JPH1135360A

JPH1135360A - 充填コンクリート

Info

Publication number: JPH1135360A
Application number: JP19267597A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kida; 勉木田; Junichi Kimura; 潤市木村
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-07-17
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】流動性が優れ、乾燥収縮によるひび割れや自
己収縮が少なく、かつ、既設コンクリートとの付着性が
良好であり、逆打ち工法や床版下面補強コンクリート打
設等で、作業性が向上した、また、交通渋滞のない施工
性が改善された施工が可能となる充填コンクリートを提
供すること。【解決手段】セメント、膨張材、乾燥収縮低減剤、及
び減水剤を含有してなり、Ｕ形充填試験方法における充
填高さが30cmを越える流動性を有する充填コンクリー
ト、さらに、セメントの単位量が 270〜900kg/m³である
該充填コンクリートを構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、収縮量が少なく、
流動性の良好な充填コンクリートに関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、鉄筋コンクリート構造
物では、コンクリートを投入し、振動機を使用して締固
めが行われるのが一般的である。しかしながら、振動機
による騒音公害や、締固め作業が不均一でジャンカや豆
板が生じたり、構造物自体や配筋が複雑でコンクリート
の投入や締固めに振動機が使用できず、施工が不完全な
ものとなったり、施工そのものが不可能となったりし
て、構造物の美観、強度発現性、及び耐久性等を損なう
恐れがあるという課題があった。そして、構造物の信頼
性を高めるために、建築工事標準仕様書 JASS ５中に記
載されている高流動コンクリートや、土木学会で検討さ
れている自己充填コンクリートが生まれる背景となって
いる。

【０００３】コンクリートの施工性を改善するために使
用する流動性の良好な充填コンクリートは、コンクリー
ト中のセメント等の粉体や減水剤の量が多く、作業性を
確保するためにある程度多量の水量が必要なことなどか
ら、自己収縮や乾燥収縮が大きくなり、ひび割れが生じ
る恐れがあるという課題があった。

【０００４】本発明者は、特定のコンクリートを使用す
ることによって、前記課題を解消できるという知見を得
て本発明を完成するに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セメン
ト、膨張材、乾燥収縮低減剤、及び減水剤を含有してな
り、Ｕ形充填試験方法における充填高さが30cmを越える
流動性を有する充填コンクリートであり、セメントの単
位量が 270〜900kg/m³である該充填コンクリートであ
る。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００７】本発明で使用するセメントとしては、普
通、早強、及び超早強等の各種ポルトランドセメント、
これらポルトランドセメントに高炉スラグ又はフライア
ッシュなどを混合した各種混合セメント、並びに、高ビ
ーライトセメント等の低発熱セメント等が挙げられる。
セメントの単位量は、270 〜900kg/m³が好ましく、300
〜600kg/m³がより好ましい。270kg/m³未満だと付着強度
が得られない場合があり、900kg/m³を超えると乾燥収縮
や水和熱によるひび割れが発生する場合がある。

【０００８】本発明で使用する膨張材としては、カルシ
ウムサルホアルミネート系膨張材や石灰系膨張材などが
あり、マスコン用水和熱抑制タイプや通常タイプのいず
れも使用可能である。膨張材の粒度は特に限定されるも
のではないが、通常、ブレーン値で2,000 〜4,000cm²/g
が好ましい。2,000cm²/g未満では未反応物が長期間残存
して耐久性が低下する場合があり、4,000cm²/gを越える
と水和反応が早く、所定の膨張が得られない場合があ
る。膨張材の使用量は、セメント 100重量部に対して、
３〜15重量部が好ましく、５〜13重量部がより好まし
い。３重量部未満では収縮低減効果が少ない場合があ
り、15重量部を越えると膨張量が大きすぎて強度が低下
する場合がある。

【０００９】本発明で使用する乾燥収縮低減剤（以下収
縮低減剤という）は、ノニオン系界面活性剤の一種で、
通常、純分99％以上の液体であって、水に溶解してその
表面張力を低下する作用をもつものである。その基本構
造は、ポリオキシアルキレン重合物を有し、末端に低級
アルコール、フェノール、及びアミノ結合物等を付加し
たものである。具体的には、ポリプロピレングリコー
ル、エチレンオキシドメタノール付加物、エチレンオキ
シド・プロピレンオキシドブロック重合物、エチレンオ
キシド・プロピレンオキシドランダム重合物、グリコー
ルのシクロアルキル基付加物、グリコールの両端にメチ
ル基を付加した付加物、グリコールのフェニル基付加
物、グリコールにメチルフェニル基を付加したブロック
重合物、グリコールの両端にエチレンオキサイドメタノ
ールを付加した付加物、及びグリコールにジメチルアミ
ンを付加した付加物等が使用可能である。収縮低減剤
は、セメント粒子に吸着されないでセメントの強アルカ
リ水溶液中で作用するもので、揮発性が低く、異常に多
量な空気連行性がなく、セメントの水和を妨げず減水剤
に比べ低分子量のものである。収縮低減剤は混練水の一
部又は全部と置換えて使用することが好ましい。収縮低
減剤の使用量は、セメント 100重量部に対して、１〜12
重量部が好ましく、２〜８重量部がより好ましい。１重
量部未満では収縮低減が少ない場合があり、12重量部を
越えると凝結遅延を生じ流動性が低下する場合がある。

