JP6371164B2 - Hardened concrete and method for producing fresh concrete - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート硬化体及びフレッシュコンクリートの製造方法に関する。更に詳しくは、セメント硬化体内に気泡部を分散形成したコンクリート硬化体、所謂、気泡コンクリートであって、強度や施工性等の基本性能を確保しながら、凍結融解抵抗性を向上させたコンクリート硬化体等に関する。 The present invention relates to a method for producing a hardened concrete and fresh concrete. More specifically, a concrete hardened body in which foamed portions are dispersed and formed in a hardened cement body, so-called cellular concrete, which has improved freeze-thaw resistance while ensuring basic performance such as strength and workability. Etc.
コンクリート硬化体について、コンクリート硬化体内部の水分が凍結して体積増加することによりコンクリートに悪影響を与える凍害を防止するために、一般に、フレッシュコンクリート中における空気量は３〜６％以上が適切であるとされており、硬化体内に所定比率の気泡を形成することが一般的なコンクリートの品質基準として定められている。 About hardened concrete, the amount of air in fresh concrete is generally 3-6% or more in order to prevent frost damage that adversely affects concrete by freezing moisture inside the hardened concrete and increasing its volume. The formation of a predetermined ratio of bubbles in the cured body is defined as a general concrete quality standard.
しかし、実際に、上記の凍害防止に寄与する空気は、直径０．１５ｍｍ程度未満の微細な気泡として形成されている部分のみであり直径１ｍｍを超える気泡は、凍結融解抵抗性の向上にほとんど寄与しないことも、本発明の発明者を含む研究グループの研究成果として、近年知られるようになっている（非特許文献１参照）。 However, in reality, the air that contributes to the prevention of frost damage is only the portion formed as fine bubbles with a diameter of less than about 0.15 mm, and the bubbles with a diameter of more than 1 mm contribute almost to the improvement of freeze-thaw resistance. Not doing so has recently been known as a research result of a research group including the inventors of the present invention (see Non-Patent Document 1).
そのような微細な気泡をコンクリート内に形成する方法として、例えば、ＡＥ剤又はＡＥ減水剤をフレッシュコンクリートに混入することによって、コンクリート内の微細気泡の径を０．２５ｍｍ以下程度にする方法が開示されている（特許文献１参照）。 As a method of forming such fine bubbles in concrete, for example, a method of reducing the diameter of fine bubbles in concrete to about 0.25 mm or less by mixing AE agent or AE water reducing agent into fresh concrete is disclosed. (See Patent Document 1).
又、コンクリート内に微細な気泡を形成する他の手段として、合成樹脂発泡ビーズをフレッシュコンクリート内に混入させることによって物理的に微細な気泡部（中空部）をコンクリート内に形成する方法も開示されている（特許文献２参照）。但し、この中空部の形成は、単に、コンクリートの強度を保ったまま、軽量化を図ることをその目的としているものである。 Further, as another means for forming fine bubbles in concrete, a method for forming physically fine bubble portions (hollow portions) in concrete by mixing synthetic resin foam beads in fresh concrete is also disclosed. (See Patent Document 2). However, the purpose of the formation of the hollow portion is simply to reduce the weight while maintaining the strength of the concrete.
上記の通り、コンクリート硬化体の凍結融解抵抗性を向上させるためには、コンクリート硬化体に、直径０．１５ｍｍ程度以下の微細な気泡を硬化体内に形成することが有効である。元来、一定以上の空気量の確保は、耐凍害対策としての必要量として定められたものではあったが、過剰な気泡の存在は、コンクリート硬化体の強度の面からは、必ずしも好ましくはないものでもあった。 As described above, in order to improve the freeze-thaw resistance of the hardened concrete, it is effective to form fine bubbles having a diameter of about 0.15 mm or less in the hardened concrete. Originally, securing an air amount above a certain level was established as a necessary amount as a measure against frost damage, but the presence of excessive air bubbles is not always preferable from the viewpoint of the strength of the hardened concrete. It was also a thing.
上記のようなごく微細な気泡のみを硬化体に安定的に形成することができれば、コンクリート硬化体内の空気量は、必ずしも、一般的な基準とされている上記の空気量（３〜６％以上）は、必要ではなく、１％程度以上あれば足りることも、本発明者らの研究によって明らかになっている。 If only the fine bubbles as described above can be stably formed in the hardened body, the amount of air in the hardened concrete body is not necessarily the above standard air amount (3 to 6% or more) ) Is not necessary, and it has been clarified by the present inventors that about 1% or more is sufficient.
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、フレッシュコンクリートからコンクリート硬化体となる硬化の過程において、組成物中に一時的に形成された気泡を形成する空気の一部流出や、逆に組成物中への空気、所謂エントラップドエアの混入、更には、不安定な気泡同士が結合することによって個々の気泡の径が拡大する場合もあり、上記のように硬化後における気泡のサイズや量を最適範囲に制御することは極めて困難であった。 However, in the method described in Patent Document 1, in the process of curing from a fresh concrete to a concrete hardened body, a part of the air that forms bubbles temporarily formed in the composition, or conversely, in the composition There is a case where the diameter of each bubble expands due to the mixture of air, so-called entrapped air, and the combination of unstable bubbles to each other. It was extremely difficult to control within the optimum range.
