(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水セメント比が２０〜３３％であり、繊維長が異なる合成繊維を含んだレディーミクストコンクリートで、前記レディーミクストコンクリートが硬化したものであって、下記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たすことを特徴とする、耐爆裂性を有するコンクリート。
（ａ）前記合成繊維が、繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維を含む。
（ｂ）前記合成繊維の総含有量が、０．０５〜０．１５ｖｏｌ％である。
【請求項２】
前記繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維の含有量が、０．０１〜０．０４ｖｏｌ％であり、前記繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維の含有量が０．０１〜０．１４ｖｏｌ％である、請求項１に記載の耐爆裂性を有するコンクリート。
【請求項３】
前記繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び前記繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維の繊維径が、１０〜６０μｍである、請求項１又は２に記載の耐爆裂性を有するコンクリート。
【請求項４】
前記繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び前記繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維が、ポリプロピレンからなる、請求項１〜３の何れか１項に記載の耐爆裂性を有するコンクリート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度コンクリートに関し、より詳しくは、火災時等に発生する爆裂現象を抑制することができる高強度コンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、設計基準強度が６０〜１００Ｎ／ｍｍ２の高強度コンクリート利用が進んでおり、設計基準強度が１００Ｎ／ｍｍ２を優に超える超高強度コンクリートも開発され、高層建築等への利用が検討されている。一方で密度の高い高強度コンクリートは、「爆裂」という現象が生じ易いことも指摘されている。即ち、火災時等の高温環境下において、コンクリート内部に含まれる水分の圧力や熱応力によって、表面のコンクリートが周囲に激しく飛び散ってしまう現象が生じるのである。
この爆裂現象を抑制する方法としては、５００℃に加熱した時の重量残存率が３０％以下である有機材料からなる繊維を混入する方法（特許文献１参照）、低融点の有機物を粉末状に加工した有機粉末を混入する方法（特許文献２参照）、有機短繊維と石灰石を混入する方法等が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４３３２２号公報
【特許文献２】特開２００４−０２６６３１号公報
【特許文献３】特開２０１２−００１３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンクリートに配合する繊維の量を増やしたり、また繊維長の長い繊維を使用することにより、高強度コンクリートの爆裂現象をより効果的に抑制することができるが、繊維の配合量、特に繊維長の長い繊維の量が増加すると、繊維を含むフレッシュコンクリートのフレッシュ性状（スランプフローの値等）が著しく低下してしまうこととなる。
本発明は、繊維を含むフレッシュコンクリートのフレッシュ性状を良好に維持しつつ、爆裂現象を効果的に抑制することができる硬化コンクリートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、繊維長が異なる合成繊維を組み合わせて、特定量含んだフレッシュコンクリートのフレッシュ性状を良好に維持しつつ、前記レディーミクストコンクリートが硬化したコンクリートの爆裂現象を効果的に抑制することができることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は以下の通りである。
【０００６】
＜１＞ 水セメント比が２０〜３３％であり、繊維長が異なる合成繊維を含んだレディー
ミクストコンクリートで、前記レディーミクストコンクリートが硬化したものであって、下記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たすことを特徴とする、耐爆裂性を有するコンクリート。
（ａ）前記合成繊維が、繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維を含む。
（ｂ）前記合成繊維の総含有量が、０．０５〜０．１５ｖｏｌ％である。
＜２＞ 前記繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維の含有量が、０．０１〜０．０４ｖ
ｏｌ％であり、前記繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維の含有量が０．０１〜０．１４ｖｏｌ％である、＜１＞に記載の耐爆裂性を有するコンクリート。
＜３＞ 前記繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び前記繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ
以下の合成繊維の繊維径が、１０〜６０μｍである、＜１＞又は＜２＞に記載の耐爆裂性を有するコンクリート。
