JP6155373B1 - Method for producing composition for mortar or concrete, method for producing molded product obtained by molding the composition, and method for quality control - Google Patents
Method for producing composition for mortar or concrete, method for producing molded product obtained by molding the composition, and method for quality control Download PDFInfo
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- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
【課題】凍結融解抵抗性に係る品質管理を可能にするモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法、それを成形してなる成形品の製造方法および品質管理方法を提供する。【解決手段】高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物を製造する方法であって、前記高炉スラグ細骨材の粒度が前記モルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品の凍結融解抵抗性に与える影響を所定の凍結融解試験により評価する影響評価工程と、評価した結果に基づいて、前記高炉スラグ細骨材の粒度を所定の凍結融解抵抗性に対応する粒度に調整する粒度調整工程と、粒度を調整した前記高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを混練する混練工程とを備えるようにする。【選択図】なしA method for producing a composition for mortar or concrete that enables quality control relating to freeze-thaw resistance, a method for producing a molded product formed by molding the composition, and a quality control method are provided. A method for producing a mortar or concrete composition comprising a fine aggregate containing a blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water, the particle size of the blast furnace slag fine aggregate An evaluation process for evaluating the influence of the mortar or concrete composition on the freeze-thaw resistance of a molded product formed by molding the mortar or concrete composition, and based on the evaluation result, the blast furnace slag fine aggregate A particle size adjusting step for adjusting the particle size of the blast furnace slag to a predetermined particle size corresponding to freeze-thaw resistance, a fine aggregate containing the blast furnace slag fine aggregate adjusted in particle size, a binder containing cement, and water. A kneading step. [Selection figure] None
Description
本発明は、高炉スラグ細骨材を用いたモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法、それを成形してなる成形品の製造方法および品質管理方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a composition for mortar or concrete using a blast furnace slag fine aggregate, a method for producing a molded product obtained by molding the composition, and a quality control method.
積雪寒冷地域において、凍結融解作用は、コンクリート構造物の耐久性を下げる劣化要因として知られている。凍結融解作用による劣化現象は、スケーリング、ポップアウト、ひび割れ、崩壊の４つに大きく分けられる。 In snowy and cold regions, freeze-thaw action is known as a deterioration factor that lowers the durability of concrete structures. Degradation phenomenon due to freeze-thaw action can be broadly divided into four categories: scaling, pop-out, cracking, and collapse.
一方、鉄鉱石から銑鉄を製造する過程で発生する副産物の一種として高炉スラグ細骨材がある。この高炉スラグ細骨材を用いたコンクリートは、ＡＥ剤を用いなくても高い耐凍害性（凍結融解抵抗性）を有することが知られている（例えば、特許文献１、２、非特許文献１を参照）。 On the other hand, there is blast furnace slag fine aggregate as a kind of by-product generated in the process of producing pig iron from iron ore. It is known that the concrete using this blast furnace slag fine aggregate has high freezing damage resistance (freezing and thawing resistance) without using an AE agent (for example, Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1). See).
ところで、本発明者の一部がコンクリートの凍結融解作用に対する改善効果に及ぼす高炉スラグ細骨材の品質の影響に関して鋭意研究したところ、高炉スラグ細骨材の粒度を調整することで、同程度の凍結融解作用に対する改善性能が得られるようになることが判明した。本発明者は以上のような知見に基づき、以下の本発明に至った。 By the way, when a part of the present inventors diligently studied the influence of the quality of the blast furnace slag fine aggregate on the improvement effect on the freezing and thawing action of concrete, by adjusting the particle size of the blast furnace slag fine aggregate, It has been found that improved performance with respect to freeze-thaw action can be obtained. Based on the above findings, the present inventor has reached the following present invention.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、凍結融解抵抗性に係る品質管理を可能にするモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法、それを成形してなる成形品の製造方法および品質管理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and a method for producing a composition for mortar or concrete that enables quality control related to freeze-thaw resistance, a method for producing a molded product formed by molding the same, and the quality The purpose is to provide a management method.
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法は、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを用いて所定のスケーリングを抑制する効果を有するモルタルまたはコンクリート用組成物を製造する方法であって、前記高炉スラグ細骨材の粒度が、凍結融解作用によって前記モルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品の表面に生じるスケーリングを抑制する効果に与える影響を、前記高炉スラグ細骨材と前記セメントと水とを所定の質量比で混練して作製した供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８に記載のＡ法に準拠し、質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液を用いた凍結融解試験において測定された質量変化率と、前記高炉スラグ細骨材と前記セメントと水とを前記質量比で混練して作製した一辺が１０ｍｍの立方体からなるモルタル小片に対する所定の凍結融解試験により得られる所定の凍結融解サイクルでの質量変化率とによって評価する影響評価工程と、評価した結果に基づいて、前記高炉スラグ細骨材の粒度を所定のスケーリングを抑制する効果が得られる粒度に調整する粒度調整工程と、粒度を調整した前記高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを混練する混練工程とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a method for producing a composition for mortar or concrete according to the present invention includes a fine aggregate containing a blast furnace slag fine aggregate, a binder containing a cement, water, A method for producing a mortar or concrete composition having an effect of suppressing predetermined scaling using a blast furnace slag fine aggregate having a grain size formed by freezing and thawing action. According to JIS A 1148 for the specimen prepared by kneading the blast furnace slag fine aggregate, the cement and water at a predetermined mass ratio with respect to the effect of suppressing the scaling generated on the surface of the molded product According to Method A, the mass change rate measured in a freeze-thaw test using a 10% sodium chloride aqueous solution at a mass percent concentration, And the mass change ratio at a given freeze-thaw cycles obtained by a predetermined freeze-thaw test for mortar small piece whose one side the said cement and water with the slag sand was prepared by kneading in the mass ratio is from 10mm cube the result and impact evaluation step of evaluating, on the basis of the result of evaluating the particle size adjustment step of adjusting the particle size of the blast furnace slag sand in the particle size effect of suppressing a predetermined scaling is obtained, wherein the blast furnace control of particle size It comprises a kneading step of kneading fine aggregate containing slag fine aggregate, a binder containing cement, and water.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法は、第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品と同等のスケーリングを抑制する効果を有する成形品に対応するモルタルまたはコンクリート用組成物を、前記第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材の代わりに第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材を用いて製造する方法であって、第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材の粒度を第１の粒度分布に調整した高炉スラグ細骨材と前記セメントと水とを所定の質量比で混練して作製した供試体、および、前記第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材と前記セメントと水とを所定の質量比で混練して作製した供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８に記載のＡ法に準拠し、質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液を用いた凍結融解試験において測定された質量変化率と、第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材の粒度を第１の粒度分布に調整した前記高炉スラグ細骨材と前記セメントと水とを前記質量比で混練して作製した一辺が１０ｍｍの立方体からなるモルタル小片、および、前記第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材と前記セメントと水とを前記質量比で混練して作製した一辺が１０ｍｍの立方体からなるモルタル小片に対する所定の凍結融解試験により得られる所定の凍結融解サイクルでの質量変化率とによって、第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材の粒度を第１の粒度分布に調整した高炉スラグ細骨材を用いた場合のスケーリングを抑制する効果、および、前記第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材を用いた場合のスケーリングを抑制する効果を評価する評価工程と、評価した結果に基づいて、スケーリングを抑制する効果を、前記第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材を用いた場合のスケーリングを抑制する効果と同等にするために、第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材の粒度を第１の粒度分布に調整する粒度調整工程と、この粒度調整工程により第１の粒度分布に粒度を調整した前記高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを混練する混練工程とを備えることを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the composition for other mortar or concrete which concerns on this invention contains the fine aggregate containing the blast furnace slag fine aggregate which has a 1st particle size distribution, the binder containing cement, and water. A mortar or concrete composition corresponding to a molded product having an effect of suppressing scaling equivalent to a molded product formed by molding a mortar or concrete composition is used for the blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution . Instead, a method of manufacturing using a blast furnace slag fine aggregate having a second particle size distribution, wherein the particle size of the blast furnace slag fine