JP4907754B2

JP4907754B2 - High fluidity high strength concrete

Info

Publication number: JP4907754B2
Application number: JP2000126510A
Authority: JP
Inventors: 充谷村; 彦次兵頭; 達三佐藤; 高央市村; 善秀下山
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: JP2001302320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、70N/mm²以上の圧縮強度を発現する高流動高強度コンクリートに関し、特に硬化後の自己収縮量が小さい高流動高強度コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、土地のより一層の有効利用の観点から、建築物の超高層化ないしは大規模化の傾向は益々顕著になってきている。このような超高層ないしは大規模な建築物の建設工事においては、施工期間の短縮、施工の省力化、施工欠陥の解消などの観点から、流動性と材料分離抵抗性に優れ、かつ高強度（圧縮強度70N/mm²以上）を発現する高流動コンクリートが求められている。
また、コンクリート製品工場においても振動締固めによる騒音の低減などの観点から、流動性と材料分離抵抗性に優れ、かつ高強度（圧縮強度70N/mm²以上）を発現する高流動コンクリートが求められている。
【０００３】
従来より、高流動コンクリートとしては、
1)増粘作用を有する水溶性高分子を使用する、通常増粘剤系と称する高流動コンクリート、
2)コンクリート中のセメント量を多くし（例えば、500kg/m³以上）、減水剤（高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤等）を使用して水／セメント比を小さくした（例えば、35重量％以下）、通常粉体系と称する高流動コンクリート、
が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記増粘剤系高流動コンクリートでは、流動性を確保するために、セメント量が400〜500kg/m³、水／セメント比が40〜50重量％程度であることが多い。そのため、該増粘剤系高流動コンクリートでは、70N/mm²以上の圧縮強度を発現することが困難であった。
一方、粉体系高流動コンクリートは、流動性と材料分離抵抗性に優れ、70N/mm²以上の高強度を発現させることもできるのではあるが、一方で、セメント量が多く、また、水／セメント比が小さいので、硬化後の自己収縮が大きくなるという課題があった。このような自己収縮が大きいコンクリートでは、例えば、ＲＣ部材に用いたとき、鉄筋の拘束により部材下縁部に大きな引張応力が発生し、力学的に弊害を起こす可能性があることが指摘されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が特定の範囲内であるセメントを使用した特定の配合割合の高流動コンクリートであれば、70N/mm²以上の圧縮強度であっても、硬化後の自己収縮量を小さくすることができることを見いだし、本発明を完成させたものである。即ち、本発明は、熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が1.0〜2.2重量％であるセメントを含有し、セメント量が500〜700kg/m³、水／セメント比が25〜35重量％で、スランプフロー値が50〜80cmであることを特徴とする高流動高強度コンクリートである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明で使用するセメントは、熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が0.7〜2.5重量％、コンクリートの作業性や強度発現性、さらには、硬化後の自己収縮量低減の観点から、好ましくは0.8〜2.3重量％、より好ましくは1.0〜2.2重量％のものである。熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が前記範囲のセメントを使用することにより、70N/mm²以上の圧縮強度であっても、硬化後の自己収縮量を小さくすることができる。
熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が0.7重量％未満のセメントでは、硬化後の自己収縮量を小さくすることが困難になるので好ましくない。熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が2.5重量％を超えるセメントでは、強度発現性が低下し、70N/mm²以上の圧縮強度を発現させることが困難になるので好ましくない。
なお、熱重量測定は、市販の熱重量測定装置を使用して行えば良い。昇温速度は、10〜20℃／minが好ましい。
【０００７】
熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が0.7〜2.5重量％であるセメントとしては、例えば、
市販されている普通、早強、中庸熱、低熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメントを高速攪拌しながら水を噴霧する／又は水蒸気を吹きつける等の方法で水を保持させた加水処理セメントや、
セメントクリンカと石膏を仕上げミルで粉砕する際に、散水しながら粉砕したセメント等が挙げられる。
【０００８】
本発明で使用するセメント以外の材料を説明する。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂又はこれらの混合物を使用することができる。
粗骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利、砕石又はこれらの混合物を使用することができる。
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。本発明では、減水効果の大きい高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
水は、水道水等を使用することができる。
なお、本発明においては、必要に応じて、支障のない範囲内で、空気連行剤、消泡剤、増粘剤等を使用することは差し支えない。
【０００９】
本発明の高流動高強度コンクリートは、セメント量が500〜700kg/m³、水／セメント比が25〜35重量％で、スランプフロー値が50〜80cmのものである。前記条件の高流動高強度コンクリートであれば、流動性と材料分離抵抗性に優れるうえ、70N/mm²以上の圧縮強度を発現させることができ、硬化後の自己収縮量を小さくすることもできる。
本発明において、セメント量が500kg/m³未満では、70N/mm²以上の圧縮強度を発現させることが困難になり好ましくない。セメント量が700kg/m³を超えると、硬化後の自己収縮量を小さくすることが困難になり好ましくない。
また、水／セメント比が25重量％未満では、スランプフロー値が50cm未満になり、後述するように例えば、建築物の建設工事においては施工期間の短縮、施工の省力化、施工欠陥の解消などを図ることが困難になるので好ましくない。水／セメント比が35重量％を超えると、70N/mm²以上の圧縮強度を発現させることが困難になり好ましくない。
また、スランプフロー値が50cm未満では、例えば、建築物の建設工事においては施工期間の短縮、施工の省力化、施工欠陥の解消などを図ることが困難になる、また、コンクリート製品工場においても振動締固めによる騒音の低減を図ることが困難になるので好ましくない。スランプフロー値が80cmを超えると、材料分離抵抗性が低下するので好ましくない。
【００１０】
本発明の高流動高強度コンクリートにおいては、セメント量が500〜700kg/m³、水／セメント比が25〜35重量％で、スランプフロー値が50〜80cmであれば、減水剤／セメント比や単位粗骨材絶対容積は特に限定するものではないが、コンクリートの作業性やコストなどを考慮して、減水剤／セメント比は0.5〜2.0重量％、単位粗骨材絶対容積は0.27〜0.36m³/m³とすることが好ましい。
【００１１】
本発明の高流動高強度コンクリートの混練方法や混練装置は、特に限定するものではなく、慣用の方法で、慣用のミキサで混練すれば良い。
また、養生方法も特に限定するものではなく、気中養生、水中養生、蒸気養生などを行えば良い。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
１）セメントＡ；太平洋セメント（株）製普通ポルトランドセメントを二軸式ニーダに投入し、攪拌しつつ超音波加湿器にて加水処理した加水処理セメントを使用した。該セメントの熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量は1.3重量％であった。
２）セメントＢ；太平洋セメント（株）製普通ポルトランドセメントを二軸式ニーダに投入し、攪拌しつつ超音波加湿器にて加水処理した加水処理セメントを使用した。該セメントの熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量は2.0重量％であった。
３）セメントＣ；太平洋セメント（株）製普通ポルトランドセメントを使用した。該セメントの熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量は0.6重量％であった。
４）高性能ＡＥ減水剤；レオビルドSP-8S（（株）エヌエムビー製）を使用した。
５）細骨材；静岡県産陸砂（表乾比重：2.60）を使用した。
６）粗骨材；茨城県産砕石（表乾比重：2.64）を使用した。
７）水；水道水を使用した。
【００１３】
２．コンクリートの配合及び混練
前記材料を使用し、表１に示す配合にしたがってコンクリートを調製した。混練は、２軸強制練りミキサ（0.06m³）を用いて、180秒間混練した。
【００１４】
【表１】

