JP2015124136A

JP2015124136A - 初期及び長期高強度発現性及び高ひび割れ抵抗性を有するコンクリート組成物及び当該組成物を用いたコンクリート体

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Publication number: JP2015124136A
Application number: JP2013271314A
Authority: JP
Inventors: 齋藤　尚; Takashi Saito; 尚齋藤; 康範鈴木; Yasunori Suzuki; 紀枝福岡; Norie Fukuoka; 昌夫草野; Masao Kusano; 孝司堺; Koji Sakai; 祐治村上; Yuji Murakami; 坂本　守; Mamoru Sakamoto; 守坂本; 齋藤　淳; Atsushi Saito; 淳齋藤; 武樹松家
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; Kagawa University NUC; Hazama Ando Corp
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; Kagawa University NUC; Hazama Ando Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-06
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP6338855B2

Abstract

【課題】ＣＯ２削減のために、早強ポルトランドセメントに高炉スラグとフライアッシュとを配合するとともに、初期及び長期強度発現性に優れ、また高い乾燥収縮ひび割れ抵抗性を有する、ポルトランドセメントに高炉スラグとフライアッシュとを配合した低炭素型３成分系結合材及び石膏を用いたコンクリート組成物及び当該組成物を用いたコンクリート体を提供することである。【解決手段】本発明のコンクリート組成物は、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの３成分からなる低炭素型３成分混合系結合材と、石膏とを含み、低炭素型３成分混合系結合材は、早強ポルトランドセメント６０?５質量％、高炉スラグ２０?５質量％、フライアッシュ２０?５質量％からなり、石膏は低炭素型３成分混合系結合材に対して４〜８質量％の配合割合で含有されることを特徴とする、コンクリート組成物である。【選択図】図４

Description

本発明は、初期及び長期高強度発現性及び高ひび割れ抵抗性を有するコンクリート組成物及び当該組成物を用いたコンクリート体に関し、特に初期及び長期の高強度発現性と高いひび割れ抵抗性を有する、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉末及びフライアッシュの３成分混合系結合材及び石膏とを含有するコンクリート組成物及び当該組成物を用いたコンクリート体に関する。

近年、世界レベルおよび日本レベルで温室効果ガスの削減目標が設定され、あらゆる分野で環境に対する配慮の重要性がますます増大している。
我が国では、短期目標として、温室効果ガス全体の基準排出量を１９９０年比で６％削減することを目標としている。

上記の削減目標に対して、あらゆる産業が低炭素技術開発に向けて活発に取り組んでいるなか、建設セクター・コンクリートセクターにおいても温室効果ガスの削減に取組む必要がある。

コンクリートの材料の中で最もＣＯ_２を排出する材料はセメントである。
従って、セメントの製造においてＣＯ_２を削減することが、温室効果ガスの削減に最も効果的である。
そのため、コンクリート単位体積あたりのセメント量を減らすことがＣＯ_２を削減させる１つの有効な手段となる。その代表的な例が、高炉スラグ微粉末（以下、「高炉スラグ」と略記する）及び／又はフライアッシュをセメントに混合させた高炉セメントやフライアッシュセメント等からなる混合セメントである。

一方、セメントを製造する方法として、特開２０１２−２４０８５６号公報（特許文献１）には、焼成後のクリンカーが、ボーグ式により算出されたＣ_３ＡおよびＣ_４ＡＦの合計量が２２％以上、Ｃ_３Ｓ量が６０％以上（好ましくは７０％以上）、鉄率（Ｉ．Ｍ．）が１．３以下（好ましくは１．０〜１．３）、かつＴｉＯ_２が０．５ｗｔ％以上（好ましくは０．８〜１．５ｗｔ％）となるように原料を調整し、これを焼成するセメントクリンカーを用いることで、モルタル圧縮強度などの強度性も良好で、かつ適度な凝結時間を有するセメント組成物が開示されており、必要に応じて高炉スラグやフライアッシュ等の混和材を添加することが記載されている。

また、特開２００１−３５４４５８号公報（特許文献２）には、強度や流動性等の特性を損なうことなく、セメントに対するフライアッシュ混入率を高める、ＦＡセメントの製造方法として、球形粒子のフライアッシュとフライアッシュの粉砕物とを重量比７：３〜３：７の割合で用い、セメント７５重量％と粗粒ＦＡ２５重量％の混合セメントが開示されている。

