JP7008427B2

JP7008427B2 - 流動性の高いコンクリート

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Publication number: JP7008427B2
Application number: JP2017088683A
Authority: JP
Inventors: 勉山川; 邦昭桜井
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Obayashi Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Obayashi Corp
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: JP2018184328A

Description

本発明は、流動性の高いコンクリートに関する。

一般的に使用されるコンクリート（普通コンクリート）に混和剤を添加して得られる流動性の高いコンクリートが知られている。流動性の高いコンクリートには、普通コンクリートと異なる配合で混和剤（減水剤）を添加して得られる高流動コンクリートや中流動コンクリートと呼ばれるものがある。

高流動コンクリートは、スランプフロー５０～７０ｃｍ程度の高い流動性を有するため、コンクリート自体が鉄筋構造の隙間を通過し、型枠の隅々まで均質に充填できる。従って、コンクリート施工時の締固め作業（型枠に流し込んだコンクリートに対してバイブレータによる振動を与える作業）を省略できるため、施工性が格段に向上する。

また、中流動コンクリートは、スランプフロー３５～５０ｃｍ程度の高い流動性を有するため、普通コンクリートに比べて流動性や鉄筋構造への充填性が高く、締固め作業を簡略化できる。

特開２０１２－１１６６７１号公報

しかしながら、高流動コンクリートや中流動コンクリートは、高い流動性に見合った材料分離抵抗性を確保するために、普通コンクリートよりも単位セメント量（粉体量）を増大させる必要がある。

たとえば、一般的な土木分野で使用される普通コンクリートの単位セメント量は３００ｋｇ／ｍ^３以下であるのに対し、高流動コンクリートでは、たとえば５００ｋｇ／ｍ^３以上の単位セメント量を必要とする。

また、混和剤として、増粘成分を含有した一液タイプの高性能ＡＥ減水剤が知られている。しかし、このような高性能ＡＥ減水剤を添加した場合であっても、高流動コンクリートで単位セメント量が４００ｋｇ／ｍ^３以上、中流動コンクリートで単位セメント量が３５０ｋｇ／ｍ^３以上が必要となる。

すなわち、従来の高流動コンクリートや中流動コンクリートは、単位セメント量が多くなるため、単位セメント量に対する単位水量の割合（水セメント比）が小さくなる。また、単位セメント量が増大することにより、セメントの水和発熱量が増加し、コンクリート硬化時にひび割れ等が生じやすくなる。更に、単位セメント量の増加によるコンクリートの材料コストが増大する。

本発明は、単位セメント量を抑えた流動性の高いコンクリートを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、セメント、水、骨材、増粘剤、及び高性能ＡＥ減水剤を含む流動性の高いコンクリートであって、前記増粘剤が、水溶性セルロースエーテル、消泡剤、及びガム類を含み、前記高性能ＡＥ減水剤は、ＪＩＳＡ６２０４に規定される減水率が１８％以上であり、水セメント比は４６．１％以上６５％以下であり、スランプフローは３５ｃｍ以上７５ｃｍ以下である。
また、本発明の流動性の高いコンクリートは、２０１２年制定コンクリート標準示方書[施工編]で規定される充填高さが３０ｃｍ以上（障害：ランク２）、前記スランプフローが５５ｃｍ以上７５ｃｍ以下、且つ５００ｍｍフロー到達時間が３～１５秒の高流動コンクリートであることが好ましい。
或いは、本発明の流動性の高いコンクリートは、東・中・西日本高速道路トンネル施工管理要領で規定される充填高さが２８ｃｍ以上（障害：ランク３）であり、且つ前記スランプフローが３５ｃｍ以上５０ｃｍ以下の中流動コンクリートであることが好ましい。
また、前記水の単位水量は、前記流動性の高いコンクリート１ｍ^３あたり、１８５ｋｇ以下であることが好ましい。

本発明の流動性の高いコンクリートによれば、単位セメント量を抑えることができる。

＝＝実施形態＝＝
本実施形態は、セメント、水、骨材、増粘剤、及び高性能ＡＥ減水剤を含む流動性の高いコンクリートに関する。本実施形態において、流動性の高いコンクリートは、高流動コンクリート（自己充填コンクリート）及び中流動コンクリートを含む。

