JP5974534B2

JP5974534B2 - 軽量即時脱型ブロック及びその製造方法

Info

Publication number: JP5974534B2
Application number: JP2012037761A
Authority: JP
Inventors: 大和　功一郎; 功一郎大和; 晃希綿屋
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: JP2013173630A

Description

本発明は、軽量即時脱型ブロック及びその製造方法に関する。また、本発明は透水性を要するブロックの透水性を高めるための製造技術に関する。

従来、コンクリートの軽量化技術としては、例えば特許文献１に開示された軽量材料を用いる方法、及び、特許文献２に開示された起泡剤を用いる方法が知られている。

特開平１１−６０３４６号公報特開平０１−２８２１３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された方法は、材料費が高いこと、及び、コンクリートの強度が低いこと等の問題がある。また、特許文献２に開示された方法は、即時脱型を目的とするコンクリートに適用した場合に、気泡が多すぎるとコンクリートのフレッシュ性状が軟らかくなり、即時脱型できない等の問題がある。また、透水性を要するブロックにおいては、供用中に砂・埃等による目詰まりが起こり、所要の透水性が得られなくなる等の問題がある。

本発明は、製造する際に軽量材料や起泡剤を用いなくても、従来の標準的な即時脱型ブロックよりも軽量である軽量即時脱型ブロックを提供することを目的とする。また、従来の標準的な即時脱型ブロックよりも軽量である軽量即時脱型ブロックの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、コンクリートから製造される軽量即時脱型ブロックであって、コンクリートは、水とセメントと骨材とＡＥ剤及び高性能減水剤の少なくとも一方を含有する混和剤とを含み、水セメント比が１７〜３５％、且つ単位骨材容積が７９０〜８５０Ｌ／ｍ^３であり、骨材の骨材粒度分布が１０〜２．５ｍｍである、軽量即時脱型ブロックを提供する。

この軽量即時脱型ブロックは、製造する際に軽量材料や起泡剤を用いていないが、従来の標準的な即時脱型ブロックよりも軽量にすることができる。また、この軽量即時脱型ブロックは、透水性を十分に高くすることができる。例えば、従来の透水性ブロックのＪＩＳＡ５３７１規格値である０．０１ｃｍ／ｓよりも大幅に高い０．８ｃｍ／ｓ以上の透水性を有することもできる。

本発明の軽量即時脱型ブロックは、単位容積質量が１．９ｔ／ｍ^３以下であることが好ましい。これによって、本発明の軽量即時脱型ブロックは、一層軽量化することができる。

また、本発明は、水とセメントと骨材とＡＥ剤及び高性能減水剤の少なくとも一方を含む混和剤とを含み、水セメント比が１７〜３５％、且つ単位骨材容積が７９０〜８５０Ｌ／ｍ^３であり、骨材の骨材粒度分布が１０〜２．５ｍｍであるコンクリートを型枠に入れる工程と、このコンクリートを振動プレス成形してブロックを得る工程と、を有する軽量即時脱型ブロックの製造方法を提供する。

このように製造された軽量即時脱型ブロックは、製造する際に軽量材料や起泡剤を用いていないが、従来の標準的な即時脱型ブロックよりも軽量にすることができる。また、このように製造された軽量即時脱型ブロックは、透水性を十分に高くすることができる。例えば、従来の透水性ブロックのＪＩＳＡ５３７１規格値の０．０１ｃｍ／ｓよりも大幅に高い０．８ｃｍ／ｓ以上の透水性を有することもできる。

この製造方法では、ブロックを得る工程において、単位容積質量が１．９ｔ／ｍ^３以下であるブロックを得ることが好ましい。これによって、製造される軽量即時脱型ブロックを、一層軽量化することができる。

本発明によれば、製造する際に軽量材料や起泡剤を用いなくても、従来の標準的な即時脱型ブロックよりも軽量である軽量即時脱型ブロックを提供することができる。また、従来の標準的な即時脱型ブロックよりも軽量である軽量即時脱型ブロックの製造方法を提供することができる。