＜４＞ 前記繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び前記繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ
以下の合成繊維が、ポリプロピレンからなる、＜１＞〜＜３＞の何れかに記載の耐爆裂性を有するコンクリート。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、繊維長が異なる２種類の合成繊維を含んだフレッシュコンクリートのフレッシュ性状を良好に維持しつつ、爆裂現象を効果的に抑制することができる硬化コンクリートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例の加熱試験（爆裂試験）の炉内温度とＩＳＯ８３４の標準加熱温度曲線を対比したグラフである。
【図２】ポリプロピレン繊維を含んだフレッシュコンクリートのスランプフローと合成繊維の総含有量の関係を表したグラフである。
【図３】加熱試験（爆裂試験）後の実施例１〜３の供試体の写真である（図面代用写真）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の詳細を説明するに当たり、具体例を挙げて説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り以下の内容に限定されるものではなく、適宜変更して実施することができる。
【００１０】
＜コンクリート＞
本発明の一態様であるコンクリートは、水セメント比が２０〜３３％であり、繊維長が異なる２種類以上の合成繊維を含んだレディーミクストコンクリートが硬化した状態の耐爆裂性を有するコンクリート（以下、「コンクリート」と略す場合がある。）であって、下記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たすことを特徴とする。
（ａ）前記合成繊維が、繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維を含む。
（ｂ）前記合成繊維の総含有量が、０．０５〜０．１５ｖｏｌ％である。
本発明者らは、コンクリートについて鋭意検討を重ねた結果、繊維長が異なる２種類の合成繊維を組み合わせて、特定量含有していることにより、フレッシュコンクリートに対しては良好なフレッシュ性状を維持しつつ、硬化コンクリートに対しては爆裂現象を効果的に抑制することができることを見出したのである。
以下、「コンクリート」について詳細に説明する。
【００１１】
（コンクリート）
コンクリートは、水セメント比が２０〜３３％であり、繊維長が異なる２種類以上の合成繊維を含んだものであるが、水セメント比は、好ましくは２６％以下である。
水セメント比に対するコンクリートの設計基準強度（圧縮強度）は、２０％が１００Ｎ／ｍｍ２であり、３３％は６０Ｎ／ｍｍ２である。したがって、コンクリートの設計基準強度は、６０Ｎ／ｍｍ２以上、１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、好ましくは、８０Ｎ／ｍｍ２以下である。
【００１２】
コンクリートは、繊維長が異なる２種類以上の合成繊維を含み、合成繊維が、繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維を含むもの
であるが、「合成繊維」とは、繊維が主に重合（合成）して得られた高分子化合物によって構成されていることを意味し、高分子化合物の種類は特に限定されないものとする。
合成繊維の材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維等が挙げられるが、ポリオレフィン繊維が好ましく、ポリプロピレンが特に好ましい。
【００１３】
繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維及び繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維の繊維径は、通常１０μｍ以上であり、通常６０μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下である。
【００１４】
コンクリートにおける繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維の繊維長は、好ましくは４ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍである。上記範囲内であると、良好なフレッシュ性状を維持し易くなるとともに、爆裂現象をより効果的に抑制し易くなる。
【００１５】
コンクリートにおける繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維の繊維長は、好ましくは２１ｍｍ以上であり、好ましくは２５ｍｍ以下である。上記範囲内であると、良好なフレッシュ性状を維持し易くなるとともに、爆裂現象をより効果的に抑制し易くなる。
【００１６】
コンクリートにおける合成繊維の総含有量は、コンクリート全量に対し、０．０５〜０．１５ｖｏｌ％であるが、上記範囲内であると、良好なフレッシュ性状を維持し易くなるとともに、爆裂現象をより効果的に抑制し易くなる。
【００１７】
コンクリートにおける繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維の含有量は、コンクリート全量に対し、好ましくは０．０１ｖｏｌ％以上であり、好ましくは０．０４ｖｏｌ％以下である。上記範囲内であると、良好なフレッシュ性状を維持し易くなるとともに、爆裂現象をより効果的に抑制し易くなる。
【００１８】
コンクリートにおける繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維の含有量は、コンクリート全量に対し、まず繊維長２ｍｍ以上５ｍｍ未満の合成繊維の含有量を、０．０１〜０．０４ｖｏｌ％とし、次に合成繊維の総含有量が０．０５〜０．１５ｖｏｌ％となるように、繊維長２０ｍｍ超３０ｍｍ以下の合成繊維が補てんすることが好ましい。上記範囲内であると、良好なフレッシュ性状を維持し易くなるとともに、爆裂現象をより効果的に抑制し易くなる。
