(57)【要約】【課題】シリカフューム混合セメントと、シリカフューム混和材とを混合してコンクリート組成物を製造する際に、コンクリート組成物の流動性および施工性を推定する。【解決手段】シリカフューム混合セメントとシリカフューム混和材の複数の組み合わせの各々に関し、セメントと混和材の各々のＢＥＴ比表面積を測定し、セメントと混和材とを所定比率で含むコンクリート組成物を製造し、コンクリート組成物のスランプフロー値を測定する。そして、複数の組み合わせの各々に関し測定された、セメントのＢＥＴ比表面積と、混和材のＢＥＴ比表面積と、コンクリート組成物のスランプフロー値と、に基づいて、例えばそれぞれのＢＥＴ比表面積を縦軸と横軸とに示した平面上にスランプフロー値の等値線を作成することにより、セメントのＢＥＴ比表面積と混和材のＢＥＴ比表面積とコンクリート組成物のスランプフロー値との関係を特定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカフューム混合セメントとシリカフューム混和材の複数の組み合わせの各々に関し、
前記シリカフューム混合セメントと前記シリカフューム混和材の各々のＢＥＴ比表面積を測定するステップと、
前記シリカフューム混合セメントと前記シリカフューム混和材とを所定比率で含むコンクリート組成物を製造するステップと、
前記コンクリート組成物のスランプフロー値を測定するステップと、
を備え、
前記複数の組み合わせの各々に関し測定された、前記シリカフューム混合セメントのＢＥＴ比表面積と、前記シリカフューム混和材のＢＥＴ比表面積と、前記コンクリート組成物のスランプフロー値と、に基づいて、前記シリカフューム混合セメントのＢＥＴ比表面積と前記シリカフューム混和材のＢＥＴ比表面積と前記コンクリート組成物のスランプフロー値との関係を特定するステップと、
を備える関係特定方法。
【請求項２】
シリカフューム混合セメントと、シリカフューム混和材の各々のＢＥＴ比表面積を測定するステップと、
測定された該シリカフューム混合セメント及び該シリカフューム混和材の各々のＢＥＴ比表面積と、請求項１に記載の関係特定方法により特定された前記関係と、に基づいて、該シリカフューム混合セメント及び該シリカフューム混和材を所定比率で含むコンクリート組成物のスランプフロー値を推定するステップと、
を備える推定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の推定方法により推定されたスランプフロー値に応じて、該推定方法においてＢＥＴ比表面積の測定されたセメントと混和材とを採用するか否かを決定するステップと、
採用すると決定された場合に、前記シリカフューム混合セメントと前記シリカフューム混和材とを所定比率で混合したコンクリート組成物を製造するステップと、
を備える前記コンクリート組成物の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の製造方法により製造されたコンクリート組成物を用いて構造物を構築する前記構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート組成物の流動性および施工性を評価する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レディーミクストコンクリート工場、又はプレキャストコンクリート工場において製造されるコンクリート組成物であって、設計基準強度が１００ニュートン毎平方ミリメートル（以下［Ｎ／ｍｍ2］ともいう）を超えるコンクリート組成物を「超高強度コンクリート」という。
【０００３】
非特許文献１は、超高強度コンクリートを製造する一般的な方法として、低熱ポルトランドセメントと、ＢＥＴ比表面積が２０平方メートル程度のシリカフュームとを、概ね９：１の割合で予め混合（プレミックス）したセメントを用いる方法が記載されている。
【０００４】
非特許文献１では、上述したセメントの他に、このセメントに使用されるシリカフュームよりもＢＥＴ比表面積が小さい（例えば１５平方メートル以下）シリカフュームを、混和材として使用している。
【０００５】
以下、区別をする必要がある場合には、セメントにプレミックスされるシリカフュームを「セメント混合用シリカフューム」と呼び、混和材に含まれるシリカフュームを「混和材用シリカフューム」と呼ぶ。
【０００６】
また、セメント混合用シリカフュームが混合されたセメントを「シリカフューム混合セメント」と呼び、混和材用シリカフュームを含む混和材を「シリカフューム混和材」と呼ぶ。
【０００７】
シリカフュームをプレミックス又は混和材として使用する目的は、マイクロフィラー効果や最密充填効果により、コンクリート組成物の高強度化を図るとともに流動性を改善することにある。しかし、同一銘柄のシリカフュームであっても品質が異なることが多く、使用するシリカフュームの品質によっては、化学混和剤の添加量を増やしても目的とする流動性および施工性が確保できないことがあった。
【０００８】
特許文献１には、シリカフュームをスラリー状にして、その粘度を測定することで品質を評価する方法が記載されている。また、特許文献２には、ポルトランドセメントと、結合材としてのシリカフュームとを用いたコンクリート組成物の流動性を改善する方法として、先行してモルタルを混練した後、粗骨材を投入してさらに混練する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許５２４６５６２号
【特許文献２】特開２０１５−１２４１００号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】井戸康浩他：Fc200N/mm2超高強度コンクリートの製造品質に関する研究、コンクリート工学年次論文集、vol.36、No.1、pp.1456-1461、2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載された方法は、シリカフューム単体を評価する方法であり、また、特許文献２に記載された方法は、ポルトランドセメントを製造する方法である。すなわち、特許文献１、２に記載された方法は、シリカフューム混合セメントと、シリカフューム混和材とを混合して製造するコンクリート組成物の流動性および施工性の推定に関するものではない。