しかしながら、従来のフライアッシュや高炉スラグを用いたコンクリートは、低炭素化を図ることを目的として高炉スラグやフライアッシュを添加配合しつつ、強度等の特性を保持するように設計されたものではない。
また、フライアッシュや高炉スラグを用いたコンクリートの乾燥収縮ひび割れ抵抗性は、ポルトランドセメント単体を使用したコンクリートと比較して、やや低下するとも指摘されている。

更にフライアッシュや高炉スラグを用いたコンクリートは、初期材齢において強度発現が緩慢であり、ポルトランドセメント単体を使用したコンクリートと比較して、養生期間を延長する必要があり、工期が長くなる傾向にあった。
従って、フライアッシュや高炉スラグを混合した低炭素型混合セメントには、長期強度発現性だけでなく、初期強度発現性を備えることが期待されている。さらに、その低炭素型混合セメントは乾燥収縮ひび割れ抵抗性を兼備えるのがより望ましい。

特開２０１２−２４０８５６号公報特開２００１−３５４４５８号公報

本発明の目的は、上記課題を解決し、ＣＯ_２削減のために、ポルトランドセメントに高炉スラグとフライアッシュとを配合するとともに、初期及び長期強度発現性に優れ、また高い乾燥収縮ひび割れ抵抗性を有する、ポルトランドセメントに高炉スラグとフライアッシュとを配合した低炭素型３成分系結合材及び石膏を用いたコンクリート組成物及び当該組成物を用いたコンクリート体を提供することである。

本発明者らは、ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの混合質量割合の最適化を図り、ポルトランドセメントの種類を限定するとともに、石膏を特定の配合割合で含有することで、初期及び長期強度発現性に優れ、また高い乾燥収縮ひび割れ抵抗性を有することを見出し、本発明に至った。

即ち、請求項１記載のコンクリート組成物は、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの３成分からなる低炭素型３成分混合系結合材と石膏とを含み、低炭素型３成分混合系結合材は、早強ポルトランドセメント６０±５質量％、高炉スラグ２０±５質量％、フライアッシュ２０±５質量％からなり、石膏は低炭素型３成分混合系結合材に対して４〜８質量％の配合割合で含有されることを特徴とする、コンクリート組成物である。

請求項２記載のコンクリート組成物は、請求項１記載のコンクリート組成物において、早強ポルトランドセメントのＣ_３Ｓ量は６０〜６８質量％であることを特徴とする、コンクリート組成物である。

請求項３記載のコンクリート体は、請求項１又は２記載のコンクリート組成物を用い、水/結合材比が４０質量％の場合に、材齢7日後の圧縮強度が４５．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢２８日後の圧縮強度が６３．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢９１日後の圧縮強度が７２．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、ひび割れの発生材齢日が２５．０日以降であることを特徴とする、コンクリート体である。なお、水／結合材（Ｗ／Ｂ）は水に対する、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ及びフライアッシュの総和の質量比である。

本発明のコンクリートは、ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの混合質量割合の最適化を図った低炭素型３成分混合系結合材を用いるとともに、当該３成分混合系結合材に対して特定の配合割合で石膏を含有するコンクリートであり、初期及び長期強度発現性に優れるとともに、高い乾燥収縮ひび割れ抵抗性を有することができる。
なお、本発明において、初期強度発現性とは材齢２８日迄の圧縮強度（ＪＩＳＡ１１０８）や割裂引張強度（ＪＩＳＡ１１１３）を意味し、また長期強度発現性とは材齢９１日後の圧縮強度（ＪＩＳＡ１１０８）を意味し、更に乾燥収縮ひび割れ抵抗性は、下記実施例に示す乾燥収縮ひび割れ抵抗性試験により得られたひび割れ発生日数（ひび割れが発生した材齢日）を意味するものである。

各コンクリート供試体に含まれる低炭素型３成分混合系結合材に対する石膏の含有量と圧縮強度（材齢７日、材齢２８日、材齢９１日）との関係を示す図である。各コンクリート供試体に含まれる低炭素型３成分混合系結合材に対する石膏の含有量と割裂引張強度（材齢７日、材齢２８日、材齢９１日）との関係を示す図である。各コンクリート供試体に含まれる低炭素型３成分混合系結合材に対する石膏の含有量と圧縮強度及びひび割れ発生日数（材齢７日、材齢２８日、材齢９１日）との関係を示す線図である。各コンクリート供試体に含まれる低炭素型３成分混合系結合材に対する石膏の含有量と割裂引張強度及びひび割れ発生日数（材齢７日、材齢２８日、材齢９１日）との関係を示す線図である。コンクリート供試体のひび割れ抵抗性を試験する装置の概略図である。

