JP6400426B2 - Underwater inseparable concrete composition and cured body thereof - Google Patents
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Description
本発明は、水中不分離性コンクリート組成物およびその硬化体に関する。 The present invention relates to an underwater inseparable concrete composition and a cured body thereof.
通常、海岸、海洋、港湾または河川に橋(橋脚)や防波堤等を建設する場合、土木建築工事において水中に直接コンクリートを打設することとなる。しかし、その際にセメント成分が水により洗い流されることで河川等の水質汚濁や、コンクリート構造体の強度低下を招くことがある。そのため施工には、メチルセルロース系、アクリル系およびガム系などの増粘剤をコンクリートに混和した、水中不分離性コンクリート組成物が用いられる。 Normally, when constructing bridges (piers), breakwaters, etc. on the coast, ocean, harbor or river, concrete is directly placed in the water during civil engineering construction. However, at that time, the cement component is washed away with water, which may cause water pollution of rivers and the like, and decrease in strength of the concrete structure. Therefore, the construction uses a non-separable concrete composition in water in which a thickener such as methylcellulose, acrylic and gum is mixed with concrete.
そのような水中不分離性コンクリート組成物として、特許文献1にはセルロースエーテル、デュータンガム、ポリアクリルアミドおよびベントナイトを含有する増粘剤を含有する水中不分離性コンクリート組成物が提案されている。また、特許文献2には、水中で使用することを目的とした、膨張材、増粘剤および減水剤を含む水中グラウト用セメント組成物が提案されている。 As such an underwater inseparable concrete composition, Patent Document 1 proposes an underwater inseparable concrete composition containing a thickener containing cellulose ether, detan gum, polyacrylamide and bentonite. Patent Document 2 proposes a cement composition for an underwater grout, which is intended to be used in water and contains an expanding material, a thickener, and a water reducing agent.
上記のように、水中不分離性コンクリート組成物はこれまで当業界で広く用いられてきているが、一般的な水中不分離性コンクリート組成物は単位水量が多いため(220kg/m3程度)、増粘剤をセルロース系で2.4〜2.6kg/m3、またはアクリル系で3.3〜3.5kg/m3程度混和して使用するのが一般的となっている。しかし、これらの増粘剤は高価であり、増粘剤の使用量が多い現行の水中不分離性コンクリート組成物は、一般のレディーミクストコンクリート(生コン)と比較すると、3〜4倍程度単価が高くなるという問題点がある。そのため、経済的で実用性の高い水中不分離性コンクリート組成物が求められている。 As described above, the underwater inseparable concrete composition has been widely used in the industry so far, but a general underwater inseparable concrete composition has a large unit water amount (about 220 kg / m 3 ). It is common to use thickeners mixed with cellulose-based 2.4-2.6 kg / m 3 or acrylic-based about 3.3-3.5 kg / m 3 . However, these thickeners are expensive, and the current underwater non-separable concrete composition, which uses a large amount of thickener, costs about 3 to 4 times as much as ordinary ready-mixed concrete (green concrete). There is a problem that it becomes high. Therefore, an underwater non-separable concrete composition that is economical and highly practical is desired.
さらに、水中不分離性コンクリート組成物は単位水量が多いため、得られる硬化体の乾燥時の収縮量が大きいという性質がある。このことから、橋脚における干満帯(満潮時は海面下となるが、干潮時には干出するような箇所)などの乾燥収縮の影響が大きい箇所には、水中不分離性コンクリート硬化体を使用することが困難である。そのため、橋脚に水中不分離性コンクリート硬化体を用いる場合、干満帯の手前まで水中不分離性コンクリート組成物を打設し、その上からは異なる種類のコンクリート組成物を打設する必要が生じるなど、費用や手間が嵩むという問題点があった。 Furthermore, since the underwater non-separable concrete composition has a large amount of unit water, it has a property that the resulting cured body has a large amount of shrinkage when dried. For this reason, underwater inseparable concrete hardened bodies should be used in places where the influence of drying shrinkage is large, such as the tidal zone at the bridge pier (where the sea is at sea level at high tide, but where it is dried at low tide) Is difficult. Therefore, when using an underwater inseparable concrete hardened body for the pier, it is necessary to place an underwater inseparable concrete composition before the tidal zone, and to place a different type of concrete composition from above. There was a problem that cost and labor were increased.
このような課題に対して、本発明者らは、今般、一定以上の比表面積(ブレーン値)の膨張材を用いることで、増粘剤の含有量を減らしても高い水中不分離性を得ることが可能となり、さらに、硬化後の乾燥時の収縮も抑えられるとの知見を得たのである。本発明は、係る知見に基づいてなされたものである。 In response to such problems, the present inventors have recently obtained a high water inseparability even when the content of the thickener is reduced by using an expansion material having a specific surface area (brane value) of a certain level or more. In addition, they have obtained knowledge that shrinkage during drying after curing can be suppressed. The present invention has been made based on such knowledge.
したがって、本発明は、従来の水中不分離性コンクリート組成物よりも少ない増粘剤量で高い水中不分離性を示し、かつ、硬化後の乾燥収縮が低減された水中不分離性コンクリート組成物を提供するものである。 Therefore, the present invention provides an underwater inseparable concrete composition that exhibits high underwater inseparability with a smaller amount of thickener than conventional underwater inseparable concrete compositions and has reduced drying shrinkage after curing. It is to provide.
