JP7379951B2 - Method for producing cement composition and cement composition - Google Patents
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Description
本発明は、セメント組成物の製造方法、及び、セメント組成物に関する。 The present invention relates to a method for producing a cement composition and a cement composition.
セメント組成物（例えば、超高強度コンクリート）は、水、結合材、細骨材、粗骨材に加えて様々な機能材を混入して製造するのが一般的である。（例えば、特許文献１、特許文献２、及び非特許文献１参照）。
Cement compositions (for example, ultra-high strength concrete) are generally manufactured by mixing various functional materials in addition to water, binders, fine aggregates, and coarse aggregates. (For example, see Patent Document 1,
セメント組成物の製造方法として、例えば、機能材として収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維とを混入し、膨張材を混入せずに、セメント組成物を製造する製造方法が知られている。 As a method for producing a cement composition, for example, a method is known in which a cement composition is produced by mixing a shrinkage reducing agent, a one-component high performance water reducer, and steel fibers as functional materials without mixing an expanding agent. ing.
そして、かかるセメント組成物の従来の製造方法では、セメント組成物に自己収縮ひずみが生じるため、セメント組成物にひび割れが発生することがあった。 In the conventional manufacturing method of such a cement composition, self-shrinkage strain occurs in the cement composition, and thus cracks may occur in the cement composition.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することである。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to appropriately suppress cracking of cement compositions.
上記目的を達成するための主たる発明は、収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維と、有機繊維としてポリプロピレン繊維のみと、を混入し、膨張材を混入せずに、セメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法であって、高性能減水剤を混入したベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対する前記セメント組成物の自己収縮ひずみの比である自己収縮ひずみ比を、前記鋼繊維の混入量と前記鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出するための算出式を準備する準備ステップと、前記算出式に基づいて前記混入量と前記繊維強度を決めて、前記セメント組成物を製造する製造ステップと、を有することを特徴とするセメント組成物の製造方法である。
The main invention for achieving the above object is to mix a shrinkage reducing agent, a one-component high-performance water reducing agent , steel fibers, and only polypropylene fibers as organic fibers, and create a cement composition without mixing an expanding agent. A method for producing a cement composition, wherein the self-shrinkage strain ratio, which is the ratio of the self-shrinkage strain of the cement composition to the self-shrinkage strain of a base cement composition mixed with a high performance water reducing agent, is determined by determining the self-shrinkage strain ratio of the steel fibers. a preparation step of preparing a calculation formula for calculation based on the amount of mixture and the fiber strength of the steel fibers, and determining the amount of mixture and the fiber strength based on the calculation formula to manufacture the cement composition. A method for producing a cement composition, comprising the steps of:
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。 Other features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本発明によれば、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to appropriately suppress cracks in a cement composition.
本明細書及び添付図面により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become clear from this specification and the accompanying drawings.
収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維とを混入し、膨張材を混入せずに、セメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法であって、高性能減水剤を混入したベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対する前記セメント組成物の自己収縮ひずみの比である自己収縮ひずみ比を、前記鋼繊維の混入量と前記鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出するための算出式を準備する準備ステップと、前記算出式に基づいて前記混入量と前記繊維強度を決めて、前記セメント組成物を製造する製造ステップと、を有することを特徴とするセメント組成物の製造方法。 A method for producing a cement composition by mixing a shrinkage reducer, a one-component high-performance water reducer, and steel fibers without mixing an expanding agent, the method comprising: a base mixed with a high-performance water reducer; A calculation formula for calculating the self-shrinkage strain ratio, which is the ratio of the self-shrinkage strain of the cement composition to the self-shrinkage strain of the cement composition, based on the amount of mixed steel fibers and the fiber strength of the steel fibers. A method for producing a cement composition, comprising: a preparation step for preparing; and a production step for producing the cement composition by determining the mixing amount and the fiber strength based on the calculation formula.
このようなセメント組成物の製造方法によれば、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to such a method for producing a cement composition, it is possible to appropriately suppress cracks in the cement composition.
かかるセメント組成物の製造方法であって、前記算出式は、鋼繊維の混入量と、鋼繊維の繊維強度とをパラメータとした回帰式を用いて求められることが望ましい。 In this method for producing a cement composition, it is preferable that the calculation formula is determined using a regression formula using the amount of steel fiber mixed and the fiber strength of the steel fiber as parameters.
このようなセメント組成物の製造方法によれば、回帰式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to such a method of manufacturing a cement composition, it is possible to manufacture a cement composition after determining the amount of steel fibers mixed in and the fiber strength of the steel fibers that will give an appropriate self-shrinkage strain using a regression equation. This makes it possible to appropriately suppress cracks in the cement composition.
かかるセメント組成物の製造方法であって、前記算出式は、自己収縮ひずみ比＝１．０－ａ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２、であることが望ましい（ただし、ａ＞０）。 In the method for producing such a cement composition, it is preferable that the calculation formula is as follows: autogenous shrinkage strain ratio = 1.0-a x mixed amount kg/m 3 x fiber strength N/mm 2 (however, a >0).
このようなセメント組成物の製造方法によれば、かかる算出式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to such a method of manufacturing a cement composition, the cement composition is manufactured after determining the amount of steel fibers mixed in and the fiber strength of the steel fibers that will give an appropriate self-shrinkage strain using such a calculation formula. This makes it possible to appropriately suppress cracks in the cement composition.
かかるセメント組成物の製造方法であって、前記算出式は、自己収縮ひずみ比＝１．０－ｂ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｃ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２、であることが望ましい（ただし、ｂ＞０、ｃ＞０）。 In the method for producing such a cement composition, it is preferable that the calculation formula is autogenous shrinkage strain ratio = 1.0 - b x mixed amount kg/m 3 - c x fiber strength N/mm 2 (however, , b>0, c>0).
このようなセメント組成物の製造方法によれば、かかる算出式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to such a method of manufacturing a cement composition, the cement composition is manufactured after determining the amount of steel fibers mixed in and the fiber strength of the steel fibers that will give an appropriate self-shrinkage strain using such a calculation formula. This makes it possible to appropriately suppress cracks in the cement composition.
かかるセメント組成物の製造方法であって、前記算出式は、前記自己収縮ひずみ比を、前記混入量と、前記繊維強度と、水結合材比と、に基づいて算出するための式であることが望ましい。 In the method for producing such a cement composition, the calculation formula is a formula for calculating the self-shrinkage strain ratio based on the mixing amount, the fiber strength, and the water binder ratio. is desirable.
このようなセメント組成物の製造方法によれば、水結合材比を算出結果に反映させることが可能となる。 According to such a method for producing a cement composition, it is possible to reflect the water binder ratio in the calculation result.
かかるセメント組成物の製造方法であって、前記算出式は、自己収縮ひずみ比＝１．０－ｄ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２／水結合材比％、であることが望ましい（ただし、ｄ＞０）。 In the method for producing such a cement composition, the calculation formula is: autogenous shrinkage strain ratio = 1.0-d x amount of mixture kg/m 3 x fiber strength N/mm 2 / water binder ratio %. is desirable (however, d>0).
このようなセメント組成物の製造方法によれば、水結合材比が反映されたかかる算出式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することが製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to the manufacturing method of such a cement composition, the amount of steel fibers mixed and the fiber strength of the steel fibers are determined by using such a calculation formula that reflects the water-binder ratio to obtain an appropriate self-shrinkage strain. A cement composition can be manufactured from the above, and cracking of the cement composition can be appropriately suppressed.
かかるセメント組成物の製造方法であって、前記算出式は、自己収縮ひずみ比＝０．５－ｅ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｆ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２＋ｇ×水結合材比％、であることが望ましい（ただし、ｅ＞０、ｆ＞０、ｇ＞０）。 In the method for manufacturing such a cement composition, the calculation formula is as follows: autogenous shrinkage strain ratio = 0.5 - e x mixed amount kg/m 3 - f x fiber strength N/mm 2 + g x water binder ratio %; It is desirable that (however, e>0, f>0, g>0).
このようなセメント組成物の製造方法によれば、水結合材比が反映されたかかる算出式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to the manufacturing method of such a cement composition, the amount of steel fibers mixed and the fiber strength of the steel fibers are determined by using such a calculation formula that reflects the water-binder ratio to obtain an appropriate self-shrinkage strain. A cement composition can be produced from the cement composition, and cracks in the cement composition can be appropriately suppressed.
かかるセメント組成物の製造方法であって、前記算出式が、試験体の自己収縮ひずみ比と、鋼繊維の混入量と、鋼繊維の繊維強度と、を用いて機械学習された情報であることが望ましい。 In the method for manufacturing such a cement composition, the calculation formula is information obtained by machine learning using the self-shrinkage strain ratio of the test specimen, the amount of steel fiber mixed in, and the fiber strength of the steel fiber. is desirable.
このようなセメント組成物の製造方法によれば、機械学習された情報（例えば人工知能による回帰分析）を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to this method of manufacturing a cement composition, machine learning information (for example, regression analysis using artificial intelligence) is used to determine the amount of steel fibers mixed in and the fiber strength of the steel fibers to achieve an appropriate self-shrinkage strain. It is possible to manufacture the cement composition after deciding on it, and it becomes possible to appropriately suppress cracking of the cement composition.
かかるセメント組成物の製造方法であって、前記自己収縮ひずみ比は、０．５０～０．９０であることが望ましい。 In the method for producing such a cement composition, the autogenous shrinkage strain ratio is preferably 0.50 to 0.90.
このようなセメント組成物の製造方法によれば、自己収縮ひずみを適切な範囲とすることができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to such a method for producing a cement composition, the self-shrinkage strain can be kept within an appropriate range, and cracking of the cement composition can be appropriately suppressed.
膨張材を含まず、収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維とを含むセメント組成物であって、前記鋼繊維は、フック型鋼繊維であり、混入量が２０～１６０ｋｇ／ｍ３であり、引張強度が１０００～４０００Ｎ／ｍｍ２であり、繊維径が０．３０～０．７０ｍｍであり、繊維長が２８～３８ｍｍであることを特徴とするセメント組成物。 A cement composition that does not contain an expanding agent and contains a shrinkage reducing agent, a one-component high-performance water reducing agent, and steel fibers, wherein the steel fibers are hook-type steel fibers, and the amount mixed is 20 to 160 kg/ m3 . A cement composition having a tensile strength of 1000 to 4000 N/mm 2 , a fiber diameter of 0.30 to 0.70 mm, and a fiber length of 28 to 38 mm.
このようなセメント組成物によれば、自己収縮ひずみが低減され、高い流動性が確保でき、圧縮強度の低下を抑制することが可能となる。 According to such a cement composition, self-shrinkage strain is reduced, high fluidity can be ensured, and reduction in compressive strength can be suppressed.
かかるセメント組成物であって、前記セメント組成物の自己収縮ひずみは、材齢２８日において－４９７～－３９２マイクロであることが望ましい。 The cement composition preferably has an autogenous shrinkage strain of -497 to -392 microns at 28 days of age.
