JP2001031457A - High strength concrete - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、低熱ポルトランド
セメントを使用した自己収縮量が少なく、また、脆度係
数（圧縮強度／引張強度）の小さい高強度コンクリート
（60N/mm2以上）に関する。[0001] The present invention relates to a high-strength concrete (60 N / mm 2 or more) using low-heat Portland cement, which has a small amount of self-shrinkage and a small brittleness coefficient (compression strength / tensile strength).
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、土地のより一層の有効利用の観点
から、建築物の超高層化及び大規模化の傾向は益々顕著
になってきている。このような超高層ないしは大規模な
建築物を実現するために、従来より、高強度コンクリー
トの開発が行われている。2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of more effective use of land, the tendency of buildings to be super-high-rise and large-scale has been increasingly remarkable. In order to realize such a super-high-rise or large-scale building, high-strength concrete has been conventionally developed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来、高強度コンクリ
ートを調製するために、普通ポルトランドセメントを使
用して単位セメント量を増大（例えば、500kg/m3以上）
し、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用して、水
／セメント比を減少する（例えば、40重量％以下）こと
が行われている。このようにして調製した高強度コンク
リートでは、60N/mm2以上の圧縮強度を発現させること
はできるのではあるが、一方で、セメント量が多く、ま
た、水／セメント比が小さいので、該高強度コンクリー
トでは、自己収縮量が大きくなるという課題があった。
また、脆度係数（圧縮強度／引張強度）も大きくなると
いう課題があった。Conventionally, in order to prepare high-strength concrete, the unit cement amount is increased using ordinary Portland cement (for example, 500 kg / m 3 or more).
The use of high performance water reducing agents or high performance AE water reducing agents has been used to reduce the water / cement ratio (eg, up to 40% by weight). Although the high-strength concrete prepared in this way can exhibit a compressive strength of 60 N / mm 2 or more, on the other hand, since the amount of cement is large and the water / cement ratio is small, the high In the case of high-strength concrete, there is a problem that the amount of self-shrinkage increases.
In addition, there was a problem that the brittleness coefficient (compression strength / tensile strength) also increased.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するために鋭意研究した結果、特定の材料を使用
することによって、自己収縮量が少なく、また、脆度係
数（圧縮強度／引張強度）も小さい高強度コンクリート
（60N/mm2以上）が得られるという知見を得て、本発明
を完成させたものである。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by using a specific material, the amount of self-shrinkage is small, and the brittleness coefficient (compression strength) It has been found that high-strength concrete (60 N / mm 2 or more) having a small (/ tensile strength) can be obtained, and the present invention has been completed.
【０００５】即ち、本発明は、低熱ポルトランドセメン
ト、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤、細骨材、粗骨
材を含有してなり、水／セメント比が40重量％以下、圧
縮強度が60N/mm2以上である高強度コンクリート（請求
項１）である。また、本発明は、前記高強度コンクリー
トに、収縮低減剤及び／又は膨張材をさらに含有させる
ものである（請求項２）。さらに本発明は、収縮低減剤
／セメント比が2.0重量％以下及び／又は膨張材／セメ
ント比が10重量％以下である請求項２記載の高強度コン
クリート（請求項３）である。That is, the present invention comprises a low heat Portland cement, a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent, a fine aggregate, a coarse aggregate, a water / cement ratio of 40% by weight or less, and a compressive strength of 40% or less. It is a high-strength concrete of 60 N / mm 2 or more (Claim 1). In the present invention, the high-strength concrete further contains a shrinkage reducing agent and / or an expansive material (Claim 2). Further, the present invention is the high-strength concrete according to claim 2, wherein the ratio of shrinkage reducing agent / cement is 2.0% by weight or less and / or the ratio of expander / cement is 10% by weight or less (claim 3).
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で使用するセメントは、「JIS R 5210（ポ
ルトランドセメント）」に規定されている低熱ポルトラ
ンドセメントである。該低熱ポルトランドセメントを使
用することによって、自己収縮量が少なく、また、脆度
係数（圧縮強度／引張強度）も小さい高強度コンクリー
トを調製することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The cement used in the present invention is a low heat Portland cement specified in "JIS R 5210 (Portland cement)". By using the low heat Portland cement, a high-strength concrete having a small amount of self-shrinkage and a small brittleness coefficient (compressive strength / tensile strength) can be prepared.
