JPH04321546A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、打設時間の短縮，労力
の低減を図るための高速流動性を有するコンクリート組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造材料としてのコンクリートの性能は
、鋼あるいは鉄筋などと異なり、施工の良否に左右され
る。コンクリートは、一般には練りまぜ後に、ポンプや
バケット等を用いて型枠内に投入され、所定の部位に均
質に充填されるようにバイブレータなどを用いて締固め
作業が行われている。

【０００３】また、締固めが行えない水中などでの特殊
な施工条件下においては、増粘剤などの添加によってコ
ンクリートの分離抵抗性を高め、均質性を確保するとと
もに、コンクリート自体にセルフレベリング性を付与し
て充填する技術が開発されている。しかしながら、この
ような従来のコンクリ―ト組成物には、以下に説明する
技術的課題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述したコ
ンクリートにあっては、打設作業能率や締固め作業性な
どの施工性が低く、コンクリート工事の合理化や省力化
の障害となっている。特に、コンクリートの超高度化が
進につれて、低水セメント比としたコンクリート配合が
実用されているが、この場合には、粘性の増大が施工性
を低下させるという問題点も生じている。

【０００５】そこで本発明者らは、コンクリートの打設
し易さの評価要因である変形ポテンシャルと変形速度の
両者を満足する配合のコンクリート組成物を種々検討し
た結果、粒形，粒度の異なる各種微粉末を適当に組合わ
せることにより前記目的を達成することができること知
得した。

【０００６】本発明は以上の知見に基づきなされたもの
であって、低水セメント比であっても、高速で流動でき
、施工性が向上するコンクリート組成物を提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明は、コンクリート組成物として、単位水硬性結
合材の容積量を１２０〜１５０リットル／ｍ３　、残部
を水および骨材とし、前記結合材は、ポルトランドセメ
ント２０〜５０％，高炉スラグ微粉末５０〜８０％，フ
ライアッシュ０〜３０％の範囲の組合わせの配合からな
ることを特徴とする。

【０００８】前記コンクリート組成物中のフライアッシ
ュは、その全量に対して、比表面積２５００〜８０００
ｃｍ２　／ｇの石灰石粉末０〜３０％および／またはシ
リカフューム１〜１０％を置き換えて配合することがで
きる。前記コンクリート組成物には、１ｍ３　あたり増
粘剤を０．１〜１．０ｋｇ添加しても良い。

【０００９】前記ポルトランドセメントは、比表面積が
２５００〜４５００ｃｍ２　／ｇであり、前記高炉スラ
グ微粉末は、比表面積が２５００〜１００００ｃｍ２　
／ｇであり、前記フライアッシュは、比表面積が２５０
０〜１００００ｃｍ２　／ｇであっても良い。次に以上
の各種材料およびその配合量の限定理由について以下に
詳述する。

【００１０】まず、前記コンクリート組成物の流動性の
評価方法としては、変形ポテンシャルと変形速度の要素
に分けて評価できる。このうち変形ポテンシャルは、コ
ンクリート組成物の降伏値を示すもので、スランプまた
はスランプフロー値であらわされる。また流動速度は主
としてコンクリート組成物の粘性に関係するものであり
、本発明者らが開発した後述する流下試験方法により評
価できる。

【００１１】単位水量，単位結合材容積，細骨材率，ス
ランプフロー値を一定にした場合において、普通コンク
リートに見られるポルトランドセメント単体に比べて高
炉スラグ粉末，フライアッシュ粉末を混入したものはい
ずれも流下速度は速くなり、最高値で２〜２．５倍の速
度となる。

【００１２】なお、フライアッシュの一部を石灰石粉末
で置換してもその全量である３０％程度まで若干流下速
度の低下はあるがほとんど変化せず、石灰石粉末による
粘性低減効果も生ずる。さらにフライアッシュをシリカ
フュームで置換した場合には混入率１０％まで流下速度
がさらに増し、特に混入率５％で普通コンクリートの３
倍の流動性を示すことも判明している。

【００１３】単位水量，単位粗骨材容積，スランプフロ
ーを一定にした場合において、その流下速度は単位結合
材容積が本発明の範囲である１２０〜１４０リットル／
ｍ３　程度で最も速くなり、この範囲の上限および下限
を越えた場合には流下速度は遅くなるので、この範囲が
最も好ましいものとなる。なお特に下限を下回った配合
比では骨材分離の傾向が顕著となり、分離抵抗性を向上
させるためにも以上の範囲が好ましい。

【００１４】また、本発明では、水中コンクリートなど
における分離低減性と、セルフレべリング性を目的とし
て水溶性高分子などからなる増粘剤を添加できるが、前
記コンクリート組成物１ｍ３　あたり０．１ｋｇ／ｍ３
　以下では増粘効果がなく、また１ｋｇ／ｍ３　を越え
て添加した場合には本発明の目的である流動性が損なわ
れるので、以上の範囲に限定される。

【００１５】さらに本発明では、当然のことながら必要
量の混和剤を添加することができるほか、細骨材率，単
位水量などにより組成物に及ぼす影響も考慮されて全体
の組成比が設定される。

【００１６】

【作用】以上の構成のコンクリート組成物にあっては、
同一スランプフローで単位水硬性結合材を構成する各種
微粉末の最適配合により変形速度が向上する。これは粒
形、粒度の異なる前述の各種微粉末材料を最適割合で混
合して全体の粒度分布を整え、さらに単位水量や単位結
合材容積，細骨材率などを考慮した組成とすることによ
り、変形ポテンシャルおよび変形速度を大きくすること
ができるものと推定される。

