JP2905963B2 - 軽量高強度コンクリート - Google Patents
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Description
ート、特にフライアッシュ質人工骨材を用いた高弾性係
数を有する軽量高強度コンクリートに関する。
できるだけ水セメント比を低減し、緻密な硬化体とする
ことが必要であり、使用する骨材も密実で比重の重い骨
材の使用が不可欠であった。このような骨材としては、
一般には、砕石が用いられており、砕石の製造方法によ
っても異なるが、通常角の多い角ばった形状で粒形が悪
いために、コンクリートの流動性が損なわれている。一
方で、コンクリートの軽量化に対する要求も強く、軽量
骨材を用いた軽量コンクリートが土木、建築の各種分野
で使用されている。軽量骨材としては、膨張頁岩やフラ
イアッシュを原料として発泡軽量化した市販の人工軽量
骨材が主として使用されている。
うな人工軽量骨材を用いた軽量コンクリートにあって
は、コンクリートの軽量化に伴って比例的に強度も低下
し、その適用範囲も限られたものとなっている。また、
前述したように、水/セメント比の低減と、これに伴う
高性能減水剤の使用により、この種の人工軽量骨材を用
いてある程度の高強度化は達成できたとしても、この軽
量コンクリートは、流動性が悪く施工に難点がある上
に、弾性係数が2.0×105kgf/cm2程度と低
く、例えば、コンクリート橋の設計上、必要な弾性係数
(3.0×105kgf/cm2以上)と比べてはるか
に小さいものである。このため、プレストレストコンク
リート桁等の実構造物には軽量コンクリートが適用でき
ず、軽量で高強度、しかも、高弾性係数を有するコンク
リートの出現が望まれている。
軽量化した骨材ではなく、密実なフライアッシュ質人工
骨材を用いることにより、通常の重量骨材を用いた以上
の高強度でありながら、軽量で高弾性係数を有する流動
性に優れたコンクリートを提供することを目的とする。
めに、本発明の軽量高強度コンクリートによれば、絶乾
比重が1.8〜2.2のフライアッシュ質人工骨材を粗
骨材として用いること(請求項1)、フライアッシュ質
人工骨材がフライアッシュを主要成分とした造粒物を焼
成することにより得られる人工骨材であること(請求項
2)、フライアッシュ質人工骨材の粒径5〜10mm未満
の粒度分が50重量%未満で粒径10mm以上の粒度分が
50重量%以上であること(請求項3)、フライアッシ
ュ質人工骨材の実積率が60%以上、好ましくは63〜
70%であること(請求項4)、コンクリートの単位容
積重量が2.0〜2.2kg/lであること(請求項5)、
単位セメント量が400kg/m3 以上であること(請求項
6)、高性能減水剤を含むこと(請求項7)、を特徴と
する。以下、この発明を詳しく説明する。
て、骨材、特に粗骨材は、発泡軽量化した人工骨材では
なく、密実な絶乾比重が1.8〜2.2のフライアッシ
ュ質人工骨材である。絶乾比重が1.8を下回ると、骨
材として密実性がなく高強度のコンクリートが得られ
ず、絶乾比重が2.2を越えると、目的とするコンクリ
ートの軽量化を図ることができない。又、このフライア
ッシュ質人工骨材は、吸水率が3.0%以下で圧縮強度
が400 kg/cm2 以上、さらに、実積率が60%以上、
好ましくは63〜70%であることが望ましく、この発
明の好適な流動性に富む軽量高強度コンクリートとする
ことができる。
シュを主要成分とした造粒物を焼成することにより得ら
れるもので、発泡タイプの骨材は、市販品をはじめとし
て各種のものが提案されている。しかしながら、発泡タ
イプは、前述したように高強度と軽量性の相反する要求
性能を満足することができないものであり、この発明で
は、例えば、本出願人が先に特願平6-59340 号として提
案した造粒型の人工骨材が好適に使用できる。この骨材
は、フライアッシュに必要に応じて石灰石粉末(炭カ
ル)を加えて成分調整し、ベントナイト及び水を添加し
て造粒し、この造粒物の発泡領域を避け、緻密化する温
度領域で焼成することにより、ほぼ球形の吸水率が3.