高流動コンクリートとは、２０１２年制定コンクリート標準示方書[施工編]で規定される充填高さが３０ｃｍ以上（障害：ランク２）であり、且つスランプフローが５５ｃｍ以上７５ｃｍ以下のコンクリートをいう。また、高流動コンクリートは、２０１２年制定コンクリート標準示方書[施工編]で規定される５００ｍｍフロー到達時間が３～１５秒であり、且つＪＩＳＡ１１２３に基づくブリーディング率が普通コンクリートと同等以下であることが好ましい。高流動コンクリ―トは、たとえば、鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造）を採用する構造物に用いられる。

一方、中流動コンクリートとは、東・中・西日本高速道路トンネル施工管理要領で規定される充填高さが２８ｃｍ以上（障害：ランク３）であり、且つスランプフローが３５ｃｍ以上５０ｃｍ以下のコンクリートをいう。また、中流動コンクリートは、ＪＩＳＡ１１２３に基づくブリーディング率が普通コンクリートと同等以下であることが好ましい。中流動コンクリートは、たとえば、トンネルの覆工コンクリートに用いられる。

［セメント、水、骨材］
セメント、水、骨材は、通常のコンクリート作製時に使用される様々な材料を用いることができる。

セメントは、たとえば、ポルトランドセメント（普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等）や混合セメント（高炉セメント、フライアッシュセメント等）である。水は、たとえば上水道水やＪＩＳＡ５３０８に示される「上水道水以外の水」である。

本実施形態に係る流動性の高いコンクリートにおける水セメント比は４６．１％以上６５％以下である。たとえば、流動性の高いコンクリートにおける単位水量がコンクリート１ｍ^３あたり１７５ｋｇの場合、流動性の高いコンクリートにおける単位セメント量は、コンクリート１ｍ^３あたり２６９ｋｇ～３８０ｋｇとなる。

なお、コンクリート１ｍ^３あたりの単位水量について、土木分野では１７５ｋｇ以下が好ましいとされ、建築分野では１８５ｋｇ以下が好ましいとされている。

骨材は、粗骨材及び細骨材を含む。

粗骨材は、砕石、川砂利、山砂利、陸砂利等である。細骨材は、陸砂、川砂、山砂、珪砂、砕砂等である。本実施形態に係る流動性の高いコンクリートに対する粗骨材の単位量は、好ましくはコンクリート１ｍ^３あたり７００ｋｇ～１１００ｋｇである。本実施形態に係る流動性の高いコンクリートに対する細骨材の単位量は、好ましくはコンクリート１ｍ^３あたり７００ｋｇ～１１００ｋｇである。なお、２０１２年制定コンクリート標準示方書[施工編]では、粗骨材寸法４０ｍｍの骨材を用いる場合の最低セメント量の目安を２５０ｋｇ／ｍ^３以上とされており、粗骨材寸法２０ｍｍの骨材を用いる場合の最低セメント量の目安を２７０ｋｇ／ｍ^３以上とされている。

［増粘剤］
増粘剤は、流動性の高いコンクリートの粘性を高め、材料分離を抑制するために用いられる。増粘剤の添加量は、好ましくはコンクリート１ｍ^３あたり１５ｇ～２５０ｇである。本実施形態に係る増粘剤は、水溶性セルロースエーテル、消泡剤、及びガム類を含む。

水溶性セルロースエーテルは、非イオン性であり、流動性の高いコンクリートの材料分離抑制、ブリーディングの低減による耐久性の向上、強度及び品質のバラツキ低減が可能な点において、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロースが好ましい。