【００１０】本発明で使用する減水剤は、コンクリート
の流動性の改善や、単位水量の低減のため使用するもの
で、高性能ＡＥ減水剤、高性能減水剤、及びＡＥ減水剤
等が使用できる。具体的には、ナフタレンスルホン酸塩
のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリ
ン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩、ヒドロキシポリ
アクリレート、α、β−不飽和ジカルボン酸とオレフィ
ンの共重合体、ポリエチレングリコールモノアルケニル
エーテルとマレイン酸やメタクリル酸系単量体から導か
れる共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−マレイ
ン酸系の共重合体、変性リグニンスルホン酸化合物、及
び芳香族アミノスルホン酸化合物等が使用可能である。
さらに、一部架橋反応で高分子化したものやマレイン酸
の一部をエステル化したものも使用可能であり、これら
のうちの一種又は二種以上の使用が可能である。減水剤
の使用量は、セメントと膨張材の合計（以下結合材とい
う） 100重量部に対して、固形分換算で0.01〜４重量部
が好ましく、0.05〜２重量部がより好ましい。0.01重量
部未満では所定の流動性が得にくい場合があり、４重量
部を越えると分離や凝結遅延を生じる場合がある。

【００１１】本発明で使用する水の量は特に限定される
ものではないが、結合材 100重量部に対して、20〜 100
重量部が好ましく、25〜70重量部がより好ましい。20重
量部未満では膨張が著しく遅れる場合があり、100 重量
部を越えるとブリーデングや材料分離が大きくなる場合
がある。

【００１２】本発明で使用する骨材は特に限定されるも
のではなく、通常使用される砕石、砕砂、川砂、及び石
灰石等の使用が可能である。骨材の使用量は、結合材 1
00重量部に対して、100 〜 800重量部が好ましい。100
重量部未満では発熱や収縮が大きくひび割れが発生する
場合があり、800 重量部を越えると流動性が低下する場
合がある。

【００１３】本発明では、高流動のコンクリートにした
場合、材料分離防止や塑性変形能力向上の面から、炭酸
カルシウム粉末等の石粉を使用することが好ましい。特
に、結合材の単位量が500kg/m³未満の場合は、石粉を使
用することが好ましい。石粉の粒度は特に限定されるも
のではないが、ブレーン値で 3,000〜10,000cm ²/g が好
ましい。石粉の使用量は、結合材 100重量部に対して、
80重量部以下が好ましい。特に、結合材の単位量が500k
g/m³未満の場合に、セメント、膨張材、及び石粉の合計
の単位量が500kg/m³以上になるように石粉を加えること
が好ましい。セメント、膨張材、及び石粉の合計の単位
量が500kg/m³未満では流動性が悪くブリーデングを生じ
る場合がある。

【００１４】本発明では、既設コンクリートとの付着性
を向上させるために水性ポリマーディスパージョンを使
用することは好ましい。ここで水性ポリマーディスパー
ジョン（以下水性ポリマーという）とは、水の中に0.05
〜５μｍのポリマーの微粒子が均一に分散しているもの
で、微粒子がゴムの場合はラテックスと呼ばれ、樹脂の
場合はエマルジョンと呼ばれている。ラテックスとして
は、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アク
リロニトリルブタジエンゴム、及びメタクリル酸メチル
ブタジエンゴム等が挙げられ、エマルジョンとしては、
ポリアクリル酸エステル、エチレン酢酸ビニル、及びエ
ポキシ樹脂等が挙げられる。

【００１５】水性ポリマーの使用方法として、膨張材、
収縮低減剤、及び減水剤と混合して使用する方法や水性
ポリマー単味を水で希釈し既設コンクリート表面に塗布
する方法などが挙げられるが、水性ポリマーをコンクリ
ートに混合する方法は凝結遅延したりコトス高となるた
め、水性ポリマーを塗布することが好ましい。水性ポリ
マー単味を水で希釈して既設コンクリートに塗布して被
膜形成する場合の水性ポリマーの塗布量は、固形分換算
で10〜 500g/m²が好ましい。10g/m²未満の塗布量では高
い付着力が得られず、500 g/m²を越えても塗布効果の向
上は期待できない。また、セメントモルタルやペースト
中に水性ポリマーを混練りして塗布することも可能であ
る。この場合の水性ポリマーの塗布量は、セメント 100
重量部に対して、固形分換算で２〜30重量部が好まし
い。２重量部未満の添加量では高い付着力が得られず、
30重量部を越える添加量でも効果は変わらない。

