JPS63125305A

JPS63125305A - 減圧混練による強化コンクリ−トの製造法

Info

Publication number: JPS63125305A
Application number: JP27143186A
Authority: JP
Inventors: 二郎村田; 綾　亀一; 一雄鈴木; 大内　千彦; 洋堀; 関口　東洋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1988-05-28

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】イ、産業上の利用分野本発明は、高炉スラグ砕石や多孔性火山砕石等の多孔性
材料を粗骨材として使用する減圧混練による強化コンク
リートの製造法に関し、詳しくは、予め常圧下でセメン
ト、細骨材、多孔性材料の粗骨材および水その他の全材
料をミキサ内で混練して全材料を混合し、その混練した
コンクリートの全材料を一定減圧条件下で更に混練し、
次いで、瞬時に復圧させ、モルタルを多孔性材料表面近
くの孔隙内に圧着させる減圧混練による強化コンクリー
トの製造法に関するものである。

口、従来の技術］ンクリートにおいては、モルタルと粗骨材との界面が
品質を左右する最大のポイントとなっている。例えば、
コンクリートの圧縮破壊における剪断すベリ面はモルタ
ルと粗骨材の界面を必ず通過するし、凍結融解作用によ
る劣化はこの界面を起点とすることが多く、更に、水の
透過に対し界面は動水抵抗の最も小さい部分となってい
る。

従来、このコンクリートにおけるモルタルと粗骨材界面
との結合を改善する効果的な方法はなく、僅かに再振動
締固めが有効とされているが、実工事に組入れることが
困難であった。

ハ０問題点を解決する具体的手段本発明は、上記の欠陥を解消した減圧混練による強化コ
ンクリートの製造法を提供するものである。

上記目的を達成するための手段は、セメント、細骨材、
粗骨材としての多孔性材料および水その他の全材料を減
圧ミキサ内に投入して常圧のままＪＲ練する前線工程と
、減圧ミキサを密閉し−３００〜−６５０ｍｍＨｇ程度
まで減圧し混練する減圧練工程と、減圧混練した後で瞬
時に常圧に戻しモルタルと粗骨材界面を大気圧により圧
着させる瞬時復圧工程とからなるものである。

二０作用ミキサ本体２内にセメント、細骨材、粗骨材として高炉
スラグ砕石および水等の全材料を所定の配合で投入し、
開蓋（常圧）状態でミキサ本体２を約３０秒（ＡＥコン
クリートの場合には、約６０秒）の間回転させると、各
材料が平均的に混合混練される。

次いで、直ちにミキサ本体２の回転を停止してから早急
に蓋３を閉め、真空ポンプ４でミキサ本体２内を所定の
減圧度（−３００〜−６５０ｍｍＨｇ）まで減圧し、そ
の減圧状態で約６０秒間混練すると、モルタル（セメン
トペースト）が粗骨材の表面近くの孔隙内に侵入する。

その状態でミキサ本体２の回転を停止させると同時に復
圧レバー１０を操作し、ミキサ本体２内を０．７秒以内
に複圧させると、粗骨材の表面近くの孔隙内に侵入した
モルタルが上昇気圧により加圧された状態で広い界面で
固まる。

ホ、実施例以下、図面を参照して本発明実施の１例を詳細に説明す
る。

実施例に用いた減圧ミキサＭは、第２図で示すように架
台ｌへ回動および傾動自在に支承された可傾式のミキサ
本体２を設け、このミキサ本体２の開口上面へ密閉用の
蓋３を取付は取外し自在に冠着したものである。

ミキサ本体２に冠着した蓋３には、電動式の真空ポンプ
４と接続された吸引管５（実施例では最小内径２５　ｍ
ｍ）および復圧用通気管６（実施例では最小内径５０ｍ
ｍ）が貫通装着されている。

