(57)【要約】【課題】本発明は、振動締固めを付与しなくとも、あるいは、振動締固めの付与エネルギーを著しく低減した場合にも、成形体の表面気泡量が著しく抑制され、型枠内への充填が十分に実現される、コンクリート成形体の製造方法の提供を課題とする。【解決手段】本発明は、スランプフローが６５０〜７２０ｍｍで且つＶ漏斗流下時間が７〜２０秒である様に調整したコンクリート、又はスランプフローが５５０〜６５０ｍｍである様に調整したコンクリート、又はスランプフローが４００〜５５０ｍｍであり、且つ、Ｖ漏斗流下時間が１２秒未満である様に調整したコンクリートの中から選ばれるコンクリート一種を型枠へ充填した後に、振動数１５〜３５Ｈｚ、振幅０．３〜１．０ｍｍの振動を付与して成形することを特徴とするコンクリート成形体の製造方法を開発した。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スランプフローが６５０〜７２０ｍｍで且つＶ漏斗流下時間が７〜２０秒である様に調整したコンクリート、スランプフローが５５０〜６５０ｍｍである様に調整したコンクリート、及びスランプフローが４００〜５５０ｍｍであり、且つ、Ｖ漏斗流下時間が１２秒未満である様に調整したコンクリートの中から選ばれるコンクリート一種を型枠へ充填した後に、振動数１５〜３５Ｈｚ、振幅０．３〜１．０ｍｍの振動を付与して成形することを特徴とするコンクリート成形体の製造方法。
【請求項２】
スランプフローが６５０〜７２０ｍｍで且つＶ漏斗流下時間が７〜２０秒である様に調整したコンクリートを型枠へ充填した後に振動を付与することなく成形することを特徴とするコンクリート成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流し込みによるコンクリート成形体の製造方法に関するものである。具体的には、振動締固めが不要な、または、振動締固めの際に加えるエネルギーを著しく低減して成形体の表面気泡および材料分離を抑制するコンクリート成形体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流し込みによるコンクリート成形体の製造は、コンクリートを型枠に充填した後に、型枠バイブレータあるいはテーブルバイブレータにより、型枠に振動を与えて締固めることにより行われている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】しかし、コンクリート成形体を製造する際にバイブレータから発生する騒音および振動は非常に大きく、作業員の作業環境を悪化させるだけでなく、近隣人家への騒音問題をもたらしている。また、振動を過度に作用させた場合には、コンクリートが材料分離を起こし、コンクリート成形体の品質を低下させる。また、型枠や製造設備の寿命も短くさせている。
【０００４】
【非特許文献１】
「コンクリート工学年次論文報告集、Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２，１９９８，ｐ１２４３−１２４８」（１ページ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、振動締固めを付与しなくとも、あるいは、振動締固めの付与エネルギーを著しく低減した場合にも、成形体の表面気泡量が著しく抑制され、型枠内への充填が十分に実現される、コンクリート成形体の製造方法の提供を目的とする。具体的には、騒音的に問題とならない、振動数１５〜３５Ｈｚ、振幅０．３〜１．０ｍｍの低エネルギー振動でも、表面気泡量が抑制され、且つ型枠内への充填が十分に達成されるコンクリート成形体の製造方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、コンクリートのスランプフローおよび／またはＶ漏斗流下時間が所定の範囲に入る配合とすることにより、コンクリートを型枠へ充填した後に、型枠に対する振動数１５〜３５Ｈｚ、振幅０．３〜１．０ｍｍの振動付与または、組成によっては振動を与えずとも、成形体の表面気泡量および材料分離が著しく抑制された、コンクリート成形体が得られることを知見し本発明を完成した。
すなわち、本発明は、スランプフローが６５０〜７２０ｍｍで且つＶ漏斗流下時間が７〜２０秒である様に調整したコンクリート、スランプフローが５５０〜６５０ｍｍである様に調整したコンクリート、及びスランプフローが４００〜５５０ｍｍであり、且つ、Ｖ漏斗流下時間が１２秒未満である様に調整したコンクリートの中から選ばれるコンクリート一種を型枠へ充填した後に、振動数１５〜３５Ｈｚ、振幅０．３〜１．０ｍｍの振動を付与して成形することを特徴とするコンクリート成形体の製造方法に関する。
