JP7103771B2 - Concrete, tunnel lining and concrete compound design method - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート、トンネル覆工体およびコンクリートの配合設計方法に関する。 The present invention relates to concrete, a tunnel lining body, and a method for designing a combination of concrete.
コンクリートは、固化後に必要な強度を発現するとともに、施工時に必要な施工性を確保できるように配合設計する。例えば、鉄筋が密に配筋されている場合や、狭隘な空間にコンクリートを打設する場合には、流動性が高い配合にする必要がある。また、ポンプ圧送する場合には、材料分離のし難い配合にする必要がある。また、近年は、骨材として砕石や砕砂を使用しているため、形状が不均一な骨材同士が互いに絡み合ってワーカビリティが低下することがないような配合にする必要がある。そのため、フレッシュコンクリートの施工性を確保することを可能とした配合設計方法が多数開示されている（例えば、特許文献１参照）。 Concrete should be blended and designed so that it will exhibit the required strength after solidification and ensure the required workability during construction. For example, when the reinforcing bars are densely arranged or when concrete is placed in a narrow space, it is necessary to use a highly fluid composition. In addition, when pumping, it is necessary to make the composition difficult to separate the materials. Further, in recent years, since crushed stone or crushed sand is used as the aggregate, it is necessary to make the composition so that the aggregates having non-uniform shapes do not get entangled with each other and the workability is not deteriorated. Therefore, many compounding design methods that have made it possible to ensure the workability of fresh concrete have been disclosed (see, for example, Patent Document 1).
コンクリートの流動性を高めるために、コンクリートの単位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。
このような観点から、本発明は、材料分離し難く、かつ必要な強度を確保し、なおかつ安価に製造することが可能なコンクリートおよびコンクリートの配合設計方法を提案することを課題とする。
If the unit water amount of concrete is increased in order to increase the fluidity of concrete, the concrete can be easily separated and the amount of bleeding increases.
From this point of view, it is an object of the present invention to propose a concrete and a concrete compounding design method that makes it difficult to separate materials, secures necessary strength, and can be manufactured at low cost.
前記課題を解決するために、本発明のコンクリートは、セメントペースト中の空気の体積が、前記ペースト全体の体積の３０％以上（ペースト中の空気の体積を前記ペースト全体の体積で除した値が０．３以上）であることを特徴とする。ここで、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とする。また、水セメント比が３８～５５％の範囲内で、スランプが８ｃｍ以上、より好ましくは１２ｃｍ以上である。
本発明のコンクリートは、骨材中に砕石および砕砂のうちの少なくとも一方を含有していてもよい。また、本発明のコンクリートは、単位水量が１５０ｋｇ／ｍ３以下であるのが望ましい。また、コンクリート中の全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を百分率で表した値である細骨材率ｓ／ａが４５％以下であってもよい。
また、混練直後から９０分経過後の空隙体積保持率が、９０％以上であるのが望ましい。
かかるコンクリートは、従来の普通コンクリートのペースト中の空気量（１６～１７％程度）よりもペースト中に多量の空気を含有しているので、少ない水量でも流動性を確保することができる。
すなわち、本発明では、空気によってペーストの体積をかさ増しすることで粗骨材同士の潤滑性確保に必要なペーストの体積を確保している。また、ペースト中の水分の一部が空気によって置換されているため、材料分離し難いコンクリートが生成される。
従来は、流動性を確保する為に水量とセメント量を増加させていたため必要以上の強度が発生していた。例えば、トンネル覆工体に必要な強度は１８Ｎ／ｍｍ２程度であるが、流動性の確保を目的として水量およびセメント量を増加させることで、３２Ｎ／ｍｍ２程度のコンクリートを使用する場合があった。一方、本発明のコンクリートは、流動性を確保するために必要以上に水量およびセメント量を増加させる必要がないため、適切な流動性を確保するとともに適切な強度を有したコンクリートを製造することができる。
ここで、参考として、単位水量１７０Ｌ、水セメント比５５％、コンクリート中の空気量４．５％、セメント量３０９ｋｇの一般的な普通コンクリートのペースト中の空気量を算出すると、以下の通り、１６．７％になる。
単位セメント量：３０９÷３．１＝９９．７Ｌ（セメント密度＝３．１）
ペースト体積：１７０＋９９．７＝２６９．７Ｌ
単位空気量（コンクリート中の空気量）：０．００４５ｍ３＝４５Ｌ
∴ペースト中の空気量：４５／２６９．７×１００％＝１６．７％
In order to solve the above problems, in the concrete of the present invention, the volume of air in the cement paste is 30% or more of the volume of the entire paste (the volume of air in the paste divided by the volume of the entire paste). It is characterized by being 0.3 or more). Here, the paste is a cement paste in which cement and water are mixed. Further, the water-cement ratio is in the range of 38 to 55%, and the slump is 8 cm or more, more preferably 12 cm or more.
