JP6639917B2 - コンクリート、およびコンクリートの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明によるコンクリートは、セメント、骨材、膨張材、収縮低減剤、および空気量調整剤を有する。各構成要素について、以下にそれぞれ説明する。なお、本明細書において、「単位量(kg/m3)」とは、1m3のコンクリートを製造するときに用いる各原料の配合量を意味する。
本発明で使用するセメントは、水硬性のものであれば何れのセメントを使用することができ、例えば、ポルトランドセメント、混合セメント、特殊セメントなどを使用することができる。ポルトランドセメントとしては、例えば、普通、早強、超早強、低熱、中庸熱、及び耐硫酸塩などが挙げられる。混合セメントとしては、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム又は石灰石微粉末などが混合された各種の混合セメントが挙げられる。特殊セメントとしては、例えば、アルミナセメント、または速硬性を有しない普通セメントタイプのエコセメントなどが挙げられる。これらのセメントは、いずれか1種を選択して使用することもできるが、2種以上のセメントを組み合わせて使用してもよい。
乾燥収縮低減率(%)={1−(本発明によるコンクリートの長さ変化率)/(膨張材および収縮低減剤を含まないコンクリートの長さ変化率)} ・・・(I)
本発明で使用する骨材は、特に制限されるものではなく、通常のコンクリートの製造に使用される細骨材、または粗骨材を使用することができる。このような細骨材、または粗骨材として、例えば、川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂、川砂利、海砂利、山砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、または再生粗骨材などが挙げられ、これらの混合物を用いてもよい。
本発明で使用する膨張材としては、遊離生石灰を主成分とする石灰系膨張材、カルシウムサルホアルミネート系膨張材などが挙げられる。特に、本発明における収縮低減剤との組合せにおいては、空気量の制御が容易であること、反応速度が良好であることなどの観点から、石灰系膨張材を使用することが好ましい。
本発明で使用する収縮低減剤は、本発明によるコンクリートに乾燥収縮低減効果を発揮させるものであり、本発明で使用する収縮低減剤は、成分として、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む。その一般的な構造としては、例えば下記式(1)で表される。
CH3(CH2)11(OCH2CH2)4OH ・・・(1)
本発明で使用する空気量調整剤は、一般的なコンクリート用として使用されるものであればいずれのものも使用できる。本発明において、空気量調整剤の配合量は、収縮低減剤を添加しないコンクリートの添加量とほぼ同等(例えば、2倍以下)の添加量でコンクリート中の空気量を所定量(例えば、3.0〜6.0%)に調整することができる。
本発明によるコンクリートは、セメント分散剤を用いることができる。セメント分散剤は、コンクリートの製造に使用されるセメント用の分散剤であり、このようなセメント分散剤としては、例えば、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、または高性能AE減水剤などの減水剤、および流動化剤などが挙げられる。減水剤としては、例えば、リグニンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリカルボン酸およびこれらの塩から選ばれる少なくとも1種以上が挙げられる。また、前記の塩としては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属塩や、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種以上が挙げられる。
セメント分散剤の配合量(%)={セメント分散剤/[粉体量(セメント+膨張材)]}×100 ・・・(III)
本発明によるコンクリートは、上記各成分以外にも、必要に応じて、本発明の効果が実質的に失われない範囲で、コンクリートに使用できる他の成分を含有していてもよい。このような成分として、例えば、促進剤、増粘剤、再乳化粉末樹脂、発泡剤、防水剤、防錆剤、消泡剤、起泡剤、防水材、保水剤、撥水剤、白華防止剤、凝結調整剤、顔料、繊維、シリカフューム、スラグおよびフライアッシュなどが挙げられる。
[コンクリートの製造]
セメント、膨張材、および骨材(細骨材、粗骨材)を、表1に示す配合割合でコンクリートミキサに投入して空練した。次いで、収縮低減剤、空気量調整剤、セメント分散剤、および水を表1に示す配合割合となるようにコンクリートミキサに投入して、セメント、膨張材、細骨材、および粗骨材と練り混ぜ、コンクリートを製造した。各々の実施例、比較例のそれぞれのコンクリートにおける各成分の配合割合は、表1に示す通りである。なお、水セメント比(W/C)は、水とセメントとの質量比であり、細骨材率は、細骨材(S)と粗骨材(G)との和に対する細骨材(S)の容積比率(単位:%)であり、混和剤、空気量調整剤の配合量は、粉体量(P:セメント(C)+膨張材(EX))の質量に対するセメント分散剤、または空気量調整剤の質量の比(単位:%)であり、以下の式で求めた値である。
