(57)【要約】【課題】従来は高流動性コンクリーについて、流動性の測定は試験体として生コンクリートを用いており手間と時間がかると云う問題がある。また、従来の試験方法はコンクリートの水セメントが高く、低水セメント比のコンクリートについては適切に評価できないと云う問題がある。【解決手段】高強度用セメントにJIS R 5201に規定された標準砂が配合され、砂セメント比(Ｓ/Ｃ) ５０〜７０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、および高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％であるモルタルについて、JIS R 5201に規定された静置フローが２６０mm以上および該静置フローが２５０mmに到達する時間が３０〜６０秒の範囲になる高強度用セメントを用いて高強度高流動コンクリートを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度用セメントにJIS R 5201に規定された標準砂が配合され、砂セメント比(Ｓ/Ｃ) ５０〜７０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、および高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％であるモルタルについて、JIS R 5201に規定された静置フローが２６０mm以上および該静置フローが２５０mmに到達する時間が３０〜６０秒の範囲になる高強度用セメントを用いて製造されたことを特徴とする高強度高流動コンクリート。
【請求項２】
コンクリートの水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、単位水量１５０〜１７０kg/m３、単位セメント量１０００〜１４００kg/m３、および単位粗骨材かさ容積０.５０〜０.６０ｍ３/ｍ３である請求項１に記載した高強度高流動コンクリート。
【請求項３】
スランプフロー５５〜７０cm、および標準養生での材齢９１日の圧縮強度が１３０N/mm２以上である請求項１または請求項２に記載した高強度高流動コンクリート。
【請求項４】
高強度用セメントが、ポルトランドセメント１００質量部に対して、シリカフュームが５〜２０質量部配合されたものである請求項１〜請求項３の何れかに記載する高強度高流動コンクリート。
【請求項５】
ポルトランドセメントが、低熱ポルトランドセメントであり、そのクリンカー中のＣ３Ａ量が３.９質量％以下であって、全アルカリ量（Ｎａ２Ｏ＋０.６５６Ｋ２Ｏ）が０.４質量％以下である請求項１〜請求項４の何れかに記載する高強度高流動コンクリート。
【請求項６】
JIS R 5201に規定された標準砂とセメントの砂セメント比(Ｓ/Ｃ)が５０〜７０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)が１２〜１５質量％、および高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％であるモルタルについて、JIS R 5201に規定された静置フローが２６０mm以上および該静置フローが２５０mmに到達する時間が３０〜６０秒の範囲になる高強度用セメントを用い、コンクリートの配合比が、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、単位水量１５０〜１７０kg/m３、単位セメント量１０００〜１４００kg/m３、および単位粗骨材かさ容積０．５０〜０.６０ｍ３/ｍ３になるように上記高強度用セメント、細骨材、粗骨材、および高性能減水剤を配合することを特徴とする高強度高流動コンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低水セメント比においても高い流動性を保有し、かつ高強度を発現する高強度高流動コンクリートについて、その流動性の予測方法に基づいた製造方法とその高強度高流動コンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
日本建築学会のコンクリート工事標準仕様(ＪＡＳＳ５)では、Ｆｃ３６を超えるコンクリートを高強度コンクリートと定義しており、高強度コンクリート用のセメントについて、水セメント比(Ｗ/Ｃ)３０％を基準にして評価している。しかし、これは主に圧縮強度の評価方法であり、流動性に対する評価方法ではない。また、水セメント比(Ｗ/Ｃ)３０質量％の基準は、超高強度コンクリートとしては水セメント比が高く、例えば、極低水セメント比（水セメント比２０質量％以下）において高流動性のコンクリートが知られている（特許文献１）。このような極低水セメント比のコンクリートの流動性の測定方法として上記試験方法は適切ではない。
【０００３】
一般にコンクリートの流動性はスランプ値やスランプフロー値によって測定されるが、この試験は練り混ぜたコンクリートをスランプコーンに入れて測定しており、コンクリートの流動性を測定するには試験用のコンクリートを調製する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６８６０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高流動性コンクリートについて、流動性の測定は試験体としてコンクリートを用いており、モルタルでコンクリートの流動性を判断することは行われていない。しかし、コンクリートを調製して試験を行うのは手間と時間がかると云う問題がある。また、従来の試験方法はコンクリートの水セメント比が高く、低水セメント比のコンクリートについては適切に評価できないと云う問題もある。
