(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗骨材、細骨材、高強度化用微粒状混和材、減水剤及びセメントに水を加えて混練し、
遠心成形することによりコンクリート管を成形する高強度遠心成形コンクリート管の製造
方法であって、
前記微粒状混和材にシリカフュームを５０ｋｇ／ｍ３以上を含み、且つ前記セメント又は、セメントと微粒状混和材からなる総粉体重量が６５０ｋｇ／ｍ３以上であり、該総粉体重量に対する水の比率(水粉体比)が２１％(重量％、以下同じ)以下、総骨材容積に対する細骨材容積の比率(細骨材率ｓ／ａ)が４５％以下、セメントペーストの細骨材空隙に対する充填率を示すペースト細骨材比αが２．０＜α＜３．０、モルタルの粗骨材空隙に対する充填率を示すモルタル粗骨材比βが２．５＜β＜３．６であり、前記減水剤の添加量を調整することによりスランプフロー値を４００ｍｍ〜８００ｍｍ、５０ｃｍスランプフロー時間を１５秒以上、とすることを特徴としてなる高強度遠心成形コンクリート管の製造方法。
【請求項２】
前記水粉体比が１６％〜２１％である請求項１に記載の発明の高強度遠心成形コンクリート管の製造方法。
【請求項３】
前記細骨材率が３５％〜４５％である請求項１又は２に記載の高強度遠心成形コンクリート管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮強度を１００Ｎ／ｍｍ２以上を目標とした高強度遠心成形コンクリート管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリート製品が多く製造されており、多くの場合、単位粉体重量が６５０ｋｇ／ｍ３以上となるように、酸化ケイ素・酸化アルミニウム・酸化カルシウムなどを含み、セメントのアルカリ性下で水和反応をする粉末として、主にシリカの粉末や高炉スラグ、フライアッシュ（石炭灰）、石灰石、籾殻灰などの高強度コンクリート用混和材が添加され、かつ水粉体比が２１％以下となるように配合したコンクリートが使用されている。
【０００３】
しかし、単位粉体量が６５０ｋｇ／ｍ３以上、水粉体比が２１％以下になるような配合のコンクリートを使用して遠心成形コンクリート管(以下、ヒューム管と記す)を製造しようとする場合には著しく遠心成形性が悪くなる。特に遠心力成形コンクリートを高強度化させるためにシリカフュームなどの微粒子が多用されているような場合にはそれが顕著となる（例えば特許文献１）。
【０００４】
これは、微粒子はコンクリートを高強度化させる反面、遠心成形時に円筒内面に集積し易く、これが遠心力によっても締め固まらずに脆弱層として残り、ブラシやヘラなどの内面仕上げ器具を使用しても内面が仕上がらず、遠心成形性を著しく悪化させることに起因する。
【０００５】
この問題を解決するために、コンクリートにスラッジ低減剤を加える方法が提案されている（例えば特許文献２，３）。
【０００６】
また、スラッジ低減剤を用いずに、遠心成形方法を加減して高速遠心Ｇを低下させてスラッジを発生させない方法も提案されている(例えば特許文献４)。
【０００７】
更に一般的に、遠心成形コンクリート管（以下ヒューム管）において内面の仕上げを良好とするためには、硬練りのコンクリートを用いて強い振動をかける方法も提案されている（例えば特許文献５）。
【０００８】
この他非特許文献１〜４に、高強度コンクリート杭、現場打ち高強度コンクリートに関する論文がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１００５０５号公報
【特許文献２】特開２００２−６０２５８号公報
【特許文献３】特開平１０−２１７２２８号公報
【特許文献４】特開２００５−１６９８１４号公報
【特許文献５】特開平０６−２５４８３１号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】コンクリート工学年次論文集  Ｖｏｌ．２８  Ｎｏ．１，２００６      「論文  遠心成形高強度コンクリートの長期物性に及ぼす養生方法の影響」
