JP7241592B2 - 繊維補強コンクリート - Google Patents
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本発明は、繊維補強コンクリートに関する。
近年、硬化前のフレッシュコンクリートの流動性をさらに高めた高流動コンクリートの開発が盛んに進められている。高流動コンクリートは、流動性が高く、自己充填性に優れており、締固め作業を行うことなく、型枠の隅々にまで充填することができる。高流動コンクリートの自己充填性は、土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」（非特許文献１）でランク分けされており、最も自己充填性に優れたランク１は、スランプフロー目標値が６５０～７００ｍｍとされている。
また、コンクリートに鋼繊維、ガラス繊維、高分子系繊維等の短繊維を分散させることにより、靭性、引張強度、曲げ強度、耐衝撃性等を向上させられることが知られている。しかし、コンクリートに短繊維を配合すると、自己充填性、間隙通過性が低下する傾向がある。そのため、短繊維を含みながらも、自己充填性、間隙通過性に優れた繊維補強コンクリートが求められており、例えば、特許文献１には、エチレンビニルアルコール共重合体からなる繊維補強材を混合した高流動性コンクリートが提案されている。
また、コンクリートに鋼繊維、ガラス繊維、高分子系繊維等の短繊維を分散させることにより、靭性、引張強度、曲げ強度、耐衝撃性等を向上させられることが知られている。しかし、コンクリートに短繊維を配合すると、自己充填性、間隙通過性が低下する傾向がある。そのため、短繊維を含みながらも、自己充填性、間隙通過性に優れた繊維補強コンクリートが求められており、例えば、特許文献１には、エチレンビニルアルコール共重合体からなる繊維補強材を混合した高流動性コンクリートが提案されている。
土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」（２０１２年）
自己充填性、間隙通過性に優れた繊維補強コンクリートを提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
１．細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１０％以上であり、短繊維を含むことを特徴とする繊維補強コンクリート。
２．土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性が、ランク１であることを特徴とする１．に記載の繊維補強コンクリート。
３．単位水量１８０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする１．または２．に記載の繊維補強コンクリート。
１．細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１０％以上であり、短繊維を含むことを特徴とする繊維補強コンクリート。
２．土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性が、ランク１であることを特徴とする１．に記載の繊維補強コンクリート。
３．単位水量１８０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする１．または２．に記載の繊維補強コンクリート。
本発明の繊維補強コンクリートは、短繊維を含むにもかかわらず、自己充填性、間隙通過性に優れており、土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性ランク１を達成することができる。
本発明の繊維補強コンクリートは、自己充填性、間隙通過性に優れているため、高密度配筋部や配筋が不可能な狭小部等に好適に用いることができる。
本発明の繊維補強コンクリートは、細骨材の一部を空気に置き換えているため、軽量化（簡素化）が可能となり、ひいては、耐震設計上有利な構造を構築することができる。
本発明の高流動コンクリートは、スランプフローを６５０ｍｍ以下とすることができ、材料分離しにくい。
本発明の繊維補強コンクリートは、自己充填性、間隙通過性に優れているため、高密度配筋部や配筋が不可能な狭小部等に好適に用いることができる。
本発明の繊維補強コンクリートは、細骨材の一部を空気に置き換えているため、軽量化（簡素化）が可能となり、ひいては、耐震設計上有利な構造を構築することができる。
本発明の高流動コンクリートは、スランプフローを６５０ｍｍ以下とすることができ、材料分離しにくい。