このようなセメント組成物によれば、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to such a cement composition, it becomes possible to appropriately suppress cracking of the cement composition.
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
本実施形態においては、超高強度コンクリートのセメント組成物に混入させる材料やその材料の混入量に対してセメント組成物の自己収縮ひずみ比（詳細は後述する）がいくらになるかを算出した式からセメント組成物に混入させる材料と混入量を決め、超高強度コンクリートのセメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法である。
===First embodiment===
In this embodiment, a formula is used to calculate the self-shrinkage strain ratio (details will be described later) of the cement composition relative to the material to be mixed into the cement composition of ultra-high strength concrete and the amount of the material mixed. This is a method for producing a cement composition in which a cement composition for ultra-high strength concrete is produced by determining the materials to be mixed into the cement composition and the amount thereof.
そして、本実施形態に係るセメント組成物の製造方法は、自己収縮ひずみ比を算出するための算出式を準備する準備ステップと、算出式に基づいて目的とするセメント組成物を製造する製造ステップと、を有する。図１は、算出式を求める準備ステップ（Ｓ１～Ｓ３）と目的とするセメント組成物の製造ステップ（Ｓ４）を示したフロー図である。 The method for manufacturing a cement composition according to the present embodiment includes a preparation step of preparing a calculation formula for calculating the autogenous shrinkage strain ratio, and a manufacturing step of manufacturing a target cement composition based on the calculation formula. , has. FIG. 1 is a flow diagram showing the preparation steps (S1 to S3) for obtaining a calculation formula and the step (S4) for producing the desired cement composition.
＜＜＜算出式用試験体について＞＞＞
本実施形態においては、目的とするセメント組成物の材料や混入量に対する自己収縮ひずみ比を算出するための算出式を試験した実測値から求める（準備ステップ）。具体的には、いくつかの算出式用試験体（以下、単に試験体ともいう）を製作して、試験体の自己収縮ひずみを測定し、かかる測定値から算出式を求める。
<<<About test specimen for calculation formula>>>
In the present embodiment, a calculation formula for calculating the autogenous shrinkage strain ratio for the material and amount of the cement composition to be mixed is determined from the actual measured values of the test (preparation step). Specifically, several test bodies for the calculation formula (hereinafter also simply referred to as test bodies) are manufactured, the self-shrinkage strain of the test bodies is measured, and the calculation formula is determined from the measured values.
試験体としては、高性能減水剤ＳＰを混入した算出式用ベースセメント組成物（従来のセメント組成物を再現したセメント組成物。以下、単にベースセメント組成物ともいう）と、鋼繊維と収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲ（詳細は後述する）を混入して膨張材を混入しない算出式用セメント組成物（算出式を求めるためのセメント組成物）と、を製作する（図１のステップＳ１）。 The test specimens were a base cement composition for calculation formula (a cement composition that reproduces a conventional cement composition, hereinafter also simply referred to as base cement composition) mixed with a high-performance water reducer SP, and a steel fiber and shrinkage reducing composition. A cement composition for the calculation formula (cement composition for determining the calculation formula) containing a one-component type high performance water reducer SR (details will be described later) and no expansion material is produced (as shown in Figure 1). Step S1).
なお、膨張材は、自己収縮ひずみの低減効果はあるが、デメリットとしてフレッシュ性状では粘性が上がり、硬化後性状では圧縮強度を低下させる恐れがあるので、本実施形態では試験体に使用しない。つまり、本実施形態のセメント組成物の製造方法は、収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維とを混入し、膨張材を混入せずに、セメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法である。 Although the expansion material has the effect of reducing self-shrinkage strain, the disadvantage is that it increases viscosity in the fresh state and reduces the compressive strength in the hardened state, so it is not used in the test specimen in this embodiment. In other words, the method for producing a cement composition of the present embodiment is to produce a cement composition by mixing a shrinkage reducing agent, a one-component high-performance water reducing agent, and steel fibers, without mixing an expanding agent. This is the manufacturing method.
図２は、第１実施形態に係るベースセメント組成物及び算出式用セメント組成物に含まれる材料の一覧表である。図２の実施例１がベースセメント組成物を示しており、実施例２～５が算出式用セメント組成物を示している。 FIG. 2 is a list of materials contained in the base cement composition and the calculation formula cement composition according to the first embodiment. Example 1 in FIG. 2 shows a base cement composition, and Examples 2 to 5 show cement compositions for calculation formulas.
ベースセメント組成物は、水Ｗと、結合材Ｂ（セメント）と、粗骨材Ｇと、細骨材Ｓと、混和剤として従来の高性能減水剤ＳＰと、を含んでいる。 The base cement composition contains water W, binder B (cement), coarse aggregate G, fine aggregate S, and a conventional high performance water reducer SP as an admixture.
算出式用セメント組成物は、水Ｗと、結合材Ｂと、粗骨材Ｇと、細骨材Ｓと、混和剤として収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲを含み、さらに、鋼繊維（軟鋼製フック型鋼繊維ＤＲ、硬鋼製フック型鋼繊維ＨＤＲ）を含んでいる。 The cement composition for calculation formula includes water W, binder B, coarse aggregate G, fine aggregate S, and a shrinkage reducing agent and one-component high performance water reducer SR as an admixture, and further contains steel fibers. (Contains mild steel hook type steel fiber DR, hard steel hook type steel fiber HDR).
水Ｗと、結合材Ｂ、粗骨材Ｇ、及び細骨材Ｓは、ベースセメント組成物と算出式用セメント組成物（実施例１～５）で同じ材料を同じ分量だけ使用している。結合材Ｂ、粗骨材Ｇ、及び細骨材Ｓは、一般的な材料を用いており、結合材Ｂにはシリカヒュームプレミックスセメント（ＳＦＰＣ）、粗骨材Ｇ及び細骨材Ｓには硬質砂岩の砕石を用いている。そして、図２に示す分量（単位はｋｇ／ｍ３）で各々を調合しており、実施例１～５に係る水結合材比Ｗ／Ｂは１５．４％である。 Water W, binder B, coarse aggregate G, and fine aggregate S are the same materials and amounts used in the base cement composition and the cement composition for calculation formula (Examples 1 to 5). Binding material B, coarse aggregate G, and fine aggregate S are made of common materials. Silica fume premix cement (SFPC) is used for binding material B, and coarse aggregate G and fine aggregate S are Crushed hard sandstone is used. Each of them was prepared in the amounts shown in FIG. 2 (unit: kg/m 3 ), and the water binder ratio W/B in Examples 1 to 5 was 15.4%.
高性能減水剤ＳＰは、従来ものを従来と同様に使用しており、所要のスランプを得るのに必要な単位水量を大幅に減少させるか、又は、単位水量を変えることなくスランプを大幅に増加させる化学混和剤のことである（ＪＩＳ Ａ ６２０４より）。 The high-performance water reducer SP is used in the same way as before, and either significantly reduces the unit water volume required to obtain the required slump, or significantly increases the slump without changing the unit water volume. (from JIS A 6204).
収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲは、高性能減水剤と収縮低減剤を一液化した材料である。かかる一液化は、例えば、特許文献２に記載のように、セメント組成物の製造を簡便化するために行われている。すなわち、セメント組成物に収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲを混入させるということは、収縮低減剤と高性能減水剤をほぼ同時に混入するということである。
The shrinkage reducing agent one-component high performance water reducer SR is a material in which a high performance water reducing agent and a shrinkage reducing agent are combined into one component. Such one-component conversion is performed in order to simplify the production of cement compositions, for example, as described in
収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲの例としては、ＢＡＳＦジャパン株式会社のマスターグレニウムＳＰ８ＨＵ（ＳＲ）、日本シーカ株式会社のシーカメント１２００Ｎ－ＡＳ、及び竹本油脂株式会社のチューポールＨＳＰを挙げることができる。 Examples of shrinkage reducing agent one-component high performance water reducer SR include Master Glenium SP8HU (SR) from BASF Japan Co., Ltd., Sikament 1200N-AS from Nippon Sika Co., Ltd., and Chewpol HSP from Takemoto Yushi Co., Ltd. be able to.
それぞれの主成分は、マスターグレニウムＳＰ８ＨＵ（ＳＲ）がポリカルボン酸エーテル系化合物とグリコール系化合物の複合体であり、シーカメント１２００Ｎ－ＡＳがポリカルボン酸系化合物とグリコール系化合物の複合体であり、チューポールＨＳＰがポリカルボン酸コポリマーとポリエーテル誘導体である。 The main components of each are: Master Glenium SP8HU (SR) is a complex of a polycarboxylic acid ether compound and a glycol compound, and Seikament 1200N-AS is a complex of a polycarboxylic acid compound and a glycol compound. Tupol HSP is a polycarboxylic acid copolymer and polyether derivative.
また、それぞれの使用量は１％～５、６％程度の範囲で使用され、試し練りにて適切な使用量を決定する（高性能減水剤ＳＰも同様）。図２においては、右から３、４列目のＳＰｏｒＳＲの項目に示しており、単位（Ｃ×％）は、結合材Ｂに対する割合をパーセントで示している。単位（ｋｇ／ｍ３）は、実際の混入量を示している。なお、実施例２～５においては、収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲとして、シーカメント１２００Ｎ－ＡＳを用いている（従来の高性能減水剤ＳＰも日本シーカ株式会社のものである）。 In addition, the amount used for each is in the range of about 1% to 5 or 6%, and the appropriate amount to be used is determined by trial kneading (the same applies to the high performance water reducing agent SP). In FIG. 2, it is shown in the item SPorSR in the third and fourth columns from the right, and the unit (C x %) indicates the ratio to the binder B in percentage. The unit (kg/m 3 ) indicates the actual amount of contamination. In Examples 2 to 5, Sikament 1200N-AS is used as the shrinkage reducing agent one-component high performance water reducer SR (the conventional high performance water reducer SP is also made by Nippon Sika Co., Ltd.).
鋼繊維は、軟鋼製フック型鋼繊維ＤＲと硬鋼製フック型鋼繊維ＨＤＲ（以下、単に軟鋼繊維ＤＲ、硬鋼繊維ＨＤＲともいう）があり、実施例２では軟鋼繊維ＤＲを８０ｋｇ／ｍ３、実施例３では硬鋼繊維ＨＤＲを２０ｋｇ／ｍ３、実施例４では硬鋼繊維ＨＤＲを３０ｋｇ／ｍ３、実施例５では硬鋼繊維ＨＤＲを４０ｋｇ／ｍ３混入している。なお、鋼繊維は、外割りで混入している。 The steel fibers include hook-type steel fibers DR made of mild steel and hook-type steel fibers HDR made of hard steel (hereinafter also simply referred to as mild steel fibers DR and hard steel fibers HDR). In Example 2, the mild steel fibers DR were used at 80 kg/m 3 . In Example 3, hard steel fiber HDR was mixed at 20 kg/m 3 , in Example 4, hard steel fiber HDR was mixed at 30 kg/m 3 , and in Example 5, hard steel fiber HDR was mixed at 40 kg/m 3 . In addition, the steel fibers are mixed in at the outside.
