JP7213127B2 - コンクリート - Google Patents
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Description
しかし、水量を増加させると、コンクリートが分離しやすくなるとともに、ブリーディング量が増加してしまう。また、セメント量を増加させると、必要以上の強度が発生する場合がある。
なお、空気量4.5%である一般的な普通コンクリート(単位水量170L、セメント量309kg、水セメント比55%)のペースト中の空気量を算出すると、以下に示す通り、16.7%になる。
単位セメント量(セメント密度=3.1) :309kg÷3.1=99.7L
ペースト体積 :170L+99.7L=269.7L
単位空気量(コンクリート1m3中の空気量):1000L×4.5%=45L
ペースト中の空気量 :45/269.7×100=16.7%
なお、ペーストとは、セメントと水とを混合したセメントペーストのほか、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム等の潜在水硬性粉体、石灰石微粉末などのセメントと同等ないしはそれ以上の粉末度を持つ材料と水との混合物を含むものとする。
1.ASTM C457に準拠してリニアトラバース法(トラバース長2620mm)で測定した弦長250μm以下の気泡の数が、900個以上であることを特徴とするコンクリート。
2.ASTM C457に準拠してリニアトラバース法(トラバース長2620mm)で測定した気泡間隔係数が150μm以下であることを特徴とするコンクリート。
3.空気量が8%以上であることを特徴とする1.または2.に記載のコンクリート。
4.砕砂、砕石のいずれかまたは両方を含有することを特徴とする1.~3.のいずれかに記載のコンクリート。
5.単位水量が155kg/m3以下であることを特徴とする1.~4.のいずれかに記載のコンクリート。
6.細骨材率が45%以下であることを特徴とする1.~5.のいずれかに記載のコンクリート。
7.粗骨材の最大寸法が25mmまたは20mmであることを特徴とする1.~6.のいずれかに記載のコンクリート。
8.スランプが12cm以上であることを特徴とする1.~7.のいずれかに記載のコンクリート。
9.1.~8.のいずれかに記載のコンクリートからなる寒冷地用コンクリート。
本発明のコンクリートは、材料分離し難く、かつ実用的な強度を備えている。
コンクリート中の水分量の一部を空気に置き換えてコンクリート中の単位水量を減らすことで、コンクリート部材の軽量化(簡素化)が可能となり、ひいては、耐震設計上有利な構造を構築することができる。
単位水量を減らして軽量化された当該コンクリートをプレキャスト部材に適用すれば、運搬時や施工時の負担を軽減することが可能となる。
コンクリート中の単位水量を減らすことで、水を確保し難い場所においてコンクリートを生産する場合に、水を確保するための手間の低減化が可能となる。
コンクリート中の単位水量が少なければ、施工時の耐凍害性が向上する。
水和反応に必要な水分量を確保したまま、コンクリート中の水分量を空気に置き換えているため、必要な強度(耐久性)を確保することができる。
ペースト中の水分を空気に置き換えていることで、時間経過に伴う質量の変化を小さくすること(乾燥収縮を改善すること)が可能となった。
ペースト中の空気量を増加させることで、中性化の進行を改善させることができる。
ペースト中の空気量を増加させて、単位水量を減らした場合であっても、コンクリート部材の長さ変化及び電気泳動に対して変化は生じない。
ペースト中の空気量を増加させることで、ブリーディング率、ブリーディング量ともに低下することが確認でき、ひいては、ポンプ圧送性および圧送後の品質向上を見込むことができる。
構造部材ではない箇所のコンクリートの場合には、水とともにセメント量も減少させることもできる。こうすることで、CO2の排出量を減らすことが可能となる。
また、本発明の第二のコンクリートは、ASTM C457に準拠してリニアトラバース法(トラバース長2620mm)で測定した気泡間隔係数が150μm以下であることを特徴とする。
ここで、空気量4.5%である一般的な普通コンクリートは、ASTM C457に準拠してリニアトラバース法(トラバース長2620mm)で測定した弦長250μm以下の気泡の数は600個程度、気泡間隔係数は200μm程度である。すなわち、従来のコンクリートと比較して、本発明の第一のコンクリートは弦長250μm以下である気泡を多く含み、本発明の第二のコンクリートは気泡間の間隔が狭い。
本発明の第二のコンクリートにおいて、ASTM C457に準拠してリニアトラバース法(トラバース長2620mm)で測定した気泡間隔係数は130μm以下であることが好ましく、110μm以下であることがより好ましく、90μm以下であることがさらに好ましい。本発明の第二のコンクリートにおいて、気泡間隔係数の下限は、75μm程度である。