本発明の繊維補強コンクリートは、セメント、水、細骨材、粗骨材、ＡＥ剤等の混和剤、短繊維等を混合することにより生成される。本発明の繊維補強コンクリートにおいて使用するセメントは特に制限されず、例えば、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、高炉セメント（Ａ～Ｃ種）、フライアッシュセメント（Ａ～Ｃ種）、シリカセメント（Ａ～Ｃ種）、エコセメント等を用いることができる。
本発明の繊維補強コンクリートは、細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１０％以上である。細骨材の密度を２．６５ｇ／ｃｍ３と仮定すると、本発明の繊維補強コンクリートは、単位体積あたりの細骨材の体積が約３０２Ｌ／ｍ３以下であり、また、本発明の繊維補強コンクリートは、空気の体積が１００Ｌ／ｍ３以上である。
本発明の繊維補強コンクリートは、細骨材量が少なく、かつ、細骨材の体積の一部を、水やセメントではなく、空気で置換しているため、自己充填性、間隙通過性に優れ、かつ、材料分離しにくい。
本発明の繊維補強コンクリートは、細骨材量が少なく、かつ、細骨材の体積の一部を、水やセメントではなく、空気で置換しているため、自己充填性、間隙通過性に優れ、かつ、材料分離しにくい。
本発明の繊維補強コンクリートは、ペースト中の空気の体積が、ペースト全体の体積の４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。本発明において、空気量、ペースト中の空気の量は、ＡＥ剤等の添加量により、調整することができる。また、ペーストとは、セメントと水とを混合したセメントペーストのほか、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム等の潜在水硬性粉体、石灰石微粉末などのセメントと同等ないしはそれ以上の粉末度を持つ材料と水との混合物を含むものとする。
本発明の繊維補強コンクリートは、骨材として、砕石、砕砂のいずれか、または両方を含有することができる。本発明のコンクリートは、ペーストが多くの空気を含むことにより十分なペースト体積を備えている。そのため、本発明のコンクリートは、川砂利と比較して実積率が小さな砕石、天然砂と比較して形状がいびつで石粉を多く含む砕砂を配合しても、自己充填性と間隙通過性を維持することができる。
本発明において、短繊維としては、コンクリート分野において用いられている高張力鋼繊維、アモルファス鋼繊維、ステンレス繊維等の鋼繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維等の有機繊維、炭素繊維、ガラス繊維等を、特に制限することなく使用することができる。短繊維の長さ、径、アスペクト比、断面形状、端部形状等の形状に特に制限はなく、例えば、長さ１０ｍｍ以上８０ｍｍ以下程度のものを用いることができる。
短繊維の混入量は、特に制限されないが、例えば、硬化後のコンクリート体積に対して外割で０．１ｖ％以上４．０ｖ％以下が挙げられる。
短繊維の混入量は、特に制限されないが、例えば、硬化後のコンクリート体積に対して外割で０．１ｖ％以上４．０ｖ％以下が挙げられる。
本発明の繊維補強コンクリートは、自己充填性に優れており、土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性ランク１を達成することができる。
本発明の繊維補強コンクリートは、ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して測定したスランプフローを、６５０ｍｍ以下とすることができる。本発明の繊維補強コンクリートは、スランプフローが自己充填性ランク１の目標値（６５０～７００ｍｍ）を満足せずとも、自己充填性ランク１を達成することができる。また、スランプフロー６５０ｍｍ以下である本発明の繊維補強コンクリートは、材料分離しにくい。
本発明の繊維補強コンクリートは、ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して測定したスランプフローを、６５０ｍｍ以下とすることができる。本発明の繊維補強コンクリートは、スランプフローが自己充填性ランク１の目標値（６５０～７００ｍｍ）を満足せずとも、自己充填性ランク１を達成することができる。また、スランプフロー６５０ｍｍ以下である本発明の繊維補強コンクリートは、材料分離しにくい。
本発明の繊維補強コンクリートは、単位水量を１８０ｋｇ／ｍ３以下とすることができる。本発明の繊維補強コンクリートは、単位水量を１８０ｋｇ／ｍ３以下とすることで、材料分離し難く、かつ、ブリーディング量を抑えたコンクリートを生成することができる。