The concrete of the present invention may contain at least one of crushed stone and crushed sand in the aggregate. Further, the concrete of the present invention preferably has a unit water amount of 150 kg / m 3 or less. Further, the fine aggregate ratio s / a, which is a value obtained by expressing the absolute volume ratio of the fine aggregate amount to the total aggregate amount in the concrete as a percentage, may be 45% or less.
Further, it is desirable that the void volume retention rate 90 minutes after the kneading is 90% or more.
Since such concrete contains a larger amount of air in the paste than the amount of air (about 16 to 17%) in the paste of conventional ordinary concrete, fluidity can be ensured even with a small amount of water.
That is, in the present invention, the volume of the paste required for ensuring the lubricity between the coarse aggregates is secured by increasing the volume of the paste with air. Further, since a part of the water content in the paste is replaced by air, concrete that is difficult to separate the material is produced.
In the past, the amount of water and the amount of cement were increased in order to ensure fluidity, so that the strength was higher than necessary. For example, the strength required for a tunnel lining is about 18 N / mm 2 , but concrete of about 32 N / mm 2 may be used by increasing the amount of water and cement for the purpose of ensuring fluidity. rice field. On the other hand, in the concrete of the present invention, it is not necessary to increase the amount of water and the amount of cement more than necessary in order to secure the fluidity. can.
Here, as a reference, the amount of air in a general ordinary concrete paste having a unit water amount of 170 L, a water-cement ratio of 55%, an air amount of 4.5% in concrete, and a cement amount of 309 kg is calculated as follows. It becomes 0.7%.
Unit cement amount: 309 ÷ 3.1 = 99.7L (cement density = 3.1)
Paste volume: 170 + 99.7 = 269.7L
Unit air volume (air volume in concrete): 0.0045m 3 = 45L
∴ Amount of air in the paste: 45 / 269.7 x 100% = 16.7%
また、本発明のコンクリートの配合設計方法は、セメントと、水と、細骨材と、粗骨材とを含有するコンクリートの配合設計方法であって、必要な強度および施工条件に応じたワーカビリティを確保することが可能なコンクリートの基本配合を決定する第一配合工程と、前記基本配合においてセメントペースト中の空気量を増加させることで前記基本配合中の単位水量を低下させて水セメント比を３８～５５％の範囲内としたコンクリート配合を決定する第二配合工程を備えていることを特徴とする。前記第二配合工程では、単位水量とともに前記基本配合中の細骨材率を低下させる。また、前記セメントペースト中の空気量はＡＥ減水剤の添加量により調整する。
かかるコンクリートの配合設計方法によれば、必要な強度等を確保可能な基本配合を決定した後、基本配合においてコンクリート中の水分量の一部を空気に置き換えることで、単位水量を低下させて、材料分離し難いコンクリートの配合を得られる。また、当該配合設計に基づいて製造されるコンクリートは、ペースト中の空気量を増加させているため、必要なワーカビリティも確保できる。なお、空気に置換できる水分量は、基本配合においてワーカビリティを確保するために添加した水分量の一部である。
Further, the concrete compounding design method of the present invention is a concrete compounding design method containing cement, water, fine aggregate, and coarse aggregate, and has workability according to required strength and construction conditions. In the first compounding step of determining the basic composition of concrete that can secure the above, and by increasing the amount of air in the cement paste in the basic composition, the unit water amount in the basic composition is reduced to reduce the water-cement ratio. It is characterized by including a second compounding step for determining the concrete compounding in the range of 38 to 55%. In the second compounding step, the fine aggregate ratio in the basic compounding is reduced together with the unit amount of water . Further, the amount of air in the cement paste is adjusted by the amount of the AE water reducing agent added.