また、本発明は、上記水中不分離性コンクリート組成物を硬化して得られる、乾燥収縮が低減された水中不分離性コンクリート硬化体を提供するものである。 Moreover, this invention provides the underwater non-separable concrete hardening body by which drying shrinkage reduced by hardening the said underwater inseparable concrete composition was reduced.
本発明の一態様によれば、
セメントと、
膨張材と、
増粘剤と
を含む水中不分離性コンクリート組成物であって、
前記膨張材のブレーン比表面積が4,000cm 2 /g〜7,000cm 2 /gであり、 前記膨張材の配合量が、単位量で12〜28kg/m3であり、かつ
前記増粘剤の配合量が、単位量で0.8〜3.0kg/m3
であることを特徴とする、水中不分離性コンクリート組成物が提供される。
According to one aspect of the invention,
Cement,
An expansion material;
An underwater inseparable concrete composition comprising a thickener,
The expansion material has a Blaine specific surface area of 4,000 cm 2 / g to 7,000 cm 2 / g , the blending amount of the expansion material is 12 to 28 kg / m 3 in a unit amount, and the viscosity increase The compounding amount of the agent is 0.8 to 3.0 kg / m 3 in unit amount.
An underwater non-separable concrete composition is provided.
また、本発明の他の態様によれば、上記水中不分離性コンクリート組成物を硬化して得られる、水中不分離性コンクリート硬化体が提供される。 Moreover, according to the other aspect of this invention, the underwater inseparable concrete hardening body obtained by hardening | curing the said underwater inseparable concrete composition is provided.
本発明によれば、従来の水中不分離性コンクリート組成物よりも少ない増粘剤量で高い水中不分離性を示し、かつ、硬化後の乾燥収縮が低減された水中不分離性コンクリート組成物を得ることが可能となる。 According to the present invention, an underwater inseparable concrete composition that exhibits high underwater inseparability with a smaller amount of thickener than a conventional underwater inseparable concrete composition and has reduced drying shrinkage after curing. Can be obtained.
本明細書において「水中不分離性コンクリート」とは、増粘剤等を混和することにより、水中での材料分離抵抗を高めた水中コンクリートをいう。また、本明細書において「水中不分離性が高い」とは、土木学会で定められた規格であるJSCE−D 104−2013「コンクリート用水中不分離性混和剤品質規格(案)」に準拠して評価した際に、懸濁物質量が50mg/L以下であり、かつ、硬化後の材齢28日における水中気中強度比が80%以上であることをいう。懸濁物質量が50mg/L以下であれば水中でのコンクリートの分離を効果的に抑えることができ、水中気中強度比が80%以上であれば水中での強度発現性を維持することができる。なお、本明細書において「水中不分離性コンクリート組成物」とは、硬化前の水中不分離性コンクリートの組成物を意味し、一方、「水中不分離性コンクリート硬化体」とは、水中不分離性コンクリート組成物を硬化させたものを意味する。 In the present specification, “underwater inseparable concrete” refers to underwater concrete in which material separation resistance in water is increased by mixing a thickener or the like. Further, in this specification, “high inseparability in water” is in accordance with JSCE-D 104-2013 “Quality Standard for Underwater Inseparability for Concrete (Draft)”, which is a standard established by the Japan Society of Civil Engineers. The amount of suspended solids is 50 mg / L or less, and the strength ratio in the air at the age of 28 days after curing is 80% or more. If the amount of suspended solids is 50 mg / L or less, the separation of concrete in water can be effectively suppressed, and if the underwater strength ratio is 80% or more, strength development in water can be maintained. it can. In this specification, “underwater inseparable concrete composition” means a composition of underwater inseparable concrete before curing, while “underwater inseparable concrete cured body” means underwater inseparable concrete composition. The hardened concrete composition is meant.
本発明の内容について、以下に詳細に説明する。 The contents of the present invention will be described in detail below.
<水中不分離性コンクリート組成物>
本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、一定以上の比表面積(ブレーン値)の膨張材を含むことで、従来の水中不分離性コンクリート組成物よりも少ない増粘剤で高い水中不分離性を示す。そのため、従来の水中不分離性コンクリート組成物よりもコストを抑えることができる。さらに、該組成物は硬化後の乾燥収縮が低減されているため、橋脚における干満帯等にも用いることができる。したがって、本発明による水中不分離性コンクリート組成物を用いて橋脚全体を形成することができ、これにより橋脚の途中でコンクリートの種類を切り替える必要がなくなるため、費用や手間を大幅に削減することができる。なお、硬化後の乾燥収縮は、JIS A 1129「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」に準拠して測定することができ、硬化後の材齢6ヶ月の長さ変化率が800×10−6以下であることが、収縮によるひび割れ等を防止する観点から好ましい。
<Unseparable concrete composition in water>
The underwater inseparable concrete composition according to the present invention includes an expansion material having a specific surface area (brane value) of a certain level or more, and thus has a higher viscosity and less underwater inseparability than a conventional underwater inseparable concrete composition. Indicates. Therefore, cost can be held down rather than the conventional underwater non-separable concrete composition. Furthermore, since the composition has reduced drying shrinkage after curing, it can also be used for tidal zones in bridge piers. Accordingly, the entire pier can be formed using the underwater inseparable concrete composition according to the present invention, which eliminates the need to switch the type of concrete in the middle of the pier, thereby greatly reducing costs and labor. it can. The drying shrinkage after curing can be measured according to JIS A 1129 “Method for measuring change in length of mortar and concrete”, and the rate of change in length after curing at the age of 6 months is 800 × 10 −. It is preferable that it is 6 or less from a viewpoint of preventing the crack by shrinkage | contraction.
