JPS63303839A - コンクリ−ト等の製造方法 - 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〉 本発明はコンクリート、モルタル、セメントペーストの
製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 コンクリートはセメント、細骨材、粗骨材、混和材、水
の混合物であり、一般にセメントが水和反応を行うため
に必要な水は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が２１〜２５％
であるが、この他に作業性を考慮して１５〜３５％の水
を用いる。

この作業性を考慮した単位水量はコンクリートの品質低
下の原因となり、ブリージング率の増加、圧縮強度の低
下、コンクリートのひび割れ等を助長することになる。

一方、コンクリートは細骨材及び粗骨材の粒径が異なる
ものの混合物であるので、必然的に細骨材及び粗骨材間
には空隙部が生じるが、一般に細骨材及び粗骨材間に空
隙の少ないものを用いると、単位水量も少なくて済み、
作業性が向上し、かつ良質のコンクリートが得られると
いわれている。

従って、細骨材、粗骨材の粒径及び分布がコンクリート
の混合物として理想の状態になれば、単位水量を減少で
きることとなり、良質のコンクリートが得られることに
なる。

しかし現在、土木、建築工事用として用いられているコ
ンクリートの標準的な配合は、その材料の粒度分布を見
ると、第１図に示すように、セメントＡと細骨材Ｂとの
間に大きな断層Ｃ（斜線部）が生じている。

即ち、セメント及び細骨材の粒径が、約６０〜３００μ
の範囲において粒度が少なく、その間の粒径のセメント
及び細骨材間の空隙が多数生じているということである
。

従って、この空隙を埋めることによって単位水量が少な
くても作業性が良好で、かつ高品質のコンクリートを得
られるものと考えられる。

そこで従来は、この粒度の違いによる空隙をな（す方法
として、主にＡＥ減水剤を使用し、独立した微細な気泡
（２００μ以下程度）をコンクリート中に連行する方法
が行われている。

く本発明が解決しようとする問題点〉 上記のようにＡＥ減水剤を用いた場合においても、セメ
ントと細骨材間の空隙が生じるため、セメント量が多（
なる。

セメント量が多くなると作業性を図るために必要な単位
水量が増大し、セメントの水和反応に必要なＷ／Ｃ＝２
５〜２８％に対して、Ｗ／Ｃ＝５５〜６０％もの余剰水
が用いられることになる。

従って、この余剰水がコンクリートの品質を低下させ、
作業・阻を悪化させる原因となる。

また、理想のＷ／Ｃと同一の強度を得るためには、Ｗ／
Ｃの原則から、単位水量の増大に伴って単位セメント量
が増大するため、経済面からも劣る。

以上はコンクリートの場合について説明したが、モルタ
ル、セメントペーストに関しても、セメントとセメント
間及びセメントと細骨材間に空隙が生じるため同様の問
題が発生する。

く本発明の目的〉 本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、作業性が良好でかつ高品質のコンクリート、モ
ルタル、セメントペーストを製造することができるコン
クリート等の製造方法を提供することを目的とする。

く本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

くイ〉本発明の概要 本発明はセメント、水、細骨材、粗骨材の各構成材料の
一部または全部を混入するコンクリート、モルタル、セ
メントペーストの製造方法に関するものである。

従来は上記の各構成材料間に生じる間隙のためζ単位水
量が増大し、作業性が悪く、低品質のコンクリートが製
造されるおそれがあった。

そとで本発明は、コンクリート等に微粉材を混入する実
験を行い、各構成材料間に生じる間隙を埋めて単位水量
を減少させ、作業性が良好でかつ高品質のコンクリート
等を製造するものである。

く口〉微粉材 微粉材としては、フライアッシュ粉末、スラグ粉末、石
粉末、珪藻土、ミクロサンド、クレイサンド、珪砂等を
用いる。

これらの微粉材を、セメント等の各構成材料と同時ある
いは遅れてミキサに投入し、所定の時間練り混ぜてコン
クリート等を製造する。

くハ〉実験結果 上記の微粉材を混入した実験結果を、コンクリート、モ
ルタル、セメントペーストの順に説明する。

くコンクリートにおける実験結果〉 （１）２０　（２５）ｗコンクリートの場合粒径が２Ｏ
ｒＩｎの粗骨材を使用するコンクリートの場合、コンク
リートの強度を確保し、作業性を良好にする最小単位水
量とするための理想的な微粉材量と単位セメント量の関
係を表−１に示す。

く表−１〉 本微粉材は粒径平均３５μ、ブレーン２６００ｃｉ／ｇ
表−１より単位セメント量が、２７０〜１５０ｋｇ　／
　Ｊの場合、微粉材の量は１０〜１７０ｋｇ／ｒｊの範
囲となる。

