JP4691381B2

JP4691381B2 - High strength concrete

Info

Publication number: JP4691381B2
Application number: JP2005103369A
Authority: JP
Inventors: 伸郎上原; 康範鈴木
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006282435A

Description

本発明は、高強度コンクリートに関し、特に、低熱ポルトランドセメントを使用した自己収縮の少ない、経済的な高強度コンクリートに関する。 The present invention relates to high-strength concrete, and more particularly to economical high-strength concrete with low self-shrinkage using low heat Portland cement.

コンクリート構造物は、大型化や高層化等されており、これにともなって、高強度コンクリートが多用されるようになっている。
高強度コンクリートは、一般に、水結合材比を小さくして配合設計されるため、結合材の単位量が多く、したがって自己収縮が大きくなってしまっている。
かかる自己収縮は、高強度コンクリートに使用されるセメントの種類により、自己収縮の傾向や収縮量が異なり、例えば、自己収縮量については、高炉セメント、早強ポルトランドセメント、普通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の順に小さくなり、低熱ポルトランドセメントを用いた場合が、他のセメントを用いた場合と比較して自己収縮が最も小さくなる。 Concrete structures have been increased in size and height, and accordingly, high-strength concrete has been frequently used.
High-strength concrete is generally designed with a reduced water binder ratio, so that the unit amount of the binder is large, and the self-shrinkage is large.
Such self-shrinkage differs in the tendency and shrinkage of self-shrinkage depending on the type of cement used for high-strength concrete. For example, the self-shrinkage amount includes blast furnace cement, early-strength Portland cement, ordinary Portland cement, moderately hot Portland cement. cement, no longer small in the order of low thermal portland cement, when using a low heat Portland cement, the smallest self-shrinkage as compared with the case of using other cements.

現在、設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ^２を超える高強度コンクリートよりもさらに高強度を目指したコンクリート組成物が開発され始めており、極めて高強度であるコンクリート（以下、「超高強度コンクリート」と称す）の場合は、水結合材比が０．２未満の極めて低い水結合材比を有するコンクリートとなっている。
したがって、セメントの種類として、自己収縮率が最も小さい低熱ポルトランドセメントを用いただけでは、十分な自己収縮低減効果を期待することは難しくなっている。 At present, concrete compositions aiming at higher strength than high-strength concrete whose design standard strength exceeds 60 N / mm ² have begun to be developed, and are extremely high-strength concrete (hereinafter referred to as “ultra-high-strength concrete”). In this case, the concrete has a very low water binder ratio with a water binder ratio of less than 0.2.
Therefore, it is difficult to expect a sufficient self-shrinkage reduction effect only by using a low heat Portland cement having the smallest self-shrinkage rate as the kind of cement.

上記問題点に鑑み、コンクリートに、１）膨張材の添加、２）収縮低減剤の添加、３）膨張材と収縮低減剤との併用添加を実施することにより、高強度コンクリートの自己収縮を低減する方法が検討されている。
例えば、特開２０００−１４３３１１号公報には、低熱ポルトランドセメント、膨張材、骨材、及び減水剤を含有したセメント組成物が開示されている。
しかし、このような膨張材の添加の場合には、膨張材を過剰に添加した場合に、遅れ膨張を引き起こす危険性があるため、多量に添加することが難しく、遅れ膨張を起こさない範囲内で最大限添加量を増加させても、十分な自己収縮の抑制効果または十分な収縮補償効果が期待することはできない。 In view of the above problems, the self-shrinkage of high-strength concrete is reduced by adding 1) expansion material, 2) addition of shrinkage reducing agent, 3) combined use of expansion material and shrinkage reducing agent to concrete. How to do is being studied.
For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-143311 discloses a cement composition containing a low heat Portland cement, an expansion material, an aggregate, and a water reducing agent.
However, in the case of such an expansion material addition, since there is a risk of causing delayed expansion when an excessive amount of expansion material is added, it is difficult to add a large amount, and within a range where no delayed expansion occurs. Even if the maximum addition amount is increased, a sufficient self-shrinkage suppressing effect or a sufficient shrinkage compensating effect cannot be expected.

また、収縮低減剤は本来乾燥収縮の低減を目的としてコンクリートに添加されるものであり、かかる収縮低減剤を添加する場合においては、通常の強度レベルのコンクリートについては、自己収縮を抑制する効果も有するとされているが、超高強度コンクリートについては、ほとんど自己収縮を低減する効果がなく、また、コンクリートの粘性増加、空気量の増加や強度低下などが懸念されるため、高強度コンクリートの自己収縮を低減する有効な手段とはいえない。 In addition, shrinkage reducing agents are originally added to concrete for the purpose of reducing dry shrinkage. When such shrinkage reducing agents are added, ordinary strength level concrete also has the effect of suppressing self-shrinkage. However, ultra-high-strength concrete has almost no effect on reducing self-shrinkage, and there are concerns about increase in concrete viscosity, increase in air volume, and decrease in strength. It is not an effective means of reducing shrinkage.