本発明を以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のコンクリート組成物は、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの３成分からなる低炭素型３成分混合系結合材と石膏とを含み、低炭素型３成分混合系結合材は、早強ポルトランドセメント６０±５質量％、高炉スラグ２０±５質量％、フライアッシュ２０±５質量％からなり、石膏は低炭素型３成分混合系結合材に対して４〜８質量％の配合割合で含有される、コンクリート組成物であり、当該コンクリート組成物を用いて製造したコンクリート体は、水/結合材比が４０質量％の場合に、材齢7日後の圧縮強度が４５．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢２８日後の圧縮強度が６３．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢９１日後の圧縮強度が７２．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、乾燥収縮ひび割れ抵抗性試験におけるひび割れ発生材齢日が２５．０日以降である。

なお、本発明において、石膏は結合材には含まれないものとし、また低炭素型とは、総質量が同一のポルトランドセメントのＣＯ_２排出量と比較して、ＣＯ_２排出量が低減していることを意味するものとする。

本発明のコンクリートに用いる低炭素型３成分混合系結合材は、早強ポルトランドセメント６０±５質量％、高炉スラグ２０±５質量％、フライアッシュ２０±５質量％からなるものである。
かかる低炭素型３成分混合系結合材のポルトランドセメントとして、早強ポルトランドセメントを用い、高炉スラグやフライアッシュを特定の割合で配合した３成分混合系結合材とすることが、セメントを製造する際に排出されるＣＯ_２を減少させることができるとともに、良好な長期強度発現性とともに高いひび割れ抵抗性を有することができる。

低炭素型３成分混合系結合材を構成する早強ポルトランドセメントと、高炉スラグと、フライアッシュとの混合割合は、セメントを製造する際に排出されるＣＯ_２を減少させ、良好な長期強度発現性及びひび割れ抵抗性の点から、質量比で６０±５％、２０±５％、２０±５％とする。
望ましくは、質量比で６０±２％、２０±２％、２０±２％である。

低炭素型３成分混合系結合材に用いる早強ポルトランドセメントは、ＪＩＳＲ５２１０に規定されるものであれば、任意の市場で入手し得る早強ポルトランドセメントを用いることができ、望ましくは、早強ポルトランドセメントとして、Ｃ_３Ｓが６０〜６８質量％のものが好適に使用することができる。かかるＣ_３Ｓ量は、ボーグ式または粉末Ｘ線回折リートベルト法により算定した値である。
特に、ポルトランドセメントとしての早強ポルトランドセメントは、Ｃ_３Ｓ量６０〜６８質量％、Ｃ_２Ｓ量６〜１４質量％、間隙質量（Ｃ_３Ａ＋Ｃ_４ＡＦ）１５．５〜１８．０質量％、ブレーン比表面積４４００〜５１００ｃｍ^２／ｇであることが、フレッシュコンクリートの流動性、ならびに硬化後の強度および収縮ひび割れ抵抗性の点から望ましい。

また高炉スラグとしては、任意の高炉スラグを使用できるが、望ましくは、高炉スラグがフレッシュコンクリートの流動性ならびに硬化後の強度および収縮ひび割れ抵抗性に及ぼす影響を勘案すると、酸化マグネシウム６．３質量％以下、強熱減量１．４質量％以下、フロー値比９５〜１０３％、活性度指数（７日）７２〜８３％、活性度指数（２８日）９１〜１０７％、活性度指数（９１日）１０５〜１１８％であることが望ましい。

さらに、フライアッシュとして、任意のフライアッシュを用いることができるが、望ましくは、フライアッシュがフレッシュコンクリートの流動性、ならびに硬化後の強度および収縮ひび割れ抵抗性に及ぼす影響を勘案すると、ＳｉＯ_２量５１〜５９質量％、強熱減量２．３質量％以下、メチレンブルー吸着量０．６０ｍｇ／ｇ以下、密度２．２０〜２．４０ｇ／ｃｍ^３、ブレーン比表面積３６００〜４２００ｃｍ^２／ｇ、フロー値比１０７〜１１６％、活性度指数（２８日）８２〜９４％、活性度指数（９１日）９７〜１０９％であることが望ましい。

