JP4188378B2

JP4188378B2 - 曲げ強度試験用供試体の製造方法

Info

Publication number: JP4188378B2
Application number: JP2006034140A
Authority: JP
Inventors: 誠一長岡
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: JP2007212348A

Description

本発明は、曲げ強度試験用供試体の製造方法に関し、さらに詳しくは、転圧コンクリート舗装（ＲＣＣＰ；ＲｏｌｌｅｒＣｏｍｐａｃｔｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＰａｖｅｍｅｎｔ）における配合設計や品質管理などに用いられる曲げ強度試験用供試体を、特別の機材を使用することなく、かつ多大な労力を必要とせずに製造することができ、しかも標準とされている方法と同等の試験結果をもたらす、ＲＣＣＰ用コンクリート曲げ強度試験用供試体の製造方法に関する。

転圧コンクリート工法は、単位水量の少ない非常に硬練りのフレッシュコンクリートを振動ローラなどによって転圧して締固める方法で、ダムをつくる場合のＲＣＤ（ＲｏｌｌｅｒＣｏｍｐａｃｔｅｄＤａｍＣｏｎｃｒｅｔｅ）工法と、コンクリート舗装のひとつである「転圧コンクリート舗装」ＲＣＣＰの２つがある。
後者の転圧コンクリート舗装（ＲＣＣＰ）はアスファルト舗装のように流動によるわだち掘れの発生もなく、耐久性に優れている。従来のセメントコンクリート舗装に比べても、施工速度が早い、早期交通開放が可能である等、これまでの舗装が抱える課題に応えるものとして、近年、注目されている工法である。この転圧コンクリート舗装用材料は、通常セメント、水、粗骨材、細骨材などから構成されており、超硬練りのフレッシュコンクリート（生コンクリ−ト）である。
前記ＲＣＣＰ工法を用いた技術としては、例えば連続高張力鉄筋転圧コンクリート舗装構造及びその施工方法（例えば、特許文献１参照）、高性能道路構造及びその施工方法（例えば、特許文献２参照）、排水性コンクリート舗装の施工方法及び排水性コンクリート舗装（例えば、特許文献３参照）などが知られている。

このようなＲＣＣＰ工法においては、通常配合設計や品質管理などのために、練上げられた超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートを用いて、曲げ強度試験用供試体を作製し、曲げ試験を行い、該ＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートの硬化後の曲げ強度などを測定することが行われている。
ＲＣＣＰ用コンクリート曲げ強度試験用供試体の作製方法としては、現在（１）（社）日本道路協会「転圧コンクリート舗装技術指針（案）」付録６「曲げおよび圧縮強度試験用供試体の作製方法」、あるいは（２）全生工組連試験方法ＺＫＴ−２０４「ＲＣＣＰ用コンクリートのコンシステンシー試験方法」の図１（ＲＣＣＰ用コンクリートの自動供試体成形機）を利用する方法、が採用されている。
しかしながら、前記（１）の方法においては、供試体の作製に多大の労力を要する上、タンパ、押し板などの機材を必要とするが、これらの機材は、通常生コンクリート工場にはないなどの問題がある。
一方、前記（２）の方法は、上記（１）の方法に比べて労力は低減されるものの、一般には市販されていない高価な専用の機材を必要とするという欠点を有している。

特開平８−１２８００２号公報特開２０００−３１９８０６号公報特開２００３−９６７０５号公報

本発明は、このような状況下で、ＲＣＣＰにおける配合設計や品質管理などに用いられる曲げ強度試験用供試体を、特別な機材を使用することなく、かつ多大な労力を必要とせずに製造することができ、しかも標準とされている方法と同等の試験結果をもたらす、ＲＣＣＰ用コンクリート曲げ強度試験用供試体の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、試験用供試体の作製に用いられるＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートに、ＪＩＳＡ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に規定されるＡＥ剤を添加し、さらに練混ぜて有スランプのコンクリートを製造したのち、これを曲げ強度試験体型枠に充填し、特定の振動機により、締固めるとともに、空気を抜くことにより、標準とされている方法と同等の試験結果をもたらす、ＲＣＣＰ用コンクリート曲げ強度試験用供試体が得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。

