JP4319312B2 - Concrete pavement - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速道路や幹線道路などの自動車交通を主とした道路や空港等に使用されるコンクリート舗装に関し、特に、耐摩耗性などの耐久性に優れて寿命が極めて長いコンクリート舗装に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート舗装は高速道路から、生活道路まで、また道路以外では空港、港湾、工場敷地などの重荷重用の舗装からガレージ、通路などの軽荷重用の舗装まで、広い範囲で用いられている。
高速道路や幹線道路などの自動車交通を主とした道路にコンクリート舗装を用いた場合、アスファルト舗装に較べて、路面にわだち掘れが生じにくい、路面が明るいので夜間に長距離を運転するような場合でも運転者の疲労が少ない、などの利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリート舗装の耐久性は、該舗装内の温度差により発生する応力と通行車両の輪荷重により発生する応力の合計による応力での疲労耐力で評価・設計されている。従来のコンクリート舗装では、大凡200万回で疲労耐力の低減が起こり、やがてひび割れなどが発生して寿命が来るといわれている。ひび割れなどが発生して寿命が来た場合は、新たにコンクリート舗装を構築する必要があるが、この場合、旧コンクリート舗装を除去する必要があり、非常に手間がかかっていた。また、この際生じる旧コンクリート舗装の処分方法も問題であった。
そのため、寿命の極めて長いコンクリート舗装が望まれていた。
【０００４】
また、コンクリート舗装はアスファルト舗装に較べて耐摩耗性に優れるものではあるが、それでもタイヤによる擦り減り作用を受けて徐々に摩耗していく。この場合、許容擦り減り量に達した段階で、アスファルトなどによるオーバーレイで補修を行う必要があり、非常に手間がかかっていた。
そのため、より耐摩耗性に優れるコンクリート舗装が望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明においては、従来のコンクリート舗装に較べて、耐摩耗性などの耐久性に優れて寿命が極めて長いコンクリート舗装を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の材料を組み合わせた配合物の硬化体を舗装として用いることで、上記目的を達成することができるとの知見を得、本発明に到達した。
【０００７】
即ち、本発明は、セメント100重量部に対し、ポゾラン質微粉末5〜50重量部、粒径2mm以下の細骨材80〜180重量部、減水剤（固形分換算）0.5〜4.0重量部、及び水15〜25重量部を含む配合物の硬化体であって、上記ポゾラン質微粉末がシリカフューム又はシリカダストであり、曲げ強度が10〜50MPaであるコンクリート舗装（請求項１）であり、さらに、配合物に、金属繊維及び／又は有機質繊維（請求項２）、平均粒径3〜20μｍの石英粉（請求項３）、平均粒度1mm以下のウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレークから選ばれる１種以上の粒子（請求項４）、粗骨材（請求項５）を含むことが好ましいコンクリート舗装である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径2mm以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物の硬化体からなるコンクリート舗装である。
セメントの種類は限定するものではなく、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントを使用することができる。
【０００９】
ポゾラン質微粉末としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
一般に、シリカフュームやシリカダストでは、その平均粒径は、1.0μｍ以下であり、粉砕等をする必要がないので本発明のポゾラン質微粉末として好適である。
ポゾラン質微粉末の配合量は、コンクリート舗装の強度と耐摩耗性などの耐久性から、セメント100重量部に対して5〜50重量部が好ましい。ポゾラン質微粉末が少ないと耐摩耗性などの耐久性が低下する。ポゾラン質微粉末の添加量が多くなると単位水量が増大するので耐摩耗性などの耐久性が低下する。
【００１０】
本発明においては粒径2mm以下の細骨材が用いられる。ここで、本発明における細骨材の粒径とは、85％重量累積粒径である。細骨材の粒径が2mmを超えると、コンクリート舗装の強度や耐摩耗性などの耐久性が低下する。
なお、本発明においては、最大粒径が2mm以下の細骨材を用いることが好ましく、最大粒径が1.5mm以下の細骨材を用いることがより好ましい。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂及びこれらの混合物を使用することができる。
細骨材の配合量は、コンクリート舗装の強度と耐摩耗性などの耐久性から、セメント100重量部に対して50〜250重量部が好ましく、80〜180重量部がより好ましい。
【００１１】