本発明の繊維補強コンクリートは、従来の繊維補強コンクリートよりも細骨材が少なく、ペースト中に多量の空気を含有している。本発明の繊維補強コンクリートは、細骨材の一部が空気によって置換されており、細骨材量が少なくとも空気によりペーストの体積がかさ増しされているため、自己充填性、間隙通過性に優れている。
以下、本発明の繊維補強コンクリートを、下記実施例により説明する。ただし、本発明の繊維補強コンクリートは、下記実施例の記載に何ら限定されない。
「比較例１」
基本配合として、水セメント比４３．６％、目標空気量４．５％、細骨材量が９７７ｋｇ／ｍ３、繊維量０．３ｖ％である繊維補強コンクリートを調製した。
「実施例１」
基本配合を元に、目標空気量１２．０％、細骨材量が７８１ｋｇ／ｍ３である繊維補強コンクリートを調製した。
「比較例１」
基本配合として、水セメント比４３．６％、目標空気量４．５％、細骨材量が９７７ｋｇ／ｍ３、繊維量０．３ｖ％である繊維補強コンクリートを調製した。
「実施例１」
基本配合を元に、目標空気量１２．０％、細骨材量が７８１ｋｇ／ｍ３である繊維補強コンクリートを調製した。
各配合を下記表１に示す。
上記で調整した繊維補強コンクリートについて、下記測定を行った。結果を表２に示す。
＜スランプフロー＞
ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して、スランプフロー（ｍｍ）と、フローが５００ｍｍに到達するまでの時間（秒）とフローの流動停止時間（秒）を測定した。
＜充填性評価試験＞
「高流動コンクリートの充填試験方法（案）」（ＪＳＣＥ－Ｆ ５１１－２０１１）に準拠し、Ｕ型試験機で測定した。
＜スランプフロー＞
ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して、スランプフロー（ｍｍ）と、フローが５００ｍｍに到達するまでの時間（秒）とフローの流動停止時間（秒）を測定した。
＜充填性評価試験＞
「高流動コンクリートの充填試験方法（案）」（ＪＳＣＥ－Ｆ ５１１－２０１１）に準拠し、Ｕ型試験機で測定した。
本発明である実施例１の繊維補強コンクリートは、充填性、間隙通過性に優れていた。本発明である実施例１の繊維補強コンクリートは、練上がり直後のスランプフローが６２３ｍｍと自己充填性クラス１の目標スランプフローを満足しないにもかかわらず、Ｕ型充填高さ（ランク１）が３４６ｍｍにまで到達した。
比較例１は、練上がり直後のスランプフローが６５８ｍｍと自己充填性クラス１の目標スランプフローを満足していたが、Ｕ型充填高さ（ランク１）は２３９ｍｍと、自己充填性クラス１を達成できなかった。
比較例１は、練上がり直後のスランプフローが６５８ｍｍと自己充填性クラス１の目標スランプフローを満足していたが、Ｕ型充填高さ（ランク１）は２３９ｍｍと、自己充填性クラス１を達成できなかった。
Claims (3)
- 骨材を含み、細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１０％以上、単位水量１８０ｋｇ／ｍ３以下であり、長さ１０ｍｍ以上８０ｍｍ以下の短繊維を０．１ｖ％以上４．０ｖ％以下含み、
練上がり直後の土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針［２０１２年版］」に基づく自己充填性が、ランク１（「高流動コンクリートの充填試験方法（案）」（ＪＳＣＥ－Ｆ ５１１－２０１１）に準拠し、Ｕ型試験機で測定した充填高さ（障害Ｒ１）が３００ｍｍ以上）であることを特徴とする繊維補強コンクリート（ただし、下記一般式（ａ１）で表されるレオロジー改質剤を含むものを除く）。
- 前記骨材として、砕砂、砕石のいずれかまたは両方を含有することを特徴とする請求項１に記載の繊維補強コンクリート。
- ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して測定したスランプフローが、６５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の繊維補強コンクリート。
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Non-Patent Citations (1)
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| 坂田昇ら，土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」の改訂について，コンクリリート工学，Vol.50 No.6，P.515-519 |
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