更に、膨張材と収縮低減剤との併用添加する場合として、特開２００１−３１４５７号公報に、低熱ポルトランドセメント、高性能減水剤または高性能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％以下の高強度コンクリートが開示されている。
かかる、膨張材と収縮低減剤とを併用することで単なる重ね合わせとは異なる相乗効果が発揮され、自己収縮を有効に抑制することが期待されるが、この場合も、水結合材比が少ない場合、特に０．２以下のような超高強度コンクリートにおいては、膨張材を上限範囲まで添加し、かつ収縮低減剤を多量添加しないと、有効な自己収縮低減効果が得られない。
したがって、遅れ膨張や強度低下、空気量の変動等に関する問題が生じる他、収縮低減剤の多量の使用は高価なものとなるため、不経済となる。 Furthermore, as a case where the expansion agent and the shrinkage reducing agent are used in combination, JP-A-2001-31457 contains low heat Portland cement, high performance water reducing agent or high performance AE water reducing agent, fine aggregate, coarse aggregate. Thus, a high-strength concrete having a water / cement ratio of 40% by weight or less is disclosed.
Such a combination of an expanding material and a shrinkage reducing agent is expected to produce a synergistic effect different from mere superposition and effectively suppress self-shrinkage, but in this case as well, the water binder ratio is small. In particular, in the case of ultra-high-strength concrete such as 0.2 or less, an effective self-shrinkage reduction effect cannot be obtained unless the expansion material is added to the upper limit range and a large amount of shrinkage reducing agent is not added.
Therefore, problems related to delayed expansion, strength reduction, fluctuations in the amount of air, and the like occur, and the use of a large amount of shrinkage reducing agent becomes expensive, which is uneconomical.

更に、上記以外の方法として、凝結遅延剤と水和熱抑制剤を併用する方法が開発されており、例えば、特開２００２−２４１１６７号公報には、低熱ポルトランドセメントを含む結合材と、加水分解性タンニン化合物と、グルコン酸塩とからなる、低発熱・低自己収縮型セメント組成物が開示されている。
このようなセメント組成物は、自己収縮の低減について一定の効果を得ることができるものであるが、この場合においても、水和熱抑制剤の使用について、その使用可能（保存可能）期間が短いことに加え、使用可能期間内であっても、水和熱抑制剤製造後から添加時期までの時間がコンクリートのフレッシュ性状や初期の硬化性状へ敏感に影響を及ぼすため、用法が難しく、作業が煩雑になり、簡便に製造することはできないという問題がある。
特開２０００−１４３３１１号公報特開２００１−３１４５７号公報特開２００２−２４１１６７号公報 Furthermore, as a method other than the above, a method of using a setting retarder and a hydration heat inhibitor in combination has been developed. For example, JP 2002-241167 A discloses a binder containing a low heat Portland cement, and hydrolysis. A low heat generation and low self-shrinkable cement composition is disclosed which comprises a sex tannin compound and a gluconate.
Such a cement composition can obtain a certain effect for reducing self-shrinkage, but even in this case, the useable (storable) period of the hydration heat inhibitor is short. In addition, even within the usable period, the time from the production of the hydration heat inhibitor to the addition time sensitively affects the fresh properties and initial curing properties of the concrete, making it difficult to use and work. There is a problem that it becomes complicated and cannot be easily manufactured.
JP 2000-143111 A JP 2001-31457 A JP 2002-241167 A

本発明の目的は、上記問題点を解決し、遅れ膨張を引き起こさず、製造が簡便で作業性が良好な、コンクリート構造物のひびわれの原因となる自己収縮が低減された、高強度コンクリートを提供することである。
また、更に本発明の目的は、自己収縮が小さく、高い強度を保持できる、経済的なコンクリートを提供することである。 An object of the present invention is to provide a high-strength concrete that solves the above-mentioned problems, does not cause delayed expansion, is easy to manufacture, has good workability, and has reduced self-shrinkage that causes cracks in a concrete structure. It is to be.
A further object of the present invention is to provide an economical concrete that has a low self-shrinkage and can maintain a high strength.

本発明は、低熱ポルトランドセメントと膨張材との組合せに凝結遅延剤を併用することにより、上記課題を達成することを見出し、達成されたものである。
すなわち、本発明の高強度コンクリートは、低熱ポルトランドセメント、膨張材及び凝結遅延剤を含有することを特徴とし、前記本発明の高強度コンクリートにおいて、高強度コンクリート１ｍ^３に対して１５ｋｇ〜４０ｋｇ、凝結遅延剤は結合材１００質量部に対し０．１〜０．３質量部含有することを特徴とするものである。
更に好ましくは、前記本発明の高強度コンクリートにおいて、水／結合材比が、１０〜２５質量％であることを特徴とするものであり、更に本発明の高強度コンクリートは、シリカフュームを含有することが望ましいものである。
ここで、本発明において「結合材」とは、低熱ポルトランドセメントと、必要に応じて添加されるシリカフューム、膨張材など、水和による硬化性状を示す材料をいうものである。 The present invention has been accomplished by finding that the above-mentioned problems can be achieved by using a setting retarder in combination with a low heat Portland cement and an expansion material.
That is, the high strength concrete of the present invention, low heat Portland cement, characterized in that it contains the expanding material and setting retarder, in high strength concrete before Symbol present invention, 15Kg～40kg for high strength concrete 1 m ^3, The setting retarder is 0.1% relative to 100 parts by mass of the binder. It is characterized in that it contains 1 to 0.3 parts by weight.
More preferably, in the high-strength concrete of the present invention, the water / binder ratio is 10 to 25% by mass, and the high-strength concrete of the present invention further contains silica fume. Is desirable.
Here, in the present invention, the “binding material” refers to a material exhibiting curable properties due to hydration, such as low heat Portland cement, silica fume added as necessary, and an expansion material.