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減水剤、ＡＥ減水剤、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。これらのうち、減水効果の大きな高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
減水剤の配合量は、コンクリート舗装の強度と耐摩耗性などの耐久性から、セメント100重量部に対して、固形分換算で0.5〜4.0重量部が好ましい。
なお、減水剤は、液状又は粉末状どちらでも使用可能である。
【００１２】
水量は、セメント100重量部に対して10〜30重量部が好ましく、より好ましくは15〜25重量部である。セメント100重量部に対して、水量が10重量部未満では、混練が困難となる。セメント100重量部に対して、水量が30重量部を超えると強度や耐摩耗性などの耐久性が低下する。
【００１３】
本発明においては、コンクリート舗装の曲げ強度を大幅に高める観点から、前記配合物に金属繊維及び／又は有機質繊維を含ませることが好ましい。
金属繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられるが、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維は、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。径が0.01mm未満では繊維自身の強度が不足し、張力を受けた際に切れやすくなる。径が1.0mmを超えると、同一配合量での本数が少なくなり、曲げ強度を向上させる効果が低下する。長さが30mmを超えると、混練の際ファイバーボールが生じやすくなる。長さが2mm未満では曲げ強度を向上させる効果が低下する。
金属繊維の配合量は、コンクリート舗装中の体積の4％未満が好ましく、より好ましくは3％未満である。金属繊維の含有量が多くなると混練時の作業性等を確保するために単位水量も増大するので、金属繊維の配合量は前記の量が好ましい。
【００１４】
有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維等が挙げられる。有機質繊維は、径0.005〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。
有機質繊維の配合量は、コンクリート舗装中の体積の10％未満が好ましく、8％未満がより好ましい。
なお、本発明においては、金属繊維と有機質繊維を併用することは差し支えない。
【００１５】
本発明においては、コンクリート舗装の充填密度を高め、耐摩耗性などの耐久性を向上させる観点から、配合物に、平均粒径3〜20μｍ、より好ましくは平均粒径4〜10μｍの石英粉末を含ませることが好ましい。
石英粉末としては、石英や非晶質石英、オパール質やクリストバライト質のシリカ含有粉末等が挙げられる。
石英粉末の配合量は、コンクリート舗装の強度と耐摩耗性などの耐久性から、セメント100重量部に対して50重量部以下が好ましく、20〜35重量部がより好ましい。
【００１６】
本発明においては、コンクリート舗装の靱性を高める観点から、配合物に、平均粒度が1mm以下のウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレークから選ばれる１種以上の粒子を含ませることが好ましい。ここで、粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ（特に、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライトではその長さ）である。これらの粒子の配合量は、コンクリート舗装の強度と耐摩耗性などの耐久性、さらには靱性等から、セメント100重量部に対して35重量部以下が好ましく、10〜25重量部がより好ましい。なお、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライトにおいては、コンクリート舗装の靱性を高める観点から、長さ／直径の比で表される針状度が3以上のものを用いるのが好ましい。
【００１７】
本発明においては、前記配合物に、粗骨材を含ませてもかまわない。粗骨材としては、粒径範囲が2.5〜40mmの砂利、砕石、及びこれらの混合物等が挙げられる。
前記の配合物（粗骨材を含まない配合物）の硬化体と粗骨材とでは、耐摩耗性などの性状はほぼ同等であるので、コンクリート舗装のコストの点からは、配合物に、粗骨材を含ませることが好ましい。
粗骨材の配合量は、混練時の作業性やコンクリート舗装の強度等から、配合物中の60vol％以下が好ましく、50vol％以下がより好ましい。
【００１８】
本発明において、配合物の混練方法は、特に限定するものではなく、例えば、
▲１▼粗骨材を使用しない場合、
1)水、減水剤以外の材料を予め混合しておき（プレミックス）、該プレミックス、水、減水剤をミキサに投入し、混練する。
2)水以外の材料を予め混合しておき（プレミックス、ただし減水剤は粉末タイプのものを使用する）、該プレミックス、水をミキサに投入し、混練する。
3)各材料を、それぞれ個別にミキサに投入し、混練する。
▲２▼粗骨材を使用する場合、
1)水、減水剤、粗骨材以外の材料を予め混合しておき（プレミックス）、該プレミックス、水、減水剤、粗骨材をミキサに投入し、混練する。