すなわち、本発明は、
（１）転圧コンクリート舗装（ＲＣＣＰ）用コンクリート曲げ強度試験用供試体の製造方法であって、練上げられた超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートに、ＪＩＳＡ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に規定されるＡＥ剤を添加し、さらに練混ぜて有スランプのコンクリートを製造し、これを曲げ強度試験用供試体型枠に充填し、内部振動機又は振動台式振動機にて締固めると共に、空気を抜くことを特徴とする曲げ強度試験用供試体の製造方法；
（２）曲げ強度試験用供試体型枠に充填し、内部振動機又は振動台式振動機にて締固める操作を、ＪＩＳＡ１１３２「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準拠して行う上記（１）の曲げ強度試験用供試体の製造方法；及び
（３）ＡＥ剤を添加し、練混ぜて得られたフレッシュコンクリートのスランプ値が、０．５〜４ｃｍである上記（１）又は（２）の曲げ強度試験用供試体の製造方法；
を提供するものである。

本発明の製造方法によれば、ＲＣＣＰにおける配合設計や品質管理などに用いられる曲げ強度試験用供試体を、特別な機材を使用することなく、かつ多大な労力を必要とせずに製造することができる。本発明の方法で製造された曲げ強度試験用供試体は、標準とされている方法と同等の試験結果をもたらすことができる。

本発明の曲げ強度試験用供試体の製造方法においては、まず練上げられた超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートに、ＪＩＳＡ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に規定されるＡＥ剤を添加し、さらに練混ぜて有スランプのコンクリートを製造する。なお、有スランプとは、スランプ試験においてスランプコーンを引き上げたときに、スランプ値を測定できることをいう（コンクリートの山がパラパラと崩れ落ちるときはスランプ値は測定不能である）。
前記超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートに添加されるＡＥ剤（空気連行剤）は、ＪＩＳＡ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に規定されるＡＥ剤の性能を満足し得るものであればよく、特に制限されず、樹脂石鹸、合成界面活性剤（陰イオン系、陽イオン系、非イオン系）など従来公知のＡＥ剤の中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。なお、ＡＥ剤は、コンクリート用化学混和剤であって、界面活性作用のうち、起泡作用を利用したものである。
当該ＡＥ剤を添加したフレッシュコンクリートは、球状の連行空気（エントレインドエア）を含み、ワーカビリティーが大きく改善され、型枠への充填性が良好となる。当該ＡＥ剤は、供試体作製のワーカビリティーの観点から、それが添加されたフレッシュコンクリートが有スランプ状態、好ましくはスランプ値が０．５〜４ｃｍ、より好ましくは２〜３ｃｍになるように添加される。

当該ＡＥ剤の添加量は、配合、使用材料、使用するＡＥ剤の種類、及び目標のスランプ値などにより異なり、一概に定めることはできない。設計基準曲げ強度が３．０〜５．０Ｎ／ｍｍ²程度になるような一般的なＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートを、スランプ値２〜３ｃｍ程度にするのであれば、ＡＥ剤の添加量は、ＪＩＳＡ５３０８「レディーミクストコンクリート」に規定されている空気量を得る場合の２〜１０倍程度となる。供試体の作製を容易にし、かつＡＥ剤の添加量をできるだけ少なくするためには、前記スランプ値の目標値を２〜３ｃｍ程度にすることが好ましい。
なお、前記スランプ値は、ＪＩＳＡ１１０１に基づいて測定した値である。

本発明の方法においては、このようにてＡＥ剤が添加され、有スランプ状態のＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートを、曲げ強度試験用供試体枠に充填し、内部振動機又は振動台式振動機にて締固める。この締固め操作により、ＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートから、強度に悪影響を及ぼす空気が抜ける。コンクリートの硬化後に型枠を取外し、養生することにより、曲げ試験用供試体が得られる。
前記一連の操作は、ＪＩＳＡ１１３２「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準拠して行うことができる。
このようにして作製された供試体は、空隙率が大きくなるほど強度が低下する。

