JPH01226760A - ローラ転圧舗装用コンクリート組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセメントとして特殊な組成を有するセメントを
用い、かつコンクリート原料が特定配合されたゼロスラ
ンプの低収縮性のローラ転圧舗装用コンクリート組成物
に関する。

〔従来の技術〕

従来から道路、空港、港湾等の各種ヤード等の工事にお
いて、コンクリート舗装が広く採用されている。その理
由はコンクリート舗装が剛性舗装であるため、路盤への
荷重が均一に分散され、構造上安定であること、耐候性
が高いこと、わだち掘れが生しにくいこと、すべり抵抗
性が大きいこと、路面の明視性が良好なこと等多くの長
所を具備しているからである。

そのような舗装コンクリートは、従来、ポルトランドセ
メント、骨材、水、場合によっては混和剤を用いて、単
位水Ｍ１２０〜１６０ｋｇ、スランプ約２．５Ｃ１１（
人力舗設等ではスランプ約５．５ｃ＋ａ）のコンクリー
ト組成物を製造し、路盤上に打設してつ（られていた〔
以下「一般従来法」と記す）。

しかし、このコンクリート組成物を使用可能な状態にま
で強度発現をさせるためには、打設後数週間の養生期間
を要したため、その改善が切望されていた。

最近になって、打設後１〜７日間程度の養生期間で十分
な強度を発現し、供用開始可能なローラ転圧舗装コンク
リート工法が開発された。すなわち該工法は、路盤のセ
メント安定処理技術を応用したもので、骨材重量に対し
て普通ポルトランドセメント（フライアッシュ等を混合
材として使用する場合もある）を７〜１４％、水を５％
前後添加して製造したゼロスランプのコンクリート組成
物を路盤に敷き均し、次いで振動ローラ等で転圧しなが
ら締固めを行う施工法（以下「転圧従来法」と記す）で
あり、主に外国において実施されており、本邦業界でも
注目するところである。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に、コンクリート舗装版は車輌の走行性、交通騒音
の減少、ボンピング現象（路盤が飽水状態にあるとき、
交通荷重によってコンクリート版がたわみ、それによっ
て目地やひびわれから砂利等を噴出する現象）等を考慮
して、長スパンにすることが望ましい。その点、前記転
圧従来法は単位水ｆｆ１Ｎによる乾燥収縮が小さくでき
るため、−般従来法に比し、多少スパンを長くすること
が可能であると想像される。

しかしながら、転圧従来法の場合、かなりの長スパンを
連続施工する必要があり、しかもその途中に、一般従来
法のような鋼材で補強した目地を設けることができない
ため、温湿度変化の大きい我国では、乾燥収縮（大約６
〜ＢｘｔＯ−’）に基づくひびわれを十分に抑制できず
、コンクリート舗装版の耐久性を悪くするなど好ましく
ない面が生じることが予想される。その結果、前述の各
利点を十分生かすことができず、この転圧従来法の改善
が待たれている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは前記ひびわれ原因が使用セメント
およびコンクリートの配合設計にあるとの観点に立って
、転圧舗装したさい、コンクリートの充填率（空隙率が
零になるまで締固めた場合の単位容積質量に対する実単
位容積質量の百分率）が９６％以上達成できるローラ転
圧舗装用コンクリート組成物について鋭意研究した結果
、従来法に比し著しく乾燥収縮を小さくできる該組成物
について、下達するような発明を完成させた。

すなわち、本発明はセメント、骨材、および水が配合さ
れたゼロスランプの転圧舗装用コンクリート組成物にお
いて、該セメントには特殊な組成を有するセメント組成
物が用いられ、かつ単位水量が７０〜１１０ｋｇおよび
単位粗骨材容積が０．７０〜０．９０であるローラ転圧
舗装用コンクリート組成物を要旨とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のローラ転圧舗装用コンクリート組成物（以下［
コンクリート組成物」と記す）とはゼロスランプの未硬
化コンクリート混練物である。

ここでゼロスランプとは、文字どおりスランプが零のも
のを指し、パサパサした状態で流動性を有しない混合物
である。

なお、本発明に°おいては、ローラ転圧舗装用コンクリ
ート組成物の軟度の測定方法がまだ確立されていないた
め、その適否の判断は転圧締め固めたさいの充填率また
は硬化体の強度で行うことにする。　まずコンクリート
組成物に含有されているセメント組成物について説明す
る。