本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、セメントと、膨張材と、増粘剤を含む。各構成要素について、以下にそれぞれ説明する。なお、本明細書において、「単位量(kg/m3)」とは、1m3のコンクリートを作製するときに用いる各原料の使用量を意味する。 The underwater inseparable concrete composition according to the present invention includes cement, an expansion material, and a thickener. Each component will be described below. In the present specification, “unit amount (kg / m 3 )” means the amount of each raw material used when producing 1 m 3 of concrete.
[セメント]
本発明に用いるセメントとしては、種々のものを使用することができ、例えば、ポルトランドセメントや混合セメントなどを使用することができる。そのようなポルトランドセメントとしては、例えば、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。混合セメントとしては、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム又は石灰石微粉末等が混合された各種の混合セメントが挙げられる。また、上記以外のセメントとしては、速硬性を有しない普通セメントタイプのエコセメントなどが挙げられる。これらのセメントは、いずれか1種を選択して使用することもできるが、2種以上のセメントを組み合わせて使用してもよい。
[cement]
Various cements can be used as the cement used in the present invention. For example, Portland cement or mixed cement can be used. Examples of such Portland cement include various Portland cements such as normal, early strength, ultra early strength, low heat and moderate heat. Examples of the mixed cement include various mixed cements mixed with fly ash, blast furnace slag, silica fume, limestone fine powder, and the like. Moreover, as cement other than the above, the normal cement type eco-cement etc. which do not have quick hardening are mentioned. Any one of these cements can be selected and used, but two or more cements may be used in combination.
本発明による水中不分離性コンクリート組成物中のセメントの配合量は、使用するセメントの種類および単位水量によって適宜設定することができるが、単位量で300〜550kg/m3であることが好ましい。 Although the compounding quantity of the cement in the underwater non-separable concrete composition by this invention can be suitably set with the kind of cement to be used, and unit water quantity, it is preferable that it is 300-550 kg / m < 3 > by unit quantity.
[膨張材]
本発明に用いる膨張材は、粒度がブレーン比表面積で4,000cm2/g〜7,000cm2/gの膨張材である。一方、従来使用されている膨張材は、その粒度が2,500〜3,500cm2/g程度である。粒度が高過ぎると膨張性が得られにくくなる傾向があるため、これまでブレーン比表面積で4,000cm2/g以上の膨張材は一般的にほとんど用いられていなかった。しかしながら、本発明者らは、ブレーン比表面積4,000cm2/g〜7,000cm2/gの膨張材を適当な量配合することによって、従来の水中不分離性コンクリート組成物よりも少ない増粘剤量で高い水中不分離性を示し、かつ、硬化後の乾燥収縮が低減された水中不分離性コンクリート組成物を得ることができることを見出した。本発明に用いる膨張材は、好ましくは、粒度がブレーン比表面積で4,500〜6,000cm2/gである。なお、ブレーン比表面積は、JIS R 5201(セメントの物理試験方法)に規定するブレーン空気透過装置を用いて、セメントを詰めたセルの中を通過する空気の早さを溶液ヘッドの変化時間で求め、標準試料と比較計算することで算出される。
[Expandable material]
Expansion material used in the present invention, the particle size is expanding material of 4,000cm 2 / g~7,000cm 2 / g in Blaine specific surface area. On the other hand, the conventionally used expansion material has a particle size of about 2,500 to 3,500 cm 2 / g. If the particle size is too high, the expandability tends to be difficult to obtain, so far, an expander having a Blaine specific surface area of 4,000 cm 2 / g or more has generally not been used. However, the present inventors have found that by expanding material the appropriate quantity formulation Blaine specific surface area of 4,000cm 2 / g~7,000cm 2 / g, less thickening than conventional water nondisjunction concrete composition It has been found that an underwater inseparable concrete composition can be obtained which shows high inseparability in water by the amount of the agent and has reduced drying shrinkage after curing. The expandable material used in the present invention preferably has a grain size of 4,500 to 6,000 cm 2 / g in terms of the specific surface area of branes. The specific surface area of the brain is determined by the change time of the solution head by using the brain air permeation device specified in JIS R 5201 (cement physical test method) to determine the speed of air passing through the cell filled with cement. It is calculated by comparing with a standard sample.