本発明の高強度コンクリートは、高強度を有するとともに、自己収縮を小さくすることができるため、大型のコンクリート構造物のひび割れを有効に抑制することが可能となる。
また、本発明の高強度コンクリートは、経済的に安価なものであり、水結合材比が少ない超高強度コンクリートにおいても、添加剤を多量に使用することなく、有効な自己収縮効果を有することができる。 Since the high-strength concrete of the present invention has high strength and can reduce self-shrinkage, it is possible to effectively suppress cracking of a large concrete structure.
In addition, the high-strength concrete of the present invention is economically inexpensive and has an effective self-shrinking effect without using a large amount of additives even in ultra-high-strength concrete with a low water binder ratio. Can do.

本発明を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。
本発明の高強度コンクリートは、低熱ポルトランドセメント、膨張材及び凝結遅延剤を含有するものである。
このように、低熱ポルトランドセメントに、膨張材及び凝結遅延剤を併用して含有させることにより、高強度コンクリートの自己収縮ひずみを抑制することができることとなる。 The present invention will be described by way of preferred examples, but is not limited thereto.
The high-strength concrete of the present invention contains a low heat Portland cement, an expansion material and a setting retarder.
Thus, the self-shrinkage strain of the high-strength concrete can be suppressed by containing the expansion material and the setting retarder in the low heat Portland cement.

本発明の高強度コンクリートに用いられるセメントは、低熱ポルトランドセメントであり、鉱物組成のビーライトを多く含有したもので、ＪＩＳＲ５２１０（ポルトランドセメント）に規定される低熱ポルトランドセメントである。
かかる低熱ポルトランドセメントを用いることによって、自己収縮量が少なく、また単位水量が低減でき（後述する００１４参照）、水和熱による温度応力を低減することが可能である（００１４参照）高強度コンクリートを調製することができる。 The cement used for the high-strength concrete of the present invention is a low heat Portland cement and contains a large amount of mineral belite, and is a low heat Portland cement specified in JIS R 5210 (Portland cement).
By using such low heat Portland cement, the amount of self-shrinkage is small, the unit water amount can be reduced (see 0014 described later), and the temperature stress due to heat of hydration can be reduced (see 0014). Can be prepared.

かかるセメントと膨張材とを併用する場合には、双方の水和反応を別々に捉えることは現実的ではなく、膨張あるいは収縮補償のメカニズムは、マトリックスとなるセメントペースト、モルタルまたはコンクリート中において、膨張材起因の水和生成物が結晶成長することにより生じるものであることから、マトリックスの強度発現性あるいは硬化速度と、膨張材の水和反応による結晶成長とのタイミングにより、コンクリート組成物の体積変化（膨張あるいは収縮など）の傾向は異なるものである。 When such a cement and an expansion material are used in combination, it is not practical to capture both hydration reactions separately. The volume of the concrete composition changes depending on the timing of the strength development or hardening rate of the matrix and the crystal growth due to the hydration reaction of the expansion material. The tendency of (such as expansion or contraction) is different.

本来、水和熱を抑制する低熱ポルトランドセメントは、セメント鉱物の中で特にＣ_２Ｓを多く含むように調製されており、これは、Ｃ_２Ｓの水和反応が遅いため、熱収支の関係などからマスコンクリートの水和発熱量を抑えることができ、温度応力などの低減が可能となるからである。
さらに、Ｃ_２Ｓを多く含むことにより、単位水量が低減できるため、これらの特徴を有する低熱ポルトランドセメントが、本発明の高強度コンクリートにおいて使用されるものである。 Originally, low heat Portland cement that suppresses heat of hydration is prepared so as to contain a large amount of C ₂ S among cement minerals. This is because of the slow hydration reaction of C ₂ S. This is because the amount of hydration calorific value of mass concrete can be suppressed and temperature stress can be reduced.
Further, by containing a large amount of C 2 _S, because the unit water can be reduced, low heat Portland cement having these characteristics, even for a is used Ru in high strength concrete of the present invention.

また、上記低熱ポルトランドセメントに加えて、シリカフュームを添加することができ、例えば、ＪＩＳＡ６２０７に適合する品質のものを好適に使用することができる。
かかるシリカフュームの使用は、概要、水結合材比が、０．２以下の場合にシリカフュームを使用する場合が多く、これは水結合材比が小さい場合であると、セメント単味では粘性が上昇するため所定のフレッシュ性状（スランプフロー）が得られないという場合が生じることがあり、したがってコンクリートの流動性を向上させる効果を更に高めるためである。 Moreover, in addition to the said low heat Portland cement, a silica fume can be added, For example, the thing of the quality which conforms to JISA6207 can be used conveniently.
In general, the use of such silica fume often uses silica fume when the water binder ratio is 0.2 or less, and when the water binder ratio is small, the viscosity of the cement alone increases. For this reason, there are cases where a predetermined fresh property (slump flow) cannot be obtained, and therefore, the effect of improving the fluidity of concrete is further enhanced.