aggregate having the second particle size distribution is adjusted to the first particle size distribution. A specimen prepared by kneading an aggregate, the cement, and water at a predetermined mass ratio, and a blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution, the cement, and water mixed at a predetermined mass ratio. The mass change rate measured in a freeze-thaw test using a 10% sodium chloride aqueous solution at a mass percent concentration and the second particle size distribution in accordance with method A described in JIS A 1148 for the specimen prepared as above. A mortar piece made of a cube having a side of 10 mm, prepared by kneading the blast furnace slag fine aggregate having the particle size of the blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution, the cement and water at the mass ratio, and A predetermined freeze-thaw test obtained by a predetermined freeze-thaw test on a small piece of mortar made of a cube having a side of 10 mm prepared by kneading the blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution, the cement and water at the mass ratio. Blast furnace slag fine aggregate in which the particle size of the blast furnace slag fine aggregate having the second particle size distribution is adjusted to the first particle size distribution according to the mass change rate in the freeze-thaw cycle. Based on the evaluation process for evaluating the effect of suppressing the scaling when using, and the effect of suppressing the scaling when using the blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution, the effect of suppressing the scaling, in order to equalize the scaling suppressing effect of using blast furnace slag sand having a first particle size distribution, the blast-furnace slag fine aggregate having a second particle size distribution and particle size adjustment step of the adjustment to the first particle size distribution particle size, a fine aggregate comprising the blast-furnace slag fine aggregate adjusting the particle size to the first size distribution the particle size adjusting step, a binder containing cement And a kneading step of kneading water.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法は、上述した発明において、前記第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材と前記第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材は、異なる工場で製造されたものであることを特徴とする。 Also, another method for manufacturing the mortar or concrete composition according to the present invention, in the invention described above, blast furnace slag fine aggregate having a second particle size distribution and blast-furnace slag fine aggregate having a first particle size distribution The material is manufactured at a different factory.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法は、上述した発明において、前記第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材は、前記第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材の粒度を調整したものであることを特徴とする。 Also, another method for manufacturing the mortar or concrete composition according to the present invention, in the invention described above, blast furnace slag fine aggregate having a first particle size distribution, blast furnace slag fine having a second particle size distribution It is characterized by adjusting the particle size of the aggregate.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法は、上述した発明において、前記第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材と前記第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材は、結晶化率が略同一であることを特徴とする。 Also, another method for manufacturing the mortar or concrete composition according to the present invention, in the invention described above, blast furnace slag fine aggregate having a second particle size distribution and blast-furnace slag fine aggregate having a first particle size distribution The material is characterized in that the crystallization rate is substantially the same.
また、本発明に係る他のモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法は、上述した発明において、粒度調整工程は、粉砕または分級の少なくとも一方により前記高炉スラグ細骨材の粒度を所定の粒度に調整することを特徴とする。 Further, in the method for producing another mortar or concrete composition according to the present invention, in the above-described invention, the particle size adjusting step adjusts the particle size of the blast furnace slag fine aggregate to a predetermined particle size by at least one of pulverization or classification. It is characterized by doing.
また、本発明に係る成形品の製造方法は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法で製造したモルタルまたはコンクリート用組成物を成形することで、モルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品を製造することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the molded article which concerns on this invention shape | molds the composition for mortar or concrete by shape | molding the composition for mortar or concrete manufactured with the manufacturing method of the composition for mortar or concrete mentioned above. It is characterized by producing a molded product.
また、本発明に係る品質管理方法は、上述した成形品の製造方法で製造される成形品のスケーリングを抑制する効果が所定の効果よりも大きくなるように前記高炉スラグ細骨材の粒度を調整して成形品のスケーリングを抑制する効果に係る品質を管理することを特徴とする。 Further, the quality control method according to the present invention adjusts the particle size of the blast furnace slag fine aggregate so that the effect of suppressing scaling of the molded product manufactured by the above-described method of manufacturing a molded product is larger than a predetermined effect. And managing the quality related to the effect of suppressing the scaling of the molded product.
本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法によれば、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物を製造する方法であって、前記高炉スラグ細骨材の粒度が前記モルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品の凍結融解抵抗性に与える影響を所定の凍結融解試験により評価する影響評価工程と、評価した結果に基づいて、前記高炉スラグ細骨材の粒度を所定の凍結融解抵抗性に対応する粒度に調整する粒度調整工程と、粒度を調整した前記高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを混練する混練工程とを備えるので、使用する高炉スラグ細骨材の粒度を調整することで、モルタルまたはコンクリートに所望の凍結融解抵抗性を付与することができる。このため、モルタルまたはコンクリートの凍結融解抵抗性に係る品質管理が可能となる。したがって、凍結融解抵抗性に係る品質管理を可能にするモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法、それを成形してなる成形品の製造方法および品質管理方法を提供することができるという効果を奏する。 According to the method for producing a mortar or concrete composition according to the present invention, a mortar or concrete composition containing a fine aggregate containing blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water is produced. A method for evaluating the influence of the particle size of the blast furnace slag fine aggregate on the freeze-thaw resistance of a molded product formed by molding the mortar or concrete composition, by a predetermined freeze-thaw test, and Based on the evaluated results, a particle size adjusting step for adjusting the particle size of the blast furnace slag fine aggregate to a particle size corresponding to a predetermined freeze-thaw resistance, and a fine aggregate containing the blast furnace slag fine aggregate adjusted in particle size, And a kneading step of kneading water with cement, and adjusting the particle size of the blast furnace slag fine aggregate to be used, the desired freezing can be applied to the mortar or concrete. It can be imparted to thaw resistance. For this reason, quality control concerning freeze-thaw resistance of mortar or concrete is possible. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a method for producing a composition for mortar or concrete that enables quality control relating to freeze-thaw resistance, a method for producing a molded product formed by molding the composition, and a method for quality control.
以下に、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法、それを成形してなる成形品の製造方法および品質管理方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a method for producing a composition for mortar or concrete according to the present invention, a method for producing a molded product obtained by molding the composition, and a quality control method will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法は、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物を製造する方法であって、影響評価工程と、粒度調整工程と、混練工程とを備える。 The method for producing a composition for mortar or concrete according to the present invention is a method for producing a composition for mortar or concrete containing fine aggregate containing blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water. And an impact evaluation step, a particle size adjustment step, and a kneading step.
影響評価工程は、高炉スラグ細骨材の粒度がモルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品の凍結融解抵抗性に与える影響を、あらかじめ所定の凍結融解試験により評価するものである。 In the influence evaluation process, the influence of the particle size of the blast furnace slag fine aggregate on the freeze-thaw resistance of a molded product formed by molding a mortar or concrete composition is evaluated in advance by a predetermined freeze-thaw test.
