JPH09309759A - 耐熱コンクリート - Google Patents

耐熱コンクリート

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JPH09309759A
JPH09309759A JP12576696A JP12576696A JPH09309759A JP H09309759 A JPH09309759 A JP H09309759A JP 12576696 A JP12576696 A JP 12576696A JP 12576696 A JP12576696 A JP 12576696A JP H09309759 A JPH09309759 A JP H09309759A
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JP
Japan
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concrete
heat
water
resistant concrete
less
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Application number
JP12576696A
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English (en)
Inventor
Tetsuji Sato
哲司 佐藤
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Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の耐熱コンクリートによれば、高温の材
料の置き場等の、広い面積を必要とし、また断熱防護層
を設置することによる対策を講じることのできないコン
クリート構造物においては、コスト上、維持管理上、あ
るいは工程上の不都合を生じていた。 【解決手段】 この発明の耐熱コンクリートは、単位水
量を120kg/m3 以下、水セメント比を30%以下と
し、粗骨材として高炉スラグ砕石あるいは石灰石砕石を
使用することにより構成される。また、流動化剤を添加
混合して、単位水量が減じられたこの発明の耐熱コンク
リートの流動性を確保するようにすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は耐熱コンクリート
に関し、特に、500℃前後の加熱を受けるコンクリー
ト構造物に好適な耐熱コンクリートに関する。
【0002】
【従来の技術】コンクリートは、一般に、耐熱性や耐火
性に富んだ材料として知られているが、水とセメントと
の水和反応組成物であることから、例えば300℃以上
の高温の加熱を受けると著しく劣化するため、例えばコ
ンクリート構造物が火災を受けた場合などには、補修や
取り替えを必要とする場合が多い。
【0003】したがって、高温の加熱を受けるコンクリ
ート構造物においては、このような劣化を防止するため
種々の対策が講じられており、例えば、気泡を含んだモ
ルタルを打ち足したり、砂層や砂利層等からなる断熱層
で覆って、コンクリート構造物の受熱温度の低下を図る
方法や、耐火性の良い骨材を用いてコンクリート構造物
を形成する方法等が採用されている。
【0004】また、従来より、高炉スラグ砕石を使用し
たコンクリートは耐火性が良いことが知られており、例
えば製鉄所や精錬工場の熱圧延コイル置き場等では、高
炉スラグ砕石を使用したコンクリートによって高温の加
熱を受ける床コンクリート等を構成している。
【0005】さらに、例えば900℃を越える炉の周辺
では、このような非常に高温の加熱を受ける箇所が限定
されているため、アルミナセメントを使用した高価なキ
ャスタブル耐火材を使用してコンクリート構造物を構成
したり、水冷設備などを用いることなどによって対策を
講じている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の方法では、例えば、上述のような高温の材料の
置き場等の、広い面積を必要とし、また断熱防護層を設
置することによる対策などを講じることのできないコン
クリート構造物においては、コスト上、維持管理上、あ
るいは工程上の不都合を生じていた。
【0007】すなわち、上述のキャスタブル耐火材を使
用する場合には、広い面積にこのような高価な材料を用
いることは経済的ではなく、また、特に熱圧延コイル置
き場等では、受熱温度は500℃程度であることから、
900℃を越える非常に高温の加熱にも耐えるキャスタ
ブル耐火材を使用することは、却って無駄になる。
【0008】また、断熱防護層を設置することは、コン
クリート構造物の表面の強度や平坦性に問題を生じるこ
とになるため、例えば、材料の配置換えなどによりヤー
ドの用途変更がたびたび行われる、材料置き場の床コン
クリートなどへの使用は困難である。
【0009】さらに、高炉スラグ砕石を使用したコンク
リートによれば、広い面積を有するコンクリート部材の
ためのコンクリートとして使用されて、ある程度の耐火
性能を発揮してはいるが、例えば上述の製鉄所や精錬工
場の熱圧延コイル置き場等では、このようなコンクリー
トを用いているにもかかわらず、床コンクリートに劣化
が生じ、その補修作業に多大な出費を強いられているの
が現状である。
【0010】そこで、この発明は、かかる従来の課題に
着目してなされたもので、特に、広い面積を有するコン
クリート部材のための耐熱コンクリートとして、容易か
つ経済的に製造施工することができるとともに、断熱防
護層を設置することなく、高温の加熱により劣化するの
を抑制してその品質を保持することのできる耐熱コンク