0%以下で圧縮強度が400 kg/cm2 以上の高密度フラ
イアッシュ質人工骨材が得られるものである。
粒径5〜10mm未満の粒度分が50重量%未満で粒径1
0mm以上の粒度分が50重量%以上であることが望まし
い。このように粒度調整した骨材とすることにより、軽
量コンクリートでありながら、流動性に富み、より緻密
な硬化体で高強度のものとすることができる。
容積重量は2.0〜2.2kg/lである。すなわち、この
ような軽量コンクリートでありながら、前記フライアッ
シュ質人工骨材の採用により、通常の重量骨材を用いた
単位容積重量が2.3〜2.6kg/l程度の普通コンクリ
ート以上の高強度、例えば、1000kgf/cm2 をも達成
するものである。
おいて、粒径5mm以下の細骨材についても、前述した密
実のフライアッシュ質人工骨材を使用することができる
が、既に前記フライアッシュ質人工粗骨材の適用によ
り、十分に軽量高強度化が達成できるものであり、細骨
材は、川砂、山砂、砕砂等天然の細骨材を用いることが
できる。
強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩、白色などの各種ポルト
ランドセメントはもちろんのこと、高炉セメント、フラ
イアッシュセメント等の混合セメントも使用することが
出来、このセメントの単位セメント量を400kg/m3 以
上とすることにより、目的とするこの発明の軽量高強度
コンクリートとすることができる。
20重量部以下をブレーン比表面積10000cm2 /g以
上の超微粉末に置換して用いることができる。超微粉末
は、ベアリング効果により流動性を高めると共に、マイ
クロフィラー効果によって水硬性硬化体を緻密にし強度
発現に大きく寄与する。超微粉末は、ブレーン比表面積
が10000cm2 /gを下回ると、ベアリング効果及びマ
イクロフィラー効果が十分に得られないが、ブレーン比
表面積が10000cm2 /g以上であれば、特に形状や成
分等に制限されることなく使用でき、例えば、シリカヒ
ューム、アエロジル、炭酸カルシウム、高炉スラグ、フ
ライアッシュ等が好適に用いられる。ポルトランドセメ
ントに対する超微粉末の置換量は、20重量部を越える
と流動性の低下を招いて好ましくなく、5重量部を下回
るとほとんど効果が得られない。
同程度の粒子構成を有するフライアッシュ、高炉スラ
グ、炭カル等の鉱物質微粉末を30体積%以上、好まし
くは、45体積%以上と置換して用いることもでき、さ
らに軽量高強度コンクリートとすることができる。
花王社「マイティ−150」(商品名)、昭和電工社
「メルメント」(商品名)、ポゾリス物産社「NL−4
000」(商品名)等ナフタレンスルホン酸系、メラミ
ンスルホン酸系、リグニンスルホン酸系等、各種公知の
ものが使用できるが、中でもポリカルボン酸及び/又は
ポリカルボン酸塩を主成分とするとするポリカルボン酸
系高性能減水剤は、0.25以下の超低水/セメント重
量比での減水、流動化作用が極めて良好であり、特に前
述のフライアッシュ質人工粗骨材とポルトランドセメン
トとの適合性に優れており、短期材令における水和反応
性を損うことなく、減水性、流動性を著しく改善する作
用をする。
は、カルボキシル基を含有する重合性単量体又はその無
水物の1種又は2種以上の重合物、又はカルボキシル基
を含有する重合性単量体又はその無水物の1種又は2種
以上と他の重合性単量体との重合物又はそれらの塩で平
均分子量が500〜50000の化合物が好適に用いら
れる。具体的には、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル
酸塩、アクリル酸とアリルエーテルとのコポリマー、α
−オレフインとエチレン性不飽和ジカルボン酸とのコポ
リマー、その部分エステル化物、部分アミド化物、部分
イミド化物などの水溶性塩等が例示され、現在市販され
ている代表的なものとして、(株)エヌ・エム・ビー社
製のSP−8シリーズ、竹本油脂(株)社製のHP−1
1シリーズ、日本ゼオン(株)社製のワーク500、デ
ンカグレース(株)社製の100PHX等が好適に使用
されるが、これらに限定されるものではない。
ルトランドセメント、骨材および所要の減水効果などを
勘案して調整されるが、前述の結合材100重量部に対
して0.1〜10重量%、好ましくは1〜5重量%添加
する。これが0.1重量%未満では減水効果が実質上無
く、またこれを10重量%越えて添加しても減水性、流
動性の改善効果が頭打ちとなるばかりか、コンクリート
の凝結遅延等の悪影響が大きく好ましくない。
は、通常、セメント、モルタル、コンククリートにおい
て用いられる急硬・急結剤、高強度混和剤、化学混和剤
などの各種配合剤や補強材として各種繊維や鋼を使用す
ることもできる。特に水和促進剤としての亜硝酸カルシ
ウムの添加は、ポルトランドセメントの水和反応を高め
る効果があり、良好な流動性を保持できる時間は短くな