シリカフュームは、シリカ質の超微粒子材料であり、ポゾラン反応、マイクロフィラー効果による、コンクリートの高強度化、低水結合材比のコンクリートの流動性改善などを目的に、コンクリートの混和材料として使用されている。
特に、水結合材比が０．２０を下回るような低水結合材比のコンクリート（高強度コンクリート）では、これを使用することが多い。
ただし、当該シリカフュームを混和した高強度コンクリートの自己収縮は、使用しないものより大きくなることが知られており、セメント単味で調合した高強度コンクリートよりもさらに、自己収縮低減の必要性がある。 Silica fume is a siliceous ultrafine particle material that is used as a concrete admixture for the purpose of increasing the strength of concrete through the pozzolanic reaction and microfiller effect, and improving the fluidity of concrete with a low water binder ratio. Yes.
In particular, this is often used in concrete (high strength concrete) with a low water binder ratio such that the water binder ratio is less than 0.20.
However, it is known that the self-shrinkage of the high-strength concrete mixed with the silica fume is larger than that of the high-strength concrete that is not used, and there is a need for further reduction of the self-shrinkage than the high-strength concrete formulated with a simple cement.

更に、コンクリートの膨張あるいは収縮補償の観点から、さらに、硬化のタイミングが重要なポイントとなる。
ここで、本発明の高強度コンクリートに使用される膨張材としては、カルシウムサルホアルミネート、酸化カルシウム・無水石膏の水和によりエトリンガイトを生成するカルシウムサルホアルミネート系膨張材、アルミン酸三カルシウム、石膏の水和によりエトリンガイトを生成するアルミン酸三カルシウム系膨張材、酸化カルシウム（生石灰）が水和して水酸化カルシウムが生成する生石灰系膨張材、前記アルミン酸三カルシウム系膨張材と生石灰系膨張材とが組みあわされた膨張材があげられ、特に、前記アルミン酸三カルシウム系膨張材と生石灰系膨張材とが組み合わされた膨張材が、フレッシュ性状の経時変化が少ない点でより好適に使用できる。 Furthermore, from the viewpoint of compensating for the expansion or contraction of the concrete, the timing of curing is also an important point.
Here, as the expansion material used in the high-strength concrete of the present invention, calcium sulfoaluminate, calcium sulfoaluminate-based expansion material that generates ettringite by hydration of calcium oxide / anhydrous gypsum, tricalcium aluminate, gypsum Tricalcium aluminate-based expansion material that produces ettringite by hydration of calcium, calcium-based expansion material that calcium hydroxide (quick lime) hydrates to produce calcium hydroxide, said tricalcium aluminate-based expansion material and quicklime-based expansion material In particular, an expanded material in which the tricalcium aluminate-based expanded material and quicklime-based expanded material are combined can be more suitably used in that the change in fresh properties with time is small.

かかる膨張材の粒度は、特に限定されるものではなく、ブレーン比表面積２０００〜６０００ｃｍ^２／ｇ程度が望ましい。
その配合量は、高強度コンクリート１ｍ^３に対して１５〜４０ｋｇ／ｍ^３であり、２０〜３８ｋｇ／ｍ^３とすることがより好ましい。
これは、かかる範囲であると遅れ膨張を示さず、かつ必要とされる膨張性能が得られる範囲だからである。
また、好適には、低添加型膨張材は、１５〜２５ｋｇ／ｍ^３、最適には２０〜２５ｋｇ／ｍ^３、高添加型膨張材においては、２０〜４０ｋｇ／ｍ^３、最適には３０〜４０ｋｇ／ｍ^３の量で配合されることが望ましい。 The particle size of the expanding material is not particularly limited, and is preferably about a brain specific surface area of about 2000 to 6000 cm ² / g.
The amount thereof, 15~40kg / ^{m 3} der Ri for high strength concrete 1 m ^3, and more preferably to 20~38kg / ^{m 3.}
This is because in such a range, delayed expansion is not exhibited and the required expansion performance is obtained.
Preferably, the low addition type expansion material is 15 to 25 kg / m ³ , optimally 20 to 25 kg / m ³ , and the high addition type expansion material is 20 to 40 kg / m ³ , optimally 30 to 30 kg. It is desirable to blend in an amount of 40 kg / m ³ .