According to the concrete composition design method, after determining the basic composition that can secure the required strength and the like, the unit water amount is reduced by replacing a part of the water content in the concrete with air in the basic composition. It is possible to obtain a concrete composition that makes it difficult to separate the materials. Further, since the concrete produced based on the compounding design increases the amount of air in the paste, the necessary workability can be ensured. The amount of water that can be replaced with air is a part of the amount of water added to ensure workability in the basic formulation.
本発明のコンクリートおよびコンクリートの配合設計方法によれば、材料分離し難く、かつ必要な強度を確保できる。
また、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。
また、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。
また、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。
また、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。
また、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。
また、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。
また、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。
また、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詠動に対して変化は生じない。
また、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。
また、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。
According to the concrete and the concrete compounding design method of the present invention, it is difficult to separate the materials and the required strength can be secured.
In addition, by replacing part of the water content in concrete with air to reduce the unit water content in concrete, it is possible to reduce the weight (simplification) of concrete members, and by extension, build a structure that is advantageous in terms of seismic design. Can be done.
Further, if the weight-reduced concrete by reducing the unit water amount is applied to the precast member, it is possible to reduce the burden during transportation and construction.
In addition, by reducing the unit amount of water in concrete, it is possible to reduce the time and effort required to secure water when producing concrete in a place where it is difficult to secure water.
Further, if the unit water amount in the concrete is small, the frost damage resistance at the time of construction is improved.
Further, since the water content in the concrete is replaced with air while the water content required for the hydration reaction is secured, the required strength (durability) can be ensured.
Further, by replacing the water content in the paste with air, it became possible to reduce the change in mass with the passage of time (improve the drying shrinkage).
Further, by increasing the amount of air in the paste, the progress of neutralization can be improved.
Further, even when the amount of air in the paste is increased and the unit amount of water is reduced, there is no change in the length change and the electric vibration of the concrete member.
Further, it can be confirmed that both the bleeding rate and the bleeding amount are lowered by increasing the amount of air in the paste, and it is expected that the pumping property and the quality after the pumping are improved.
Further, in the case of concrete in a place that is not a structural member, the amount of cement can be reduced together with water. By doing so, it is possible to reduce CO 2 emissions.
本実施形態では、トンネルの覆工体を構成するためのコンクリートについて説明する。コンクリートは、セントル内に充填するための流動性を有している。本実施形態のコンクリートは、セメントと、水と、細骨材と、粗骨材と、ＡＥ剤等の混和剤とを混合することにより生成されており、ペースト（セメントペースト）中の空気の体積が、ペースト全体の体積の３０％以上となるように配合する。
本実施形態では、骨材として、砕石および砕砂を使用する。また、コンクリート中の全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を百分率で表した値である細骨材率は４５％以下とする。なお、骨材を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、砕石および砕砂のうちのいずれか一方のみを使用してもよい。
また、一般的なコンクリートの単位水量が１７５～１８５ｋｇ／ｍ３であるのに対し、本実施形態のコンクリートの単位水量は、１５０ｋｇ／ｍ３以下であっても水和反応に必要な水分を確保できる。コンクリートの単位水量を１５０ｋｇ／ｍ３以下にすることで、材料分離し難く、かつ、ブリーディング量を抑えたコンクリートを生成することができる。なお、コンクリートの単位水量として、「建築工事標準仕様書・同解説 ＪＡＳＳ５ 鉄筋コンクリート工事」（日本建築学会）では、最大単位水量を１８５ｋｇ／ｍ３（水セメント比＝６５％（標準）、５５％（長期））としている。また、「コンクリート標準示方書」（土木学会）では、単位水量上限を１７５ｋｇ／ｍ３としている（水セメント比６５％以下、コンクリート中の空気量４～７％）。
また、本実施形態は、一般的なコンクリートでと同様に目標スランプを８ｃｍ以上として配合を決定している。
さらに、本実施形態では、ＡＥ剤の添加量を調整することで、混練直後から９０分経過後の空気体積保持率が、９０％以上になるようにする。
In this embodiment, concrete for forming a tunnel lining body will be described. Concrete has the fluidity to fill in the centre. The concrete of the present embodiment is produced by mixing cement, water, fine aggregate, coarse aggregate, and an admixture such as an AE agent, and the volume of air in the paste (cement paste). However, it is blended so as to be 30% or more of the total volume of the paste.
