JP6075933B2 - Seawater-mixed concrete and concrete structures - Google Patents

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Description

本発明は、骨材に海砂が用いられ、練混ぜ水に海水が用いられた海水練りコンクリート、及び、この海水練りコンクリートから作製されたコンクリート構造物に関する。   The present invention relates to seawater-mixed concrete in which sea sand is used as an aggregate and seawater is used as mixing water, and a concrete structure made from the seawater-mixed concrete.

コンクリートを製造する際に、練り混ぜ水として海水を用いたコンクリートが知られている。例えば、特許文献1には、アルミナセメントと細骨材と粗骨材とを海水で練り混ぜた海水練りコンクリートが記載されている。   When manufacturing concrete, concrete using seawater as mixing water is known. For example, Patent Document 1 describes seawater-mixed concrete obtained by mixing alumina cement, fine aggregate, and coarse aggregate with seawater.

しかし、一般的には、コンクリートの製造に際して海水や海砂を使用する場合、種々の制限が課されている。例えば、海水の使用に関しては、土木学会のコンクリート標準示方書の施工編(2007年制定)において、「一般に練混ぜ水として使用してはならない」と定められている。また、「用心鉄筋を用いない無筋コンクリートの場合には品質に影響がないことを確認した上で、使用しても良い」と定められている。一方、海砂についても上記の示方書では、除塩をした上で、塩化物イオン量を「NaCl換算で細砂の絶乾重量対し0.04%以下」とすることを規定している。さらに、これらの海水や海砂の他に、セメントや混和剤からも塩化物イオンが供給されるため、「練混ぜ時に供給される塩化物イオンの総量は、原則として0.3kg/m以下とする」と規定している。 However, in general, when seawater or sea sand is used in the production of concrete, various restrictions are imposed. For example, regarding the use of seawater, it is stipulated in the construction edition (established in 2007) of the Concrete Standard Specification of the Japan Society of Civil Engineers that "generally it should not be used as mixing water". In addition, it is defined that “in the case of unreinforced concrete that does not use a precautionary rebar, it may be used after confirming that there is no effect on quality”. On the other hand, for the sea sand, the above-mentioned specification also specifies that the amount of chloride ions should be “0.04% or less with respect to the absolute dry weight of fine sand in terms of NaCl” after salt removal. Furthermore, since chloride ions are also supplied from cement and admixture in addition to these seawater and sea sand, “The total amount of chloride ions supplied during mixing is, in principle, 0.3 kg / m 3 or less. ”.

ここで、海水を練混ぜ水とした場合、コンクリート中の塩素イオン量は約3.5kg/mになる。また、海砂の塩素イオン濃度はNaCl換算で0.3%であるため、コンクリートにおける海砂由来の塩素イオン量は、約1.5kg/mになる。前述の規定を考慮すると、無筋コンクリートを除いて、海水及び海砂をそのままコンクリートには使用できないことになる。 Here, when seawater is used as mixing water, the amount of chlorine ions in the concrete is about 3.5 kg / m 3 . Moreover, since the chlorine ion concentration of sea sand is 0.3% in terms of NaCl, the amount of chlorine ions derived from sea sand in concrete is about 1.5 kg / m 3 . In consideration of the above provisions, seawater and sea sand cannot be used as they are for concrete except for unreinforced concrete.

特開2005−281112号公報JP 2005-281112 A

一方で、国内外を問わず、離島や沿岸地域において、練混ぜ水に海水を、細骨材に海砂を用いざるを得ず、かつ、RC構造物と同等の耐久性を確保しなければならない場合がある。ここで、前述の規定を遵守する限り、練混ぜ水として海水しか調達できない場合には、海水を淡水化せざるを得ない。淡水化の程度は、含有成分が、上水道、土木学会の水質基準(JSCE−B101)、又は、JIS規格(JIS A 5308付属書3)に適合するものとするが、淡水化設備が必要となり、設備費および運搬費の調達が必須となる上、淡水化設備の稼働には動力が必要であるため、多量のCO発生の原因となる。従って、淡水を潤沢に使用することは困難である。 On the other hand, in both remote islands and coastal areas, it is necessary to use seawater for mixing water and sea sand for fine aggregates, and ensure the same durability as RC structures. It may not be possible. Here, as long as the above-mentioned regulations are observed, when only seawater can be procured as mixed water, seawater must be desalinated. The degree of desalination shall be such that the contained components conform to waterworks, Japan Society of Civil Engineers water quality standard (JSCE-B101), or JIS standard (JIS A 5308 Annex 3), but desalination equipment is required. Procurement of equipment costs and transportation costs is indispensable, and power is required for the operation of the desalination equipment, which causes a large amount of CO 2 generation. Therefore, it is difficult to use fresh water abundantly.

真水を運搬することができる状況であっても、運搬費用が発生するほか、陸上運搬、海上運搬にかかわらず、真水の運搬が二酸化炭素の発生起源となる。このため、離島や沿岸地域で環境保全が条件となる地域においては、環境に少なからず影響を与えることになる。従って、このような場合でも、淡水を潤沢に使用することは困難である。   Even in a situation where fresh water can be transported, transport costs are incurred, and transport of fresh water is the source of carbon dioxide generation regardless of land transport or sea transport. For this reason, in areas where environmental conservation is a requirement in remote islands and coastal areas, there will be a considerable impact on the environment. Therefore, even in such a case, it is difficult to use fresh water abundantly.

海砂を使用する場合には除塩が必要となる。ここで、除塩に淡水を使用する場合には前述の問題が生じる。雨水の使用も考えられるが、雨水が使用できる地域であれば、元来、淡水を容易に調達できるため、敢えて海水を用いる必要もない。なお、乾燥地域の場合、除塩に必要な量の雨水を貯留するために、相当な時間がかかる。従って、雨水の利用は現実的でない。   Salt removal is required when using sea sand. Here, when fresh water is used for salt removal, the above-described problems occur. The use of rainwater is also conceivable, but it is not necessary to dare to use seawater because it is easy to procure freshwater in an area where rainwater can be used. In the case of a dry region, it takes a considerable amount of time to store the amount of rainwater necessary for salt removal. Therefore, the use of rainwater is not realistic.

以上のように、淡水を潤沢に使用できない地域、とりわけ離島や沿岸地域では、海水及び海砂を用いてコンクリート構造物を構築することが求められている。上記示方書の基準はコンクリート構造物の耐久性から策定されたと考えられ、必要な耐久性を保証できるのであれば、必ずしもこの基準に従わなくともよいと考えられる。   As described above, in areas where fresh water cannot be used abundantly, particularly in remote islands and coastal areas, it is required to construct concrete structures using seawater and sea sand. The standard of the above specifications is considered to have been formulated from the durability of the concrete structure, and if the required durability can be guaranteed, it is not necessarily required to follow this standard.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、海水及び海砂を用いた海水練りコンクリートにおいて、必要な耐久性を得られるようにすることにある。   This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to enable it to obtain required durability in the seawater kneaded concrete using seawater and sea sand.

本発明者等は、海砂を細骨材とするとともに海水を練混ぜ水とした海水練りコンクリートでRC構造物を構築した場合の問題点が、海水や海砂に含まれる塩化ナトリウムを起源とするナトリウムイオン及び塩化物イオンにあると考えた。そして、セメント成分として高炉系セメントを用いると、ナトリウムイオンによるアルカリ骨材反応が抑制できるとの知見に基づき、本発明を完成させるに至ったものである。   The inventors of the present invention have a problem when RC structures are constructed from seawater-mixed concrete using sea sand as fine aggregate and seawater as mixed water, and originate from sodium chloride contained in seawater and sea sand. Thought to be in sodium and chloride ions. And when blast furnace system cement was used as a cement component, it came to complete this invention based on the knowledge that the alkali aggregate reaction by a sodium ion can be suppressed.