アルキルセルロースとしては、ＤＳが好ましくは１．０～２．２、より好ましくは１．２～２．０のメチルセルロース、ＤＳが好ましくは１．０～２．２、より好ましくは１．２～２．０のエチルセルロース等が挙げられる。ヒドロキシアルキルセルロースとしては、ＭＳが好ましくは０．１～３．０、より好ましくは０．５～２．８のヒドロキシエチルセルロース、ＭＳが好ましくは０．０５～３．３、より好ましくは０．１～３．０のヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられる。ヒドロキシアルキルアルキルセルロースとしては、ＤＳが好ましくは１．０～２．２、より好ましくは１．２～２．０、ＭＳが好ましくは０．０５～０．６、より好ましくは０．１０～０．５のヒドロキシエチルメチルセルロース、ＤＳが好ましくは１．０～２．２、より好ましくは１．２～２．０、ＭＳが好ましくは０．０５～０．６、より好ましくは０．１０～０．５のヒドロキシプロピルメチルセルロース、ＤＳが好ましくは１．０～２．２、より好ましくは１．２～２．０、ＭＳが好ましくは０．０５～０．６、より好ましくは０．１０～０．５のヒドロキシエチルエチルセルロースが挙げられる。

なお、ＤＳは、置換度（ｄｅｇｒｅｅｏｆｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）を表し、セルロースのグルコース環単位当たりに存在するアルコキシ基の個数であり、ＭＳは、置換モル数（ｍｏｌａｒｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）を表し、セルロースのグルコース環単位当たりに付加したヒドロキシアルコキシ基の平均モル数である。

上記アルキル基の置換度及びヒドロキシアルキル基の置換モル数の測定方法としては、第１７改正日本薬局方記載のヒプロメロース（ヒドロキシプロピルメチルセルロース）の置換度分析方法により測定できる値を換算することで求めることができる。

水溶性セルロースエーテルの２０℃における２質量％又は１質量％の水溶液粘度は、コンクリートに所定の粘性を与える点から、Ｂ－Ｈ型粘度計の２０ｒｐｍにおいて、好ましくは３０（２質量％）～３０，０００（１質量％）ｍＰａ・ｓ、より好ましくは８０（２質量％）～２５，０００（１質量％）ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは３５０（２質量％）～２０，０００ｍＰａ・ｓ（１質量％）である。なお、水溶性セルロースエーテルの粘度は、５０，０００ｍＰａ・ｓ以下は２質量％水溶液により、それを超える粘度の場合は１質量％水溶液により測定した。

水溶性セルロースエーテルの添加量は、高性能ＡＥ減水剤に対して、好ましくは０．０１～２０質量％、より好ましくは０．０５～１０質量％、更に好ましくは０．１～５質量％である。

消泡剤は、高性能ＡＥ減水剤と増粘剤を混合した場合の水溶性セルロースエーテルの安定化という点において、オキシアルキレン系、シリコーン系、アルコール系、鉱油系、脂肪酸系、脂肪酸エステル系等が使用される。

オキシアルキレン系消泡剤としては、たとえば、（ポリ）オキシエチレン（ポリ）オキシプロピレン付加物等のポリオキシアルキレン類；ジエチレングリコールヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン２－エチルヘキシルエーテル、炭素原子数８以上の高級アルコールや炭素原子数１２～１４の２級アルコールへのオキシエチレンオキシプロピレン付加物等の（ポリ）オキシアルキレンアルキルエーテル類；ポリオキシプロピレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等の（ポリ）オキシアルキレン（アルキル）アリールエーテル類；２，４，７，９－テトラメチル－５－デシン－４，７－ジオール、２，５－ジメチル－３－ヘキシン－２，５－ジオール，３－メチル－１－ブチン－３－オール等のアセチレンアルコールにアルキレンオキシドを付加重合させたアセチレンエーテル類；ジエチレングリコールオレイン酸エステル、ジエチレングリコールラウリル酸エステル、エチレングリコールジステアリン酸エステル等の（ポリ）オキシアルキレン脂肪酸エステル類；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリオレイン酸エステル等の（ポリ）オキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル類；ポリオキシプロピレンメチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンドデシルフェノールエーテル硫酸ナトリウム等の（ポリ）オキシアルキレンアルキル（アリール）エーテル硫酸エステル塩類；（ポリ）オキシエチレンステアリルリン酸エステル等の（ポリ）オキシアルキレンアルキルリン酸エステル類；ポリオキシエチレンラウリルアミン等の（ポリ）オキシアルキレンアルキルアミン類；ポリオキシアルキレンアミド等が挙げられる。

