(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント及びセメント混和材を含有してなるモルタル又はコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体において、セメント混和材が、シリカフュームと２０μｍ以下に分級したフライアッシュを配合したものであり、シリカフューム：分級したフライアッシュの配合割合を質量比で９５：５〜１０：９０とし、セメントとセメント混和材の合計量がモルタル又はコンクリート１ｍ３当たり６００ｋｇ以上であることを特徴とする曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項２】
シリカフューム：分級したフライアッシュの配合割合を質量比で８０：２０〜３０：７０としたものであることを特徴とする請求項１に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項３】
セメント１００質量部に対して、前記セメント混和材を１ないし３５質量部の割合で配合したことを特徴とする請求項１又は２に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項４】
セメント１００質量部に対して、無水物換算で０．５ないし１２質量部の石膏を配合したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項５】
前記セメントとセメント混和材の合計量がモルタル又はコンクリート１ｍ３当たり６００〜１１７２ｋｇであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項６】
細骨材、減水剤及び練り混ぜ水を混合してなる請求項１〜５のいずれか一項に記載のモルタルからなる曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項７】
前記モルタル１ｍ3に対して、外割で１．０ないし６．０容積％の金属繊維を添加したことを特徴とする請求項６に記載のモルタルからなる曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項８】
細骨材、粗骨材、減水剤及び練り混ぜ水を混合してなる請求項１〜５のいずれか一項に記載のコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項９】
前記コンクリート１ｍ３に対して、外割で１．０ないし４．０容積％の金属繊維を添加したことを特徴とする請求項８に記載のコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項１０】
前記成形体が柱状体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項１１】
前記成形体が板状体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項１２】
前記成形体が梁又は桁であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項１３】
前記成形体が耐震壁であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【請求項１４】
前記成形体が擁壁であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の曲げモーメントを受ける成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント及びセメント混和材を含有してなるモルタル又はコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体に関する。詳しくは、シリカフュームと２０μｍ以下に分級したフライアッシュを配合したセメント混和材を含有してなるモルタル又はコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体であり、曲げ強度が改善されたものである。
【背景技術】
【０００２】
モルタル又はコンクリートは基本的に圧縮強度と比較して曲げ強度が小さいという課題があり、圧縮強度を高くしても曲げ強度はそれほど高くならない。したがって、建築用柱のような柱状体、スラブ、パネルのような板状体、梁、桁、耐震壁、擁壁、セグメント等の曲げモーメントを受ける成形体（土木建築コンクリート構造物、コンクリート二次製品）の設計は富配合で不経済なコンクリート配合となり易く、さらに、曲げ耐力を高めるために柱状体の部材断面を大きくしたり、板状体の厚みを厚くしたり、梁成を高くして部材断面を大きくしたり、耐震壁、擁壁、セグメント等の部材断面を厚くしたりして強度（曲げ強度）を高めているが、部材断面を大きく（厚く）することで、美観や空間利用が損なわれる場合がある．
【０００３】
