、下記のC成分を0.1〜5.0質量部の割合で含有しても良い。この場合、混和材の一部として、下記B成分又は下記C成分を加えても良いし、下記B成分及び下記C成分を加えても良い。
B成分:乾燥収縮低減剤
C成分:凝結促進剤
Fourth, the second hardened body is a concrete composition containing at least cement, water, fine aggregate, coarse aggregate and admixture, and the following blast furnace cement (hydraulic cement) is used as the cement. The water / the blast furnace cement mass ratio is adjusted to 20 to 60%, and the following A component is added as 0.1 to 1.5 parts by mass as at least a part of the admixture per 100 parts by mass of the blast furnace cement. The containing concrete composition is hardened.
Blast furnace cement: composed of fine powder of blast furnace slag having a fineness of 3000 to 13000 cm 2 / g and Portland cement, and 60 to 80 mass% of the fine powder of blast furnace slag and 20 to 40 mass% of Portland cement (total of 100 mass%) ) Blast furnace cement contained at a ratio of
Component A: A cement dispersant comprising one or more water-soluble vinyl copolymers selected from the following water-soluble vinyl copolymers P and the following water-soluble vinyl copolymers Q.
Water-soluble vinyl copolymer P: 45 to 85 mol% of the following structural unit X in the molecule, 15 to 55 mol% of the following structural unit Y and 0 to 10 mol% of the following structural unit Z (100 mol in total) %) A water-soluble vinyl copolymer having a mass average molecular weight of 2000 to 80000.
Structural unit X: One or more selected from a structural unit formed from methacrylic acid and a structural unit formed from methacrylic acid salt Structural unit Y: Consists of 5 to 150 oxyethylene units in the molecule Structural unit formed from methoxypolyethylene glycol methacrylate having a polyoxyethylene group Structural unit Z: one or two selected from a structural unit formed from (meth) allyl sulfonate and a structural unit formed from methyl acrylate Water-soluble vinyl copolymer Q: Mass average molecular weight 2000-200 having 40 to 60 mol% of the following structural units L and 60 to 40 mol% (100 mol% in total) of the following structural units M in the molecule 50000 water-soluble vinyl copolymer.
Structural unit L: One or two or more selected from a structural unit formed from maleic acid and a structural unit formed from maleate Structural unit M: Consists of 5 to 100 oxyethylene units in the molecule Α-allyl-ω-methyl-polyoxyethylene having a polyoxyethylene group and α-allyl having a polyoxyethylene group composed of 5 to 100 oxyethylene units in the molecule One or more selected from structural units formed from ω-hydroxy-polyoxyethylene As part of the admixture, 0.2 to 4.0 parts by mass of the following B component, the following C component May be contained at a ratio of 0.1 to 5.0 parts by mass. In this case, the following B component or the following C component may be added as a part of the admixture, or the following B component or the following C component may be added.
B component: Drying shrinkage reducing agent C component: Setting accelerator
以上、本発明の第1、第2実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第1、第2実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 The first and second embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to such embodiments, and the first and second embodiments may be used in combination. Needless to say, the present invention can be implemented in various forms without departing from the scope of the invention.
12 構造物
14 柱(構造部材)
14A 第一柱部(第一硬化体)
14B 第二柱部(第二硬化体)
16 梁(構造部材)
18 床(構造部材)
18A 第一床部(第一硬化体)
18B 第二床部(第二硬化体)
20 柱鉄筋(鋼材)
26 鉄筋(鋼材)
30 柱(構造部材)
30A 第一柱部(第一硬化体)
30B 第二柱部(第二硬化体)
32 柱鉄筋(鋼材)
42 床(構造部材)
42A 第一床部(第一硬化体)
42B 第二床部(第二硬化体)
50 鉄筋(鋼材)
54 床(構造部材)
54A 第一床部(第一硬化体)
54B 第二床部(第二硬化体)
62A 第一床部(第一硬化体)
66 床(構造部材)
66A 第一床部(第一硬化体)
66B 第二床部(第二硬化体)
72 壁(構造部材)
72A 第一壁部(第一硬化体)
72B 第二壁部(第二硬化体)
74 鉄筋(鋼材)
82 柱(構造部材)
82A 第一柱部(第一硬化体)
82B 第二柱部(第二硬化体)
86 柱鉄筋(鋼材)
92 壁(構造部材)
92A 第一壁部(第一硬化体)
92B 第二壁部(第二硬化体)
94 鉄筋(鋼材)
110 構造部材
110A 第一梁部(第一硬化体)
110B 第二梁部(第二硬化体)
12
14A 1st pillar part (1st hardening body)
14B 2nd pillar part (2nd hardening body)
16 Beam (Structural member)
18 Floor (Structural member)
18A First floor (first cured body)
18B Second floor (second cured body)
20 Column reinforcement (steel)
26 Reinforcement (steel)
30 pillars (structural members)
30A first pillar (first cured body)
30B Second pillar (second cured body)
32 Column reinforcement (steel)
42 Floor (Structural member)
42A First floor (first cured body)
42B Second floor (second cured body)
50 Reinforcement (steel)
54 Floor (Structural member)
54A First floor (first cured body)
54B Second floor (second cured body)
62A First floor (first cured body)
66 Floor (Structural member)
66A First floor (first cured body)
66B Second floor (second cured body)
72 Wall (Structural member)
72A first wall (first cured body)
72B second wall (second cured body)
74 Reinforcement (steel)
82 Column (Structural member)
82A 1st pillar part (1st hardening body)
82B Second pillar (second cured body)
86 Column reinforcement (steel)
92 Wall (Structural member)
92A first wall (first cured body)
92B Second wall (second cured body)
94 Reinforcement (steel)
110
110B Second beam part (second cured body)
Claims (4)
高炉スラグ微粉末を60〜95質量%及び石膏を5〜20質量%含有する水硬性セメントが水和反応して硬化して形成され、前記第一硬化体と一体化されると共に、該第一硬化体よりもアルカリ性が弱い第二硬化体と、
を備え、
前記第一硬化体が、前記第二硬化体の周囲に配置されている構造部材。 A first hardened body in which steel is embedded;
A hydraulic cement containing 60 to 95% by mass of blast furnace slag fine powder and 5 to 20% by mass of gypsum is formed by hydration reaction and cured, and is integrated with the first cured body. A second cured body having a lower alkalinity than the cured body;
Equipped with a,
A structural member in which the first cured body is disposed around the second cured body .
高炉スラグ微粉末を60〜95質量%及び石膏を5〜20質量%含有する水硬性セメントが水和反応して硬化して形成され、前記第一硬化体と一体化されると共に、該第一硬化体よりもアルカリ性が弱い第二硬化体と、A hydraulic cement containing 60 to 95% by mass of blast furnace slag fine powder and 5 to 20% by mass of gypsum is formed by hydration reaction and cured, and is integrated with the first cured body. A second cured body having a lower alkalinity than the cured body;
を備え、With
前記第二硬化体の内部に、棒状に形成された複数の前記第一硬化体が配置されている構造部材。A structural member in which a plurality of the first cured bodies formed in a rod shape are arranged inside the second cured body.
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