リートを提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたもので、その要旨は、単位水量
を120kg/m3 以下、水セメント比を30%以下と
し、粗骨材として高炉スラグ砕石を使用することを特徴
とする耐熱コンクリートにある。
【0012】また、この発明の他の要旨は、単位水量を
120kg/m3 以下、水セメント比を30%以下とし、
粗骨材として石灰石砕石を使用することを特徴とする耐
熱コンクリートにある。
【0013】さらに、この発明の耐熱コンクリートは、
流動化剤を添加混合してコンクリートの流動性を確保す
るようにすることが好ましい。
【0014】以下、この発明をさらに詳細に説明する。
この発明の耐熱コンクリートは、単位水量を120kg/
3 以下、水セメント比を30%以下とし、粗骨材とし
て高炉スラグ砕石を使用することによって構成される。
【0015】一般に、コンクリートは、水とセメントと
骨材とその他の混和材料とから成る混合物であり、水と
セメントとの水和反応によって硬化する。また、コンク
リート中には、その施工性等を鑑みてセメントとの水和
反応に必要な水以外の余剰水を含んでおり、このコンク
リート中の余剰水が高温の加熱を受けてその状態を変化
させることが、コンクリートの物性に変化を生じさせる
主因となるものと考えられる。
【0016】したがって、コンクリート中の水分量を少
なくすることがコンクリートの耐熱化を図る上で好まし
いと考えられ、この発明では、コンクリートを混練りす
る際の単位水量を120kg/m3 以下とする。
【0017】また、コンクリートは、水セメント比によ
って硬化後の強度が異なり、水セメント比の値が小さい
ほど強度が大きくなる。一方、水セメント比の値が小さ
過ぎると流動性が損なわれ、所定のコンシステンシーや
ワーカビチーを確保することができなくなり、また、水
セメント比の値が大きすぎるとブリージングが発生して
良質なコンクリートを形成することができなくなる。従
って、この発明では、混和材を使用しないでブリージン
グを発生させないことを目安として、水セメント比を3
0%以下とする。
【0018】さらに、骨材として高炉スラグ砕石を使用
したコンクリートは、耐火性に優れていることが知られ
ており、本発明においても、高炉スラグ砕石の使用によ
るこのような耐火性能の向上に着目して、骨材のうち少
なくとも粗骨材については、高炉スラグ砕石を使用す
る。そして、この発明において、粗骨材として高炉スラ
グ砕石を使用した場合には、硬化後のコンクリートの耐
熱性の改善効果として、特に、コンクリートの弾性係数
残存率が著しく大きくなるものと考えられる。
【0019】なお、単位水量を120kg/m3 以下と
し、水セメント比を30%以下とすることのみよって、
あるいは水セメント比を30%以下とし、粗骨材として
高炉スラグ砕石を使用することのみによっては、本発明
の耐熱コンクリートを得ることができず、単位水量を1
20kg/m3 以下とすること、水セメント比を30%以
下とすること、及び粗骨材として高炉スラグ砕石を使用
することの全ての要件を組み合わせることによって、初
めて、特に500℃前後の加熱を受ける構造物に好適
な、本発明の耐熱コンクリートを得ることができる。
【0020】また、この発明の他の耐熱コンクリート
は、単位水量を120kg/m3 以下、水セメント比を3
0%以下とし、粗骨材として石灰石砕石を使用すること
によって構成される。
【0021】すなわち、骨材として石灰石砕石を使用す
ることにより、骨材とセメントマトリックスの界面性状
が改善されることが解っている。したがって、これを粗
骨材として使用することにより、高炉スラグ砕石を粗骨
材として使用した場合と同種の効果が得られるものと推
察される。
【0022】さらに、この発明によれば、上述の耐熱コ
ンクリートに、流動化剤を添加混合することが好まし
い。
【0023】すなわち、流動化剤を添加混合することに
より、単位水量を120kg/m3 以下とすることにより
損なわれるコンクリートの流動性を補償して、コンシス
テンシーやワーカビリチーを向上させ、コンクリートの
施工性を高めることができる。
【0024】なお、この発明に用いるセメントとして
は、例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトラン
ドセメント等のポルトランドセメントや、フライアッシ
ュセメント、シリカセメント等の混合セメントなどの、
一般に使用される種々のをセメントを使用することがで
きるが、特に、普通ポルトランドセメントのうちピーラ
イト系セメントを使用すれば、水酸化カルシウムの発生
を少なくすることができるので、耐熱性を向上させるの
により効果的であると考えられる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下のこの発明の耐熱コンクリー
トによる作用効果を確認すべく行った実験例について記
載するが、この発明はかかる実験例の実施の態様のもの
に限定されるものではない。
【0026】実 験 例 1.実験概要 実験に使用した材料を表1に示す。また、この発明にか
かる実施例1、及び比較例1〜3の配合仕様を表2に、
さらに試験項目と方法を表3に示す。
【0027】
【表1】
【表2】
【表3】 加熱温度は、300℃と500℃の2条件とし、遠赤外
線炉を用いて、炉内昇温速度を毎分10℃〜6℃として
所定温度到達後24時間加熱した。加熱終了後、炉内で
2日間除冷し、各試験を行った。供試体は付着強度を除
いてφ10×20円柱供試体を用い、4週標準水中養生
の後、2日気中養生し加熱した。同時に作成した比較用
非加熱供試体も同様に水中養生を行い、加熱供試体試験
時まで、気中養生した。
【0028】2.実験結果 実験結果を図1〜図5に示す。なお、図1は加熱温度と
圧縮強度との関係を、図2は加熱温度と静弾性係数との