この微粉材の量は、単位セメント量や細骨材量とも関係
し、コンクリートの配合中の０．３ｍ以下のモルタル量
（セメント／セメントの比重片０．３鴫以下の細骨材／
細骨材の比重＋水）で表すことができる。

作業性を考慮した場合のポンプ内の圧送実験結果は第２
図のように、２０　（２５）ｍｍコンクリートに必要な
０．３ｗｎ以下のモルタル量は、３２０ｅ／−以上であ
る。

順調に圧送するためには、３４０ｆ！＃程度が最適であ
り、３５０ｅ／−以上使用すると単位セメント量が過大
で不経済なコンクリートになる。

第３図には実験結果より得られたコンクリートの圧縮強
度とブリージング率を示す。

図中、白丸は微粉材を混入しない場合を示し、黒丸は混
入した場合を示しており、微粉材を混入した場合は、混
入しない場合に比べて明らかにブリージング率は低下し
、圧縮強度は向上することが分かった。

（２）　４０ｍｍ、　８０ｍコンクリートの場合　　、
・　上記の２０ｎｍコンクリートの場合と同様に、粒径
が４０ｍｍの粗骨材を使用するコンクリートの場合の理
想的な微粉材量と単位セメント量の関係を表−２に示し
、８０ｗａコンクリートの場合を表−３に示す。

く表−２〉 ＊微粉材は粒径平均３５μ、ブレーン２６００ｃｎｆ／
ｇく表−３〉 ＊微粉材は粒径平均３５μ、ブレーン２６００　ｃｄ　
／　ｇ次に作業性を考慮した場合のポンプ内の圧送実験
結果を第４．６図に示す。

第５．７図には実験結果より得られたコンクリートの圧
縮強度とブリージング率を示す。

４０Ｒ１と８０＋ａｍコンクリートの両方の実験結果か
らも、微粉材を混入した場合は、混入しない場合に比べ
て明らかに、ブリージング率は低下し、圧縮強度は向上
することが分かった。

くモルタルにおける実験結果〉 （１）ｆｉ大寸法５ｍ以下のモルタルの場合細骨材の粒
径の最大寸法が５１１Ｉ１１以下のモルタルは、その使
用用途に応じて種々の配合があるが、それらは通常セメ
ント、細骨材、水、混和材、減水剤、起泡剤、発泡剤の
混合物である。

この場合コンクリートと同様にセメントと細骨材との粒
径が異なり、両者間に空隙が生じるため、この空隙を埋
めるために微粉材を混入する。

一般に間隙に空気が混入していないモルタルはブリージ
ング率が低（、高品質なモルタルであるといわれている
ため、空隙を微粉材で埋めることによって、高品質なモ
ルタルを得ることができる。

表−４に実験結果より得た最適な微粉材の量と単位セメ
ント量の関係を示す。

また、第８図には実験結果より得られたモルタルの圧縮
強度とブリージング率を示す。

モルタルにおいても微粉材を混入した場合は、混入しな
い場合に比、べて明らかに、ブリージング率は低下し、
圧縮強度は向上することが分かる。

く表−４〉 ＊微粉材は粒径平均ｌＯμ、ブレーン６３００ｃＴｊ／
ｇテーブル７０−２００　Ｘ　２００〜２３０　Ｘ　２
３０　ｗａの範囲（２）最大寸法２．５Ｍ以下のモルタ
ル細骨材の粒径の最大寸法が２．５１１Ｉ１１以下のモ
ルタルは、一般に注入用モルタルとして使用される◇こ
のためモルタルの軟らかさはＰロート法において、１０
〜３０秒が一般的である。

最大寸法が２．５ｍｍ以下のモルタルの場合は細骨材の
粒度の他、セメントの粒度分布もモルタルの流動性、強
度、ブリージング率等に影響する。

そこでセメントのブレーンが３，２５０〜９，０００　
ｃＭ　／　ｇの範囲を使用する場合には、微粉材のブレ
ーンが細骨材とセメントとの中間領域のものを用いると
、高品質のモルタルが得られる。

理想的な微粉材量と単位セメント量の関係を表−５に示
す。

く表−５〉 ＊微粉材は粒径平均３５μ、ブレーン２６００ｃｗｆ／
ｇ次に第９図には実験結果より得られたモルタルの圧縮
強度とブリージング率を示す。

この場合においても微粉材を混入した場合は、混入しな
い場合に比べて明らかに、ブリージング率は低下し、圧
縮強度は向上することが分かる。

くセメントペーストにおける実験結果〉セメントペース
トは大別して、（１）コンクリートの目地材、機械等の
空隙やひび割れの注入材あるいは、（２）地山、岩盤へ
の注入材等の２通りに分類され、それぞれ適用物により
所要の品質が異なる。