【００１７】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。但し、以下
の実施例のみに限定されるものではない。 （１）使用材料 まず、本発明に使用した材料の名称および比重，比表面
積などの特性などは図１に示した通りであり、微粉末材
料として粒形，粒度，活性の有無などを考慮して図のご
とく５種類の材料を選択した。また混和剤としてはセメ
ントの分散性が良好で経時変化の少ない高性能ＡＥ減水
剤を使用した。なお、以下の説明では図に示す略号を用
いて説明を行う。 （２）配合および練りまぜ方法 図２に示すように検討要因に応じて各種配合条件の配合
を行った。検討要因としては、スランプフロー値を６０
±３ｃｍと一定とし、前述のごとく（イ）微粉末の種類
とその配合比率、（ロ）単位結合材容積を特定すべく行
った。練りまぜは１００リットルの二軸強制練りミキサ
を用い１バッチ８０リットルで行った。練りまぜ時間は
微粉末材料と骨材を投入して空練り１分間、混和剤と水
を投入して本練り２分間を標準とした。 （３）試験方法 流下速度試験方法は、図３に示すロート状の容器１内に
１０リットルの試料を入れ、下部の直管部１ａを開けて
からの全量の流下時間から、直管部１ａの平均的な流下
速度を算定し、Ｑロート流下時間（秒）として表した。 また、その試験結果は３回の平均値である。なお、この
試験方法はＪＩＳなどの規格としては採用されていない
が、再現性は十分にあり、試験方法として十分に信頼性
のおけるものとなっている。また、試験に用いた容器１
の具体的な寸法は、図３に示した寸法である。 （４）試験結果 （イ）ＮｐにＦａおよびＳｇ微粉末を混入した場合にお
ける混入率と平均流下速度の関係（単位水量，単位結合
材容積，細骨材率，スランプフロー：一定）図４に示す
ように、いずれも同一スランプフローのＮｐ単体に対し
、流下速度は速くなり、特にＦａを４０％混入したもの
ではＮｐ単体の約２倍、Ｆａ３０％とＳｇ５０％を混合
したものでは３倍近い流下速度となっている。 （ロ）、（イ）におけるＮｐ２０％，Ｓｇ５０％，Ｆａ
３０％の配合のうち、Ｆａの一部を石粉，またはＳｆに
替えた配合における混入率と平均流下速度との関係：図
５に示すように、石粉で置換した場合には混入率１０％
（１／３を置換）程度までを置換しても流下速度はほと
んど変化せず全量（３０％）置換しても流下速度は若干
遅くなるだけで粒形の違いによる悪影響は少なく、石粉
による粘性低減効果も大きいことが確認されている。ま
た、Ｓｆで置換した場合には混入率１０％までは流下速
度が速くなり、また５％では最も流下速度が速くなるこ
とが確認された。 （ハ）単位結合材容積と流下速度との関係（単位水量，
単位粗骨材容積，スランプフロー一定）：図６に示すよ
うに単位結合材容積が１２０〜１４０リットル／ｍ３　
程度で最高の平均流速となり、１６０以上または１１０
リットル／ｍ３　以下では遅くなることが判明した。特
に１２０を下回ると流下中に細骨材の分離を引き起こす
ことが判明した。 （５）結論 以上の結果から、前記組成物の適正な単位結合材容積の
場合における流動速度は例えばＦａ（石粉を含む）を４
０％混入することによりＮｐ単独の約２倍に、またＦａ
（石粉を含む）３０％とＳｇ５０％の混合物の混合によ
りＮｐ単独の約２．５倍の速さとなる。さらにＦａを５
％のＳｆに置換することで３倍まで速くすることができ
る。

【００１８】なお、以上の実施例では増粘剤を添加する
例を省略したが、水中コンクリートなどの用途に応じて
添加することも可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上実施例によって詳細に説明したよう
に、本発明に係るコンクリート組成物にあっては、同一
スランプフローで単位水硬性結合材を構成する各種微粉
末の最適配合により流動速度が向上するため、トレミー
管やポンプによる打設作業時間が短縮し、また締め固め
作業が低減または省略できるため、コンクリート工事の
合理化や省力化を達成する上で好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の使用材料の特性を示す図表である。

【図２】本発明の配合を示す図表である。

【図３】流動性試験に用いた器具を示す説明図である。

【図４】微粉末の混入率と平均流下速度の関係を示すグ
ラフである。

【図５】同じく微粉末の混入率と平均流下速度の関係を
示すグラフである。

【図６】単位結合材容積と流下速度との関係を示すグラ
フである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　単位水硬性結合材の容積量を１２０〜
   １５０リットル／ｍ３　、残部を水および骨材とし、前
   記結合材は、ポルトランドセメント２０〜５０％，高炉
   スラグ微粉末５０〜８０％，フライアッシュ０〜３０％
   の範囲の組合わせの配合からなることを特徴とするコン
   クリート組成物。
2. 【請求項２】　　前記コンクリート組成物中のフライア
   ッシュの全量に対して、比表面積２５００〜８０００ｃ
   ｍ２　／ｇの石灰石粉末０〜３０％および／またはシリ
   カフューム１〜１０％を置き換えて配合したことを特徴
   とする請求項１記載のコンクリート組成物。
3. 【請求項３】　　前記コンクリート組成物は、１ｍ３　
   あたり増粘剤が０．１〜１．０ｋｇ添加されることを特
   徴とする請求項１または２に記載のコンクリート組成物
   。
4. 【請求項４】　　前記ポルトランドセメントは、比表面
   積が２５００〜４５００ｃｍ２　／ｇであり、前記高炉
   スラグ微粉末は、比表面積が２５００〜１００００ｃｍ
   ２　／ｇであり、前記フライアッシュは、比表面積が２
   ５００〜１００００ｃｍ２　／ｇであることを特徴とす
   る請求項１から３のいずれか１項に記載のコンクリート
   組成物。