JP6753632B2 - Fresh concrete for blast furnace cement concrete - Google Patents
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Description
本発明は、高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリート、及びそれを用いた高炉セメントコンクリート硬化体に関するものである。 The present invention relates to fresh concrete for blast furnace cement concrete and a hardened blast furnace cement concrete using the same.
近年、温暖化防止のための環境対策として、コンクリート硬化体に由来するＣＯ２の発生量を抑制することが求められている。ＣＯ２の発生量を抑制するためには、鉄鋼産業の副産物である高炉スラグを普通ポルトランドセメントに置換した高炉セメントを用いることが有効であることが知られている（特許文献１参照）。 In recent years, as an environmental measure to prevent climate change, it has been required to suppress the amount of CO 2 generated from a hardened concrete body. It is known that it is effective to use blast furnace cement in which blast furnace slag, which is a by-product of the steel industry, is replaced with ordinary Portland cement in order to suppress the amount of CO 2 generated (see Patent Document 1).
しかしながら、高炉セメントは、一方で、普通ポルトランドセメントを用いた普通コンクリートと比べて、中性化が速く耐久性の確保が難しいという問題があった。 However, on the other hand, blast furnace cement has a problem that it is faster to neutralize and it is difficult to secure durability as compared with ordinary concrete using ordinary Portland cement.
ここで、コンクリートの中性化とは、大気中の二酸化炭素（ＣＯ２）がコンクリート内に侵入し、炭酸化反応を引き起こすことにより、本来アルカリ性である細孔溶液のｐｈを下げる現象である。中性化はコンクリート表面より進行し、鉄筋等の鋼材位置に達すると、不動態被膜を破壊する。これにより鋼材を腐食させ、腐食生成物の体積膨張により、コンクリートのひび割れや剥離を引き起こし、耐荷力等構造物の性能低下が生じる。 Here, the neutralization of concrete is a phenomenon in which carbon dioxide (CO 2 ) in the atmosphere invades the concrete and causes a carbonation reaction to lower the pH of the originally alkaline pore solution. Neutralization progresses from the concrete surface, and when it reaches the position of steel materials such as reinforcing bars, it destroys the passivation film. As a result, the steel material is corroded, and the volume expansion of the corrosion product causes cracks and peeling of the concrete, resulting in deterioration of the performance of the structure such as load bearing capacity.
本発明は、ＣＯ２発生量を大幅に抑制可能な環境配慮型のコンクリートでありながら、ＣＯ２発生量の多い普通コンクリートと同等又はそれ以上の中性化抵抗性を有する高炉セメントコンクリートを提供することを目的とする。 The present invention is yet concrete significantly suppressible environmentally friendly and CO 2 emissions, provides blast furnace cement concrete with a lot plain concrete which is equal to or more than the neutralization resistant CO 2 emissions The purpose is.
本発明者らは、高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートに適量のシリコーンオイルを添加することによって、高炉セメントコンクリートの中性化抵抗性を向上させることが可能であることを見出し、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。 The present inventors have found that it is possible to improve the neutralization resistance of blast furnace cement concrete by adding an appropriate amount of silicone oil to fresh concrete for blast furnace cement concrete, and complete the present invention. It came to. Specifically, the present invention provides the following.
（１） 高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートであって、セメント材と、骨材と、水と、シリコーンオイルと、を含有してなり、前記セメント材は、ポルトランドセメントと、高炉スラグと、からなり、前記シリコーンオイルの含有量が、前記高炉スラグの含有量の３．０質量％以上６０．０質量％以下であるフレッシュコンクリート。 (1) Fresh concrete for blast furnace cement concrete, which contains cement material, aggregate, water, and silicone oil, and the cement material is composed of Portland cement and blast furnace slag. , The fresh concrete in which the content of the silicone oil is 3.0% by mass or more and 60.0% by mass or less of the content of the blast furnace slag.