又、特許文献２に記載の方法によれば、気泡は、硬化の前後を通じて、フレッシュコンクリート中に安定的に存在することができるが、その場合であっても、やはり、上記のエントラップドエアの混入等に起因するコンクリート内での気泡の存在態様の変動は避けがたく、いずれにしても、硬化後の微細な気泡の存在を安定的に好ましい態様に制御できるものではなかった。 Further, according to the method described in Patent Document 2, bubbles can exist stably in fresh concrete before and after curing, but even in this case, the above-mentioned entrapped air is still present. It is difficult to avoid fluctuations in the state of the presence of bubbles in the concrete due to the mixing of, etc., and in any case, the presence of fine bubbles after curing cannot be stably controlled to a preferred mode.
本発明は上記状況に鑑みてなされたものであり、微細気泡のサイズと存在量が安定的に制御されていることによって、強度や施工性等の基本性能を確保しながら、凍結融解抵抗性を十分に向上させたコンクリート硬化体を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and the freeze-thaw resistance is ensured while ensuring basic performance such as strength and workability by stably controlling the size and abundance of fine bubbles. It is an object of the present invention to provide a sufficiently hardened concrete body.
本発明者らは、フレッシュコンクリートの製造プロセスにおいて、凍結融解抵抗性に寄与しない気泡を、積極的に排除した上で、樹脂製の中空ビーズを混入させることにより、強度や施工性等の基本性能を確保しながら、凍結融解抵抗性を十分に向上させたコンクリート硬化体を得ることできることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。 In the process of manufacturing fresh concrete, the present inventors actively eliminated the bubbles that do not contribute to freeze-thaw resistance, and then mixed the resin hollow beads to obtain basic performance such as strength and workability. As a result, it was found that a hardened concrete with sufficiently improved freezing and thawing resistance can be obtained while securing the present invention, and the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following.
（１） セメント硬化体内に気泡部を分散形成したコンクリート硬化体であって、コンクリート硬化体内の全ての前記気泡部のうち、体積比で７０％以上の気泡部は、直径０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の樹脂製の中空ビーズによって形成されている微細気泡部であり、前記微細気泡部の前記セメント硬化体に対する体積比が、０．５％以上６％以下であるコンクリート硬化体。 (1) A hardened concrete in which bubble parts are dispersedly formed in a hardened cement body, and among all the bubble parts in the hardened concrete body, 70% or more of the bubble parts by volume ratio have a diameter of 0.01 mm or more and 0.0. A hardened concrete body, which is a fine bubble portion formed of resin hollow beads of 3 mm or less, and a volume ratio of the fine bubble portion to the hardened cement body is 0.5% or more and 6% or less.
（１）の発明によれば、フレッシュコンクリートの混入空気を除去した上で、中空ビーズによる物理的手段によって気泡形成を行うことにより、セメント硬化体内の気泡の大部分を、０．３ｍｍ以下の微細気泡とした。これにより、コンクリート硬化体の強度や施工性等の基本性能を確保しながら、その凍結融解抵抗性を十分に向上させることができる。 According to the invention of (1), after removing air mixed in fresh concrete and forming bubbles by physical means using hollow beads, most of the bubbles in the hardened cement body are finely below 0.3 mm. Air bubbles were used. Thereby, the freezing and thawing resistance can be sufficiently improved while ensuring basic performance such as strength and workability of the concrete hardened body.
（２） 前記微細気泡部の直径の分散が、２．５×１０−３〜６２．５×１０−３である（１）に記載のコンクリート硬化体。 (2) The hardened concrete body according to (1), wherein the dispersion of the diameter of the fine bubble portion is 2.5 × 10 −3 to 62.5 × 10 −3 .
（２）の発明によれば、微細気泡部の直径の分散が極めて小さいコンクリート硬化体を得ることができる。これにより、（１）の発明の効果をより安定的に発現させることができる。 According to the invention of (2), it is possible to obtain a hardened concrete body in which the dispersion of the diameters of the fine bubble portions is extremely small. Thereby, the effect of invention of (1) can be expressed more stably.
（３） 前記コンクリート硬化体内の全ての気泡部のうち、体積比で９０％以上の気泡部が、前記微細気泡部である（１）又は（２）に記載のコンクリート硬化体。 (3) The hardened concrete body according to (1) or (2), in which a bubble part having a volume ratio of 90% or more among all the bubble parts in the hardened concrete body is the fine bubble part.
（３）の発明によれば、ほぼ全ての気泡部が微細気泡部であるコンクリート硬化体を得ることができる。これにより、（１）又は（２）の発明の効果を更に安定的に発現させることができる。 According to the invention of (3), it is possible to obtain a hardened concrete body in which almost all the bubble portions are fine bubble portions. Thereby, the effect of the invention of (1) or (2) can be expressed more stably.
（４） 前記微細気泡部のセメント硬化体に対する体積比が、０．５％以上３％未満である（１）から（３）のいずれかに記載の気泡コンクリート硬化体。 (4) The hardened cellular concrete body according to any one of (1) to (3), in which a volume ratio of the fine foam portion to the hardened cement body is 0.5% or more and less than 3%.