【非特許文献２】コンクリート工学年次論文集  Ｖｏｌ．３１  Ｎｏ．２，２００９      「論文  超高強度コンクリートを用いたＲＣ柱の繰り返し圧縮性状」
【非特許文献３】コンクリート工学年次論文集  Ｖｏｌ．３２  Ｎｏ．１，２０１０      「論文  超高強度コンクリートの基礎的性状」
【非特許文献４】コンクリート工学年次論文集  Ｖｏｌ．３１  Ｎｏ．１，２００９      「論文  シリカフューム置換率を変えた超高強度コンクリートの強度発現」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のスラッジ低減剤や高速遠心Ｇを低下させる従来の遠心成形による高強度コンクリート製品の製造は、主に内面の仕上げを行わない杭にしか用いられず、内面仕上げが必要なヒューム管には使用されていない。
【００１２】
その理由は、上記方法による場合は、遠心成形後に、管内面に指を差し込むことができるような締固められていない軟弱層が形成されるため、内面仕上げとして刷毛やヘラ等の仕上げが必要となるヒューム管では、内面仕上げができず、平滑面形成が極めて悪い状態となる為であった。
【００１３】
このため、内面仕上げの必要の無いコンクリート杭のみにしか用いられず、圧縮強度１３０Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリート杭が実現化出来ても、ヒューム管では圧縮強度９０Ｎ／ｍｍ２程度の製品しか製造できないという問題があった。
【００１４】
また、ヒューム管において内面の仕上げを良好とするための硬練りのコンクリートを用いて強い振動をかける方法は、水粉体比が３０％以上あるような通常のヒューム管に有効な方法であって、水粉体比が小さくて総粉体量が多い場合には，まず均質なコンクリートとして練り混ぜることが困難であり，練り混ぜに長時間を要することのほか，前述のように仕上げ直後に内面に脆弱層が残ること、強い振動は騒音の問題があるばかりでなく遠心成形設備が痛みやすいこと、硬練りのコンクリートのコントロールが難しいことなどの問題点がある。
【００１５】
本発明は、上述の如き従来の問題に鑑み、スラッジ低減剤の使用や高速遠心Ｇを下げることなしに、圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ２以上の高強度ヒューム管の製造を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の如き従来の問題を解決するための請求項１に記載の発明の特徴は、粗骨材、細骨材、高強度化用微粒状混和材、減水剤及びセメントに水を加えて混練し、遠心成形することによりコンクリート管を成形する高強度遠心成形コンクリート管の製造方法であって、前記微粒状混和材にシリカフュームを５０ｋｇ／ｍ３以上を含み、且つ前記セメント又は、セメントと微粒状混和材からなる総粉体重量が６５０ｋｇ／ｍ３以上であり、該総粉体重量に対する水の比率(水粉体比)が２１％(重量％、以下同じ)以下、総骨材容積に対する細骨材容積の比率(細骨材率ｓ／ａ)が４５％以下、セメントペーストの細骨材空隙に対する充填率を示すペースト細骨材比αが２．０＜α＜３．０、モルタルの粗骨材空隙に対する充填率を示すモルタル粗骨材比βが２．５＜β＜３．６であり、前記減水剤の添加量を調整することによりスランプフロー値を４００ｍｍ〜８００ｍｍ、５０ｃｍスランプフロー時間を１５秒以上、とすることにある。
【００１７】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記水粉体比が１６％〜２１％であることにある。
【００１８】