シリコーン系消泡剤としては、たとえば、ジメチルシリコーン油、シリコーンペースト、シリコーンエマルジョン、有機変性ポリシロキサン（ジメチルポリシロキサン等のポリオルガノシロキサン）、フルオロシリコーン油等が挙げられる。

アルコール系消泡剤としては、たとえば、オクチルアルコール、２－エチルヘキシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、アセチレンアルコール、グリコール類等が挙げられる。

鉱油系消泡剤としては、たとえば、灯油、流動パラフィン等が挙げられる。

脂肪酸系消泡剤としては、たとえば、オレイン酸、ステアリン酸、これらのアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。

脂肪酸エステル系消泡剤としては、たとえば、グリセリンモノリシノレート、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールトリオレエート、天然ワックス等が挙げられる。

消泡剤の添加量は、高性能ＡＥ減水剤に対して、好ましくは０．００１～１６質量％、より好ましくは０．００２～１０質量％である。このように水溶性セルロースエーテルの抑泡に必要な消泡剤の添加量（通常、水溶性セルロースエーテルに対して５～１０質量％）以上を添加することにより、塩析に対する安定化が増すことができる。この理由としては、消泡剤中の何らかの成分（界面活性剤）が塩析している水溶性セルロースエーテルの表面に吸着し、安定化させていると推定される。

ガム類は、消泡剤と同様、水溶性セルロースエーテルの安定化において有効であり、ダイユータンガム、ウェランガム、キサンタンガム、ジェランガムから選ばれる一種類又は二種類以上のガム類を用いることが好ましい。

ダイユータンガムはＤ－グルコース、Ｄ－グルクロン酸、Ｄ－グルコースとＬ－ラムノース及び２つのＬ－ラムノースより構成されており、例えば、ＫＥＬＣＯ－ＣＲＥＴＥＤＧ－Ｆ（ＣＰＫｅｌｃｏ社）を用いることができる。

ウェランガムは、Ｄ－グルコース、Ｄ－グルクロン酸、Ｌ－ラムノースが２：２：１の割合で結合した主鎖に、Ｌ－ラムノースかＬ－マンノース側鎖が結合した構造である。たとえば、ＣＰＫＥＬＣＯＫ１Ａ－９６（ＣＰＫｅｌｃｏ社）を用いることができる。

キサンタンガムは、セルロースと同様、主鎖がＤ－グルコースのβ－１，４結合であり、側鎖がマンノース２個とグルクロン酸１個より構成されている。例えば、ＫＥＬＺＡＮ（三晶株式会社）を用いることができる。

ジェランガムは、Ｄ－グルコース、Ｄ－グルクロン酸、Ｌ－ラムノースが２：１：１の割合で結合した４つの糖を反復単位とするヘテロ多糖類である。例えば、ＫＥＬＣＯＧＥＬＡＦＴ（ＣＰＫｅｌｃｏ社）を用いることができる。

ガム類は粉体又は水溶液のいずれの形態で添加しても良いが、ウェランガム、キサンタンガム及びジェランガムは、水溶性セルロースエーテルの安定化の観点より、水溶液での添加が好ましい。

ガム類の添加量は、ダイユータンガムの場合、高性能ＡＥ減水剤に対して、好ましくは０．００５～２質量％、より好ましくは０．０１～１質量％、更に好ましくは０．１～０．８質量％である。ウェランガム、キサンタンガム、ジェランガムの場合、高性能ＡＥ減水剤に対して、好ましくは０．０１～２０質量％、より好ましくは０．１～１０質量％、更に好ましくは０．５～８質量％である。