（４）の発明によれば、従来の一般的基準よりも少ない空気量範囲で、コンクリート硬化体の凍結融解抵抗性を十分に向上させることができるため、従来品よりも強度が大きい優れた耐凍害用のコンクリート硬化体を得ることができる。又、従来と同程度の強度を確保するためのセメント量を節約してコストを削減することもできる。 According to the invention of (4), the freezing and thawing resistance of the hardened concrete can be sufficiently improved in an air amount range smaller than that of the conventional general standard. A hardened concrete for frost damage can be obtained. In addition, the amount of cement for securing the same strength as the conventional one can be saved and the cost can be reduced.
（５） 気泡間隔係数が０．４ｍｍ以下である、（１）から（４）のいずれかに記載のコンクリート硬化体。 (5) The hardened concrete body according to any one of (1) to (4), wherein the bubble spacing coefficient is 0.4 mm or less.
（５）の発明によれば、（１）から（４）のいずれかに記載のコンクリート硬化体の凍結融解抵抗性を更に向上させることができる。 According to the invention of (5), the freeze-thaw resistance of the hardened concrete body according to any one of (1) to (4) can be further improved.
（６） セメントと、水と、を含んでなるフレッシュコンクリートの製造方法であって、直径０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の樹脂製の中空ビーズを、フレッシュコンクリート材料に混入するだんせい弾性中空体混入工程と、フレッシュコンクリート中における前記中空ビーズ内の空気を除いた他の空気の空気量が２．０％以下となるように、空気を除去する空気除去工程と、を備え、前記弾性中空体混入工程における前記中空ビーズの混入量を、前記フレッシュコンクリートの硬化後におけるセメント硬化体に対する前記中空ビーズの体積比が０．５％以上６％以下となる量とするフレッシュコンクリートの製造方法。 (6) A method for producing fresh concrete comprising cement and water, wherein a hollow elastic hollow body in which resin hollow beads having a diameter of 0.01 mm to 0.3 mm are mixed in the fresh concrete material The elastic hollow body comprising: a mixing step; and an air removal step of removing air so that the amount of other air excluding the air in the hollow beads in the fresh concrete is 2.0% or less. The method for producing fresh concrete, wherein the mixing amount of the hollow beads in the mixing step is such that the volume ratio of the hollow beads to the hardened cement body after the setting of the fresh concrete is 0.5% or more and 6% or less.
（６）の発明によれば、フレッシュコンクリートの混入空気を除去した上で、中空ビーズによる物理的手段によって気泡形成を行うことにより、セメント硬化体内の気泡の大部分を、０．３ｍｍ以下の微細気泡とした。これにより、コンクリート硬化体の強度や施工性等の基本性能を確保しながら、その凍結融解抵抗性を十分に向上させることができる。 According to the invention of (6), after removing air mixed in fresh concrete and forming bubbles by physical means using hollow beads, most of the bubbles in the hardened cement body are finer than 0.3 mm. Air bubbles were used. Thereby, the freezing and thawing resistance can be sufficiently improved while ensuring basic performance such as strength and workability of the concrete hardened body.
（７） 前記中空ビーズの混入量を、前記フレッシュコンクリートの硬化後におけるセメント硬化体に対する前記中空ビーズの体積比が０．５％以上３％未満となる量とする（６）に記載のフレッシュコンクリートの製造方法。 (7) The fresh concrete according to (6), wherein the mixing amount of the hollow beads is an amount such that a volume ratio of the hollow beads to a hardened cement body after hardening of the fresh concrete is 0.5% or more and less than 3%. Manufacturing method.
（７）の発明によれば、従来の一般的基準よりも少ない空気量範囲で、コンクリート硬化体の凍結融解抵抗性を十分に向上させることができるため、従来品よりも強度が大きい優れた耐凍害用のコンクリート硬化体を得ることができる。又、従来と同程度の強度を確保するためのセメント量を節約してコストを削減することもできる。 According to the invention of (7), the freeze-thaw resistance of the hardened concrete can be sufficiently improved in a range of air volume smaller than that of the conventional general standard. A hardened concrete for frost damage can be obtained. In addition, the amount of cement for securing the same strength as the conventional one can be saved and the cost can be reduced.
（８） 前記中空ビーズの混入量を、前記フレッシュコンクリートの硬化後におけるセメント硬化体に対する前記中空ビーズの体積比が３％以上６％以下となる量とする（５）に記載のフレッシュコンクリートの製造方法。 (8) Production of fresh concrete according to (5), wherein the amount of the hollow beads mixed is an amount such that the volume ratio of the hollow beads to the hardened cement body after hardening of the fresh concrete is 3% or more and 6% or less. Method.
（８）の発明によれば、フレッシュコンクリート中の空気中の総量は、従来の一般的基準と概ね同程度であるが、その気泡の大部分は、本発明独自の微細気泡部からなるものとした。このようなフレッシュコンクリートによっても、コンクリート硬化体の凍結融解抵抗性を十分に向上させることができる。又、このようなフレッシュコンクリートは、気泡直径の分散が大きい同空気量程度の従来のフレッシュコンクリートよりもスランプが大きく施工性に優れたものとなる。 According to the invention of (8), the total amount of air in the fresh concrete is approximately the same as the conventional general standard, but most of the bubbles are composed of the microbubbles unique to the present invention. did. Even with such a fresh concrete, the freeze-thaw resistance of the hardened concrete can be sufficiently improved. Also, such fresh concrete has a larger slump and excellent workability than conventional fresh concrete having the same amount of air with a large dispersion of bubble diameters.