なお、ここで活性度指数とは、ＪＩＳＡ０２０３［コンクリート用語］に規定されるように、普通ポルトランドセメントを用いて作製した基準とするモルタルの圧縮強度に対する、混和材（高炉スラグやフライアッシュ等）と普通ポルトランドセメントとを用いて作製した試験モルタルの圧縮強度の比を百分率で表した値である。

上記早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの３成分からなる低炭素型３成分混合系結合材を用いることで、セメント製造時のＣＯ_２排出量を低減することができるとともに、長期強度発現性に優れ、乾燥収縮ひび割れ抵抗性を向上させることが可能となる、コンクリートが得られる。

本発明のコンクリート組成物は、上記低炭素型３成分混合系結合材に加えて、石膏を含むものである。
石膏としては、無水石膏を用いることができるが、好ましくはブレーン比表面積５８００〜６８００ｃｍ^２／ｇ、強熱減量２質量％以下、ＣａＯ３８〜４５％、ＳＯ_３５０〜５８％の石膏を用いることが硬化後の早期強度発現性及び収縮ひび割れ抵抗性の点から、より望ましい。
石膏の配合量は、前記低炭素型３成分混合系結合材１００質量部に対して２〜８質量部、好ましくは４〜８質量部であることが、初期強度発現性及び収縮ひび割れ抵抗性の点から望ましい。

本発明のコンクリート組成物に、更に水、細骨材、粗骨材等を配合して、コンクリート体を製造する。
細骨材としては、川砂、山砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂等の公知の細骨材を使用できる。
さらに、粗骨材としては、砂利や砕石等の公知の任意の粗骨材を用いることができる。

その他、本発明のコンクリート組成物には、その他の混和剤、例えば減水剤、凝結遅延剤、硬化促進剤、消泡剤、乾燥収縮低減剤、防錆剤、防凍剤、着色剤などの混和材や、耐久性を向上させるための炭素繊維や鋼繊維などの補強材を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
減水剤としては、例えば、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等の液状または粉末状のいずれの公知の減水剤も使用できる。

本発明のコンクリート体は、上記低炭素型３成分混合系結合材、石膏、細骨材及び粗骨材、必要に応じて上記公知の減水剤等の混和剤や補強材等と水とを均一混合して製造することができるものである。

また、本発明のコンクリート組成物と水とを混練してコンクリートを製造するが、予め当該コンクリート組成物を調製してこれと水とを混合しても、全ての原材料を一度に混合しても均一に混練できる方法であれば特に限定されない。
混練水の量は、使用する材料の種類や配合により変化させることができるため、一義的に決定されるものではないが、通常、水／結合材で６５質量％以下であることが望ましい。好ましくは、低水／結合材になると、乾燥収縮の影響を受けにくく、自己収縮応力が過大となる場合もあることから、３０〜６５質量％であることが望ましい。
また、上記混練条件、混練機の種類などに限定はなく慣用の混練機を使用することが可能であるが、低水結合材比の配合も十分に攪拌できる混練機を用いる。

次いで、得られたコンクリート混練物を、例えば蒸気養生、水中養生等の養生をして、本発明のコンクリート体を得ることができる。

このようにして得られた、本発明のコンクリート体は、水／結合材が４０質量％の場合に、材齢7日後の圧縮強度（ＪＩＳＡ１１０８）が４５．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢２８日後の圧縮強度（ＪＩＳＡ１１０８）が６３．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢９１日後の圧縮強度（ＪＩＳＡ１１０８）が７２．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、乾燥収縮ひび割れ抵抗性試験におけるひび割れ発生材齢日が２５．０日以降であり、初期及び長期強度発現性に優れるとともに、乾燥収縮ひび割れ収縮抵抗性に優れるものである。
また、材齢7日の割裂引張強度（ＪＩＳＡ１１１３）は、３．５０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢２８日及び材齢９１日の割裂引張強度（ＪＩＳＡ１１１３）は、５．００Ｎ／ｍｍ^２以上となり、初期及び長期強度発現性に優れるものである。

本発明を以下の実施例、比較例および試験例により具体的に説明する。
（使用材料）
以下の表１に示す各材料を用いて、コンクリート調製した。
なお、表１中に、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュ、石膏、骨材および混和剤の品質及び物性も示す。
表１中、骨材の粗粒率は、骨材のふるい分け試験（ＪＩＳＡ１１０２）により、公称寸法が０．１５、０．３、０．６、１．２、２．５、５、１０、２０、４０および８０ｍｍの各ふるいに留まる累計残留百分率（％）の総和を求め、これを１００で除した値を示す。
また、実積率とは、ＪＩＳＡ０２０３「コンクリート用語」に規定されているように、容器に満たした骨材の絶対容積の、その容器の容積に対する百分率を示す。