ミキサ本体２は、ミキサ本体２へ取付けたモータ７の駆
動力により回動し、架台１に取付けた圧力装置８で傾動
するようになっている。

復圧用通気管６には、蓋３との接合部側にダイヤフラム
型の圧力ケージ９が装着されると共に、復圧用レバー１
０が取付けられている。

実施実験例では、圧力ケージ９に動アンプおよびレコー
ダ１１を接続し、ミキサ本体２内の圧力変化の推移を自
己記録させた。

使用材料は次の通りである。

■セメントセメントは、ＪＩＳＲポルトランドセメントで、比ｆｉ
３．１５、ブレーン比表面積３２６０ｃｍ’／ｇのもの
を使用した。

■細骨材細骨材は、比重２．６２、吸水率１．０８％、粗粒率３
．００の陸砂で、良好な粒度の砂を使用した。

■粗骨材粗骨材は、多孔性材料の高炉スラグで、絶乾比重２．５
２、吸水率３．８７、単位容積質料１゜５２ｋｇ／見の
ものを使用した。

■混和剤ＡＥコンクリート（空気連行コンクリート）の場合に使
用する混和剤（ＡＥ減水剤）はリグニンスルホン酸を使
用し、ＡＥ助剤として高級アルコール硫酸エステル塩（
起泡剤）を用いた。これは、予備実験の結果において、
減圧混練によるエントレインドエアーの消失を防ぐため
には、起泡力およびその安定度が良好なものを用いる必
要が確認されたからである。

■コンクリートの配合コンクリートの配合は、プレキャストコンクリートと現
場打ちコンクリートを対象として２群に大別し、プレキ
ャストコンクリートは、水セメント比４０．５０および
６０％、スランプ約８ｃｍのブレーンコンクリートとし
、現場打ちコンクリートは、水セメント比５０．６０、
および７０％、スランプ約２１ＯｆｆＩ、空気量的４．
５％のＡＥコンクリートとした。

また、コンクリートの配合例として、粗骨材の最大寸法
２０ｎ＋ｍ、水セメント比５０％、細骨材率ｓ／ａ４８
％を共通にし、次のような割合で行った。

表１　コンクリートの配合 ■コンクリートの製造法ａ、前線工程ミキサ本体２ヘセメント、細骨材、粗骨材として高炉ス
ラグ砕石および水の全材料を所定の配合で投入し、開蓋
状態のままミキサ本体２を回転させ、約３０秒の間混練
して全材料を平均的に混合した。

ＡＥコンクリートの場合には、混和剤も同時に投入し、
エントレインドエアーを十分発生させるため約６０秒混
練した、後の工程は、ブレーンコンクリートと同じであ
る。

この前線工程におけるミキサ本体２は、必ずしも開蓋で
なくても、常圧状態ならば閉蓋でも良いす、減圧練工程前線工程が終了した後に、直ちにミキサ本体２の回転を
停止すると共に、迅速に蓋３を閉め、閉蓋密閉状態で真
空ポンプ４を作動させてミキサ本体？内の空気を吸引管
５から吸引し、所定の減圧度（−３００〜−６５０Ｉｌ
１ｍＨｇ）まで減圧し、その減圧状態で約６０秒間混練
した。

なお、−３００、−５００および−６５０ｍｍＨＨに減
圧するのにそれぞれ約２０．３０および４０秒を要した
。

Ｃ０瞬時復圧工程減圧工程が終了した後に、直ちにミキサ本体２の回転を
停止させると共に、復圧用レバー１０を引いてバルブ（
図示しない）を解放し、復圧用通気管６を通してミキサ
本体２を瞬時（０，７秒以内）に常圧に戻した。なお、
前記３段階の減圧状態の平均復圧時間は０．４秒であっ
た。

その後に、ミキサ本体２を傾動させて混練したコンクリ
ートを次工程に送る。

混練されたコンクリートは、次のような性能を有するも
のであった。

（１）減圧度とスランプおよび空気量との関係ミキサ本
体ｚ内の減圧度を大とするほど練りあがりコンクリート
のスランプおよび空気量は減少し、その減少の程度は表
２に示す通りである。