（社）日本道路協会「転圧コンクリート舗装技術指針（案）」付録６「曲げおよび圧縮強度試験用供試体の作製方法」にて供試体を作製する場合には空隙率が４％になるように作製するため、本発明の方法で作製した供試体はほぼ同じ強度値を示す。本発明の方法により作製した供試体の空気量は、ＡＥ剤の添加量や種類、振動締固め時間等により異なるが、６〜８％程度となる。これは、（社）日本道路協会「転圧コンクリート舗装技術指針（案）」付録６「曲げおよび圧縮強度試験用供試体の作製方法」にて供試体を作製した空隙率４％に比べて大きな値であるが、ここでいう空隙とＡＥ剤で導入された空気泡とは大きさが異なり、強度に及ぼす影響の程度が違うために値が異なってもほぼ同じ曲げ強度が得られるものと考えられる。双方の曲げ強度に差が生じると考えられる場合には、予め試験を行って相関を求めておけばよい。
なお、単位水量が１００ｋｇ／ｍ³程度のＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートでは、ＪＩＳＡ５３０８「レディーミクストコンクリート」に規定されている単位水量の計量誤差許容範囲（１％）内において、分散力が大きい高性能ＡＥ減水剤を過剰に添加しても、有スランプのフレッシュコンクリートにすることができないが、ＡＥ剤であれば、一般的に使用される量を超えて添加すると流動し始めるので、本発明の方法を実施することができる。

このような本発明の曲げ強度試験用供試体の製造方法を採用することにより、ＲＣＣＰにおける配合設計や品質管理などに用いられる曲げ強度試験用供試体を、特別な機材を使用することなく、かつ多大な労力を必要とせずに製造することができる。また、この方法で製造された曲げ強度試験用供試体は、標準とされている方法と同等の試験結果をもたらすことができる。

本発明の方法において用いられる、すなわち、本発明の方法によって曲げ強度試験用供試体が作製される、超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートは、一般に、少なくともセメント、粗骨材、細骨材及び水から構成されている。

前記セメントとしては普通、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や、ホワイトセメント、アルミナセメント、さらには都市ごみ焼却灰・下水汚泥焼却灰等の廃棄物を原料として利用したエコセメントなどが挙げられる。また、これらのセメントに、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、石灰石粉、珪石粉、シリカフュ−ムなどの無機粉末を添加してなるものも用いることができる。

粗骨材としては、粒径２．５〜２５ｍｍ程度の砂利、砕石又はこれらの混合物や、軽量骨材などが挙げられる。
細骨材としては、川砂、海砂、山砂、砕砂、又はこれらの混合物などが挙げられる。細骨材としては、粗骨材の粒径が５ｍｍ以上の場合は、粒径５ｍｍ未満の粒体が用いられ、粗骨材の粒径が２．５ｍｍ以上５ｍｍ未満の場合は、粒径２．５ｍｍ未満の粒体が用いられる。
全骨材中の細骨材の含有割合は、通常３０〜５０容積％程度である。
当該超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートの配合については、細骨材率が、２５〜４５容積％程度、水セメント比が３０〜４５質量％程度、単位水量が９０〜１３０ｋｇ／ｍ³程度である。

細骨材率が２５容積％以上であれば材料分離が起こりにくく、４５容積％以下であれば転圧後の路面の耐摩耗性が良好である
水セメント比が３０〜４５質量％の範囲にあれば良好な混練り性及び十分な強度が得られる。
また、単位水量が９０ｋｇ／ｍ³以上であれば、練上がり時の状態が硬くなりすぎることがなく、１３０ｋｇ／ｍ³以下であれば、軟らかすぎて施工後路面が波打ったり、平坦性が損なわれるのを抑制することができる。
当該超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートには、所望により、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系などの減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤などのコンクリート用化学混和剤、ガラス繊維、岩綿、アスベストなどの無機質繊維、ビニロン、ナイロン、アクリルなどの合成繊維、スチール繊維などの各種繊維等を含有させることができる。