本発明によれば、微細気泡の直径と存在量が安定的に制御されて最適化されていることによって、強度や施工性等のコンクリートとしての基本性能を確保しながら、凍結融解抵抗性を十分に向上させたコンクリート硬化体を提供することができる。 According to the present invention, the diameter and abundance of fine bubbles are stably controlled and optimized, so that the basic properties of concrete such as strength and workability are ensured while freeze-thaw resistance is sufficient. An improved concrete cured body can be provided.
以下、本発明の実施態様について説明する。尚、本発明は以下の実施態様に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to the following embodiments.
＜フレッシュコンクリート＞
本発明のコンクリート硬化体を製造するためのフレッシュコンクリート（以下、単に「フレッシュコンクリート」とも言う）は、所定サイズの樹脂製の中空ビーズが所定量範囲で混入されていること、及び、消泡剤の添加等の手段により結合剤中のエントラップドエアが十分に除去されていることを特徴とする。フレッシュコンクリートのその他の材料の配合比は、特段限定されない。従来公知の材料を実施用途に応じて適宜、設定すればよい。
<Fresh concrete>
The fresh concrete for producing the hardened concrete of the present invention (hereinafter also simply referred to as “fresh concrete”) includes a predetermined amount of resin hollow beads mixed in a predetermined amount range, and an antifoaming agent. The entrapped air in the binder is sufficiently removed by means such as the addition of. The mixing ratio of other materials of fresh concrete is not particularly limited. What is necessary is just to set a conventionally well-known material suitably according to the implementation use.
（中空ビーズ）
フレッシュコンクリートに混入させる中空ビーズは、硬化時に直径０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下、より好ましくは直径０．０１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の微細気泡部を形成可能な樹脂製の中空ビーズであればよい。本明細書において「ビーズ」とは球形や長円形や円筒形の球を意味する。本発明に用いる中空ビーズは、凍結融解に伴う水圧を緩和して凍結融解抵抗性を発揮させるに足る可撓性を有するものであればよく、その形状は、中空であり、且つ、略球形状であることが好ましい。又、中空ビーズの粒径は、中空部の内径が、０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲であればよく、その外径の０．９５倍以上程度であることが好ましい。又、中空ビーズの粒径（外径）は、上記範囲内で一定の分散があってもよいが、粒径が０．１ｍｍ前後であって、その分散が少ないものが、より好ましい。具体的には、中空ビーズの全粒数のうち７０％の粒が、粒径０．１ｍｍ±０．０５ｍｍの範囲にあるものが好ましい。
(Hollow beads)
The hollow beads to be mixed into the fresh concrete may be resin-made hollow beads capable of forming a fine bubble portion having a diameter of 0.01 mm or more and 0.3 mm or less, more preferably a diameter of 0.01 mm or more and 0.15 mm or less when cured. . In this specification, “bead” means a spherical, oval or cylindrical sphere. The hollow beads used in the present invention need only have flexibility sufficient to relieve the water pressure associated with freezing and thawing and exhibit freezing and thawing resistance, and the shape thereof is hollow and substantially spherical. It is preferable that Moreover, the particle diameter of the hollow beads may be such that the inner diameter of the hollow portion is in the range of 0.01 mm or more and 0.3 mm or less, and is preferably about 0.95 times or more the outer diameter. Further, the particle size (outer diameter) of the hollow beads may have a certain dispersion within the above range, but those having a particle diameter of around 0.1 mm and less dispersion are more preferable. Specifically, it is preferable that 70% of the total number of hollow beads is in the range of 0.1 mm ± 0.05 mm.
中空ビーズの材料の具体例としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、スチレン・エチレン共重合体、ポリ塩化ビニリデン等の可撓性を有する樹脂を挙げることができる。これらの樹脂を発泡させることにより得ることができる中空ビーズを好ましく用いることができる。 Specific examples of the material of the hollow beads include flexible resins such as polystyrene, polypropylene, polyethylene, acrylonitrile styrene copolymer, styrene / ethylene copolymer, and polyvinylidene chloride. Hollow beads that can be obtained by foaming these resins can be preferably used.
中空ビーズのフレッシュコンクリートへの配合比は、中空ビーズによって形成される微細気泡部のセメント硬化体に対する体積比が、０．５％以上６％以下となる量とする。 The mixing ratio of the hollow beads to the fresh concrete is such that the volume ratio of the fine bubbles formed by the hollow beads to the hardened cement body is 0.5% or more and 6% or less.
尚、中空ビーズに代えて、消泡剤によって消失しにくいプレフォーム気泡を連行することによって、微細気泡部を形成するようにしても、本発明のコンクリート硬化体と同様の効果を発現しうるコンクリート硬化体とすることができる。この場合は、消泡剤に含まれるポリビニルアルコール等の合成高分子等からなるカプセル基剤の濃度を、一般的な濃度よりも高い５０質量％程度の濃度まで高めることにより、そのような消失しにくいプレフォーム気泡を連行することが可能である。 It should be noted that, in place of hollow beads, concrete that can exhibit the same effect as the hardened concrete body of the present invention even if a fine bubble portion is formed by entraining preform bubbles that are difficult to disappear by an antifoaming agent. It can be a cured body. In this case, such disappearance can be achieved by increasing the concentration of the capsule base made of a synthetic polymer such as polyvinyl alcohol contained in the antifoaming agent to a concentration of about 50% by mass higher than the general concentration. It is possible to entrain difficult preform bubbles.