軟鋼繊維ＤＲは、引張強度（繊維強度に相当）１４４０±２１６（Ｎ／ｍｍ２）、径６２０±６０（μｍ）、長さ３０±２（ｍｍ）のフック形状であり、硬鋼繊維ＨＤＲは、引張強度３０７０±４６０（Ｎ／ｍｍ２）、径３８０±５０（μｍ）、長さ３０±２（ｍｍ）のフック形状である。 The mild steel fiber DR has a hook shape with a tensile strength (equivalent to fiber strength) of 1440 ± 216 (N/mm 2 ), a diameter of 620 ± 60 (μm), and a length of 30 ± 2 (mm), and the hard steel fiber HDR has a It has a hook shape with a tensile strength of 3070±460 (N/mm 2 ), a diameter of 380±50 (μm), and a length of 30±2 (mm).
また、爆裂防止（耐火性能向上）のために、有機繊維ＰＰのポリプロピレン繊維を２ｋｇ／ｍ３混入している。 In addition, to prevent explosions (improve fire resistance), 2 kg/m 3 of organic fiber PP polypropylene fibers are mixed.
＜＜＜自己収縮ひずみを測定するための試験について＞＞＞
次に、試験体であるベースセメント組成物及び算出式用セメント組成物（実施例１～５）の自己収縮ひずみを測定するための試験について説明する。本実施形態においては、自己収縮試験の他に、スランプフロー試験、圧縮強度試験、ひび割れ目視検査を行う（図１のステップＳ２）。以下、それぞれの試験内容について説明する。
<<<About the test to measure autogenous shrinkage strain>>>
Next, a test for measuring the autogenous shrinkage strain of the base cement composition and the calculation formula cement composition (Examples 1 to 5) as test specimens will be described. In this embodiment, in addition to the self-shrinkage test, a slump flow test, a compressive strength test, and a visual crack inspection are performed (step S2 in FIG. 1). The content of each test will be explained below.
自己収縮試験は、試験体であるベースセメント組成物及び算出式用セメント組成物がどれだけ自己収縮したのかをひずみ量で測定する試験（算出式に用いる自己収縮ひずみの実測値を測定する試験）であって、「ＪＣＩ超流動コンクリート研究委員会報告書（II）付録１（仮称）高流動コンクリートの自己収縮試験方法、ｐ．２０９－２１０、１９９４」を参考にしている。以下、試験の詳細を記載する。 The self-shrinkage test is a test that measures the amount of self-shrinkage of the base cement composition and the cement composition for the calculation formula, which are test specimens, by the amount of strain (a test that measures the actual value of the self-shrinkage strain used for the calculation formula) ``JCI Superfluid Concrete Research Committee Report (II) Appendix 1 (tentative name) Self-shrinkage test method for high-fluid concrete, p. 209-210, 1994'' is referred to. The details of the test are described below.
試験用器具は、型枠、ＰＴＦＥシート、埋め込み型ひずみ計、熱電対、包装用ラップフィルム、及びビニール袋である。 The test equipment is a mold, a PTFE sheet, an embedded strain gauge, a thermocouple, a packaging film, and a plastic bag.
型枠は、内径が１０×１０×４０ｃｍとする。また、埋め込み型ひずみ計及び熱電対のコードを折り曲げないようにするため、型枠の一方の側面１０×１０ｃｍにコード用の穴をあける。 The inner diameter of the formwork is 10 x 10 x 40 cm. In addition, in order to prevent the cords of the embedded strain gauge and thermocouple from being bent, a hole for the cords was made in one side of the formwork, measuring 10 x 10 cm.
ＰＴＦＥシートは、型枠の内側の底面と試験体（実施例１～５）との摩擦を少なくする目的で底面上に設置される。そのため、型枠の内側の底面に隙間なく敷設できる大きさとする。 The PTFE sheet is placed on the bottom surface of the mold for the purpose of reducing friction between the inner bottom surface and the test specimens (Examples 1 to 5). Therefore, the size should be such that it can be laid on the inside bottom of the formwork without any gaps.
埋め込み型ひずみ計は、長さが１０ｃｍの略円柱形状で、型枠内に満たした実施例１～５の自己収縮ひずみを測定できるものとする。 The embedded strain gauge has a substantially cylindrical shape with a length of 10 cm, and is capable of measuring the self-shrinkage strain of Examples 1 to 5 filled in the mold.
熱電対は、埋め込み型ひずみ計と同じ位置に埋め込まれ、その位置での温度を測定できるものとする。なお、温度を同時に測定できる機能をもつ埋め込み型ひずみ計を用いる場合は、熱電対を省略してもよい。 The thermocouple shall be embedded at the same location as the embedded strain gauge and shall be able to measure the temperature at that location. Note that when using an embedded strain gauge that has the function of simultaneously measuring temperature, the thermocouple may be omitted.
包装用ラップフィルムは、１個の型枠を十分に包める大きさとする。また、ビニール袋は、１個の型枠が十分に入る大きさとする。 The packaging film should be large enough to wrap one mold. Also, the plastic bag should be large enough to fit one mold.
試験環境は、原則として、室温２０±３℃、湿度６０％以上とする。型枠は、その内側の底面上にＰＴＦＥシートを敷き、その上にグリースを薄く塗布するともに、内側の側面にもグリースを薄く塗布する。 In principle, the test environment shall be a room temperature of 20±3°C and a humidity of 60% or more. A PTFE sheet is laid on the bottom of the inside of the formwork, and a thin layer of grease is applied on top of the PTFE sheet, and a thin layer of grease is also applied to the inside side surfaces.
埋め込み型ひずみ計は、型枠の長手方向に沿うように型枠の中央部に設置され、熱電対は、埋め込み型ひずみ計の温度を測定する位置に設置される。埋め込み型ひずみ計と熱電対のコードは、型枠の側面の穴を通して外に出し、穴はパテ又はグリース等を用いて漏れがないように処置される。 The embedded strain gauge is installed in the center of the formwork along the longitudinal direction of the formwork, and the thermocouple is installed at a position to measure the temperature of the embedded strain gauge. The embedded strain gauge and thermocouple cords are brought out through holes in the side of the formwork, and the holes are treated with putty or grease to prevent leakage.
そして、試験体を型枠に打設できる状態としてから、埋め込み型ひずみ計が移動しないように、試験体を型枠内に静かに流し込み、ほぼ型枠天端と同一面まで満たす。なお、試験体を流し込む直前に埋め込み型ひずみ計の初期値を計測する。そして、打ち込み直後より型枠全体を包装用ラップフィルムで包み、ビニール袋に入れて封をする。 Then, after the test specimen is ready to be poured into the formwork, the test specimen is gently poured into the formwork so that the embedded strain gauge does not move, and is filled almost to the same level as the top of the formwork. In addition, the initial value of the embedded strain gauge is measured immediately before pouring the test specimen. Immediately after the casting, the entire formwork is wrapped in wrapping film, placed in a plastic bag, and sealed.
試験体が自立できるようになった後、ビニール袋の封を開いて包装用ラップフィルムを取り外して脱型し（材齢１日程度）、再び包装用ラップフィルムで試験体を包み、ビニール袋の中に入れて封をする。 After the specimen can stand on its own, open the seal of the plastic bag, remove the wrapping film and demold it (about 1 day old), wrap the specimen again with the wrapping film, and remove the plastic bag. Put it inside and seal it.
埋め込み型ひずみ計のひずみ及び熱電対の温度を測定し、材齢２８日（一部の試験体は材齢５６日と材齢９１日も）における試験体の自己収縮ひずみを計算する。なお、自己収縮ひずみは、次式によって有効数字３桁まで求める。 The strain of the embedded strain gauge and the temperature of the thermocouple are measured, and the self-shrinkage strain of the specimen at the age of 28 days (some specimens are 56 days old and 91 days old) is calculated. Note that the autogenous shrinkage strain is calculated to three significant digits using the following formula.
自己収縮ひずみ＝ε１－γΔＴ
ここに、ε１：埋め込みひずみ計から得られた材齢２８日のひずみ
（埋め込み型ひずみ計の温度補正後のひずみの値）
γ：コンクリートの熱膨張係数（一般に１０×１０－６／℃）
ΔＴ：熱電対より得られた材齢２８日の試験体の温度と打ち込み温度との差（℃）
スランプフロー試験は、試験体のフレッシュ性状における流動性に問題がないかを確認するために行う試験であって、ＪＩＳ Ａ １１５０「コンクリートのスランプフロー試験」に基づいて行われる。スランプフローは、５７ｃｍ～６８ｃｍ（５７ｃｍ以上６８ｃｍ以下を示す。以下同様とする）であればよい。
Self-shrinkage strain = ε 1 - γΔT
Here, ε 1 : Strain at 28 days old obtained from the embedded strain gauge
(Strain value after temperature correction of embedded strain gauge)
γ: Thermal expansion coefficient of concrete (generally 10×10 -6 /℃)
ΔT: Difference between the temperature of the 28-day-old specimen obtained from a thermocouple and the driving temperature (°C)
The slump flow test is a test carried out to confirm whether there is any problem with the fluidity of the fresh condition of the specimen, and is carried out based on JIS A 1150 "Slump flow test of concrete". The slump flow may be 57 cm to 68 cm (57 cm or more and 68 cm or less; the same shall apply hereinafter).
圧縮強度試験は、試験体の材齢２８日における圧縮強度を測定する試験であって、ＪＩＳ Ａ １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に基づいて行われる。圧縮強度は、ベースセメント組成物に対して大きな低下（１０％以上）が無ければよい。 The compressive strength test is a test to measure the compressive strength of a specimen at an age of 28 days, and is conducted based on JIS A 1108 "Test method for compressive strength of concrete." The compressive strength should not be significantly reduced (10% or more) with respect to the base cement composition.
ひび割れ目視検査は、特に内部のひび割れを確認する検査である。つまり、一般的に、コンクリートのひび割れは、コンクリート内部の鉄筋とコンクリートの間（界面）で発生するので、ひび割れを検査するには、切断等することが必要である。また、ひび割れの発生は、鉄筋の数量にも影響を受け、鉄筋の数量が多いほどひび割れが発生しやすい。 Visual crack inspection is an inspection that specifically checks for internal cracks. In other words, since cracks in concrete generally occur between the reinforcing bars inside the concrete and the concrete (at the interface), cutting or the like is required to inspect the cracks. The occurrence of cracks is also affected by the number of reinforcing bars, and the greater the number of reinforcing bars, the more likely cracks will occur.
そのため、本実施形態においては、鉄筋が多く配置された柱梁接合部を模擬したひび割れ目視検査用の試験体を実施例５について製作し、材齢９１日以降に切断して試験体内部のひび割れを確認することとした。 Therefore, in this embodiment, a test specimen for visual inspection of cracks simulating a column-beam joint where many reinforcing bars are arranged was manufactured for Example 5, and the material was cut after 91 days to detect cracks inside the specimen. We decided to confirm this.
