JP4775058B2 - 遠心力成形用コンクリート組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
先ず、コンクリート組成物に使用する材料の好ましい特性は下記のとおりである。
本発明の遠心力成形用製品の製造方法により、設計基準強度130N/mm2以上の高強度遠心力成形用製品が製造できる。このため、杭の場合では支持力を大きく取ることができるので、施工本数が低減でき、経済的であるという効果を奏する。また、高強度遠心力成形用コンクリート組成物は組織が緻密になることから、耐久性の向上に貢献するという効果も奏する。
[1]早強ポルトランドセメント(C):
早強ポルトランドセメントは、水硬率(H.M.)、セメント中のSO3量、半水石膏割合、粉末度(ブレーン比表面積)、エアジェットシーブ32μm篩残分、レーザー回折式粒度分布測定装置(セイシン企業製、LMS−30(レーザー・マイクロ・サイザー))によるRosin−Rammler線図におけるn値(粒度分布均等数、粒径対象範囲4〜32μm)がそれぞれ異なる、以下の5種類を使用した。
早強ポルトランドセメント(2):水硬率(H.M.)2.28、SO3量3.11質量%、半水石膏割合20質量%、ブレーン比表面積4640cm2/g、32μm篩残分7.7質量%、Rosin−Rammler線図n値1.16
早強ポルトランドセメント(3):水硬率(H.M.)2.25、SO3量2.98質量%、半水石膏割合51質量%、ブレーン比表面積4580cm2/g、32μm篩残分6.9質量%、Rosin−Rammler線図n値1.23
早強ポルトランドセメント(4):水硬率(H.M.)2.23、SO3量2.92質量%、半水石膏割合80質量%、ブレーン比表面積4450cm2/g、32μm篩残分5.1質量%、Rosin−Rammler線図n値1.35
早強ポルトランドセメント(5):水硬率(H.M.)2.26、SO3量3.01質量%、半水石膏割合95質量%、ブレーン比表面積4520cm2/g、32μm篩残分6.5質量%、Rosin−Rammler線図n値1.24
半水石膏量(質量%)=(減量b(質量%)−減量a(質量%)÷3)×145(半水石膏の分子量)÷(0.5×18(H2Oの分子量)) (2)
半水石膏割合(質量%)=半水石膏量÷(半水石膏量+二水石膏量)×100 (3)
調製品:II型無水石膏粉末(フッ酸無水石膏)とシリカフューム(エルケム社製)との配合割合(石膏/シリカフューム質量比)を、10/90、20/80、30/70、65/35、80/20、95/5に変え、試験ボールミル(Φ30×30cm)によりブレーン比表面積が5500〜11000cm2/gになるように混合粉砕した。また、無水石膏/シリカフュームの質量比が20/80については、混合粉砕することなく、無水石膏粉末とシリカフュームとをV型混合機で単に混合したものも使用した。
市販品のポリカルボン酸系のマイティ21WH(花王(株)製)、レオビルド8000H(ポゾリス物産(株)製)、チューポールNV−G5(竹本油脂(株)製)、フローリックVP−700((株)フローリック製)、シーカメント2200(日本シーカ(株))を使用した。比較用として、ポリカルボン酸系でなくナフタリンスルホン酸系の高性能減水剤であるマイティHS(花王(株)製)も使用した。
粗骨材は、硬質砂岩砕石(JIS A 5005:1993「コンクリート用砕石及び砕砂」による粒の大きさによる区分が砕石1505、JIS A 1110:1999「粗骨材の密度及び吸水率試験方法」による密度が2.70g/cm3及び吸水率が0.50%、JIS A 1102:1999「骨材のふるい分け試験方法」による粗粒率が6.67)を使用した。
セメント、混和材、細骨材及び粗骨材を二軸強制練りミキサ(容量:50リットル)に投入し、30秒間攪拌した後、練混ぜ水及び混和剤を投入し、4分間練混ぜ、コンクリートを作製した。このうち、単位水量には練混ぜ水量(水道水)に分散剤(水溶液タイプ)に由来する水量が加算されている。
強度試験用円柱供試体は内径Φ10×長さ20cmの型枠にコンクリートを充填し、テーブルバイブレータにより振動締固めを行った。一方、遠心力成形体(内径Φ20×長さ30×厚さ4cm)はその型枠に所定量のコンクリートを投入し、2G−3min、10G−1min、20G−1min及び30G−5minの条件下で遠心力成形を行った。成形状況は供試体断面における締固め性状、空洞部(円筒)内面の平滑性(例:波打ちの有無)及びスラッジ発生状況等で判断し、一部の遠心力成形供試体については圧縮強度の試験に供した。