膨張材の配合量は、単位量で12〜28kg/m3であり、好ましくは15〜25kg/m3である。配合量を12kg/m3以上とすることで、乾燥収縮低減効果が大きくなり、配合量を28kg/m3以下とすることで、膨張が過大となるのを抑えて圧縮強度が低下することを防止することができる。 The amount of expanding material are 12~28kg / m 3 in a unit volume, and preferably from 15 to 25 kg / m 3. When the blending amount is set to 12 kg / m 3 or more, the effect of reducing drying shrinkage is increased, and when the blending amount is set to 28 kg / m 3 or less, the excessive expansion is suppressed and the compressive strength is reduced. Can be prevented.
本発明に用いる膨張材の種類としては、粒度が上記範囲内であれば種々の膨張材を使用することができ、具体的には石灰系膨張材およびカルシウムサルフォアルミネート系膨張材等を使用することができる。その中でも、反応速度の観点から特に好ましいのは、石灰系膨張材である。 As the type of the expansion material used in the present invention, various expansion materials can be used as long as the particle size is within the above range. Specifically, a lime-based expansion material and a calcium sulfoaluminate-based expansion material are used. can do. Among these, lime-based expansion materials are particularly preferable from the viewpoint of reaction rate.
石灰系膨張材は、遊離生石灰(CaO)を含有する膨張性焼成物と石膏から構成される。遊離生石灰を含有する膨張性焼成物は、炭酸カルシウム、消石灰、生石灰等のカルシウム質原料、シリカ質原料、アルミナ質原料、酸化鉄原料および石膏原料等の焼成原料を電気炉やロータリーキルン等で焼成することによって得られる。得られた膨張性焼成物はボールミル等で粉砕・分級され粒度が調整される。石膏は、粉末にしたものを膨張性焼成物の粉砕物とミキサ等で混合してもよいし、石膏と膨張焼成物を混合粉砕してもよい。石膏は種々のものを用いることができるが、無水石膏が好ましく、II型無水石膏がより好ましい。 The lime-based expansion material is composed of an expansive calcined product containing free quick lime (CaO) and gypsum. The expansive calcined product containing free calcined calcination is calcined with calcined raw materials such as calcium carbonate, slaked lime and quick lime, siliceous raw material, alumina raw material, iron oxide raw material and gypsum raw material in an electric furnace or rotary kiln. Can be obtained. The obtained expandable fired product is pulverized and classified by a ball mill or the like to adjust the particle size. As for the gypsum, the powdered powder may be mixed with the pulverized product of the expandable fired product and the mixer, or the gypsum and the expanded fired product may be mixed and pulverized. Various types of gypsum can be used, but anhydrous gypsum is preferable, and type II anhydrous gypsum is more preferable.
[増粘剤]
本発明に用いる増粘剤としては、通常コンクリートに使用されているものであれば特に制限されるものではないが、コンクリートに増粘性を付与し、水中に投入された場合における材料の分離抵抗性に優れたものが望まれる。そのような増粘剤として、例えば、セルロース系増粘剤、ガム系増粘剤およびアクリル系増粘剤等が挙げられる。セルロース系増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースおよびヒドロキシアルキルアルキルセルロース等が挙げられる。アクリル系増粘剤としては、カルボキシビニルポリマー等が挙げられる。ガム系増粘剤としては、ローカストビーンガム、キサンタンガムおよびジェランガム等が挙げられる。これらの中では、特にセルロース系増粘剤が好ましい。
[Thickener]
The thickening agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is usually used in concrete, but it imparts thickening to the concrete, and the material separation resistance when thrown into water. It is desirable to have an excellent quality. Examples of such thickeners include cellulose thickeners, gum thickeners, and acrylic thickeners. Examples of the cellulose thickener include carboxymethyl cellulose, alkyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, and hydroxyalkylalkyl cellulose. Examples of the acrylic thickener include carboxyvinyl polymer. Examples of gum thickeners include locust bean gum, xanthan gum and gellan gum. Of these, cellulose thickeners are particularly preferred.
増粘剤の配合量は、好ましくは単位量で、0.8〜3.8kg/m3である。増粘剤の配合量を、0.8kg/m3以上とすることで、コンクリートに水中不分離性を十分に付与することができ、3.8kg/m3以下とすることで、凝結が大幅に遅延することを防止することができる。増粘剤のより好ましい配合量は、1.4〜2.2kg/m3である。 The blending amount of the thickener is preferably 0.8 to 3.8 kg / m 3 as a unit amount. By setting the blending amount of the thickener to 0.8 kg / m 3 or more, it is possible to sufficiently impart water inseparability to the concrete, and by setting it to 3.8 kg / m 3 or less, the setting is greatly reduced. Can be prevented from being delayed. A more preferable blending amount of the thickener is 1.4 to 2.2 kg / m 3 .
[その他の構成要素]
本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、必要に応じて以下の構成要素を含有することができる。
[Other components]
The underwater non-separable concrete composition according to the present invention can contain the following components as required.