【００１５】
３．評価
１）スランプフロー値
「JIS A 1101（コンクリートのスランプ試験方法）」に準じてスランプコーンを引き上げた後、拡がったコンクリートの最大直径の長さとその直角方向の長さを測定して、平均値を算出し、スランプフロー値を求めた。
２）圧縮強度
混練後、φ10×20cmの型枠を用いて成形した。成形後、１日間型枠内で養生し、脱型した。その後、所定の材令（７、28、91日）まで水中養生し、「JIS A 1108（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準じて圧縮強度を測定した。
３）自己収縮量
上記各コンクリートの自己収縮量を日本コンクリート工学協会「（仮称）高流動コンクリートの自己収縮試験方法」に準じて測定した。なお、測定は凝結の始発時間を基長とした。
その結果を表２に示す。
【００１６】
【表２】

【００１７】
表２から明らかなように、熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が0.7〜2.5重量％の範囲内であるセメントを使用し、セメント量が500〜700kg/m³、水／セメント比が25〜35重量％で、スランプフロー値が50〜80cmの範囲内である実施例１及び２のコンクリートでは、70N/mm²以上の圧縮強度を発現し、かつ自己収縮量を小さくすることができた。
一方、熱重量測定による20℃から500℃までの重量減少量が0.6重量％であるセメントを使用した比較例１のコンクリートでは、自己収縮量が大きかった。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高流動高強度コンクリートでは、70N/mm²以上の圧縮強度を発現し、かつ自己収縮量を小さくすることができるものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-flowing high-strength concrete exhibiting a compressive strength of 70 N / mm ² or more, and particularly to a high-flowing high-strength concrete having a small amount of self-shrinkage after curing.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of further effective use of land, the trend of building a super-high-rise or large-scale building has become more prominent. In construction work of such super-high-rise or large-scale buildings, from the viewpoints of shortening the construction period, saving labor and eliminating construction defects, it has excellent fluidity and material separation resistance, and high strength ( There is a demand for highly fluid concrete that exhibits a compressive strength of 70 N / mm ² or more.
Also, in concrete product factories, from the viewpoint of reducing noise due to vibration compaction, there is a demand for high-fluidity concrete that is excellent in fluidity and material separation resistance and that exhibits high strength (compressive strength of 70 N / mm ² or more). ing.
[0003]
Conventionally, as high fluidity concrete,
1) High-fluidity concrete, usually called a thickener system, using a water-soluble polymer having a thickening action,
2) Increase the amount of cement in the concrete (for example, 500 kg / m ³ or more) and reduce the water / cement ratio by using water reducing agents (such as high performance water reducing agents or high performance AE water reducing agents) (for example, 35 Weight% or less), a high fluidity concrete usually called powder system,
It has been known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above thickener-based high-fluidity concrete, in order to ensure fluidity, the cement amount is often about 400 to 500 kg / m ³ and the water / cement ratio is about 40 to 50% by weight. For this reason, it has been difficult to develop a compressive strength of 70 N / mm ² or more with the thickener-based high-fluidity concrete.
On the other hand, powder-based high-fluidity concrete is excellent in fluidity and material separation resistance, and can express high strength of 70 N / mm ² or more, but on the other hand, it has a large amount of cement and water / Since the cement ratio is small, there is a problem that self-shrinkage after curing increases. It is pointed out that in such a concrete with large self-shrinkage, for example, when it is used for RC members, a large tensile stress may be generated at the lower edge of the member due to the restraint of the reinforcing bar, which may cause mechanical damage. Yes.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have a high flow rate of a specific blending ratio using a cement in which a weight loss amount from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry is within a specific range. In the case of concrete, it has been found that the amount of self-shrinkage after curing can be reduced even with a compressive strength of 70 N / mm ² or more, and the present invention has been completed. That is, the present invention contains cement whose weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry is 1.0 to 2.2 wt%, the cement amount is 500 to 700 kg / m ³ , and the water / cement ratio is 25 to It is a high-fluidity, high-strength concrete having a slump flow value of 50 to 80 cm at 35% by weight.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The cement used in the present invention has a weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry of 0.7 to 2.5% by weight, the workability and strength development of concrete, and the viewpoint of reducing the amount of self-shrinkage after hardening From 0.8 to 2.3% by weight, more preferably from 1.0 to 2.2% by weight. By using a cement whose weight loss from 20 ° C to 500 ° C by thermogravimetry is in the above range, the amount of self-shrinkage after curing can be reduced even with a compressive strength of 70 N / mm ² or more. .
Cement whose weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry is less than 0.7% by weight is not preferable because it becomes difficult to reduce the amount of self-shrinkage after curing. Cement whose weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry exceeds 2.5% by weight is not preferable because strength development is reduced and it becomes difficult to develop compressive strength of 70 N / mm ² or more.
The thermogravimetric measurement may be performed using a commercially available thermogravimetric measurement device. The heating rate is preferably 10 to 20 ° C./min.
[0007]
As a cement whose weight loss from 20 ° C to 500 ° C by thermogravimetry is 0.7 to 2.5% by weight, for example,