すなわち、本発明の海水練りコンクリートは、高炉系セメントと海砂との混合物を海水で練り混ぜた海水練りコンクリートであって、水拡散係数が1.60×10-3cm2/secとなるように、1.3体積%の亜硝酸塩系混和剤、及び、前記高炉系セメントとシリカフュームとを合せた結合材に対して10重量%のシリカフュームを含むことを特徴とするものである。 That is, the seawater kneading concrete of the present invention, a mixture of blast furnace cement and sea sand a seawater kneading concrete kneading in seawater, and the diffusion coefficient of water 1.60 × 10 -3 cm 2 / se c Thus, it contains 1.3% by volume of a nitrite-based admixture and 10% by weight of silica fume with respect to a binder obtained by combining the blast furnace cement and silica fume .

本発明の海水練りコンクリートによれば、細骨材に海砂を用いるとともに練混ぜ水に海水を用いているため、硬化後におけるコンクリートの圧縮強度を上水道水を用いたものよりも高めることができる。そして、高炉系セメントがアルカリ骨材反応を抑制するので、海水や海砂に含まれる塩化ナトリウムを起源とするナトリウムイオンが多量に存在しても、コンクリートの膨張を抑制できる。以上より、海水及び海砂を用いても、必要な耐久性を備えたコンクリートが得られる。   According to the seawater-mixed concrete of the present invention, since sea sand is used for the fine aggregate and seawater is used for the mixed water, the compressive strength of the concrete after hardening can be increased as compared with that using tap water. . And since a blast furnace system cement suppresses an alkali aggregate reaction, even if sodium ion originating in the sodium chloride contained in seawater or sea sand exists abundantly, expansion of concrete can be suppressed. From the above, even if seawater and sea sand are used, concrete having the required durability can be obtained.

また、高炉系セメントに加え、1.3体積%の亜硝酸塩系混和剤を用いることにより、硬化後のコンクリートにおける圧縮強度を高くすることができる。 Moreover, in addition to a blast furnace cement, the compressive strength in the concrete after hardening can be made high by using a 1.3 volume% nitrite admixture.

更に、前記高炉系セメントとシリカフュームとを合せた結合材に対して10重量%のシリカフュームを用いることにより、硬化後のコンクリートにおける水の拡散係数を低下させることができ、外部からの有害因子の侵入を抑制できる。例えば、海水や海風に起因する塩分、あるいは、炭酸ガスのコンクリート内部への侵入を抑制できる。 Furthermore, by using 10% by weight of silica fume with respect to the combined material of the blast furnace cement and silica fume, the diffusion coefficient of water in the concrete after hardening can be reduced, and harmful factors enter from the outside. Can be suppressed. For example, it is possible to suppress the intrusion of salinity caused by seawater or sea breeze or carbon dioxide into the concrete.

また、前述の海水練りコンクリートを型枠内に打設し、硬化後に脱型することでコンクリート構造物を作製した場合には、塩分を含まない砂を細骨材として用いるとともに練混ぜ水として上水道水を用いた一般的なコンクリートに比べて早期に脱型することが可能となる。これにより、工期の短縮化を図ることができる。   In addition, when a concrete structure is produced by placing the above-mentioned seawater-mixed concrete in a mold and demolding after hardening, sand without salt is used as fine aggregate and water supply as mixing water It is possible to remove the mold at an early stage as compared with general concrete using water. As a result, the construction period can be shortened.

本発明によれば、海水及び海砂を用いても必要な耐久性を備えたコンクリートを得ることができる。   According to the present invention, concrete having required durability can be obtained even when seawater and sea sand are used.

各試験で使用される材料を表形式で説明する図である。It is a figure explaining the material used by each test in a tabular form. 圧縮強度試験における各サンプル及び圧縮強度を表形式で示す図である。It is a figure which shows each sample and compressive strength in a compressive strength test in a tabular form. 各サンプルの圧縮強度を示す棒グラフである。It is a bar graph which shows the compressive strength of each sample. 海水練りコンクリートの圧縮強度を示す図である。It is a figure which shows the compressive strength of seawater kneaded concrete. 海水練りコンクリートと一般的なコンクリートの比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison of seawater kneaded concrete and general concrete. 透水性試験の結果を示す図であり、高炉セメントを水道水で練混ぜたサンプルにおける試験体割裂後の加圧水浸透状況を示す図である。It is a figure which shows the result of a water permeability test, and is a figure which shows the pressurized water penetration | invasion condition after the test body splitting in the sample which kneaded blast furnace cement with tap water. 透水性試験の結果を示す図であり、高炉セメントを海水で練混ぜたサンプルにおける試験体割裂後の加圧水浸透状況を示す図である。It is a figure which shows the result of a water permeability test, and is a figure which shows the pressurized water penetration | invasion condition after the test body splitting in the sample which kneaded the blast furnace cement with seawater. 透水性試験の結果を示す図であり、亜硝酸塩系混和剤を添加した高炉セメントを海水で練混ぜたサンプルにおける、試験体割裂後の加圧水浸透状況を示す図である。It is a figure which shows the result of a water permeability test, and is a figure which shows the pressurized water penetration | invasion condition after a test body splitting in the sample which kneaded the blast furnace cement which added the nitrite type admixture with seawater. 透水性試験の結果を示す図であり、亜硝酸塩系混和剤及びシリカフュームを添加した高炉セメントを海水で練混ぜたサンプルにおける、試験体割裂後の加圧水浸透状況を示す図である。It is a figure which shows the result of a water permeability test, and is a figure which shows the pressurized water penetration | invasion condition after a test body splitting in the sample which kneaded the blast furnace cement which added the nitrite type admixture and the silica fume with seawater. 透水性試験の結果を示す図であり、普通ポルトランドセメントを水道水で練混ぜたサンプルにおける、試験体割裂後の加圧水浸透状況を示す図である。It is a figure which shows the result of a water permeability test, and is a figure which shows the pressurized water penetration | invasion condition after a test body splitting in the sample which kneaded normal Portland cement with tap water. 透水性試験の結果を示す図であり、普通ポルトランドセメントを海水で練混ぜたサンプルにおける、試験体割裂後の加圧水浸透状況を示す図である。It is a figure which shows the result of a water permeability test, and is a figure which shows the pressurized water penetration | invasion condition after a test body splitting in the sample which kneaded normal Portland cement with seawater. 各サンプルにおける透水係数を示す図である。It is a figure which shows the water permeability coefficient in each sample.

以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、海水練りコンクリートの性状を把握するための試験として、圧縮強度試験、及び、透水性試験を行った。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In this embodiment, a compressive strength test and a water permeability test were performed as tests for grasping the properties of seawater-kneaded concrete.

まず、今回の試験に用いた使用材料について説明する。使用材料を図1に示す。   First, the materials used in this test will be described. The materials used are shown in FIG.

セメントは、太平洋セメント株式会社製の高炉セメントB種を用いた。この高炉セメントB種において、密度は3.04cmであり、比表面積は3750cm/gである。なお、一部の試験では、比較例のセメントとして普通ポルトランドセメントを用いた。 Blast furnace cement type B manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was used as the cement. In this blast furnace cement type B, the density is 3.04 cm 3 and the specific surface area is 3750 cm 2 / g. In some tests, ordinary Portland cement was used as the comparative cement.

ポゾランの一種であるシリカフュームは、エルケム株式会社製の商品名「エルケム940−U」を用いた。このシリカフュームにおいて、密度は2.20cmであり、比表面積は19cm/g程度である。このシリカフュームは、細孔閉塞剤としても作用する。 As the silica fume which is a kind of pozzolana, trade name “ELCHEM 940-U” manufactured by ELCHEM Co., Ltd. was used. In this silica fume, the density is 2.20 cm 3 and the specific surface area is about 19 cm 2 / g. This silica fume also acts as a pore occluding agent.