以下上記の２通りの場合について説明する。

（１）コンクリートの目地材等の場合 コンクリートの目地材等に使用する所要のセメントペー
ストの品質は、ブリージング率が低く、流動性に優れ、
かつ強度が必要である。

このような特性から通常はセメント、水、減水剤、混和
材、膨張材等が混入されるが、これらはブリージング率
が大きく、また材料単価が高価となり不経済である。

そこでこの問題を解決するために、本発明ではセメント
の粒子間に生じた空隙に微粉材を埋めて、間隙を減少さ
せるものである。

一般にこの空隙は、毛細管空間とゲル空間から成り、そ
の大きさは１３Ａ〜１３μ程度であり、この空隙にセメ
ント粒子よりも小さい粒子の微粉材を埋めることによっ
て、最も良い実験結果を得た。

第１０図に実験結果から得たブリージング率ＪＩ４０−
トと微粉材量との関係を示す。

普通ポルトランドセメントに微粉材６，２５０ｃＪ／ｇ
を使用した場合には、微粉材量が３０〜１５０ｋｇ／ｄ
が適している。

１５０ｋｇ／ｎ？以上になるとＪ目ロートが太き（なり
、流動性が失われるからである。

なお、微粉材はセメントと水辺外の混和材との併用にお
いても、本性質に変化がなかった。

また図示していないが、強度はブリージング率が低下す
るため、微粉材Ｏに対して微粉材量を多くするにつれて
大きくなった。

（２）地山、岩盤への注入材等の場合 他山、岩盤への注入材等のセメントペースト所要の品質
は、現場に応じてゲルタイムの調節ができること、注入
後のブリージング率が低いこと、所定の強度と膨張性を
有すること、透水性及び吸水性が少ないこと等が必要で
ある。

このような要求のため、セメント系グラウト材として特
に粒子の小さいコロイドセメントや超微粒子セメントが
使用されている。

しかしこれらの材料は極めて高価であるため不経済であ
る。

そこで、本発明においては上記（１〉のコンクリートの
目地材等の場合と同様な考え方から、経済的にしかも所
要の品質を確保する方法として、セメントの粒子よりも
小さい粒子の微粉材を使用するものである。

第１１図に実験結果から得たブリージ′ング率ＪＩ４０
−トと微粉材量との関係を示す。

実験の結果より微粉材量は１０〜１００ｋｇ／＋Ｊが適
している。

１５０ｋｇ／−以上になるとＪ目ロートが太き（なり、
流動性が失われるので適していない。

セメントペーストの粒子が細か（、セメントペーストの
比表面積が太き（なった場合には、微粉材の粒子が使用
セメントよりも細かければ、微粉材の使用量が少な（で
も同様の効果が確認された。

なお、微粉材はセメントと水以外の混和材、急結剤等と
の併用においても、本性質に変化がなかった。

また図示していないが、強度はブリージング率が低下す
るため、微粉材Ｏに対して微粉材量を多くするにつれて
大きくなった。

く本発明の効果〉 本発明はセメント、水、細骨材、粗骨材の各構成材料の
一部または全部を混入するコンクリート、モルタル、セ
メントペーストの製造方法に関するものである。

従来は上記の各構成材料間に生じる間隙のため、単位水
量が増大し、作業性が悪く、低品質のコンクリートが製
造されるおそれがあった。

そこで本発明は、コンクリート等に微粉材を混入する実
験を行った。

この実験結果より、適切な粒径の微粉材を適量用いるこ
とによって、各構成材料間に生じる間隙を埋めて単位水
量を減少させることができた。

そのため、作業性が良好でかつ高品質のコンクリート等
を製造することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図：コンクリートのセメントと細骨材間の空隙を示
す説明図 第２．４．６図：コンクリートにおける０、　３＋ｎｍ
以下のモルタル量と細骨材率の関係を示す説明図第３．
５．７〜９図：コンクリート及びモルタルにおける微粉
材量と圧縮強度及びブリージング率の関係を示す説明図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 セメント、水、細骨材、粗骨材の各構成材料の一部また
   は全部を混入するコンクリート、モルタル、セメントペ
   ーストの製造方法において、 各構成材料間の間隙を埋める微粉材を混入することを特
   徴とする、 コンクリート等の製造方法