関係を、図3は加熱温度と付着強度との関係を、図4は
加熱温度と引張強度との関係を、図5は加熱温度と細孔
増加率との関係を各々示すものである。
【0029】水量削減による耐熱性改善効果は、全試験
値で明らかである。また、スラグ粗骨材を用いた比較例
1、比較例2、及び実施例1の配合は、弾性係数残存率
が著しく大きな値となっているが、特に実施例1におけ
る弾性係数残存率は、大きな値を示している。
【0030】スラグ粗骨材を用いた配合は、加熱温度の
増加に比例して細孔量が増加するが、玄武岩質粗骨材を
用いた配合では、300℃までの細孔増加が多くなって
いる。
【0031】常温では、細孔量と圧縮強度に高い相関が
認められているが、加熱された場合も、各加熱温度での
細孔量と圧縮強度に同様の関係が認められる。図6にそ
の関係を示す。
【0032】また、図7に500℃加熱でのセメント量
と圧縮強度、弾性係数残存率の関係を整理した。実験条
件の相違はあるものの、残存率の最大値を示す水セメン
ト比の存在がうかがえる。
【0033】なお、以上の実験結果から、圧縮強度につ
いては単位水量の少ない配合ほど加熱後の強度低下が少
ないこと、引張強度及び付着強度については単位水量が
少なくかつ高炉スラグ砕石を粗骨材としたものほど強度
残存率が大きいこと、静弾性係数については高炉スラグ
砕石を粗骨材として用い単位水量の少ない配合が加熱後
の残存率が極めて大きいこと、等が判明する。また、特
に、静弾性係数については、500℃加熱後に50%以
上残存している実験結果は、他の文献に見い出すことが
できない。
【0034】そして、このような実験結果から、この発
明にかかる実施例1の配合が、全実験を通じて最も耐熱
的であることが判明する。実施例1の各試験値と残存率
を表4に示す。
【0035】
【表4】 すなわち、この発明によれば、単位水量を120kg/m
3 以下、水セメント比を30%以下とし、粗骨材として
高炉スラグ砕石あるいは石灰石砕石を使用することによ
り、特に、おおむね500℃程度の条件下で耐熱的なコ
ンクリートであって、一般のコンクリートと同様に現場
打ち施工が可能なコンクリートを容易に得ることができ
る。
【0036】なお、実際の施工に当たっては、施工の容
易化を図るべく、流動化剤や高性能減水剤を適宜添加混
合する必要を生じるものと考えられる。
【0037】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
耐熱コンクリートによれば、単位水量を120kg/m3
以下、水セメント比を30%以下とし、粗骨材として高
炉スラグ砕石あるいは石灰石砕石を使用することにより
構成されるので、特に、広い面積を有するコンクリート
部材のための耐熱コンクリートとして、容易かつ経済的
に製造施工することができるとともに、断熱防護層を設
置することなく、高温の加熱により劣化するのを抑制し
てその品質を効果的に保持することができる。
【0038】また、流動化剤を添加混合すれば、単位水
量を120kg/m3 以下とすることにより損なわれるコ
ンクリートの流動性を補償して、コンシステンシーやワ
ーカビリチーを向上させ、コンクリートの施工性を高め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1及び比較例1〜3の配合のコンクリー
トの、加熱温度と圧縮強度との関係を示すチャートであ
る。
【図2】実施例1及び比較例1〜3の配合のコンクリー
トの、加熱温度と静弾性係数との関係を示すチャートで
ある。
【図3】実施例1及び比較例1〜3の配合のコンクリー
トの、加熱温度と付着強度との関係を示すチャートであ
る。
【図4】実施例1及び比較例1〜3の配合のコンクリー
トの、加熱温度と引張強度との関係を示すチャートであ
る。
【図5】実施例1及び比較例1〜3の配合のコンクリー
トの、加熱温度と細孔増加率との関係を示すチャートで
ある。
【図6】実施例1及び比較例1〜3の配合のコンクリー
トの、各加熱温度での細孔量と圧縮強度との相関性を示
すチャートである。
【図7】500℃加熱でのセメント量と圧縮強度、弾性
係数残存率の関係を示すチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 111:28

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単位水量を120kg/m3 以下、水セメ
    ント比を30%以下とし、粗骨材として高炉スラグ砕石
    を使用することを特徴とする耐熱コンクリート。
  2. 【請求項2】 単位水量を120kg/m3 以下、水セメ
    ント比を30%以下とし、粗骨材として石灰石砕石を使
    用することを特徴とする耐熱コンクリート。
  3. 【請求項3】 流動化剤を添加混合することを特徴とす
    る請求項1又は請求項2に記載の耐熱コンクリート。
JP12576696A 1996-05-21 1996-05-21 耐熱コンクリート Pending JPH09309759A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012001395A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Shimizu Corp 高強度コンクリート

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012001395A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Shimizu Corp 高強度コンクリート

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