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記細骨材率が３５％〜４５％であることにある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、微粒状混和材にシリカフュームを５０ｋｇ／ｍ３以上を含み、セメント又は、セメントと微粒状混和材からなる総粉体重量が６５０ｋｇ／ｍ３以上であり、該総粉体重量に対する水の比率(水粉体比)が２１％(重量％、以下同じ)以下、総骨材容積に対する細骨材容積の比率(細骨材率ｓ／ａ)が４５％以下、セメントペーストの細骨材空隙に対する充填率を示すペースト細骨材比αが２．０＜α＜３．０、モルタルの粗骨材空隙に対する充填率を示すモルタル粗骨材比βが２．５＜β＜３．６であり、前記減水剤の添加量を調整することによりスランプフロー値を４００ｍｍ〜８００ｍｍ、５０ｃｍスランプフロー時間を１５秒以上、とすることにより、スラッジ低減剤の使用や高速遠心Ｇを下げることなしに、圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ２以上で、内面に脆弱層が残らずに平滑に仕上げることができる成形性が良好な高強度ヒューム管が製造できた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第２表の配合例について、ペースト細骨材比（α）及びモルタル粗骨材比（β）と成形性の良否の関係のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に本発明の実施の態様について説明する。
実施例
使用材料
セメント(Ｃ): 普通ポルトランドセメント
粗骨材(ａ):砕石２００５
細骨材(S):砕砂
混和材(Ａｄｄ)：高強度化用微粒状混和材（製品名：セラパワーＣＰＳ  株式会社デイ・シイ製）
減水剤(ＰＸ)：高性能ＡＥ減水剤（製品名：レオビルド8000Ｓ  ＢＡＳＦポゾリス株式
会社製）
【００２２】
配合例を、第1表に示す。
【００２３】
第1表
0005807824.tif 000002
【００２４】
混練条件：空練り（粗骨材+細骨材＋セメント+混和材）３０秒の後注水（水+減水剤）３６０秒混練
遠心力（Ｇ）：低速（５Ｇ）１分、中速（１５Ｇ）１分、高速（３５Ｇ）７分
養生条件：蒸気養生、前置き４時間−昇温（２０℃/時間）−最高温度７０℃−６時間保持−自然冷却、脱型後  気中養生
【００２５】
上記条件に従ってヒューム管を製造した結果、内面ブラシ仕上げが良好な成形ができ、圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ２以上の高強度ヒューム管が製造できた。
【００２６】
尚、上記実施例において、フロー値とはJIS A 1150「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準拠したものである。
比較試験例
【００２７】
第２表に示すように、水粉体比、細骨材率、混和材添加量、及びフロー値を違えた配合Ｎｏ．１〜３０について成形性と圧縮強度の試験を比較するとともに、参考例として前記非特許文献１〜４の論文に示された遠心成形高強度コンクリート杭及現場打ちコンクリートの配合例について試験した。尚、第１表の実施例の配合は、第２表中の試験例Ｎｏ．１３を示している。２表中に示す成形性とは内面に脆弱層が残らずに平滑に仕上げることができることをいい、○は良好、△はやや不良、×は不良を表している。
【００２８】
参考例１は、非特許文献１に示されている遠心高強度コンクリート杭の配合であり、参考例２は、非特許文献２に示されている超高強度コンクリートＲＣ柱の配合、参考例３は、非特許文献３に示されている超高強度コンクリートの配合、参考例４〜６は、非特許文献４に示されたシリカフューム使用の超高強度コンクリートの配合である。
【００２９】
第２表
0005807824.tif 000003
【００３０】
第２表中のペースト細骨材比（α）及びモルタル粗骨材比（β）の算出は次式による。
0005807824.tif 000004
ここに，
α：ペースト細骨材比
β：モルタル粗骨材比
Ｗ：単位水量  ｋｇ／ｍ3
Ｃ：単位セメント（粉体）量  ｋｇ／ｍ3
Ｓ：単位細骨材量  ｋｇ／ｍ3
Ｇ：単位粗骨材量  ｋｇ／ｍ3
WS,WG：表乾状態の細骨材，粗骨材の単位容積質量
VS，VG：表乾状態の細骨材，粗骨材の空隙率
ρc，ρs：セメント，細骨材の密度