セメント組成物はローラ転圧舗装用として、その水和硬
化体が低収縮性を示し、かつ初期強度発現の高い特性を
具備する下記成分からなる水硬性セメントである。すな
わち、 ■　ポルトランドセメントクリンカ−１４０％以上の無
水石こうを含む石こうおよび有機質系収縮低減剤が混合
されたもの、 ■　ポルトランドセメントクリンカー、４０％以上の無
水石こうを含む石こうおよび有機質系収縮低減剤、なら
びに高炉スラグまたはフライアッシュが混合されたもの
、 であり、それら３種のセメント組成物から、ローラ転圧
舗装コンクリートの条件、たとえば、ひびわれの発生お
よび巾に対する許容の程度、施工後の交通解放までに許
容される養生日数、コスト等を勘案のうえ、適宜選択し
て使用する。

上記セメント組成物のクリンカーは普通、早強、または
中庸熱ポルトランドセメントクリンカ−のうちいずれか
である。

石こうは無水石こうを４０％以上含有していることが肝
要であり、具体的に云えば、無水石こうのみか、あるい
は無水石こうおよび含水石こう（２水塩および／または
半水塩）の混合物である。

ここで、石こう中に無水石こうが４０％以上含んでいな
ければならない理由は、４０％未満であると収縮低減効
果が著しく小さく好ましくないためである。

高炉スラグ微粉末およびフライアッシュは通常市販され
ているものが使用できる。

有機質系収縮低減剤には （ａ）　　低級アルコールアルキレンオキシド付加物（
たとえば三洋化成工業社製「テトラガード」）（ｂ）　
　ポリエーテル系（特発油脂社製「ヒビタン」）（Ｃ）
　　グリコールエーテル系（藤沢薬品工業社製「ヒビガ
ード」） （ｄ）　　ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン
のブロックポリマー（特開昭５９−２１５５７）等の有
機化合物の１種または２種以上が含まれ、これらのいず
れもが乾燥収縮を小さくする。

上記■、■における石こうの割合（内削）はセメント組
成物中ＳＯ，基準で３．０〜６．０％、有機質系収縮低
減剤は０．２〜２．０％、高炉スラグは５〜６０％およ
びフライアッシュは５〜３０％であり、残りがクリンカ
ーである。

これらの範囲以下ではいずれの場合も乾燥収縮の低減効
果が小さく、逆に石こう添加量が過多になりＳＯ，基準
が６．０％を超えると硬化体が異常膨張を起こし、有機
質系収縮低減剤が２．０％を超えると各材令の強度発現
が悪く、高炉スラグとフライアッシュがそれぞれ６０％
、３０％をそれぞれ超えると初期強度の発現が低く、短
期間で交通解放ができない等々、上記範囲外ではいずれ
も好ましくない。

望ましい割合（内削）は前記のＳＯ，基準が３．５〜５
．０％、有機質系収縮低減剤が０．２〜１．０％、であ
り、高炉スラグは３０〜６０％、フライアッシュは１０
〜２０％である。

セメント組成物の製法は、各成分を個別に粉砕した各粉
砕物を混合する方法があり前記■についてはセメント組
成物■に有機質系収縮低減剤、高炉スラグ、あるいはフ
ライアッシュを所定の割合になるように混合する方法等
が例示されるが、本発明では特にそれら製法を限定する
ものではない。

要するに、記載の各成分が所定の構成をしたセメント組
成物であればよい。

その場合の各成分の細かさ（ブレーン値）は、クリンカ
ーが２５００〜５０００ｃｆｆｌ／ｇ、石こうが２５０
０〜９０００ｃＪ／ｇ、高炉スラグが２７５０〜５００
０ｄ／ｇ、フライアッシュが２４００〜３５００ｃｄ／
ｇの範囲のものが望ましい。

なお、セメント組成物には共通成分としてクリンカーと
石こうが含まれているが、これら両者に代えて市販の普
通、早強、または中庸熱ポルトランドセメントを成分と
して用いることは差しつかえない。ただし、最終的にセ
メント組成物とじたときに、無水石こうの割合その他が
前述のように調整されねばならないことは云うまでもな
い。