(分散剤)
本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、さらに分散剤が添加されていることが好ましい。本発明で用いる分散剤は、一般的にモルタルやコンクリートの製造に使用されるセメント用の分散剤である。そのような分散剤としては、例えば、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤および流動化剤等が挙げられる。具体的には、メラミンスルホン酸系分散剤、ポリカルボン酸系分散剤およびナフタレンスルホン酸系分散剤等の分散剤が挙げられる。これらの中では、特にポリカルボン酸系の分散剤が好ましい。
(Dispersant)
The underwater inseparable concrete composition according to the present invention preferably further includes a dispersant. The dispersant used in the present invention is a dispersant for cement that is generally used in the production of mortar and concrete. Examples of such a dispersant include a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, a high performance AE water reducing agent, and a fluidizing agent. Specific examples include dispersants such as melamine sulfonic acid dispersants, polycarboxylic acid dispersants, and naphthalene sulfonic acid dispersants. Of these, polycarboxylic acid-based dispersants are particularly preferable.
分散剤の添加量は、セメントおよび膨張材等の粉体の合計重量に対して、1.0〜3.5質量%が好ましく、所要の流動性および初期強度の確保の観点から、1.5〜3.0質量%がより好ましい。 The addition amount of the dispersant is preferably 1.0 to 3.5% by mass with respect to the total weight of the powder such as cement and expansion material, and from the viewpoint of securing required fluidity and initial strength, 1.5% is preferable. -3.0 mass% is more preferable.
分散剤の添加方法としては、例えば、コンクリートプラントにおいて他の配合材料と併せて添加して混練する方法、あるいはコンクリート施工現場において最後に添加し混練する方法があるが、特にこれらに制限されるものではない。 As a method for adding a dispersant, for example, there is a method of adding and kneading together with other compounding materials in a concrete plant, or a method of adding and kneading at the end of a concrete construction site. is not.
(骨材)
本発明に用いられる骨材は、特に制限されるものではなく、通常のコンクリートの製造に使用される細骨材および粗骨材を何れも使用することができる。そのような細骨材および粗骨材として、例えば川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材および再生粗骨材等が挙げられる。
(aggregate)
The aggregate used in the present invention is not particularly limited, and any of fine aggregates and coarse aggregates used in ordinary concrete production can be used. Examples of such fine aggregate and coarse aggregate include river sand, sea sand, mountain sand, crushed sand, artificial fine aggregate, slag fine aggregate, recycled fine aggregate, quartz sand, river gravel, land gravel, crushed stone, artificial coarse Examples include aggregates, coarse slag aggregates, and recycled coarse aggregates.
骨材の配合量は、単位量で1500〜2000kg/m3であり、さらに1600〜1800kg/m3とするのが、発熱および乾燥収縮の抑制ならびにワーカビリティ確保のバランスの点で好ましい。 The blending amount of the aggregate is 1500 to 2000 kg / m 3 as a unit amount, and 1600 to 1800 kg / m 3 is preferable from the viewpoint of balance between suppression of heat generation and drying shrinkage and ensuring workability.
また、全骨材の容積に対する細骨材の容積の占める割合(s/a)は、通常35〜50%であり、40〜45%であることがワーカビリティー確保の観点から好ましい。 Further, the ratio (s / a) of the volume of the fine aggregate to the volume of the total aggregate is usually 35 to 50%, and preferably 40 to 45% from the viewpoint of ensuring workability.
(水)
本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、水を用いて混練する。水の配合量(単位水量)は、150〜250kg/m3とすることが、材料分離抵抗性を高め、かつ、乾燥収縮を抑制することから好ましい。混練には、コンクリートミキサを用いることが好ましい。
(water)
The underwater inseparable concrete composition according to the present invention is kneaded with water. The blending amount of water (unit water amount) is preferably 150 to 250 kg / m 3 , because it increases material separation resistance and suppresses drying shrinkage. It is preferable to use a concrete mixer for kneading.
水とセメント+膨張材との重量比(W/P)は、通常40〜65%であり、45〜60%であることが、水和発熱低減および圧縮強度の確保の観点から好ましい。 The weight ratio (W / P) of water to cement + expanding material is usually 40 to 65%, and preferably 45 to 60% from the viewpoint of reducing hydration heat generation and securing compressive strength.
(任意の混和剤)
さらに、本発明による水中不分離性コンクリート組成物は、本発明の効果を実質失わない範囲で、例えばモルタルやコンクリートに使用できる他の成分(混和剤(材))を含有するものであっても良い。このような成分として、具体的には、収縮低減剤、保水剤、防錆剤、空気連行剤、消泡剤、起泡剤、防水材、撥水剤、白華防止剤、凝結調整剤、硬化促進剤(材)、顔料、繊維、シリカフューム、スラグおよびフライアッシュ等が例示される。
(Any admixture)
Furthermore, the underwater inseparable concrete composition according to the present invention may contain other components (admixtures (materials)) that can be used for mortar and concrete, for example, within a range that does not substantially lose the effects of the present invention. good. As such components, specifically, shrinkage reducing agents, water retention agents, rust prevention agents, air entraining agents, antifoaming agents, foaming agents, waterproofing materials, water repellents, whitening prevention agents, anti-caking agents, Examples thereof include curing accelerators (materials), pigments, fibers, silica fume, slag, fly ash and the like.