2)水、粗骨材以外の材料を予め混合しておき（プレミックス、ただし減水剤は粉末タイプのものを使用する）、該プレミックス、水、粗骨材をミキサに投入し、混練する。
3)各材料を、それぞれ個別にミキサに投入し、混練する。
等の方法が挙げられる。
【００１９】
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が用いられる。
【００２０】
本発明において、コンクリート舗装の構築方法は、特に限定するものではなく、
▲１▼前記配合物をコンクリート工場から施工現場まで運搬し、打設し、締固めて施工現場に敷設しても良いし（現場打ち）、
▲２▼コンクリート製品工場において、前記配合物からコンクリート舗装版を製造し、該コンクリート舗装版を施工現場に設置しても良い。
【００２１】
前記▲１▼の現場打ちにおいては、コンクリート工場から施工現場までの配合物の運搬は、ダンプトラック、アジテータトラックのいずれを用いて行っても良い。また、配合物の敷設には、タンピングランマー、プレートコンパクター、バイブロコンパクター、フイニッシャー等を用いて、該配合物を締固めて施工現場に敷設する。
敷設後、コンクリート舗装表面を養生シートで覆い、養生すれば、本発明のコンクリート舗装が得られる。
【００２２】
▲２▼のコンクリート舗装版の製造においては、所定の型枠に配合物を投入し、必要に応じて振動成形を行えば良い。養生条件も特に限定するものではなく、蒸気養生等を行えば良い。
【００２３】
本発明のコンクリート舗装は、曲げ強度が10〜50MPaと極めて高いものである。 従来の舗装用途においては、載荷重は最大でも5MPa以下であるので、本発明のコンクリート舗装を従来の舗装用途に適用した場合、疲労による耐久性の低下は問題にはならない。
また、本発明のコンクリート舗装は、耐摩耗性にも極めて優れるものである。
【００２４】
【実施例】
以下、実施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 ；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）普通ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）
２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径0.7μｍ）
３）細骨材 ；珪砂４号と珪砂５号の２：１（重量比）混合品
４）金属繊維 ；鋼繊維（直径：0.2mm、長さ：15mm）
５）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤
６）水 ；水道水
７）石英粉（平均粒径7μｍ）
８）繊維状粒子 ；ウォラストナイト（平均長さ0.3mm、長さ／直径の比4）９）粗骨材 ；砕石1505
【００２５】
実施例１
低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム32.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重量部（セメントに対する固形分）、水22重量部を二軸練りミキサに投入し、混練した。該配合物を、100×60×15cmの型枠にプレートコンパクター（MVC-110H；三笠（株）製）で敷設した。敷設後、養生シートでコンクリート舗装表面を覆い、28日間養生して、100×60×15cmのコンクリート舗装版を作製した。該舗装版を切断して、10×10×40cmの供試体を３本作製し、「JIS A 1106（コンクリートの曲げ強度試験方法）」に準じて、曲げ強度を測定した。その結果、曲げ強度は25ＭＰａであった。
また、別途、舗装試験法覧の３−７−２のラベリング試験方法のスパイクラベリング試験機を用いた方法に記載されている寸法の供試体を作製（供試体の養生は、成形体をシートで覆い、28日間養生した）し、該スパイクラベリング試験機を用いた方法により、耐摩耗性を評価した。その結果、擦り減りは認められなかった。
【００２６】
実施例２
低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム32.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、鋼繊維(配合物中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練した。該配合物を、100×60×15cmの型枠にプレートコンパクター（MVC-110H；三笠（株）製）で敷設した。敷設後、養生シートでコンクリート舗装表面を覆い、28日間養生して、100×60×15cmのコンクリート舗装版を作製した。該舗装版を切断して、10×10×40cmの供試体を３本作製し、「JIS A 1106（コンクリートの曲げ強度試験方法）」に準じて、曲げ強度を測定した。その結果、曲げ強度は47ＭＰａであった。
また、別途、実施例１と同様にして耐摩耗性を評価した。その結果、擦り減りは認められなかった。
【００２７】
実施例３