一般的に、エトリンガイトは数〜十数分で生成されるような反応速度の速い鉱物であり、また、生石灰の反応もこれに匹敵する極めて敏速な水和反応であることから、低熱ポルトランドセメントと膨張材を併用するということは、反応速度の遅いものと、反応の速いものとの併用である。
一般に、高強度コンクリートに、遅れ膨張が起きない範囲内で膨張材を併用した場合、十分な効果が得られないのは、この反応速度の相違から生ずる硬化タイミングである。
すなわち、マトリックスの硬化強度を担う低熱ポルトランドセメントの水和が遅いため、マトリックスが十分な強度を有していない初期の段階で、膨張材の結晶成長がおこり、その結果、膨張力をマトリックスが緩和・吸収してしまうからであると推測される。 In general, ettringite is a mineral with a fast reaction rate that is generated in a few tens of minutes, and the reaction of quicklime is a very quick hydration reaction comparable to this. Using an inflating material is a combination of a slow reaction rate and a fast reaction rate.
In general, when an expansion material is used in combination with high-strength concrete within a range in which delayed expansion does not occur, it is the curing timing resulting from the difference in reaction rate that a sufficient effect cannot be obtained.
In other words, the low-heat Portland cement responsible for the hardening strength of the matrix is slow to hydrate, so that the expansion material crystal growth occurs at an early stage when the matrix does not have sufficient strength, and as a result, the matrix relaxes the expansion force.・ It is presumed that it is absorbed.

このことから、本発明においては、かかる反応速度の相違による上記不都合を解消して、硬化タイミングを図ることとして、凝結遅延剤を併用することによって、前記膨張材の水和を遅延させ、マトリックスの硬化速度と適切に合致させることにより、本来期待している膨張量を適切に発現させることができるものとしている。 From this, in the present invention, in order to eliminate the inconvenience due to the difference in the reaction rate and to set the curing timing, the hydration of the expansion material is delayed by using a setting retarder in combination, and the matrix By appropriately matching the curing rate, the expansion amount originally expected can be appropriately expressed.

本発明の高強度コンクリートに使用される凝結遅延剤としては、グルコン酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、ケト酸、酒石酸、リンゴ酸およびこれらの塩類、脂肪酸、ショ糖などの糖類および糖アルコール、リグニンスルホン酸などが挙げられ、これらの１種もしくは２種以上を併用して使用することができるが、特に、工業的な入手のし易さ及び価格等から、グルコン酸ナトリウムを好適に用いることができる。
その配合量は、上記結合材１００質量部に対して、０．１〜０．３質量部である。
これは、かかる範囲であるとコンクリート自体の凝結をあまり遅延させずに、効果的に膨張材の膨張性状を発揮させることが可能だからである。 Examples of the setting retarder used in the high-strength concrete of the present invention include gluconic acid, citric acid, glucoheptonic acid, keto acid, tartaric acid, malic acid and their salts, fatty acids, sugars such as sucrose, sugar alcohols, and lignin sulfone. An acid etc. are mentioned, These 1 type or 2 types or more can be used together, However, Sodium gluconate can be used suitably especially from industrial easiness of availability, a price, etc. .
The amount thereof, to the upper Symbol binder 100 parts by weight, 0. 1 Ru to 0.3 parts by weight of Der.
This is because, within such a range, the expansion property of the expansion material can be effectively exhibited without delaying the setting of the concrete itself so much.

かかる凝結遅延剤は、セメントの水和も遅延させる可能性を有しているが、セメントと膨張剤の水和速度が異なることを利用して適切な範囲に反応速度を調整することで、マトリックスの水和反応を大きく遅延させることなく、膨張材の膨張時期を適当に調整することが可能となる。 Such a setting retarder has the possibility of delaying the hydration of the cement, but by adjusting the reaction rate to an appropriate range by utilizing the difference in the hydration rate of the cement and the swelling agent, the matrix The expansion timing of the expansion material can be appropriately adjusted without greatly delaying the hydration reaction.

本発明の高強度コンクリートには、細骨材および粗骨材の骨材が含有されるが、これらの細骨材や粗骨材は、特に限定されるものではなく、細骨材としては、川砂、山砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂３〜７号等の比較的粒径の細かい細骨材、または珪石粉、石灰石粉等の微粉末等の公知の細骨材を使用できる。 The high-strength concrete of the present invention contains fine aggregates and coarse aggregates, but these fine aggregates and coarse aggregates are not particularly limited, and as fine aggregates, Known fine aggregates such as river sand, mountain sand, land sand, crushed sand, sea sand, silica sand No. 3-7, etc., or fine fine particles such as silica powder and limestone powder can be used. .

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、かかる粗骨材としては、自己充填性の点から最大粒径２０ｍｍ以下のものが好ましい。
かかる粗骨材の量は、単位粗骨材かさ容積で、０．５００m³/m³以上の範囲となるようにすることが、硬化後の特性（弾性係数）や耐久性の観点から好ましい。 Furthermore, any known coarse aggregate such as gravel or crushed stone can be used as the coarse aggregate, and such coarse aggregate is preferably one having a maximum particle size of 20 mm or less from the viewpoint of self-filling.
The amount of such coarse aggregate is a unit coarse aggregate bulk volume, to ensure that the 0.500m ^³ / m ³ or more ranges, properties (elastic modulus) of the cured and from the viewpoint of durability.