また、本発明はスランプフローが６５０〜７２０ｍｍで且つＶ漏斗流下時間が７〜２０秒である様に調整したコンクリートを型枠へ充填した後に振動を付与することなく成形することを特徴とするコンクリート成形体の製造方法に関する。
以下に本発明を詳細に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明においては、振動付与なし又は低エネルギーの振動付与の条件下でも、型枠への充填が可能であり、表面気泡量が少なく、また、材料分離が小さい成形品を得るために、スランプフロー値及び／又はＶ漏斗流下時間を調整したコンクリートを使用することを特徴とする。
高流動コンクリートのフレッシュ性状は、よく流動性と粘性で表される。流動性を表す指標はスランプフロー（ＪＩＳ  Ａ  １１５０：コンクリートのスランプフロー試験方法）、粘性を表す指標はＶ漏斗流下時間（ＪＳＣＥ−Ｆ  ５１２：高流動コンクリートの漏斗を用いた流下試験方法案）がよく使われている。これら二つの指標が必要な理由は、コンクリートの材料分離、表面気泡および充填性は一つの指標だけでは、表せないためである。流動性が大きいと表面気泡は少なくなりやすいが、粘性が低ければ材料分離を生じる。粘性が高ければ表面気泡が多くなったり、充填性が悪くなったりする。これらの関係は、定性的には知られているが、定量的には明らかにされていない。
【０００８】本発明では、コンクリートのスランプフローを４００〜７２０ｍｍである様に調整する。この範囲内で、Ｖ漏斗流下時間をスランプフロー値に合わせて調整する。コンクリートのスランプフローが５５０〜６５０ｍｍの範囲であれば、Ｖ漏斗流下時間の調整は必要なく、スランプフローが６５０〜７２０ｍｍであれば、Ｖ漏斗流下時間が７〜２０秒である様に調整し、スランプフローが４００〜５５０ｍｍであれば、Ｖ漏斗流下時間が１２秒未満と小さくなる様にコンクリート特性を調整し、振動数１５〜３５Ｈｚ、振幅０．３〜１．０ｍｍの微振動を加えることにより、材料分離や表面気泡を抑制しながらの型枠へのコンクリート充填が可能となる。尚、コンクリートのスランプフローが６５０〜７２０ｍｍであり、且つＶ漏斗流下時間が７〜２０秒である様に調整したコンクリートでは、型枠に振動を付与しなくても、表面気泡発生量が少なく、充填させることが可能である。この場合には当然、材料分離は起こらない。
【０００９】スランプフローが７２０ｍｍよりも大きい場合、または、スランプフローが６５０〜７２０ｍｍの範囲内にあってもＶ漏斗流下時間が７秒未満の場合、あるいは、２０秒よりも大きい場合には、コンクリート成形体には材料分離や豆板が発生し、好ましくない。
【００１０】一方、スランプフローが４００ｍｍよりも小さい場合、または、４００〜５５０ｍｍの範囲内に在ってもＶ漏斗流下時間が１２秒以上の場合には、コンクリート成形体の表面気泡低減効果が小さくなり、矢張り好ましくない。
【００１１】コンクリートのスランプフロー値及びＶ漏斗流下時間は、使用セメント種、骨材種、混和材種、減水剤種及びこれら原料の配合比、水／セメント比等に依存して決まることから、実施例で例示する様に、これ等の要因を適宜設定することにより、その値を目的とする値に設定することが出来る。
【００１２】コンクリートの型枠への充填に当たっては、一般的に行われているコンクリート充填方法が問題なく採用できる。
型枠に充填されたコンクリートに振動を加える方法として、型枠バイブレータ、テーブルバイブレータなどの振動機が使用されるが、振動数は、１５〜３５Ｈｚ、振幅は０．３〜１．０ｍｍとする。振動数が３５Ｈｚよりも大きい場合および／または振幅が１．０ｍｍよりも大きい場合には、騒音が大きくなり、また、コンクリート成形体の材料分離が生起し、好ましくない。また、振動の付与が必要な場合には、振動数１５Ｈｚ未満および／または振幅が０．３ｍｍ未満の振動条件の設定は、振動付与の効果が十分に発現せず均一な充填が困難となり、好ましくない。
【００１３】本発明の方法は、ポルトランドセメントだけでなく、混合セメントを使用したコンクリートにも適用できる。また、無機系コンクリート混和材として一般的な、石灰石微粉末、高炉スラグ微粉末、フライアッシュも問題なく使用できる。
化学混和剤は、ＪＩＳ  Ｒ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に記載されている減水剤が使用できるが、中でもポリカルボン酸系が好ましい結果を与える。
骨材は、細骨材については、天然砂、砕砂の何れもが使用できるが、粒形の良い天然砂のほうが、より好ましい。粗骨材については、通常のコンクリート成形体の製造に使用する最大寸法のものが適用できるが、最大寸法２０ｍｍ以下がより好ましい。
以下に具体例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。