一方、シリカフュームは，ポゾラン活性が高く圧縮強度増進材として利用されている。さらに、比較的多量の高性能減水剤と組み合わせることによってモルタルフローやコンクリートスランプおよびスランプフローを増大させ、かつ、低水結合材比のモルタルやコンクリートが容易に製造できることから、高流動性の高強度モルタルまたはコンクリート用混和材としても多用されている。しかしながら、シリカフュームのみを配合する汎用技術では、コンクリートの圧縮強度は高くなるが、脆くなって圧縮強度に対する曲げ強度の比率は無混和の場合よりも低くなるという課題があった。
【０００４】
また、フライアッシュは微粉炭焚きの火力発電所から副生する径１００μｍ以下の中空粒子を含む球形粒子の石炭灰であり、そのポゾラン活性は低いものの長期的に反応して水密性などを高めるのでフライアッシュセメントとして多用されている。特許文献１に示すように、これを２０μｍ以下又は１０μｍ以下に分級することによって大きな中空の粒子が取り除かれ、良球形で中空のない粒子となる。そのボールベアリング作用によって高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤と組み合わせると、特にモルタルフローやコンクリートスランプ又はスランプフローを増大させて強い粘ちょう性を発揮する。そして、同一のフローやスランプとした場合でも無混和のモルタルやコンクリートよりも減水した分の強度を高めることも知られている。しかしながら、２０μｍ以下又は１０μｍ以下に分級したフライアッシュは本来ポゾラン活性は低いので、減水した分の強度は高くなるが、同一水結合材比とした無混和の場合と比較して、たとえ蒸気養生しても短期的な強度増加はほとんど増大しなかった。
【特許文献１】特開昭６３−８２４８号公報
【０００５】
さらに、石膏は蒸気養生の有無に係わりなく高強度混和材として多用され、シリカフュームと組み合わせることによってより高い強度や耐久性が得られることも知られている。例えば、特許文献２に示すように、石こう単独又はシリカフュームと併用することによって容易に高強度を発現させ、圧縮強度の増加に対して曲げ強度も増加させるが、その比率は普通のコンクリートと同様の域をでないという課題があった。
【特許文献２】特開平３−４０９４７号公報
【０００６】
また、特許文献３や特許文献４に示すように、曲げ強度や靱性を高める古典的方法としては金属繊維を添加する方法もある。そして、金属繊維を使用してより靱性を改善する方法として、セメントにシリカフューム、針状や板状の微粉末、最大骨材径を小さく限定することによって達成できることも知られている。しかしながら、金属繊維で補強する方法では、生コン工場やコンクリート製品工場で使用されているモルタル又はコンクリート用細骨材は５ｍｍ以下であるのに対し、最大骨材径を２ｍｍ以下、又は１ｍｍ以下にすることが必須要件となっているために、一般的に広く普及できないという課題があった。
【特許文献３】特開平１１−２４６２５５号公報
【特許文献４】特開２００１−２１３６５４号公報
【０００７】
さらに、特許文献５や特許文献６に示すように、セメントにシリカフュームと共にフライアッシュを配合したセメント組成物も知られている。これらの特許文献には、フライアッシュとして分級したフライアッシュを使用することも示されているが、シリカフュームと分級したフライアッシュの配合割合については十分な検討がなされてなく、圧縮強度に対する曲げ強度の比率の高いものは得られていなかった。
【特許文献５】特開平６−１５７１１５号公報
【特許文献６】特開平４−２６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決しようとするものであり、圧縮強度と曲げ強度の絶対値を高め、且つ、圧縮強度に対する曲げ強度の比率を高めたモルタル又はコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体（土木建築コンクリート構造物、コンクリート二次製品）を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、従来知られているシリカフュームと径２０μｍ以下に分級したフライアッシュを単独でなく、特定の配合割合で使用するものである。その結果、曲げ強度及び圧縮強度に対する曲げ強度の比率を、それぞれを単独で使用した場合に比して相乗的に高めることができることを知見した。さらに、ベースとなるモルタル又はコンクリート自身の曲げ強度を高めることができるので金属繊維を併用することにより、通常使用されているモルタル又はコンクリート用の細骨材を使用しても曲げ強度を飛躍的に高くできる事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の手段を採用する。