低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム32.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、石英粉30重量部、ウォラストナイト24重量部、鋼繊維(配合物中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練した。該配合物を、100×60×15cmの型枠にプレートコンパクター（MVC-110H；三笠（株）製）で敷設した。敷設後、養生シートでコンクリート舗装表面を覆い、28日間養生して、100×60×15cmのコンクリート舗装版を作製した。該舗装版を切断して、10×10×40cmの供試体を３本作製し、「JIS A 1106（コンクリートの曲げ強度試験方法）」に準じて、曲げ強度を測定した。その結果、曲げ強度は47ＭＰａであった。
また、別途、実施例１と同様にして耐摩耗性を評価した。その結果、擦り減りは認められなかった。
【００２８】
実施例４
実施例３で使用した配合物と粗骨材の容積比が7:3となるように、各材料を二軸練りミキサに投入し、混練した。該配合物を、100×60×15cmの型枠にプレートコンパクター（MVC-110H；三笠（株）製）で敷設した。敷設後、養生シートでコンクリート舗装表面を覆い、28日間養生して、100×60×15cmのコンクリート舗装版を作製した。該舗装版を切断して、10×10×40cmの供試体を３本作製し、「JIS A 1106（コンクリートの曲げ強度試験方法）」に準じて、曲げ強度を測定した。その結果、曲げ強度は13ＭＰａであった。
また、別途、実施例１と同様にして耐摩耗性を評価した。その結果、擦り減りは認められなかった。
【００２９】
実施例５
低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム32.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、石英粉30重量部、ウォラストナイト24重量部、鋼繊維(配合物中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練した。該配合物を、100×60×15cmの型枠にプレートコンパクター（MVC-110H；三笠（株）製）で敷設した。敷設後、20℃で48時間前置きし、90℃で48時間蒸気養生して、100×60×15cmのコンクリート舗装版を作製した。該舗装版を切断して、10×10×40cmの供試体を３本作製し、「JIS A 1106（コンクリートの曲げ強度試験方法）」に準じて、曲げ強度を測定した。その結果、曲げ強度は48ＭＰａであった。
また、別途、舗装試験法覧の３−７−２のラベリング試験方法のスパイクラベリング試験機を用いた方法に記載されている寸法の供試体を作製（供試体の養生は、成形後、20℃で48時間前置きし、90℃で48時間蒸気養生した）し、該スパイクラベリング試験機を用いた方法により、耐摩耗性を評価した。その結果、擦り減りは認められなかった。
【００３０】
比較例１
従来より用いられている舗装用コンクリートの配合物（単位セメント（普通ポルトランドセメント使用）量320kg/m3、単位水量160kg/m3、細骨材率45％の条件）を二軸練りミキサで調製した。該配合物を、100×60×15cmの型枠にプレートコンパクター（MVC-110H；三笠（株）製）で敷設した。敷設後、養生シートでコンクリート舗装表面を覆い、28日間養生して、100×60×15cmのコンクリート舗装版を作製した。該舗装版を切断して、10×10×40cmの供試体を３本作製し、「JIS A 1106（コンクリートの曲げ強度試験方法）」に準じて、曲げ強度を測定した。その結果、曲げ強度は5.0ＭＰａであった。
また、別途、実施例１と同様にして耐摩耗性を評価した。その結果、平均摩耗深さは2mm程度であった。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンクリート舗装は、曲げ強度が10〜50MPaと極めて高いものであり、載荷重が最大でも5MPa以下である従来の舗装用途に、本発明のコンクリート舗装を適用した場合、疲労による耐久性の低下は問題にはならない。従って、本発明のコンクリート舗装は、極めて寿命が長いものである。
また、本発明のコンクリート舗装は、耐摩耗性に極めて優れるものであり、オーバーレイでの補修などの維持管理の手間も軽減できるものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a concrete pavement used for roads and airports mainly for automobile traffic such as highways and main roads, and particularly to a concrete pavement having excellent durability such as wear resistance and a very long life.
[0002]
[Prior art]
Concrete pavements are used in a wide range from highways to residential roads, and from heavy loads such as airports, harbors, and factory sites to light loads such as garages and passageways.