（１）の発明によれば、高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートにおける材料の配合を、高炉スラグ含有量対比における適量のシリコーンオイルを添加する独自の配合とした。これによれば、ＣＯ２発生量を大幅に抑制可能な環境配慮型のコンクリートでありながら、ＣＯ２発生量の多い普通コンクリートと同等又はそれ以上の優れた中性化抵抗性を有する高炉セメントコンクリートを得ることができる。 According to the invention of (1), the material composition in fresh concrete for blast furnace cement concrete is a unique composition in which an appropriate amount of silicone oil is added in comparison with the blast furnace slag content. According to this, yet CO 2 emissions concrete significantly suppressible environmentally friendly and blast furnace cement concrete with CO 2 generated a large amount of normal-weight concrete which is equal to or more than the good neutralization resistant Can be obtained.
（２） 前記シリコーンオイルが、アルキル変性シリコーンオイルである（１）に記載のフレッシュコンクリート。 (2) The fresh concrete according to (1), wherein the silicone oil is an alkyl-modified silicone oil.
（２）の発明によれば、（１）の発明の実施時における中性化抵抗性向上の効果発現の安定性を更に高めることができる。 According to the invention of (2), the stability of the effect of improving the neutralization resistance at the time of carrying out the invention of (1) can be further enhanced.
（３） （１）又は（２）に記載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高炉セメントコンクリート硬化体。 (3) A blast furnace cement concrete cured product obtained by curing the fresh concrete according to (1) or (2).
（３）の発明によれば、従来、環境配慮型の高炉セメントコンクリートとしては望ましいものでありながら、その硬化体としての物性の制約により、適用範囲に制限のあった高炉セメントコンクリートを、より広い範囲の建造物に適用することができる。 According to the invention of (3), the blast furnace cement concrete, which has been desirable as an environment-friendly blast furnace cement concrete but has a limited range of application due to the limitation of physical properties as a hardened body, is broadened. It can be applied to a range of buildings.
本発明によれば、普通セメントコンクリートに比べて中性化抵抗性の劣る高炉セメントコンクリートを対象に、普通コンクリートと同等以上の優れた中性化抵抗性を有する高炉セメントコンクリートを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide blast furnace cement concrete having excellent neutralization resistance equal to or higher than that of ordinary concrete, for blast furnace cement concrete having inferior neutralization resistance as compared with ordinary cement concrete. ..
以下、本発明の高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリート、及び同フレッシュコンクリートを硬化させてなる高炉セメントコンクリート硬化体の実施形態について説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the fresh concrete for blast furnace cement concrete of the present invention and the hardened blast furnace cement concrete obtained by hardening the fresh concrete will be described. The present invention is not limited to the following embodiments.
＜高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリート＞
本発明の高炉セメントコンクリート用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、セメント材として、ポルトランドセメントの一部を高炉スラグで置換した高炉セメントを用いたコンクリート材料である。本発明のフレッシュコンクリートは、当該フレッシュコンクリート中に適量のシリコーンオイルが含有されている点を特徴とする。セメント材や骨材等については、従来公知の一般的な高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートの配合と同様の各材料を特に限定なく用いることができる。
<Fresh concrete for blast furnace cement concrete>
The fresh concrete for blast furnace cement concrete of the present invention (hereinafter, also simply referred to as "fresh concrete") is a concrete material using blast furnace cement in which a part of Portland cement is replaced with blast furnace slag as a cement material. The fresh concrete of the present invention is characterized in that an appropriate amount of silicone oil is contained in the fresh concrete. As for the cement material, the aggregate and the like, each material similar to the formulation of fresh concrete for general blast furnace cement concrete known in the past can be used without particular limitation.
尚、本明細書における「骨材」とは、特にことわりの無い限り、細骨材及び粗骨材を含む広義の骨材を示すものとする。よって、本明細書における「コンクリート」には、セメント材と細骨材と粗骨材とからなる狭義のコンクリートに加えて、セメント材と細骨材とからなる所謂「モルタル」も含むものとする。 Unless otherwise specified, the term "aggregate" as used herein refers to aggregates in a broad sense including fine aggregates and coarse aggregates. Therefore, the term "concrete" in the present specification includes, in addition to concrete in a narrow sense consisting of cement material, fine aggregate and coarse aggregate, so-called "mortar" consisting of cement material and fine aggregate.