るが、速硬性が得られるので、材令一日以内の強度を大
幅に増大することができる。亜硝酸カルシウムの添加量
は、多くなるほど流動性を保持できる時間が短くなるの
で、結合材100重量部に対して2.0重量部以下とす
るのが好ましい。
く、均一に混合混練できれば良く、又、配合成分の添加
順序にも特に制限されるものではなく、いずれの方法で
もよい。さらに、コンクリート打設後の養生は、各種の
養生方法が適用可能であり、常温養生、高温養生、常圧
蒸気養生、高温高圧養生のいずれの方法も採用でき、必
要ならば、これらの組合わせを行ってさらに高強度軽量
コンクリートとすることができる。尚、当然のことなが
らプレストレス導入も従来と同様に行う事ができる。
クリートは、骨材、特に粗骨材として、発泡軽量化した
人工骨材ではなく、密実な絶乾比重が1.8〜2.2の
フライアッシュ質人工骨材を採用するもので、これによ
り、コンクリートの単位容積重量は2.0〜2.2kg/l
でありながら、通常の重量質骨材を用いた単位容積重量
が2.3〜2.6kg/l程度の普通コンクリート以上の高
強度、例えば、1000kgf/cm2 をも達成し、しかも、
従来の軽量コンクリートと比べて、極めて高い弾性係数
を有する軽量高強度コンクリートとする。
ってコンクリートを調整し、圧縮強度及び弾性係数を測
定した。使用したフライアッシュ質粗骨材は、平均粒径
15μのフライアッシュに成分調整剤としてブレーン比
表面積5000cm2 /gの炭カル10重量%を加えた混合
物に、ベントナイト5重量部、及び適量の水を添加して
直径5〜20mmに造粒した造粒物をロータリキルンで焼
成して調整したフライアッシュ質人工骨材である。結果
を表1に併せて示す。
7、実積率64% 砕石:(福井産カンラン岩)比重2.85、実積率5
8.4% M:市販膨張頁岩系人工骨材(アサノライト)、比重
1.25 実積率63.5% K:上記砕石とMを混合して比重調整した粗骨材、比重
1.73 実積率61.5% 高性能減水剤:花王社マイティ150−RX
ンクリートは、特に高強度をねらった高比重(2.8
5)のカンラン岩砕石を用いた単位容積重量が2.53
〜2.55kg/lの普通コンクリート(No.1、No.
6)と比較しても同等以上の強度特性を示し、又No.
8及びNo.12は、主としてW/C(水セメント)の
変化によるコンクリート特性を示すが、No.11及び
No.12に示すように極めて高強度の軽量コンクリー
トが得られている。No.13〜No.16は、コンク
リートの流動特性を主として試験したもので、この発明
の軽量高強度コンクリートは、材料分離を生じることな
く、極めて高いフロー値を示した。更に、No.17及
びNo.18に示す軽量コンクリートに比べてこの発明
は極めて高い弾性係数を示すものである。
性に優れ、軽量で高強度、しかも高弾性係数を有し、P
Cコンクリート桁等への構造物にも適用できるものであ
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 絶乾比重が1.8〜2.2のフライアッ
シュ質人工骨材を粗骨材として用いることを特徴とする
軽量高強度コンクリート。 - 【請求項2】 フライアッシュ質人工骨材がフライアッ
シュを主要成分とした造粒物を焼成することにより得ら
れる人工骨材であることを特徴とする請求項1記載の軽
量高強度コンクリート。 - 【請求項3】 フライアッシュ質人工骨材の粒径5〜1
0mm未満の粒度分が50重量%未満で粒径10mm以上の
粒度分が50重量%以上であることを特徴とする請求項
1若しくは2記載の軽量高強度コンクリート。 - 【請求項4】 フライアッシュ質人工骨材の実積率が6
0%以上、好ましくは63〜70%であることを特徴と
する請求項1〜3いずれか記載の軽量高強度コンクリー
ト。 - 【請求項5】 コンクリートの単位容積重量が2.0〜
2.2kg/lであることを特徴とする請求項1〜3いずれ
か記載の軽量高強度コンクリート。 - 【請求項6】 単位セメント量が400kg/m3 以上であ
ることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の軽量高
強度コンクリート。 - 【請求項7】 高性能減水剤を含むことを特徴とする請
求項1〜5いずれか記載の軽量高強度コンクリート。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP9753595A JP2905963B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 軽量高強度コンクリート |
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Publications (2)
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