【００１２】
本発明の目的の１つは、シリカフューム混合セメントと、シリカフューム混和材とを混合してコンクリート組成物を製造する際に、コンクリート組成物の流動性および施工性を推定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る関係特定方法は、シリカフューム混合セメントとシリカフューム混和材の複数の組み合わせの各々に関し、前記シリカフューム混合セメントと前記シリカフューム混和材の各々のＢＥＴ比表面積を測定するステップと、前記シリカフューム混合セメントと前記シリカフューム混和材とを所定比率で含むコンクリート組成物を製造するステップと、前記コンクリート組成物のスランプフロー値を測定するステップと、を備え、前記複数の組み合わせの各々に関し測定された、前記シリカフューム混合セメントのＢＥＴ比表面積と、前記シリカフューム混和材のＢＥＴ比表面積と、前記コンクリート組成物のスランプフロー値と、に基づいて、前記シリカフューム混合セメントのＢＥＴ比表面積と前記シリカフューム混和材のＢＥＴ比表面積と前記コンクリート組成物のスランプフロー値との関係を特定するステップと、を備える関係特定方法である。
【００１４】
本発明に係る推定方法は、シリカフューム混合セメントと、シリカフューム混和材の各々のＢＥＴ比表面積を測定するステップと、測定された該シリカフューム混合セメント及び該シリカフューム混和材の各々のＢＥＴ比表面積と、上述した関係特定方法により特定された前記関係と、に基づいて、該シリカフューム混合セメント及び該シリカフューム混和材を所定比率で含むコンクリート組成物のスランプフロー値を推定するステップと、を備える推定方法である。
【００１５】
本発明に係る製造方法は、上述した推定方法により推定されたスランプフロー値に応じて、該推定方法においてＢＥＴ比表面積の測定されたセメントと混和材とを採用するか否かを決定するステップと、採用すると決定された場合に、前記シリカフューム混合セメントと前記シリカフューム混和材とを所定比率で混合したコンクリート組成物を製造するステップと、を備える前記コンクリート組成物の製造方法である。
【００１６】
本発明に係る構築方法は、上述した製造方法により製造されたコンクリート組成物を用いて構造物を構築する前記構造物の構築方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シリカフューム混合セメントと、シリカフューム混和材とを混合してコンクリート組成物を製造する際に、コンクリート組成物の流動性および施工性を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】等値線の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．関係特定方法
シリカフューム混合セメント、シリカフューム混和材、及びこれらを混合して製造されるコンクリート組成物の流動性および施工性の関係を特定する方法（関係特定方法）は、例えば以下の（１）から（７）の工程（ステップ）を含む。
【００２０】
（１）シリカフューム混合セメントとシリカフューム混和材との複数の組み合わせを列挙したリストから、１つの組み合わせを選択する。
（２）（１）で選択された組み合わせのシリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材のそれぞれについて、ＢＥＴ比表面積を測定する。
（３）（１）で選択された組み合わせのシリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材を所定比率で含むコンクリート組成物を製造する。
（４）（３）で製造されたコンクリート組成物のスランプフロー値を測定する。
（５）（１）の組み合わせのうち、（２）から（４）までの測定が終了していないものがある場合には、次の組み合わせを選択する。
【００２１】
（６）（１）の組み合わせの全てについて（２）から（４）までの測定が終了した場合には、シリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材のそれぞれのＢＥＴ比表面積を縦軸と横軸とに示した平面上に、それぞれの組み合わせで製造されたコンクリート組成物を測定したスランプフロー値を配置する。
（７）（６）の平面上に配置されたスランプフロー値により、この平面におけるスランプフロー値の等値線を作成する。
【００２２】
以上の工程を経て作成された等値線により、シリカフューム混合セメントのＢＥＴ比表面積と、シリカフューム混和材のＢＥＴ比表面積と、コンクリート組成物のスランプフロー値との関係が特定される。
【００２３】
２．スランプフロー値の推定方法
上述した関係特定方法により作成された等値線を用いると、任意のシリカフューム混合セメントと、シリカフューム混和材との組み合わせに対して、そのそれぞれのＢＥＴ比表面積を測定することにより、その組み合わせを上述した所定比率で混合して製造されたコンクリート組成物のスランプフロー値を推定することができる。
【００２４】
つまり、シリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材の組み合わせが決まると、そのそれぞれのＢＥＴ比表面積を測定して平面上にプロットし、そのプロットが関係特定方法で作成された等値線で区分されるどの領域に含まれるかを調べることで、上述したスランプフロー値が推定される。
【００２５】
３．コンクリート組成物の製造方法