［高性能ＡＥ減水剤］
高性能ＡＥ減水剤は、セメント粒子を分散し、コンクリートの流動性を高めると共に、スランプフローを保持するために用いられる。高性能ＡＥ減水剤は、公知のものを使用でき、好ましくは液体状のポリカルボン酸系減水剤である。本実施形態に係る高性能ＡＥ減水剤は、ＪＩＳＡ６２０４に規定される減水率（以下、「減水率」という場合がある）が１８％以上である。

高性能ＡＥ減水剤の添加量は、好ましくは単位セメント量の０．５～２．５重量％である。

［その他の混和材料］
本実施形態に係る流動性の高いコンクリートは、混和剤として、一般的なＡＥ減水剤や空気量調整剤（ＡＥ剤や消泡剤）を含んでいてもよい。空気量調整剤は、流動性の高いコンクリートに対して所定の空気量を確保し、コンクリートの耐久性を得るために用いられる。その他、流動性の高いコンクリートは、乾燥収縮低減剤や膨張材を含んでいてもよい。

［流動性の高いコンクリートの製造方法］
本実施形態に係る流動性の高いコンクリートは、一般的なコンクリートと同様の製造方法に従って作製することが可能である。

たとえば、流動性の高いコンクリートは、まず骨材及びセメントを空練りした後、混和剤（増粘剤、高性能ＡＥ減水剤等）及び水を投入し、更に練り混ぜることで作製できる。流動性の高いコンクリートは、レディーミクストコンクリートとして予め作製することも可能であるし、実際の現場で使用直前に作製することも可能である。

なお、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤は、予め混合したものを投入することでもよい。或いは、混和剤以外を投入したベースコンクリートを製造した後、適宜のタイミングで混和剤を投入して練り混ぜることでもよい。

なお、セメント、水、骨材、増粘剤、及び高性能ＡＥ減水剤の添加量は、上記高流動コンクリート及び中流動コンクリートの定義を満たす流動性の高いコンクリートが得られる範囲で適宜調整することが可能である。但し、本実施形態に係る流動性の高いコンクリートにおける水セメント比は４６．１％以上６５％以下となるように調整される。

＝＝実施例＝＝
［使用材料］
表１は、実施例または比較例で用いる使用材料を示したものである。

全ての実施例及び全ての比較例において、セメント（Ｃ）は、太平洋セメント社製の普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｃｍ^３）を用いた。細骨材（Ｓ）は、千葉県木更津市産の陸砂（表乾密度２．６１ｇ／ｃｍ^３、吸水率１．８０％、粗粒率２．４６、実績率６６．０％）を用いた。粗骨材（Ｇ）は、東京都青梅市産の砕石（区分：砕石２００５、表乾密度２．６５ｇ／ｃｍ^３、吸水率０．７５％、粗粒率６．６２、実績率５９．７％）を用いた。水（Ｗ）は、上水道水（密度１．００ｇ／ｃｍ^３）を用いた。

一方、混和剤は、ＡＥ減水剤（ＷＲ）、高性能ＡＥ減水剤（ＳＰ１～ＳＰ３）、空気量調整剤（ＡＥ剤：ＡＥ１、消泡剤：ＡＥ２）、増粘剤（ＶＭＡ）を適宜用いた。

具体的に、ＡＥ減水剤（ＷＲ）は、ＢＡＳＦジャパン社製のマスターポゾリス（登録商標）Ｎｏ．７０を用いた。高性能ＡＥ減水剤は、ＢＡＳＦジャパン社製のマスターグレニウム（登録商標）ＳＰ－８ＳＶ（減水率１８％。ＳＰ１）、株式会社フローリック製のフローリック（登録商標）ＳＦ５００Ｓ（減水率１８％。ＳＰ２）、竹本油脂株式会社製のチューポールＨＰ－１１（減水率１９％。ＳＰ３）のいずれかを用いた。空気量調整剤（ＡＥ剤：ＡＥ１）は、ＢＡＳＦジャパン社製のマスターエア７７５Ｓを用い、空気量調整剤（消泡剤：ＡＥ２）は、ＢＡＳＦジャパン社製のマスターエア４０４を用いた。