（消泡剤）
消泡剤としては、例えば、ポリアルキレングリコール等、従来公知の消泡剤を用いることができる。使用量以上の主にエントラップドエアからなるフレッシュコンクリート中の中空ビーズ内の空気以外の空気を、十分に除去可能なものを、添加すればよい。その添加量は、一般的な添加量よりも多量となる。これにより、中空ビーズ内の空気以外の空気のフレッシュコンクリート中における存在量である空気量を２０％程度以下、好ましくは２％以下に除去可能な添加量であればよい。
(Defoamer)
As an antifoamer, conventionally well-known antifoamers, such as polyalkylene glycol, can be used, for example. What is necessary is just to add what can fully remove air other than the air in the hollow bead in the fresh concrete which mainly consists of entrapd air more than the usage-amount. The addition amount is larger than the general addition amount. Thus, the amount of air other than the air in the hollow beads, which is the amount of air present in the fresh concrete, may be added so as to be removed to about 20% or less, preferably 2% or less.
（結合剤）
フレッシュコンクリートにおいて結合剤として用いるセメント材としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメント以外に高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等を挙げることができる。これらを上記の通り、コンクリート硬化体の使用用途により使い分けることが好ましい。
(Binder)
Examples of the cement material used as a binder in fresh concrete include blast furnace cement, silica cement, fly ash cement and the like in addition to Portland cement such as ordinary Portland cement and early strength Portland cement. As described above, it is preferable to properly use these depending on the intended use of the hardened concrete.
但し、セメント材としては、ブレーン値が普通ポルトランドセメントよりも小さいＭＫＣ（低発熱型高炉セメントＢ種）を用いることにより、コンクリート硬化体の施工性を更に向上させることもできる。この配合では、通常、ブリーディングが発生しやすいが、均質に微細な気泡を分散させることでブリーディングを抑制することができる。又、振動に対して広がりやすい性質を持つのでフレッシュコンクリートのスランプフローの値が大きくなるからである。 However, as the cement material, the workability of the hardened concrete body can be further improved by using MKC (low exothermic blast furnace cement type B) whose brane value is smaller than that of ordinary Portland cement. In this formulation, bleeding is usually likely to occur, but bleeding can be suppressed by uniformly dispersing fine bubbles. Moreover, since it has the property which is easy to spread with respect to a vibration, the value of the slump flow of fresh concrete becomes large.
（その他の材料と配合比）
フレッシュコンクリートのその他の材料と組成物の配合比については特段限定されない。用途を考慮して適宜設定すればよい。具体的には例えば、水結合材比４０〜６０％、細骨材率（ｓ／ａ）２０〜６０％、単位水量１１０〜１８５ｋｇ／ｍ３、単位結合材量２１０〜４５０ｋｇ／ｍ３、単位細骨材量４５０〜１０００ｋｇ／ｍ３の範囲で配合を設定すればよい。フライアッシュ等の粉体で結合材の一部を置換してもよい。又、一般的なＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤等の混和剤を添加することもできる。
(Mixing ratio with other materials)
There is no particular limitation on the blending ratio of the fresh concrete to other materials and the composition. What is necessary is just to set suitably considering a use. Specifically, for example, the water binder ratio is 40 to 60%, the fine aggregate rate (s / a) is 20 to 60%, the unit water amount is 110 to 185 kg / m 3 , the unit binder amount is 210 to 450 kg / m 3 , and the unit. What is necessary is just to set a mixing | blending in the range of the amount of fine aggregates 450-1000 kg / m < 3 >. Part of the binder may be replaced with a powder such as fly ash. Moreover, admixtures, such as a general AE agent, AE water reducing agent, and high performance AE water reducing agent, can also be added.
尚、フレッシュコンクリートにおける気泡部の体積比等を測定する方法については、水中を上昇した気泡による浮力の経時変化より解析を行う浮力法等の従来公知の方法を採用することができる。 In addition, about the method of measuring the volume ratio etc. of the bubble part in fresh concrete, conventionally well-known methods, such as the buoyancy method which analyzes from the time-dependent change of the buoyancy by the bubble which rose in water, are employable.
＜コンクリート硬化体＞
本発明のコンクリート硬化体（以下、単に「コンクリート硬化体」とも言う）は、上記のフレッシュコンクリートを硬化させて得ることができる。
<Hardened concrete>
The hardened concrete body of the present invention (hereinafter also simply referred to as “concrete hardened body”) can be obtained by curing the above fresh concrete.