【０００７】本発明において、細骨材としては、川砂、
陸砂、海砂、砕砂及びこれらの混合物を使用することが
できる。粗骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利、砕
石及びこれらの混合物を使用することができる。高性能
減水剤又は高性能ＡＥ減水剤としては、リグニン系、ナ
フタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系
の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが
できる。In the present invention, fine aggregates include river sand,
Land sand, sea sand, crushed sand and mixtures thereof can be used. As the coarse aggregate, river gravel, mountain gravel, sea gravel, crushed stone, and a mixture thereof can be used. As the high-performance water reducing agent or the high-performance AE water reducing agent, a lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, melamine-based, polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent can be used.
【０００８】本発明の高強度コンクリートにおいては、
水／セメント比は40重量％以下が好ましく、20〜35重量
％がより好ましい。水／セメント比が40重量％を超える
と、圧縮強度が低下し、高強度コンクリートを提供する
という本願発明の目的には沿わなくなる。水／セメント
比が20重量％未満では、コンクリートの作業性が急激に
悪化し、取り扱いにくいコンクリートとなり好ましくな
い。なお、本発明においては、単位セメント量は500〜7
00kg/m3とすることが好ましい。単位セメント量が500kg
/m3未満では、圧縮強度が低下し、高強度コンクリート
を提供するという本願発明の目的には沿わなくなる。単
位セメント量が700kg/m3を超えるとコンクリートの粘性
が高くなり作業性が低下するので好ましくない。また、
高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤の使用量は、高性能
減水剤又は高性能ＡＥ減水剤／セメント比で0.5〜3.0重
量％とすることが好ましく、0.7〜2.0重量％とすること
がより好ましい。高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤／
セメント比が0.5重量％未満では、水／セメント比40重
量％以下で作業性の良好なコンクリートが得られ難い。
高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤／セメント比が3.0
重量％を超えても、その効果は事質上、頭打ちとなりコ
ストの点から好ましくない。[0008] In the high-strength concrete of the present invention,
The water / cement ratio is preferably 40% by weight or less, more preferably 20 to 35% by weight. When the water / cement ratio exceeds 40% by weight, the compressive strength is reduced, and the object of the present invention to provide high-strength concrete is not met. If the water / cement ratio is less than 20% by weight, the workability of the concrete rapidly deteriorates, and the concrete becomes difficult to handle, which is not preferable. In the present invention, the unit cement amount is 500 to 7
It is preferably 00 kg / m 3 . Unit cement amount is 500kg
If it is less than / m 3 , the compressive strength decreases, and the object of the present invention to provide high-strength concrete is not met. If the unit cement amount exceeds 700 kg / m 3 , the viscosity of the concrete increases and the workability decreases, which is not preferable. Also,
The amount of the high-performance water reducing agent or the high-performance AE water reducing agent is preferably 0.5 to 3.0% by weight, more preferably 0.7 to 2.0% by weight in the ratio of the high-performance water reducing agent or the high-performance AE water reducing agent / cement. preferable. High performance water reducing agent or high performance AE water reducing agent /
If the cement ratio is less than 0.5% by weight, it is difficult to obtain concrete with good workability at a water / cement ratio of 40% by weight or less.
High performance water reducing agent or high performance AE water reducing agent / cement ratio is 3.0
Even if the content exceeds% by weight, the effect is limited in nature and is not preferable in terms of cost.
【０００９】また、本発明の高強度コンクリートにおい
ては、細骨材率は、コンクリートの作業性や自己収縮量
等の点から46〜55％とすることが好ましく、47〜53％と
することがより好ましい。In the high-strength concrete of the present invention, the fine aggregate ratio is preferably 46 to 55%, and more preferably 47 to 53%, in view of workability of the concrete and the amount of self-shrinkage. More preferred.