凍結融解試験としては、例えばモルタルまたはコンクリート用組成物により作製した供試体に対するＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０に記載のＡ法に基づく凍結融解試験や、非特許文献２に示すようなモルタル小片を用いた試験を利用することができる。この場合、凍結融解抵抗性を表す指標としては、例えば所定の凍結融解サイクルでの質量変化率を用いてもよい。上記の影響評価工程においては、こうした指標によって、高炉スラグ細骨材の粒度が成形品の凍結融解抵抗性に与える影響を評価してもよい。 As the freeze-thaw test, for example, a freeze-thaw test based on the method A described in JIS A 1148: 2010 for a specimen made of a composition for mortar or concrete, or a test using a small piece of mortar as shown in Non-Patent Document 2. Can be used. In this case, as an index indicating the freeze-thaw resistance, for example, a mass change rate in a predetermined freeze-thaw cycle may be used. In the above-described influence evaluation step, the influence of the particle size of the blast furnace slag fine aggregate on the freeze-thaw resistance of the molded product may be evaluated by such an index.
また、上記の凍結融解試験においては、供試体を浸漬させる溶液に塩水（例えば、質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液）を用いてもよい。一般的には、塩水を用いて凍結融解試験を行った方が、真水で行うよりも過酷な条件下での試験となる。 In the above freeze-thaw test, salt water (for example, a 10% sodium chloride aqueous solution in mass percent concentration) may be used as a solution in which the specimen is immersed. In general, a freeze-thaw test using salt water is a test under severer conditions than that using fresh water.
粒度調整工程は、上記の影響評価工程で評価した結果に基づいて、高炉スラグ細骨材の粒度を所定の凍結融解抵抗性に対応する粒度に調整するものである。粒度の調整方法としては、粉砕または分級の少なくとも一方を用いることができる。 In the particle size adjustment step, the particle size of the blast furnace slag fine aggregate is adjusted to a particle size corresponding to a predetermined freeze-thaw resistance, based on the result of the evaluation in the influence evaluation step. As a method for adjusting the particle size, at least one of pulverization and classification can be used.
混練工程は、上記の粒度調整工程で粒度を調整した高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを混練するものである。この混練工程によってモルタルまたはコンクリート用組成物が得られることになる。 In the kneading step, the fine aggregate containing the blast furnace slag fine aggregate whose particle size is adjusted in the particle size adjusting step, the binder containing cement, and water are kneaded. By this kneading step, a mortar or concrete composition is obtained.
高炉スラグは、高炉で銑鉄を製造する際に副生されるものであり、その主成分はＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯである。この高炉スラグは、高炉スラグ細骨材の形態で用いることができる。 The blast furnace slag is by-produced when producing pig iron in the blast furnace, and its main components are CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , and MgO. This blast furnace slag can be used in the form of blast furnace slag fine aggregate.
高炉スラグ細骨材は、非晶質な高炉スラグ細骨材を用いることが好ましい。非晶質な高炉スラグ細骨材としては、例えば、高炉スラグを水で急冷した高炉水砕スラグを軽破砕し、固結防止剤を添加したものを用いることができる。高炉水砕スラグの製造において急冷される直前の溶融高炉スラグの温度は１４００℃〜１５００℃であり、急冷することにより結晶への原子配列が行われないまま固結してガラス質（非結晶）となる。高炉スラグ細骨材の品質は、ＪＩＳ Ａ ５０１１−１に規定されている。 The blast furnace slag fine aggregate is preferably an amorphous blast furnace slag fine aggregate. As the amorphous blast furnace slag fine aggregate, for example, blast furnace granulated slag obtained by quenching blast furnace slag with water and lightly crushed and added with an anti-caking agent can be used. The temperature of the molten blast furnace slag immediately before being rapidly cooled in the production of granulated blast furnace slag is 1400 ° C to 1500 ° C. By rapid cooling, the crystal is solidified without any atomic arrangement on the crystal and is glassy (non-crystalline) It becomes. The quality of blast furnace slag fine aggregate is defined in JIS A 5011-1.
また、本発明で用いられるセメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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が挙げられる。 Examples of the cement used in the present invention include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, super-early-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, and low heat Portland cement.
本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物は、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するものであるが、細骨材（Ｓ）に対する高炉スラグ細骨材（ＢＦＳ）の質量比（ＢＦＳ／Ｓ）は０．６〜１．０とするのが好ましい。なお、細骨材としては、高炉スラグ細骨材に加えて例えば砂岩砕砂などの一般的な細骨材を用いることができる。 The composition for mortar or concrete of the present invention contains a fine aggregate containing a blast furnace slag fine aggregate, a binder containing a cement, and water. The mass ratio (BFS / S) of the aggregate (BFS) is preferably 0.6 to 1.0. As the fine aggregate, in addition to the blast furnace slag fine aggregate, for example, a general fine aggregate such as sandstone crushed sand can be used.
本発明のコンクリート用組成物は通常さらに粗骨材を含むものであり、コンクリート用組成物が硬化してコンクリートが得られることとなる。粗骨材としては例えば砂岩砕石などの一般的な粗骨材を用いることができる。ここで、コンクリート用組成物における水の使用量（Ｗ）としては、結合材（Ｂ）に対する水（Ｗ）の質量比（Ｗ／Ｂ）が０．２５〜０．４０であること、つまり結合材（Ｂ）１００質量部に対して、水（Ｗ）が２５〜４０質量部であることが好ましい。また、コンクリート用組成物における粗骨材の使用量としては、結合材（Ｂ）１００質量部に対して、粗骨材が１００〜５００質量部であることが好ましい。また、本発明のコンクリート用組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、さらにその他の成分を含有しても構わない。 The concrete composition of the present invention usually further comprises coarse aggregate, and the concrete composition is cured to obtain concrete. As the coarse aggregate, for example, a general coarse aggregate such as sandstone crushed stone can be used. Here, the amount (W) of water used in the concrete composition is that the mass ratio (W / B) of water (W) to the binder (B) is 0.25 to 0.40, that is, the binding. It is preferable that water (W) is 25-40 mass parts with respect to 100 mass parts of material (B). Moreover, as a usage-amount of the coarse aggregate in the composition for concrete, it is preferable that a coarse aggregate is 100-500 mass parts with respect to 100 mass parts of binder (B). The concrete composition of the present invention may further contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明によれば、使用する高炉スラグ細骨材の粒度を調整することで、モルタルまたはコンクリートに所望の凍結融解抵抗性を付与することができる。このため、モルタルまたはコンクリートの凍結融解抵抗性に係る品質管理が可能となる。 According to the present invention, desired freeze-thaw resistance can be imparted to mortar or concrete by adjusting the particle size of the blast furnace slag fine aggregate to be used. For this reason, quality control concerning freeze-thaw resistance of mortar or concrete is possible.
本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法は、凍害を抑制する効果の高い凍結融解抵抗性に優れたモルタルまたはコンクリートを得ることが可能である。したがって、本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物は、耐凍害性が要求される寒冷地や塩害環境下のコンクリート構造物の材料として有効である。 The method for producing a mortar or concrete composition of the present invention can provide mortar or concrete having a high effect of suppressing frost damage and excellent in freeze-thaw resistance. Therefore, the mortar or concrete composition of the present invention is effective as a material for a concrete structure in a cold district or a salt damage environment where frost resistance is required.