When concrete pavement is used for roads mainly for automobile traffic such as expressways and main roads, compared to asphalt pavement, rutting is less likely to occur on the road surface, and the road surface is bright, so driving at long distances at night However, there are advantages such as less driver fatigue.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The durability of the concrete pavement is evaluated and designed based on the fatigue resistance of the stress generated by the sum of the stress generated by the temperature difference in the pavement and the stress generated by the wheel load of the passing vehicle. In conventional concrete pavement, it is said that the fatigue strength will decrease after approximately 2 million times, and cracks will eventually occur, resulting in a long life. When cracks occur and the lifespan comes, it is necessary to construct a new concrete pavement. In this case, it is necessary to remove the old concrete pavement, which is very troublesome. Moreover, the disposal method of the old concrete pavement which arises in this case was also a problem.
Therefore, a concrete pavement with an extremely long life has been desired.
[0004]
In addition, concrete pavement is superior in wear resistance compared to asphalt pavement, but it still wears gradually due to the scuffing action of the tire. In this case, it was necessary to perform repair by overlaying with asphalt or the like when the allowable wear amount was reached, which was very laborious.
For this reason, a concrete pavement with higher wear resistance has been desired.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a concrete pavement that is excellent in durability such as wear resistance and has a very long life compared to a conventional concrete pavement.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnest research to achieve the above object, the present inventor obtained knowledge that the above object can be achieved by using a cured product of a combination of specific materials as pavement. The invention has been reached.
[0007]
That is, the present invention is based on 100 parts by weight of cement, 5 to 50 parts by weight of pozzolanic fine powder, 80 to 180 parts by weight of fine aggregate having a particle size of 2 mm or less, water reducing agent (in terms of solid content) 0.5 to 4.0 parts by weight, And a hardened body of a composition comprising 15 to 25 parts by weight of water, wherein the pozzolanic fine powder is silica fume or silica dust, and is a concrete pavement having a bending strength of 10 to 50 MPa (Claim 1), The compound contains metal fibers and / or organic fibers (Claim 2), quartz powder with an average particle size of 3 to 20 μm (Claim 3), wollastonite with an average particle size of 1 mm or less, bauxite, mullite, mica flakes, talc The concrete pavement preferably contains at least one kind of particles selected from flakes, vermiculite flakes, and alumina flakes (Claim 4) and coarse aggregate (Claim 5).
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is a concrete pave composed of a hardened body of a blend containing at least cement, fine pozzolanic powder, fine aggregate having a particle diameter of 2 mm or less, a water reducing agent, and water.
The type of cement is not limited, and various portland cements such as ordinary portland cement, early-strength portland cement, medium heat portland cement, low heat portland cement, and mixed cements such as blast furnace cement and fly ash cement can be used.
[0009]
Examples of the pozzolanic fine powder include silica fume, silica dust, fly ash, slag, volcanic ash, silica sol, and precipitated silica.
In general, silica fume and silica dust have an average particle size of 1.0 μm or less, and are not necessary to be pulverized or the like, and thus are suitable as the pozzolanic fine powder of the present invention.
The blending amount of the pozzolanic fine powder is preferably 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement in view of durability of concrete pavement and wear resistance. When there is little pozzolanic fine powder, durability, such as abrasion resistance, will fall. When the addition amount of the pozzolanic fine powder is increased, the unit water amount is increased, so that durability such as wear resistance is lowered.
[0010]
In the present invention, a fine aggregate having a particle size of 2 mm or less is used. Here, the particle size of the fine aggregate in the present invention is an 85% weight cumulative particle size. If the fine aggregate particle size exceeds 2 mm, the durability and durability of concrete pavement will decrease.
In the present invention, a fine aggregate having a maximum particle size of 2 mm or less is preferably used, and a fine aggregate having a maximum particle size of 1.5 mm or less is more preferably used.
As fine aggregates, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, quartz sand and mixtures thereof can be used.
The blending amount of the fine aggregate is preferably 50 to 250 parts by weight, more preferably 80 to 180 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, from the durability of concrete pavement and durability.
[0011]
As the water reducing agent, a lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, melamine-based, or polycarboxylic acid-based water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, or a high-performance AE water reducing agent can be used. Among these, it is preferable to use a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent having a large water reducing effect.
The blending amount of the water reducing agent is preferably 0.5 to 4.0 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of cement from the durability of concrete pavement and durability.
The water reducing agent can be used in a liquid or powder form.