テーブルバイブレータによる供試体の成形方法を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

［軽量即時脱型ブロック］
本実施形態の軽量即時脱型ブロックは、コンクリートから製造されるものであり、当該コンクリートは、水とセメントと骨材と混和剤とを含む。

セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント、アルミナセメント等を使用することができる。

骨材としては、骨材粒度分布が１０〜２．５ｍｍであるものを使用する。例えば、細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、高炉スラグ細骨材等が挙げられ、粗骨材としては、砂利、砕石、高炉スラグ粗骨材等が挙げられる。中でも、高炉スラグ細骨材が好ましい。

骨材の粒度の範囲は、１０〜２．５ｍｍであり、好ましくは１０〜５．０ｍｍである。２．５ｍｍよりも小さい粒径の粒子が多いと充填性が高くなるため、軽量化が困難となる。１０ｍｍよりも大きい粒径の粒子が多いと、即時脱型ブロック成形時にセメントペーストによる骨材同士の付着面積が小さくなるため、成形が困難となる。下限が５ｍｍである場合、下限が２．５ｍｍである場合に比べて充填性が一層低くなり、即時脱型ブロックがより軽量化され、透水性もより高くなる。骨材の粒度の範囲を上記範囲にすることによって、成形性を良好に維持しつつ骨材の実積率を低くしてコンクリート中において空隙を生じやすくすることができる。

混和剤としては、ＡＥ剤及び高性能減水剤の少なくとも一方を含有する。ＡＥ剤としては、カチオン性、アニオン性、両性、ノニオン性の界面活性剤が挙げられる。これらの中でも、ノニオン性の界面活性剤が好ましい。高性能減水剤としては、ナフタレンスルホン酸系、メラミンスルホン酸系、ポリカルボン酸系の化合物が挙げられる。これらの中でも、ポリカルボン酸系の化合物が好ましい。

また、本実施形態の軽量即時脱型ブロックは、更に混和材を含んでいてもよい。混和材としては、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石微粉末等を使用することができる。

水セメント比の範囲は、１７〜３５％であり、好ましくは、１９〜３０％である。水セメント比が１７％よりも小さいと、粘性が高くなり、成形しにくくなる。水セメント比が３５％よりも大きいと、単位骨材容積を大きくした場合に、曲げ強度が低くなる傾向がある。

単位骨材容積の範囲は、セメントペーストの容積を小さくして空隙を作りやすくする観点から、７９０〜８５０Ｌ／ｍ^３であり、好ましくは、８２０〜８５０Ｌ／ｍ^３である。単位骨材容積の範囲が８２０〜８５０Ｌ／ｍ^３である場合は特に、即時脱型ブロックをより軽量にすることができ、単位容積質量をより低下させることができる。単位骨材容積が７９０Ｌ／ｍ^３よりも小さいと、セメントペーストの容積割合が大きくなり、これに伴って空隙が少なくなるため軽量化が困難となる。単位骨材容積が８５０Ｌ／ｍ^３よりも大きいと、セメントペーストの容積割合が小さくなりすぎるため、成形が困難となる。すなわち、単位骨材容積を上述の範囲で含有するとともに、特定の粒度を有する骨材を用いることの相乗作用によって、軽量即時脱型ブロックの軽量化を実現している。

本実施形態の軽量即時脱型ブロックは、単位容積質量が１．９ｔ／ｍ^３以下であることが好ましい。より好ましくは１．８ｔ／ｍ^３以下であり、更に好ましくは１．７ｔ／ｍ^３以下である。

ＪＩＳＡ５３７１におけるブロックの透水係数の規格値の下限は、０．０１ｃｍ／ｓである。しかしながら、本実施形態の軽量即時脱型ブロックは、材齢７日において０．８ｃｍ／ｓ以上の透水性係数を有することができる。

本実施形態の軽量即時脱型ブロックは、軽量であることから建築物の屋上等に好適に設置することができる。また、本実施形態の軽量即時脱型ブロックは軽量のため、輸送効率を向上することができる。

［軽量即時脱型ブロックの製造方法］
本実施形態の軽量即時脱型ブロックは、上記使用材料を練混ぜ、型枠に入れて振動プレス成形し、脱型することにより得られる。まず、セメントと骨材とを混合し、これに水及び混和剤を加えて練り混ぜ、コンクリートを調製する。