また、本発明のモルタルまたはコンクリート用組成物は、塩害に対する抵抗性にも優れている。したがって、耐塩害性が要求される建造物等の施工や、冬季に融雪剤が散布される山間部の高速道路といった凍害と塩害が複合して生じ得る場所に対して特に有効である。また、こうした用途以外にも例えば、寒冷地における海岸構造物、海洋構造物、水路構造物、道路構造物、擁壁構造物の耐凍害性と耐塩害性が要求される現場で好適に用いられる。このとき、本発明によって製造したモルタルまたはコンクリート用組成物を成形し、例えばプレキャストコンクリート製品などの成形品として施工してもよい。 The mortar or concrete composition of the present invention is also excellent in resistance to salt damage. Therefore, it is particularly effective for a place where frost damage and salt damage can occur in combination, such as construction of a building that requires salt damage resistance and a highway in a mountainous area where a snow melting agent is sprayed in winter. In addition to these uses, for example, it is suitably used at sites where frost and salt damage resistance of coastal structures, marine structures, waterway structures, road structures, retaining wall structures in cold regions is required. . At this time, the mortar or concrete composition produced according to the present invention may be molded and applied as a molded product such as a precast concrete product.
また、本発明に係る成形品の製造方法は、上述したモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法で製造したモルタルまたはコンクリート用組成物を型枠などに打ち込んで成形し、所定の養生期間経過後に脱型することで、モルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品を製造するものである。 In addition, the method for producing a molded product according to the present invention includes molding the mortar or concrete composition produced by the above-described method for producing a mortar or concrete composition into a mold or the like, and removing the mold after a predetermined curing period. By molding, a molded product formed by molding a composition for mortar or concrete is produced.
また、本発明に係る品質管理方法は、上述した成形品の製造方法で製造される成形品の凍結融解抵抗性が所定値以上となるように前記高炉スラグ細骨材の粒度を調整して成形品の凍結融解抵抗性に係る品質を管理するものである。 Further, the quality control method according to the present invention adjusts the particle size of the blast furnace slag fine aggregate so that the freeze-thaw resistance of the molded product manufactured by the above-described molded product manufacturing method is a predetermined value or more. It manages the quality related to the freeze-thaw resistance of products.
＜変形例＞
次に、本発明の変形例について説明する。
上記の実施の形態のようにしてモルタルまたはコンクリート用組成物を製造する代わりに、次のような製造方法を採用することもできる。
<Modification>
Next, a modified example of the present invention will be described.
Instead of producing a mortar or concrete composition as in the above embodiment, the following production method can be employed.
すなわち、第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品と同等の凍結融解抵抗性を有する成形品に対応するモルタルまたはコンクリート用組成物を、前記高炉スラグ細骨材の代わりに第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材を用いて製造するのである。 That is, freezing equivalent to a molded article formed by molding a mortar or concrete composition containing a fine aggregate containing a blast furnace slag fine aggregate having a first particle size distribution, a binder containing cement, and water. A mortar or concrete composition corresponding to a molded article having melting resistance is produced using a blast furnace slag fine aggregate having a second particle size distribution instead of the blast furnace slag fine aggregate.
この場合、第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材を第１の粒度分布に粒度を調整する粒度調整工程と、粒度を調整した前記高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを混練する混練工程とを備えるようにする。このようにすれば、第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材からなる成形品と同等の凍結融解抵抗性を有する成形品を、第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材を用いて得ることができる。 In this case, a blast furnace slag fine aggregate having the second particle size distribution is adjusted to a first particle size distribution, a particle size adjusting step, a fine aggregate containing the blast furnace slag fine aggregate having the adjusted particle size, and cement. And a kneading step of kneading the binder and water. In this way, using a blast furnace slag fine aggregate having a second particle size distribution, a molded article having freeze-thaw resistance equivalent to a molded article made of a blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution is used. Can be obtained.
ここで、第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材と第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材は、異なる工場で製造されたものであってもよい。また、第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材が、第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材の粒度を調整したものであってもよい。なお、第１の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材と第２の粒度分布を有する高炉スラグ細骨材は、結晶化率が略同一であることが好ましい。 Here, the blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution and the blast furnace slag fine aggregate having the second particle size distribution may be manufactured in different factories. Further, the blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution may be adjusted in particle size of the blast furnace slag fine aggregate having the second particle size distribution. The blast furnace slag fine aggregate having the first particle size distribution and the blast furnace slag fine aggregate having the second particle size distribution preferably have substantially the same crystallization rate.
本変形例の具体例として、後述の実験で述べるＡ〜Ｄ工場製の高炉スラグ細骨材を例にとり説明する。粒度調整なしのＡ工場製の高炉スラグ細骨材が第２の粒度分布を有するものとし、粗粒率１．５０が第１の粒度分布に相当するものとする。Ａ工場製の高炉スラグ細骨材の粒度分布を粗粒率１．５０に調整すると、図１２に示すように、質量変化率が早期に低下するほどの低い凍結融解抵抗性であったものが、図１５に示すように、粗粒率１．５０の高炉スラグ細骨材からなる成形品と同等の高い凍結融解抵抗性を発揮するようになる。Ｂ〜Ｄ工場製についても同様の結果となる。また、粗粒率１．５０の代わりに他の粗粒率を第１の粒度分布に設定した場合も、同様の結果となる（図１３、図１４を参照）。 As a specific example of this modification, a blast furnace slag fine aggregate manufactured by A to D factories described in an experiment described later will be described as an example. It is assumed that the blast furnace slag fine aggregate manufactured by Factory A without adjusting the particle size has the second particle size distribution, and the coarse particle ratio of 1.50 corresponds to the first particle size distribution. When the particle size distribution of the blast furnace slag fine aggregate manufactured by the A factory is adjusted to a coarse particle ratio of 1.50, as shown in FIG. As shown in FIG. 15, high freeze-thaw resistance equivalent to that of a molded article made of a blast furnace slag fine aggregate with a coarse particle ratio of 1.50 is exhibited. Similar results are obtained for the BD factory. The same result is obtained when another coarse particle ratio is set to the first particle size distribution instead of the coarse particle ratio 1.50 (see FIGS. 13 and 14).
＜本発明の作用効果の検証＞
次に、本発明の作用効果について、図１〜図２２を参照しながら説明する。上述したように、本発明者の一部は、凍結融解作用による劣化現象の中でも特にコンクリートのスケーリングに関して、ＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０による凍結融解試験時にコンクリートの質量減少を測定し、非特許文献２に示すようなモルタル小片を用いた試験によって、高炉スラグ細骨材の品質がスケーリングに対する改善効果に与える影響を調べた。その結果、高炉スラグ細骨材の製造工場によってスケーリングに与える効果が異なること、製造工場によらず細かな粒度の高炉スラグ細骨材ほど、スケーリングを抑制する効果が高いこと、また、粗い粒度の高炉スラグ細骨材であっても、それを細かく粉砕したものは、ふるいによって分けられた細かな粒度の高炉スラグ細骨材と同様な効果をもつこと等が明らかとなった。以下に、この知見を得るに至った実験について説明する。
<Verification of effects of the present invention>
Next, the effect of this invention is demonstrated, referring FIGS. 1-22. As described above, some of the inventors measured the mass decrease of the concrete during the freeze-thaw test according to JIS A 1148: 2010, particularly regarding the scaling of the concrete among the deterioration phenomenon due to the freeze-thaw action. The effect of the quality of blast furnace slag fine aggregate on the improvement effect on scaling was examined by the test using mortar pieces as shown. As a result, the effect on scaling varies depending on the blast furnace slag fine aggregate manufacturing plant, and the finer grain size blast furnace slag fine aggregate is more effective in suppressing scaling, and the coarser particle size Even if the blast furnace slag fine aggregate was finely pulverized, it became clear that it had the same effect as the fine granulated blast furnace slag fine aggregate divided by the sieve. Below, the experiment that has led to this finding will be described.
