(57)【要約】　【課題】　使用する重量骨材を１種類に選定し、コストの低減を図ると共に配合設計に要する時間を短縮し、しかも骨材分離を防止して、要求される品質、ワーカビリティ等を満足させ、凍結融解に対する抵抗性に優れた重量コンクリートを提案する。　【解決手段】　４以上の比重を有する重量骨材１種類を選定使用し、水溶性メチルセルロース系ポリマー等の増粘剤とＡＥ減水剤を配合してなる比重２．４以上の重量コンクリート。【特許請求の範囲】
【請求項１】
増粘剤を配合し比重２．４以上であることを特徴とする重量コンクリート。
【請求項２】
前記増粘剤が水溶性メチルセルロース系ポリマーである請求項１記載の重量コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、増粘剤を配合した比重２．４以上で、物理的強度及び化学的安定性に優れた重量コンクリートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　重量コンクリートに関しては、従来から多種な技術が提案され、多くの分野で使用されており、例えば放射線遮蔽用、船舶類や重機械類のバランスウエイト用、建築物・輪転機・塔構造等の基礎用、消波ブロック・護岸・橋脚等の河川・海洋工事用等の各種ブロック及びコンクリート等がある。
【０００３】
　その主な重量骨材原料としては、磁鉄鉱、赤鉄鉱、硫化鉄鉱等の鉄鉱石、チタン鉱、重晶石、かんらん石、鉄系ダスト、ポンチ屑等の高比重骨材が各種用途に応じて使用されている。
【０００４】
　また、その重量コンクリートは、通常セメントや水、重量粗骨材、重量細骨材、普通粗骨材、普通細骨材及び混和剤を適宜配合して製造されているが、２種類以上の重量骨材使用を使用するため、次のような問題点がある。
【０００５】
　即ち、２種類以上の重量骨材を使用するため、取扱いが煩雑で作業性が極めて悪く、輸送費やヤードの確保等余計なストック費がかかってコスト高となる。また、使用する骨材の種類が多い程、要求される品質やワーカビリティをクリアするための重量コンクリートの配合設計が困難となり、余計な時間がかかる。
【０００６】
　重量コンクリートの配合設計は、基本的に普通コンクリートと同様で、所要の単位容積質量や強度、耐久性、水密性及び作業性に適するワーカビリティが経済的に得られるように、各材料の割合を選定することにあるが、普通コンクリートに比べ、その配合設計は実際上かなり困難である。
【０００７】
　また、設備的に粗骨材／細骨材の処理系統の少ない工場では、貯蔵ビンにおいて細・粗骨材の全面入れ替えや粗骨材と細骨材の累加計量を行わないと、普通コンクリートとの平衡出荷ができない。そして、場合によっては、工場設備を改善しなくてはならない。
【０００８】
　さらに、製造する重量コンクリートの比重が高比重になると、どうしても骨材の分離現象が発生し易く、その結果施工性が悪くなり、目的とするコンクリートが得られ難い。
【特許文献１】特開昭６２−１５８１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
　本発明は、使用する重量骨材を一種類に選定することによりコスト低減を計ると共に配合設計に必要な時間を短縮させ、しかも骨材分離を防止して、要求される品質やワーカビリティ等を満足させ、凍結融解に対する抵抗性に優れた重量コンクリートを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　本発明は、骨材として粗骨材／細骨材及び１種類の重量骨材を選定使用し、混和剤として増粘剤を配合したことを特徴とするワーカビリティ等の要求される品質を満足し、凍結融解に対する抵抗性にも優れた比重２．４以上の重量コンクリートを提供するものである。
【００１１】
　即ち、本発明は混和剤として増粘剤を配合してなる比重２．４以上の重量コンクリートであり、本発明において、０．１５ｍｍ以下の粒度分布率が１５〜２５重量％で、実質的に１０ｍｍ以下である粒度と、４以上の比重を有する重量骨材を配合して構成されることが好ましく、また増粘剤が水溶性メチルセルロース系ポリマーであることが好ましい。