その他、本発明の高強度コンクリートには、その他の混和剤、例えば減水剤、消泡剤、乾燥収縮低減剤、防錆剤、発泡剤などの混和材や、材料分離抵抗性を向上させるための増粘剤、炭素繊維や鋼繊維などの補強剤を、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。 In addition, the high-strength concrete of the present invention includes other admixtures such as water reducing agents, antifoaming agents, drying shrinkage reducing agents, rust preventives, foaming agents, and the like, and material separation resistance. Thickeners, reinforcing agents such as carbon fibers and steel fibers can be used as long as the object of the present invention is not substantially impaired.
Examples of the water reducing agent include liquid or powdered water reducing agents such as lignin, naphthalene sulfonic acid, melamine, and polycarboxylic acid, AE water reducing agent, high performance water reducing agent, and high performance AE water reducing agent. A known water reducing agent can also be used.

本発明の高強度コンクリートは、原材料である上記低熱ポルトランドセメント、膨張材、凝結遅延剤、細骨材、粗骨材及び水、必要に応じて上記公知の減水剤や乾燥低減収縮剤等の混和剤を所定量混合して製造することができるものである。
この混合の条件、混合機の種類などに限定はなく、それぞれの材料を施工時に混合して用いてもよいし、予め、その一部あるいは全部を混合しておいても差し支えない。混合装置としては、既存の任意の装置が使用可能であり、例えば、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、ナイタミキサ、傾動ミキサ等のセメント用ミキサ、ハンドミキサ、ポットミルなどの慣用の混合機を用いることができる。 The high-strength concrete of the present invention comprises the above-mentioned low heat Portland cement, expansion material, setting retarder, fine aggregate, coarse aggregate and water, and if necessary, the known water reducing agent and drying reducing shrinkage agent. It can be manufactured by mixing a predetermined amount of the agent.
There are no limitations on the mixing conditions and the type of the mixer, and the respective materials may be mixed and used at the time of construction, or some or all of them may be mixed in advance. As the mixing device, any existing device can be used. For example, a conventional mixer such as an omni mixer, a Henschel mixer, a night mixer, a tilting mixer or the like, a hand mixer, a pot mill or the like can be used.

また、使用する混練水の量は、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／結合材比で１０〜２５質量％、好ましくは、１２〜２０質量％であることが望ましい。
なお、本発明における水／結合材比を算出する際の水には、別途添加する水のほかに、乾燥収縮低減材等の混和材に水が含まれる場合には、これらに含まれる水も含むものである。 Moreover, since the amount of the kneading water to be used can be changed depending on the type and composition of the material to be used, it is not uniquely determined, but is usually 10 to 25% by mass in water / binder ratio, Preferably, it is 12-20 mass%.
In addition, in the water for calculating the water / binder ratio in the present invention, in addition to water to be added separately, when water is contained in an admixture such as a drying shrinkage reducing material, the water contained therein is also included. Is included.

このように、本発明の高強度コンクリートは、圧縮強度が、材齢２８日で、約１００Ｎ／ｍｍ^２以上であり、高強度を有するとともに、自己収縮率は、ＪＣＩ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）」に従い、材齢９１日後の自己収縮ひずみを埋め込みひずみ計（ＫＭ−１００ＢＴ：東京測器研究所製）を用いて測定したプレーン差と比較し、２００×１０^−６以上の自己収縮低減効果を有するものである。 As described above, the high-strength concrete of the present invention has a compressive strength of about 100 N / mm ² or more at a material age of 28 days, has high strength, and has a self-shrinkage ratio of JCI “cement paste, mortar and In accordance with “Concrete self-shrinkage and self-expansion test method (draft)”, the self-shrinkage strain after 91 days of age was compared with the plain difference measured using an embedded strain gauge (KM-100BT: manufactured by Tokyo Sokki Kenkyujo). It has a self-shrinkage reducing effect of 200 × 10 ⁻⁶ or more.

本発明を次の実施例及び比較例により詳細に説明する。
使用材料
実施例及び比較例において、以下の表１に示す材料を用いた。 The present invention will be described in detail by the following examples and comparative examples.
Materials used The materials shown in Table 1 below were used in Examples and Comparative Examples.

実施例１〜３、比較例１〜９、参考例１
実施例１〜３及び比較例１〜９及び参考例１において、表１に示す低熱ポルトランドセメント、シリカフューム、細骨材、粗骨材、膨張材、収縮低減剤及び水の各材料を表２に示す配合とし、また得られるスランプフロー値が６５±１０ｃｍとなるように、表１に示す高性能ＡＥ減水剤を添加し、また、結合材に対して凝結遅延剤を外割りで、表２に示す割合で添加して、二軸強制練りミキサにて混練し、コンクリートを調製した。 Examples 1 to 3 , Comparative Examples 1 to 9 , Reference Example 1
In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 9 and Reference Example 1 , Table 2 shows the low heat Portland cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate, expansion material, shrinkage reducing agent and water materials shown in Table 1. The high-performance AE water reducing agent shown in Table 1 is added so that the obtained slump flow value is 65 ± 10 cm. It added in the ratio shown, and it knead | mixed with the biaxial forced kneading mixer, and prepared concrete.