本発明のコンクリート組成物はその原料として、上記セ
メント組成物を用いるのがコンクリート原料の配合混練
が単純であり好ましいのであるが、セメント組成物が入
手できないような場合には、予定したセメント組成物の
各成分を個別に入手し、その組成物の割合に従って他の
コンクリート原料と混合した場合であっても、得たコン
クリート組成物の硬化体は、セメント組成物から製造し
たコンクリート組成物のそれと、はぼ同等の効果が得ら
れる。つまり、コンクリート組成物としたとき、所定の
各成分が所定の割合で含有されていることが肝要である
。したがって、前述した方法に依った場合も本発明に含
まれる。

次に単位水量について述べる。

単位水量は７０〜１１０ｋｇの範囲内にあることが重要
であり、望ましいのは７５〜１００ｋｇである。７０ｋ
ｇ未満では水量不足が原因して転圧したさいに十分な充
填率のコンクリート舗装ができないため強度が低下し、
逆に１１０ｋｇを超えるとコンクリート組成物がゼロス
ランプにならず流動性を有し、転圧が困難になると共に
硬化後の乾燥収縮が大きくなるのでいずれも好ましくな
い。

単位粗骨材容積は０．７０〜０．９０の範囲にあること
が肝要であり、望ましいのは０．７５〜０．８５である
。

０．７０未満では細骨材の空隙をペーストが満たすこと
ができず、結果的に締固め不良となって強度が低下する
。

一方、０．９０を超えるとモルタルが過少になって荒々
しくなり、かつ転圧されたコンクリート組成物が密実に
ならないため舗装コンクリートとして、十分な強度、耐
久性、水密性および路面の平坦性が得られない。

以上に説明したように、本発明のコンクリート組成物は
、特殊な組成を有するセメン組成物が用いられているこ
と、特定量の単位水量であること、および特定の単位粗
骨材容積の三要件を兼ねそなえて始めて乾燥収縮の小さ
（、かつ初期から高強度を発現するコンクリート硬化体
を得ることができ、そのいずれの要件が欠けても本願の
目的は達成されない。

次に本発明のコンクリート組成物における前記以外の構
成および配合比率について説明する。

細骨材および粗骨材は一般の舗装用コンクリート配合の
さい用いられるものが、そのまま本発明においても採用
される。ただし、粗骨材については最大粒径が４０閣以
下であるものが材料分離を防ぐうえから好ましい。

混和剤としては、ＡＥ剤、減水剤等が示されるが、これ
らは場合に応じ適当に配合されたものであってもさしつ
かえない。

水／セメント比および細骨材率は、前記単位水量および
単位粗骨材容積との関係から概ね水／セメント比が２５
〜４５％、細骨材率が３０〜５０％であるが、これら範
囲外のものではゼロスランプのコンクリート組成物とな
らない場合がある。

なお、粗骨材の空隙に対するモルタル容量の比（Ｋｍ）
および細骨材の空隙に対するペースト容積の比（Ｋｐ）
　ハ、ソレソれ１．２〜１．６．１．０−１．４である
のが転圧締固め上好ましい。

次に、本発明のコンクリート組成物の製造方法およびそ
れを用いた施工法を述べる。

原料としてセメント組成物、骨材、水および必要に応じ
て混和剤を前記配合範囲内の所望の割合に配合し、慣用
の強制混練装置（たとえば２軸バツグミル型ミキサ）に
投入し、十分混練すればゼロスランプの転圧舗装用コン
クリート組成物が製造できる。

以上のようにして製造された該コンクリート組成物は、
たとえば道路舗装に用いる場合、平に均らされた路盤面
に投下し、グレーダやブルドーザあるいはアスファルト
ペーパ等で敷き均し、引続き振動ローラ、タイヤローラ
等によって転圧する。