図３は、ひび割れ目視検査用の試験体を示した図である。図３の断面及び立面の○印と外枠以外の直線は全て鉄筋である。かかる試験体は、材齢９１日以降に図３に示す切断面で切断され、人が目視により鉄筋周囲におけるひび割れを確認する。 FIG. 3 is a diagram showing a specimen for visual crack inspection. All straight lines other than the circle and the outer frame in the cross section and elevation of Figure 3 are reinforcing bars. This test specimen was cut at the cutting plane shown in FIG. 3 after 91 days of age, and a person visually checked for cracks around the reinforcing bars.
＜＜＜試験結果について＞＞＞
上記した実施例１～５の試験結果について図４、図５を用いて説明する。図４は、実施例１～５の自己収縮試験、スランプフロー試験、及び圧縮強度試験の結果である。図５は後述する。
<<<About test results>>>
The test results of Examples 1 to 5 described above will be explained using FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the results of the self-shrinkage test, slump flow test, and compressive strength test for Examples 1 to 5. FIG. 5 will be described later.
自己収縮ひずみ（収縮した長さΔＬ／元の長さＬ。単位は１０－６で無単位。単にマイクロという）について、ベースセメント組成物の実施例１と、算出式用セメント組成物の実施例２～５を比較すると、材齢２８日の自己収縮ひずみは、実施例１が－５８８、実施例２が－４３６、実施例３が－４９７、実施例４が－４３６、実施例５が－３９５であり、算出式用セメント組成物（実施例２～５）の自己収縮ひずみの方がベースセメント組成物（実施例１）の自己収縮ひずみよりもひずみが抑制されている。 Regarding self-shrinkage strain (shrinkage length ΔL/original length L. The unit is 10 -6 and has no unit. Simply referred to as micro), Example 1 of the base cement composition and Example of the cement composition for calculation formula. Comparing 2 to 5, the self-shrinkage strain at 28 days of material age is -588 for Example 1, -436 for Example 2, -497 for Example 3, -436 for Example 4, and -436 for Example 5. 395, and the autogenous shrinkage strain of the calculation formula cement compositions (Examples 2 to 5) is more suppressed than the autogenous shrinkage strain of the base cement composition (Example 1).
スランプフロー（単位はｃｍ）は、実施例１が６２．５、実施例２が５８．０、実施例３が６７．５、実施例４が６７．０、実施例が６２．０であり、いずれも５７．０～６８．０の範囲内である。 The slump flow (unit: cm) is 62.5 for Example 1, 58.0 for Example 2, 67.5 for Example 3, 67.0 for Example 4, and 62.0 for Example 4. Both are within the range of 57.0 to 68.0.
圧縮強度（単位はＮ／ｍｍ２）は、実施例１が１７４、実施例２が１７１、実施例３が１７４、実施例４が１７１、実施例５が１６０であり、ベースセメント組成物（実施例１）の圧縮強度と比べて、算出式用セメント組成物（実施例２～５）の圧縮強度の低下は１０％以内である。 The compressive strength (in N/mm 2 ) was 174 for Example 1, 171 for Example 2, 174 for Example 3, 171 for Example 4, and 160 for Example 5. Compared to the compressive strength of Example 1), the decrease in the compressive strength of the cement compositions for calculation formulas (Examples 2 to 5) is within 10%.
図５は、ひび割れ目視検査の結果を示した図である。図５に示すように、ひび割れ目視検査の試験体を切断した切断面には、鉄筋付近においてもコンクリートのひび割れが認められない。したがって、図４に示すように、実施例５の材齢９１日の自己収縮ひずみである－５０４程度に自己収縮ひずみが抑えられていれば、内部においてひび割れが発生していないと推定できる。 FIG. 5 is a diagram showing the results of a visual crack inspection. As shown in FIG. 5, on the cut surface of the specimen for visual crack inspection, no concrete cracks were observed even near the reinforcing bars. Therefore, as shown in FIG. 4, if the autogenous shrinkage strain is suppressed to about -504, which is the autogenous shrinkage strain of Example 5 at the age of 91 days, it can be estimated that no cracks have occurred inside.
＜＜＜算出式について＞＞＞
以下では、上記の試験結果からセメント組成物の自己収縮ひずみ比を算出するための算出式を求める。具体的には、試験体である実施例１～５のベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対する算出式用セメント組成物の自己収縮ひずみの比を取って試験体の自己収縮ひずみ比とし、試験体の自己収縮ひずみ比と試験体の鋼繊維の混入量及び繊維強度とから、セメント組成物（目的とするセメント組成物）の自己収縮ひずみ比をセメント組成物（目的とするセメント組成物）の鋼繊維の混入量と鋼繊維の繊維強度とで算出するための算出式を求める（図１のステップＳ３）。
<<<About the calculation formula>>>
Below, a calculation formula for calculating the autogenous shrinkage strain ratio of the cement composition will be determined from the above test results. Specifically, the ratio of the self-shrinkage strain of the cement composition for the calculation formula to the self-shrinkage strain of the base cement compositions of Examples 1 to 5, which are test specimens, is taken as the self-shrinkage strain ratio of the test specimen. The self-shrinkage strain ratio of the cement composition (target cement composition) is determined from the self-shrinkage strain ratio of the steel fiber of the cement composition (target cement composition) and the amount of steel fiber mixed in and the fiber strength of the test specimen. A calculation formula for calculating the amount of mixed fibers and the fiber strength of steel fibers is determined (step S3 in FIG. 1).
つまり、算出式とは、ベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対するセメント組成物（目的とするセメント組成物）の自己収縮ひずみの比である自己収縮ひずみ比を、セメント組成物（目的とするセメント組成物）の鋼繊維の混入量と鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出するための式である。そして、自己収縮ひずみ比は、自己収縮ひずみ比＝セメント組成物（目的とするセメント組成物）の自己収縮ひずみ／ベースセメント組成物の自己収縮ひずみ、で表すことができる。 In other words, the calculation formula calculates the self-shrinkage strain ratio, which is the ratio of the self-shrinkage strain of the cement composition (target cement composition) to the self-shrinkage strain of the base cement composition, to the self-shrinkage strain ratio of the cement composition (target cement composition). This is a formula for calculation based on the amount of steel fiber mixed in (product) and the fiber strength of the steel fiber. The self-shrinkage strain ratio can be expressed as self-shrinkage strain ratio=self-shrinkage strain of the cement composition (targeted cement composition)/self-shrinkage strain of the base cement composition.
本実施形態においては、試験体の自己収縮ひずみ比を被説明変数とし、鋼繊維の混入量及び引張強度を説明変数とした、重回帰分析による回帰式により算出式を求める。つまり、算出式は、鋼繊維の混入量（試験体の鋼繊維の混入量）と、鋼繊維の繊維強度（試験体の鋼繊維の繊維強度）とをパラメータとした回帰式を用いて求められる。図６は、実施例１～５の重回帰分析に用いるパラメータ一覧である。 In this embodiment, a calculation formula is determined by a regression formula using multiple regression analysis, with the self-shrinkage strain ratio of the test specimen as the explained variable, and the amount of steel fiber mixed in and the tensile strength as the explanatory variables. In other words, the calculation formula is calculated using a regression formula with the parameters of the amount of steel fiber mixed in (the amount of steel fiber mixed in the test piece) and the fiber strength of the steel fiber (the fiber strength of the steel fiber in the test piece). . FIG. 6 is a list of parameters used in the multiple regression analysis of Examples 1 to 5.
そして、実施例１～５の重回帰分析の結果から、切片と、混入量（外割）の係数ｂと、引張強度の係数ｃと、を用いると次式で算出式を表すことができる（ただし、ｂ＞０、ｃ＞０）。なお、分析に用いるパラメータの個数等によって、求まる係数の値が変動するので、本実施形態においては、係数を変数としアルファベットで表すこととする。 From the results of the multiple regression analysis in Examples 1 to 5, the calculation formula can be expressed by the following formula using the intercept, the coefficient b of the amount of contamination (external division), and the coefficient c of the tensile strength ( However, b>0, c>0). Note that the values of the coefficients determined vary depending on the number of parameters used in the analysis, etc., so in this embodiment, the coefficients are expressed as variables and expressed in alphabets.
自己収縮ひずみ比＝１．０－ｂ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｃ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２ …（１）
なお、次式のように変換することにより、セメント組成物の自己収縮ひずみを求めることが可能である。
Self-shrinkage strain ratio = 1.0 - b x mixed amount kg/m 3 - c x fiber strength N/mm 2 ... (1)
In addition, it is possible to obtain the autogenous shrinkage strain of the cement composition by converting as shown in the following equation.
自己収縮ひずみ＝（１．０－ｂ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｃ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２）×ベースセメント組成物の自己収縮ひずみ …（１－１）
式（１）（（１－１））を用いると混入量と繊維強度から自己収縮ひずみ比（自己収縮ひずみ）を算出することができる。つまり、かかる算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する（製造ステップ。図１のステップＳ４）。
Self-shrinkage strain = (1.0-b x amount of mixture kg/m 3 -c x fiber strength N/mm 2 ) x self-shrinkage strain of base cement composition... (1-1)
By using the formula (1) ((1-1)), the autogenous shrinkage strain ratio (self-shrinkage strain) can be calculated from the mixed amount and fiber strength. That is, the amount of mixture and fiber strength are determined based on the calculation formula, and a cement composition is manufactured (manufacturing step, step S4 in FIG. 1).
すなわち、本実施形態は、高性能減水剤を混入したベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対するセメント組成物の自己収縮ひずみの比である自己収縮ひずみ比を、鋼繊維の混入量と鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出するための算出式を準備する準備ステップと、算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する製造ステップと、を有する。 That is, in this embodiment, the self-shrinkage strain ratio, which is the ratio of the self-shrinkage strain of the cement composition to the self-shrinkage strain of the base cement composition mixed with a high-performance water reducing agent, is calculated based on the amount of steel fiber mixed and the fibers of the steel fiber. The method includes a preparation step of preparing a calculation formula for calculation based on the strength, and a manufacturing step of determining the amount of mixture and fiber strength based on the calculation formula and manufacturing a cement composition.
＜＜＜算出式を用いた製造方法（製造ステップ）について＞＞＞
次に、上記の算出式（１）に具体的な数値を代入してセメント組成物の製造方法を説明する。すなわち、製造ステップについて数値を用いて具体的に説明する。以下では、一例として、自己収縮ひずみ比が材齢２８日において０．７６５以下になるように軟鋼繊維ＤＲを混入し、係数ｂを０．００２５４、係数ｃを０．００００６とする（かかる係数の値は、図６のパラメータを用いた重回帰分析で求めた値である）。
<<<About manufacturing method (manufacturing step) using calculation formula>>>
Next, a method for producing a cement composition will be explained by substituting specific numerical values into the above calculation formula (1). That is, the manufacturing steps will be specifically explained using numerical values. In the following, as an example, mild steel fiber DR is mixed so that the self-shrinkage strain ratio becomes 0.765 or less at the material age of 28 days, and the coefficient b is set to 0.00254 and the coefficient c is set to 0.00006. The values are those determined by multiple regression analysis using the parameters shown in FIG. 6).