細骨材は、千葉県木更津産の陸砂を用いた。陸砂を用いた理由は、塩分濃度を管理するためである。すなわち、塩分(塩化ナトリウム)が入っていない陸砂を用い、混練時に所定濃度の塩水(後述する)を加えることで、管理された塩分濃度の海水練りコンクリートを人工的に作製している。上記の陸砂において、密度は2.62cmであり、吸水率は1.76%であり、粗粒率は2.94である。粗骨材は、東京都青梅産の砂石を用いた。この砂石において、密度は2.66cmであり、吸水率は0.71%であり、粗粒率は6.63であり、実積率は60.3%である。 The fine aggregate was land sand from Kisarazu, Chiba Prefecture. The reason for using land sand is to manage the salinity. That is, by using land sand not containing salt (sodium chloride) and adding salt water (described later) at a predetermined concentration during kneading, a seawater-kneaded concrete having a controlled salt concentration is artificially produced. In the above-mentioned land sand, the density is 2.62 cm 3 , the water absorption is 1.76%, and the coarse particle ratio is 2.94. As the coarse aggregate, sandstone produced in Ome, Tokyo was used. In this sandstone, the density is 2.66 cm 3 , the water absorption is 0.71%, the coarse particle ratio is 6.63, and the actual volume ratio is 60.3%.

鋼繊維は、株式会社神鋼建材製の商品名「ドラミックス」を用いた。この鋼繊維において、密度は7.85cmであり、繊維径φは0.6mmであり、長さLは30mmである。この鋼繊維は、犠牲陽極としても機能する。鉄粉は、上記のドラミックスを用いて作製した。 As the steel fiber, a trade name “Dramix” manufactured by Shinko Construction Materials Co., Ltd. was used. In this steel fiber, the density is 7.85 cm 3 , the fiber diameter φ is 0.6 mm, and the length L is 30 mm. This steel fiber also functions as a sacrificial anode. The iron powder was produced using the above dramix.

亜硝酸塩系混和剤は、太平洋マテリアル株式会社製の商品名「ラスナイン」を用いた。この混和剤は、多価アルコールニトロエステルを主成分とし、液体状をしている。そして、当該混和剤10Lあたり3.7kg/mの塩化物イオンを処理(固定化)できる。 As the nitrite-based admixture, trade name “Lassine” manufactured by Taiheiyo Material Co., Ltd. was used. This admixture is mainly composed of a polyhydric alcohol nitroester and is liquid. Then, 3.7 kg / m 3 of chloride ions can be treated (immobilized) per 10 L of the admixture.

AE減水剤、高性能AE減水剤、及び、空気量調整剤は、いずれもコンクリート用混和剤である。AE減水剤は、BASFポゾリス社製の商品名「ポゾリスNo.70」を用いた。このAE減水剤は、リグニンスルホン酸系化合物を主成分とし、液体状をしている。高性能AE減水剤は、BASFポゾリス社製の商品名「レオビルドSP−8SV」を用いた。この高性能AE減水剤は、ポリカルボン酸系化合物を主成分とし、液体状をしている。空気量調整剤は、BASFポゾリス社製の商品名「マイクロエア404」を用いた。この空気量調整剤は、ポリアルキレングリコール誘導体を主成分とし、液体状をしている。   The AE water reducing agent, the high performance AE water reducing agent, and the air amount adjusting agent are all admixtures for concrete. As the AE water reducing agent, trade name “Pozoris No. 70” manufactured by BASF Pozzolith was used. This AE water reducing agent has a lignin sulfonic acid compound as a main component and is in a liquid state. As a high-performance AE water reducing agent, a trade name “Reobuild SP-8SV” manufactured by BASF Pozzolith was used. This high-performance AE water reducing agent has a polycarboxylic acid compound as a main component and is in a liquid state. As the air amount adjusting agent, trade name “Micro Air 404” manufactured by BASF Pozzolith Co., Ltd. was used. This air amount adjusting agent has a polyalkylene glycol derivative as a main component and is in a liquid state.

次に、練混ぜ水について説明する。この試験における練混ぜ水は、上水道水に塩分を加えることで作製した人工海水である。この人工海水における塩分濃度は、海水と海砂の双方から由来する塩化物イオンの総量に相当する濃度に調整する。   Next, mixing water is demonstrated. The mixing water in this test is artificial seawater prepared by adding salt to tap water. The salt concentration in the artificial seawater is adjusted to a concentration corresponding to the total amount of chloride ions derived from both seawater and sea sand.

採取された海水に含まれる標準的な塩化物イオン量は19g/Lである(Cl濃度1.9%)。塩化ナトリウムの分子量を58,ナトリウムの原子量を23,塩素の原子量を35とすると、海水に由来する塩化ナトリウム量は、1Lあたり31gとなる。 The standard amount of chloride ions contained in the collected seawater is 19 g / L (Cl concentration 1.9%). If the molecular weight of sodium chloride is 58, the atomic weight of sodium is 23, and the atomic weight of chlorine is 35, the amount of sodium chloride derived from seawater is 31 g per liter.

海砂に関し、海砂の単位量を800kg/mとし、練混ぜ水の単位量を175kg/mとし、海砂中の塩化ナトリウム含有率を0.3%とする。この場合、単位量の海砂に含まれる塩化ナトリウムの量は、800kg/m×0.3%=2.4kg/mとなる。従って、2.4kgの塩化ナトリウムを175kgの練混ぜ水に加えれば、塩化ナトリウムを含まない陸砂を用いたとしても、海砂を用いた場合と同等の塩分含有量になる。そして、この練り混ぜ水1Lに含まれる塩化ナトリウム量は14gとなる。 Regarding sea sand, the unit amount of sea sand is 800 kg / m 3 , the unit amount of mixing water is 175 kg / m 3, and the sodium chloride content in the sea sand is 0.3%. In this case, the amount of sodium chloride contained in the unit amount of sea sand is 800 kg / m 3 × 0.3% = 2.4 kg / m 3 . Therefore, if 2.4 kg of sodium chloride is added to 175 kg of mixed water, even if land sand that does not contain sodium chloride is used, the salt content is the same as when sea sand is used. And the amount of sodium chloride contained in 1 L of this kneaded water is 14 g.

以上より、練り混ぜ水1Lあたり45g(=31g+14g)の塩化ナトリウムを加えることで、塩分が含まれていない上水道水や陸砂を用いても、海水や海砂を用いたものと同等のコンクリートを得ることができる。なお、1m3のコンクリートにおける塩化ナトリウム量は、7.8kg(=0.045kg/m3×175m3)となる。また、塩化物イオン濃度は4.7kg/m3となる。 From the above, the addition of sodium chloride Mixing water 1L per 45g (= 31g + 14g), even using tap water and land sand on that does not contain salt, equivalent to that using sea water or sea sand concrete Can be obtained. The amount of sodium chloride in 1 m 3 of concrete is 7.8 kg (= 0.045 kg / m 3 × 175 m 3 ). Further, the chloride ion concentration is 4.7 kg / m 3 .

以下、各試験について説明する。まず圧縮強度試験について説明する。圧縮強度試験は、前述の人工海水を用いたケースと相模湾で採取した海水(実海水ともいう)を用いたケースについて行った。   Hereinafter, each test will be described. First, the compressive strength test will be described. The compressive strength test was conducted on the case using the above-described artificial seawater and the case using seawater collected in Sagami Bay (also called actual seawater).

人工海水を用いた試験では、図2に示す7種類のサンプルを作製した。サンプル1は、高炉セメントを上水道水で練り混ぜたものであり、比較例である。サンプル2は、高炉セメントを人工海水で練り混ぜたものである。サンプル3は、高炉セメントに亜硝酸塩系混和剤を加え、人工海水で練り混ぜたものである。サンプル4は、高炉セメントにシリカフュームを加え、人工海水で練り混ぜたものである。サンプル5は、高炉セメントに亜硝酸塩系混和剤とシリカフュームとを加え、人工海水で練り混ぜたものである。サンプル6は、高炉セメントに鋼繊維を加え、人工海水で練り混ぜたものである。サンプル7は、高炉セメントに鉄粉を加え、人工海水で練り混ぜたものである。   In the test using artificial seawater, seven types of samples shown in FIG. 2 were produced. Sample 1 is a comparative example in which blast furnace cement is kneaded with tap water. Sample 2 is a mixture of blast furnace cement mixed with artificial seawater. Sample 3 is obtained by adding a nitrite admixture to blast furnace cement and kneading with artificial seawater. Sample 4 is obtained by adding silica fume to blast furnace cement and kneading with artificial seawater. Sample 5 is obtained by adding a nitrite admixture and silica fume to blast furnace cement and kneading with artificial seawater. Sample 6 is obtained by adding steel fibers to blast furnace cement and kneading with artificial seawater. Sample 7 is obtained by adding iron powder to blast furnace cement and kneading with artificial seawater.