In this embodiment, crushed stone and crushed sand are used as the aggregate. Further, the fine aggregate ratio, which is a value obtained by expressing the absolute volume ratio of the fine aggregate amount to the total aggregate amount in concrete as a percentage, shall be 45% or less. The material constituting the aggregate is not limited, and for example, only one of crushed stone and crushed sand may be used.
Further, while the unit water amount of general concrete is 175 to 185 kg / m 3 , the unit water amount of concrete of the present embodiment is 150 kg / m 3 or less to secure the water required for the hydration reaction. can. By setting the unit water amount of concrete to 150 kg / m 3 or less, it is possible to produce concrete in which it is difficult to separate materials and the amount of bleeding is suppressed. As for the unit water amount of concrete, the maximum unit water amount is 185 kg / m 3 (water-cement ratio = 65% (standard), 55% (water-cement ratio = 65% (standard)) in "Building Construction Standard Specifications / Explanation JASS5 Reinforced Concrete Construction" (Architectural Institute of Japan). Long-term)). In addition, the "Concrete Standard Specification" (Japan Society of Civil Engineers) sets the upper limit of unit water volume to 175 kg / m 3 (water-cement ratio 65% or less, air volume in
Further, in the present embodiment, the blending is determined by setting the target slump to 8 cm or more as in the case of general concrete.
Further, in the present embodiment, the amount of the AE agent added is adjusted so that the air volume retention rate 90 minutes after the kneading is 90% or more.
本実施形態のコンクリートの配合設計は、図１に示すように、第一配合工程Ｓ１と、第二配合工程Ｓ２とを備えている。
第一配合工程Ｓ１では、コンクリートの基本配合を決定する。基本配合は、トンネルの覆工体として必要な強度を確保するとともに、セントル内に充填するために必要なワーカビリティを確保することが可能な配合とする。
As shown in FIG. 1, the concrete compounding design of the present embodiment includes a first compounding step S1 and a second compounding step S2.
In the first compounding step S1, the basic compounding of concrete is determined. The basic composition is a composition that can secure the strength required for a tunnel lining body and the workability required for filling the center.
まず、基本配合の設計に必要な条件を設定する（準備作業Ｓ１１）。設計条件は、コンクリート部材の設計強度等の特性値や、コンクリートの打設箇所の施工条件（配筋や、打設空間の大きさ等）等に基づいて設定する。
次に、コンクリートの仮配合を決定する（仮配合決定作業Ｓ１２）。仮配合決定作業Ｓ１２では、経験則に基づいて、コンクリート部材の特性値に応じた水セメント比、施工条件に応じたワーカビリティ等とともに、細骨材率と単位水量を決定する。
続いて、仮配合決定作業Ｓ１２において設定した細骨材率が最適細骨材率になるように調整する（骨材調整作業Ｓ１３）。
そして、コンクリートが所定のスランプ（目標スランプ：８ｃｍ以上、より好ましくは１２ｃｍ以上）を確保できるように、単位水量を調整すると、基本配合が決定する（単位水量調整作業Ｓ１４）。このとき、セントルにコンクリートを打設する際の圧送性と、セントル内への充填性を確保できるようにする。なお、基本配合におけるコンクリート中の空気量は、ペースト全体の体積に対する空気の割合（ペースト中の空気量）が１６％程度（コンクリート全体の体積に対する空気の割合（コンクリート中の空気量）：約４．５％）である。
First, the conditions necessary for designing the basic composition are set (preparatory work S11). The design conditions are set based on the characteristic values such as the design strength of the concrete member and the construction conditions (reinforcing bar arrangement, size of the placing space, etc.) of the concrete placing location.