本発明のフレッシュコンクリートは、高炉セメント、水、骨材、及び、適量のシリコーンオイルを含んでなるコンクリート材料をミキサーに投入して混練することにより得ることができる。フレッシュコンクリートにおける水セメント比は、５５％程度であることが好ましく、４０％以上６０％の範囲であれば、中性化抵抗性に優れたフレッシュコンクリートとすることができる。尚、フレッシュコンクリートは、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、その他の添加剤として、分離防止剤、凝結促進剤、防錆剤、防水剤、防腐剤等の各種の添加剤が含有されているものであってもよい。 The fresh concrete of the present invention can be obtained by putting a concrete material containing blast furnace cement, water, aggregate, and an appropriate amount of silicone oil into a mixer and kneading it. The water-cement ratio in the fresh concrete is preferably about 55%, and if it is in the range of 40% or more and 60%, the fresh concrete having excellent neutralization resistance can be obtained. In addition, fresh concrete is added with various additives such as separation inhibitor, coagulation accelerator, rust preventive, waterproofing agent, preservative, etc., as necessary, within the range not impairing the effect of the present invention. It may contain an agent.
セメント材として用いることができる高炉セメントは、普通ポルトランドセメントの一部を高炉スラグで代替したセメント材である。この高炉セメントは、更に、必要に応じて添加材として、炭酸カルシウムや石膏等を、それぞれ、所定の比率で含有してなるものであることが好ましい。ここで、セメント材とは、「日本建築学会：建築工事標準仕様書・同解説ＪＡＳＳ５，２００９．２」に記載のある通り、セメント、及びセメントと高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム等の水硬性無機質粉末の混合物の総称で、骨材を結合し、コンクリートの強度発現に寄与する粉状の物質のことを言う。 Blast furnace cement that can be used as a cement material is a cement material in which a part of ordinary Portland cement is replaced with blast furnace slag. It is preferable that the blast furnace cement further contains calcium carbonate, gypsum, or the like as an additive in a predetermined ratio, if necessary. Here, the cement material is cement, and water such as cement and blast furnace slag fine powder, fly ash, silica fume, etc., as described in "Japan Architectural Society: Building Construction Standard Specifications / Explanation JASS5, 2009.2". A general term for a mixture of hard inorganic powders, which is a powdery substance that binds aggregates and contributes to the development of concrete strength.
又、高炉セメントは、ＪＩＳ規定により、セメント材中の高炉スラグの含有量に応じて、Ａ種（５％を超え３０％以下）、Ｂ種（３０％を超え６０％以下）及びＣ種（６０％を超え７０％以下）の３種に分類されているが、本発明においては、シリコーンオイルの添加量を最適化することによって、上記Ａ種〜Ｃ種相当のいずれの高炉セメントも用いることができる。 In addition, according to JIS regulations, blast furnace cement is classified into type A (more than 5% and less than 30%), type B (more than 30% and less than 60%) and type C (more than 30% and less than 60%) depending on the content of blast furnace slag in the cement material. It is classified into three types (more than 60% and 70% or less), but in the present invention, by optimizing the amount of silicone oil added, any blast furnace cement equivalent to the above types A to C can be used. Can be done.
セメント材の原料である高炉スラグとしては、粉末状の高炉スラグ粉末を好ましく用いることができる。この高炉スラグ粉末は、高炉で銑鉄を製造する際に副生する高炉スラグを溶融状態で水冷・破砕して得られる水砕スラグを粉末状にしたものを使用することができる。 As the blast furnace slag which is a raw material of the cement material, powdered blast furnace slag powder can be preferably used. As the blast furnace slag powder, powdered granulated slag obtained by water-cooling and crushing the blast furnace slag produced as a by-product when producing pig iron in the blast furnace can be used.
高炉スラグとともに用いるポルトランドセメントは、特に限定なく従来公知のものを用いることができる。具体的には、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、低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を適宜用いることができる。 The Portland cement used together with the blast furnace slag is not particularly limited, and conventionally known cement can be used. Specifically, various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, and low heat Portland cement can be appropriately used.
シリコーンオイルは、特に種類を限定されないが、非反応性の変性シリコーンオイルを好ましく用いることができる。このようなシリコーンオイルとしては、アルキル変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、アルキルアルコキシ変性シリコーンオイル等が挙げられるが、アルキル変性シリコーンオイルを特に好ましく用いることができる。 The type of silicone oil is not particularly limited, but a non-reactive modified silicone oil can be preferably used. Examples of such silicone oil include alkyl-modified silicone oil, dimethyl silicone oil, and alkylalkoxy-modified silicone oil, and alkyl-modified silicone oil can be particularly preferably used.