【００１４】
【実施例】実施例１および比較例１〜３
本例では、セメントとして高炉セメントＡ種（表中、ＢＡで示す、ブレーン比表面積４４３０ｃｍ２／ｇ）、石灰石微粉末は道路用（ブレーン比表面積４０００ｃｍ２／ｇ）を用い、１ｍ３あたりの質量を表１に示す通りとして、パン型強制練りミキサで２分間混合して、スランプフロー及び／又はＶ漏斗流下時間の異なるコンクリートを調製した。
【００１５】
【表１】
2004300714.tif 000002
【００１６】得られた各コンクリートについて、スランプフローおよびＶ漏斗流下時間を測定した。スランプフローはＪＩＳ  Ａ  １１５０「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準じたスランプ試験時のコンクリートの広がりを測定した。Ｖ漏斗流下時間は、土木学会基準  ＪＳＣＥ−Ｆ５１２−１９９９「高流動コンクリートの漏斗を用いた流下時間試験方法（案）」に準じたＶ漏斗試験装置（吐出口６５×７５ｍｍ）を用いた場合の流下時間を測定した。
【００１７】
材料分離の評価は、径２０ｃｍ×長さ４０ｃｍ型枠にコンクリートを投入し、３０分静置後に、型枠の最上部および最下部から試料を各２リットル採取し、単位粗骨材量を測定して、粗骨材分離率（％）を算出することによった。単位粗骨材量の測定はＪＩＳ  Ａ  １１１２「まだ固まらないコンクリートの洗い分析試験方法」に準じた。粗骨材分離率は、式１から算出した。粗骨材分離率の目標は６０％以上とした。これは、粗骨材分離率が６０％の場合の圧縮強度は、１００％の場合に比べて約５％低下するが、この程度であれば、配合強度を下回っても、設計基準強度を下回ることはないと考えられるためである。
【００１８】
【式１】
粗骨材分離率（％）＝（最上部の単位粗骨材量／最下部の単位粗骨材量）×１００
【００１９】表面気泡の評価は、径１５ｃｍ×長さ３０ｃｍ供試体を成形して、気泡面積率（％）を算出することによった。径１５ｃｍ×長さ３０ｃｍ供試体の成形は、型枠にコンクリートを投入して無振動で成形した。気泡面積率は供試体の気泡および豆板をトレースし、画像解析により全気泡面積を求め、式２から算出した。気泡面積率の目標値は、目視で気泡が少ないと思われる０．３％未満とした。
【００２０】
【式２】
気泡面積率（％）＝全気泡面積／供試体側面積×１００
【００２１】騒音は型枠からの距離が１ｍ、高さが１．２ｍの位置で等価騒音レベルＢ測定を行った。騒音の目標は作業環境測定基準第１管理区分を満足する８５ｄＢ未満とした。
これら値の測定結果を表２に示す。表中、目標値をクリアしたものについては○印を、そうでないものについては×印を付してある。
【００２２】
【表２】
2004300714.tif 000003
【００２３】実施例２および比較例４、５
ここでは、セメント種を普通ポルトランドセメント（表中、Ｎで示す、ブレーン比表面積３３００ｍ２／ｇ）に変えた場合の例を示す。セメント種を変えた以外は、実施例１と同様の方法でコンクリートを調製し、該コンクリートについて実施例１と同様の方法でコンクリート特性の測定を行った。
【００２４】実施例３〜９および比較例６〜１３
ここでは、振動を付与した場合の例を示す。セメントは実施例１同様、高炉セメントＡ種を用いて、１ｍ３あたりの質量を表１に示す通りとして、コンクリートを調製した。
【００２５】この場合の材料分離の評価は、径２０ｃｍ×長さ４０ｃｍ型枠をテーブルバイブレータに固定し、コンクリートを投入して振動成形し、３０分静置後に型枠の最上部および最下部から試料を各２リットル採取し、実施例１と同様の方法で粗骨材分離率を算出することによった。振動数は１０、１５、３５、４０Ｈｚの何れかとし、振幅は０．２、０．３、１．１ｍｍの何れかとした。振動時間は６０秒とした。
【００２６】表面気泡の評価は、径１５ｃｍ×長さ３０ｃｍ型枠をテーブルバイブレータに固定し、コンクリートを投入して振動成形し、実施例１と同様の方法で気泡面積率（％）を算出することによった。振動数、振幅および振動時間は、上記材料分離の評価と同様とした。これらの結果も表２に示す。
【００２７】コンクリートのスランプフローおよびＶ漏斗流下時間が、本発明の範囲内であれば、無振動または微振動付与の何れかで、材料分離および表面気泡が低減することがわかる。これに対し、コンクリートのスランプフローおよびＶ漏斗流下時間が本発明の範囲を外れた場合には、材料分離または／および表面気泡が大きくなる。騒音も、本発明の範囲内であれば８５ｄＢ未満であり、作業環境測定基準第一管理区分に適合し、耳栓着用義務もない。
【００２８】
【発明の効果】本発明の方法により、材料分離および表面気泡が少ない高品質のコンクリート成形体が無振動または微振動で製造可能となった。製造時の騒音・振動発生等の作業環境が大幅に改善される。