コンクリート硬化体は、セメント内に多数の気泡部が分散形成された所謂気泡コンクリートである。このコンクリート硬化体は、その気泡部が、主として、樹脂製の中空ビーズによって形成されており、直径０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の微細気泡部からなるものであることを特徴とする。そして、コンクリート硬化体の気泡部のうち少なくとも、体積比において７０％以上がこの微細気泡部によって占められている。よって、直径が０．３ｍｍを超える粗大な気泡の比率は、体積比で３０％以下となる。又、微細気泡部は、そのサイズのバラツキが極めて小さいことを特徴とする。具体的には、微細気泡部の直径の分散が、２．５×１０−３以上６２．５×１０−３以下であることが好ましく、２．５×１０−３以上１０×１０−３以下であることがより好ましい。コンクリート硬化体内における、このような気泡の直径のバラツキの制御は、後述する本願独自の製造方法によって実現可能である。 The hardened concrete is so-called cellular concrete in which a large number of cellular parts are dispersedly formed in cement. This hardened concrete body is characterized in that the bubble portion is mainly formed of resin hollow beads and is composed of fine bubble portions having a diameter of 0.01 mm or more and 0.3 mm or less. And at least 70% or more in the volume ratio among the bubble portions of the hardened concrete body is occupied by the fine bubble portions. Therefore, the ratio of coarse bubbles having a diameter exceeding 0.3 mm is 30% or less in volume ratio. Further, the fine bubble portion is characterized by extremely small variation in size. Specifically, the dispersion of the diameter of the fine bubble part, 2.5 is preferably × 10 -3 to 62.5 × 10 -3 or less, 2.5 × 10 -3 to 10 × 10 -3 or less It is more preferable that Such control of the variation in the diameter of the bubbles in the hardened concrete body can be realized by a manufacturing method unique to the present application described later.
コンクリート硬化体の微細気泡部は、樹脂製の中空ビーズによって形成されている。そして、微細気泡部の前記セメント硬化体に対する体積比が、０．５％以上６％以下となっている。この体積比は、その下限が０．５％以上であれば、例えば、３％未満であってもよく、この範囲において、優れた強度を確保しながら、コンクリート硬化体の凍結融解抵抗性を十分に向上させることができる。 The fine bubble portion of the hardened concrete body is formed by resin hollow beads. And the volume ratio with respect to the said cement hardening body of a fine bubble part is 0.5% or more and 6% or less. If the lower limit is 0.5% or more, this volume ratio may be, for example, less than 3%. In this range, sufficient freeze-thaw resistance of the hardened concrete is ensured while ensuring excellent strength. Can be improved.
或いは、上記体積比は３％以上６％以下であってもよく、この範囲においても、コンクリート硬化体の凍結融解抵抗性を十分に向上させることができる。又、このようなフレッシュコンクリートは、気泡直径の分散が大きい同空気量程度の従来のフレッシュコンクリートよりも、コンクリート中の気泡が有するボールベアリングと呼ばれる効果により、単位水量を増やすことなく、コンクリートの流動性が向上するため、スランプが大きく施工性に優れたものとなる。 Alternatively, the volume ratio may be 3% or more and 6% or less, and even in this range, the freeze-thaw resistance of the hardened concrete can be sufficiently improved. In addition, such fresh concrete has the effect of being called a ball bearing that bubbles in the concrete have, compared to conventional fresh concrete with the same amount of air with a large dispersion of bubble diameters, so that the flow of concrete can be increased without increasing the unit water volume. Since the property is improved, the slump is large and the workability is excellent.
又、コンクリート硬化体の気泡間隔係数は、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、０．２ｍｍ以下である。気泡間隔係数を上記範囲とすることによって、コンクリート硬化体の凍結融解抵抗性を更に向上させることができる。 Moreover, it is preferable that the bubble space | interval coefficient of a hardened concrete body is 0.4 mm or less, More preferably, it is 0.2 mm or less. By setting the bubble spacing coefficient in the above range, the freeze-thaw resistance of the hardened concrete can be further improved.
尚、コンクリート硬化体における気泡部の体積比や気泡間隔係数等を測定する方法については、例えば、公知の方法である「ＡＳＴＭ Ｃ４５７ 硬化コンクリートの気泡パラメータの顕微鏡による測定方法」等によることができる。 In addition, about the method of measuring the volume ratio of a bubble part in a hardened concrete body, a bubble space | interval coefficient, etc., it can be based on the well-known method "the measuring method with the microscope of the bubble parameter of ASTM C457 hardened concrete" etc., for example.
＜フレッシュコンクリートの製造方法＞
本発明のフレッシュコンクリートを製造するための材料は上述した通りである。本願独自の樹脂製の中空ビーズを含むそれらの材料を混錬するためには、従来公知の一般的なフレッシュコンクリートの混錬方法、混錬手段を用いることができる。但し、本発明の製造方法においては、フレッシュコンクリートから空気を除去する空気除去工程が必須の工程として、追加的に加わる点において従来方法とは異なる。
<Method for producing fresh concrete>
The material for producing the fresh concrete of the present invention is as described above. In order to knead those materials including hollow beads made of resin unique to the present application, a conventionally known general kneading method and kneading means of fresh concrete can be used. However, the manufacturing method of the present invention is different from the conventional method in that an air removing step for removing air from fresh concrete is additionally added as an essential step.
（弾性中空体混入工程）
この工程では、直径０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の樹脂製の中空ビーズを、フレッシュコンクリート材料に混入する。この処理は、空気除去工程に先行して行うことが好ましい。中空ビーズの混入量は本発明所定の微細気泡部の体積比を上述の範囲とすることができる範囲で適宜調整する。
(Elastic hollow body mixing process)
In this step, resin-made hollow beads having a diameter of 0.01 mm or more and 0.3 mm or less are mixed into the fresh concrete material. This treatment is preferably performed prior to the air removal step. The mixing amount of the hollow beads is appropriately adjusted within a range in which the volume ratio of the predetermined fine bubble portion of the present invention can be within the above range.