【０００６】
本発明は、高強度高流動コンクリートについて、従来の試験方法における上記問題を解決したものであり、水セメント比１５質量％以下の低水セメント比のコンクリートについても予め流動性を適切に予測することができ、しかも試験体としてコンクリートを調製することなく、モルタルを用いてコンクリートの流動性を予測できる製造方法を提供する。また、本発明は、モルタルを用いた流動性の予測に基づいて製造された高強度高流動性のコンクリートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の構成を有する高強度高流動コンクリートとその製造方法に関する。
〔１〕高強度用セメントにJIS R 5201に規定された標準砂が配合され、砂セメント比(Ｓ/Ｃ)５０〜７０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、および高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％であるモルタルについて、JIS R 5201に規定された静置フローが２６０mm以上および該静置フローが２５０mmに到達する時間が３０〜６０秒の範囲になる高強度用セメントを用いて製造されたことを特徴とする高強度高流動コンクリート。
〔２〕コンクリートの水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、単位水量１５０〜１７０kg/m３、単位セメント量１０００〜１４００kg/m３、および単位粗骨材かさ容積０.５０〜０.６０ｍ３/ｍ３である上記[１]に記載した高強度高流動コンクリート。
〔３〕スランプフロー５５〜７０cm、および標準養生での材齢９１日の圧縮強度が１３０N/mm２以上である上記[１]または上記[２]に記載した高強度高流動コンクリート。
〔４〕高強度用セメントが、ポルトランドセメント１００質量部に対して、シリカフュームが５〜２０質量部配合されたものである上記[１]〜上記[３]の何れかに記載する高強度高流動コンクリート。
〔５〕ポルトランドセメントが、低熱ポルトランドセメントであり、そのクリンカー中のＣ３Ａ量が３.９質量％以下であって、全アルカリ量（Ｎａ２Ｏ＋０.６５６Ｋ２Ｏ）が０.４質量％以下である上記[１]〜上記[４]の何れかに記載する高強度高流動コンクリート。
〔６〕JIS R 5201に規定された標準砂とセメントの砂セメント比(Ｓ/Ｃ)が５０〜７０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)が１２〜１５質量％、および高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％であるモルタルについて、JIS R 5201に規定された静置フローが２６０mm以上および該静置フローが２５０mmに到達する時間が３０〜６０秒の範囲になる高強度用セメントを用い、コンクリートの配合比が、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、単位水量１５０〜１７０kg/m３、単位セメント量１０００〜１４００kg/m３、および単位粗骨材かさ容積０．５０〜０.６０ｍ３/ｍ３になるように上記高強度用セメント、細骨材、粗骨材、および高性能減水剤を配合することを特徴とする高強度高流動コンクリートの製造方法。
【０００８】
〔具体的な説明〕
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の高強度高流動コンクリートは、高強度用セメントにJIS R 5201に規定された標準砂が配合され、砂セメント比(Ｓ/Ｃ) ５０〜７０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、および高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％であるモルタルについて、JIS R 5201に規定された静置フローが２６０mm以上および該静置フローが２５０mmに到達する時間が３０〜６０秒の範囲になる高強度用セメントを用いて製造されたことを特徴とする高強度高流動コンクリートである。
【０００９】
＜流動性の予測＞
本発明において、高強度高流動コンクリートの流動性は、水セメント比(Ｗ/Ｃ)が同じ範囲のモルタルの流動性によって予測できることが見出された。本発明の高強度高流動コンクリートは、このモルタルの流動性の予測に基づいたものである。
【００１０】