【００１６】さらに、本発明では、セルロース系誘導
体、デンプン系誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエ
チレンオキサイド、ポリアクリルアミド、及びバイオポ
リマー等の水溶性ポリマー、セルロースの粉末繊維素、
シリカヒューム等の無機微粉、並びに、セピオライト等
の粘土鉱物等のブリージングや材料分離防止効果のある
分離防止剤等の使用が可能である。既設コンクリートに
塗布する水性ポリマー以外に、再乳化形粉末樹脂である
エチレン酢酸ビニル等、液状ポリマーである不飽和ポリ
エステルやエポキシ樹脂などの低分子量の重合性ポリマ
ー又はプレポリマーに硬化剤等を併用することが可能で
ある。また、水性ポリマーにフイルム形成時間の調整剤
を併用し塗布から打設までの時間を調整することも可能
である。

【００１７】本発明のコンクリートは、以上の材料を配
合したもので、Ｕ形充填試験方法における充填高さが30
cmを越える流動性を有するコンクリートである。ここ
で、流動性とは、コンクリートの製造時、運搬時、及び
打設時に有害な材料分離を起こさず、振動締固めをしな
くてもコンクリートが変形しほぼ収まるとき流動性が良
好という。本発明での流動性の評価は、土木学会高流
動コンクリート委員会「Ｕ形充填試験方法（案）」に準
じて測定するものである。即ち、アクリル樹脂などの樹
脂製又は内面を機械仕上げした金属製のＵ形容器の中央
部に仕切り板を設置して、Ｕ形容器を２分割してある。
この仕切り板の下部には仕切りゲートを取付てある。こ
のＵ形容器の片側にコンクリートを流し込むと、仕切り
板の下部に設置されている仕切りゲートを通過して反対
側にコンクリートが移動する。動きが停止した時に移動
したコンクリート側の容器の底面からの高さを充填高さ
として測定する。また、材料分離の状態を測定するため
に、移動したコンクリート中の粗骨材量を測定する。こ
の充填高さや粗骨材量を測定することにより、コンクリ
ートの物性から、その流動性を評価する。流動性が良好
であれば、早期に両側のコンクリート上面は同位置にな
り、流動性が不良であれば、両側のコンクリート上面は
同位置になるのに時間がかかるか同位置にならない。充
填高さが30cm以下では、材料分離して鉄筋を通過できな
いか、仕切りゲートを通過する流動性がない場合であ
る。30cmと35cmでは、仕切りゲートを通過する流動性を
有する性能はあまり変わらないが、分離状態を把握する
ためには、通過したコンクリートの粗骨材容積重量（以
下粗骨材量という）を測定する必要がある。水によるブ
ランク試験では、35.5cmであった。粗骨材量は、スラン
プフロー試験で粗骨材が中央に残存したり、Ｕ形充填試
験で、仕切りゲート通過前後のコンクリートに異常が認
められるときなど、分離の兆候が認められるときに測定
することが好ましい。また、配合を決定するときに、分
離を生じていないことを確認するために粗骨材量を測定
することは好ましい。

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１８】実施例１セメントの単位量を500kg/m³とし、セメントＡ 100重量
部、膨張材ａ６重量部、細骨材 156〜162 重量部、及び
粗骨材 161〜168 重量部をミキサーに投入し、低速で30
秒空練りし、その後、水33重量部、収縮低減剤イ４重量
部、及び表１に示す減水剤を投入し、150 秒練り混
ぜ、コンクリートを調製した。調製したコンクリートの
スランプフロー、空気量、充填高さ、及び粗骨材量を測
定した。結果を表１に併記する。透明アクリル板で幅45
cm×厚さ15cmの直方体を作製し、その上下面から３cm離
して、Ｄ13mm鉄筋を６cmの格子状になるように編んだも
のを固定した。この直方体を３／100 の勾配を付け、そ
の空間にコンクリートを充填し、その充填性を目視し
た。結果を表１に併記する。

【００１９】＜使用材料＞セメントＡ：普通ポルトランドセメント、日本セメント
社製膨張材ａ：カルシウムサルホアルミネート系膨張材、
市販品収縮低減剤イ：エチレンオキサイドとプロピレンオキサ
イドとの共重合体減水剤：高性能ＡＥ減水剤、ポリカルボン酸エーテ
ル系と架橋ポリマーの複合体細骨材：川砂、５mm下、比重2.56 粗骨材：砕石、Gmax＝20mm、比重2.65