Next, the temporary composition of concrete is determined (temporary composition determination work S12). In the temporary composition determination work S12, the fine aggregate ratio and the unit water amount are determined based on an empirical rule, along with a water-cement ratio according to the characteristic value of the concrete member, workability according to the construction conditions, and the like.
Subsequently, the fine aggregate ratio set in the temporary composition determination work S12 is adjusted to be the optimum fine aggregate ratio (aggregate adjustment work S13).
Then, when the unit water amount is adjusted so that the concrete can secure a predetermined slump (target slump: 8 cm or more, more preferably 12 cm or more), the basic composition is determined (unit water amount adjustment work S14). At this time, it is possible to secure the pumping property when placing concrete in the center and the filling property in the center. The amount of air in the concrete in the basic composition is such that the ratio of air to the total volume of the paste (the amount of air in the paste) is about 16% (the ratio of air to the total volume of the concrete (the amount of air in the concrete): about 4). .5%).
第二配合工程Ｓ２では、基本配合において、ペースト中の水分量の一部を空気に置き換えることで、基本配合中の単位水量を低下させたコンクリート配合を決定する。すなわち、第二配合工程Ｓ２では、強度発現性とワーカビリティ（流動性および材料分離抵抗性）に着目しての水を空気に置換して、単位水量を低下させる。
ペースト中の空気量の体積は、ペースト全体の体積に対して、３０％以上、好ましくは４０～５１％に設定する。また、コンクリート中の空気量を増加させるとともに、所定のスランプ（８ｃｍ以上、より好ましくは１２ｃｍ以上）を維持させた状態で、基本配合中の単位水量と細骨材率を下げる。本実施形態では、ＡＥ減水剤の添加量により調整する。また、必要に応じてセメント量等も調整して、所望の強度（例えば、材齢２８日圧縮強度が１８Ｎ／ｍｍ２以上）を確保する。
In the second blending step S2, in the basic blending, a concrete blending in which the unit water content in the basic blending is reduced is determined by replacing a part of the water content in the paste with air. That is, in the second compounding step S2, water is replaced with air focusing on strength development and workability (fluidity and material separation resistance) to reduce the unit water amount.
The volume of the amount of air in the paste is set to 30% or more, preferably 40 to 51%, based on the volume of the entire paste. Further, while increasing the amount of air in the concrete and maintaining a predetermined slump (8 cm or more, more preferably 12 cm or more), the unit water amount and the fine aggregate ratio in the basic formulation are reduced. In this embodiment, it is adjusted by the amount of the AE water reducing agent added. Further, the amount of cement and the like are adjusted as necessary to secure a desired strength (for example, a 28-day-old compressive strength of 18 N / mm 2 or more).
本実施形態のコンクリートによれば、従来の普通コンクリートよりもペースト中に多量の空気を含有しているので、少ない水量でも流動性を確保することができる。流動性を確保するためには、骨材同士が互いに干渉することなく回転または移動することができるスペース（ペースト体積）が必要である。本実施形態のコンクリートは、空気によってペーストの体積をかさ増しすることで粗骨材同士の潤滑性確保に必要なペーストの体積を確保している。また、ペースト中の余分な水分（流動性を確保するための水分の一部であって、水和反応に必要な水分以外の水分）が空気によって置換されているため、材料分離し難いコンクリートが生成される。したがって、本実施形態のコンクリートによれば、普通コンクリートとして必要な強度を確保しつつ、施工に必要な流動性を確保し、なおかつ、材料分離や乾燥収縮ひび割れなどを抑制することができる。ここで、コンクリート（高流動コンクリート）のペースト中の水分には、セメントの水和反応に必要なものと、流動性を確保するためのものがあり、このうち、流動性を確保するための水分は、コンクリートの硬化過程では材料分離の基となり、硬化後は耐久性低下を招く恐れがある。また、混練後９０分以上経過した後でも、９０％以上のコンクリート中の空気量（混練直後のコンクリート中の空気量Ａ１／混練後９０分経過後のコンクリート中の空気量Ａ２＞９０％）を保持できる配合にすることで、コンクリートの施工性および耐久性を確保している。ここで、Ａ１は、混練直後に測定したコンクリート中の空気量であり、Ａ２は、混練後容器（いわゆるトロ舟）内で所定時間（９０分間）静置した後、撹拌してから測定したコンクリート中の空気量である。
また、コンクリート中の空気量を増加させることで、コンクリート部材の軽量化を図ることが可能となる。
