JPH07232951A - 高強度コンクリート - Google Patents

高強度コンクリート

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JPH07232951A
JPH07232951A JP6044698A JP4469894A JPH07232951A JP H07232951 A JPH07232951 A JP H07232951A JP 6044698 A JP6044698 A JP 6044698A JP 4469894 A JP4469894 A JP 4469894A JP H07232951 A JPH07232951 A JP H07232951A
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JP
Japan
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mortar
iron material
coarse aggregate
strength concrete
strength
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Withdrawn
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JP6044698A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Tobiuchi
圭之 飛内
Hiroyasu Naruse
浩康 鳴瀬
Kiyoshi Kamiya
清志 神谷
Hideshi Kasai
英志 笠井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高耐久性、かつ高強度を有する高強度コンク
リートの提供 【構成】 本発明は、粗骨材が鉄材と、砂利又は砕石と
の混合物からなり、この混合物の圧搾状態下の隙間にモ
ルタルが存在していることを特徴とする高強度コンクリ
ートであり、鉄材の形状が球状、円筒状、角柱状から選
択される。また粗骨材の粒径が15mm〜20mmであ
り、鉄材と、砂利又は砕石との混合比は1:0.1〜
1:5の割合である。更にモルタルがセメントに鋼製の
球状体を含んでいることが好ましい。この場合鋼製の球
状体の粒径が0.08mm〜5mmであることが好まし
い。図4は、本発明の高強度コンクリートで、該混合物
が圧搾状態下で粗骨材2が鉄材1に食い込んでいる状態
12を示している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度コンクリートに
関するものであり、更に詳しくは高強度を有し、耐久性
を有する高強度コンクリートに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コンクリート構造物は、コンクリ
ートを単に型枠に流し込みバイブレーターで締固めるこ
とにより構築され、またコンクリートの二次製品は、前
記方法と共に遠心力を利用して締固めることにより製造
することが一般的である。またこの他の方法としては、
即脱型する方法(即時脱型法といわれる)があり、この
方法は、パサパサのノースランプ(超硬練り)コンクリ
ートを型枠に詰め、加圧、振動加圧、タンピングなどに
より締固め、成形と同時に脱型する方法で、生産性の高
い工法として建築用空洞ブロックや土木用製品に応用さ
れている。また粗骨材のみ予め型枠に詰め、モルタル又
はペーストを上部から充填する方法があり、これはプレ
パックド法と呼ばれ、優れた現場製作の例として、最
近、本州と四国を結ぶ本四架橋の橋台の構築に実施され
た方法がある。これら従来の方法は、いづれもモルタル
の水セメント比は40%〜60%である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き方法は、いづれも粗骨材とモルタル部分の界面が最
大の弱点部となり、圧縮強度で100Mpa以上を得る
ことは極めて難しいという問題があり、またプレパック
ド法は、これらの中でも比較的優れているものの、水セ
メント比が45%で、モルタルの圧縮強度が30〜40
Mpaと弱いことと、粗骨材の寸法が40mm〜150
mmと大きく、したがってモルタルと粗骨材との界面が
多くモルタル強度の80〜90%の圧縮強度しか得られ
ないという問題があった。
【0004】そこで、本発明者は、このような問題点に