Hydrolyzed cement that retains water by a method such as spraying water or spraying water vapor while stirring Portland cement such as normal, early strength, moderate heat, low heat Portland cement, etc.
Examples of the cement clinker and gypsum that are pulverized with a finishing mill include pulverized cement.
[0008]
Materials other than cement used in the present invention will be described.
As the fine aggregate, river sand, land sand, sea sand, crushed sand or a mixture thereof can be used.
As the coarse aggregate, river gravel, mountain gravel, sea gravel, crushed stone, or a mixture thereof can be used.
As the water reducing agent, a lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, melamine-based, or polycarboxylic acid-based water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, or a high-performance AE water reducing agent can be used. In the present invention, it is preferable to use a high performance water reducing agent or a high performance AE water reducing agent having a large water reducing effect.
As the water, tap water or the like can be used.
In the present invention, it is possible to use an air entraining agent, an antifoaming agent, a thickening agent, or the like as long as there is no problem.
[0009]
The high-fluidity high-strength concrete of the present invention has a cement amount of 500 to 700 kg / m ³ , a water / cement ratio of 25 to 35% by weight, and a slump flow value of 50 to 80 cm. If it is a high-fluidity high-strength concrete under the above conditions, it has excellent fluidity and material separation resistance, can express a compressive strength of 70 N / mm ² or more, and can reduce the amount of self-shrinkage after curing. .
In the present invention, when the cement amount is less than 500 kg / m ³ , it becomes difficult to develop a compressive strength of 70 N / mm ² or more, which is not preferable. When the amount of cement exceeds 700 kg / m ³ , it becomes difficult to reduce the amount of self-shrinkage after curing, which is not preferable.
In addition, when the water / cement ratio is less than 25% by weight, the slump flow value is less than 50 cm. As will be described later, for example, in the construction work of buildings, the construction period is shortened, the labor saving of construction, the elimination of construction defects, etc. It is not preferable because it becomes difficult to achieve the above. When the water / cement ratio exceeds 35% by weight, it becomes difficult to develop a compressive strength of 70 N / mm ² or more, which is not preferable.
If the slump flow value is less than 50 cm, for example, it will be difficult to shorten the construction period, save labor, and eliminate construction defects in building construction work. Since it becomes difficult to reduce noise due to compaction, it is not preferable. If the slump flow value exceeds 80 cm, the material separation resistance decreases, which is not preferable.
[0010]
In the high fluidity high strength concrete of the present invention, when the cement amount is 500 to 700 kg / m ³ , the water / cement ratio is 25 to 35% by weight and the slump flow value is 50 to 80 cm, the water reducing agent / cement ratio The absolute volume of the unit coarse aggregate is not particularly limited, but considering the workability and cost of concrete, the water reducing agent / cement ratio is 0.5 to 2.0% by weight, and the unit coarse aggregate absolute volume is 0.27 to 0.36m. ³ / m ³ is preferable.
[0011]
The kneading method and the kneading apparatus for the high-fluidity high-strength concrete of the present invention are not particularly limited, and may be kneaded by a conventional method using a conventional mixer.
Also, the curing method is not particularly limited, and air curing, underwater curing, steam curing and the like may be performed.
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
1. Materials used The following materials were used.
1) Cement A: Ordinary Portland cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was charged into a biaxial kneader, and a hydrotreated cement was used which was hydrotreated with an ultrasonic humidifier while stirring. The weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry of the cement was 1.3% by weight.
2) Cement B: Ordinary Portland cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was charged into a twin-screw kneader, and a water-treated cement was used which was hydrotreated with an ultrasonic humidifier while stirring. The weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry of the cement was 2.0% by weight.
3) Cement C: Ordinary Portland cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was used. The weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry of the cement was 0.6% by weight.
4) High-performance AE water reducing agent; Leo Build SP-8S (manufactured by NM Co., Ltd.) was used.
5) Fine aggregate: Land sand from Shizuoka Prefecture (surface dry specific gravity: 2.60) was used.
6) Coarse aggregate: Crushed stone from Ibaraki Prefecture (surface dry specific gravity: 2.64) was used.
7) Water; tap water was used.
[0013]
2. Concrete blending and kneading Concrete was prepared according to the blending shown in Table 1 using the above materials. The kneading was carried out for 180 seconds using a biaxial forced kneading mixer (0.06 m ³ ).
[0014]
[Table 1]