【００１２】
　次に、本発明に係る重量コンクリートの各構成要素の限定理由について説明する。
　Ａ：重量骨材の比重。
重量骨材の比重が４未満では、用途により要求される比重を満足する重量コンクリートが製造できず、要求された比重を満足させるために重量骨材量を増加させなくてはならず、非経済的である。従って、重量骨材の比重を４以上とした。
【００１３】
　Ｂ：重量骨材の粒度。
本発明に係る重量コンクリートの特徴の一つは、増粘剤を配合して、１種類の重量骨材を使用して物理的強度及び化学的安定性に優れた品質のよい重量コンクリートを製造することであるため、重量骨材の粒度範囲をあまり広げると理想とする粒度分布を得ることが困難となる。従って、重量骨材の粒度を１０ｍｍ以下とした。
【００１４】
　Ｃ：重量骨材の微粉分の粒度分布率。
　重量骨材の０．１５ｍｍ以下の粒度分布率が１５重量％未満では、ブリーディングが増加して分離抵抗が小さくなり、セメントペーストの粘性及びコンクリートの流動性が低下する。一方、０．１５ｍｍ以下の粒度分布率が２５重量％を越えると、細骨材率が上昇し、コンクリート中のモルタル分が過剰となり、配合によるワーカビリティの改善ができない。また、コンクリート中のモルタル分が多くなると、１ｍ３当りの空気量が同一でも、モルタルに対する空気量が低下し、凍結融解に対する抵抗力が低下する。従って、重量骨材中の０．１５ｍｍ以下の粒度分布率を１５〜２５重量％の範囲とした。
【発明の効果】
【００１５】
　本発明は上記のように構成されているので、使用する重量骨材を１種類に選定してコストの低減を図ると共に、配合設計に要する時間を短縮し、しかも骨材分離を防止して、要求される品質、ワーカビリティ等を満足させ、凍結融解に対する抵抗性に優れた重量コンクリートを比較的安価に提供することができるのである。
【００１６】
　従って、本発明によれば複数の重量骨材を使用せずに１種類の重量骨材を選定し使用するので、従来技術では困難であった各種品質に擾れた重量コンクリートを単純な設備で安価に製造し、多種の用途に提供することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
　次に、本発明を構成する要素につき説明する。
１．配合設計について
　普通コンクリートに準ずるが、次の（１）、（２）、（３）について考慮する必要がある。
（１）単位容積質量：２．４ｔ／ｍ３以上とする。
（２）強度：構造物の設計基準強度を２１０ｋｇｆ／ｃｍ２とし、ＪＩＳＡ５３０８に準じて強度保証を行う。
（３）耐久性：苛酷な自然環境にさらされるコンクリートを前提条件として考えて、凍結融解に対する耐久性を確保するため、空気量はＪＩＳＡ５３０８−１９８９に規定する４％、許容範囲±１％とする。また、水セメント比：６５％以下とする。
【００１８】
２．材料について
　本発明に係る重量コンクリートの材料として使用するセメント、重量骨材、普通骨材及び増粘剤としては、下記（１）、（２）、（３）、（４）のものがあげられる。
【００１９】
（１）セメント：速かに潜在水硬性を発現し強固に硬化する高炉セメントＢ種（高炉スラグ分量が３０〜６０重量％のもの。日本セメント社製等）が好ましい。
【００２０】
（２）重量骨材：比重が大きく、化学的に安定している磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）等が好ましい。
【００２１】
（３）普通骨材：
　ａ）細骨材：普通コンクリートに使用している砂が好ましく、粗砂としては風化花崗岩加工砂、細砂としては例えば旧出雲砂丘砂が好ましく、その混合率はコンクリートの単位容積質量に応じて変化させる。
　ｂ）粗骨材：普通コンクリートに使用している砕石で、例えば砕石２００５と砕石４０２０を１：１に混合した粗骨材が好ましい。
【００２２】