【００１９】
コンクリートは、前述の（ａ）及び（ｂ）の条件を満たすものであれば、その他については特に限定されないが、以下、コンクリートに配合されるその他の成分等について詳細に説明する。
コンクリートに配合されるその他の成分としては、セメント以外の結合材、ＡＥ剤、減水剤（ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤）、細骨材、粗骨材、膨張材、収縮低減剤、流動化剤、分離低減剤、発泡剤、硬化調整剤、防錆剤、防水剤等が挙げられる。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００２１】
＜コンクリートの作製＞
（実施例１）
コンクリート練混ぜ方法は，モルタル先練りとし、１バッチの練り量は４０Ｌとした。練混ぜ手順は、細骨材、セメントをミキサに投入して空練りを１５秒した後、混和剤を混
ぜた水を投入して９０秒撹拌した。その後、粗骨材を投入して６０秒撹拌した後、５分間静置した。５分静置後、繊維長が異なる２種類の合成繊維を添加して６０秒撹拌を行った後、排出して、フレッシュコンクリートを作製した。
なお、使用した材料とその混入量は、下記の通りである。
セメント：三菱マテリアル社製中庸熱ポルトランドセメント（密度：３．２１ｇ／ｃｍ３）  ２６．４８ｋｇ
細骨材：千葉県富津市鶴岡産山砂（表乾密度：２．５８ｇ／ｃｍ３）と青森県八戸市松館産石灰石砕砂（表乾密度：２．６９ｇ／ｃｍ３）の混合砂（混合比６０：４０（重量比））  ２８．４０ｋｇ
混和剤：ＢＡＳＦジャパン社製高性能ＡＥ減水剤マスターグレニウムＳＰ８Ｓ（登録商標）  ０．９７５％（対セメント比）
練混ぜ水：上水道水  ６．８ｋｇ  ２５．７％（水セメント比）
粗骨材：・山口県美祢市伊佐産石灰石砕石（表乾密度：２．６９ｇ／ｃｍ３）  ２４．３２ｋｇ
・青森県八戸市松館産石灰石砕石（表乾密度：２．６９ｇ／ｃｍ３）  １０．４４ｋｇ
合成繊維：・ダイワボウポリテック社製ポリプロピレン繊維ＰＺ−１７ｄｔｅｘ（繊維径：４８μｍ）繊維長３ｍｍ  ０．０４０ｖｏｌ％
・ダイワボウポリテック社製ポリプロピレン繊維ＰＺ−１７ｄｔｅｘ（繊維径：４８μｍ）繊維長２４ｍｍ  ０．０１０ｖｏｌ％
【００２２】
（実施例２）
繊維長２４ｍｍポリプロピレン繊維の添加量を０．０６０ｖｏｌ％に変更した以外、実施例１と同様の方法により、フレッシュコンクリートを作製した。
【００２３】
（実施例３）
繊維長２４ｍｍポリプロピレン繊維の添加量を０．１１０ｖｏｌ％に変更した以外、実施例１と同様の方法により、フレッシュコンクリートを作製した。
【００２４】
フレッシュコンクリートの作製条件を表１に示す。
【表１】
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【００２５】
＜スランプフロー試験＞
参考として、設計基準強度が８０Ｎ／ｍｍ２（水セメント比２６％）のコンクリートに対して、繊維長１０ｍｍのポリプロピレン繊維を添加したフレッシュコンクリート、繊維長２０ｍｍのポリプロピレン繊維を添加したフレッシュコンクリート、並びに繊維長３ｍｍのポリプロピレン繊維と繊維長２４ｍｍのポリプロピレン繊維を添加したフレッシュコンクリート（実施例３）のスランプフローと合成繊維の総混入量の関係を表したグラフを図２に示す。なお、混和剤の添加量は同一である。
繊維長２０ｍｍのポリプロピレン繊維を添加したフレッシュコンクリートは、添加量の増加と共にスランプフローの値が低下する傾向があることが明らかである。また、繊維長
２４ｍｍのポリプロピレン繊維を添加したフレッシュコンクリートは、繊維長２０ｍｍのポリプロピレン繊維を添加したものよりもスランプフローの値が低下するものと考えられるが、繊維長３ｍｍのポリプロピレン繊維と組み合わせる（実施例３）ことによって、スランプフローが高い値に維持できているのが明らかである。
【００２６】
＜圧縮強度試験・静弾性係数（ヤング係数）試験＞
実施例１〜３のフレッシュコンクリートを７日間封かん養生し、さらに気中養生（２０℃、６０％ＲＨ）した後、材齢２８日及び材齢９１日で、硬化コンクリートに対する圧縮強度試験及び静弾性係数（ヤング係数）試験を行った。なお、試験の供試体は、円柱形（φ１００×２００ｍｍ）とし、圧縮強度試験は日本工業規格ＪＩＳＡ１１０８、静弾性係数（ヤング係数）試験は日本工業規格ＪＩＳＡ１１４９に準拠した方法により行った。結果を表２に示す。圧縮強度およびヤング係数は、ポリプロピレン繊維の混入率にかかわらず、同程度の値であった。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
＜加熱試験（爆裂試験）＞
実施例１〜３のフレッシュコンクリートを７日間封かん養生し、さらに気中養生（２０℃、６０％ＲＨ）して硬化させ、材齢９１日において加熱試験を行った。
なお、試験の供試体は、円柱形（φ１５０×３００ｍｍ）とし、それぞれ２体用いた。加熱は、国際標準化機構規格ＩＳＯ８３４の標準加熱温度曲線に沿った条件として、６０分加熱し、加熱終了後炉内温度がある程度低下したのを確認してから自然冷却とした。
実施例１〜３の供試体では、爆裂は生じなかった。
加熱試験後の実施例１〜３の供試体の写真を図３に示す。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のコンクリートは、高層建築物の下層階等に適用する高強度コンクリートとして有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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