先ず、係数ｂと係数ｃを式（１）に代入して次式とする。 First, coefficient b and coefficient c are substituted into equation (1) to obtain the following equation.
自己収縮ひずみ比＝１．０－０．００２５４×混入量ｋｇ／ｍ３－０．００００６×繊維強度Ｎ／ｍｍ２ …（１－２）
次に、軟鋼繊維ＤＲの繊維強度が１４４０±２１６（Ｎ／ｍｍ２）なので、式（１－２）の繊維強度に１４４０を代入して次式を求める。
Self-shrinkage strain ratio = 1.0-0.00254 x mixed amount kg/m 3 -0.00006 x fiber strength N/mm 2 ... (1-2)
Next, since the fiber strength of the mild steel fiber DR is 1440±216 (N/mm 2 ), the following formula is obtained by substituting 1440 for the fiber strength in formula (1-2).
自己収縮ひずみ比＝１．０－０．００２５４×混入量ｋｇ／ｍ３－０．０８６４ …（１－３）
そして、自己収縮ひずみ比が０．７６５以下となるような混入量を式（１－３）から求める。例えば、混入量に６０を代入すると自己収縮ひずみ比が０．７６１となり、目的の０．７６５以下となる。すなわち、軟鋼繊維ＤＲを６０ｋｇ／ｍ３混入して、セメント組成物を製造すれば目的のセメント組成物を製造することができる。
Self-shrinkage strain ratio = 1.0-0.00254 x mixed amount kg/m 3 -0.0864...(1-3)
Then, the amount of mixture such that the self-shrinkage strain ratio becomes 0.765 or less is determined from equation (1-3). For example, if 60 is substituted for the mixed amount, the self-shrinkage strain ratio becomes 0.761, which is less than the desired 0.765. That is, if a cement composition is manufactured by mixing 60 kg/m 3 of mild steel fibers DR, the desired cement composition can be manufactured.
具体的には、水Ｗを１６０ｋｇ／ｍ３、結合材Ｂを１０３９ｋｇ／ｍ３、粗骨材Ｇを７１３ｋｇ／ｍ３、細骨材Ｓを５３９ｋｇ／ｍ３、有機繊維ＰＰを２ｋｇ／ｍ３、収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲを１５．０７ｋｇ／ｍ３、及び軟鋼繊維ＤＲ６０ｋｇ／ｍ３、を混ぜ合わせてセメント組成物を製造する。 Specifically, water W is 160 kg/m 3 , binder B is 1039 kg/m 3 , coarse aggregate G is 713 kg/m 3 , fine aggregate S is 539 kg/m 3 , and organic fiber PP is 2 kg/m 3 A cement composition is prepared by mixing 15.07 kg/m 3 of shrinkage reducing agent, one-component high performance water reducer SR, and 60 kg/m 3 of mild steel fiber DR.
また、例えば、繊維強度には範囲があるので、この範囲を考慮して繊維強度に１４４０－２１６＝１２２４を代入した算出式とし、自己収縮ひずみ比を計算することもできる。かかる場合は、混入量に６５を代入すると自己収縮ひずみ比が０．７６１となるので、軟鋼繊維ＤＲを６５ｋｇ／ｍ３混入して、セメント組成物を製造すれば目的のセメント組成物を製造することができる。 Further, for example, since the fiber strength has a range, the self-shrinkage strain ratio can be calculated by using a calculation formula in which 1440-216=1224 is substituted for the fiber strength in consideration of this range. In such a case, if 65 is substituted for the mixed amount, the autogenous shrinkage strain ratio will be 0.761, so if 65 kg/m 3 of mild steel fiber DR is mixed and a cement composition is manufactured, the desired cement composition will be manufactured. be able to.
なお、上記した自己収縮ひずみ比の代わりに自己収縮ひずみを用いても混入量を求めることが可能である。例えば、自己収縮ひずみ比の０．７６５以下は、自己収縮ひずみの－４５０マイクロ以上に相当するので、自己収縮ひずみが－４５０マイクロ以上となるような混入量を算出式（１－１）から求めればよい。 Note that the amount of contamination can also be determined by using the autogenous shrinkage strain instead of the autogenous shrinkage strain ratio described above. For example, a self-shrinkage strain ratio of 0.765 or less corresponds to a self-shrinkage strain of -450 microns or more, so the amount of contamination that will result in a self-shrinkage strain of -450 microns or more can be calculated using formula (1-1). Bye.
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様な説明となる部分については説明を省略する。
===Second embodiment===
Next, a second embodiment will be described. Note that the description of parts that are similar to those in the first embodiment will be omitted.
第２実施形態と第１実施形態の相違点は、算出式の求め方である。つまり、第２実施形態においては、第１実施形態とは異なる方法（重回帰分析ではない方法）を用いて、自己収縮ひずみ比を鋼繊維の混入量と鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出する算出式を求める。 The difference between the second embodiment and the first embodiment is the method of determining the calculation formula. That is, in the second embodiment, using a method different from the first embodiment (a method other than multiple regression analysis), the autogenous shrinkage strain ratio is calculated based on the amount of steel fiber mixed and the fiber strength of the steel fiber. Find the calculation formula.
第１実施形態で算出した算出式（１）を見てみると、混入量ｋｇ／ｍ３には、マイナスの係数（－ｂ）を掛けており、繊維強度Ｎ／ｍｍ２には、マイナスの係数（－ｃ）を掛けている。すなわち、鋼繊維の混入量が大きく（小さく）なると、自己収縮ひずみ比が小さく（大きく）なり、鋼繊維の繊維強度が大きく（小さく）なると、自己収縮ひずみ比が小さく（大きく）なる。 Looking at the calculation formula (1) calculated in the first embodiment, the mixed amount kg/m 3 is multiplied by a negative coefficient (-b), and the fiber strength N/mm 2 is multiplied by a negative coefficient (-b). It is multiplied by a coefficient (-c). That is, as the amount of steel fibers mixed in increases (decreases), the self-shrinkage strain ratio decreases (increases), and as the fiber strength of the steel fibers increases (decreases), the self-shrinkage strain ratio decreases (increases).
そこで、本実施形態においては、鋼繊維の混入量と繊維強度の積の値を求めて、自己収縮ひずみ比に対応する変数を１つとし、係数をａとした単回帰分析による回帰式を求めて算出式とする（ただし、ａ＞０）。 Therefore, in this embodiment, the value of the product of the amount of mixed steel fibers and the fiber strength is determined, and a regression equation is determined by a simple regression analysis with one variable corresponding to the autogenous shrinkage strain ratio and a coefficient a. (However, a>0).
図７は、実施例１～５の自己収縮ひずみ比と混入量×引張強度の一覧である。図８は、実施例１～５の自己収縮ひずみ比と混入量×引張強度の回帰式を示したグラフである。図８に示す回帰式のｘとｙを自己収縮ひずみ比と鋼繊維の混入量と鋼繊維の引張強度の積に置き換えると次式となる。 FIG. 7 is a list of self-shrinkage strain ratio and amount of mixture x tensile strength of Examples 1 to 5. FIG. 8 is a graph showing a regression equation of autogenous shrinkage strain ratio and amount of mixture x tensile strength for Examples 1 to 5. If x and y in the regression equation shown in FIG. 8 are replaced by the product of the autogenous shrinkage strain ratio, the amount of steel fiber mixed in, and the tensile strength of the steel fiber, the following equation is obtained.
自己収縮ひずみ比＝１．０－ａ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２ …（２）
なお、次式のように変換することにより、セメント組成物の自己収縮ひずみを求めることが可能である。
Self-shrinkage strain ratio = 1.0-a × mixed amount kg/m 3 × fiber strength N/mm 2 … (2)
In addition, it is possible to obtain the autogenous shrinkage strain of the cement composition by converting as shown in the following equation.
自己収縮ひずみ＝（１．０－ａ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２）×ベースセメント組成物の自己収縮ひずみ …（２－１）
第２実施形態においては、式（２）（（２－１））を用いると混入量と繊維強度から自己収縮ひずみ比（自己収縮ひずみ）を算出することができる。つまり、かかる算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する。
Self-shrinkage strain = (1.0-a x amount of mixture kg/m 3 x fiber strength N/mm 2 ) x self-shrinkage strain of base cement composition... (2-1)
In the second embodiment, by using equation (2) ((2-1)), the autogenous shrinkage strain ratio (self-shrinkage strain) can be calculated from the mixed amount and fiber strength. That is, a cement composition is manufactured by determining the amount of mixture and fiber strength based on this calculation formula.
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
次に、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様な説明となる部分については説明を省略する。図９は、水結合材比が反映された算出式を求める準備ステップと目的とするセメント組成物の製造ステップを示したフロー図である。
===Third embodiment===
Next, a third embodiment will be described. Note that the description of parts that are similar to those in the first embodiment will be omitted. FIG. 9 is a flowchart showing the preparation steps for determining a calculation formula that reflects the water-binder ratio and the steps for producing the desired cement composition.
第３実施形態においては、実施例１～５とは水結合材比Ｗ／Ｂが異なる実施例６、７の試験体を製作し、試験体として実施例１～７を用いて自己収縮ひずみ比を、混入量と、繊維強度と、水結合材比Ｗ／Ｂと、に基づいて算出する算出式を求める。 In the third embodiment, test specimens of Examples 6 and 7 having different water binder ratio W/B from Examples 1 to 5 were manufactured, and using Examples 1 to 7 as test specimens, the self-shrinkage strain ratio A calculation formula is calculated based on the mixed amount, fiber strength, and water binder ratio W/B.
先ずは、実施例１～７の試験体を製作する（図９のステップＳ１）。図１０は、第３実施形態に係るベースセメント組成物及び算出式用セメント組成物に含まれる材料の一覧表である。図１０の実施例６は水結合材比Ｗ／Ｂが１３．５％におけるベースセメント組成物を示しており、実施例７は算出式用セメント組成物を示している。 First, test specimens of Examples 1 to 7 are manufactured (step S1 in FIG. 9). FIG. 10 is a list of materials included in the base cement composition and the calculation formula cement composition according to the third embodiment. Example 6 in FIG. 10 shows a base cement composition with a water binder ratio W/B of 13.5%, and Example 7 shows a cement composition for calculation formula.