具体的には、以下の方法で調製した。
（１）低熱ポルトランドセメントとシリカフュームと細骨材と粗骨材と膨張材とを、当該ミキサにて、３０秒の空練り
（２）次いで、水と混和剤と遅延剤とを、混練水に溶かして添加して、３分〜５分混練り
（３）収縮低減剤を添加する場合は、練り落とし４０秒前に添加
比較例１〜４及び実施例１は、水／結合材比（セメント及び膨張材）が０．２５で、シリカフュームを使用しないコンクリートの比較である。
また、比較例５〜９及び実施例２〜３及び参考例１は、水結合材比（セメントとシリカフュームと膨張材）が０．１６で、シリカフュームを使用したコンクリートの比較である。 Specifically, it was prepared by the following method.
(1) Low heat Portland cement, silica fume, fine aggregate, coarse aggregate and expansive material are kneaded for 30 seconds in the mixer. (2) Next, water, admixture and retarder are mixed into the kneaded water. When dissolved and added, knead for 3 minutes to 5 minutes (3) When adding a shrinkage reducing agent, add it 40 seconds before kneading off Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 have a water / binder ratio (cement And expansion material) is 0.25, which is a comparison of concrete not using silica fume.
Moreover, Comparative Examples 5-9, Examples 2-3, and Reference Example 1 are comparisons of concrete using silica fume with a water binder ratio (cement, silica fume, and expansion material) of 0.16.

表２中、Ｌは、低熱ポルトランドセメントを、Ｗ／Ｂは水結合材比を示す。
また、ｓ／ａは細骨材率を示し、具体的には、コンクリート中の全骨材量に対する細骨材の絶対容積比を百分率で表した値である。
スランプスローは、ＪＩＳＡ１１５０（コンクリートのスランプフロー試験方法）に準じて、スランプコーンを引き上げた後、広がったコンクリートの最大直径の長さとその直角方向の長さを測定して、算出した平均値である。 In Table 2, L represents a low heat Portland cement, and W / B represents a water binder ratio.
Further, s / a represents the fine aggregate ratio, and specifically, is a value representing the absolute volume ratio of the fine aggregate with respect to the total aggregate amount in the concrete as a percentage.
The slump throw is an average value calculated by measuring the length of the maximum diameter of the spread concrete and the length in the direction perpendicular thereto after pulling up the slump cone in accordance with JIS A 1150 (Concrete Slump Flow Test Method). It is.

試験例
自己収縮ひずみ；凝結始発時間
上記実施例１〜３及び比較例１〜９及び参考例１で得られた各コンクリートを、１０×１０×４０ｃｍの型枠に入れて、ＪＣＩ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）」に従い、材齢２８日後及び材齢９１日後の自己収縮ひずみを埋め込みひずみ計（ＫＭ−１００ＢＴ：東京測器研究所製）を用いて測定した。
但し、材齢は、注水後の各期間経過後の材齢を表し、また自己収縮の基長は、凝結の始発を０として算出した。
その結果を表３に示す。
また、凝結始発時間を、ＪＩＳＡ６２０４−１９９５付属書１に記載された方法に準じて測定し、その結果も表３に示す。 Test Example Self-Shrinkage Strain; Condensation Start Time Each concrete obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 9 and Reference Example 1 was put into a 10 × 10 × 40 cm mold, and JCI “cement paste” , Mortar and concrete self-shrinkage and self-expansion test method (draft) ", self-shrinkage strains after 28 days of age and 91 days of age using embedded strain gauge (KM-100BT: manufactured by Tokyo Sokki Kenkyujo Co., Ltd.) It was measured.
However, the age represents the age after the lapse of each period after water injection, and the base length of the self-shrinkage was calculated with 0 as the initial setting.
The results are shown in Table 3.
In addition, the initial setting time was measured according to the method described in Appendix 1 of JIS A 6204-1995, and the results are also shown in Table 3.

圧縮強度
ＪＩＳＡ１１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して測定した。
但し、被試験体は、φ100×200mmの円柱供試体を用いて、脱型を2日で実施し、その後水中養生（２０℃）したものを用いた。 Compressive strength Measured according to JIS A1108 “Concrete compressive strength test method”.
However, the specimen used was a cylindrical specimen having a diameter of 100 × 200 mm, which was demolded in 2 days and then cured under water (20 ° C.).

但し、表３中、プレーン差は、比較例１〜４と実施例１とに関しては、材齢９１日における自己収縮ひずみの差を比較例１と比較した値、比較例５〜９と実施例２〜３及び参考例１とに関しては、材齢９１日における自己収縮ひずみの差を比較例５と比較した値を、引張（膨張）を正（＋）で表記したものである。
また、強度低下は、比較例１〜４及び実施例１は比較例１との比較、比較例５〜９と実施例２〜３及び参考例１は、比較例５との比較で、示したものである。 However, in Table 3, the plane difference is the value obtained by comparing the difference in self-shrinkage strain at the age of 91 days with that of Comparative Example 1 with respect to Comparative Examples 1 to 4 and Example 1, Comparative Examples 5 to 9 and Examples. With respect to 2-3 and Reference Example 1 , the values of the difference in self-shrinkage strain at the age of 91 days compared to Comparative Example 5 are expressed as positive (+) tensile (expansion).
Further, the decrease in strength is shown in Comparative Examples 1 to 4 and Example 1 in comparison with Comparative Example 1, Comparative Examples 5 to 9, Examples 2-3 and Reference Example 1 in comparison with Comparative Example 5. Is.