さらに、その上面をシートなどで覆って乾燥を防止しな
がら養生すれば、１〜数日後には交通解放可能なまでに
十分に強制発現したローラ転圧舗装コンクリートができ
る。

〔作　用〕

本発明のローラ転圧舗装用コンクリート組成物の硬化体
の乾燥収縮が小さい理由は以下のように推測される。

本発明で選択されたセメント組成物は溶解速度の遅い無
水石こうを多量に含有しているために、それがセメント
、高炉スラグ等と水和反応して、エトリンガイトを徐々
に成長させるとともに、混練水を捕捉して乾燥収縮の一
原因と目される毛細管中の水を減少させる一方、その水
に溶解している有機質系収縮低減剤の濃度を高くし、も
って水の表面張力を一層低下させ、それらが両々相持っ
て毛細管の収縮を緩和すると同時に、乾燥収縮応力を小
さくする。その応力を最小にするため、所要の単位水量
をローラ転圧舗装が可能な範囲で最小にして、マトリッ
クスによる乾燥収縮を抑制し、そのうえ、ゼロスランプ
のような著しく低流動性のコンクリート組成物のモルタ
ルでも十分に密充填されるように単位粗骨材容積を設定
したために、従来法によるコンクリート組成物に比し、
本発明のコンクリート組成物で舗装されたコンクリート
版の乾燥収縮が格段に小さくなるものと推量される。

〔実施例〕

実施例１〜５、比較例１〜１１ 下記原料を用いてコンクリート組成物を製造し、乾燥収
縮率、圧縮強度および充填率を測定した。

第１表に示す成分からなるセメント組成物８種類を用い
第２表に示す配合設計にしたがって、各原料を強制２軸
バツグミル型ミキサに投入し、２分間混練して、それぞ
れのコンクリートＩ成物を製造した。

イ）得られたコンクリート組成物それぞれを１０１０Ｘ
１０Ｘ４０の角柱型わく３個に投入し、平板アタッチメ
ントを取付けた電動ハンマで充填率９６％以上を目標に
締固め、２０°Ｃ恒温室中で２４時間養生したのち脱型
した。

脱型後の各供試体は、ただちにホイットモア型歪計で基
長を測定したのち、２０°Ｃ１６０％ＲＨの恒温恒湿室
に保管した。

各供試体について乾燥収縮率を材令１３週経過時点まで
前記歪計で測長し、材令１３週における平均乾燥収縮率
を第２表に併記した。

口）各コンクリート組成物について、φＩＯＸ２０ｃｍ
円柱供試体をそれぞれ６本ずつつくり、前記恒温恒温室
で２４時間養生したのち脱型し、３本について材令１日
で圧縮強度試験を行い、他の３本は材令２８日で該試験
を行い、それらの平均値を同表に併記した。

ハ）、口）における脱型後の供試体の容積および重量か
ら求めた実単位容積質量および配合表から求めた理論単
位容積質量とから、充填率を算出し第２表に併記した。

また、一般従来法については比較例１０に、転圧従来法
の比較例１１に示した。すなわち、セメントとして市販
の普通ポルトランドセメントを用いた以外は実施例１と
同じ要領で混練したコンクリート組成物を製造し、同様
にして各供試体（比較例６については、電動ハンマによ
る締固めは行わず、通常の方法で供試体を作製した）を
つくり試験を行い、それらの結果も第２表に併記した。

（発明の効果） 本発明は特殊な組成を有するセメントを用い、特定配合
設計されたローラ転圧舗装用コンクリート組成物に係る
もので、その硬化体の乾燥収縮率は従来法のコンクリー
ト組成物のそれに比し約６０％と格段に小さく理論的に
収縮ひびわれを生じないとされる乾燥収縮率４　Ｘ　１
０−’以下を達成できる。

その結果、本発明のコンクリート組成物で道路等を施工
した場合、乾燥収縮が著しく小さいのでスパンの大きい
コンクリート版にすることが可能となり、目地はほとん
ど不要となる。よって車輌の走行性は良好になり、交通
騒音源も減り、ポンピング現象も減少し、そのうえ強度
発現も早いため、交通開放が打設後数日内にも可能とな
る等本発明によるメリットは多い。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメント、骨材および水が配合されたゼロスラン
   プのローラ転圧舗装用コンクリート組成物であって、前
   記セメントがポルトランドセメントクリンカー、４０％
   以上の無水石こうを含む石こうおよび有機質系収縮低減
   剤からなり、かつ単位水量が７０〜１１０ｋｇおよび単
   位粗骨材容積が０．７０〜０．９０であることを特徴と
   するローラ転圧舗装用コンクリート組成物。
2. （２）セメントがポルトランドセメントクリンカー、石
   こうおよび有機質系収縮低減剤、ならびに高炉スラグま
   たはフライアッシュからなり、該石こうの４０％以上が
   無水石こうからなることを特徴とする請求項（１）記載
   のローラ転圧舗装用コンクリート組成物。