ついて、十分な圧縮強度を得るべく種々検討した結果、
粗骨材として鉄材を用いると共に、鉄材と他の粗骨材と
の混合物の圧搾下、モルタルを圧入することにより得ら
れたコンクリート構造物が優れた圧縮強度を有し、かつ
耐久性に優れていることを見出し、ここに本発明をする
に至った。よって本発明が解決しようとする課題は、高
耐久性、かつ高強度を有する高強度コンクリートを提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は、以下の各発明によって達成される。 (1)粗骨材が鉄材と、砂利又は砕石との混合物からな
り、この混合物の圧搾状態下の隙間にモルタルが存在し
ていることを特徴とする高強度コンクリート。 (2)鉄材の形状が球状、円筒状、角柱状から選択され
た少なくとも1種であることを特徴とする前記第1項に
記載の高強度コンクリート。 (3)粗骨材の粒径が15mm〜20mmであることを
特徴とする前記第1項又は第2項のいづれかに記載の高
強度コンクリート。 (4)鉄材と、砂利又は砕石との混合比は1:0.1〜
1:5の割合であることを特徴とする前記第1項乃至第
3項のいづれかに記載の高強度コンクリート。 (5)モルタルがセメントに鋼製の球状体を含んでいる
ことを特徴とする前記第1項乃至第4項のいづれかに記
載の高強度コンクリート。 (6)鋼製の球状体の粒径が0.08mm〜5mmであ
ることを特徴とする前記第5項に記載の高強度コンクリ
ート。
【0006】以下、本発明について、更に詳しく説明す
ると、本発明の高強度コンクリートは、粗骨材が鉄材
と、砂利又は砕石(以下砂利等ともいう。)との混合物
からなり、この混合物の圧搾状態下の隙間にモルタルが
存在しているので、圧縮強度が強く、また耐久性にも優
れている。また該モルタルは、水セメント比が20%以
下で用いることが好ましく、更に該モルタルがセメント
に鋼製の球状体を含んでいるものでは、圧縮強度がいっ
そう強くなるという優れた効果を奏する。
【0007】本発明の高強度コンクリートの奏する効果
として、耐久性が優れているが、この耐久性は、中性化
防止、塩分浸透防止、更には凍害防止等や紫外線、風
雨、更には酸性雨等の耐候性の等の諸効果を含む意味で
ある。本発明の高強度コンクリートを構成する素材とし
ては、セメント及び水からなるモルタルであり、前記セ
メントとしては、普通ポルトランドセメントを始め、早
強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント
などのポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセ
メント、フライアッシュセメント等の混合セメント、ア
ルミナセメント等の任意のものが用いられる。またこの
モルタルには、鋼製の球状体を含んでいることが好まし
く、これにより低い水セメント比で流動性の優れたモル
タルを得ることができる。更にモルタルには、流動性を
損なわない範囲でワラストナイト、石綿等の無機繊維、
パルプ等の天然有機繊維又は合成繊維等の繊維を添加し
てもよい。
【0008】本発明においては、粗骨材として、鉄材
と、砂利又は砕石から選ばれた少なくとも1種が用いら
れ、即ち鉄材と砂利、特に天然の砂利との組合せ、鉄材
と砕石、特に天然の砕石との組合せが好ましい。また鉄
材と砂利と砕石との組合せでもよい。この粗骨材として
用いられる鉄材は、通常鉄筋として使用されるものでよ
く、粒状体からなるのがよく、その形状が球状、円筒
状、角柱状から選択された少なくとも1種であり、具体
的には図2に示されている。図2は、各種形状の鉄材の
斜視図であり、図2のaは、球状体である。勿論楕円形
でもよい(図示さず)。図2のbは、円柱状であり、図
2のcは、立方体であり、また図2のdは、円柱状でか
つ側壁が凹凸を有するものである。更に図2のeは、断
面Cの字形の円柱状であり、図2のfは、断面六角形の
円柱状であり、更に図2のgは、円柱状かつその中心が
空洞であるもの、図2のhは、断面六角形の円柱状かつ
その中心が空洞であるものである。この他にも粒状体な
らば、その形状には特に関係なく使用される。
【0009】本発明において、粗骨材の粒径は15mm
〜20mmであり、該粒径が15mm未満では、十分な
圧縮強度を得ることができないし、また粒径が20mm
を越えるときは、モルタルとの界面が多くなりモルタル
強度以下の圧縮強度しか得られない。また粗骨材は、そ
の粒径が15mm〜20mmの範囲であれば、粗骨材の