（コンクリートの調製）
上記表１に示す各材料を用い、表２に示す配合割合で、各材料を混合して、コンクリート組成物を調製した。
なお、水／結合材（Ｗ／Ｂ：水に対する、早強ポルトランドセメント及び高炉スラグ及びフライアッシュの質量比）を４０質量％とし、得られる各コンクリートの目標スランプ値１２±２．５ｃｍ（ＪＩＳＡ１１０１）、空気量４．５±１．５容量％（ＪＩＳＡ１１２８）となるように各材料の配合量を決定した。
なお、石膏は結合材に含まれない。

表２に示すように、石膏の量を、得られるコンクリート単位体積あたり１５ｋｇ／ｍ^３（結合材に対して４質量％）、２２ｋｇ／ｍ^３（結合材に対して６質量％）、２９ｋｇ／ｍ^３（結合材に対して８質量％）、４４ｋｇ／ｍ^３（結合材に対して１２質量％）、５８ｋｇ／ｍ^３（結合材に対して１６質量％）と変化させて得られた各コンクリートと、該石膏を含有しないコンクリート組成物を調製した。

（試験例）
（試験例１）強度試験
上記各コンクリートを用いて、温度２０±２℃で打設後、１日静置して材齢１日で脱型し、その後温度２０±２℃で水中養生を行なって、材齢７日、２８日及び９１日の各コンクリート供試体を製造した。
各コンクリート供試体を用いて、強度試験である、圧縮強度（ＪＩＳＡ１１０８）及び割裂引張強度試験（ＪＩＳＡ１１１３）を実施した。
その結果を、図１（圧縮強度）、図２（割裂引張強度）及び表３に示す。

早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの低炭素型３成分混合系結合材と、石膏を配合したコンクリートの圧縮強度を図１及び表３に示す。当該石膏を配合したコンクリートの圧縮強度は、当該石膏を配合していないコンクリートと比較して、材齢７日及び材齢２８日では石膏を８質量％以下で含む場合において圧縮強度発現が同等もしくは増加し、材齢９１日では石膏を１２質量％以下において圧縮強度発現が増加していることがわかる。
当該コンクリートの割裂引張強度を図２及び表３に示す。当該石膏を配合したコンクリートの割裂引張強度は、当該石膏を配合していないコンクリートと比較して、材齢７日、材齢２８日及び材齢９１日では石膏を８質量％以下において割裂引張強度発現が増加していることがわかる。

（試験例２）乾燥収縮ひび割れ抵抗性試験
上記で調製した各コンクリート組成物を用いて、各コンクリート試験体を製造して、乾燥収縮ひび割れ抵抗性試験を実施した。
乾燥収縮ひび割れ抵抗性試験は、図５に示す装置を用いて実施した。乾燥収縮ひび割れ抵抗性試験は、当該各コンクリートを、中央３００ｍｍの区間がφ３２ｍｍの鋼材で、該鋼材の中央３００ｍｍの区間以外の両側がネジ切り加工した鋼材によって拘束して行った。

具体的には、該鋼材の中央３００ｍｍの区間に、該鋼材の長手方向の２箇所にひずみゲージを設置し、そのひずみゲージがコンクリート試験体の上下面になるように位置を固定した後に、中央３００ｍｍの区間の周囲にテフロン（登録商標）シートを巻きつけてコンクリートが付着することを防止した。前記鋼材の周囲に、上記「コンクリートの調製」で製造した各コンクリートを温度２０±２℃で打設した。
その後材齢７日まで封緘養生を行い、脱型して、前記各コンクリート試験体をアルミニウム製のテープにて、該試験体の側面を２面、具体的には上下面及び端面以外の側面（１００×１００ｍｍの面）覆い、１００×１００×１１００ｍｍの各コンクリート試験体を得た。

その後、温度２０±２℃、相対湿度６０±５％の環境下で静置し、各コンクリート試験体にひび割れが発生するまで、各コンクリート試験体の上記設置貼付したひずみゲージによって、鋼材のひずみを測定した。測定した鋼材のひずみは、以下の式（１）を用いて、前記各コンクリートの収縮拘束応力を算定した。
但し、式中、σ_cはコンクリートの収縮拘束応力（Ｎ／ｍｍ^２）、E_sは鋼材の弾性係数（Ｎ／ｍｍ^２）、ε_sは鋼材のひずみ、A_sは鋼材の中央部断面積（ｍｍ^２）、A_cはコンクリートの純断面積（ｍｍ^２）を示す。