（１）セメント及びセメント混和材を含有してなるモルタル又はコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体において、セメント混和材が、シリカフュームと２０μｍ以下に分級したフライアッシュを配合したものであり、シリカフューム：分級したフライアッシュの配合割合を質量比で９５：５〜１０：９０とし、セメントとセメント混和材の合計量がモルタル又はコンクリート１ｍ３当たり６００ｋｇ以上であることを特徴とする曲げモーメントを受ける成形体である。
（２）シリカフューム：分級したフライアッシュの配合割合を質量比で８０：２０〜３０：７０としたものであることを特徴とする前記（１）の曲げモーメントを受ける成形体である。
（３）セメント１００質量部に対して、前記セメント混和材を１ないし３５質量部の割合で配合したことを特徴とする前記（１）又は（２）の曲げモーメントを受ける成形体である。
（４）セメント１００質量部に対して、無水物換算で０．５ないし１２質量部の石膏を配合したことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか一項の曲げモーメントを受ける成形体である。
（５）前記セメントとセメント混和材の合計量がモルタル又はコンクリート１ｍ３当たり６００〜１１７２ｋｇであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか一項の曲げモーメントを受ける成形体である。
（６）細骨材、減水剤及び練り混ぜ水を混合してなる前記（１）〜（５）のいずれか一項のモルタルからなる曲げモーメントを受ける成形体である。
（７）前記モルタル１ｍ３に対して、外割で１．０ないし６．０容積％の金属繊維を添加したことを特徴とする前記（６）のモルタルからなる曲げモーメントを受ける成形体である。
（８）細骨材、粗骨材、減水剤及び練り混ぜ水を混合してなる前記（１）〜（５）のいずれか一項のコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体である。
（９）前記コンクリート１ｍ３に対して、外割で１．０ないし４．０容積％の金属繊維を添加したことを特徴とする前記（８）のコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体である。
（１０）前記成形体が柱状体であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれか一項の曲げモーメントを受ける成形体である。
（１１）前記成形体が板状体であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれか一項の曲げモーメントを受ける成形体である。
（１２）前記成形体が梁又は桁であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれか一項の曲げモーメントを受ける成形体である。
（１３）前記成形体が耐震壁であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれか一項の曲げモーメントを受ける成形体である。
（１４）前記成形体が擁壁であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれか一項の曲げモーメントを受ける成形体である。
【００１１】
本発明において、曲げモーメントを受ける成形体とは、モルタル又はコンクリートから成形された製品であって、使用に際して曲げモーメントを受けるものをいう。現場において成形された土木建築コンクリート（モルタル）構造物及びその部材、工場等において予め成形されたコンクリート（モルタル）二次製品を含む。
柱状体とは、例えば、直立して上の荷重を支え持つ水平力による曲げモーメントを受ける部材をいう。柱状体としては、１本の柱の状態や連続した柱の状態、例えば、建築用の柱等が挙げられる。柱状体の断面形状は、限定がなく、角、円等様々な形のものが挙げられる。
板状体とは、例えば、建築物や橋等の曲げモーメントを受ける（曲げ荷重を支え持つ）厚さが薄い部材をいう。板状体の断面形状は、限定がなく、様々な形のものが挙げられる。また、板状体とは、スラブ、パネル、床版、板状の物を利用した型枠、容器を含む。
梁、桁とは、例えば、建築物や橋等の曲げモーメントを受ける（曲げ荷重を支え持つ）部材をいう。梁、桁の断面形状は、限定がなく、角、円等様々な形のものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、練り上げたモルタルやコンクリートのフロー値が向上し、良好な作業性が得られる。しかも、得られたモルタルやコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体（土木建築コンクリート構造物及びコンクリート二次製品）は圧縮強度及び曲げ強度の高い絶対値を有すると共に、圧縮強度に対して高い比率の曲げ強度が得られる。したがって、曲げモーメントを受ける成形体が柱状体、板状体、梁、桁、耐震壁、擁壁、セグメント等の場合に有効である。
さらに、金属繊維を配合して補強すると、飛躍的に曲げ強度を高めることができ、経済的且つ有利な土木建築コンクリート構造物やコンクリート二次製品を製造することが可能になる。