【００１０】本発明において、収縮低減剤及び／又は膨
張材をさらに添加することは、自己収縮量をより一層少
なくでき、かつ、脆度係数もより一層小さくすることが
でき好ましいものである。ここで、収縮低減剤は、水に
溶解してその表面張力を低下する作用を持つものであ
り、化学式；ＲＯ（ＡＯ）nＨで示される低級アルコー
ルのアルキレンオキサイド付加物が好ましい。ここで、
式中のＲは、炭素数４〜６のアルキル基である。このよ
うな基としては、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔ
ｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏ−ペンチル
基、ｔｅｒｔ−ペンチル基等が挙げられる。また、式中
のＡは、炭素数２〜３の１種又は２種のアルキレン基で
あり、エチレン基及び／又はプロピレン基が挙げられ
る。さらに、式中のｎは、１〜１０の整数である。ＲＯ
（ＡＯ）nＨで示される低級アルコールのアルキレンオ
キサイド付加物の中でも好ましいものは、ｎ−ブチルア
ルコールのプロピレンオキサイド（付加モル数２）／エ
チレンオキサイド（付加モル数３）であり、市販品とし
ては、太平洋セメント株式会社製「AS21」が挙げられ
る。収縮低減剤は混練水の一部と置換えて使用すること
が好ましい。収縮低減剤の使用量は、収縮低減剤／セメ
ント比で2.0重量％以下が好ましく、0.5〜1.5重量％が
より好ましい。収縮低減剤／セメント比が2.0重量％を
超えると凝結遅延が生じ、またコストも高くなるので好
ましくない。In the present invention, it is preferable to further add a shrinkage-reducing agent and / or an expanding material, because the amount of self-shrinkage can be further reduced and the brittleness coefficient can be further reduced. Here, the shrinkage reducing agent has a function of dissolving in water to lower its surface tension, and is preferably an alkylene oxide adduct of a lower alcohol represented by a chemical formula: RO (AO) nH. here,
R in the formula is an alkyl group having 4 to 6 carbon atoms. Such groups include n-butyl, iso-butyl, t
Examples thereof include an tert-butyl group, an n-pentyl group, an iso-pentyl group, and a tert-pentyl group. A in the formula is one or two alkylene groups having 2 to 3 carbon atoms, such as an ethylene group and / or a propylene group. Further, n in the formula is an integer of 1 to 10. RO
Among the alkylene oxide adducts of lower alcohols represented by (AO) nH, preferred are propylene oxide (additional mole number 2) / ethylene oxide (additional mole number 3) of n-butyl alcohol, and commercially available products include: "AS21" manufactured by Taiheiyo Cement Corporation. It is preferable to use the shrinkage reducing agent after replacing a part of the kneading water. The amount of use of the shrinkage reducing agent is preferably 2.0% by weight or less, more preferably 0.5 to 1.5% by weight in terms of the shrinkage reducing agent / cement ratio. If the shrinkage reducing agent / cement ratio exceeds 2.0% by weight, setting delay is caused and the cost is undesirably increased.
【００１１】膨張材としては、カルシウムサルホアルミ
ネート系膨張材や石灰系膨張材等が挙げられ、マスコン
用水和熱抑制タイプや通常タイプのいずれも使用するこ
とができる。膨張材の粒度は限定するものではないが、
ブレーン比表面積2000〜6000cm2/g程度が好ましい。膨
張材の使用量は、膨張材／セメント比で10重量％以下が
好ましく、１〜８重量％がより好ましい。膨張材／セメ
ント比が10重量％を超えると膨張量が大きすぎて強度が
低下する場合があり、高強度コンクリートを提供すると
いう本願発明の目的には沿わなくなる場合がある。Examples of the expansive material include a calcium sulfoaluminate-based expansive material and a lime-based expansive material, and any of a heat-inhibiting type for mascon and a normal type can be used. The particle size of the expanding material is not limited,
The specific surface area of the brane is preferably about 2000 to 6000 cm 2 / g. The amount of the expanding material used is preferably 10% by weight or less, more preferably 1 to 8% by weight in terms of the expanding material / cement ratio. If the expansive material / cement ratio exceeds 10% by weight, the amount of expansion may be too large and the strength may be reduced, which may not meet the object of the present invention to provide high-strength concrete.