以下、本実施形態のコンクリートの性状を確認するために実施した実験結果について説明する。
本実験では、ペースト(セメントペースト)全体の体積に対して、ペースト中の空気の体積が31%(試料1)、40%(試料2)、51%(試料3)の試料を作成した。また、比較例(試料A)として、通常の配合である空気量4.5%の普通コンクリート(ペースト中の空気量16%)の試料を作成した。各試料は、スランプ12cmとなるように調製した。各試料の配合を、表1に示す。
図1に示すとおり、試料1と試料Aとを比較すると、ブリーディング率、ブリーディング量ともに大きな変化はなかった。そのため、コンクリート中(ペースト中)の空気量を増加させても、ポンプ圧送性および圧送後の品質が大幅に低下しないことが確認できた。また、試料2、3は、試料Aと比較して、ブリーディング率、ブリーディング量ともに低下することが確認できた。そのため、ペースト中の空気量を40%以上に増加させることで、ポンプ圧送性および圧送後の品質向上を見込めることが確かめられた。
上記供試体の高さ方向中央部付近から厚さ50mm程度の円板状のサンプルを切り出し、このサンプルの両面を研磨した。研磨した両面について、硬化コンクリート気泡計測装置(株式会社ファースト製、HF-MAC011)を用いて、ASTM C457に準拠して、リニアトラバース法により、気泡の大きさと数、及び気泡間隔係数を測定した。測定は、サンプル両面とも略中央部分についてトラバース長が2620mm(片面あたり1310mm)となるように行った。
弦長250μm以下の気泡の数、気泡の総数、気泡間隔係数を表2に示す。また、図2に、各サンプルの顕微鏡画像を示す。
各供試体について、コンクリートの凍結融解試験方法(JIS A1148:2010)に従い測定を行った。各配合の凍結融解サイクルに対する相対動弾性係数の変化を図3に示す。
空気量が増加することにより、相対動弾性係数が改善されることが確かめられた。なお、空気量が8%以上の場合、空気量の増加による相対動弾性係数の増加はそれほど大きくなかった。
各供試体について、材齢0~91日の長さ変化(JIS A1129-3:2010)を測定した。結果を表3に示す。
各供試体について、質量の経時変化を測定した。結果を図4に示す。
図4に示すとおり、試料1~3は、試料Aよりも質量変化が小さいことが確認できた。このことから、ペースト中の空気量を増加させることで、乾燥収縮が改善されることが確かめられた。
各供試体について、材齢7日および28日の圧縮強度およびヤング率を、JIS A1108:2006に準拠して測定を行った。結果を表4に示す。
上記各配合から作成した供試体について、電気泳動によるコンクリート中の塩化物イオンの実効拡散係数試験方法(JSEC-G571-2013)に従い測定を行った。各配合の塩化物イオンの移動流束および実効拡散係数を表5に示す。
上記各配合から作成した供試体について、コンクリートの促進中性化試験方法(JIS A1153:2012)に従い測定を行った。各配合の中性化促進試験の結果を表6に示す。
Claims (9)
- ASTM C457に準拠してリニアトラバース法(トラバース長2620mm)で測定した弦長250μm以下の気泡の数が、900個以上であり、
空気量が8%以上であることを特徴とするコンクリート(ただし、エチレングリコール及びプロピレングリコールの合計含有量が、組成物全体に対して、10kg/m 3 以上30kg/m 3 以下であるものを除く)。 - ASTM C457に準拠してリニアトラバース法(トラバース長2620mm)で測定した気泡間隔係数が150μm以下であることを特徴とするコンクリート。
- 砕砂、砕石のいずれかまたは両方を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のコンクリート。
- 単位水量が155kg/m3以下であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のコンクリート。
- 細骨材率が45%以下であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のコンクリート。
- 粗骨材の最大寸法が25mmまたは20mmであることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のコンクリート。
- スランプが12cm以上であることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載のコンクリート。
- 請求項1~7のいずれかに記載のコンクリートからなる寒冷地用コンクリート。
- 請求項1~8のいずれかに記載のコンクリートからなるプレキャスト部材。
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