本発明のフレッシュコンクリートにおける、シリコーンオイルの含有量は、セメント材中の高炉スラグの含有量の３．０質量％以上６０．０質量％以下であればよく、１０．０質量％以上であることが好ましい。シリコーンオイルの含有量が、上記範囲にあることにより、フレッシュコンクリートに優れた中性化抵抗性を備えさせることができる。例えば、高炉スラグセメントして汎用的に用いられており、セメント材における高炉スラグ置換率が４５％程度である「Ｂ種高炉スラグセメント」をセメント材として用いる場合であれば、シリコーンオイルの含有量は、当該セメント材に対する質量比で１．５質量％以上程度の含有量であればよい。 The content of silicone oil in the fresh concrete of the present invention may be 3.0% by mass or more and 60.0% by mass or less of the content of blast furnace slag in the cement material, and is 10.0% by mass or more. Is preferable. When the content of the silicone oil is in the above range, the fresh concrete can be provided with excellent neutralization resistance. For example, when "B-type blast furnace slag cement", which is widely used as blast furnace slag cement and has a blast furnace slag replacement rate of about 45% in the cement material, is used as the cement material, the content of silicone oil. May have a content of about 1.5% by mass or more in terms of mass ratio with respect to the cement material.
＜高炉セメントコンクリート硬化体＞
本発明の高炉セメントコンクリート硬化体は、上記の高炉セメントコンクリート用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コンクリート硬化体である。本発明のフレッシュコンクリートから高炉セメントコンクリート硬化体への硬化の方法は特に限定されず、従来方法を適宜採用することができる。この高炉セメントコンクリート硬化体は、従来の普通コンクリート硬化体と同様、鋼管コンクリート部材やコンクリート杭等、各種建造物等のコンクリート構造体を構成するコンクリート硬化体として使用することができる。
<Blast furnace cement concrete hardened body>
The hardened blast furnace cement concrete of the present invention is a hardened concrete obtained by hardening the above-mentioned fresh concrete for blast furnace cement concrete. The method for hardening the fresh concrete of the present invention to the hardened blast furnace cement concrete is not particularly limited, and the conventional method can be appropriately adopted. This blast furnace cement concrete hardened body can be used as a concrete hardened body constituting a concrete structure of various buildings such as steel pipe concrete members and concrete piles, like a conventional ordinary concrete hardened body.
以下、本発明について、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 present invention will be described in detail with reference to examples. The present invention is not limited to the examples shown below.
［実施例、比較例、及び参考例の試験体］
セメント材の種類及び、シリコーンオイルの添加量と、コンクリート硬化体の中性化抵抗性との相関を検証するため、以下の試験を行った。下記の通りの調合のフレッシュコンクリートからなる硬化体を実施例及び比較例の各試験体として、下記の中性化抵抗性試験を行った。
[Test specimens of Examples, Comparative Examples, and Reference Examples]
The following tests were conducted to verify the correlation between the type of cement material and the amount of silicone oil added and the neutralization resistance of the hardened concrete. The following neutralization resistance test was carried out using a cured product made of fresh concrete having the following composition as each test body of Examples and Comparative Examples.
実施例、比較例、及び参考例の各試験体を形成するコンクリートのフレッシュコンクリートのセメント材として、高炉スラグ置換率の異なる高炉セメント（表１において、それぞれ、「ＢＡ」「ＢＢ」「ＢＣ」と記載）又は、普通セメント（表１において「ＯＰＣ」と記載）を用いた。高炉セメントは、高炉スラグ微粉末による普通セメント（ＯＰＣ）の置換率が、それぞれ２５％（ＢＡ）、４５％（ＢＢ）、６５％（ＢＣ）である高炉セメントを用いた。又、骨材としては、白老産陸砂を用いた。セメント材と骨材の比率は、いずれのフレッシュコンクリートにおいても１：３とした。又、水セメント比は、いずれのフレッシュコンクリートにおいても５５％とした。 As the cement material for the fresh concrete of the concrete forming the test specimens of Examples, Comparative Examples, and Reference Examples, blast furnace cements having different blast furnace slag replacement rates (in Table 1, "BA", "BB", and "BC", respectively, are used. (Description) or ordinary cement (described as "OPC" in Table 1) was used. As the blast furnace cement, the blast furnace cement in which the replacement rates of ordinary cement (OPC) with the blast furnace slag fine powder were 25% (BA), 45% (BB) and 65% (BC), respectively, was used. As the aggregate, Shiraoi land sand was used. The ratio of cement material to aggregate was 1: 3 for all fresh concrete. The water-cement ratio was 55% for all fresh concrete.