【００１２】本発明においては、収縮低減剤と膨張材を
併用することは差し支えない。この場合の収縮低減剤及
び膨張材の使用量は、それぞれ前述の範囲の使用量とす
るのが好ましい。In the present invention, the shrinkage reducing agent and the expanding material may be used in combination. In this case, the amount of the shrinkage reducing agent and the amount of the expanding material are preferably used within the above-mentioned ranges.
【００１３】本発明の高強度コンクリートの混練方法や
混練装置は、特に限定するものではなく、慣用の方法
で、慣用のミキサーで混練すれば良い。また、養生方法
も特に限定するものではなく、慣用の方法で養生すれば
良い。なお、本発明においては、必要に応じて、支障の
ない範囲内で、ＡＥ剤、消泡剤等の従来より使用されて
いるコンクリート混和剤を添加することができる。The method and apparatus for kneading high-strength concrete of the present invention are not particularly limited, and they may be kneaded by a conventional method and a conventional mixer. Also, the curing method is not particularly limited, and the curing may be performed by a conventional method. In the present invention, a conventionally used concrete admixture, such as an AE agent or an antifoaming agent, can be added as needed within a range that does not cause any trouble.
【００１４】[0014]
【試験例】以下、試験例により本発明を説明する。 １．使用材料 以下に示す材料を使用した。 １）セメント；太平洋セメント（株）製低熱ポルトラン
ドセメント（ＬＣ）普通ポルトランドセメント（ＮＣ）
を使用した。 ２）高性能ＡＥ減水剤；太平洋セメント（株）製「コア
フローCP-300」を使用した。 ３）細骨材；静岡県産陸砂（表乾比重:2.60）を使用し
た。 ４）粗骨材；茨城県産砕石（表乾比重:2.64）を使用し
た。 ５）膨張材；太平洋セメント（株）製「アサノジプカ
ル」を使用した。 ６）収縮低減剤；太平洋セメント（株）製「AS21」を使
用した。 ７）水；水道水を使用した。Test Examples Hereinafter, the present invention will be described with reference to test examples. 1. Materials used The following materials were used. 1) Cement; Taiheiyo Cement Co., Ltd. Low Heat Portland Cement (LC) Ordinary Portland Cement (NC)
It was used. 2) High performance AE water reducing agent; "Core Flow CP-300" manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was used. 3) Fine aggregate: Land sand from Shizuoka Prefecture (surface dry specific gravity: 2.60) was used. 4) Coarse aggregate; crushed stone from Ibaraki Prefecture (specific gravity of surface dryness: 2.64) was used. 5) Expansive material: "Asano dipcal" manufactured by Taiheiyo Cement Corp. was used. 6) Shrinkage reducing agent: "AS21" manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was used. 7) Water: Tap water was used.
【００１５】２．コンクリートの配合及び混練 前記材料を使用し、表１に示す配合にしたがってコンク
リートを調製した。混練は、強制二軸練りミキサー（0.
06m3）を用いて、180秒間混練した。2. Mixing and kneading of concrete Concrete was prepared according to the mixing shown in Table 1 using the above materials. Kneading is performed using a forced twin-screw kneading mixer (0.
06m 3 ), and kneaded for 180 seconds.
【００１６】[0016]
【表１】 [Table 1]
【００１７】３．評価 試験例１〜４の各コンクリートをφ10×20cmの型枠及び
φ15×30cmの型枠を用いて成形した。成形後、１日間型
枠内で養生し、脱型した。その後、材令28日まで水中養
生し、「JIS A 1108（コンクリートの圧縮強度試験方
法）」に準じて圧縮強度（φ10×20cmの供試体使用）
を、「JIS A 1113（コンクリートの割裂引張強度試験方
法）」に準じて引張強度（φ15×30cmの供試体使用）を
測定し、脆度係数（圧縮強度／引張強度）を算出した。
なお、試験例５の普通ポルトランドセメントを使用した
コンクリートでは、水中養生を材令７日までとしたこと
以外は、試験例１〜４と同様に、圧縮強度と脆度係数を
求めた。3. Evaluation Each concrete of Test Examples 1 to 4 was molded using a mold of φ10 × 20 cm and a mold of φ15 × 30 cm. After molding, it was cured in a mold for one day and was demolded. After that, it was cured in water until the age of 28 days, and the compressive strength (using a specimen of φ10 × 20cm) according to “JIS A 1108 (Test method for compressive strength of concrete)”
Was measured for tensile strength (using a specimen of φ15 × 30 cm) in accordance with “JIS A 1113 (Test method for splitting tensile strength of concrete)”, and the brittleness coefficient (compression strength / tensile strength) was calculated.