[0012]
The amount of water is preferably 10 to 30 parts by weight, more preferably 15 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of cement. When the amount of water is less than 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, kneading becomes difficult. When the amount of water exceeds 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, durability such as strength and wear resistance is lowered.
[0013]
In the present invention, from the viewpoint of greatly increasing the bending strength of concrete pavement, it is preferable to include metal fibers and / or organic fibers in the blend.
Examples of the metal fibers include steel fibers and amorphous fibers, among which steel fibers are excellent in strength and are preferable from the viewpoint of cost and availability. The metal fiber preferably has a diameter of 0.01 to 1.0 mm and a length of 2 to 30 mm. If the diameter is less than 0.01 mm, the strength of the fiber itself is insufficient, and it is easy to break when subjected to tension. When the diameter exceeds 1.0 mm, the number of the same compounding amount decreases, and the effect of improving the bending strength decreases. If the length exceeds 30 mm, fiber balls are likely to occur during kneading. If the length is less than 2 mm, the effect of improving the bending strength decreases.
The blending amount of the metal fiber is preferably less than 4% of the volume in the concrete pavement, more preferably less than 3%. When the content of the metal fiber is increased, the unit water amount is also increased in order to ensure workability at the time of kneading. Therefore, the amount of the metal fiber is preferably the above amount.
[0014]
Examples of the organic fiber include vinylon fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, aramid fiber, and carbon fiber. The organic fiber preferably has a diameter of 0.005 to 1.0 mm and a length of 2 to 30 mm.
The compounding amount of the organic fiber is preferably less than 10% of the volume in the concrete pavement, and more preferably less than 8%.
In the present invention, it is possible to use metal fibers and organic fibers in combination.
[0015]
In the present invention, from the viewpoint of increasing the packing density of concrete pavement and improving the durability such as wear resistance, quartz powder having an average particle diameter of 3 to 20 μm, more preferably an average particle diameter of 4 to 10 μm, is added to the composition. It is preferable to include.
Examples of the quartz powder include quartz, amorphous quartz, opal and cristobalite silica-containing powders, and the like.
The blending amount of the quartz powder is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 20 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, from the durability of concrete pavement and durability such as wear resistance.
[0016]
In the present invention, from the viewpoint of enhancing the toughness of concrete pavement, the composition contains at least one selected from wollastonite, bauxite, mullite, mica flakes, talc flakes, vermiculite flakes, and alumina flakes having an average particle size of 1 mm or less . It is preferable to include particles . Here, the particle size of the particle is the size of the maximum dimension (particularly, the length of wollastonite, bauxite, and mullite ). The blending amount of these particles is preferably 35 parts by weight or less, more preferably 10 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, in view of durability of concrete pavement, durability such as wear resistance, and toughness. For wollastonite, bauxite, and mullite, it is preferable to use those having a needle-like degree represented by a length / diameter ratio of 3 or more from the viewpoint of enhancing the toughness of concrete pavement.
[0017]
In the present invention, a coarse aggregate may be included in the blend. Examples of the coarse aggregate include gravel having a particle size range of 2.5 to 40 mm, crushed stone, and a mixture thereof.
In the cured product and the coarse aggregate of the above-mentioned composition (composition not containing coarse aggregate), properties such as wear resistance are almost the same, so in terms of the cost of concrete pavement, It is preferable to include coarse aggregate.
The blending amount of the coarse aggregate is preferably 60 vol% or less, more preferably 50 vol% or less in the blend, from the workability at the time of kneading and the strength of concrete pavement.
[0018]
In the present invention, the kneading method of the formulation is not particularly limited, for example,
(1) When coarse aggregate is not used,
1) Materials other than water and water reducing agent are mixed in advance (premix), and the premix, water and water reducing agent are put into a mixer and kneaded.
2) Materials other than water are mixed in advance (premix, except that the water reducing agent is a powder type), and the premix and water are put into a mixer and kneaded.
3) Put each material individually into a mixer and knead.
(2) When using coarse aggregate,
1) Materials other than water, water reducing agent and coarse aggregate are mixed in advance (premix), and the premix, water, water reducing agent and coarse aggregate are put into a mixer and kneaded.
2) Materials other than water and coarse aggregate are mixed in advance (premix, but water-reducing agent is powder type), and the premix, water and coarse aggregate are put into a mixer and kneaded. .