増粘剤（ＶＭＡ１およびＶＭＡ２）は、信越化学工業株式会社製の剤を用いた。この増粘剤は、水溶性セルロースエーテル６２．５質量％、消泡剤１８．７５質量％、キサンタンガム１８．７５質量％からなる。水溶性セルロースエーテルとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロースを用い、ＶＭＡ１では、ＤＳ：１．７６、ＭＳ：０．１５、２０℃における２質量％水溶液粘度がＢ－Ｈ型粘度計の２０ｒｐｍにおいて３１，５００ｍＰａ・ｓのものを用いた。ＶＭＡ２では、ＤＳ：１．５、ＭＳ：０．２１、２０℃における１質量％水溶液粘度がＢ－Ｈ型粘度計の２０ｒｐｍにおいて１５，４００ｍＰａ・ｓのものを用いた。なお、消泡剤及びキサンタンガムについては、ＶＡＭ１を用いた場合とＶＭＡ２を用いた場合とで同じである。具体的に、消泡剤は、ＳＮデフォーマー１４ＨＰ、サンノプコ社製、オキシアルキレン系消泡剤である。キサンタンガムは、三晶株式会社製、ＫＥＬＺＡＮである。

［使用材料の配合］
表２は、実施例及び比較例における使用材料の配合を示したものである。

実施例１～７は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が異なっている。実施例１の水セメント比は６５．０％であり、実施例２の水セメント比は６０．０％であり、実施例３の水セメント比は５８．７％であり、実施例４の水セメント比は５１．５％であり、実施例５の水セメント比は４８．６％であり、実施例６の水セメント比は４７．５％であり、実施例７の水セメント比は４６．１％である。

実施例８～１０は、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を投入するタイミングが異なっている。実施例８は、製造時に増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤をそれぞれ添加した例である。実施例９は、予め増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合したものを製造時に添加した例である。実施例１０は、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤以外の材料を練り混ぜてベースコンクリートを製造した後、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を添加した例である。

実施例１１～１３は、単位水量が異なっている。実施例１１は、単位水量が１８５ｋｇ／ｍ^３であり、実施例１２は、単位水量が１６５ｋｇ／ｍ^３であり、実施例１３は、単位水量が１５５ｋｇ／ｍ^３である。

実施例１４～１７は、増粘剤の添加量が異なっている。実施例１４は、コンクリート１ｍ^３あたり３０ｇの増粘剤を添加した例である。実施例１５は、コンクリート１ｍ^３あたり１２０ｇの増粘剤を添加した例である。実施例１６は、コンクリート１ｍ^３あたり２００ｇの増粘剤を添加した例である。実施例１７は、コンクリート１ｍ^３あたり２５０ｇの増粘剤を添加した例である。

実施例１８及び１９は、他の実施例と種類の異なる高性能ＡＥ減水剤を用いた例である。実施例１８は、高性能ＡＥ減水剤としてフローリックＳＦ５００Ｓを用いている。実施例１９は、高性能ＡＥ減水剤としてチューポールＨＰ－１１を用いている。

実施例２０、２１と、実施例２２～２５とは、水セメント比が異なっている。実施例２０の水セメント比は６５．０％であり、実施例２１の水セメント比は６０．０％である。一方、実施例２２～２５の水セメント比は５５．０％である。

また、実施例２２～２５は、中流動コンクリートのスランプフローの範囲（３５ｃｍ～５０ｃｍ）を想定して高性能ＡＥ減水剤の添加量を変化させたものである。なお、実施例２２では、空気量調整剤（消泡剤：ＡＥ２）を添加していない。

また、増粘剤の種類について、実施例１～４、８～１０、１２～２５ではＶＭＡ２を用い、実施例５～７、１１ではＶＭＡ１を用いた。

比較例１の配合で得られたコンクリートは、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を添加していないコンクリート（普通コンクリート）である。

比較例２～４は、増粘剤を添加していないコンクリートである。比較例２～４は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が異なっている。比較例２の水セメント比は５５．０％であり、比較例３の水セメント比は４６．１％であり、比較例４の水セメント比は３５．０％である。