上述した通り、シリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材の或る組み合わせについて、その組み合わせを採用した場合のコンクリート組成物のスランプフロー値が推定される。そして、この推定されたスランプフロー値を、決められた基準値と比較することで、上述した組み合わせを採用して、所定の流動性および流動性を示すコンクリート組成物を製造することができるか否かが判断される。
【００２６】
つまり、スランプフロー値の推定方法を用いて、シリカフューム混合セメントとシリカフューム混和材との或る組み合わせを採用するか否かが決定される。これを複数の組み合わせについて繰り返すことにより、条件を満たす組み合わせを見つけることができれば、所定の流動性および施工性を示すコンクリート組成物が製造される。
【００２７】
なお、上述したコンクリート組成物を用いて、例えば、建築物や道路、橋梁等、様々な構造物を構築してもよい。つまり、本発明は構造物の構築方法として観念される。
【実施例】
【００２８】
以下に、関係特定方法の実施例を説明する。表１は、使用材料の名称、種類、生産者又は産地、及びこれを識別するための記号を示す表である。なお、この例では、シリカフューム混和材として、混和材用シリカフュームそのものを用いた。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表２は、表１に示す使用材料の配合を示す表である。表１に示すＷ／Ｂは水結合材比を質量百分率で表した数値である。また、ｓ／ａは、骨材中の細骨材が占める割合を体積百分率で表した数値である。単位量は、コンクリートを１立方メートル製造するときに使用される使用材料それぞれの質量である。ただしＳＰについては、全ての結合材に対する質量百分率で表した添加率を示した。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
表３は、シリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材を表２に示す配合で製造したコンクリート組成物のスランプフロー値等のフレッシュコンクリート試験結果を示す表である。使用したシリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材は、同一銘柄であっても特性が異なるため、それぞれについてＢＥＴ比表面積を測定した。測定の結果、シリカフューム混合セメント（記号：ＳＦＣ）は１２種類（ＢＥＴ比表面積：２．６４９６〜３．２４５９平方メートル毎グラム）、シリカフューム混和材（記号：ＡＮ）は１２種類（ＢＥＴ比表面積：６．１０３４〜１１．０８８４平方メートル毎グラム）に分類された。
【００３３】
表３に示す２８通りの組み合わせのそれぞれについてシリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材を強制二軸練りミキサ（容量６０Ｌ）にて混合して超高強度コンクリート（コンクリート組成物）を製造した。そして、製造した超高強度コンクリートについて、それぞれのスランプフロー値、空気量及びコンクリート温度を確認した。
【００３４】
シリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材のＢＥＴ比表面積と、コンクリート組成物のスランプフロー値の関係をみると、シリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材ともに、ＢＥＴ比表面積が大きくなるにつれて、スランプフロー値が低下しており、最大のスランプフロー値と最小のスランプフロー値の差は、３７．２ｃｍであった。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
本実験から得られたシリカフューム混合セメントとスランプフロー値の関係をシリカフューム混和材ごとに直線回帰し、不良率を５％と仮定した式を求めた。そして、５５センチメートルから８０センチメートルまでを５センチメートルごとに分割して設定されたスランプフロー値の目標値のそれぞれに対し、求めた式を用いて、シリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材のＢＥＴ比表面積を算出した。
【００３７】
算出したＢＥＴ比表面積のプロットをそれぞれ結んだ線をスランプフロー値の等値線とした。図１は、シリカフューム混合セメント、シリカフューム混和材、及びコンクリート組成物の関係を特定する等値線の例を示す図である。
【００３８】
図１において横軸はシリカフューム混合セメントのＢＥＴ比表面積が、縦軸はシリカフューム混和材のＢＥＴ比表面積が、それぞれ表されている。図１に示されるプロットは、表３に示した２８通りの組み合わせに対応する点である。それぞれの点はその組み合わせで製造されたコンクリート組成物のスランプフロー値が属する区画ごとに分類されている。
【００３９】
また、図１に示す線は、スランプフロー値の５５センチメートルから８０センチメートルまでを５センチメートルごとに分割したそれぞれの等値線である。
【００４０】
以上、説明した通り、シリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材の複数の組み合わせを、そのそれぞれについてＢＥＴ比表面積を測定し、そのそれぞれについてコンクリート組成物を製造してスランプフロー値を測定して、上述した等値線を作成することができる。そして、作成した等値線を用いることにより、任意のシリカフューム混合セメント及びシリカフューム混和材の組み合わせを所定比率で混合して、コンクリート組成物を製造した場合に、そのコンクリート組成物のスランプフロー値を推定できることがわかった。
【図１】
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