ひび割れ抵抗性試験に用いたコンクリート試験体の、ひび割れが発生した材齢日（ひび割れ発生日数）、鋼材拘束ひずみ（×１０^−６）及びコンクリート供試体の収縮拘束応力（Ｎ／ｍｍ^２）等のひび割れ抵抗性試験結果を表４に示す。
なお、表４のひび割れ抵抗性試験結果は、各２つの試験体の平均値で表示した。

表４より、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの低炭素型３成分混合系結合材に石膏を配合したコンクリート組成物は、当該石膏を配合していない低炭素型３成分混合系結合材のコンクリートと比較して、ひび割れ発生日数が増加することが確認できる。また、結合材に対する石膏の質量割合が多いほど、ひび割れ発生日数が増加し、乾燥収縮ひび割れ抵抗性は増加することが明らかとなる。

これらの結果より、図３及び図４に、それぞれ圧縮強度とひび割れ発生日数および割裂引張強度とひび割れ発生日数の関係を示す。
図３及び図４より、ひび割れ発生日数は結合材に対する石膏の配合質量割合が大きくなるに伴って増加することが確認できる。一方、圧縮強度及び割裂引張強度は結合材に対する石膏の配合質量割合が４〜８質量％までであれば、全ての材齢において、石膏を添加していない配合と同等以上強度を示す。また、結合材に対する石膏の配合質量割合が８質量％よりも大きくなると、全ての材齢において、石膏を添加していない配合よりも強度の低下が生じることが確認できる。この傾向は、割裂引張強度において、より顕著である。

乾燥収縮ひび割れ抵抗性試験のように、鋼材で拘束される鉄筋コンクリートに当該コンクリートを使用する場合には、石膏の配合量が増加しても、鋼材の拘束効果によってケミカルプレストレストや硬化体組織の緻密化などが図られるため、高い乾燥収縮ひび割れ抵抗性を確保できる。しかし、圧縮強度試験や割裂引張強度試験のように、無筋コンクリートや極めて少ない鋼材で拘束される鉄筋コンクリートに当該コンクリートを使用する場合には、結合材に対する石膏の配合質量割合が８質量％よりも大きくなると、過度な膨張が生じて硬化体組織が緩み、初期及び長期材齢によらず、強度低下が生じ、乾燥収縮ひび割れ抵抗性が低下する可能性が高い。
よって、コンクリートの初期及び長期材齢における強度発現性及び乾燥収縮ひび割れ抵抗性を備えるコンクリートは、早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュを混合した低炭素型３成分系結合材に対して石膏を４〜８質量％の配合量で配合した本発明のコンクリート組成物が有効であることがわかる。

本発明によれば、ＣＯ_２の排出量を削減することができるとともに、初期及び長期強度発現性並びに高い乾燥収縮ひび割れ抵抗性が要求される建築、土木構造物に有効に適用することが可能となる。

Claims

早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの３成分からなる低炭素型３成分混合系結合材と、石膏とを含み、低炭素型３成分混合系結合材は、早強ポルトランドセメント６０±５質量％、高炉スラグ２０±５質量％、フライアッシュ２０±５質量％からなり、石膏は低炭素型３成分混合系結合材に対して４〜８質量％の配合割合で含有されることを特徴とする、コンクリート組成物。
請求項１記載のコンクリート組成物において、早強ポルトランドセメントのＣ_３Ｓ量は６０〜６８質量％であることを特徴とする、コンクリート組成物。
早強ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュの３成分からなる低炭素型３成分混合系結合材と、石膏とを含み、低炭素型３成分混合系結合材は、早強ポルトランドセメント６０±５質量％、高炉スラグ２０±５質量％、フライアッシュ２０±５質量％からなり、石膏は低炭素型３成分混合系結合材に対して４〜８質量％の配合割合で含有される請求項１又は２記載のコンクリート組成物を用い、水／結合材４０質量％の場合に、材齢７日後の圧縮強度が４５．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢２８日後の圧縮強度が６３．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、材齢９１日後の圧縮強度が７２．０Ｎ／ｍｍ^２以上で、ひび割れ発生材齢日が２５．０日以降であることを特徴とする、コンクリート体。