具体的には、高強度用セメントにJIS R 5201に規定された標準砂を配合したモルタルについて、砂セメント比(Ｓ/Ｃ) ５０〜７０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、および高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％の配合比で調製し、JIS R 5201に規定された静置フローを測定し、また、上記モルタルと同じセメントを用い、上記モルタルと同じ水セメント比(Ｗ/Ｃ)にし、その他の配合条件を調整したコンクリートを製造して、そのスランプフローを測定すると、図１に示す結果が得られる。
【００１１】
図１に示すように、モルタルの静置フロー２５０mm〜２９０mmの範囲において、コンクリートのスランプフローとモルタルの静置フローは直線状に良く対応した関係を有しており、モルタルの静置フローによって、コンクリートの流動性が予測できることが分かる。
【００１２】
上記モルタルの砂セメント比(Ｓ/Ｃ)は５０〜７０質量％に調整される。Ｓ／Ｃが７０質量％を超えると、練り混ぜ量が多くなるので、モルタルミキサでの練混ぜが困難になる。一方、Ｓ／Ｃが５０質量％を下回ると、結合材が多くなるため混和剤の添加率が高くなり適切な評価ができない。
【００１３】
上記モルタルないしコンクリートの水セメント比(Ｗ/Ｃ)は１２〜１５質量％である。水セメント比(Ｗ/Ｃ)が１２質量％より小さいとモルタルおよびコンクリートの練り混ぜが困難になる。また、この水セメント比(Ｗ/Ｃ)が１５質量％より高いと超低水セメント比とは云えなくなる。
【００１４】
また、一般にJIS R 5201に規定された静置フローが２５０mmに到達する時間が６０秒を超えるものは流動性が高いとは云えず、一方、上記静置フローが２５０mmに到達する時間が３０秒より短いと、過剰な流動性のために材料分離が生じる虞があるので好ましくない。従って、静置フローが２５０mmに到達する時間が３０〜６０秒の範囲になるセメントが用いられる。
【００１５】
＜高強度高流動コンクリート＞
本発明の高強度高流動コンクリートは、上記セメント、およびJIS R 5201に規定された標準砂を用い、コンクリートの水セメント比(Ｗ/Ｃ)は流動性の予測に用いたモルタルと同じ範囲の水セメント比(Ｗ/Ｃ)であって、その他の配合条件は、例えば、単位水量１５０〜１７０kg/m３、単位セメント量１０００〜１４００kg/m３、および単位粗骨材かさ容積０.５０〜０.６０ｍ３/ｍ３のコンクリートである。
【００１６】
単位水量１５０〜１７０kg/m３、および単位セメント量１０００〜１４００kg/m３の範囲を外れると、水セメント比(Ｗ/Ｃ)を１２〜１５質量％の範囲に保つのが難しくなる。また、単位粗骨材かさ容積が０.５０ｍ３/ｍ３より小さいと、コンクリート中のモルタル分が過剰に多くなり、コンクリートの収縮（乾燥収縮、自己収縮）によるひび割れが発生しやすくなる。一方、単位粗骨材嵩容積が０.６０ｍ３/ｍ３を上回ると、コンクリートの粘性が過剰に高くなり、施工性が低下する。
【００１７】
本発明のコンクリートは、好ましくは、スランプフローが５５〜７０cm、および標準養生での材齢９１日の圧縮強度が１３０N/mm２以上の高流動性コンクリートである。
【００１８】
本発明のコンクリートに用いる高強度用セメントは、好ましくは、ポルトランドセメント１００質量部に対して、シリカフュームを５〜２０質量部含むセメントである。セメント中のシリカフューム量が５質量部未満であり、または２０質量部を超えると目的の高強度を発現するのは難しい。
【００１９】
上記高強度用セメントは、好ましくは、上記ポルトランドセメントが低熱ポルトランドセメントであり、そのクリンカー中のＣ３Ａ量が３.９質量％以下であって、かつ全アルカリ量（Ｎａ２Ｏ＋０.６５６Ｋ２Ｏ）が０.４％質量以下のセメントである。
【００２０】
低熱ポルトランドセメント以外のセメントは、流動性を阻害するＣ３Ａ（アルミン酸三カルシウム、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）を多く含み、流動性が低下するので好ましくない。例えば、普通ポルトランドセメントおよび早強ポルトランドセメントのＣ３Ａは８〜１２％、中庸熱ポルトランドセメントのＣ３Ａは６〜８％であり、何れも低熱ポルトランドセメントよりも多い。
【００２１】
上記低熱ポルトランドセメントは、そのクリンカー中のＣ３Ａ量が３.９質量％以下であって、かつ全アルカリ量（Ｎａ２Ｏ＋０.６５６Ｋ２Ｏ）が０.４質量％以下であるものが好ましい。クリンカー中のＣ３Ａ量が３.９質量％を超える場合、または全アルカリ量（Ｎａ２Ｏ＋０.６５６Ｋ２Ｏ）が０.４質量％を超える場合の何れにおいても、所要の流動性を得るための高性能減水剤量が多量に必要となり、しかも高性能減水剤量を標準添加量の上限まで増加させても所要の流動性が得られないことがある。
【００２２】
＜製造方法＞
本発明の高強度高流動コンクリートは、以下のようにして製造することができる。
まず、JIS R 5201に規定された標準砂とセメントの砂セメント比(Ｓ/Ｃ)が５０〜７０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)が１２〜１５質量％、および高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％であるモルタルを調製し、このモルタルについて、JIS R 5201に規定された静置フローを測定し、該静置フローが２６０mm以上および該静置フローが２５０mmに到達する時間が３０〜６０秒の範囲になる高強度用セメントを用いる。