【００３１】
この第２表の配合例及び参考例について、ペースト細骨材比（α）及びモルタル粗骨材比（β）と成形性の良否の関係をグラフに示すと図１に示す如くである。
【００３２】
この結果から、ペースト細骨材比αが２．０＜α＜３．０、モルタル粗骨材比βが２．５＜β＜３．６の範囲である場合に、成形性が良好であることが判明した。
【００３３】
尚、図１では、ペースト細骨材比α及びモルタル粗骨材比βと成形性の良否の関係を示しており、水粉体比２２％以上のものを白抜き丸で示した、また、水粉体比２１％以下の実施例について、成形性が良いものを黒塗り丸、悪いものを黒塗り三角で示した。参考例である高強度コンクリートの現場打ちの事例と高強度杭の配合を黒塗り菱形で示した。
【００３４】
これを見ると、成形性が良好なものはペースト細骨材比αが２．０＜α＜３．０、モルタル粗骨材比βが２．５＜β＜３．６の範囲にあることが分かる。範囲内にあるが成形性の悪いものはスランプフロー値が４００未満のものである。参考例は、いずれも遠心性形性は悪く、上記のα及びβの範囲外であった。
【００３５】
水粉体比が２１％以下の場合で、細骨材率が３５〜４５％の範囲でフロー値が４００以上あった場合には成形性が良好であったが、細骨材率が５０％以上の場合（配合Ｎｏ．１８）には成形性が好ましくなかった。
【００３６】
一方、水粉体比が３０％以上有るような場合では、骨材を十分に覆うだけのセメントペースト量が無いため、フロー値が大きくなると骨材とセメントペーストが分離し、遠心成形した場合に内面に骨材が露出してしまい、成形性が悪くなる。（配合Ｎｏ．３及び６）この場合、５０ｃｍスランプフロー時間は１５秒以下であった。５０ｃｍスランプフロー時間とはスランプフローが５０ｃｍに到達するまでの時間であり、この時間が短いほど、骨材とセメントペーストの分離が著しい。
【００３７】
圧縮強度１００Ｎ／ｍｍ２以上を目標強度とする水粉体比が２１％以下で、総粉体量が６５０ｋｇ／ｍ３以上有るような場合では、実施例配合Ｎｏ．１３、１５〜１７、１９〜２３、２６〜３０に示すように、フロー値を大きくすることによって遠心成形性は良くなる。
【００３８】
即ち、このフロー値が実現可能なコンクリートには、高強度化させるためのシリカフュームが５０ｋｇ／ｍ３以上添加されていて、分離抵抗性の大きなもの、例えば太平洋セメント株式会社製のシリカフュームプレミックスセメント（商品名：ＳＦＰＣ）や、混和材として高強度混和材（商品名：セラパワーＣＰＳ、株式会社デイ・シイ製）を混和とすることが好ましい。
【００３９】
また、減水剤には少量で分散効果が高く，長期間の分散安定性に優れるポリカルボン酸系の分散剤を用い、好ましくはＢＡＳＦポゾリス株式会社製のレオビルド８０００Ｓを使用することが好ましい。
【００４０】
第２表に示すペースト細骨材比αおよびモルタル粗骨材比βと遠心成形性の関係では、水粉体比が２１％以下の範囲において、配合Ｎｏ．１７ではペースト細骨材比αが２．０６でモルタル粗骨材比βが３．１６であって遠心成形性が良く、配合Ｎｏ．１８はペースト細骨材比αが２．２３、モルタル粗骨材比βが４．０３であって遠心成形性が良くなかった。
【００４１】
また、配合Ｎｏ．２３ではペースト細骨材比αが２．８７、モルタル粗骨材比βが３．１３であって遠心成形性が良く、配合Ｎｏ．２４はペースト細骨材比αが３．４３、モルタル粗骨材比βが２．８４で遠心成形性が良くなかった。
【００４２】
この理由としては、遠心成形によって粗骨材の空隙中にモルタルが入り込み、モルタル中にはセメントペーストが入り込むのであるが、配合Ｎｏ．１８では細骨材率が大きくなりすぎてモルタル粗骨材比βが４．０３と粗骨材の空隙に対して余剰のモルタルが大きくなりすぎ、また、配合Ｎｏ．２４はペースト細骨材比αが３．４３と細骨材の空隙に対して余剰のペーストが大きくなりすぎるため成形できなくなったと考えられる。
【００４３】
これらの結果から、ペースト細骨材比αが２．０＜α＜３．０、モルタル粗骨材比βが２．５＜β＜３．６の範囲が適切であることが判明した。
【図１】
0005807824.tif 000005