（使用材料および配合）
高炉スラグ細骨材は、４つの異なる工場（Ａ工場、Ｂ工場、Ｃ工場、Ｄ工場）で製造されたものを用いた。これらの工場で製造された高炉スラグ細骨材の粒度分布を図１に示す。粗粒率の小さいものから、Ａ工場製（表乾密度：２．７７ｇ／ｃｍ３、吸水率：０．６９％、粗粒率：２．１４）、Ｂ工場製（表乾密度：２．７３ｇ／ｃｍ３、吸水率：１．４０％、粗粒率：２．６１）、Ｃ工場製（表乾密度：２．７０ｇ／ｃｍ３、吸水率：２．０６％、粗粒率：２．７１）、Ｄ工場製（表乾密度：２．６９ｇ／ｃｍ３、吸水率：３．０８％、粗粒率：３．５０）である。なお、各工場製の高炉スラグ細骨材のＸ線回折分析結果は図２１および図２２に示すとおりである。また、粒度分布による影響を調べるために、各工場のスラグを図２に示すＪＩＳ Ａ ５０１１−１：２０１３に規定されるＢＦＳ１．２の粒度分布の最も粗いもの（粗粒率：２．６８）、中間のもの（粗粒率：２．０９）および細かいもの（粗粒率：１．５０）に粒度調整したものも用いた。さらに、粒径の影響を調べるために、０．１５ｍｍ以下、０．１５〜０．３ｍｍ、０．３〜０．６ｍｍ、０．６〜１．２ｍｍ、１．２ｍｍ以上の各粒径に分けたものも用いた。比較のために細骨材に、硬質砂岩砕砂（表乾密度：２．６４ｇ／ｃｍ３、吸水率：２．００％、粗粒率：３．０２）も用いた。セメントは、普通ポルトランドセメント（密度：３．１５ｇ／ｃｍ３、ブレーン値：３，３５０ｃｍ２／ｇ）を、コンクリートの粗骨材には、硬質砂岩砕石（最大寸法：２０ｍｍ、表乾密度：２．７４ｇ／ｃｍ３、吸水率：０．５３％）を用いた。
本実験に使用したコンクリートの配合を表１に示す。
(Materials used and formulation)
As the blast furnace slag fine aggregate, those manufactured in four different factories (A factory, B factory, C factory, and D factory) were used. The particle size distribution of the blast furnace slag fine aggregate produced in these factories is shown in FIG. From those having a small coarse particle ratio, manufactured by A factory (surface dry density: 2.77 g / cm 3 , water absorption: 0.69%, coarse particle ratio: 2.14), manufactured by factory B (surface dry density: 2. 73 g / cm 3 , water absorption: 1.40%, coarse particle ratio: 2.61), manufactured by Factory C (surface dry density: 2.70 g / cm 3 , water absorption: 2.06%, coarse particle ratio: 2 .71), manufactured by Factory D (surface dry density: 2.69 g / cm 3 , water absorption: 3.08%, coarse particle ratio: 3.50). In addition, the X-ray diffraction analysis result of the blast furnace slag fine aggregate made from each factory is as showing in FIG. 21 and FIG. Further, in order to investigate the influence of the particle size distribution, the slag of each factory has the coarsest particle size distribution of BFS1.2 as defined in JIS A 5011-1: 2013 shown in FIG. 2 (rough particle ratio: 2.68). In addition, an intermediate one (coarse grain ratio: 2.09) and a fine one (coarse grain ratio: 1.50) adjusted in particle size were also used. Furthermore, in order to investigate the influence of the particle size, it is divided into each particle size of 0.15 mm or less, 0.15-0.3 mm, 0.3-0.6 mm, 0.6-1.2 mm, 1.2 mm or more. Also used. For comparison, hard sandstone crushed sand (surface dry density: 2.64 g / cm 3 , water absorption: 2.00%, coarse particle ratio: 3.02) was also used as the fine aggregate. As the cement, ordinary Portland cement (density: 3.15 g / cm 3 , brain value: 3,350 cm 2 / g) is used, and as the coarse aggregate of concrete, hard sandstone crushed stone (maximum dimension: 20 mm, surface dry density: 2) 0.74 g / cm 3 , water absorption: 0.53%).
Table 1 shows the concrete mix used in this experiment.
コンクリートの水セメント比（Ｗ／Ｃ）は３５％で、単位水量（Ｗ）は１７５ｋｇ／ｍ３である。単位セメント量（Ｃ）、細骨材率（ｓ／ａ）、細骨材量（Ｓ）（硬質砂岩砕砂（ＳＳ）、高炉スラグ細骨材（ＢＦＳ））、粗骨材量（Ｇ）は表１に示すとおりである。混和剤には、ポリカルボン酸系高性能減水剤、消泡剤および増粘剤を用いた。配合番号１は細骨材に硬質砂岩砕砂（ＳＳ）を１００％使用する配合、配合番号２は細骨材に高炉スラグ細骨材（ＢＦＳ）を１００％使用する配合である。 The water-cement ratio (W / C) of concrete is 35%, and the unit water volume (W) is 175 kg / m 3 . Unit cement amount (C), fine aggregate rate (s / a), fine aggregate amount (S) (hard sandstone crushed sand (SS), blast furnace slag fine aggregate (BFS)), coarse aggregate amount (G) As shown in Table 1. As the admixture, a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent, an antifoaming agent and a thickener were used. Blend No. 1 is a blend using 100% hard sandstone crushed sand (SS) for fine aggregate, and Blend No. 2 is a blend using 100% blast furnace slag fine aggregate (BFS) for fine aggregate.
モルタルを用いた実験では、５ｍｍふるいを用いて練混ぜ直後のコンクリートから採取したモルタル、および、セメント、水、砂を練り混ぜて作製したモルタルの２種類を用いた。セメント、水、砂を練り混ぜて作製したモルタルは、ＪＩＳ Ａ １１４６：２００７に示される配合を参考に、水：セメント：細骨材を質量比で、１：２：４．５の割合で用いた。なお、粒径が０．１５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下および０．１５〜０．３ｍｍの高炉スラグ細骨材のみを用いる場合には、作業性を確保するためにセメントに対して質量比で２％の高性能減水剤を添加している。 In the experiment using mortar, two types were used: mortar collected from concrete immediately after mixing using a 5 mm sieve, and mortar prepared by mixing cement, water, and sand. The mortar prepared by mixing cement, water, and sand is used in a mass ratio of water: cement: fine aggregate in a ratio of 1: 2: 4.5 with reference to the formulation shown in JIS A 1146: 2007. It was. When only blast furnace slag fine aggregate having a particle size of 0.15 mm or less, 0.3 mm or less, and 0.15 to 0.3 mm is used, the mass ratio is 2 with respect to cement in order to ensure workability. % Of high-performance water reducing agent is added.