【００２３】
上記セメントを用い、コンクリートの配合比が、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１２〜１５質量％、単位水量１５０〜１７０kg/m３、単位セメント量１０００〜１４００kg/m３、および単位粗骨材かさ容積０．５０〜０.６０ｍ３/ｍ３になるように上記高強度用セメント、細骨材、粗骨材、および高性能減水剤を配合する。なお、水セメント比(Ｗ/Ｃ)は１２〜１５質量％の範囲で先に静置フローを測定したモルタルと同一の水セメント比(Ｗ/Ｃ)になるように配合される。
【００２４】
上記配合後、通常のコンクリート製造に従って混錬、養生を経て本発明の高強度高流動コンクリートが得られる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の高強度高流動コンクリートは、コンクリートの試験練りをすることなく、コンクリートの流動性（スランプフロー）を予測することができる。従って、簡便および迅速にコンクリートの流動性を把握することができるので、コンクリート調製の作業労力を各段に削減することができる。
また、本発明の製造方法によれば、流動性（スランプフロー）を予測することができる高強度高流動性のコンクリートを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】モルタルの静置フローとコンクリートのスランプフローの関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例を示す。
〔実施例１〕
表１に示すセメント（Ａ〜Ｇ）および、表２に示す標準砂と混和剤（高性能減水剤）を用い、砂セメント比(Ｓ/Ｃ)６０質量％、水セメント比(Ｗ/Ｃ)１３質量％、高性能減水剤の添加量が上記セメントの１〜５質量％のモルタルを調製し、JIS R 5201に規定された静置フローと、静置フローが２５０mmに到達する時間を測定した。また、表１に示すセメント（Ａ〜Ｇ）について、表２の材料を用い、表３の配合比〔水セメント比(Ｗ/Ｃ)１３質量％〕に従ってコンクリートを調製し、そのスランプフローおよび圧縮強度を測定した。この結果を表４および図１に示す。
【００２８】
図１のグラフに示すように、モルタルの静置フローとコンクリートのスランプフローは直線状の対応関係を有しており、モルタルの静置フローによってコンクリートの流動性（スランプフロー）を予測できることが分かる。具体的には、例えば、モルタルの静置フローが約２７０mmであるときには、モルタルと同一の水セメント比のコンクリートのスランプフローは約６０cmになることが分かる。
【００２９】
表４に示すように、セメントＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用いた本発明の試料は、何れも、モルタルの静置フローは２６０mm以上であって、該静置フローが２５０mmに到達する時間は３５〜５２秒であり、コンクリートのスランプフローは５８.８〜６５.５cm、材齢９１日圧縮強度は１７１N/mm２以上である。一方、Ｃ３Ａ量が４.０質量％のセメントＣと全アルカリ量が０.４４質量％のセメントＧは何れもモルタルの静置フローが２６０mmに達せず、またコンクリートのスランプフローも５５cmに達しない。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
【表２】
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【００３２】
【表３】
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【００３３】
【表４】
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【００３４】
〔実施例２〕
表１に示すセメント（Ａ〜Ｇ）を用い、表２に示す材料を用い、表５に示す配合比（水セメント比１５質量％）に従って、モルタルとコンクリートを調製し、モルタルの静置フローおよび静置フローが２５０mmに達する時間、コンクリートのスランプフロー、圧縮強度を測定した。この結果を表６に示した。
セメントＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用いた本発明の試料は、何れも、モルタルの静置フローは２６０mm以上であって、該静置フローが２５０mmに到達する時間は３５〜５２秒であり、コンクリートのスランプフローは５９.６〜６５.０cm、材齢９１日圧縮強度は１３６.５N/mm２以上である。
一方、Ｃ３Ａ量が４.０質量％のセメントＣと全アルカリ量が０.４４質量％のセメントＧは何れもモルタルの静置フローが２６０mmに達せず、またセメントＧのコンクリートのスランプフローは５５cmに達せず、材齢９１日の圧縮強度は１３０N/mm２に達しない。
【００３５】
【表５】
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【００３６】
【表６】
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【図１】
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