<水中不分離性コンクリート硬化体>
本発明による水中不分離性コンクリート硬化体は、上記水中不分離性コンクリート組成物を硬化させることによって得ることができる。硬化は任意の方法によって行うことができるが、例えば、上記水中不分離性コンクリート組成物を混練し、その混練物を型枠等に流し込んだ後に養生することで硬化させてもよい。本発明による水中分離性コンクリート硬化体は、水中と気中のいずれでも硬化させることができ、その水中気中強度比は、土木学会で定められた規格であるJSCE−D 104−2013「コンクリート用水中不分離性混和剤品質規格(案)」に準拠して測定した場合、80%以上の高い値を示す。このことから、本願発明による水中不分離性コンクリート硬化体は、水中および気中で硬化させた場合の強度の差が小さく、海岸、海洋、港湾または河川に橋(橋脚)や防波堤等を建設する際に好適に使用することができる。さらに、従来の水中不分離性コンクリート硬化体よりも乾燥収縮が低減されているため、橋脚における干満帯等にも用いることができるという利点がある。
<Uncured hardened concrete in water>
The underwater inseparable concrete cured body according to the present invention can be obtained by curing the underwater inseparable concrete composition. Curing can be carried out by any method. For example, the underwater inseparable concrete composition may be kneaded, and the kneaded product may be poured into a mold or the like and then cured. The underwater separable concrete cured body according to the present invention can be cured either in water or in the air, and the strength ratio of the underwater air in the air is JSCE-D 104-2013 “Concrete Water” which is a standard defined by the Japan Society of Civil Engineers. When measured according to the “medium non-separable admixture quality standard (draft)”, it shows a high value of 80% or more. Therefore, the underwater inseparable concrete cured body according to the present invention has a small difference in strength when cured in water and in the air, and constructs bridges (piers), breakwaters, etc. on the coast, ocean, harbor or river. In this case, it can be suitably used. Furthermore, since the drying shrinkage is reduced as compared with the conventional hardened water-unseparable concrete body, there is an advantage that it can be used for a tidal zone in a bridge pier.
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明が実施例により限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by an Example.
<膨張材の調製>
珪石、バン土頁岩、酸化鉄、無水石膏および工業用生石灰の混合物を1400℃で、電気炉を用いて焼成し、これを粉砕し、遊離生石灰を50質量%含有する膨張性焼成物を作製した。この膨張性焼成物に含まれる遊離生石灰以外の主な鉱物は、珪酸三石灰(3CaO・SiO2)および無水石膏(CaSO4)である。作製した膨張性焼成物をボールミルで粉砕し、ブレーン比表面積の異なる3種類の粉砕した膨張性焼成物を得た。これらの膨張性焼成物80質量部とII型無水石膏(ブレーン比表面積 7,000cm2/g)20質量部を、混合することにより石灰系膨張材(No.1〜3)を作製した。作製された各膨張材のブレーン比表面積は下記のとおりである。
・膨張材1: 5,080cm2/g
・膨張材2: 4,110cm2/g
・膨張材3: 3,540cm2/g
<Preparation of expansion material>
A mixture of quartzite, bangshale shale, iron oxide, anhydrous gypsum and industrial quicklime was fired at 1400 ° C. using an electric furnace and pulverized to produce an expansive fired product containing 50% by mass of free quicklime. . Main minerals other than the free quick lime contained in the expansive calcined product are trilime silicate (3CaO.SiO 2 ) and anhydrous gypsum (CaSO 4 ). The produced expandable fired product was pulverized by a ball mill to obtain three types of pulverized expandable fired products having different Blaine specific surface areas. By mixing 80 parts by mass of these expansive calcined products and 20 parts by mass of type II anhydrous gypsum (Brain specific surface area of 7,000 cm 2 / g), lime-based expansive materials (No. 1 to 3) were produced. The Blaine specific surface area of each of the produced expansion materials is as follows.
・ Expandable material 1: 5,080 cm 2 / g
・ Expandable material 2: 4,110 cm 2 / g
・ Expandable material 3: 3,540 cm 2 / g
<水中不分離性コンクリート組成物の調製>
次いで、本発明による水中不分離性コンクリート組成物の製造方法について説明する。まず、製造に用いた材料を下表にまとめる。
Subsequently, the manufacturing method of the underwater non-separable concrete composition by this invention is demonstrated. First, the materials used for production are summarized in the table below.
上記の材料を用い、環境温度20℃にて、コンクリートミキサを用いて練り混ぜて水中不分離性コンクリート組成物を製造した。表2に製造したそれぞれの水中不分離性コンクリート組成物の配合を示す。なお、分散剤の配合量は、粉体量(P:セメント+膨張材)の重量に対する%表示とした。すなわち、分散剤の配合量(%)は以下の式で求めた値である。
分散剤の配合量(%)={分散剤(g)/[セメント(g)+膨張材(g)]}×100
The above materials were used and kneaded with a concrete mixer at an environmental temperature of 20 ° C. to produce an underwater inseparable concrete composition. Table 2 shows the composition of each water-inseparable concrete composition produced. In addition, the compounding quantity of the dispersing agent was represented by% with respect to the weight of the amount of powders (P: cement + expansion material). That is, the blending amount (%) of the dispersant is a value obtained by the following formula.
Dispersant content (%) = {dispersant (g) / [cement (g) + expansion material (g)]} × 100
上記表2に記載の水中不分離性コンクリート組成物およびその硬化体について、各種特性を評価した。詳細を以下に説明する。 Various characteristics of the underwater inseparable concrete composition described in Table 2 and its cured body were evaluated. Details will be described below.