表２において、スランプの減少量は、コンクリートのコ
ンシスチンシーおよび空気量に関らず、減圧度−３００
ｍｍＨｇの場合約３ｃｍ、−５００ｍｍＨｇの場合約５
ｃｍとなっている。また、空気量の減少量は、ブレーン
コンクリートの場合減圧度−３００ｍｍＨｇで大約０．
３％、−５００ｍｍＨｇで大約１％であるのに対し、Ａ
Ｅコンクリートの場合も−３００　ｍｍＨｇで大約０．
２％、−５００ｍｍＨｇで大約１％とほぼ同等となって
いる。

表２　　′ｇ圧度とスランプおよび空気量の減少量との
関係また、減圧混練によるスランプの減少量は減圧度が増す
ほどほぼ直線的に増加し、その増加の割合はコンクリー
トのコンシスチンシー、空気量に関らず減圧度１００　
ｍｍＨｇ当り約１ｃｍであった。

更に、プレーンコンクリートとＡＥコンクリートとで空
気量の減少量にほとんど差異がなく、減圧混練によって
消失する気泡は比較的粗大なエンドラブドエアーで、エ
ントレインドエアーはほとんど消失しないものと推測さ
れる。

このような実験の結果、有効な減圧度は−３００ｍｍＨ
ｇ位より著しい効果を発揮し、−６５０ｍｍＨｇで十分
な効果が得られた。

（２）減圧度と圧縮強度および引張強度との関係減圧度
と材令７日および２８日の圧縮強度並びに材令２８日の
引張強度との関係を表３に示す。

表３において、減圧度を増すほど圧縮強度は次第に増大
する。すなわち、圧縮強度１３０〜５３０　　ｋｇｆ／
　ｃｒｎ’の範囲のコンクリートを減圧度−３００〜−
５００１１＋！ＩＨｇのもとて減圧混練することにより
約１５〜ｌ　６０　ｋｇｆ／　ｃｍ”の強度増加が認め
られる。たとえば、第３図に示すように約２８０ｋｇｆ
／　ｃｒｎ’および４１０　ｋｇｆ／　ｃｍ’のコンク
リートを減圧ミキサＭの使用によりそれぞれ約３３０ｋ
ｇｆ／　Ｃｍ’および４９０　ｋｇｆ／　ｃｒｎ”する
ことができる。

減圧度と圧縮強度の関係は、表３に示すように、材令７
〜２８日において、減圧度−３００ｍｄＨの場合平均１
０％、−５００ｍｍＨｇの場合平均１９％である。

表３　減圧度と圧縮強度との関係次に、表４は減圧度と材令２８日の引張強度との関係で
ある。引張強度も減圧度とともに増加するが、増加割合
は圧縮強度の場合より大きく、特にプレーンコンクリー
トの場合に顕著となっている。

表４　減圧度と引張強度との関係（３）復圧時間がコンクリートのスランプ、空気量およ
び強度におよぼす影響第４図は、復圧時間がスランプ減少量、空気量の減少量
並びに材令７日および２８日の圧縮強度に及ぼす影響を
示したもので、水セメント比７０％、スランプ約２１ｃ
ｍのＡＥコンクリートを用い、排気管に装着したバルブ
を調節して、復圧に要する時間を０．４秒、３秒および
９秒とした場合の実験結果である。なお、減圧度は−５
００ｌｌｌｍＨｇとした。

復圧に要する時間が長くなるほどスランプおよび空気量
の減少量は小となり、圧縮強度も９２〜９５％に減少し
、復圧時間が短いほど有効であることを示している。こ
れは、復圧速度が速いほどモルタルと粗骨材が接近する
加速度が大となり、両者の密着力が大となることによる
と思われる。

従って、本発明においては、混練終了後瞬時に復圧させ
ることが不可欠である。

（４）圧縮強度と単位セメント量の関係同一圧縮強度を
得るための単位セメント量は、第５図のグラフで示すよ
うに減圧処理することで約５０　ｋｇ／　ｍ’減少する
。したがって、同一強度のコンクリートを少ないセメン
ト量で得られる。

（５）圧縮強度とセメント水比の関係高炉スラグ砕石コンクリートで、減圧処理したものと、
減圧処理しないものとでは、第６図で示すように減圧処
理したものの圧縮強度が１００〜１５０　　ｋｇｆ／　
ｃｍ’増大した。従ッテ、前（４）項との関係で更にセ
メント量の軽減が可能となる。