ベースセメント組成物（実施例６）は、水Ｗと、結合材Ｂと、粗骨材Ｇと、細骨材Ｓと、混和剤として従来の高性能減水剤ＳＰと、を含んでおり、算出式用セメント組成物（実施例７）は、水Ｗと、結合材Ｂと、粗骨材Ｇと、細骨材Ｓと、混和剤として収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲを含み、さらに、軟鋼繊維ＤＲを含んでいる。なお、実施例６、７においては、高性能減水剤ＳＰ及び収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲについて、ＢＡＳＦジャパン株式会社のものを用いている（つまり、収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲはマスターグレニウムＳＰ８ＨＵ（ＳＲ）である）。 The base cement composition (Example 6) contains water W, binder B, coarse aggregate G, fine aggregate S, and a conventional high performance water reducer SP as an admixture. The cement composition for formula (Example 7) contains water W, binder B, coarse aggregate G, fine aggregate S, and a shrinkage reducing agent one-component high performance water reducer SR as an admixture, Furthermore, it contains mild steel fiber DR. In Examples 6 and 7, the high performance water reducer SP and the shrinkage reducer one-component high performance water reducer SR are those manufactured by BASF Japan Ltd. (that is, the shrinkage reducer one-component high performance water reducer SR) The water reducer SR is Master Glenium SP8HU (SR)).
実施例６、７は、実施例１～５と使用している材料はほぼ同じであるが、各材料の分量が図１０に示すように異なっており、水結合材比Ｗ／Ｂは１３．５％となっている。そして、実施例７では軟鋼繊維ＤＲを８０ｋｇ／ｍ３混入している。 Examples 6 and 7 use almost the same materials as Examples 1 to 5, but the amounts of each material are different as shown in FIG. 10, and the water binder ratio W/B is 13. It is 5%. In Example 7, 80 kg/m 3 of mild steel fiber DR was mixed.
次に、実施例１～７の試験体について自己収縮ひずみを測定するための試験を行う（図９のステップＳ２）。つまり、実施例１～７について、上記した自己収縮試験、スランプフロー試験、及び圧縮強度試験を行う。図１１は、実施例１～７の自己収縮試験、スランプフロー試験、及び圧縮強度試験の結果である。 Next, a test is conducted to measure the autogenous shrinkage strain of the test specimens of Examples 1 to 7 (Step S2 in FIG. 9). That is, for Examples 1 to 7, the above-described self-shrinkage test, slump flow test, and compressive strength test were conducted. FIG. 11 shows the results of the self-shrinkage test, slump flow test, and compressive strength test for Examples 1 to 7.
自己収縮ひずみについて、ベースセメント組成物の実施例６と、算出式用セメント組成物の実施例７を比較すると、材齢２８日の自己収縮ひずみは、実施例６が－６４９、実施例７が－３９２であり、算出式用セメント組成物（実施例７）の自己収縮ひずみの方がベースセメント組成物（実施例６）の自己収縮ひずみよりもひずみが抑制されている。 Regarding autogenous shrinkage strain, when comparing Example 6 of the base cement composition and Example 7 of the cement composition for calculation formula, the autogenous shrinkage strain of Example 6 at the age of 28 days is -649, and Example 7 is -649. -392, and the autogenous shrinkage strain of the calculation formula cement composition (Example 7) is more suppressed than the autogenous shrinkage strain of the base cement composition (Example 6).
また、実施例６、７においては、材齢５６日と９１日の自己収縮ひずみの測定を行っており、材齢５６日においては、実施例６が－７３５、実施例７が－４４５であり、材齢９１日においては、実施例６が－７８２、実施例７が－４７７である。いずれにおいても、セメント組成物（実施例７）の自己収縮ひずみの方がベースセメント組成物（実施例６）の自己収縮ひずみよりもひずみが抑制されている。 In Examples 6 and 7, the autogenous shrinkage strain was measured at 56 days and 91 days, and at 56 days, Example 6 was -735 and Example 7 was -445. , at the age of 91 days, Example 6 has a value of -782 and Example 7 has a value of -477. In any case, the autogenous shrinkage strain of the cement composition (Example 7) is more suppressed than the autogenous shrinkage strain of the base cement composition (Example 6).
スランプフローは、実施例６が６２．０、実施例７が５９．５であり、どちらも５７．０～６８．０の範囲内である。 The slump flow was 62.0 in Example 6 and 59.5 in Example 7, both within the range of 57.0 to 68.0.
圧縮強度は、実施例６が１６２、実施例７が１５７であり、ベースセメント組成物（実施例６）の圧縮強度と比べて、算出式用セメント組成物（実施例７）の圧縮強度の低下は１０％以内である。 The compressive strength is 162 for Example 6 and 157 for Example 7, which indicates a decrease in the compressive strength of the cement composition for calculation formula (Example 7) compared to the compressive strength of the base cement composition (Example 6). is within 10%.
次に、第１実施形態と同様の手法で、自己収縮ひずみ比を、鋼繊維の混入量、引張強度、及び水結合材比に基づいて算出する算出式を求める（図９のステップＳ３）。 Next, using the same method as in the first embodiment, a formula for calculating the self-shrinkage strain ratio is determined based on the amount of steel fiber mixed in, the tensile strength, and the water binder ratio (step S3 in FIG. 9).
つまり、試験体の自己収縮ひずみ比を被説明変数とし、鋼繊維の混入量、引張強度、及び水結合材比を説明変数とした、重回帰分析による回帰式を求める。図１２は、実施例１～７の重回帰分析に用いるパラメータ一覧である。 That is, a regression equation is determined by multiple regression analysis, with the self-shrinkage strain ratio of the test piece as the explained variable and the amount of steel fiber mixed in, tensile strength, and water-binder ratio as the explanatory variables. FIG. 12 is a list of parameters used in the multiple regression analysis of Examples 1 to 7.
そして、実施例１～７の重回帰分析の結果から切片と、混入量（外割）の係数ｅと、引張強度の係数ｆと、水結合材比の係数ｇと、を用いると、次式で算出式を表すことができる（ただし、ｅ＞０、ｆ＞０、ｇ＞０）。 Then, using the intercept, the coefficient e of the mixed amount (external division), the coefficient f of the tensile strength, and the coefficient g of the water binder ratio from the results of the multiple regression analysis of Examples 1 to 7, the following equation can be obtained. The calculation formula can be expressed as (however, e>0, f>0, g>0).
自己収縮ひずみ比＝０．５－ｅ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｆ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２＋ｇ×水結合材比％ …（３）
なお、次式のように変換することにより、セメント組成物の自己収縮ひずみを求めることが可能である。
Self-shrinkage strain ratio = 0.5 - e x mixed amount kg/m 3 - f x fiber strength N/mm 2 + g x water binder ratio %...(3)
In addition, it is possible to obtain the autogenous shrinkage strain of the cement composition by converting as shown in the following equation.
自己収縮ひずみ＝（０．５－ｅ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｆ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２＋ｇ×水結合材比％）×ベースセメント組成物の自己収縮ひずみ …（３－１）
第３実施形態においては、式（３）（（３－１））を用いると混入量と繊維強度から自己収縮ひずみ比（自己収縮ひずみ）を算出することができる。つまり、かかる算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する（図９のステップＳ４）。
Self-shrinkage strain = (0.5-e x mixed amount kg/m 3 -f x fiber strength N/mm 2 +g x water binder ratio %) x self-shrinkage strain of base cement composition... (3-1)
In the third embodiment, by using equation (3) ((3-1)), the autogenous shrinkage strain ratio (self-shrinkage strain) can be calculated from the mixed amount and fiber strength. That is, the amount of mixture and fiber strength are determined based on this calculation formula, and a cement composition is manufactured (step S4 in FIG. 9).
また、収縮低減剤が入っていない従来の高性能減水剤ＳＰを用いた場合には、水結合材比Ｗ／Ｂが小さいほど自己収縮ひずみが大きくなり、自己収縮ひずみ比も大きくなるが、本実施形態では、収縮低減剤が入っている高性能減水剤（収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲ）を用いているので、水結合材比Ｗ／Ｂが小さいほど、所定の流動性を得るために収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲの混入量が増えるので、自己収縮ひずみ比（自己収縮ひずみ）が小さくなる。 Furthermore, when using a conventional high-performance water reducing agent SP that does not contain a shrinkage reducing agent, the smaller the water binder ratio W/B, the larger the self-shrinkage strain, and the self-shrinkage strain ratio also increases. In the embodiment, a high-performance water reducer containing a shrinkage reducer (shrinkage reducer one-component high-performance water reducer SR) is used, so the smaller the water-binder ratio W/B is, the more the predetermined fluidity can be achieved. Since the amount of the shrinkage reducing agent, the one-component type high performance water reducer SR, is increased in order to obtain this, the self-shrinkage strain ratio (self-shrinkage strain) becomes smaller.
＝＝＝第４実施形態＝＝＝
次に、第４実施形態について説明する。なお、第３実施形態と同様な説明となる部分については説明を省略する。
===Fourth embodiment===
Next, a fourth embodiment will be described. Note that the description of parts that are similar to those in the third embodiment will be omitted.
第４実施形態と第３実施形態の相違点は、算出式の求め方であり、第２実施形態と第１実施形態の相違点と同じである。つまり、第４実施形態においては、第３実施形態とは異なる方法（重回帰分析ではない方法）を用いて、自己収縮ひずみ比を、混入量と、繊維強度と、水係合材比Ｗ／Ｂと、に基づいて算出する算出式を求める。 The difference between the fourth embodiment and the third embodiment is the method of determining the calculation formula, which is the same as the difference between the second embodiment and the first embodiment. That is, in the fourth embodiment, using a method different from the third embodiment (a method other than multiple regression analysis), the self-shrinkage strain ratio is calculated based on the mixing amount, fiber strength, and water engagement material ratio W/ Find a calculation formula based on B.
第３実施形態で算出した算出式（３）を見てみると、混入量ｋｇ／ｍ３には、マイナスの係数（－ｅ）を掛けており、繊維強度Ｎ／ｍｍ２には、マイナスの係数（－ｆ）を掛けており、水結合材比％には、プラスの係数（＋ｇ）を掛けている。 Looking at the calculation formula (3) calculated in the third embodiment, the mixed amount kg/m 3 is multiplied by a negative coefficient (-e), and the fiber strength N/mm 2 is multiplied by a negative coefficient (-e). It is multiplied by a coefficient (-f), and the water binder ratio % is multiplied by a positive coefficient (+g).
すなわち、鋼繊維の混入量が大きく（小さく）なると、自己収縮ひずみ比が小さく（大きく）なり、鋼繊維の繊維強度が大きく（小さく）なると、自己収縮ひずみ比が小さく（大きく）なり、水結合材比が大きく（小さく）なると、自己収縮ひずみ比が大きく（小さく）なる。 In other words, as the amount of steel fibers mixed in increases (decreases), the self-shrinkage strain ratio decreases (increases), and as the fiber strength of the steel fibers increases (decreases), the self-shrinkage strain ratio decreases (increases), and the water bond As the material ratio increases (decreases), the self-shrinkage strain ratio increases (decreases).