<懸濁物質量の測定>
水中不分離性コンクリート組成物を水中に投入した際の懸濁物質の量は、土木学会で定められた規格であるJSCE−D 104−2013「コンクリート用水中不分離性混和剤品質規格(案)」に準拠して測定した。測定方法を以下に簡潔に示す。
<Measurement of suspended solids>
The amount of suspended solids when an underwater inseparable concrete composition is put into water is determined by JSCE-D 104-2013 “Quality Standard for Underwater Inseparable Admixture for Concrete (Draft)” ”In accordance with the measurement. The measurement method is briefly shown below.
まず、水中不分離性コンクリート組成物の試料を、所定の形状の投入容器に500g計り取り、800mLの蒸留水中に10回に分けて投入した。全ての試料を水中に投入した後、3分間静置し、静かに上澄み液を約600mL分取した。分取した水を均一に混合し、その一部を正確に計り取って被検水とした。この被検水を濾過し、残渣(ろ物とも言う)を乾燥させて重量を測定した。懸濁物質量(mg/L)は、残渣の重量(mg)を被検水の量(L)で除して算出した。 First, 500 g of a sample of an inseparable concrete composition in water was weighed out into a predetermined shaped charging container and charged into 800 mL of distilled water in 10 batches. All the samples were put into water and allowed to stand for 3 minutes, and about 600 mL of the supernatant was gently collected. The collected water was uniformly mixed, and a part of the water was accurately measured to obtain test water. The test water was filtered, the residue (also referred to as filtrate) was dried, and the weight was measured. The amount of suspended solids (mg / L) was calculated by dividing the weight of the residue (mg) by the amount of test water (L).
<水中気中強度比の測定>
水中不分離性コンクリート組成物の硬化体の水中気中強度比は、土木学会で定められた規格であるJSCE−D 104−2013「コンクリート用水中不分離性混和剤品質規格(案)」に準拠して測定した。その際、気中での供試体の作製はJIS A 1132「8.コンクリート強度試験用供試体の作り方」に準拠して行い、水中での供試体の作製はJSCE−F 504「水中不分離性コンクリートの圧縮強度試験用円柱供試体の作り方」に準拠して行った。得られた各供試体の圧縮強度は、JIS A 1108「3.コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して測定した。これらの手順の概要を以下に示す。
<Measurement of underwater strength ratio>
The strength ratio of underwater inseparable concrete composition in the air is in accordance with JSCE-D 104-2013 “Underwater inseparable admixture quality standard for concrete (draft)”, which is a standard established by the Japan Society of Civil Engineers. And measured. At that time, preparation of the specimen in the air is performed in accordance with JIS A 1132 “8. How to make specimen for concrete strength test”, and specimen preparation in water is JSCE-F 504 “Unseparable in water. This was carried out in accordance with “How to make a cylindrical specimen for compressive strength test of concrete”. The compressive strength of each obtained specimen was measured according to JIS A 1108 “3. Compressive strength test method for concrete”. The outline of these procedures is shown below.
(気中での供試体の作製)
表2に記載の配合比の原料を混合してミキサを用いて練り混ぜた試料を、型枠(内径100mm、高さ200mm)の充填部内に流し込んだ。コンクリートが十分に硬化するまで、24時間放置し、その後型枠を外してコンクリート供試体を得た。その後、供試体を20℃水中養生し、材齢28日まで養生してから圧縮強度試験に用いた。
(Preparation of specimen in the air)
A sample in which the raw materials having the blending ratios shown in Table 2 were mixed and kneaded using a mixer was poured into a filling portion of a mold (inner diameter 100 mm, height 200 mm). The concrete was left for 24 hours until the concrete was fully cured, and then the mold was removed to obtain a concrete specimen. Thereafter, the specimen was cured in water at 20 ° C. and cured until the age of 28 days, and then used for the compressive strength test.
(水中での供試体の作製)
水槽いっぱいに水道水を入れ、その水槽の中に型枠の開口部が上を向くように、型枠を置いた。型枠は、気中での供試体の作製に用いたものと同じものを用いた。表2に記載の配合比の原料を混合してミキサを用いて練り混ぜた試料を、約10回に分けてその型枠の中に静かに投入した。試料を充填した型枠を水中から静かに取り出し、そのまま大気中に15分間静置した後、養生場所に移して2日間養生した。その後、供試体を型枠から取り外し、直ちに20℃水中養生を開始し、材齢28日まで養生してから圧縮強度試験に用いた。
(Production of specimens in water)
Tap water was filled into the tank, and the mold was placed in the tank so that the opening of the mold faced upward. The same mold as that used for producing the specimen in the air was used. A sample in which the raw materials having the blending ratios shown in Table 2 were mixed and kneaded using a mixer was divided into about 10 times and gently put into the mold. The mold filled with the sample was gently taken out of the water and allowed to stand in the atmosphere for 15 minutes, and then moved to a curing place and cured for 2 days. Thereafter, the specimen was removed from the mold, immediately started curing at 20 ° C., and was cured until the age of 28 days before being used for the compressive strength test.