強度試験用円柱供試体及び遠心力成形供試体は、20℃で4時間前養生を行い、20℃/hの昇温速度(3時間)で80℃まで加熱し、80℃で3時間保持したのち、降温速度10℃/h(6時間)で冷却した。
脱型直後及び引き続き7日間気中養生後の強度試験用円柱供試体はJIS A 1108:1999「コンクリートの圧縮強度試験方法」、遠心力成形供試体はJIS A 1136:1993「遠心力締固めコンクリートの圧縮試験方法」に準じ、圧縮強度試験を行った。
[2]高強度混和材(A):デンカΣ2000(無水石膏/非晶質シリカ質量比:20/80、電気化学工業(株)製、ブレーン比表面積4900cm2/g)
[3]分散剤:マイティ21WH(花王(株)製、固形分量30質量%)
[4]骨材:粗骨材の最大寸法(GMAX)15mm、細骨材率(s/a)35質量%
[5]配合(単位量):早強ポルトランドセメント560kg/m3、高強度混和材56kg/m3
早強ポルトランドセメント中の半水化率の異なるセメントを使用した場合の供試体の圧縮強度及び遠心成形性を表2に示す。比較例1(半水石膏割合が5質量%)では振動締固め成形及び遠心力成形品ともに強度発現性が低く、逆に比較例4(半水石膏割合が95質量%)になると締固め性状及び圧縮強度ともに低下し好ましくない。また、比較例2(単位セメント:480kg/m3)では、振動締固め成形品及び遠心力成形品ともに強度発現性が低く、逆に比較例3(単位セメント:650kg/m3)では、振動締固め性状及び遠心力成形品の強度発現性が低下して好ましくない。
高強度混和材のII型無水石膏(AH)とシリカフューム(SF)との割合を変えて、混合粉砕した場合についての振動成形品の圧縮強度を表3に示す。なお、実施例8は、II型無水石膏粉末(3840cm2/g)とシリカフューム(BET比表面積:16m2/g)をV型混合器で混合したものであり、混合粉砕していない場合である。
市販の高強度混和材を使用し、その添加量を変えた場合の振動成形品の圧縮強度を表4に示す。なお、この場合、分散剤の添加量も変えて試験し、高強度混和材量との関係も評価した。
分散剤として、市販のコンクリート用ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び比較用としてβ−ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物系高性能減水剤(マイティHS)を使用した場合の振動成形供試体の圧縮強度を表5に示す。なお、高強度混和材は無水石膏/シリカフューム質量比20/80の試験ミル調製品を使用し、その単位量は84kg/m3、早強ポルトランドセメント100質量部に対して13質量部一定とし、水/結合材(W/(C+A))質量比は何れも19.4%である。
Claims (5)
- 早強ポルトランドセメント、高強度混和材、分散剤、骨材及び水を含む高強度遠心力成形用コンクリート組成物であって、
早強ポルトランドセメント中の半水石膏割合が20〜80質量%であり、高強度混和材は無水石膏とシリカフュームとを含み、該高強度混和材中の無水石膏/シリカフュームの質量比が15/85〜80/20であり、分散剤がポリカルボン酸系分散剤であり、
早強ポルトランドセメント100質量部に対して、高強度混和材を5〜20質量部及び水溶液タイプの分散剤を水溶液基準で1.0〜2.0質量部含有し、早強ポルトランドセメントの単位セメント量が500〜600kg/m 3 、水/(セメント+高強度混和材)質量比が18〜24%であることを特徴とする高強度遠心力成形用コンクリート組成物。 - 高強度混和材が、無水石膏とシリカフュームとを混合粉砕したものである、請求項1記載の高強度遠心力成形用コンクリート組成物。
- 高強度混和材中の無水石膏/シリカフュームの質量比が15/85〜60/40である、請求項1又は2記載の高強度遠心力成形用コンクリート組成物。
- 早強ポルトランドセメント100質量部に対して、高強度混和材を8〜15質量部含有する、請求項1〜3のいずれか1項記載の高強度遠心力成形用コンクリート組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の高強度遠心力成形用コンクリート組成物を練混ぜ、鉄筋を配した円筒形型枠に充填したのち遠心力成形し、前養生、続いて蒸気養生したのち脱型し、その後気中で養生してなる、高強度遠心力成形コンクリート硬化体。
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