セメント分散剤の配合量(%)={セメント分散剤/[粉体量P]}×100
空気量調整剤の配合量(%)={空気量調整剤/[粉体量P]}×100
・セメント(C):普通ポルトランドセメント(太平洋セメント株式会社製、密度:3.16g/cm3)
・膨張材(EX):石灰系膨張材(「ハイパーエクスパン」、太平洋マテリアル株式会社製)
・収縮低減剤(SR1):主成分ポリオキシエチレンアルキルエーテル(「シュリンテクト」、太平洋マテリアル株式会社製)
・収縮低減剤(SR2):主成分ポリエーテル誘導体(「ヒビタンB」、竹本油脂株式会社製)
・収縮低減剤(SR3):主成分特殊ポリオキシアルキレングリコール(「アクアガード」、日本触媒株式会社製)
・細骨材(S):静岡県菊川市産山砂(密度:2.61g/cm3、粗粒率:6.63)
・粗骨材(G):茨城県桜川市産砕石2005(表乾密度:2.64g/cm3、粗粒率:2.80)
・セメント分散剤:AE減水剤(リグニンスルホン酸系とポリカルボン酸エーテル系の複合体)、「マスターポリヒード15S」、BASFジャパン株式会社製
・空気量調整剤:「マスターエアー101」、BASFジャパン株式会社製
・水:水道水
上記表1に記載のコンクリートについて、以下に示す方法で、空気量、拘束膨張ひずみ、および乾燥収縮低減率を以下の通り評価した。各々の測定結果を表1に示す。
得られたコンクリート中の空気量は、JIS A 1128:2005「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法」に準拠して測定した。なお、目標空気量は、3.0〜6.0%とした。
JIS A 6202「コンクリート用膨張材」付属書2に示される拘束膨張及び収縮試験方法(A法)に準拠して拘束膨張試験を実施し、材齢7日の膨張率(拘束膨張ひずみ)を求めた。
JIS A 1129−2(コンタクトゲージ方法)に準拠し、コンパレータ法によりコンクリートの寸法を測定した後、20℃×60%RHの条件下で6か月間保存し、材齢6か月のコンクリートの寸法を再度測定し、長さ変化率を算出した。乾燥収縮低減率は、コンクリートの長さ変化率と、膨張材および収縮低減剤を使用していないコンクリートの長さ変化率とを用いて、下記式より算出した。この乾燥収縮低減率の値が大きいコンクリートほど、乾燥収縮を抑制できていることを意味し、本実施例では、乾燥収縮低減率が20%以上であることが好ましい。
乾燥収縮低減率(%)={1−(実施例1〜5、または比較例2〜7のコンクリートの長さ変化率)/(比較例1のコンクリートの長さ変化率)}
Claims (6)
- セメント、骨材、膨張材、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む収縮低減剤、セメント分散剤および空気連行剤を含んでなり、前記収縮低減剤の含有量が、単位量で1.5〜4.5kg/m 3 であることを特徴とする、コンクリート。
- 前記セメントおよび前記膨張剤の合計質量に対する前記空気連行剤の配合量が0.0008〜0.0015%である、請求項1に記載のコンクリート。
- 前記膨張材の含有量が、単位量で10〜25kg/m3である、請求項1または2に記載のコンクリート。
- 前記膨張材が、石灰系膨張材である、請求項1〜3の何れか一項に記載のコンクリート。
- セメント、骨材、膨張材、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む収縮低減剤、セメント分散剤、および空気連行剤を含んでなり、前記収縮低減剤の含有量が、単位量で1.5〜4.5kg/m 3 であるコンクリートの製造方法であって、
前記セメント、前記膨張材、および前記骨材を混合して混合物を得る工程と、
前記混合物に、前記収縮低減剤、前記セメント分散剤、前記空気連行剤および水を練り混ぜる工程と、
を含むことを特徴とする、コンクリートの製造方法。 - セメント、骨材、膨張材、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含む収縮低減剤、セメント分散剤および空気連行剤を含んでなり、前記収縮低減剤の含有量が、単位量で1.5〜4.5kg/m 3 であるコンクリートの製造方法であって、
前記セメント、前記膨張材、および前記骨材を混合して混合物を得る工程と、
前記混合物に、前記セメント分散剤、前記空気連行剤および水を練り混ぜて、フレッシュコンクリートを得る工程と、
前記フレッシュコンクリートに前記収縮低減剤を添加する工程と、
を含むことを特徴とする、コンクリートの製造方法。
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