次に、当該コンクリートを型枠に入れ、これをテーブルバイブレータ、又は加圧振動成形機等を用いて振動締固めを行って、コンクリートの成形体を作製する。このとき、振動締固め後のコンクリートの成形体の単位容積質量が１．９ｔ／ｍ^３以下となる水準まで振動することが好ましい。コンクリートを振動締固め成形後に即時脱型し、養生して即時脱型ブロックを得る。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

１．成形体及び軽量即時脱型ブロックの製造
［使用材料］
軽量即時脱型ブロックを製造するために、以下に示す材料を準備した。
（１）セメント
・普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｃｍ^３）
（２）骨材
・高炉スラグ細骨材
使用した高炉スラグ細骨材の粒度、実積率及び表乾密度を表１に示す。なお、表１中、縦方向の項目である「１０ｍｍ以下」、「１０〜２．５ｍｍ」及び「１０〜５．０ｍｍ」の数値範囲は骨材粒度分布を示し、横方向の項目である「１０ｍｍ」、「５ｍｍ」及び「２．５ｍｍ」等の数値はふるいの呼び寸法を示す。また、「ふるいの呼び寸法及びふるいを通るものの質量百分率」の項目欄に記載された「１００」、「７４」及び「１９」等の数値は通過百分率（質量％）を示す。

（３）混和剤
・ＡＥ剤（商品名：ブロックミックスＳ、ノニオン系、グレースケミカルズ株式会社製）
・高性能減水剤（商品名：マイテイ２１ＶＳ、ポリカルボン酸系、花王株式会社製）
（４）練混ぜ水
・上水道水

［コンクリートの配合］
上述のセメント、骨材、混和剤及び水を所定の比率で配合して、配合Ｎｏ.１〜１３のコンクリートを調製した。それぞれのコンクリートの配合を表２に示す。表２の配合は充填率を１００％とした場合の単位量である。つまり、コンクリート中の空隙がないものと仮定した場合の単位量を示している。

［コンクリートの練混ぜ］
表２に示した配合Ｎｏ．１〜１３のコンクリートの練り混ぜは次の手順で行った。すなわち、パドルミキサ内に、骨材及びセメントを投入して３０秒間空練りした後、水及び混和剤を加えて２分間練り混ぜた。

［供試体の成形］
練り混ぜたコンクリートを以下の方法（１）又は（２）によって成形し、成形体を作製した。
（１）テーブルバイブレータによる成形
図１は、テーブルバイブレータによる成形に用いた装置を模式的に示す図である。図１に示す装置のテーブルバイブレータ１は正面図で示し、テーブルバイブレータ１の上に載置された部材は端面図で示している。図１に示すように、テーブルバイブレータ１上に鉄板３を載せ、更に鉄板３の上にφ１０×２０ｃｍの円柱型枠７を載せた。円柱型枠７及び鉄板３をボルト５によりテーブルバイブレータ１に固定した。円柱型枠７内に一定量（０．７８５Ｌ）のコンクリート１１を投入して上面を平坦に均した後、おもり９（３ｋｇ）を静かに載せ、振動締固めすることにより供試体（成形体）を得た。振動条件は、振動数５０００ｖｐｍ、振幅０．５ｍｍ、振動時間１５秒間とした。

（２）加圧振動成形機による成形
ＩＬＢ成形機（株式会社タイガーマシン製作所製）を使用して以下の要領で供試体（成形体）を作製した。試験は、（１）で示したテーブルバイブレータによる成形にて単位容積質量が１．９ｔ／ｍ^３以下となった水準とした。供試体寸法は、１００×２００×６０ｍｍとした。型枠内に一定量（設定充填率に相当する容積分）の試料を投入して上面を平坦に均した後、加圧振動成形した。加圧振動条件は、圧力５Ｎ／ｍｍ^２、振動数３６００ｖｐｍ、振動時間１０秒間とした。

［供試体の養生］
上記方法によって得られた供試体について、表３に示す条件で蒸気養生を行った。その後、２０℃の恒温室で気中保管した。以上の手順によって、軽量即時脱型ブロックを製造した。