According to the concrete of the present embodiment, since a large amount of air is contained in the paste as compared with the conventional ordinary concrete, fluidity can be ensured even with a small amount of water. In order to ensure fluidity, a space (paste volume) is required in which the aggregates can rotate or move without interfering with each other. In the concrete of the present embodiment, the volume of the paste required for ensuring the lubricity between the coarse aggregates is secured by increasing the volume of the paste with air. In addition, since excess water in the paste (a part of the water for ensuring fluidity and water other than the water required for the hydration reaction) is replaced by air, concrete that is difficult to separate materials can be used. Will be generated. Therefore, according to the concrete of the present embodiment, it is possible to secure the fluidity required for construction while ensuring the strength required for ordinary concrete, and to suppress material separation and drying shrinkage cracks. Here, the water content in the concrete (high-fluidity concrete) paste includes those required for the hydration reaction of cement and those for ensuring fluidity, and of these, the water content for ensuring fluidity. Is a basis for material separation during the hardening process of concrete, and may cause a decrease in durability after hardening. In addition, even after 90 minutes or more have passed after kneading, the amount of air in concrete of 90% or more (air amount in concrete immediately after kneading A 1 / air amount in concrete 90 minutes after kneading A 2 > 90% ) Is used to ensure the workability and durability of concrete. Here, A 1 is the amount of air in the concrete measured immediately after kneading, and A 2 is measured after being allowed to stand in a container (so-called Toro boat) for a predetermined time (90 minutes) after kneading and then agitated. It is the amount of air in the concrete.
Further, by increasing the amount of air in the concrete, it is possible to reduce the weight of the concrete member.
［実施例１］
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、ペースト中の空気量の体積が３１％（試料１）、４０％（試料２）、５１％（試料３）の試料を作成し、各試料のスランプおよびペースト中の空気量の経時変化、ブリーディング率を計測した。また、比較例（試料Ａ）として、通常の配合の普通コンクリート（ペースト中の空気量１６％）についても同様に測定を行った。
各試料の配合を、表１に示す。
[Example 1]
Hereinafter, the results of an experiment carried out to confirm the properties of the concrete of the present embodiment will be described. In this experiment, samples were prepared in which the volume of air in the paste was 31% (sample 1), 40% (sample 2), and 51% (sample 3) with respect to the total volume of the paste (cement paste). The time course and bleeding rate of the amount of air in the slump and paste of each sample were measured. Further, as a comparative example (Sample A), the same measurement was carried out for ordinary concrete having a normal composition (air content in the paste was 16%).
The formulation of each sample is shown in Table 1.
図２に示すように、ペースト中の空気量を増加させた各配合（試料１～３）は、混練後９０分経過しても、試料Ａ（普通コンクリート）と同等のスランプを確保できる結果となった。したがって、ペースト中の水分を空気に置き換えた場合であっても、ワーカビリティが低下しないことが確認できた。
また、図３に示すように、各配合（試料１～３、Ａ）は、混練後９０分経過しても、９０％程度（Ｌ９１～Ｌ９３、Ｌ９Ａ）以上のコンクリート中の空気量を保持できた。コンクリート中の空気量を保持することで、ワーカビリティを保持し、ひいては、圧送時等のコンクリート打設時の施工性を確保することができる。なお、図３中の破線Ｌ９１、Ｌ９２，Ｌ９３及びＬ９Ａは、各配合の混練直後（０分）のコンクリート中の空気量に対する９０％の空気量を示している。
さらに、図４に示すように、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むことができる。
As shown in FIG. 2, each formulation (
Further, as shown in FIG. 3, each formulation (
Further, as shown in FIG. 4, when the
一方、各試料について、材齢７日および２８日の圧縮強度およびヤング率を測定したところ、図５に示すように、実施例（試料１～３）は、比較例（試料Ａ）に比べて強度が低下することがないことが確認できた。したがって、コンクリート中（ペースト中）の空気量を増加させた場合であっても、コンクリート部材として必要な強度を確保できることが確認できた。
また、各試料（試料１～３）について、質量の変化を測定したところ、図６に示すように、比較例（試料Ａ）よりも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分かる。