シリコーンオイルとしては、アルキル変性シリコーンオイルを用いた。シリコーンオイルの添加量は、表１に記載の通り、各試験体毎に異なる量のシリコーンオイルを添加した。尚、表１中におけるシリコーンオイルに関する数値（質量％）は、各試験体のフレッシュコンクリート中におけるセメント材質量に対するシリコーンオイルの含有量比（質量％）と、セメント材に含有される高炉スラグ質量に対するシリコーンオイルの含有量比（質量％）とを示している。 As the silicone oil, an alkyl-modified silicone oil was used. As shown in Table 1, the amount of silicone oil added was different for each test piece. The numerical values (mass%) for silicone oil in Table 1 are the ratio of the content of silicone oil to the amount of cement material in the fresh concrete of each test piece (mass%) and the mass of blast furnace slag contained in the cement material. It shows the content ratio (mass%) of silicone oil.
［中性化抵抗性試験］
セメント材の種類及びシリコーンオイルの添加量と、中性化深さとの関係を表１に示す。中性化深さの測定は、２０℃、６０％ＲＨ、５％ＣＯ２濃度の促進環境下に２８日間（４ｗ）及び５６日間（８ｗ）曝露し、「ＪＩＳ Ａ １１５２ コンクリートの中性化深さ測定方法」により行った。
[Neutralization resistance test]
Table 1 shows the relationship between the type of cement material, the amount of silicone oil added, and the neutralization depth. The neutralization depth was measured by exposing to 20 ° C., 60% RH, 5% CO 2 concentration promotion environment for 28 days (4w) and 56 days (8w), and "JIS A 1152 concrete neutralization depth. The measurement method was used.
表１より、高炉スラグセメントにおいて、シリコーンオイルの添加量が高炉スラグの含有量に対して一定量比以上となったときに、中性化抵抗性が著しく向上することが分かる。尚、参考例の普通ポルトランドセメントにおいても同様の効果は発現しているが、高炉スラグセメントを用いた実施例における同効果ほど顕著なものではない。以上より、本発明のフレッシュコンクリートを用いたコンクリート硬化体は、高炉スラグセメントを用いたものでありながら普通ポルトランドセメントを用いたものと同等以上の高い中性化抵抗性を備えるものであることが確認された。 From Table 1, it can be seen that in the blast furnace slag cement, the neutralization resistance is remarkably improved when the addition amount of the silicone oil becomes a certain amount ratio or more with respect to the content of the blast furnace slag. Although the same effect is exhibited in the ordinary Portland cement of the reference example, it is not as remarkable as the same effect in the example using the blast furnace slag cement. Based on the above, the hardened concrete product using fresh concrete of the present invention has a high neutralization resistance equal to or higher than that using ordinary Portland cement, even though it uses blast furnace slag cement. confirmed.
Claims (2)
前記フレッシュコンクリートは、セメント材と、骨材と、水と、シリコーンオイルと、を含有してなり、
前記セメント材は、ポルトランドセメントと、高炉スラグと、からなり、
前記シリコーンオイルの含有量を、前記高炉スラグの含有量の３．０質量％以上６０．０質量％以下に決定する工程を含む、フレッシュコンクリートの製造方法。 A method for manufacturing fresh concrete for blast furnace cement concrete.
The fresh concrete contains cement material, aggregate, water, and silicone oil.
The cement material is composed of Portland cement and blast furnace slag.
A method for producing fresh concrete , which comprises a step of determining the content of the silicone oil to 3.0% by mass or more and 60.0% by mass or less of the content of the blast furnace slag.
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