[0015]
3. Evaluation 1) Slump flow value After measuring the slump cone according to “JIS A 1101 (Concrete slump test method)”, measure the length of the maximum diameter of the expanded concrete and the length in the direction perpendicular to it. And the slump flow value was obtained.
2) After kneading with compressive strength, it was molded using a mold of φ10 × 20 cm. After molding, it was cured in a mold for 1 day and demolded. Thereafter, it was cured in water until a predetermined material age (7, 28, 91 days), and the compressive strength was measured according to “JIS A 1108 (Concrete compressive strength test method)”.
3) Self-shrinkage The self-shrinkage of each of the above concretes was measured according to the Japan Concrete Institute "(tentative name) self-shrinkage test method for high-fluidity concrete". The measurement was based on the initial setting time.
The results are shown in Table 2.
[0016]
[Table 2]

[0017]
As is apparent from Table 2, a cement whose weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry is within the range of 0.7 to 2.5% by weight, the cement amount is 500 to 700 kg / m ³ , water / The concrete of Examples 1 and 2 having a cement ratio of 25 to 35% by weight and a slump flow value in the range of 50 to 80 cm exhibits a compressive strength of 70 N / mm ² or more and reduces the amount of self-shrinkage. I was able to.
On the other hand, the amount of self-shrinkage was large in the concrete of Comparative Example 1 using cement in which the weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry was 0.6% by weight.
[0018]
【Effect of the invention】
As described above, the high-fluidity and high-strength concrete of the present invention exhibits a compressive strength of 70 N / mm ² or more and can reduce the amount of self-shrinkage.

Claims

Contains cement with a weight loss from 20 ° C. to 500 ° C. by thermogravimetry of 1.0-2.2 wt%, unit cement amount is 500-700 kg / m ³ , water / cement ratio is 25-35 wt%, A high-fluidity, high-strength concrete characterized by a slump flow value of 50 to 80 cm.