（空気除去工程）
この工程では、セメント、水、中空ビーズ、及び、必要に応じて添加されるその他の材料からなるフレッシュコンクリートから、空気を除去する工程である。この処理は消泡剤の多量の添加によって行うことができる。この処理によって、フレッシュコンクリート中の空気量が２．０％以下、好ましくは０．２％以下となるようにする。尚、この工程における除去対象の空気は、中空ビーズ内の空気を除く空気であり、ここで言う空気量とは、中空ビーズ内の空気を除くその他の空気を言うものとする。
(Air removal process)
In this step, air is removed from fresh concrete made of cement, water, hollow beads, and other materials added as necessary. This treatment can be performed by adding a large amount of antifoaming agent. By this treatment, the amount of air in the fresh concrete is adjusted to 2.0% or less, preferably 0.2% or less. The air to be removed in this step is the air excluding the air in the hollow beads, and the air amount referred to here means other air excluding the air in the hollow beads.
本発明のフレッシュコンクリートの製造方法によって得ることができるフレッシュコンクリートを硬化させることにより、強度や施工性等のコンクリートとしての基本性能を確保しながら、凍結融解抵抗性を十分に向上させた本発明のコンクリート硬化体を得ることができる。 By curing the fresh concrete that can be obtained by the method for producing fresh concrete of the present invention, the freeze-thaw resistance is sufficiently improved while securing the basic performance as concrete such as strength and workability. A hardened concrete can be obtained.
以下、本発明のコンクリート硬化体について、実施例を挙げて詳細に説明する。尚、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the concrete hardening body of the present invention will be described in detail with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the Example shown below at all.
本発明の優れた物性を確認するために、以下に説明する各材料を用いて、下記の表１の組成によりコンクリート硬化体の製造を行った。実施例１及び２については、本発明の製造方法に則り、消泡剤により、フレッシュコンクリートからの空気の除去を行った。空気除去後のフレッシュコンクリート及び硬化後のコンクリートに対する直径０．３ｍｍ以下の微細気泡部気泡部の空気量（体積）と、コンクリートに対する全空気量をそれぞれ算出した。このコンクリートに対する微細気泡部の空気量（容量％）、全空気量（容量％）に占める割合を、それぞれ表２に記載した。微細気泡部の空気量（容量％）は、下記の中空ビーズの平均粒径と添加量から算出した値を微細気泡部の空気量とした。全空気量の（容量％）の測定は、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して行った。尚、硬化体については、硬化体の表面を研磨仕上げした供試体について、気泡組織をＡＳＴＭ−Ｃ４５７のリニアトラバース法に準拠して顕微鏡で測定することにより、直径が０．３ｍｍ以下の気泡部の割合を算出し、その空気量を微細気泡部の空気量とした。 In order to confirm the excellent physical properties of the present invention, a hardened concrete body was produced according to the composition shown in Table 1 below using each material described below. About Example 1 and 2, the removal of the air from fresh concrete was performed with the antifoamer according to the manufacturing method of this invention. The air volume (volume) of the fine bubble part bubble part with a diameter of 0.3 mm or less with respect to the fresh concrete after air removal and the concrete after hardening, and the total air quantity with respect to the concrete were calculated, respectively. Table 2 shows the ratio of the fine air bubble portion to the concrete in the amount of air (volume%) and the total amount of air (volume%). The amount of air (volume%) in the fine bubble part was defined as the amount of air in the fine bubble part, which was calculated from the average particle size and the added amount of the following hollow beads. The measurement of (volume%) of the total air amount was performed according to JIS-A1128. In addition, about a hardening body, about the specimen which finished the surface of the hardening body, the bubble structure of a bubble part whose diameter is 0.3 mm or less is measured by a microscope based on the linear traverse method of ASTM-C457. The ratio was calculated and the amount of air was taken as the amount of air in the fine bubble portion.
セメント１：「普通ポルトランドセメント」。実施例１及び比較例１において、セメントとしてこれを用いた。
セメント２：「ＭＫＣセメント（高炉セメントＢ種）」実施例２において、セメントとしてこれを用いた。
細骨材：５ｍｍ以下、表乾密度２．５８ｇ／ｃｍ３、Ｆ．Ｍ：２．８５
粗骨材：２５ｍｍ〜５ｍｍ、表乾密度：２．５７ｇ／ｃｍ３、実積率：６３．５％
ＡＥ剤：高性能ＡＥ減水剤（ＢＡＳＦジャパン社製、ＳＰ８ＳＢＭ）
消泡剤：消泡剤（サンノブコ株式会社の商品名：ＳＮデフォーマー１４ＨＰ）
中空ビーズ：平均粒径０．０６ｍｍ、直径の分散が、１０．０×１０−３〜３０．０×１０−３の範囲にある、中空の樹脂製のビーズを用いた。実施例１、２ともに１．０Ｖｏｌ％の割合でフレッシュコンクリートに添加した。
Cement 1: “ordinary Portland cement”. In Example 1 and Comparative Example 1, this was used as cement.
Cement 2: “MKC cement (blast furnace cement B type)” In Example 2, this was used as cement.