(圧縮強度試験)
気中および水中で得られたそれぞれの供試体について、以下のように圧縮強度試験を行った。まず、測定に用いる供試体の直径および高さを正確に測定した。その後、供試体の表面を清掃し、加圧盤の中心に置き、供試体に衝撃を与えないように一様な速度で荷重を加えた。荷重を加える速度は、圧縮応力度の増加が毎秒0.6±0.4N/mm2となるように調整した。供試体が急激な変形を始めた後は荷重速度の調整を止め、供試体が破壊するまで荷重を加え続け、供試体が破壊されるまでに示された最大荷重を記録した。試験によって得られたデータを基に、供試体の圧縮強度を以下の式を用いて算出した。
For each specimen obtained in air and water, a compressive strength test was performed as follows. First, the diameter and height of the specimen used for measurement were measured accurately. Thereafter, the surface of the specimen was cleaned, placed in the center of the pressure plate, and a load was applied at a uniform speed so as not to give an impact to the specimen. The speed at which the load was applied was adjusted so that the increase in the degree of compressive stress was 0.6 ± 0.4 N / mm 2 per second. After the specimen started to suddenly deform, the load speed adjustment was stopped, the load was continuously applied until the specimen broke, and the maximum load indicated until the specimen was broken was recorded. Based on the data obtained by the test, the compressive strength of the specimen was calculated using the following equation.
上記手順に従って気中および水中で得られたそれぞれの供試体の圧縮強度を算出し、水中気中強度比を求めた。水中気中強度比は、水中で得られた供試体の圧縮強度を気中で得られた供試体の圧縮強度で除し、百分率で表わしたものである。 The compressive strength of each specimen obtained in the air and water was calculated according to the above procedure, and the water-to-air strength ratio was determined. The underwater strength ratio is expressed as a percentage by dividing the compressive strength of the specimen obtained in water by the compressive strength of the specimen obtained in the air.
<材齢6ヶ月長さ変化率の測定>
水中不分離性コンクリート組成物を硬化させて得た硬化体の材齢6ヶ月長さ変化率は、JIS A 1129「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法」に準拠して測定した。試験に用いる供試体としては、100mm×100mm×400mmのサイズのものを用いた。供試体にゲージプラグを取り付け、温度20℃および相対湿度60%の環境下で6ヶ月間保存した後に長さの変化を測定した。長さ変化率は、数値が小さいほど好ましい。
<Measurement of the rate of change in length of 6 months of age>
The 6-month length change rate of the cured product obtained by curing the underwater inseparable concrete composition was measured in accordance with JIS A 1129 “Method for measuring mortar and concrete length change”. A specimen having a size of 100 mm × 100 mm × 400 mm was used for the test. A gauge plug was attached to the specimen, and the change in length was measured after storage for 6 months in an environment of a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 60%. The length change rate is preferably as the numerical value is smaller.
上記の試験で得られた結果を表3に示す。
<膨張材のブレーン比表面積の違いによる比較>
実施例1および4ならびに比較例2についての上記結果を基に、膨張材のブレーン比表面積の違いによる各種特性への影響を評価した(表4)。
Based on the above results for Examples 1 and 4 and Comparative Example 2, the influence on various properties due to the difference in the Blaine specific surface area of the expansion material was evaluated (Table 4).
<膨張材の単位量の違いによる比較>
実施例1、2および3、ならびに比較例3および4についての上記結果を基に、膨張材の単位量の違いによる各種特性への影響を評価した(表5)。
Based on the above results for Examples 1, 2 and 3, and Comparative Examples 3 and 4, the effect on the various properties due to the difference in the unit amount of the expansion material was evaluated (Table 5).
<増粘剤の種類と単位量の違いによる比較>
実施例7および8、ならびに比較例5および6についての上記結果を基に、増粘剤の種類と単位量の違いによる各種特性への影響を評価した(表6)。
Based on the above results for Examples 7 and 8 and Comparative Examples 5 and 6, the effect on the various properties due to the difference in the type and unit amount of the thickener was evaluated (Table 6).
Claims (5)
石灰系膨張材と、
セルロース系増粘剤と
を含む水中不分離性コンクリート組成物であって、
前記石灰系膨張材のブレーン比表面積が4,000cm2/g〜7,000cm2/gであり、
前記石灰系膨張材の配合量が、単位量で12〜28kg/m3であり、
前記セルロース系増粘剤の配合量が、単位量で0.8〜3.0kg/m3 であり、かつ
JSCE−D 104 に準拠して評価された懸濁物質量が50mg/l以下
であることを特徴とする、水中不分離性コンクリート組成物。 Cement,
Lime-based expansion material,
An inseparable concrete composition in water containing a cellulosic thickener,
Blaine specific surface area of the lime expansion material is 4,000cm 2 / g~7,000cm 2 / g,
The amount of the lime-based expansion material is 12 to 28 kg / m 3 in unit quantity ,
The blending amount of the cellulosic thickener is 0.8 to 3.0 kg / m 3 in unit amount , and
An inseparable concrete composition in water, characterized in that the amount of suspended solids evaluated according to JSCE-D 104 is 50 mg / l or less .
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