In the concrete using the ordinary Portland cement of Test Example 5, the compressive strength and the brittleness coefficient were determined in the same manner as in Test Examples 1 to 4, except that the underwater curing was performed up to the age of 7 days.
【００１８】また、試験例１〜５の各コンクリートに対
して、（社）日本コンクリート工学協会の「セメントペ
ースト、モルタルおよびコンクリートの自己収縮および
自己膨張試験方法（案）」に準じて、自己収縮量を材令
28日で測定した。それらの結果を表２に示す。The concrete of Test Examples 1 to 5 was subjected to self-shrinkage in accordance with the “Method of Test for Self-Shrinkage and Self-Expansion of Cement Paste, Mortar and Concrete (Draft)” of the Japan Concrete Institute. Material quantity
Measured in 28 days. Table 2 shows the results.
【００１９】[0019]
【表２】 [Table 2]
【００２０】表２から明らかなように、本発明で規定す
る高強度コンクリートでは、圧縮強度が73〜87N/mm2で
あっても、脆度係数が小さかった。また、自己収縮量も
少なかった。また、収縮低減剤及び／又は膨張材を添加
することによって、自己収縮量、脆度係数をより一層小
さくすることができた。一方、本発明で規定する以外の
コンクリート（試験例５）では、自己収縮量、脆度係数
が大きかった。As is clear from Table 2, the high-strength concrete specified in the present invention had a small brittleness coefficient even when the compressive strength was 73 to 87 N / mm 2 . Also, the amount of self-shrinkage was small. Further, by adding the shrinkage reducing agent and / or the expanding material, the self-shrinkage amount and the brittleness coefficient could be further reduced. On the other hand, in concrete (Test Example 5) other than those specified in the present invention, the self-shrinkage amount and the brittleness coefficient were large.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高強度コ
ンクリートでは、自己収縮量が少なく、また、脆度係数
（圧縮強度／引張強度）も小さいものである。As described above, the high-strength concrete of the present invention has a small amount of self-shrinkage and a small brittleness coefficient (compression strength / tensile strength).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 103:32 103:60 111:34 (72)発明者 下山 善秀 千葉県佐倉市大作２−４−２ 太平洋セメ ント株式会社佐倉研究所内 Ｆターム(参考） 4G012 PA04 PB12 PB15 PB23 PB24 PB32 PB35 PC02 PC03 PC09 PC12 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C04B 103: 32 103: 60 111: 34 (72) Inventor Yoshihide Shimoyama 2-4-2 Daisaku, Sakura City, Chiba Prefecture 2 Taiheiyo Cement Co., Ltd. Sakura Laboratory F-term (reference) 4G012 PA04 PB12 PB15 PB23 PB24 PB32 PB35 PC02 PC03 PC09 PC12
Claims (3)
剤又は高性能ＡＥ減水剤、細骨材、粗骨材を含有してな
り、水／セメント比が40重量％以下、圧縮強度が60N/mm
2以上であることを特徴とする高強度コンクリート。1. A low heat Portland cement, a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent, a fine aggregate, a coarse aggregate, a water / cement ratio of 40% by weight or less, and a compressive strength of 60 N / mm.
High-strength concrete characterized by being 2 or more.
有する請求項１記載の高強度コンクリート。2. The high-strength concrete according to claim 1, further comprising a shrinkage reducing agent and / or an expanding material.
下及び／又は膨張材／セメント比が10重量％以下である
ことを特徴とする請求項２記載の高強度コンクリート。3. The high-strength concrete according to claim 2, wherein the shrinkage reducing agent / cement ratio is 2.0% by weight or less and / or the expander / cement ratio is 10% by weight or less.
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