水結合材比(W/B)は、全てのサンプルで50%にした。細骨材率は、サンプル1〜3,6において45%、他のサンプルにおいて44.7%であった。人工海水は、全てのサンプルで170kg/m3とした。結合材は、サンプル1〜3,6において高炉セメントを340kg/m3とし、他のサンプルについて高炉セメントを306kg/m3、シリカフュームを34kg/m3とした。細骨材は、サンプル1〜3,6において794kg/m3とし、他のサンプルにおいて782kg/m3とした。粗骨材は、全てのサンプルで985kg/m3とした。
The water binder ratio (W / B) was 50% for all samples. The fine aggregate rate was 45% in samples 1 to 3 and 6 and 44.7% in other samples. Artificial seawater was 170 kg / m 3 for all samples. Binder, a blast furnace cement and 340 kg / m 3 in samples 1 to 3, 6, blast furnace cement 306 kg / m 3 for the other sample was silica fume and 34 kg / m 3. Fine aggregate is a 794kg / m 3 in the sample 1 to 3, 6, was 782kg / m 3 in other samples. The coarse aggregate was 985 kg / m 3 for all samples.

また、亜硝酸塩系混和剤に関しては、サンプル3,5において13L/m添加した。鋼繊維に関しては、サンプル6で78kg/m混入させた。鉄粉に関しては、サンプル7で78kg/m混入させた。混和剤に関し、サンプル1〜3,6においてAE減水剤を結合材量の0.25%添加し、他のサンプルにおいて高性能AE減水剤を結合材量の1.00%添加した。また、空気量調整剤は、全てのサンプルにおいて結合材量の0.0035%添加した。 As for the nitrite admixture, 13 L / m 3 was added in Samples 3 and 5. Regarding the steel fiber, 78 kg / m 3 was mixed in Sample 6. Regarding the iron powder, 78 kg / m 3 was mixed in Sample 7. Regarding the admixture, AE water-reducing agent was added in 0.25% of the binder amount in samples 1 to 3 and 6, and 1.00% of binder amount was added in the other sample in the high-performance AE water reducing agent. Further, the air amount adjusting agent was added in an amount of 0.0035% of the amount of binder in all samples.

練り混ぜは、2軸強制練りミキサーを用いバッチ式で行った。練り混ぜ量は、1バッチあたり30Lとした。練り混ぜは、粗骨材、細骨材、高炉セメントをミキサーに投入して10秒間空練りを行った後、人工海水及び混和剤を投入して60秒間に亘って練り混ぜた。なお、他の材料については、高炉セメントや人工海水と共にミキサーに投入した。   The kneading was carried out batchwise using a biaxial forced kneading mixer. The amount of kneading was 30 L per batch. For kneading, coarse aggregate, fine aggregate, and blast furnace cement were put into a mixer and kneaded for 10 seconds, and then artificial seawater and an admixture were added and kneaded for 60 seconds. Other materials were added to the mixer together with blast furnace cement and artificial seawater.

練り混ぜを行った後、各サンプルについて供試体を作製した。供試体の作製はJIS A 1132にて行った。すなわち、練り混ぜ終了後の各サンプルを、所定の型枠に打ち込んで養生した。養生は、水中に浸す標準水中養生と、高温(50℃)の雰囲気に曝した高温気乾燥養生と、封緘養生の3種類行った。養生期間は、7日、28日、91日の3種類とした。そして、養生直後の供試体に対して圧縮強度試験を行った。圧縮強度試験は、JIS A 1108にて行った。試験結果を図2の右欄及び図3に示す。   After kneading, specimens were prepared for each sample. The specimen was manufactured according to JIS A1132. That is, each sample after completion of kneading was driven into a predetermined mold and cured. Curing was carried out in three types: standard water curing immersed in water, high-temperature air-dried curing exposed to a high-temperature (50 ° C.) atmosphere, and sealed curing. There were three types of curing periods: 7th, 28th, and 91st. And the compressive strength test was done with respect to the test piece immediately after hardening. The compressive strength test was conducted according to JIS A 1108. The test results are shown in the right column of FIG. 2 and FIG.

相模湾の海水(実海水)を用いた試験では、図4(a)に示す6種類のサンプルを作製した。サンプル1´は、普通ポルトランドセメントを上水道水で練り混ぜたものであり、比較例である。サンプル2´は、高炉セメントを上水道水で練り混ぜたものであり、やはり比較例である。サンプル1は、普通ポルトランドセメントを実海水で練り混ぜたものである。サンプル2は、高炉セメントを実海水で練り混ぜたものである。サンプル3は、高炉セメントに亜硝酸塩系混和剤を加え、実海水で練り混ぜたものである。サンプル4は、高炉セメントに亜硝酸塩系混和剤とシリカフュームとを加え、実海水で練り混ぜたものである。   In a test using seawater (actual seawater) in Sagami Bay, six types of samples shown in FIG. Sample 1 ′ is a comparative example in which ordinary Portland cement is kneaded with tap water. Sample 2 'is a blast furnace cement kneaded with tap water and is also a comparative example. Sample 1 is a mixture of ordinary Portland cement mixed with real seawater. Sample 2 is a mixture of blast furnace cement mixed with real seawater. Sample 3 is obtained by adding a nitrite admixture to blast furnace cement and kneading with real seawater. Sample 4 is obtained by adding a nitrite admixture and silica fume to blast furnace cement and kneading with actual seawater.

実海水に関し、塩化物イオン濃度は1.83%であった。そして、塩化物イオン濃度が4.7kg/mとなるように塩化ナトリウムを加えて練混ぜ水とした。これにより、陸砂を細骨材として用いているが、海砂を用いた場合と同等の塩分含有量に調整される。なお、他の条件については、人工海水を用いたサンプルと同様である。このため説明は省略する。また、練り混ぜの条件も人工海水を用いたサンプルと同様であるため、説明は省略する。 Regarding actual seawater, the chloride ion concentration was 1.83%. Then, sodium chloride was added so that the chloride ion concentration was 4.7 kg / m 3, and mixed water was obtained. Thereby, although land sand is used as a fine aggregate, it is adjusted to salt content equivalent to the case where sea sand is used. In addition, about other conditions, it is the same as that of the sample using artificial seawater. Therefore, the description is omitted. In addition, since the mixing conditions are the same as those of the sample using artificial seawater, description thereof is omitted.

練り混ぜを行った後、各サンプルについて供試体を作製した。供試体の作製はJIS A 1132にて行った。養生条件に関し、この試験では封緘養生のみとし、養生期間は、7日、28日の2種類とした。そして、養生直後の供試体に対し、JIS A 1108に基づく圧縮強度試験を行った。試験結果を図4(a)の右欄及び図4(b)に示す。   After kneading, specimens were prepared for each sample. The specimen was manufactured according to JIS A1132. Regarding the curing conditions, only the sealed curing was used in this test, and the curing period was two types of 7 days and 28 days. And the compressive strength test based on JISA1108 was done with respect to the specimen immediately after hardening. The test results are shown in the right column of FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b).

圧縮強度試験の結果について述べる。まず、練混ぜ水や細骨材の種類の違いについて考察する。練混ぜ水として人工海水あるいは実海水を用いたサンプルは、練混ぜ水として上水道水を用いたサンプルよりも圧縮強度が高くなる傾向が確認された。   The results of the compressive strength test will be described. First, we will consider the differences in the types of mixing water and fine aggregates. It was confirmed that the sample using artificial seawater or actual seawater as mixing water had a tendency to have higher compressive strength than the sample using tap water as mixing water.