（コンクリートの凍結融解試験）
コンクリートの凍結融解試験は、ＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０に規定される水中凍結融解試験方法（Ａ法）に準拠して行った。なお、試験水には、質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液を用い、供試体には、１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍの角柱供試体を用いた。供試体は、コンクリートの打込みから２４時間は型枠内で養生を行い、脱型後から試験開始まで水中で養生を行った。
(Freezing and thawing test of concrete)
The concrete freeze-thaw test was performed in accordance with the underwater freeze-thaw test method (Method A) defined in JIS A 1148: 2010. In addition, the sodium chloride aqueous solution of 10% by mass percent concentration was used for test water, and the square column test piece of 100 mm x 100 mm x 400 mm was used for the test piece. The specimens were cured in the mold for 24 hours after placing the concrete, and were cured in water from demolding to the start of the test.
（モルタル小片を用いた凍結融解試験）
モルタル小片を用いた凍結融解試験には、図３に示す一辺が１０ｍｍの立方体のモルタル小片を用いた。モルタルは、４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの型枠に打ち込み、２０±２℃の室内で２４時間後まで型枠内で養生を行った後脱型し、材齢７日および５６日まで水中養生を行った後に、ダイヤモンドカッターを用いて一辺が１０ｍｍのモルタル小片を作製した。ポリプロピレン製の容器に、モルタル小片５個（約１４ｇ）と試験水１００ｍＬを入れ、３時間で−２０℃まで降温させ９時間保持して凍結をさせた後、３時間で３０℃まで昇温させ９時間保持して融解させる工程を１サイクルとして試験を行った。融解工程終了後に、モルタル小片を取り出し、崩れ落ちた部分を取り除いて質量を測定した。
(Freeze-thaw test using small pieces of mortar)
In the freeze-thaw test using the mortar piece, a cubic mortar piece having a side of 10 mm shown in FIG. 3 was used. The mortar is driven into a 40 mm x 40 mm x 160 mm mold, cured in a mold at room temperature of 20 ± 2 ° C for 24 hours, demolded, and then cured underwater until the age of 7 and 56 days. After that, a mortar piece having a side of 10 mm was prepared using a diamond cutter. Put 5 pieces of mortar pieces (about 14 g) and 100 mL of test water in a polypropylene container and let it cool to -20 ° C in 3 hours, hold it for 9 hours and freeze it, then raise it to 30 ° C in 3 hours. The test was conducted with the process of holding for 9 hours and melting as one cycle. After completion of the melting step, a small piece of mortar was taken out and the collapsed portion was removed, and the mass was measured.
（実験結果および考察）
［コンクリートのスケーリングとモルタル小片の質量変化の関係］
図４は、水中養生を材齢７日まで行ったコンクリートの凍結融解試験における質量変化を示したものである。試験水には、質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液を用いている。これらのコンクリートには、ＡＥ剤および増粘剤を用いていない。質量変化には、コンクリート表面に生じるスケーリングによる質量の減少と、コンクリートの表面や内部に生じる微細ひび割れ内に水が浸入することによる質量の増加の２つの要因が含まれることになるが、細骨材にＡ工場製の高炉スラグ細骨材を用いたものは、硬質砂岩砕砂を用いたものに比べて質量変化が小さいことが分かる。図５および図６は、それぞれ、図４に示すＡ工場製の高炉スラグ細骨材および硬質砂岩砕砂を用いたコンクリートの表面を撮影したものである。高炉スラグ細骨材を用いたものは、凍結融解の繰返しを９９サイクル行った後の結果で、硬質砂岩砕砂を用いたものは、９２サイクル行った後の結果である。
(Experimental results and discussion)
[Relationship between scaling of concrete and mass change of mortar pieces]
FIG. 4 shows the mass change in the freeze-thaw test of concrete which was cured under water up to the age of 7 days. The test water is a 10% sodium chloride aqueous solution with a mass percent concentration. These concretes do not use AE agents or thickeners. The change in mass includes two factors: a decrease in mass due to scaling that occurs on the concrete surface, and an increase in mass due to the ingress of water into microcracks that occur on and within the concrete surface. It can be seen that the change in mass of the blast furnace slag fine aggregate manufactured by Factory A is smaller than that of crushed hard sandstone. 5 and 6 are photographs of the surface of concrete using blast furnace slag fine aggregate and hard sandstone crushed sand manufactured by Factory A shown in FIG. 4, respectively. Those using blast furnace slag fine aggregate are the results after 99 cycles of repeated freezing and thawing, and those using hard sandstone crushed sand are the results after 92 cycles.
また、図７および図８は、それぞれ、図５および図６の点線で囲まれた部分を拡大したものである。これらの図より、細骨材に硬質砂岩砕砂を用いたコンクリートは、粗骨材が現れる程度スケーリングが生じていることが分かる。一方、細骨材にＡ工場製の高炉スラグ細骨材を用いたコンクリートは、表面の損傷はほとんど生じておらず、スケーリングが生じにくいことが分かる。 7 and 8 are enlarged views of portions surrounded by dotted lines in FIGS. 5 and 6, respectively. From these figures, it can be seen that the concrete using hard sandstone crushed sand as fine aggregate is scaled to the extent that coarse aggregate appears. On the other hand, it is understood that the concrete using the blast furnace slag fine aggregate manufactured by Factory A as the fine aggregate hardly causes the surface damage and is difficult to cause the scaling.
図９は、図４に示すコンクリートから５ｍｍふるいを用いて採取したモルタルにより作製したモルタル小片の凍結融解試験の結果である。試験水には、質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液を用いている。 FIG. 9 shows the results of a freeze-thaw test of a mortar piece made of mortar taken from the concrete shown in FIG. 4 using a 5 mm sieve. The test water is a 10% sodium chloride aqueous solution with a mass percent concentration.
スケーリングの大きい硬質砂岩砕砂を用いたコンクリートから作製したモルタル小片は、凍結融解作用を４０サイクル繰り返した後に質量が８０％減少している。一方、スケーリングの小さいＡ工場製の高炉スラグ細骨材を用いたコンクリートから作製したモルタル小片では、凍結融解作用の繰返しを４０サイクル以上行っても質量変化が小さいことが分かる。図１０は、図９に示すモルタル小片を凍結融解４０サイクル行った時点での破壊状況を示している。硬質砂岩砕砂を用いたモルタルは、凍結融解の作用を４０サイクル繰り返した後には、ほとんど崩れているのに対し、Ａ工場製の高炉スラグ細骨材を用いたモルタル小片では、大きな角欠けはしておらず、凍結融解抵抗性が高いことが分かる。 Mortar pieces made from concrete using hard sandstone crushed sand with high scaling have a mass reduction of 80% after 40 cycles of freeze-thaw action. On the other hand, it can be seen that the change in mass is small even when the freeze-thaw action is repeated for 40 cycles or more in small pieces of mortar produced from concrete using blast furnace slag fine aggregate manufactured by Factory A with small scaling. FIG. 10 shows a state of destruction when the mortar piece shown in FIG. 9 is subjected to 40 cycles of freezing and thawing. Mortars using hard sandstone crushed sand almost collapsed after 40 cycles of freeze-thaw action, whereas mortar pieces using blast furnace slag fine aggregate manufactured by Factory A have large corners. It can be seen that the resistance to freezing and thawing is high.
図４から図８で示したコンクリートの凍結融解試験で生じるスケーリングと、図９および図１０で示したモルタル小片を用いた凍結融解試験の結果は、概ね同様の傾向を示している。モルタル小片を用いた凍結融解試験を用いれば、コンクリートに生じるスケーリングの傾向が把握できると考えられる。 The scaling that occurs in the freeze-thaw test of the concrete shown in FIGS. 4 to 8 and the results of the freeze-thaw test using the mortar pieces shown in FIGS. 9 and 10 show almost the same tendency. If the freeze-thaw test using small pieces of mortar is used, the tendency of scaling that occurs in concrete can be grasped.