目標スランプフロー（練り上がり５分後におけるスランプフロー。ｃｍ）は、実施例１～１９において６５±１０ｃｍであり、実施例２０～２５において４２．５±７．５ｃｍであり、比較例１において１２±２．５ｃｍであり、比較例２～４において６５±１０ｃｍである。

［コンクリートの作製］
表２に示す配合の各材料を練り混ぜてコンクリートを作製した。練り混ぜには、公称容量６０Ｌの強制二軸練りミキサーを使用した。練り混ぜ量は、１回のバッチあたり４０Ｌとした。実施例１～９、１１～２５及び比較例１～４においては、まず、骨材及びセメントをミキサー内に投入して空練りを１０秒間行い、その後、混和剤及び水を投入して９０秒間、練り混ぜることによりコンクリートを作製した。一方、実施例１０においては、まず、骨材及びセメントをミキサー内に投入して空練りを１０秒間行い、その後、ＡＥ減水剤（ＷＲ）、空気量調整剤（ＡＥ１）、及び水を投入して９０秒間、練り混ぜを行った。その後、高性能ＡＥ減水剤（ＳＰ１）及び増粘剤（ＶＭＡ）を添加し、６０秒間、練り混ぜを行うことによりコンクリートを作製した。

［コンクリートの測定］
作製したコンクリートに対し、充填高さ（ｃｍ）、スランプフロー（ｃｍ）、５００ｍｍフロー到達時間（秒。実施例２０～２５及び比較例１を除く）、ブリーディング率（％）を測定した。なお、各実施例及び比較例においては、空気量が４．５±１．５％（一般的なコンクリートの空気量の範囲）となるよう配合設計した。

充填高さ、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間に関し、実施例１～１９及び比較例１～４は、２０１２年制定コンクリート標準示方書[施工編]の規定に基づいて測定を行なった。また、充填高さ、スランプフローに関し、実施例２０～２５は、東・中・西日本高速道路トンネル施工管理要領の規定に基づいて測定を行った。なお、充填高さについて、実施例１～１９及び比較例１～１０は「障害：ランク２」であり、実施例２０～２５は「障害：ランク３」である。

ブリーディング率は、ＪＩＳＡ１１２３に基づいて測定を行った。

［測定値、判定結果］
表３は測定値、及び測定値等に基づいて、作製されたコンクリートが所定の条件を満たしているかどうかを判定した判定結果を示す。各測定値は、練り上がりから５分経過した時点でサンプリングしたコンクリートの値である。

表３に示す判定結果は、（１）フレッシュ状態の目視判定、及び（２）表４に示す流動性の高いコンクリートの要求性能を満たすかどうかの判定により行った。

（１）フレッシュ状態の目視判定においては、セメントと骨材とが分離することなく一様に分布し、適切な材料分離抵抗性が確保できていると考えられる状態を「〇」とし、骨材の一部がコンクリートの中心に偏在すると共に、コンクリートの外周及び表面に水の浮き上がり（ブリーディング）が確認できる状態を「△」とし、セメントと骨材との材料分離が顕著であり、明らかに材料分離抵抗性が確保できていないと判断できる状態を「×」として判断した。

（２）表４に示す流動性の高いコンクリートの要求性能を満たすかどうかの判定においては、要求性能を全て満たす場合を「〇（合格）」とし、要求性能のいずれか一つでも満たさない場合を「×（不合格）」として判断した。

表４に示した高流動コンクリートの要求性能は、２０１２年制定コンクリート標準示方書[施工編]で規定されている通り、「充填高さ：３０ｃｍ以上（障害：ランク２）」、「スランプフロー：６５±１０ｃｍ」、「５００ｍｍフロー到達時間：３～１５秒」である。また、本例では、高流動コンクリートの要求性能として、ブリーディング率が普通コンクリート（比較例１）と同等かそれより低いことを規定した。

また、表４に示した中流動コンクリートの要求性能は、東・中・西日本高速道路トンネル施工管理要領で規定されている通り、「充填高さ：２８ｃｍ以上（障害：ランク３）」、「スランプフロー：４２．５±７．５ｃｍ」である。また、本例では、中流動コンクリートの要求性能として、ブリーディング率が普通コンクリート（比較例１）と同等かそれより低いことを規定した。