具体的には、人工海水の試験におけるサンプル2(高炉セメント,人工海水)にて、材齢7日の圧縮強度は、31.9N/mm(標準水中)、26.1N/mm(高温気乾)、29.8N/mm(封緘)であり、材齢28日の圧縮強度は、39.2N/mm(標準水中)、27.6N/mm(高温気乾)、36.7N/mm(封緘)であり、材齢91日の圧縮強度は、43.6N/mm(標準水中)、26.1N/mm(高温気乾)、41.4N/mm(封緘)であった。また、実海水の試験におけるサンプル2(高炉セメント,実海水)にて、材齢7日の圧縮強度は、37.0N/mm(封緘)、材齢28日の圧縮強度は、47.4N/mm(封緘)であり、材齢91日の圧縮強度は、53.1N/mm(封緘)であった。 Specifically, in sample 2 (blast furnace cement, artificial seawater) in the artificial seawater test, the compressive strength at 7 days of age is 31.9 N / mm 2 (standard water), 26.1 N / mm 2 (high temperature). Air-dried), 29.8 N / mm 2 (sealed), and the compressive strength at 28 days of age is 39.2 N / mm 2 (standard water), 27.6 N / mm 2 (high-temperature air-dried), 36. The compressive strength at the age of 91 days is 73.6 N / mm 2 (sealed), 43.6 N / mm 2 (standard water), 26.1 N / mm 2 (high temperature air drying), 41.4 N / mm 2 (sealed). )Met. Further, in sample 2 (blast furnace cement, actual seawater) in the actual seawater test, the compressive strength at age 7 is 37.0 N / mm 2 (sealed), and the compressive strength at age 28 is 47.4 N. / mm is 2 (sealing), the compressive strength at the age of 91 days was 53.1N / mm 2 (sealing).

これに対し、人工海水の試験におけるサンプル1(高炉セメント,上水道水)にて、材齢7日の圧縮強度は、21.9N/mm(標準水中)、19.6N/mm(高温気乾)、20.9N/mm(封緘)であり、材齢28日の圧縮強度は、34.2N/mm(標準水中)、19.2N/mm(高温気乾)、30.6N/mm(封緘)であり、材齢91日の圧縮強度は、48.7N/mm(標準水中)、19.1N/mm(高温気乾)、39.8N/mm(封緘)であった。また、実海水の試験におけるサンプル2´(高炉セメント,上水道水)にて、材齢7日の圧縮強度は、23.1N/mm(封緘)、材齢28日の圧縮強度は、35.7N/mm(封緘)であり、材齢91日の圧縮強度は、51.6N/mm(封緘)であった。 On the other hand, in sample 1 (blast furnace cement, tap water) in the artificial seawater test, the compressive strength at 7 days of age is 21.9 N / mm 2 (standard water), 19.6 N / mm 2 (high temperature air (Dry) 20.9 N / mm 2 (sealed), and the compressive strength at the age of 28 days is 34.2 N / mm 2 (standard water), 19.2 N / mm 2 (high temperature air dry), 30.6 N / mm 2 a (sealing), the compressive strength at the age of 91 days, 48.7N / mm 2 (standard water), 19.1N / mm 2 (high temperature air-dried), 39.8N / mm 2 (sealing) Met. Moreover, in sample 2 '(blast furnace cement, tap water) in the actual seawater test, the compressive strength at age 7 is 23.1 N / mm 2 (sealed), and the compressive strength at age 28 is 35. The compressive strength was 91 N / mm 2 (sealing) and the age of 91 days was 51.6 N / mm 2 (sealing).

材齢28日までの試験結果について検討する。図3(a)〜(c)の最左欄と左から2番目の欄、並びに、図4(b)の左から2番目の欄と4番目の欄とを比較すると容易に理解できるが、材齢28日までの期間においては、上水道水と陸砂等を用いて練り混ぜたコンクリートよりも、海水と海砂を用いて練り混ぜたコンクリートの方が高い値を示している。このことは、海水と海砂を用いた海水練りコンクリートが、一般的なコンクリートよりも早期に硬化することを意味する。そして、海水を用いた各サンプルにおける材齢7日の圧縮強度の値は、上水道水を用いたサンプルにおける材齢28日の圧縮強度と同等かそれ以上の値である。   The test results up to the age of 28 days will be examined. It can be easily understood by comparing the leftmost column and the second column from the left in FIGS. 3A to 3C and the second column and the fourth column from the left in FIG. In the period up to 28 days of age, the concrete kneaded with seawater and sea sand shows a higher value than the concrete kneaded with tap water and land sand. This means that seawater-mixed concrete using seawater and sea sand hardens earlier than general concrete. And the value of the compressive strength at the age of 7 days in each sample using seawater is equal to or higher than the compressive strength at the age of 28 days in the sample using tap water.

型枠の脱型には、コンクリートの圧縮強度が規定値(5N/mm)以上になっていることが求められる。今回の試験結果からすれば、海水練りコンクリートの圧縮強度が規定値以上となるまでの養生期間は、一般的なコンクリートの養生期間よりも十分に短いと考えられる。従って、海水と海砂を用いて作製した海水練りコンクリートを型枠内に打設した場合、脱型までの養生期間を一般的なコンクリートよりも十分に短くできるといえる。 For demolding the formwork, the compressive strength of the concrete is required to be a specified value (5 N / mm 2 ) or more. According to the results of this test, the curing period until the compressive strength of the seawater-mixed concrete reaches the specified value or more is considered to be sufficiently shorter than the curing period of general concrete. Therefore, when seawater-mixed concrete produced using seawater and sea sand is placed in a mold, it can be said that the curing period until demolding can be sufficiently shorter than that of general concrete.

材齢91日の試験結果について検討する。比較例である人工海水試験のサンプル1に関し、標準水中養生の圧縮強度は48.7N/mmと高い値を示した。また、封緘養生の圧縮強度は39.8N/mmであった。これに対し、人工海水試験のサンプル2において、標準水中養生の圧縮強度は43.6N/mmであり、封緘養生の圧縮強度は41.4N/mmであった。サンプル2の圧縮強度は、サンプル1の標準水中養生での圧縮強度よりは低いものの、同サンプルの封緘養生での圧縮強度よりは高い値を示した。このことは、海水と海砂を用いて作製した海水練りコンクリートであっても、一般的なコンクリートと遜色ない圧縮強度を長期間に亘って発現することを意味する。すなわち、圧縮強度の観点でみた場合、一般的なコンクリートを海水練りコンクリートに置き換えることが可能であるといえる。 The test results on the age of 91 days will be examined. Regarding sample 1 of the artificial seawater test as a comparative example, the compressive strength of the standard water curing showed a high value of 48.7 N / mm 2 . Moreover, the compressive strength of the sealing curing was 39.8 N / mm 2 . On the other hand, in sample 2 of the artificial seawater test, the compressive strength of the standard water curing was 43.6 N / mm 2 and the compressive strength of the sealing curing was 41.4 N / mm 2 . Although the compressive strength of the sample 2 was lower than the compressive strength in the standard water curing of the sample 1, it showed a higher value than the compressive strength in the sealing curing of the sample. This means that even a seawater-kneaded concrete produced using seawater and sea sand exhibits a compressive strength comparable to that of general concrete over a long period of time. That is, from the viewpoint of compressive strength, it can be said that general concrete can be replaced with seawater-mixed concrete.

次に、高炉セメントに加えられる各種の材料、具体的には、亜硝酸塩系混和剤、シリカフューム(ポゾラン)、鋼繊維、及び、鉄粉について考察する。   Next, various materials added to the blast furnace cement, specifically, nitrite admixture, silica fume (pozzolana), steel fiber, and iron powder will be considered.