そこで、本実施形態においては、鋼繊維の混入量と繊維強度の積の値を水結合材比で割った値を求めて、自己収縮ひずみ比に対応する変数を１つとし、係数をｄとした単回帰分析による回帰式を求めて算出式とする（だたし、ｄ＞０）。図１３は、実施例１～７の自己収縮ひずみ比と混入量×引張強度／水結合材比の一覧である。図１４は、実施例１～７の自己収縮ひずみ比と混入量×引張強度／水結合材比の回帰式を示したグラフである。図１４に示す回帰式のｘとｙを自己収縮ひずみ比と鋼繊維の混入量と引張強度の積の値を水結合材比で割った値に置き換えると次式となる。 Therefore, in this embodiment, the value obtained by dividing the product of the amount of steel fiber mixed and the fiber strength by the water binder ratio is determined, and one variable corresponding to the self-shrinkage strain ratio is set, and the coefficient is d. A regression equation is determined by simple regression analysis and used as a calculation equation (d>0). FIG. 13 is a list of self-shrinkage strain ratios and mixing amount x tensile strength/water binder ratio for Examples 1 to 7. FIG. 14 is a graph showing a regression equation of the self-shrinkage strain ratio of Examples 1 to 7 and the amount of mixture x tensile strength/water binder ratio. If x and y in the regression equation shown in FIG. 14 are replaced with a value obtained by dividing the product of the self-shrinkage strain ratio, the amount of steel fiber mixed in, and the tensile strength by the water binder ratio, the following equation is obtained.
自己収縮ひずみ比＝１．０－ｄ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２／水結合材比％ …（４）
なお、次式のように変換することにより、セメント組成物の自己収縮ひずみを求めることが可能である。
Self-shrinkage strain ratio = 1.0-d x amount of mixture kg/m 3 x fiber strength N/mm 2 / water binder ratio %...(4)
In addition, it is possible to obtain the autogenous shrinkage strain of the cement composition by converting as shown in the following equation.
自己収縮ひずみ＝（１．０－ｄ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２／水結合材比％）×ベースセメント組成物の自己収縮ひずみ …（４－１）
第４実施形態においては、式（４）（（４－１））を用いると混入量と繊維強度から自己収縮ひずみ比（自己収縮ひずみ）を算出することができる。つまり、かかる算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する。
Autogenous shrinkage strain = (1.0-d x mixed amount kg/m 3 x fiber strength N/mm 2 /water binder ratio %) x autogenous shrinkage strain of base cement composition... (4-1)
In the fourth embodiment, by using equation (4) ((4-1)), the autogenous shrinkage strain ratio (self-shrinkage strain) can be calculated from the mixed amount and fiber strength. That is, a cement composition is manufactured by determining the amount of mixture and fiber strength based on this calculation formula.
また、上記実施形態に係るセメント組成物の自己収縮ひずみ比は、図１３の左から２列目に示すように０．８４６～０．６０３の範囲にあり、自己収縮ひずみ比は、０．５０～０．９０であれば、適切な範囲と言える。 Further, the self-shrinkage strain ratio of the cement composition according to the above embodiment is in the range of 0.846 to 0.603, as shown in the second column from the left in FIG. 13, and the self-shrinkage strain ratio is 0.50. ~0.90 is considered to be an appropriate range.
＝＝＝鋼繊維の物性値について＝＝＝
上記実施形態においては、鋼繊維として軟鋼繊維ＤＲと硬鋼繊維ＨＤＲの２種類を使用している。ここで、鋼繊維の物性値として軟鋼繊維ＤＲの物性値と硬鋼繊維ＨＤＲの物性値をまとめると、フック型鋼繊維であり、引張強度が１０００～４０００Ｎ／ｍｍ２、繊維径が０．３０～０．７０ｍｍ、繊維長が２８～３８ｍｍとなる。
===About the physical properties of steel fibers===
In the above embodiment, two types of steel fibers, mild steel fiber DR and hard steel fiber HDR, are used. Here, to summarize the physical property values of mild steel fiber DR and hard steel fiber HDR as physical properties of steel fibers, they are hook-shaped steel fibers, with a tensile strength of 1000 to 4000 N/mm 2 and a fiber diameter of 0.30 to 0.70 mm, and the fiber length is 28 to 38 mm.
鋼繊維の引張強度については、上記物性値の範囲より低くなると靱性が低くなってしまう。繊維径については、上記物性値の範囲より小さくなると流動性が悪くなり、大きくなると靱性が低くなってしまう。繊維長については、上記物性値の範囲より小さくなると靱性が低くなり、大きくなると製造時に折れ曲がる等してしまう。つまり、上記で示した鋼繊維のそれぞれの物性値の範囲は、セメント組成物及びセメント組成物の製造において適切な範囲を示している。 Regarding the tensile strength of steel fibers, if the tensile strength is lower than the range of the above-mentioned physical property values, the toughness will decrease. Regarding the fiber diameter, if it is smaller than the above physical property value range, the fluidity will be poor, and if it is larger, the toughness will be reduced. Regarding the fiber length, if the fiber length is smaller than the range of the above-mentioned physical property values, the toughness will be lowered, and if it is larger, the fiber will be bent during production. In other words, the ranges of physical property values of the steel fibers shown above indicate appropriate ranges for cement compositions and the production of cement compositions.
また、図１１の結果を見ると、スランプフローと圧縮強度にまだ余裕があり、鋼繊維を追加することが可能である。特許文献１や上記結果等から、鋼繊維の混入量は外割りで１６０ｋｇ／ｍ３（約２％）が可能である。 Moreover, looking at the results in FIG. 11, there is still room for slump flow and compressive strength, and it is possible to add steel fibers. From Patent Document 1 and the above results, the amount of steel fiber mixed in can be 160 kg/m 3 (approximately 2%).
すなわち、上記実施形態によって製造されるセメント組成物は、膨張材を含まず、収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維とを含むセメント組成物であって、鋼繊維は、フック型鋼繊維であり、混入量が２０～１６０ｋｇ／ｍ３であり、引張強度が１０００～４０００Ｎ／ｍｍ２であり、繊維径が０．３０～０．７０ｍｍであり、繊維長が２８～３８ｍｍである。 That is, the cement composition manufactured according to the above embodiment is a cement composition that does not contain an expanding agent and contains a shrinkage reducing agent, a one-component high performance water reducing agent, and steel fibers, and the steel fibers are hook-shaped steel fibers. The mixed amount is 20 to 160 kg/m 3 , the tensile strength is 1000 to 4000 N/mm 2 , the fiber diameter is 0.30 to 0.70 mm, and the fiber length is 28 to 38 mm.
かかるセメント組成物によると、自己収縮ひずみが低減され、高い流動性が確保でき、圧縮強度の低下を適切に抑制することが可能となる。 According to such a cement composition, self-shrinkage strain is reduced, high fluidity can be ensured, and a decrease in compressive strength can be appropriately suppressed.
そして、実施例１～７の結果より、セメント組成物の自己収縮ひずみは、材齢２８日において－４９７～－３９２マイクロである。そのため、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 According to the results of Examples 1 to 7, the self-shrinkage strain of the cement composition is -497 to -392 microns at the age of 28 days. Therefore, it becomes possible to appropriately suppress cracks in the cement composition.
＝＝＝上記実施形態に係るセメント組成物の製造方法の有効性について＝＝＝
上記実施形態においては、収縮低減剤一液型高性能減水剤ＳＲと鋼繊維とを混入し、膨張材を混入せずに、セメント組成物を製造するセメント組成物の製造方法であって、高性能減水剤ＳＰを混入したベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対するセメント組成物の自己収縮ひずみの比である自己収縮ひずみ比を、鋼繊維の混入量と鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出するための算出式を準備する準備ステップと、算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する製造ステップと、を有することとした。そのため、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。
===About the effectiveness of the manufacturing method of the cement composition according to the above embodiment===
In the above embodiment, a method for producing a cement composition is provided in which a cement composition is produced by mixing a shrinkage reducing agent, a one-component high-performance water reducer SR, and steel fibers without mixing an expanding agent. The self-shrinkage strain ratio, which is the ratio of the self-shrinkage strain of the cement composition to the self-shrinkage strain of the base cement composition mixed with the performance water reducer SP, is calculated based on the amount of steel fiber mixed and the fiber strength of the steel fiber. The present invention includes a preparation step of preparing a calculation formula for the calculation, and a production step of determining the amount of mixture and fiber strength based on the calculation formula and manufacturing a cement composition. Therefore, it becomes possible to appropriately suppress cracks in the cement composition.
機能材として収縮低減剤一液型高性能減水剤と鋼繊維とを混入し、膨張材を混入せずに、セメント組成物を製造するセメント組成物の製造において、従来においては、セメント組成物に自己収縮ひずみが生じるため、セメント組成物にひび割れが発生することがあった。 Conventionally, in the production of cement compositions, a cement composition is produced by mixing a shrinkage reducing agent, a one-component high-performance water reducer, and steel fibers as functional materials without mixing an expanding agent. Cracks could occur in the cement composition due to self-shrinkage strain.
これに対し、上記実施形態においては、算出式を準備する準備ステップと、算出式に基づいて混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造する製造ステップと、を有する。すなわち、算出式を用いて事前に自己収縮ひずみ比を算出し、算出結果に基づいて鋼繊維の混入量と繊維強度を決めて、セメント組成物を製造することとした。 In contrast, the above embodiment includes a preparation step of preparing a calculation formula, and a production step of determining the amount of mixture and fiber strength based on the calculation formula and manufacturing a cement composition. That is, the autogenous shrinkage strain ratio was calculated in advance using a calculation formula, and the amount of steel fibers mixed and the fiber strength were determined based on the calculation results to manufacture the cement composition.
つまり、かかるセメント組成物の製造において、算出式に仮の鋼繊維の混入量と繊維強度を代入し、算出結果を確認してから（事前検討してから）、鋼繊維の混入量と繊維強度を決めて実際のセメント組成物の製造を行うことが可能となる。すなわち、算出式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 In other words, in the production of such cement compositions, the amount of steel fibers mixed in and the fiber strength are substituted into the calculation formula, and after confirming the calculation results (after prior consideration), the amount of steel fibers mixed in and the fiber strength are calculated. It becomes possible to determine the actual cement composition and manufacture the actual cement composition. In other words, a cement composition can be manufactured after determining the amount of steel fibers mixed in and the fiber strength of the steel fibers that will give an appropriate self-shrinkage strain using a calculation formula, which can appropriately suppress cracks in the cement composition. It becomes possible to do so.
また、上記実施形態においては、算出式は、鋼繊維の混入量と、鋼繊維の繊維強度とをパラメータとした回帰式を用いて求められることとした。 Further, in the above embodiment, the calculation formula is determined using a regression formula using the amount of mixed steel fibers and the fiber strength of the steel fibers as parameters.
そのため、回帰式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 Therefore, it is possible to manufacture a cement composition after determining the amount of steel fiber mixed in and the fiber strength of the steel fiber that will result in an appropriate self-shrinkage strain using a regression equation, which can appropriately suppress cracks in the cement composition. It becomes possible to do so.