［高炉スラグ細骨材の製造工場による差］
図１１は、製造工場の異なる４種類の高炉スラグ細骨材を用いたモルタル小片の凍結融解試験結果を示したものである。モルタルの配合は、水、セメントおよび細骨材を、質量比で１：２：４．５としたＪＩＳ Ａ １１４６：２００７に示されるものである。これらの結果は、水中養生を材齢７日まで行った後、直ちに試験を開始したものである。なお、試験水には、水道水を用いている。この図より、高炉スラグ細骨材の製造工場によって、モルタルの質量変化に差があることが分かる。一方、図１２は、試験水に質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液を用いて試験を行った結果である。いずれの製造工場のものも、図１１に示した水道水を用いたものに比べ、早期に質量が減少していることが分かる。
[Differences in the production plant of blast furnace slag fine aggregate]
FIG. 11 shows the results of a freeze-thaw test of small pieces of mortar using four types of blast furnace slag fine aggregates from different manufacturing plants. The blending of mortar is shown in JIS A 1146: 2007 in which water, cement, and fine aggregate are in a mass ratio of 1: 2: 4.5. In these results, the test was started immediately after the underwater curing was performed until the age of 7 days. Note that tap water is used as test water. From this figure, it can be seen that there is a difference in mortar mass change depending on the blast furnace slag fine aggregate manufacturing plant. On the other hand, FIG. 12 shows the results of testing using 10% sodium chloride aqueous solution at a mass percent concentration as test water. It can be seen that the mass of each manufacturing factory is reduced in mass at an early stage as compared with that using the tap water shown in FIG.
図１３は、製造工場の異なる４種類の高炉スラグ細骨材を、図２に示したＪＩＳ Ａ ５０１１−１：２０１３に規定されるＢＦＳ１．２の最も粗い粒度分布に調整した高炉スラグ細骨材を用いたモルタル小片の凍結融解試験を行った結果である。図１２に示す粒度調整を行わないものに比べて、いずれの製造工場のものであっても、早期に質量が減少していることが分かる。一方、図１４は、図２に示したＪＩＳ Ａ ５０１１−１：２０１３に規定されるＢＦＳ１．２の中間の粒度分布に調整した高炉スラグ細骨材を用いた結果である。 FIG. 13 shows blast furnace slag fine aggregates prepared by adjusting four types of blast furnace slag fine aggregates from different manufacturing plants to the coarsest particle size distribution of BFS1.2 defined in JIS A 5011-1: 2013 shown in FIG. It is the result of having performed the freezing and thawing test of the mortar piece which used No .. It can be seen that the mass is reduced at an early stage in any manufacturing plant as compared with the case where the particle size adjustment is not performed as shown in FIG. On the other hand, FIG. 14 is a result of using a blast furnace slag fine aggregate adjusted to an intermediate particle size distribution of BFS1.2 defined in JIS A 5011-1: 2013 shown in FIG.
いずれの製造工場のものも、細かい粒径のものが増えることで、図１３に示した粗い粒度分布の結果に比べて質量減少率が小さくなっていることが分かる。さらに、図１５は、図２に示したＪＩＳ Ａ ５０１１−１：２０１３に規定されるＢＦＳ１．２の最も細かい粒度分布に調整した高炉スラグ細骨材を用いた結果である。Ａ工場製およびＣ工場製のものは、凍結融解作用の繰返しを１００サイクル行った後でも、質量変化がほとんど生じていない。高炉スラグ細骨材の製造工場による差もあるが、粒度分布が与える影響は、より大きいと考えられる。 It can be seen that the mass reduction rate of all the manufacturing factories is smaller than that of the coarse particle size distribution shown in FIG. Furthermore, FIG. 15 is a result of using a blast furnace slag fine aggregate adjusted to the finest particle size distribution of BFS1.2 defined in JIS A 5011-1: 2013 shown in FIG. The products manufactured by Factory A and Factory C hardly change in mass even after 100 cycles of repeated freeze-thaw action. Although there are differences depending on the blast furnace slag fine aggregate manufacturing plant, the effect of the particle size distribution is considered to be greater.
［粒径および養生の影響］
図１６は、Ａ工場製の高炉スラグ細骨材を０．１５ｍｍ以下、０．１５〜０．３ｍｍ、０．３〜０．６ｍｍ、０．６〜１．２ｍｍ、１．２ｍｍ以上にふるい分け、それぞれの粒度の高炉スラグ細骨材を用いたモルタル小片の凍結融解試験結果を示したものである。試験は、水中養生を材齢７日まで行った後、直ちに開始している。なお、試験水には、質量パーセント濃度で１０％の塩化ナトリウム水溶液を用いている。この図より、大きな粒径のものほど、早期に質量が小さくなることが分かる。一方で、粒径が０．１５ｍｍ以下の細かいものでは、凍結融解の繰返しを１００サイクル行った後でも、質量変化はほとんど生じていない。図１７は、図１６に示したモルタルを、材齢５６日まで水中養生を行った後に、凍結融解試験を行った結果である。長く養生を行うことで、大きな粒径のものも、質量減少率が小さくなることが分かる。一方、図１８は、１．２ｍｍ以上の粒をミルで粉砕し、０．３ｍｍ以下にしたものを用いたモルタルの凍結融解試験の結果である。試験は、水中養生を材齢７日まで行った後、直ちに開始している。いずれの工場で製造された高炉スラグ細骨材の大きな粒も、細かくすりつぶすことで、凍結融解による質量減少が小さくなっている。高炉スラグ細骨材には水硬性があることが知られており（例えば、非特許文献３を参照）、圧縮強度は長期にわたって増進することや、中性化がわずかながら抑制されることが報告されている（例えば、非特許文献４を参照）。
[Effects of particle size and curing]
FIG. 16 shows that the blast furnace slag fine aggregate manufactured by Factory A is screened to 0.15 mm or less, 0.15 to 0.3 mm, 0.3 to 0.6 mm, 0.6 to 1.2 mm, 1.2 mm or more, The results of freeze-thaw tests of mortar pieces using blast furnace slag fine aggregates of various particle sizes are shown. The test is started immediately after underwater curing is carried out until the age of 7 days. The test water is a 10% sodium chloride aqueous solution with a mass percent concentration. From this figure, it can be seen that the larger the particle size, the earlier the mass decreases. On the other hand, in a fine particle having a particle size of 0.15 mm or less, mass change hardly occurs even after 100 cycles of repeated freeze-thaw cycles. FIG. 17 shows the result of a freeze-thaw test after the mortar shown in FIG. 16 was cured in water until the age of 56 days. It can be seen that by performing curing for a long time, the mass reduction rate becomes small even when the particle size is large. On the other hand, FIG. 18 shows the result of a freeze-thaw test of mortar using a particle having a particle size of 1.2 mm or more pulverized with a mill to a particle size of 0.3 mm or less. The test is started immediately after underwater curing is carried out until the age of 7 days. Large grains of blast furnace slag fine aggregate produced at any factory are ground finely, so that mass loss due to freezing and thawing is reduced. It is known that blast furnace slag fine aggregate has hydraulic properties (see, for example, Non-Patent Document 3), and it is reported that compressive strength increases over a long period of time and neutralization is slightly suppressed. (For example, see Non-Patent Document 4).