（６）減圧処理による圧縮強度の増加率と細骨材率との
関係減圧処理による圧縮強度の増加率と細骨材率との関係は
第７図で示す通りであって、貧配合なコンクリートはど
減圧処理効果があることが判明した。

（７）圧縮強度と材令との関係圧縮強度と材令との関係について、水セメント比４０％
、細骨材率４５％の無処理普通コンクリートと、同じく
水セメント比４０％、細骨材率４５％の減圧処理普通コ
ンクリートと、水セメント比３０％、３５％、４０％、
細骨材率３５．４５．５５．６５％の減圧処理高炉スラ
グ砕石コンクリートを比較すると、第８図で示すような
結果が得られた。同一セメント水比においても前記の通
り強度が増大する。また、初期材令においても、その強
度発現は無処理の場合に比べ太きく、材令に伴い圧縮増
度も増大する結果が得られた。

へ１発明の効果以−にのように本発明に係る減圧ミキサによるコンクリ
ート製造法は、ミキサ内に粗骨材としての多孔性材料を
含む全材料を所定の配合で投入して常圧のまま混練し、
次いで、ミキサを密閉して−３００〜−６５０ｍｍ）Ｉ
ｇ程度まで減圧してから混練し、その後にミキサ内を瞬
時に常圧に戻すもので、従来のコンクリートに比較して
モルタルと多孔性材料の粗骨材との界面が増大され、減
圧および瞬時復圧によりその界面の結合が強化される。

即ち、ミキサ内を前記の通り−３００〜−６５０ｍｍＨ
ｇに減圧することによりスランプおよび空気量が表２で
示す通り減少して良好なコンクリートが得られ、かつ、
圧縮強度および引張強度が第３図および表３．４で示す
通り減圧度に比例して増大する。

また、同一圧縮強度を得るための単位セメント量が減圧
処理することで第５図に示すように減少し、かつ、セメ
ント水比の関係でも第６図で示すように減圧処理したも
のの方が圧縮強度が著しく増大するので、セメントａの
軽減が行なえ経済的である。

更に、減圧処理することで第８図に示すように初期材令
においても、強度発現性が良く養生期間の短縮化が計れ
、従って、生産性が向上するものである。

しかも、減圧後０．７秒以内という瞬時復圧により、第
４図で示すようにスランプおよび空気量の減少が大とな
り、かつ、圧縮強度も増大するものである。

尚、粗骨材として高炉スラグ砕石を使用する場合には、
コンクリートのひび割れの原因であるアルカリ骨材反応
がなく、耐塩害性能も向上する。

また、多孔性火山岩の軽石を粗骨材とした場合には、コ
ンクリートの軽量化が計れると共に、断熱および遮音効
果が発揮される等々数々の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製造法の工程図、第２図は減圧ミキサＭ
の概略側面図、第３図は材令２８日の減圧混練による圧
縮強度の増加を示すグラフ、第４図は復圧時間とスラン
プ、空気量および圧縮強度との関係を示すグラフ、第５
図は圧縮強度と単位センメト量の関係を示すグラフ、第
６図は圧縮強度とセメント水比の関係を示すグラフ、第
７図は減圧処理による圧縮強度の増加率と細骨材率との
関係を示すグラフ、第８図は圧縮強度と材令との関係を
示すグラフである。図中主要符号

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメント、細骨材、粗骨材としての多孔性材料お
よび水その他の全材料を減圧ミキサ内に投入して常圧の
まま混練する前線工程と、減圧ミキサを密閉し−３００
〜−６５０ｍｍＨｇ程度まで減圧し混練する減圧練工程
と、減圧混練した後で瞬時に常圧に戻しモルタルと粗骨
材界面を大気圧により圧着させる瞬時復圧工程とならな
ることを特徴とする減圧混練による強化コンクリートの
製造法。
（２）常圧による混練時間を約３０秒とし、減圧による
混練時間を約６０秒とし、減圧から常圧に戻す復圧時間
を０．７秒以内としたことを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の減圧混練による強化コンクリートの製
造法。