表２に示す配合Ｎｏ．１〜１３のコンクリートを用いて、表４に示す実施例１〜１１及び比較例１〜８の即時脱型ブロックをそれぞれ製造した。

２．供試体及び即時脱型ブロックの測定及び試験
［単位容積質量の測定方法］
各実施例及び比較例で得られた供試体又は即時脱型ブロックの質量及び容積を測定し、これらの測定値から単位容積質量を求めた。テーブルバイブレータで成形して得られた供試体については成形直後に、加圧振動成形で成形したＩＬＢ供試体については材齢７日に測定した。

［曲げ強度試験方法］
曲げ強度試験は、ＩＬＢ供試体から得られた即時脱型ブロックについて実施した。材齢７日において、ＪＩＳＡ５３７１：２０１０「プレキャスト無筋コンクリート製品（推奨仕様Ｂ−３インターロッキングブロック）」の曲げ強度試験方法に準じて行った。

［透水性試験方法］
透水性試験は、ＩＬＢ供試体から得られた即時脱型ブロックについて実施した。材齢７日において、ＪＩＳＡ５３７１：２０１０「プレキャスト無筋コンクリート製品（推奨仕様Ｂ−３インターロッキングブロック）」の透水性試験方法に準じて行った。

［試験結果］
試験結果を表４に示す。実施例及び比較例の内容は、次のとおりである。
・比較例１は基準とする配合である。表４中の「軽量化率」は、比較例１を基準とした場合の軽量化率を示している。
・比較例２及び比較例３は、比較例１の骨材粒度の範囲を狭めたものである。
・比較例４は、比較例１の単位骨材容積を増加させたものである。
・実施例１及び実施例２は、単位骨材容積を比較例４と同一としたまま、骨材粒度の範囲を狭めたものである。
・比較例５は、比較例１の単位骨材容積を減少させたものである。
・比較例６及び比較例７は、比較例５の骨材粒度の範囲を狭めたものである。
・実施例３は、実施例２の混和剤を高性能減水剤に変え、また、水セメント比を小さくしたものである。
・実施例４及び実施例５は、実施例３の単位骨材容積を大きくしたものである。
・実施例６は、実施例３の水セメント比を小さくしたものである。
・比較例８及び実施例７〜実施例１１は、比較例１及び実施例２〜６と同一配合について、加圧振動成形機で成形したものである。

［評価］
以上の実施例及び比較例の結果から、水セメント比が１７〜３５％、骨材粒度分布が１０〜２．５ｍｍ、単位骨材容積が７９０〜８５０Ｌ／ｍ^３、混和剤としてＡＥ剤又は高性能減水剤を使用したコンクリートであれば、軽量骨材や起泡剤を用いなくても、従来の標準的な即時脱型ブロックよりも軽量である単位容積質量１．９ｔ／ｍ^３以下のブロックが得られることが確認された。また、透水性は従来よりも大幅に高く、供用中に砂・埃等による目詰まりによる透水性の低下が発生した場合にも、所要の透水性を確保できることが確認された。

７…型枠、１１…コンクリート。

Claims

コンクリートから製造される軽量即時脱型ブロックであって、
前記コンクリートは、水とセメントと高炉スラグ細骨材とＡＥ剤及び高性能減水剤の少なくとも一方を含有する混和剤とを含み、水セメント比が１７〜３５％、且つ単位骨材容積が前記高炉スラグ細骨材として７９５〜８４７Ｌ／ｍ^３であり、
前記高炉スラグ細骨材の骨材粒度分布が１０〜２．５ｍｍである、軽量即時脱型ブロック。
単位容積質量が１．９ｔ／ｍ^３以下である、請求項１に記載の軽量即時脱型ブロック。
水とセメントと高炉スラグ細骨材とＡＥ剤及び高性能減水剤の少なくとも一方を含む混和剤とを含み、水セメント比が１７〜３５％、且つ単位骨材容積が前記高炉スラグ細骨材として７９５〜８４７Ｌ／ｍ^３であり、前記高炉スラグ細骨材の骨材粒度分布が１０〜２．５ｍｍであるコンクリートを型枠に入れる工程と、
前記コンクリートを振動プレス成形してブロックを得る工程と、を有する、軽量即時脱型ブロックの製造方法。
前記ブロックを得る工程では、単位容積質量が１．９ｔ／ｍ^３以下である前記ブロックを得る、請求項３に記載の軽量即時脱型ブロックの製造方法。