圧縮強度の観点からすると、人工海水の試験におけるサンプル3〜7の圧縮強度は、同サンプル2の圧縮強度よりも高い値を示している。同様に、実海水の試験におけるサンプル3,4の圧縮強度は、同サンプル4の圧縮強度よりも高い値を示している。このことから、亜硝酸塩系混和剤等の上記材料を加えて練り混ぜることで、海水練りコンクリートの圧縮強度を高めることができるといえる。ここで、図3(a)を参照し、人工海水の試験における材齢91日でのサンプル3〜7の圧縮強度を比較すると、各サンプルの圧縮強度にそれほど大きな違いはみられない。   From the viewpoint of compressive strength, the compressive strength of Samples 3 to 7 in the artificial seawater test is higher than the compressive strength of Sample 2. Similarly, the compressive strength of Samples 3 and 4 in the actual seawater test shows a higher value than the compressive strength of Sample 4. From this, it can be said that the compressive strength of the seawater kneaded concrete can be increased by adding the above materials such as nitrite-based admixture and kneading. Here, referring to FIG. 3 (a), when comparing the compressive strength of samples 3 to 7 at the age of 91 days in the artificial seawater test, there is no significant difference in the compressive strength of each sample.

以上より、上記材料を加えて作製された海水練りコンクリートはいずれも、上記材料を加えずに作製された海水練りコンクリートよりも高い圧縮強度を示すといえる。そして、加える材料の種類を換えても、同等の圧縮強度が得られるといえる。   From the above, it can be said that any seawater-kneaded concrete prepared by adding the above materials exhibits higher compressive strength than seawater-kneaded concrete prepared without adding the above materials. And even if it changes the kind of material to add, it can be said that equivalent compressive strength is obtained.

なお、図4(b)に示すように、実海水の試験において、亜硝酸塩系混和剤を加えたサンプル3の圧縮強度は材齢7日及び28日のいずれにおいても、亜硝酸塩系混和剤を加えないサンプル2の圧縮強度よりも高い値を示した。このことより、亜硝酸塩系混和剤を加えることで、早期より圧縮強度を増加させる効果が得られるといえる。また、亜硝酸塩系混和剤とシリカフュームを加えたサンプル4の圧縮強度は材齢7日及び28日のいずれにおいても、サンプル3の圧縮強度よりも高い値を示した。このことより、亜硝酸塩系混和剤にシリカフュームを加えることで、亜硝酸塩系混和剤のみを加えた場合よりも、海水練りコンクリートの圧縮強度をさらに増加させる効果が得られるといえる。   As shown in FIG. 4 (b), in the actual seawater test, the compressive strength of sample 3 to which nitrite-based admixture was added was nitrite-based admixture at both 7 days and 28 days of age. The value was higher than the compressive strength of Sample 2 which was not added. From this, it can be said that the effect of increasing the compressive strength can be obtained early by adding a nitrite-based admixture. Moreover, the compressive strength of the sample 4 which added the nitrite type admixture and the silica fume showed the value higher than the compressive strength of the sample 3 in any of the material age 7th day and 28th day. From this, it can be said that the effect of further increasing the compressive strength of seawater kneaded concrete can be obtained by adding silica fume to the nitrite-based admixture, compared to the case of adding only the nitrite-based admixture.

次に、高炉セメントと普通ポルトランドセメントとの違いについて考察する。ここでは、図4(a),(b)におけるサンプル1´,2´,1,2を比較する。上水道水を用いて練り混ぜた場合、材齢28日までは、普通ポルトランドセメントを用いたサンプル1´の方が高炉セメントを用いたサンプル2´よりも圧縮強度の値が高いが、材齢91日では高炉セメントを用いたサンプル2´の方が普通ポルトランドセメントを用いたサンプル1´よりも圧縮強度が高かった。一方、海水を用いて練り混ぜた場合、高炉セメントを用いたサンプル2の方が、普通ポルトランドセメントを用いたサンプル1よりも、全ての材齢において圧縮強度の値が高かった。   Next, the difference between blast furnace cement and ordinary Portland cement will be considered. Here, samples 1 ′, 2 ′, 1 and 2 in FIGS. 4A and 4B are compared. When kneaded with tap water, up to 28 days of age, sample 1 ′ using normal Portland cement has a higher compressive strength value than sample 2 ′ using blast furnace cement. On the day, sample 2 'using blast furnace cement had higher compressive strength than sample 1' using ordinary Portland cement. On the other hand, when kneaded using seawater, Sample 2 using blast furnace cement had higher compressive strength values at all ages than Sample 1 using ordinary Portland cement.

高炉セメントをはじめとする高炉系セメントは、アルカリ骨材反応の抑制に効果があることが知られている。当該反応では、ナトリウムイオン等のアルカリイオンとある種の骨材とが反応し、膨張性を示す。高炉系セメントを用いた場合、高炉系セメントがアルカリ骨材反応を抑制するので、海水や海砂に含まれる塩化ナトリウムを起源とするナトリウムイオンが多量に存在しても、コンクリートの膨張を抑制できると考えられる。従って、海水と海砂を用いる場合には、コンクリートを耐久化する上で、高炉系セメントの利用は有効である。   Blast furnace cements such as blast furnace cement are known to be effective in suppressing alkali-aggregate reaction. In this reaction, alkali ions such as sodium ions react with a certain type of aggregate and exhibit expansibility. When blast furnace cement is used, blast furnace cement suppresses alkali-aggregate reaction, so even if there is a large amount of sodium ions originating from sodium chloride contained in seawater or sea sand, concrete expansion can be suppressed. it is conceivable that. Therefore, when seawater and sea sand are used, the use of blast furnace cement is effective in making concrete durable.

次に、図5(a)〜(c)を参照し、海水及び海砂を用いることによるセメント量の削減について考察する。   Next, with reference to FIGS. 5A to 5C, a reduction in the amount of cement by using seawater and sea sand will be considered.

図5(a)のサンプルaは、人工海水の試験におけるサンプル1(上水道水を用いた比較例)であり、サンプルbは、同じくサンプル2(海水及び海砂相当の塩分含有)である。サンプルa,bは何れも、養生方法が水中標準養生であり、材齢が28日である。また、サンプルcは、サンプルbと同程度の圧縮強度を、上水道水を用いたサンプルで得る場合の仮想サンプルである。このサンプルcは、図5(b)に示すfc28の関係式(fc28=24.769×C/W−12.924)を用いて算出したものである。   Sample a in FIG. 5A is Sample 1 (comparative example using tap water) in the artificial seawater test, and Sample b is Sample 2 (containing salt equivalent to seawater and sea sand). In both samples a and b, the curing method is underwater standard curing, and the age is 28 days. Sample c is a virtual sample in the case where a compressive strength comparable to that of sample b is obtained with a sample using tap water. This sample c is calculated using the relational expression of fc28 (fc28 = 24.769 × C / W-12.924) shown in FIG.

同様に、図5(a)のサンプルd,eは人工海水の試験におけるサンプル1,2であり、材齢は28日である。サンプルd,eは、養生方法が封緘養生である点でサンプルa,bと異なっている。そして、サンプルfは、サンプルeと同程度の圧縮強度を、上水道水を用いたサンプルで得る場合の仮想サンプルである。このサンプルfは、図5(c)に示すfc28(fc28=22.162×C/W−11.564)の関係式を用いて算出したものである。   Similarly, samples d and e in FIG. 5A are samples 1 and 2 in the artificial seawater test, and the age is 28 days. Samples d and e differ from samples a and b in that the curing method is sealing curing. And the sample f is a virtual sample when obtaining compressive strength comparable to the sample e with the sample using tap water. This sample f is calculated using a relational expression of fc28 (fc28 = 22.262 × C / W-11.564) shown in FIG.