上記、（１）及び（２）の判定結果がいずれも「〇（合格）」のコンクリートが、目的とする高流動コンクリートまたは中流動コンクリートであると判断した。

実施例１～７及び比較例１～４の結果から明らかなように、実施例１～７の配合においては、水セメント比が４６．１～６５．０％と大きい値を示す場合であっても高流動コンクリートが得られた。

一方、比較例４の配合によっても、（１）及び（２）の判定結果がいずれも合格となるコンクリートを得ることができた。しかし、比較例４では水セメント比が３５．０％と小さい値を示した。

すなわち、実施例１～７の配合では、単位セメント量を少なく（２６９～３８０ｋｇ／ｍ^３）抑えられる一方、比較例４の配合では、単位セメント量が多くなる（５００ｋｇ／ｍ^３）ことが明らかとなった。なお、比較例２、３の結果から明らかなように、比較例２、３の配合では、水セメント比が高くなればなるほど（単位セメント量が少なくなればなるほど）、（１）及び（２）の判定結果が悪くなる。

また、実施例８～１０の結果から明らかなように、高流動コンクリートを得るためには、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を添加するタイミングは特に限定されない。また、実施例１１～１３の結果から明らかなように、少なくとも単位水量が１５５～１８５ｋｇ／ｍ^３の範囲において、高流動コンクリートとしての要求性能を満たす。また、実施例１４～１７の結果から明らかなように、増粘剤は、少なくともコンクリート１ｍ^３あたり３０ｇ～２５０ｇ添加した場合に効果が得られる。また、実施例１８及び１９の結果から明らかなように、高性能ＡＥ減水剤は減水率が１８％以上であれば特定の剤に限定されない。

以上、実施例１～１９の結果から明らかなように、水溶性セルロースエーテル、消泡剤、及びガム類を含む増粘剤、及び減水率が１８％以上の高性能ＡＥ減水剤を使用することにより、単位セメント量を抑えた高流動コンクリートが得られることが明らかとなった。

また、実施例２０～２５の結果から明らかなように、上記実施形態に記載した増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤の添加量を調整することにより、単位セメント量を抑えた中流動コンクリートが得られることが明らかとなった。

上記実施形態、実施例及び比較例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。上記の構成は、適宜組み合わせて実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims

セメント、水、骨材、増粘剤、及び高性能ＡＥ減水剤を含む流動性の高いコンクリートであって、
前記増粘剤は、水溶性セルロースエーテル、消泡剤、及びガム類を含み、
前記高性能ＡＥ減水剤は、ＪＩＳＡ６２０４に規定される減水率が１８％以上であり、
水セメント比が４６．１％以上６５％以下であり、
２０１２年制定コンクリート標準示方書[施工編]で規定される充填高さが３０ｃｍ以上（障害：ランク２）、スランプフローが５５ｃｍ以上７５ｃｍ以下、且つ５００ｍｍフロー到達時間が３～１５秒の高流動コンクリートであり、
単位セメント量が、２６９～３８９ｋｇ／ｍ ³ である流動性の高いコンクリート。
セメント、水、骨材、増粘剤、及び高性能ＡＥ減水剤を含む流動性の高いコンクリートであって、
前記増粘剤は、水溶性セルロースエーテル、消泡剤、及びガム類を含み、
前記高性能ＡＥ減水剤は、ＪＩＳＡ６２０４に規定される減水率が１８％以上であり、
水セメント比が４６．１％以上６５％以下であり、
東・中・西日本高速道路トンネル施工管理要領で規定される充填高さが２８ｃｍ以上（障害：ランク３）であり、且つスランプフローが３５ｃｍ以上５０ｃｍ以下の中流動コンクリートであり、
単位セメント量が、２６９～３１８ｋｇ／ｍ ³ である流動性の高いコンクリート。
前記水の単位水量は、前記流動性の高いコンクリート１ｍ³あたり、１８５ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の流動性の高いコンクリート。