Fine aggregate: 5 mm or less, surface dry density 2.58 g / cm 3 , F.R. M: 2.85
Coarse aggregate: 25 mm to 5 mm, surface dry density: 2.57 g / cm 3, actual volume ratio: 63.5%
AE agent: High-performance AE water reducing agent (BASF Japan, SP8SBM)
Antifoaming agent: Antifoaming agent (trade name of Sannobuco Co., Ltd .: SN deformer 14HP)
Hollow beads: Hollow resin beads having an average particle diameter of 0.06 mm and a diameter dispersion in the range of 10.0 × 10 −3 to 30.0 × 10 −3 were used. Both Examples 1 and 2 were added to fresh concrete at a rate of 1.0 Vol%.
（凍結融解抵抗性について）
実施例、比較例について、ＪＩＳ Ａ １１４８のコンクリートの凍結融解試験を行い、凍結融解抵抗性を評価した。結果は表３の通り、微細気泡部の占める割合が高い実施例において、耐凍害性が大幅に向上した。
(About freeze-thaw resistance)
About the Example and the comparative example, the freeze-thaw test of the concrete of JIS A1148 was done, and the freeze-thaw resistance was evaluated. As a result, as shown in Table 3, the frost damage resistance was greatly improved in Examples in which the proportion of fine bubbles was high.
（施工性の向上について）
ＮＥＸＣＯ管理要領ＪＨＳ ７３３（中流動覆工コンクリートの配合選定）に準拠し、上記配合にて加振フロー試験を実施した。なお、振動時間は通常試験の１０秒から５秒に変更した。５秒の振動によって、各実施例比較例における加振前のスランプ（スランプフロー）の値は同程度であるが、加振後のスランプフローでは１００ｍｍ程度の差異が認められ、気泡ビーズを用いることで、振動によるコンクリートの広がりが大きくなることが分かった。つまり、気泡ビーズを用いることで施工性能が改善される可能性があることを、本実験結果より明らかとした。
(About improvement of workability)
In accordance with NEXCO management guideline JHS 733 (mixing selection of medium-flow lining concrete), an excitation flow test was performed with the above-mentioned mixing. The vibration time was changed from 10 seconds in the normal test to 5 seconds. By the vibration for 5 seconds, the value of the slump (slump flow) before vibration in the comparative examples of each example is about the same, but a difference of about 100 mm is observed in the slump flow after vibration, and bubble beads are used. Thus, it was found that the spread of the concrete due to vibration becomes large. That is, it was clarified from the result of this experiment that the construction performance may be improved by using the bubble beads.
尚、実施例、比較例についてＪｌＳＡ１１０８−１９９９に準じて圧縮強度も測定した。結果は表３に示す通りである。 In addition, about the Example and the comparative example, compressive strength was also measured according to JlSA1108-1999. The results are as shown in Table 3.
以上の結果より、本発明に係るフレッシュコンクリートは、施工性に優れたものであり、又、それを用いてなるコンクリート硬化体は、空気量を抑えることにより強度を保持しながら、凍結融解抵抗性を十分に向上させたコンクリート硬化体であることが分る。 From the above results, the fresh concrete according to the present invention is excellent in workability, and the hardened concrete using the same is resistant to freezing and thawing while maintaining strength by suppressing the amount of air. It turns out that it is a concrete hardening body which improved sufficiently.
Claims (8)
ブレーン値が普通ポルトランドセメントよりも小さいセメント材が用いられていて、
コンクリート硬化体内の全ての前記気泡部のうち、体積比で７０％以上の気泡部は、直径０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の樹脂製の中空ビーズによって形成されている微細気泡部であり、
前記微細気泡部の前記セメント硬化体に対する体積比が、０．５％以上６％以下であるコンクリート硬化体。 A hardened concrete body in which bubbles are dispersed in a hardened cement body,
Cement material whose brane value is smaller than normal Portland cement is used,
Of all the air bubbles in the hardened concrete body, the air bubbles of 70% or more by volume ratio are fine air bubbles formed by hollow beads made of resin having a diameter of 0.01 mm or more and 0.3 mm or less,
A hardened concrete body in which a volume ratio of the fine bubble portion to the hardened cement body is 0.5% or more and 6% or less.
直径０．０１ｍｍ以上０．３ｍ以下の樹脂製の中空ビーズを、フレッシュコンクリート材料に混入する弾性中空体混入工程と、
前記弾性中空体混入工程後に、フレッシュコンクリート中における前記中空ビーズ内の空気を除いた他の空気の空気量が２．０％以下となるように、空気を除去する空気除去工程と、を備え、
前記弾性中空体混入工程における前記中空ビーズの混入量を、前記フレッシュコンクリートの硬化後におけるセメント硬化体に対する前記中空ビーズの体積比が０．５％以上６％以下となる量とするフレッシュコンクリートの製造方法。 A method for producing fresh concrete comprising cement and water,
Elastic hollow body mixing step of mixing hollow beads made of resin having a diameter of 0.01 mm or more and 0.3 m or less into fresh concrete material,
An air removal step of removing air so that the air amount of other air excluding the air in the hollow beads in the fresh concrete is 2.0% or less after the elastic hollow body mixing step ,
Production of fresh concrete in which the hollow beads are mixed in the elastic hollow body mixing step so that the volume ratio of the hollow beads to the hardened cement body after hardening of the fresh concrete is 0.5% to 6%. Method.
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