サンプルa,bは何れも、340kg/mのセメントを170kg/mの水(上水道水又は人工海水)で練り混ぜたものである。サンプルaの圧縮強度が34.2N/mmであるのに対し、サンプルbの圧縮強度は39.2N/mmと、サンプルaの圧縮強度よりも高い値を示した。 Samples a and b are both 340 kg / m 3 cement kneaded with 170 kg / m 3 water (tap water or artificial seawater). While the compressive strength of sample a was 34.2 N / mm 2 , the compressive strength of sample b was 39.2 N / mm 2 , which was higher than the compressive strength of sample a.

図5(b)に示すfc28の関係式に、fc28に39.2N/mmを代入することで対応するセメント水比(C/W)を求めた。さらに、求めたセメント水比において、W=170kg/mを代入し、サンプルcのセメント量を求めた。そして、サンプルcのセメント量は358kg/mであった。このため、材齢28日で圧縮強度39.2N/mmのコンクリート構造物を標準養生で構築する場合、上水道水と陸砂の組み合わせに換えて海水と海砂を用いることで、コンクリート1mあたり18kgのセメントを節約できることが判った。 The corresponding cement water ratio (C / W) was determined by substituting 39.2 N / mm 2 for fc28 in the relational expression of fc28 shown in FIG. Furthermore, in the obtained cement water ratio, W = 170 kg / m 3 was substituted, and the cement amount of sample c was obtained. The amount of cement in sample c was 358 kg / m 3 . For this reason, when a concrete structure with a compressive strength of 39.2 N / mm 2 is constructed by standard curing at an age of 28 days, concrete 1 m 3 is obtained by using seawater and sea sand instead of the combination of tap water and land sand. It was found that 18 kg of cement could be saved.

サンプルd〜fについても同様の手順で計算を行った。その結果、材齢28日で圧縮強度36.7N/mmのコンクリート構造物を封緘養生で構築する場合、上水道水と陸砂の組み合わせに換えて海水と海砂を用いることで、コンクリート1mあたり30kgのセメントを節約できることが判った。 The same procedure was used for samples df. As a result, when a concrete structure with a compressive strength of 36.7 N / mm 2 is constructed with a sealing curing at a material age of 28 days, seawater and sea sand are used in place of the combination of tap water and land sand, and concrete 1 m 3 It was found that 30 kg of cement could be saved.

次に透水性試験について説明する。透水性試験では、図12に示す6種類のサンプルを作成した。各サンプルは、図4(a)で説明したサンプルと同じ配合である。すなわち、サンプル1´は、普通ポルトランドセメントを上水道水で練り混ぜた比較例である。サンプル1は、普通ポルトランドセメントを実海水で練り混ぜたものである。サンプル2は、高炉セメントを実海水で練り混ぜたものである。サンプル3は、高炉セメントに亜硝酸塩系混和剤を加え、実海水で練り混ぜたものである。サンプル7は、高炉セメントに亜硝酸塩系混和剤とシリカフュームとを加え、実海水で練り混ぜたものである。なお、サンプル2´は、高炉セメントを上水道水で練り混ぜた比較例である。そして、海砂の保有する塩分量は、塩化ナトリウムの所要量を加えることで調整した。
Next, the water permeability test will be described. In the water permeability test, six types of samples shown in FIG. 12 were prepared. Each sample is the same formulation as the sample described in FIG. 4 (a). That is, sample 1 ′ is a comparative example in which ordinary Portland cement is kneaded with tap water. Sample 1 is a mixture of ordinary Portland cement mixed with real seawater. Sample 2 is a mixture of blast furnace cement mixed with real seawater. Sample 3 is obtained by adding a nitrite admixture to blast furnace cement and kneading with real seawater. Sample 7 is obtained by adding a nitrite admixture and silica fume to blast furnace cement and kneading with actual seawater. Sample 2 'is a comparative example in which blast furnace cement is kneaded with tap water. And the salt content which sea sand holds was adjusted by adding the required amount of sodium chloride.

各サンプルを直径φが100mm、高さが200mmの型枠に流し込み、材齢28日まで封緘養生して供試体を作製した。作製した供試体を加圧容器内にセットして加圧水を供給した。加圧水が供給された供試体を、軸方向に沿って半割り(2分割)し、加圧水の供試体内部への浸透深さを測定した。測定した浸透深さに基づいて拡散係数を求め、求めた拡散係数に基づいて推定透水係数を求めた。なお、1種類のサンプルについて、3つの供試体を作製し、3つの供試体における拡散係数の平均値を、そのサンプルにおける拡散係数とした(図12(a),(b)を参照)。   Each sample was poured into a mold having a diameter φ of 100 mm and a height of 200 mm, and sealed up to 28 days of age to prepare a specimen. The prepared specimen was set in a pressurized container and pressurized water was supplied. The specimen supplied with pressurized water was divided in half (divided into two) along the axial direction, and the penetration depth of the pressurized water into the specimen was measured. A diffusion coefficient was obtained based on the measured penetration depth, and an estimated permeability coefficient was obtained based on the obtained diffusion coefficient. Note that three specimens were prepared for one type of sample, and the average value of the diffusion coefficients of the three specimens was taken as the diffusion coefficient of the sample (see FIGS. 12A and 12B).

加圧水の浸透状況を示す断面写真を図6〜11に示す。なお、各図において、上段、中段、下段のそれぞれに3つの供試体の断面写真を示している。   Cross-sectional photographs showing the penetration of pressurized water are shown in FIGS. In each figure, cross-sectional photographs of three specimens are shown in each of the upper, middle, and lower stages.

図6はサンプル2´(高炉セメント,水道水)の断面写真であり、図7はサンプル2(高炉セメント,実海水)の断面写真である。なお、図7の上段において、加圧水の浸透方向と浸透深さを図示している。図8はサンプル3(高炉セメント,実海水,亜硝酸塩系混和剤)の断面写真であり、図9はサンプル7(高炉セメント,実海水,亜硝酸塩系混和剤,シリカフューム)の断面写真である。図10はサンプル1´(普通ポルトランドセメント,水道水)の断面写真であり、図11はサンプル1(普通ポルトランドセメント,実海水)の断面写真である。   FIG. 6 is a cross-sectional photograph of sample 2 ′ (blast furnace cement, tap water), and FIG. 7 is a cross-sectional photograph of sample 2 (blast furnace cement, actual seawater). In the upper part of FIG. 7, the penetration direction and penetration depth of the pressurized water are shown. FIG. 8 is a cross-sectional photograph of sample 3 (blast furnace cement, actual seawater, nitrite-based admixture), and FIG. 9 is a cross-sectional photograph of sample 7 (blast furnace cement, actual seawater, nitrite-based admixture, silica fume). FIG. 10 is a cross-sectional photograph of Sample 1 ′ (ordinary Portland cement, tap water), and FIG. 11 is a cross-sectional photograph of Sample 1 (ordinary Portland cement, actual seawater).

図12(a)に示すように、拡散係数の平均値は、サンプル2´(高炉セメント,水道水)が8.16×10−2cm/sec、サンプル2(高炉セメント,実海水)が4.82×10−2cm/sec、サンプル3(高炉セメント,実海水,亜硝酸塩系混和剤)が2.11×10−2cm/secであった。また、サンプル7(高炉セメント,実海水,亜硝酸塩系混和剤,シリカフューム)が1.60×10−3cm/sec、サンプル1´(普通ポルトランドセメント,水道水)が3.51×10−2cm/sec、サンプル1(普通ポルトランドセメント,実海水)が3.96×10−2cm/secであった。 As shown in FIG. 12 (a), the average value of the diffusion coefficient is 8.16 × 10 −2 cm 2 / sec for sample 2 ′ (blast furnace cement, tap water), and for sample 2 (blast furnace cement, actual seawater). 4.82 × 10 −2 cm 2 / sec and Sample 3 (blast furnace cement, actual seawater, nitrite admixture) were 2.11 × 10 −2 cm 2 / sec. Sample 7 (blast furnace cement, sea water, nitrite admixture, silica fume) is 1.60 × 10 −3 cm 2 / sec, and sample 1 ′ (ordinary Portland cement, tap water) is 3.51 × 10 −. 2 cm 2 / sec and Sample 1 (ordinary Portland cement, actual seawater) were 3.96 × 10 −2 cm 2 / sec.