粒度を揃えて用いても良く、また異なる粒度の粗骨材を
1種又は2種以上混合して用いてもよい。更に粗骨材の
一方の鉄材と他方の粗骨材の粒度をそれぞれ揃えても、
また鉄材の粒度と砂利等の粗骨材の粒度とをそれぞれ異
ならせてもよい。更に鉄材の粒度を揃え、砂利等の粗骨
材の粒度を異ならせてもよく、これとは逆に鉄材の粒度
を異ならせ、砂利等の粗骨材の粒度を揃えることもでき
る。鉄材と砂利等との混合比は1:0.1〜1:5の割
合であり、該混合比が1:0.1より小さいときは、砂
利等に対して鉄材が多くなり経済性の点から不利であ
り、また該の混合比が1:5より大きくなると砂利の量
が多くなり鉄材による補強という点からみて補強効果が
発揮されない。
【0010】本発明の高強度コンクリートは、粗骨材で
ある鉄材と砂利等を型枠に入れた後、圧力50MPa〜
200MPaで圧搾するもので、これにより鉄材と砂利
等の接点を密着することができ、粗骨材による骨組みが
密となり、したがって強固な鉄材と砂利等の骨組みがで
きあがる。この骨組みの状態下でモルタルを型枠の下部
から5〜100気圧をかけて圧入する。これによりモル
タルは前記骨組みの隙間に侵入して隙間を埋めるので、
強度に優れたコンクリートが得られる。またこの際モル
タルに鋼製の球状体を加えた、いわゆる重量モルタルを
使用することにより、更にモルタル部分の高強度化を図
ることができる。この鋼製の球状体の粒径は、0.08
mm〜5mmの範囲のものが好ましく、この粒径が0.
08mm未満ではモルタル部分の高強度化を図ることが
難しく、またこの粒径が5mmを越えるときは、モルタ
ルの充填性が損なわれ、高強度化が図れない。
【0011】本発明の高強度コンクリートは、セメント
と水とを混練した後、十分混練して均一な混練物とした
モルタルを、前述の如く鉄材と砂利等の骨組みに圧入し
た後、この技術分野において通常用いられる養生するこ
とが好ましい。養生としては、気中養生、蒸気養生、オ
ートクレーブ養生のいづれでもよい。
【0012】
【作用】本発明の高強度コンクリートは、粗骨材である
鉄材と砂利等との混合物に圧力をかけて圧搾することに
より、粗骨材の弱点といわれている角部が破壊されると
同時にその部分が密着して全体が密となり、強度が得ら
れる。更にこの状態下の隙間にモルタルを圧入すること
によりモルタルが侵入して隙間が埋まり、従来のように
モルタルの注入されないところがなくなり、十分な圧縮
強度が得られる。またモルタルに鋼状の球状体を加える
こによりモルタルの強度が上がると共にモルタルの流動
性が良好となり粗骨材の隙間に十分侵入することがで
き、その結果高強度のコンクリートが得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて更に詳しく説
明するが、本発明は、この例によって限定されるもので
はない。
【0014】実施例1 本発明の高強度コンクリートは、図1の斜視図で示され
る製造装置で製造されるが、この装置は略図で示されて
いる。図1において、本発明の高強度コンクリートを製
造するための型枠3は、簡単に内容物が取り出せる構成
になっており、側壁の低部でモルタル混練機10と接続
部材9を介して接続されている。型枠3には、粗骨材で
ある鉄材として、図2のdに示されている円筒状でその
側壁に凹凸部11を有する粗骨材(直径20mm×25
mm)と砕石(平均粒径15mm、アスペクト比1)と
を1:1で均一に混合した混合物を入口付近まで入れ、
ついで、この型枠3に、鋼製の押板を用いて蓋をする。
更に上部より油圧ジャッキにより100MPaの圧力を
かけた。こようにして得られた粗骨材は、図3及び図4
に示されるように、鉄材1に砕石2の角が破壊された状
態で接触しており、従来のように砕石2の角が他の粗骨
材に軽く接触しているものとは異なっている。
【0015】一方モルタル混練機10にはセメントと水
を水セメント比20%で混練したモルタル5が有する。
このモルタル5を前記の型枠3に10気圧で圧入した。
モルタル5は、粗骨材1及び2でできた隙間13に侵入
して充填される。このようにして得られたコンクリート
が硬化した後、側板を外して該コンクリートを取り出し
試供体として、そのままの状態で放置した。この試供体
の大きさは、1,000×80×300mm(高さ)で
ある。また比較としては、前記の平均粒径15mmの砕
石を型枠にいれ、水セメント比40%のモルタルを上部
から浸透させた後、バイブレーターにより締固めを行
い、硬化後、取り出し試供体としてそのままの状態で放