【００２０】＜測定方法＞スランプフロー：JSCE-F503 に準じ測定空気量：JIS A 1128に準じて測定充填高さ：土木学会、高流動コンクリート委員会「Ｕ
形充填試験方法（案）に準じ測定粗骨材量：土木学会、高流動コンクリート委員会「Ｕ
形充填試験方法（案）に準じ測定

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例２セメントＢを使用し、セメントの単位量を320kg/m³と
し、セメント 100重量部に対して、膨張材ａ９重量部、
石粉52重量部、細骨材 254重量部、及び粗骨材 257重量
部をミキサに投入し、低速で30秒空練りし、その後、水
52重量部、収縮低減剤イ６重量部、及び表２に示す減水
剤を投入し、150 秒練り混ぜてコンクリートを調製し
たこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示
す。充填コンクリートが硬化後、コンクリート投入口か
ら最も離れた２カ所を切断し、その断面を観察したが、
粗骨材が一様に分散されていた。

【００２３】＜使用材料＞セメントＢ：早強ポルトランドセメント、住友大阪セメ
ント社製石粉：炭酸カルシウム粉末、比重2.70、ブレーン
値 5,000cm²/g

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例３表３に示すセメント、セメント 100重量部に対して、表
３に示す膨張材、収縮低減剤、及び石粉を配合し、水15
0kg/m³、細骨材 832〜876kg/m³、並びに、粗骨材 861〜
907kg/m³のコンクリート配合を用い、コンクリートの充
填高さが30cmを越え、粗骨材量が５％以内になるよう
に、減水剤を、セメント、膨張材、及び石粉の合計 1
00重量部に対して、固形分換算で0.34〜0.42重量部に配
合し、コンクリートを調製した。また、空気量も 4.5±
0.5 ％になるように調整した。調製したコンクリートの
乾燥収縮を測定した。結果を表３に併記する。既設のコ
ンクリート表面を吐出圧1,8000kg/cm²のウォタージェッ
トで処理し、スチレンブタジエンゴムラテックスを200g
/m²塗布して被膜形成し、調製したコンクリートを流し
込み、硬化後、28日後にコアリングし、付着強度を測定
した。結果を表３に併記する。

【００２６】＜使用材料＞セメントＣ：高ビーライトセメント、秩父小野田社製膨張材ｂ：石灰系膨張材、市販品収縮低減剤ロ：低級アルコールアルキレンオキシド付加
物

【００２７】＜測定方法＞乾燥収縮：JIS A 6202 膨張コンクリートの拘束膨張
及び収縮試験方法に準じ材齢６ケ月で測定付着力：コンクリートの硬化後、コアリングし、φ
５cmの供試体を作成し、上下面を研磨し、引張試験用治
具に接着し、材齢28日の接着力を測定

【００２８】

【表３】

【００２９】実施例４表４に示す単位量のセメントＢを用い、セメント 100重
量部に対して、表４に示す膨張材αと固形分換算の減水
剤、及び収縮低減剤イ４重量部、並びに、表４に示す
細骨材、粗骨材、及び水を配合し、空気量 4.5％のコン
クリートを調製し、材齢28日の自己収縮を測定した。そ
の結果を表４に併記する。

【００３０】＜測定方法＞自己収縮：JIS A 6202膨張コンクリートの拘束膨張Ｂ
法を使用した。脱型までは型枠との付着や水分の蒸発を
防ぐポリエチレンのシートを使用し、脱型後は供試体を
塩化ビニリデンのラップで覆い、濡れた養生シートでま
わりを囲み直接水と接しない状態で養生し、測定した。

【００３１】

【表４】

【００３２】実施例５セメントとしてセメントＢを使用し、セメントの単位量
を320kg/m³とし、セメント 100重量部に対して、表５に
示す量の膨張材ａ、収縮低減剤イ、固形分換算の減水剤
βを 0.6重量部配合したこと以外は実施例３と同様に行
った。結果を状５に併記する。

【００３３】＜使用材料＞減水剤 β：高性能ＡＥ減水剤、無水マレイン酸、メト
キシポリエチレングリコール−アクリレートとスチレン
の共重合物

【００３４】

【表５】

【００３５】

【発明の効果】本発明の充填コンクリートは、流動性が
優れ、乾燥収縮によるひび割れや自己収縮が少なく、か
つ、既設コンクリートとの付着性が良好であり、逆打ち
工法や床版下面補強コンクリート打設等で、作業性が向
上した、また、交通渋滞のない施工性が改善された施工
が可能となる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 103:30 103:60 111:34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、膨張材、乾燥収縮低減剤、及
び減水剤を含有してなり、Ｕ形充填試験方法における充
填高さが30cmを越える流動性を有する充填コンクリー
ト。
【請求項２】セメントの単位量が 270〜900kg/m³であ
ることを特徴とする請求項１記載の充填コンクリート。