　（４）増粘剤：重量骨材の分離及びブリーディングを抑制し、セメントペーストの粘性を増すために使用する。その主成分は、水溶性メチルセルロース系ポリマーである（例えば商品名：トクヤマ製マリンキープ）。なお、好ましくは、次のＡＥ減水剤を配合することにより、特性のより一層の向上を図ることができる。
【００２３】
　（５）ＡＥ減水剤：コンクリート中に多数の微細な独立した空気泡を一様に分布させ、ワーカビリティ及び耐凍害性を向上させるＡＥ剤と、所要のスランプを得るのに必要な単位水量を減少させるために用いる減水剤との両方の効果を兼ね備えた高性能ＡＥ減水剤を、単位水量をできる限り小さくするために使用する。ＡＥ減水剤の主成分は、ポリカルボン酸エーテル系複合体（例えば商品名：レオビルドＳＰ−８Ｎ）である。次に、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００２４】
　表１は、２１０−８−４０−ＢＢベースとした消波ブロック用重量コンクリートの配合例を示したもので、重量骨材として磁鉄鉱砕砂を使用した場合である。上記のうち２１０は強度、８はスランプ、４０は粗骨材の最大寸法、ＢＢはセメント記号で高炉セメントＢ種を示している。
【００２５】
【表１】
2004091324.tif 000002
【００２６】
　本実施例で使用した材料は下記の通りである。
１．セメント：日本セメント社製の高炉セメントＢ種。
２．重量骨材：磁鉄鉱砕砂の１種類。（表４、５参照）
３．細骨材：粗砂として風化花崗岩加工砂、細砂として旧出雲砂丘砂を使用し、その混合率はコンクリートの単位容積質量に応じて変化させた。
４．粗骨材：松江地区で普通コンクリートに使用している砕石で、砕石２００５と砕石４０２０を１：１に配合したもの。
５．増粘剤：商品名：トクヤマ製マリンキープ。
６．ＡＥ減水剤：商品名：レオビルドＳＰ−８Ｎ。
【００２７】
　上記材料を表１に示す割合で次のように配合した。配合に使用したミキサーは３切傾胴型を用い、全材料同時投入方式で投入後３分練りとし、１バッチ当りの容量は４０ｌとした。
【００２８】
　ミキサーから排出されたコンクリートは、水密性の練り板上で切り返しを行った後、スランプ、単位容積質量、空気量の測定及びワーカビリティの測定を行った。
【００２９】
　圧縮強度、曲げ強度等の重量コンクリートの特性値の確認のための試し練りは各々４バッチとし、４バッチ分を練り船に移して充分切り返しを行った後、供試体を作成して、各種試験を行った。
【００３０】
　まず、スランプ、空気量、圧縮強度、曲げ強度及びワーカビリティの各測定試験結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2004091324.tif 000003
【００３２】
　表２の結果から、圧縮強度はかなり大きく、設計強度；２１０ｋｇｆ／ｃｍ２（２８日）は充分保証できる。次に、凍結融解試験結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
2004091324.tif 000004
【００３４】
　本試験に使用した試料は、２１０−８−４０−ＢＢ、Ｗ／Ｃ＝６０％、重量骨材として磁鉄鉱砕砂を使用した重量コンクリートであり、その試験方法はＡＳＴＭＣ６６６「水中における急速凍結融解に対するコンクリート供試体の抵抗試験方法」によった。
【００３５】
　凍結融解試験については、一般に試験結果の相対動弾性係数が３００サイクルで６０％以上あれば、耐久性の良好な製品コンクリートであるとされている。表３に示される結果では３００サイクル終了時で、相対動弾性係数が８５％以上であり、空気量も４％以上と連行しているので、凍結融解に対する抵抗性は全く問題ないことが分る。上記本実施例で使用した重量骨材の品質例を表４に、またその粒度分布例を表５に示す。
【００３６】
【表４】
2004091324.tif 000005
【００３７】
【表５】
2004091324.tif 000006