置した。これらの両方の試供体を7日気中養生したもの
の圧縮強度を測定した。得られた結果を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】実施例2 実施例1において、粗骨材である鉄材1として、図2に
示されているa,b,c,e,f,g,hの各形状のも
のを用いた以外は、実施例1と同様にしてコンクリート
構造物を製作した。これらの粗骨材を使用したものも圧
縮強度が100〜130MPaと優れたものが得られ
た。
【0018】実施例3 実施例1において、粗骨材である鉄材1として、図2の
dに示されている形状のものを用い、該鉄材1の粒径が
それぞれ平均粒径15mm×15mmと20mm×20
mmの2種を用いた以外は、実施例1と同様にしてコン
クリート構造物を製作した。これらの粗骨材を使用した
ものも圧縮強度が140MPaと優れたものが得られ
た。
【0019】実施例4 実施例1において、粗骨材である鉄材1と砕石2との混
合比として、それぞれ1:0.1、1:2、1:3、
1:5の割合で使用した以外は、実施例1と同様にして
コンクリート構造物を製作した。これらのコンクリート
構造物の圧縮強度はそれぞれ順に120、130、12
5、110MPaと優れたものであった。
【0020】実施例5 実施例1において、モルタル5に平均粒径が0.15m
mの鋼製の球状体をモルタル5に対して50重量%添加
した以外は、実施例1と同様にしてコンクリート構造物
を製作した。このコンクリート構造物は圧縮強度が20
0MPaといっそう優れていた。
【0021】
【発明の効果】本発明の高強度コンクリートは、鉄材と
砂利等との混合圧搾物の隙間にモルタルが存在している
ので、高強度のコンクリートが得られ、したがって部材
を薄くすることができるので、コンクリート製品の軽量
化が図れる。また耐久性、特に中性化、塩分浸透性及び
急速凍結融解性に優れているという格別顕著な効果を奏
するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高強度コンクリートを製造するための
製造装置の略斜視図である。
【図2】本発明に用いられる粗骨材の形状を示した斜視
図である。
【図3】本発明に用いられる粗骨材の圧縮状態を示した
部分斜視図である。
【図4】本発明に用いられる粗骨材の圧縮状態を拡大し
て示した部分斜視図である。
【符号の説明】
1 粗骨材(鉄材) 8 攪拌部材 2 粗骨材(砂利) 9 パイプ 3 型枠 10 モルタル混
練機 4 押板(蓋) 11 凹凸部 5 高強度モルタル 12 破壊部分 6 モルタルポンプ 13 隙間 7 油圧ジャッキ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 14:04) Z (72)発明者 笠井 英志 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社セメント研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粗骨材が鉄材と、砂利又は砕石との混合
    物からなり、この混合物の圧搾状態下の隙間にモルタル
    が存在していることを特徴とする高強度コンクリート。
  2. 【請求項2】 鉄材の形状が球状、円筒状、角柱状から
    選択された少なくとも1種であることを特徴とする請求
    項1に記載の高強度コンクリート。
  3. 【請求項3】 粗骨材の粒径が15mm〜20mmであ
    ることを特徴とする請求項1又は請求項2のいづれかに
    記載の高強度コンクリート。
  4. 【請求項4】 鉄材と、砂利又は砕石との混合比は1:
    0.1〜1:5の割合であることを特徴とする請求項1
    乃至請求項3のいづれかに記載の高強度コンクリート。
  5. 【請求項5】 モルタルがセメントに鋼製の球状体を含
    んでいることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいづ
    れかに記載の高強度コンクリート。
  6. 【請求項6】 鋼製の球状体の粒径が0.08mm〜5
    mmであることを特徴とする請求項5に記載の高強度コ
    ンクリート。
JP6044698A 1994-02-21 1994-02-21 高強度コンクリート Withdrawn JPH07232951A (ja)

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