3) Put each material individually into a mixer and knead.
And the like.
[0019]
The mixer used for kneading may be of any type used for ordinary concrete kneading. For example, a rocking mixer, a pan type mixer, a biaxial kneading mixer, or the like is used.
[0020]
In the present invention, the concrete pavement construction method is not particularly limited,
(1) The above compound may be transported from a concrete factory to a construction site, placed, compacted and laid on the construction site (on-site placement)
{Circle around (2)} In a concrete product factory, a concrete pavement plate may be produced from the above-mentioned composition, and the concrete pavement plate may be installed at a construction site.
[0021]
In the on-site driving of (1), the transportation of the compound from the concrete factory to the construction site may be performed using either a dump truck or an agitator truck. In addition, the compound is laid on the construction site by compacting the compound using a tamping rammer, plate compactor, vibro compactor, finisher, or the like.
After laying, if the concrete pavement surface is covered with a curing sheet and cured, the concrete pavement of the present invention can be obtained.
[0022]
In the production of the concrete pavement plate of (2), the composition may be put into a predetermined mold and vibration-molded as necessary. Curing conditions are not particularly limited, and steam curing or the like may be performed.
[0023]
The concrete pavement of the present invention has an extremely high bending strength of 10 to 50 MPa. In the conventional pavement application, the loading load is 5 MPa or less at the maximum. Therefore, when the concrete pavement of the present invention is applied to the conventional pavement application, deterioration of durability due to fatigue is not a problem.
Moreover, the concrete pavement of the present invention is extremely excellent in wear resistance.
[0024]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
1. Materials used The following materials were used.
1) Cement: Low heat Portland cement (Pacific Cement Co., Ltd.) Ordinary Portland cement (Pacific Cement Co., Ltd.)
2) Pozzolanic fine powder; silica fume (average particle size 0.7 μm)
3) Fine aggregate: Silica sand No. 4 and silica sand No. 5 2: 1 (weight ratio) mixture 4) Metal fiber: Steel fiber (diameter: 0.2mm, length: 15mm)
5) High-performance AE water reducing agent; polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent 6) Water; tap water 7) Quartz powder (average particle size 7 μm)
8) Fibrous particles: Wollastonite (average length 0.3mm, length / diameter ratio 4) 9) Coarse aggregate; Crushed stone 1505
[0025]
Example 1
100 parts by weight of low heat Portland cement, 32.5 parts by weight of silica fume, 120 parts by weight of fine aggregate, 1.0 part by weight of high-performance AE water reducing agent (solid content with respect to cement), and 22 parts by weight of water were charged into a biaxial kneader and kneaded. The blend was laid on a 100 × 60 × 15 cm mold with a plate compactor (MVC-110H; manufactured by Mikasa Corporation). After laying, the concrete pavement surface was covered with a curing sheet and cured for 28 days to produce a 100 × 60 × 15 cm concrete pavement plate. The pavement plate was cut to prepare three 10 × 10 × 40 cm specimens, and the bending strength was measured according to “JIS A 1106 (Concrete bending strength test method)”. As a result, the bending strength was 25 MPa.
Separately, a specimen having the dimensions described in the method using the spike labeling test machine in the labeling test method 3-7-2 in the pavement test manual is prepared. It was covered and cured for 28 days), and the wear resistance was evaluated by a method using the spike labeling tester. As a result, no abrasion was observed.
[0026]
Example 2
Low heat Portland cement 100 parts by weight, silica fume 32.5 parts by weight, fine aggregate 120 parts by weight, high performance AE water reducing agent 1.0 part by weight (solid content with respect to cement), water 22 parts by weight, steel fiber (2% of the volume in the formulation) ) Was put into a biaxial mixer and kneaded. The blend was laid on a 100 × 60 × 15 cm mold with a plate compactor (MVC-110H; manufactured by Mikasa Corporation). After laying, the concrete pavement surface was covered with a curing sheet and cured for 28 days to produce a 100 × 60 × 15 cm concrete pavement plate. The pavement plate was cut to prepare three 10 × 10 × 40 cm specimens, and the bending strength was measured according to “JIS A 1106 (Concrete bending strength test method)”. As a result, the bending strength was 47 MPa.