大きな粒径のものは、骨材表面で生じる反応に時間がかかるため、養生期間を長くとるか、細かくして表面積を増やし、高炉スラグ細骨材が反応しやすくさせることで、骨材とペーストの界面が強固になり、スケーリングを抑制する効果が高まるものと考えられる。 Larger particle sizes take longer time to react on the surface of the aggregate, so the longer the curing period or the smaller the surface area, the easier the blast furnace slag fine aggregate will react. It is considered that the interface becomes stronger and the effect of suppressing scaling is enhanced.
図１９は、試験開始時材齢が高炉スラグ細骨材を用いたコンクリートの凍結融解抵抗性に与える影響を相対動弾性係数で示した結果である。細骨材には、Ａ工場製の高炉スラグ細骨材を用い、ＡＥ剤は用いていない。混和剤には、高性能減水剤、消泡剤および増粘剤を用いている。いずれの試験開始時材齢の場合でも、凍結融解作用を３００サイクル繰り返した後の相対動弾性係数は、９５％以上になっている。一方、図２０は、図１９に示した高炉スラグ細骨材を用いたコンクリートの凍結融解試験結果を質量変化率で示したものである。材齢７日で試験を開始したものは、凍結融解の繰り返しを３００サイクル行った後には、質量が３．５％程度減少しているのに対し、材齢２８日で試験を開始した場合には、１．０％以下にまで小さくなっている。相対動弾性係数で示した凍結融解抵抗性は差が小さい場合でも、質量変化率で示した凍結融解抵抗性では、養生期間による影響があるといえる。高炉スラグ細骨材を用いたコンクリートでは、養生期間を長くとれば、粒径の大きい高炉スラグ細骨材が反応することで、凍結融解抵抗性がより改善されると考えられる。 FIG. 19 shows the results of the relative dynamic elastic modulus indicating the influence of the age at the start of the test on the freeze-thaw resistance of concrete using blast furnace slag fine aggregate. As the fine aggregate, blast furnace slag fine aggregate manufactured by Factory A is used, and no AE agent is used. As the admixture, a high-performance water reducing agent, an antifoaming agent and a thickening agent are used. Regardless of the age at the start of any test, the relative kinematic modulus after repeating the freeze-thaw action for 300 cycles is 95% or more. On the other hand, FIG. 20 shows the result of freeze-thaw test of concrete using the blast furnace slag fine aggregate shown in FIG. 19 in terms of mass change rate. When the test was started at 7 days of age, the mass decreased by about 3.5% after 300 cycles of repeated freezing and thawing, whereas the test started at 28 days of age. Is as small as 1.0% or less. Even if the freeze-thaw resistance indicated by the relative kinematic elastic modulus is small, it can be said that the freeze-thaw resistance indicated by the mass change rate has an influence due to the curing period. In concrete using blast furnace slag fine aggregate, if the curing period is long, it is considered that the freeze-thaw resistance is further improved by the reaction of the blast furnace slag fine aggregate having a large particle size.
（実験結果のまとめ）
上記の実験で得られた結果をまとめると、以下のようになる。
１）粒度の細かな高炉スラグ細骨材ほど、コンクリートのスケーリングを抑制する効果が高い。
２）長い期間水中養生を行うことで、粗い粒度の高炉スラグ細骨材もスケーリングを抑制する効果が大きくなる。
３）粒度の粗い高炉スラグ細骨材であっても、それを細かく粉砕したものは、ふるいによって分けられた細かな粒度の高炉スラグと同様な効果をもつ。
４）高炉スラグ細骨材を用いたコンクリートは、ＪＩＳ Ａ １１４８：２０１０に示される凍結融解試験方法（Ａ法）によって試験を行った場合、相対動弾性係数に与える材齢による差が小さい場合であっても、スケーリングは、長期間にわたって水中養生を行ったものの方が小さくなる。
(Summary of experimental results)
The results obtained in the above experiment are summarized as follows.
1) The finer the blast furnace slag fine aggregate, the higher the effect of suppressing the scaling of concrete.
2) By performing underwater curing for a long period of time, the effect of suppressing the scaling of coarse blast furnace slag fine aggregate is also increased.
3) Even if the fine grained blast furnace slag fine aggregate is finely pulverized, it has the same effect as the fine grained blast furnace slag divided by the sieve.
4) When concrete using blast furnace slag fine aggregate is tested according to the freeze-thaw test method (Method A) shown in JIS A 1148: 2010, the difference in age given to the relative kinematic modulus is small. Even so, scaling is smaller for those that have been underwater curing for a long time.
以上説明したように、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法によれば、高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを含有するモルタルまたはコンクリート用組成物を製造する方法であって、前記高炉スラグ細骨材の粒度が前記モルタルまたはコンクリート用組成物を成形してなる成形品の凍結融解抵抗性に与える影響を所定の凍結融解試験により評価する影響評価工程と、評価した結果に基づいて、前記高炉スラグ細骨材の粒度を所定の凍結融解抵抗性に対応する粒度に調整する粒度調整工程と、粒度を調整した前記高炉スラグ細骨材を含む細骨材と、セメントを含む結合材と、水とを混練する混練工程とを備えるので、使用する高炉スラグ細骨材の粒度を調整することで、モルタルまたはコンクリートに所望の凍結融解抵抗性を付与することができる。このため、モルタルまたはコンクリートの凍結融解抵抗性に係る品質管理が可能となる。したがって、凍結融解抵抗性に係る品質管理を可能にするモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法、それを成形してなる成形品の製造方法および品質管理方法を提供することができる。 As described above, according to the method for producing a composition for mortar or concrete according to the present invention, mortar or concrete containing fine aggregate containing blast furnace slag fine aggregate, a binder containing cement, and water. The effect of the grain size of the blast furnace slag fine aggregate on the freeze-thaw resistance of a molded product formed by molding the mortar or concrete composition is evaluated by a predetermined freeze-thaw test. And a particle size adjusting step for adjusting the particle size of the blast furnace slag fine aggregate to a particle size corresponding to a predetermined freeze-thaw resistance based on the evaluation result, and the blast furnace slag fine aggregate adjusted in particle size And a kneading step of kneading water with a binder containing cement, and by adjusting the particle size of the blast furnace slag fine aggregate to be used, It is possible to impart the desired resistance to freezing and thawing in the cleat. For this reason, quality control concerning freeze-thaw resistance of mortar or concrete is possible. Therefore, it is possible to provide a method for producing a composition for mortar or concrete that enables quality control related to freeze-thaw resistance, a method for producing a molded product obtained by molding the composition, and a quality control method.
以上のように、本発明に係るモルタルまたはコンクリート用組成物の製造方法、それを成形してなる成形品の製造方法および品質管理方法は、高炉スラグ細骨材を含有するモルタルまたはコンクリートに有用であり、特に、凍結融解抵抗性に係る品質管理を容易に行えることから、スケーリング等の凍害劣化のおそれのある沿岸地域や寒冷地域で使用するコンクリート製品に適している。 As described above, the method for producing a composition for mortar or concrete according to the present invention, the method for producing a molded product obtained by molding the composition, and the quality control method are useful for mortar or concrete containing a blast furnace slag fine aggregate. In particular, quality control related to freezing and thawing resistance can be easily performed, and therefore, it is suitable for concrete products used in coastal areas and cold areas where frost damage deterioration such as scaling may occur.
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