また、上記実施形態においては、自己収縮ひずみ比を鋼繊維の混入量と鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出する算出式は、自己収縮ひずみ比＝１．０－ａ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２、及び、自己収縮ひずみ比＝１．０－ｂ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｃ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２、であることとした。 Further, in the above embodiment, the formula for calculating the self-shrinkage strain ratio based on the amount of mixed steel fibers and the fiber strength of the steel fibers is: self-shrinkage strain ratio=1.0-a×mixed amount kg/m 3 ×fiber strength N/mm 2 and self-shrinkage strain ratio=1.0−b×mixing amount kg/m 3 −c×fiber strength N/mm 2 .
そのため、２つの算出式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 Therefore, it is possible to manufacture a cement composition after determining the amount of steel fiber mixed in and the fiber strength of the steel fiber that will result in an appropriate self-shrinkage strain using two calculation formulas. It becomes possible to suppress the
また、上記実施形態においては、算出式は、自己収縮ひずみ比を、混入量と、繊維強度と、水結合材比と、に基づいて算出するための式であることとした。 Further, in the above embodiment, the calculation formula is a formula for calculating the self-shrinkage strain ratio based on the mixed amount, fiber strength, and water binder ratio.
つまり、上記のように、混入量と、繊維強度と、水結合材比とをパラメータとした回帰式を算出式とすることができ、水結合材比を算出結果に反映させることが可能となる。 In other words, as mentioned above, the calculation formula can be a regression formula using the amount of mixture, fiber strength, and water binder ratio as parameters, and it is possible to reflect the water binder ratio in the calculation results. .
また、上記実施形態においては、自己収縮ひずみ比を、混入量と、繊維強度と、水係合材比Ｗ／Ｂと、に基づいて算出する算出式は、自己収縮ひずみ比＝１．０－ｄ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２／水結合材比％、及び、自己収縮ひずみ比＝０．５－ｅ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｆ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２＋ｇ×水結合材比％、であることとした。 Further, in the above embodiment, the formula for calculating the self-shrinkage strain ratio based on the amount of mixture, fiber strength, and water engagement material ratio W/B is: self-shrinkage strain ratio = 1.0 - d x mixed amount kg/m 3 x fiber strength N/mm 2 / water binder ratio % and self-shrinkage strain ratio = 0.5 - e x mixed amount kg/m 3 - f x fiber strength N/mm 2 +g x water binder ratio %.
そのため、２つの水結合材比が反映された算出式を使って適切な自己収縮ひずみとなるような鋼繊維の混入量及び鋼繊維の繊維強度を決めてからセメント組成物を製造することができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 Therefore, it is possible to manufacture a cement composition after determining the amount of steel fiber mixed in and the fiber strength of the steel fiber that will give an appropriate self-shrinkage strain using a calculation formula that reflects the ratio of the two water binders. , it becomes possible to appropriately suppress cracks in the cement composition.
また、上記実施形態においては、自己収縮ひずみ比は、０．５０～０．９０であることとした。 Further, in the above embodiment, the autogenous shrinkage strain ratio is set to be 0.50 to 0.90.
そのため、自己収縮ひずみを適切な範囲とすることができ、セメント組成物のひび割れを適切に抑制することが可能となる。 Therefore, the self-shrinkage strain can be kept within an appropriate range, and cracking of the cement composition can be appropriately suppressed.
＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
===About other embodiments===
The embodiments described above are provided to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to be interpreted as limiting the present invention. It goes without saying that the present invention may be modified and improved without departing from its spirit, and that the present invention includes equivalents thereof.
上記実施形態では、鋼繊維の混入量等からの回帰式を算出式として自己収縮ひずみを算出していたが、これに限るものではない。例えば、試験体の自己収縮ひずみ比と、鋼繊維の混入量と、鋼繊維の繊維強度と、を用いて人工知能によって回帰分析した結果（機械学習された情報）を算出式として自己収縮ひずみ比を算出してもよいし、別の分析手法を用いて算出式を求めて自己収縮ひずみ比を算出してもよい。 In the above embodiment, the self-shrinkage strain is calculated using a regression equation based on the amount of steel fiber mixed in, etc., but the present invention is not limited to this. For example, using the self-shrinkage strain ratio of the test specimen, the amount of steel fiber mixed in, and the fiber strength of the steel fiber, the results of regression analysis using artificial intelligence (machine-learned information) are used as a calculation formula to calculate the self-shrinkage strain ratio. may be calculated, or the self-shrinkage strain ratio may be calculated by obtaining a calculation formula using another analysis method.
Ｗ 水
Ｂ 結合材
Ｇ 粗骨材
Ｓ 細骨材
ＰＰ 有機繊維
ＳＰ 高性能減水剤
ＳＲ 収縮低減剤一液型高性能減水剤
ＤＲ 軟鋼繊維（軟鋼製フック型鋼繊維）
ＨＤＲ 硬鋼繊維（硬鋼製フック型鋼繊維）
Ｗ／Ｂ 水結合材比
W Water B Binding material G Coarse aggregate S Fine aggregate PP Organic fiber SP High performance water reducer SR Shrinkage reducer One-component high performance water reducer DR Mild steel fiber (mild steel hook type steel fiber)
HDR hard steel fiber (hard steel hook type steel fiber)
W/B water binder ratio
Claims (11)
高性能減水剤を混入したベースセメント組成物の自己収縮ひずみに対する前記セメント組成物の自己収縮ひずみの比である自己収縮ひずみ比を、前記鋼繊維の混入量と前記鋼繊維の繊維強度とに基づいて算出するための算出式を準備する準備ステップと、
前記算出式に基づいて前記混入量と前記繊維強度を決めて、前記セメント組成物を製造する製造ステップと、
を有することを特徴とするセメント組成物の製造方法。 A method for producing a cement composition by mixing a shrinkage reducing agent, a one-component high-performance water reducing agent, steel fibers, and only polypropylene fibers as organic fibers, without mixing an expanding agent. ,
The self-shrinkage strain ratio, which is the ratio of the self-shrinkage strain of the cement composition to the self-shrinkage strain of the base cement composition mixed with a high performance water reducing agent, is determined based on the amount of the steel fiber mixed and the fiber strength of the steel fiber. a preparation step of preparing a calculation formula for calculating the
a manufacturing step of manufacturing the cement composition by determining the mixing amount and the fiber strength based on the calculation formula;
A method for producing a cement composition, comprising:
前記算出式は、鋼繊維の混入量と、鋼繊維の繊維強度とをパラメータとした回帰式を用いて求められることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 A method for producing a cement composition according to claim 1, comprising:
The method for producing a cement composition, wherein the calculation formula is determined using a regression formula using the amount of steel fiber mixed and the fiber strength of the steel fiber as parameters.
前記算出式は、自己収縮ひずみ比＝１．０－ａ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２、であることを特徴とするセメント組成物の製造方法（ただし、ａ＞０）。 A method for producing a cement composition according to claim 1 or 2, comprising:
The method for producing a cement composition characterized in that the calculation formula is: autogenous shrinkage strain ratio = 1.0 - a x amount of mixture kg/m 3 x fiber strength N/mm 2 (where a > 0) .
前記算出式は、自己収縮ひずみ比＝１．０－ｂ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｃ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２、であることを特徴とするセメント組成物の製造方法（ただし、ｂ＞０、ｃ＞０）。 A method for producing a cement composition according to claim 1 or 2, comprising:
The method for producing a cement composition characterized in that the calculation formula is: self-shrinkage strain ratio = 1.0 - b x mixed amount kg/m 3 - c x fiber strength N/mm 2 (where b > 0, c>0).
前記算出式は、
前記自己収縮ひずみ比を、前記混入量と、前記繊維強度と、水結合材比と、に基づいて算出するための式であることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 A method for producing a cement composition according to claim 1 or 2, comprising:
The calculation formula is
A method for producing a cement composition, characterized in that the formula is for calculating the self-shrinkage strain ratio based on the mixing amount, the fiber strength, and the water binder ratio.
前記算出式は、自己収縮ひずみ比＝１．０－ｄ×混入量ｋｇ／ｍ３×繊維強度Ｎ／ｍｍ２／水結合材比％、であることを特徴とするセメント組成物の製造方法（ただし、ｄ＞０）。 A method for producing a cement composition according to claim 5, comprising:
The method for producing a cement composition, characterized in that the calculation formula is: self-shrinkage strain ratio = 1.0-d x mixed amount kg/m 3 x fiber strength N/mm 2 / water binder ratio % ( However, d>0).
前記算出式は、自己収縮ひずみ比＝０．５－ｅ×混入量ｋｇ／ｍ３－ｆ×繊維強度Ｎ／ｍｍ２＋ｇ×水結合材比％、であることを特徴とするセメント組成物の製造方法（ただし、ｅ＞０、ｆ＞０、ｇ＞０）。 A method for producing a cement composition according to claim 5, comprising:
The calculation formula is: self-shrinkage strain ratio = 0.5 - e x mixed amount kg/m 3 - f x fiber strength N/mm 2 + g x water binder ratio %. Manufacturing method (however, e>0, f>0, g>0).
前記算出式が、試験体の自己収縮ひずみ比と、鋼繊維の混入量と、鋼繊維の繊維強度と、を用いて機械学習された情報であることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 A method for producing a cement composition according to claim 1, comprising:
A method for producing a cement composition, characterized in that the calculation formula is information obtained by machine learning using the self-shrinkage strain ratio of the test specimen, the amount of mixed steel fibers, and the fiber strength of the steel fibers.
前記自己収縮ひずみ比は、０．５０～０．９０であることを特徴とするセメント組成物の製造方法。 A method for producing a cement composition according to any one of claims 1 to 8, comprising:
A method for producing a cement composition, wherein the self-shrinkage strain ratio is 0.50 to 0.90.
前記鋼繊維は、フック型鋼繊維であり、混入量が２０～１６０ｋｇ／ｍ３であり、引張強度が１０００～４０００Ｎ／ｍｍ２であり、繊維径が０．３０～０．７０ｍｍであり、繊維長が２８～３８ｍｍであることを特徴とするセメント組成物。 A cement composition that does not contain an expanding agent and contains a shrinkage reducing agent, a one-component high performance water reducing agent, steel fibers, and only polypropylene fibers as organic fibers,
The steel fibers are hook-type steel fibers, have a mixed amount of 20 to 160 kg/m 3 , a tensile strength of 1000 to 4000 N/mm 2 , a fiber diameter of 0.30 to 0.70 mm, and a fiber length of A cement composition characterized in that the diameter is 28 to 38 mm.
前記セメント組成物の自己収縮ひずみは、材齢２８日において－４９７～－３９２マイクロであることを特徴とするセメント組成物。 The cement composition according to claim 10,
The cement composition has an autogenous shrinkage strain of -497 to -392 microns at a material age of 28 days.
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