Separately, the abrasion resistance was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, no abrasion was observed.
[0027]
Example 3
Low heat Portland cement 100 parts by weight, silica fume 32.5 parts by weight, fine aggregate 120 parts by weight, high performance AE water reducing agent 1.0 part by weight (solid content to cement), water 22 parts by weight, quartz powder 30 parts by weight, wollastonite 24 parts by weight Part, steel fiber (2% of the volume in the blend) was charged into a biaxial mixer and kneaded. The blend was laid on a 100 × 60 × 15 cm mold with a plate compactor (MVC-110H; manufactured by Mikasa Corporation). After laying, the concrete pavement surface was covered with a curing sheet and cured for 28 days to produce a 100 × 60 × 15 cm concrete pavement plate. The pavement plate was cut to prepare three 10 × 10 × 40 cm specimens, and the bending strength was measured according to “JIS A 1106 (Concrete bending strength test method)”. As a result, the bending strength was 47 MPa.
Separately, the abrasion resistance was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, no abrasion was observed.
[0028]
Example 4
Each material was put into a biaxial kneader and kneaded so that the volume ratio of the blend used in Example 3 and the coarse aggregate was 7: 3. The blend was laid on a 100 × 60 × 15 cm mold with a plate compactor (MVC-110H; manufactured by Mikasa Corporation). After laying, the concrete pavement surface was covered with a curing sheet and cured for 28 days to produce a 100 × 60 × 15 cm concrete pavement plate. The pavement plate was cut to prepare three 10 × 10 × 40 cm specimens, and the bending strength was measured according to “JIS A 1106 (Concrete bending strength test method)”. As a result, the bending strength was 13 MPa.
Separately, the abrasion resistance was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, no abrasion was observed.
[0029]
Example 5
Low heat Portland cement 100 parts by weight, silica fume 32.5 parts by weight, fine aggregate 120 parts by weight, high performance AE water reducing agent 1.0 part by weight (solid content to cement), water 22 parts by weight, quartz powder 30 parts by weight, wollastonite 24 parts by weight Part, steel fiber (2% of the volume in the blend) was charged into a biaxial mixer and kneaded. The blend was laid on a 100 × 60 × 15 cm mold with a plate compactor (MVC-110H; manufactured by Mikasa Corporation). After laying, it was placed at 20 ° C. for 48 hours in advance and steam-cured at 90 ° C. for 48 hours to prepare a concrete paving plate of 100 × 60 × 15 cm. The pavement plate was cut to prepare three 10 × 10 × 40 cm specimens, and the bending strength was measured according to “JIS A 1106 (Concrete bending strength test method)”. As a result, the bending strength was 48 MPa.
Separately, a specimen having the dimensions described in the method using the spike labeling tester in the labeling test method of 3-7-2 in the pavement test manual was prepared (the specimen was cured at 20 ° C. after molding). For 48 hours and steam curing at 90 ° C. for 48 hours), and the wear resistance was evaluated by a method using the spike labeling tester. As a result, no abrasion was observed.
[0030]
Comparative Example 1
Conventionally used pavement concrete blend (unit cement (usual Portland cement used) amount 320kg / m 3 , unit water amount 160kg / m 3 , condition of fine aggregate rate 45%) prepared with biaxial kneader did. The blend was laid on a 100 × 60 × 15 cm mold with a plate compactor (MVC-110H; manufactured by Mikasa Corporation). After laying, the concrete pavement surface was covered with a curing sheet and cured for 28 days to produce a 100 × 60 × 15 cm concrete pavement plate. The pavement plate was cut to prepare three 10 × 10 × 40 cm specimens, and the bending strength was measured according to “JIS A 1106 (Concrete bending strength test method)”. As a result, the bending strength was 5.0 MPa.
Separately, the abrasion resistance was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average wear depth was about 2 mm.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the concrete pavement of the present invention has an extremely high bending strength of 10 to 50 MPa, and the concrete pavement of the present invention is applied to conventional pavement applications where the loading load is at most 5 MPa or less. Durability deterioration due to fatigue is not a problem. Therefore, the concrete pavement of the present invention has a very long life.
Moreover, the concrete pavement of the present invention is extremely excellent in wear resistance, and can reduce the maintenance work such as repair by overlay.
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