この透水試験により、次の点を確認することができた。第1に、高炉セメントの使用を前提とし、練混ぜ水に海水を用いた場合、上水道水を用いた場合に比べ、拡散係数(透水係数)を低減することができる。第2に、練混ぜ水に海水を用いた場合でも、普通ポルトランドセメントを用いた場合には、上水道水を用いた場合に比べ、拡散係数(透水係数)に顕著な違いは認められない。第3に、高炉セメントの使用を前提とし、亜硝酸塩系混和剤やシリカフュームを混入させることは、海水を練混ぜ水に用いた場合でも、拡散係数(透水係数)の低減に極めて有効である。なお、シリカフュームに代えて、フライアッシュを用いても拡散係数を低減できると解される。要するに、ポゾランを混入すれば同様の作用効果が得られると解される。   This water permeability test confirmed the following points. First, on the premise of using blast furnace cement, when seawater is used as the mixing water, the diffusion coefficient (permeability coefficient) can be reduced compared to the case where tap water is used. Secondly, even when seawater is used as the mixing water, no significant difference is observed in the diffusion coefficient (permeability coefficient) when normal portland cement is used compared to when tap water is used. Third, on the premise of using blast furnace cement, mixing a nitrite admixture or silica fume is extremely effective in reducing the diffusion coefficient (water permeability coefficient) even when seawater is used as mixing water. It is understood that the diffusion coefficient can be reduced by using fly ash instead of silica fume. In short, it is understood that the same effect can be obtained if pozzolana is mixed.

一般に、高炉セメントは上水道水で混練した場合、長期材齢(91日)において高炉スラグの効果で緻密になり、拡散係数を小さくできるといわれてきた。この透水試験によって、海水を練混ぜ水として用い海砂を細骨材として用いれば、材齢28日であっても拡散係数を小さくできることが確認できた。 In general, when the blast furnace cement was kneaded above tap water, become dense at the effect of the blast furnace slag in long-term ages (91 days), it has been said that the diffusion coefficient can be reduced. From this water permeability test, it was confirmed that the diffusion coefficient could be reduced even when the material was 28 days old by using seawater as mixing water and sea sand as fine aggregate.

以上説明した圧縮強度試験、耐久性試験、及び、透水性試験の結果に基づき、次のことが判った。   Based on the results of the compressive strength test, the durability test, and the water permeability test described above, the following was found.

練混ぜ水に海水を、細骨材に海砂を用いた海水練りコンクリートでは、セメント成分として高炉セメントB種を用いると、緻密化が図れるため有効といえる。とりわけ、材齢28日までの期間においては、圧縮強度を上水道水を用いて作製したコンクリートよりも高くすることができる。これにより、早期の脱型が可能となる。そして、高炉セメントがアルカリ骨材反応を抑制するので、海水や海砂に含まれる塩化ナトリウムを起源とするナトリウムイオンが多量に存在しても、コンクリートの膨張を抑制できる。   In seawater-mixed concrete using seawater as the mixing water and sea sand as the fine aggregate, it can be said that using blast furnace cement type B as the cement component is effective because it can be densified. In particular, in the period up to 28 days of age, the compressive strength can be made higher than that of concrete produced using tap water. Thereby, early demolding becomes possible. And since a blast furnace cement suppresses an alkali-aggregate reaction, even if sodium ion originating in the sodium chloride contained in seawater or sea sand exists abundantly, expansion of concrete can be suppressed.

以上より、海水及び海砂を用いても、必要な耐久性を備えたコンクリート構造物を構築することができる。そして、海水や海砂は、上水道水の確保が困難な離島や沿岸地域であっても現地で容易に調達できるため、このような地域でコンクリート構造物を構築する場合に特に有用である。例えば、資材の輸送や上水道水の確保に際して、省エネルギーが実現でき、コストダウンが図れる。
As mentioned above, even if it uses seawater and sea sand, the concrete structure provided with required durability can be constructed. Then, sea water and sea sand, in order to ensure the above tap water can be easily procured locally even in difficult remote islands and coastal areas, is particularly useful in the case of building a concrete structure in such a region. For example, when secured transport and on tap water materials, energy saving can be realized, cost can be reduced.

また、海水練りコンクリートにおいて、ラスナインなどの亜硝酸塩系混和剤を含む場合には、塩化物イオンによる腐食等の不具合も抑制できるとともに、硬化後のコンクリートにおける拡散係数を低下させることができることが判った。これにより、海水や海風に起因する塩分、あるいは、炭酸ガスなどのコンクリート内部への侵入など、外部からの有害因子の侵入を抑制できる。   In addition, it was found that when nitrite-based admixtures such as rasnaine are included in seawater-mixed concrete, defects such as corrosion due to chloride ions can be suppressed and the diffusion coefficient in the concrete after curing can be reduced. . Thereby, the penetration | invasion of harmful factors from the outside, such as the salt content resulting from seawater or a sea breeze, or the penetration | invasion of the inside of concrete, such as a carbon dioxide gas, can be suppressed.

また、海水練りコンクリートにおいて、シリカフュームなどのポゾランを含む場合にも、硬化後のコンクリートにおける拡散係数を低下させることができることが判った。従って、亜硝酸塩系混和剤を含む場合と同様に、海水や海風に起因する塩分、あるいは、炭酸ガスなどのコンクリート内部への侵入など、外部からの有害因子の侵入を抑制できる。   In addition, it was found that the diffusion coefficient in the concrete after curing can be reduced even in the case where pozzolan such as silica fume is contained in the seawater kneaded concrete. Therefore, similarly to the case where the nitrite admixture is included, it is possible to suppress the entry of harmful factors from the outside, such as the salt content caused by seawater or sea breeze or the intrusion of carbon dioxide into the concrete.

ところで、以上の実施形態に関する説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨、目的を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。   By the way, the description regarding the above embodiment is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and purpose of the present invention, and the present invention naturally includes equivalents thereof.

例えば、亜硝酸系混和剤に関し、多価アルコールニトロエステルを主成分とするものを例示したが、亜硝酸イオンを供給できれば、他の種類の亜硝酸系混和剤であっても同様の作用効果を奏する。例えば、亜硝酸カルシウムを主成分とするものや亜硝酸リチウムを主成分とするものを用いてもよい。   For example, with regard to nitrite-based admixtures, those having polyhydric alcohol nitroester as the main component have been exemplified. However, as long as nitrite ions can be supplied, other types of nitrite-based admixtures have the same effects. Play. For example, a material mainly composed of calcium nitrite or a material mainly composed of lithium nitrite may be used.

また、高炉系セメントに関し、高炉セメントB種以外のものであってもよい。要するに、セメント成分として高炉スラグが含まれていれば、他の種類のセメントであっても同様の作用効果を奏する。   Moreover, regarding blast furnace cement, other than blast furnace cement B type may be used. In short, if blast furnace slag is included as a cement component, the same effects can be obtained even with other types of cement.

Claims (2)

高炉系セメントと海砂との混合物を海水で練り混ぜた海水練りコンクリートであって、
水の拡散係数が1.60×10-3cm2/secとなるように、1.3体積%の亜硝酸塩系混和剤、及び、前記高炉系セメントとシリカフュームとを合せた結合材に対して10重量%のシリカフュームを含むことを特徴とする海水練りコンクリート。
A seawater-mixed concrete made by mixing a mixture of blast furnace cement and sea sand with seawater,
As the diffusion coefficient of water is 1.60 × 10 -3 cm 2 / se c, 1.3 % by volume of nitrites admixture, and, with respect to binding material combined with said blast furnace based cement and silica fume And 10% by weight silica fume.
請求項1に記載の海水練りコンクリートを型枠内に打設し、硬化後に脱型したことを特徴とするコンクリート構造物。 A concrete structure characterized in that the seawater-kneaded concrete according to claim 1 is placed in a mold and demolded after curing.
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