On the other hand, when the compressive strength and Young's modulus of each sample were measured at 7 and 28 days of age, as shown in FIG. 5, Examples (
Moreover, when the change in mass was measured for each sample (
コンクリート中（ペースト中）の空気量を増加させた各配合（試料１～３）について、材齢０～９１日の長さ変化と、電気泳動を測定したところ、表２、３に示すように、試料Ａ（普通コンクリート）と略変わらない結果となった。したがって、コンクリート中（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、長さ変化および電気泳動に対して従来のコンクリートと同等の配合となることが確認できた。
一方、コンクリート中（ペースト中）の空気量を増加させた各配合（試料１～３）について、経過時間２８日と５６日の中性化深さを測定したところ、中性化の進行は確認できなかった。したがって、中性化が進行する従来のコンクリート（試料Ａ）に比べて、改善されることが確認できた。
For each formulation (
On the other hand, when the neutralization depth was measured for the elapsed time of 28 days and 56 days for each formulation (
［実施例２］
練上がり時のスランプが１８ｃｍになるように配合された、コンクリート中の空気量が１０％以上のコンクリート（試料４）のコンクリート性状を確認した実験結果について説明する。当該コンクリート（試料４）の配合を表５に示す。なお、表５における試料Ｂは、比較例として、コンクリート中の空気量が４．５％で、かつ、練り上がり時のスランプが１８ｃｍになるように配合されたコンクリートである。
[Example 2]
An experimental result of confirming the concrete properties of concrete (sample 4) having an air content of 10% or more in concrete, which is blended so that the slump at the time of kneading is 18 cm, will be described. The composition of the concrete (Sample 4) is shown in Table 5. As a comparative example, sample B in Table 5 is concrete blended so that the amount of air in the concrete is 4.5% and the slump at the time of kneading is 18 cm.
表６には、試料４および試料Ｂの圧縮強度およびヤング率を示す。また、表７に、試料４のスランプ、コンクリート中の空気量、単位容積質量および温度の経時変化を示す。さらに、表８に試料４および試料Ｂの中性化試験結果を示す。
試料Ｂでは、流動性の確保を目的とした水量の増加に対する材料分離抵抗性を確保するためにセメント量を増加させているため（表５参照）、必要以上にコンクリートの強度が増加してしまう（表６参照）。一方、試料４は、セメント量および水量を減らしているため（表５参照）、フレッシュ性状（スランプ）が同等の試料Ｂに比べて低い強度のコンクリートを製造することができる（表６参照）。すなわち、コンクリート中（ペースト中）の空気量を増加させることで、トンネル覆工体用や、空隙充填用のコンクリートとしてのフレッシュ性および強度を確保したコンクリートを配合できることが確認できた。一方、コンクリート中の空気量を変化させることなくフレッシュ性を確保しようとすると、コンクリートの強度を必要以上に増加させることになり、その結果、材料費が増加する。
表７に示すように、試料４は、練上がり９０分後であっても、コンクリート中の空気量、単位容積質量および温度に大幅な変化が生じない。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ることで、トンネル覆工体の施工におけるセントルを利用したコンクリート打設等において、打設不良が生じ難いことが確認できた。
表８に示すように、試料Ｂと比較して、ペースト中の空気量を増加させる試料４の配合によって中性化深さが改善されることが確認できた。
Table 6 shows the compressive strength and Young's modulus of
In sample B, since the amount of cement is increased in order to secure the material separation resistance against an increase in the amount of water for the purpose of ensuring fluidity (see Table 5), the strength of concrete increases more than necessary. (See Table 6). On the other hand, since the amount of cement and the amount of water in
As shown in Table 7, the
As shown in Table 8, it was confirmed that the neutralization depth was improved by blending the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、トンネルの覆工体を構成するコンクリートについて説明したが、コンクリートの用途は限定されるものではない。例えば、高密度配筋の壁部材や、大体積部材等に適用してもよい。また、コンクリートの配合（空気量や細骨材率等）は、施工条件やコンクリートの用途等に応じて適宜決定すればよい。
前記実施形態では、基本配合のペースト中の空気量を増加させるとともに、単位水量を減少させることで、コンクリートの強度を低下させることなく、材料分離し難く、施工性に優れたコンクリートを製造する場合について説明したが、コンクリートの用途等に応じて、セメント量を変化させてもよい。すなわち、例えば間詰め材等、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で、材料分離し難く、かつ、施工性に優れ、なおかつ、コスト削減を可能としたコンクリートを配合してもよい。
前記実施形態では、ペーストがセメントペーストである場合について説明したが、ペーストは、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を含むものであってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-mentioned components can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the concrete constituting the lining body of the tunnel has been described, but the use of the concrete is not limited. For example, it may be applied to a wall member with high-density reinforcement, a large-volume member, or the like. Further, the composition of concrete (air amount, fine aggregate ratio, etc.) may be appropriately determined according to the construction conditions, the use of concrete, and the like.