当該超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートは、前記のセメント、粗骨材、細骨材、水及び所望により用いられるコンクリート用化学混和剤や各種繊維などを、前記配合範囲内の所望の割合に配合し、慣用の強制練りミキサーに投入後、十分に混練りすることにより、得ることができる。
このようにして得られた超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートの施工には、前記ＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートを道路などの路盤上にグレーダやブルドーザー、あるいはアスファルトペーバーなどで敷均したのち、振動ローラ、タイヤローラなどで締固め転圧する方法を用いることができる。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各特性値は、下記の方法に従って求めた。
（１）フレッシュコンクリートのスランプ値
ＪＩＳＡ１１０１に準拠して測定した。
（２）供試体の曲げ強度
ＪＩＳＡ１１０６「コンクリートの曲げ強度試験方法」に準拠して測定した。

調合例１
以下に示す材料を用い、第１表に示す配合割合でニ軸強制練りミキサーで２分間混練して超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートを調合した。
セメント：普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）
細骨材：粗粒率２．７３の海砂
粗骨材：粗粒率６．７５の砕石２００５
ＡＥ減水剤：ＮＭＢ社製、商品名「ポゾリスＮｏ．７０」
水：水道水

実施例１〜３
調合例１で調合された超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートに、ＡＥ剤［山宗科学社製、商品名「ヴィンソル」］を第２表に示す割合で添加して、再混練を行い、スランプ値を測定したのち、ＪＩＳＡ１１３２「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に基づいて、コンクリートを型枠に詰め、内部振動機によって締め固め、コンクリートの硬化後に型枠を取外したところ、いずれの例においても供試体を作製することができた。
各供試体について、曲げ強度試験を実施した。その結果を第２表に示す。

比較例１
調合例１で調合された超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートを用い、（社）日本道路協会「転圧コンクリート舗装技術指針（案）」付録６「曲げおよび圧縮強度試験用供試体の作製方法」に基づいて供試体を作製し、曲げ強度試験を実施した。その結果を第２表に示す。

比較例２〜５
調合例１で調合された超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートに、高性能ＡＥ減水剤［（株）エヌエムビー製、商品名「レオビルドＳＰ８Ｓ」］、又はＡＥ剤（前出）を第２表に示す割合で添加して、再混練を行い、スランプ値を測定したのち、ＪＩＳＡ１１３２「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に基づいて、供試体の作製を試みたが、いずれの例においても供試体の作製は不可能であった。結果を第２表に示す。

第２表から分かるように、ＡＥ剤をスランプ値が０．５ｃｍ以上になるように添加した実施例１〜３は、ＪＩＳＡ１１３２「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」による供試体の作製が可能となり、かつ（社）日本道路協会「転圧コンクリート舗装技術指針（案）」付録６「曲げおよび圧縮強度試験用供試体の作製方法」にて作製した供試体（比較例１）と同等の曲げ強度が得られた。
高性能ＡＥ減水剤を０．５〜２．０質量％添加した比較例２〜４及びＡＥ剤の添加量が少なく、スランプ値が測定不能の比較例５は、いずれもＪＩＳＡ１１３２「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」による供試体の作製が不可能であった。

本発明の曲げ強度試験用供試体の製造方法によれば、ＲＣＣＰにおける配合設計や品質管理などに用いられる曲げ強度試験用供試体を、特別な機材を使用することなく、かつ多大な労力を必要とせずに製造することができる。

Claims

転圧コンクリート舗装（ＲＣＣＰ）用コンクリート曲げ強度試験用供試体の製造方法であって、練上げられた超硬練りのＲＣＣＰ用フレッシュコンクリートに、ＪＩＳＡ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に規定されるＡＥ剤を添加し、さらに練混ぜて有スランプのコンクリートを製造し、これを曲げ強度試験用供試体型枠に充填し、内部振動機又は振動台式振動機にて締固めると共に、空気を抜くことを特徴とする曲げ強度試験用供試体の製造方法。
曲げ強度試験用供試体型枠に充填し、内部振動機又は振動台式振動機にて締固める操作を、ＪＩＳＡ１１３２「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準拠して行う請求項１に記載の曲げ強度試験用供試体の製造方法。
ＡＥ剤を添加し、練混ぜて得られたコンクリートのスランプ値が、０．５〜４ｃｍである請求項１又は２に記載の曲げ強度試験用供試体の製造方法。