上記表３より、比較例１と２、比較例５と６を比較すると、膨張材を単独で使用したコンクリートは、膨張材を用いないコンクリートと比較すると、材齢28日における自己収縮ひずみ値と材齢91日における自己収縮ひずみ値を比較した場合，膨張傾向を示しているため、遅れ膨張の懸念があることがわかる。
また、比較例１及び３、比較例５及び７を比較すると、収縮低減剤を単独で使用したコンクリートは、収縮低減剤を用いないコンクリートと比較すると、自己収縮ひずみの低減に関しては、あまり効果が顕著でないことがわかる。 From Table 3 above, when Comparative Examples 1 and 2 and Comparative Examples 5 and 6 are compared, the concrete using the expanded material alone is compared with the concrete without the expanded material, and the self-shrinkage strain value at the age of 28 days is When the self-shrinkage strain values at 91 days of age are compared, it indicates that there is a concern of delayed expansion because it shows an expansion tendency.
Further, comparing Comparative Examples 1 and 3 and Comparative Examples 5 and 7, the concrete using the shrinkage reducing agent alone is less effective in reducing the self-shrinkage strain than the concrete not using the shrinkage reducing agent. It turns out that it is not remarkable.

これらに対し、比較例４及び比較例８から、膨張材と収縮低減剤とを併用したものは、自己収縮ひずみ値より、良好な自己収縮ひずみの低減効果を示すが、強度が約８％程度低下してしまい、超高強度コンクリートにおいては、かかる強度低下分が１０Ｎ／ｍｍ^２程度の強度差に相当することから、所要の強度を満足するための水結合材比を低下させる必要が生じる。
かかる水結合比を低下させると、結合材が増えることになるため不経済となるほか、自己収縮量が返って大きくなってしまう可能性がある。
更に、その他、単位収縮低減剤量が多く、かかる収縮低減剤は単価が高い材料であることから、高価なものとなってしまい、不経済となる可能性が生じる。 On the other hand, from Comparative Examples 4 and 8, the combination of the expansion material and the shrinkage reducing agent shows a better self-shrinkage strain reduction effect than the self-shrinkage strain value, but the strength is about 8%. In ultra-high-strength concrete, the strength reduction corresponds to a strength difference of about 10 N / mm ^2, so that it is necessary to reduce the water binder ratio to satisfy the required strength.
When the water bonding ratio is lowered, the number of binders increases, which is uneconomical, and the self-shrinkage amount may be increased.
In addition, since the amount of the unit shrinkage reducing agent is large and the shrinkage reducing agent is a material having a high unit price, it becomes expensive and may be uneconomical.

実施例１〜３は、膨張材と収縮低減剤とを組み合わせて用いたコンクリートと同程度以上の自己収縮低減効果が得られ、また強度低下も生じないことがわかる。特に、水結合材比が０．２５の実施例１では、強度値が高くなっていることが認められる。
また凝結遅延剤は、収縮低減剤と比べて安価であり、添加率も収縮低減剤と比べて同等の効果を得るために少ない添加率でよいため、経済的なコンクリートが得られる。 In Examples 1 to 3 , it can be seen that the self-shrinkage reducing effect equal to or higher than that of the concrete used in combination with the expansion material and the shrinkage reducing agent is obtained, and the strength is not reduced. In particular, in Example 1 where the water binder ratio is 0.25, it is recognized that the strength value is high.
Further, the setting retarder is less expensive than the shrinkage reducing agent, and the addition rate may be a small addition rate in order to obtain the same effect as the shrinkage reducing agent, so that economical concrete can be obtained.

本発明の高強度コンクリートは、自己収縮が小さいので、大型のコンクリート構造物、例えば、超高層建築物や、形状及び鉄筋が配置されたコンクリート構造物等の、建築や土木の分野に有効に用いることができる。
Since the high-strength concrete of the present invention has low self-shrinkage, it is effectively used in the fields of architecture and civil engineering such as large-scale concrete structures such as super high-rise buildings and concrete structures in which shapes and reinforcing bars are arranged. be able to.

Claims

低熱ポルトランドセメント、膨張材、凝結遅延剤を含有し、膨張材は高強度コンクリート１ｍ^３に対して１５ｋｇ〜４０ｋｇ、凝結遅延剤は結合材１００質量部に対し０．１〜０．３質量部含有することを特徴とする、高強度コンクリート。 Low heat portland cement, expansive, containing retarder, expandable material 15kg~40kg, 0.1 ~0.3 parts by mass with respect retarder the binder 100 parts by containing the high strength concrete 1 m ³ High-strength concrete, characterized by

請求項１記載の高強度コンクリートにおいて、水／結合材比が、１０〜２５質量％であることを特徴とする、高強度コンクリート。 In the high strength concrete of claim 1 Symbol placement, water / binder ratio, characterized in that 10 to 25% by weight, high-strength concrete.

請求項１又は２記載の高強度コンクリートにおいて、更にシリカフュームを含有することを特徴とする、高強度コンクリート。 The high-strength concrete according to claim 1 or 2 , further comprising silica fume.