In the above embodiment, by increasing the amount of air in the paste of the basic composition and decreasing the unit amount of water, it is difficult to separate the materials without lowering the strength of the concrete, and concrete having excellent workability is produced. However, the amount of cement may be changed depending on the use of concrete and the like. That is, in the case of concrete in a place that is not a structural member, such as a padding material, by reducing the amount of cement together with water, it is difficult to separate the material, the workability is excellent, and the cost can be reduced. Concrete may be blended.
In the above embodiment, the case where the paste is a cement paste has been described, but the paste may contain latent hydrohard powder such as blast furnace slag, fly ash, and silica fume.
Ｓ１ 第一配合工程
Ｓ２ 第二配合工程
S1 1st compounding process S2 2nd compounding process
Claims (8)
水セメント比が３８～５５％の範囲内で、
スランプが８ｃｍ以上であることを特徴とする、コンクリート。 When the volume of air in the cement paste is 30% or more of the total volume of the cement paste,
When the water-cement ratio is in the range of 38-55% ,
Concrete characterized by a slump of 8 cm or more .
必要な強度および施工条件に応じたワーカビリティを確保することが可能なコンクリートの基本配合を決定する第一配合工程と、
前記基本配合において、前工程で得たワーカビリティが確保される範囲でセメントペースト中の空気量を増加させることで、前記基本配合中の単位水量を低下させて水セメント比を３８～５５％の範囲内としたコンクリート配合を決定する第二配合工程を備えていて、
前記第二配合工程において、前記基本配合中の細骨材率を低下させることを特徴とする、コンクリートの配合設計方法。 It is a compounding design method of concrete containing cement, water, fine aggregate, and coarse aggregate.
The first compounding process, which determines the basic compounding of concrete that can ensure workability according to the required strength and construction conditions,
In the basic formulation, by increasing the amount of air in the cement paste within the range where the workability obtained in the previous step is ensured, the unit water amount in the basic formulation is reduced and the water-cement ratio is 38 to 55%. It has a second compounding process that determines the concrete composition within the range.
A method for designing a concrete compound , which comprises reducing the proportion of fine aggregate in the basic compound in the second compounding step .
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000327395A (en) | 1999-05-25 | 2000-11-28 | Kajima Corp | Lightweight, high fluidity concrete |
| JP2007246308A (en) | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Concrete composition and blending determination method thereof |
| JP2012162418A (en) | 2011-02-07 | 2012-08-30 | Kajima Corp | Method for producing aerated lightweight concrete |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000327395A (en) | 1999-05-25 | 2000-11-28 | Kajima Corp | Lightweight, high fluidity concrete |
| JP2007246308A (en) | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Concrete composition and blending determination method thereof |
| JP2012162418A (en) | 2011-02-07 | 2012-08-30 | Kajima Corp | Method for producing aerated lightweight concrete |
| JP2015017583A (en) | 2013-07-12 | 2015-01-29 | 株式会社デンソー | Pulsation damper and high-pressure pump including the same |
| JP2015044730A (en) | 2013-07-29 | 2015-03-12 | 公立大学法人高知工科大学 | Self-compactable concrete that suppresses decrease in flowability caused by coarse aggregate, and method of producing the same |
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