特に耐震壁や擁壁やセグメントにおいては、高強度化・高耐久化により、部材厚の薄肉化が可能となり、美観の向上が期待できる。また、部材の薄肉化による揚重の低減により、施工の省力化、工期短縮が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を詳しく説明する。なお、本発明で使用する配合割合や添加量を示す部や％は質量単位である。但し、金属繊維の場合はモルタル又はコンクリート１ｍ3 当たりに対する外割容積％である。
【００１４】
本発明で使用するシリカフュームとは、金属シリコンやフェロシリコンなどのシリコンアロイを電気炉で製造する際に副生する、球形の直径が１μｍ以下の微粒子で、主成分は非晶質の反応性の高いＳｉＯ2である。圧縮強度は添加量に応じて順次高くなるが、曲げ強度の圧縮強度に対する比率は無混和の場合よりも低下する。
【００１５】
シリカフュームは前記したように単なる強度増進材としてだけでなく、比較的大量の高性能減水剤と、セメントに対して１０％前後のシリカフュームを併用すると流動性を著しく高める。但し、高性能減水剤の種類によって流動特性が異なり、ポリアルキルアリルスルホン酸塩系やメラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系の、いわゆる単に高性能減水剤と呼ばれる減水剤に対してはペーストの降伏値が小さい割に粘性の強い流動性を示す。空気を連行するポリカルボン酸塩系の、いわゆる高性能ＡＥ減水剤に対しては単に粘性というよりは粘着性のあるプラスチックな状態で流動性が大きくなり、スコップで切り返した感じは前者が重く、後者は軽い感じとなる。したがって、高性能ＡＥ減水剤とシリカフュームの併用系は単にポンプ打ちが容易となるという理由で使用される場合もある。
【００１６】
フライアッシュは前記したように微粉炭焚の火力発電所から副生する石炭灰で燃焼ガスと一緒にボイラーの煙道から廃棄され、集塵機で回収された球形の粒状残査であり、通常はそのままセメントに配合され、フライアッシュセメントとしても使用される。本発明では更に２０μｍ以下に分級したものを使用することが必須条件であり、分級しないフライアッシュでは本発明の効果は得られない。分級フライアッシュの市販品としては２０μｍ以下に分級したものと１０μｍ以下に分級したものの二種類がある。本発明においては、このいずれか、又は両者を混合して使用することができる。
【００１７】
本発明のセメント混和材は、シリカフューム：２０μｍ以下に分級したフライアッシュとの質量比を９５：５〜１０：９０、好ましくは９０：１０〜１５：８５、より好ましくは８０：２０〜３０：７０の割合で含有するものである。分級フライアッシュの割合が５％未満であると曲げ強度の増大効果は小さく、分級フライアッシュの割合が９０％を超えても曲げ強度の増大効果は小さい。分級フライアッシュの配合割合を多くしていくと圧縮強度は徐々に低下するが、曲げ強度の増大効果は６０：４０付近にピークがある。
【００１８】
一方、分級フライアッシュの配合割合を多くしていくとモルタルフローやスランプ及びスランプフロー( 以下、単にフローという) も増大し、シリカフューム: 分級フライアッシュの比５０：５０付近にピークがあり、分級フライアッシュによる適度な粘ちょう性は骨材の分離を押さえ、金属繊維を添加しても流動し易くする。
【００１９】
本発明の混和材はセメント１００部に対して１〜３５部、好ましくは２〜３０部、より好ましくは３〜２５部添加する。３５部を超えて添加しても曲げ強度の増加は頭打ちとなり経済的にも好ましくない。
【００２０】
本発明で使用する石膏とは、二水石膏、半水石膏、可溶性無水石膏(III型) 、不溶性無水石膏（II型) の各種形態の石膏が使用されるが、無水石膏と二水石膏が好ましい。石膏はセメントに「シリカフュームと２０μｍ以下に分級したフライアッシュ」のセメント混和材を添加した場合に、２０μｍ以下に分級したフライアッシュの配合割合が多くなるにしたがって低下してくる圧縮強度をそれ以上に高め、圧縮強度と曲げ強度の両方の絶対値を高める効果を有する。石膏は無水物に換算して、セメント１００部に対して０．５〜１２部、好ましくは０．８〜１０部、より好ましくは１〜８部添加する。１２部を超えて添加してもそれ以上の強度的効果は得られない。
【００２１】
本発明においては高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の必要量を併用する。高性能減水剤とはポリアルキルアリルスルホン酸塩系、芳香族アミノスルホン酸塩系、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系のいずれかを主成分とするものであり、これらの一種又は二種以上が使用されるものである。ポリアルキルアリルスルホン酸塩系高性能減水剤にはメチルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、アントラセンスルホン酸ホルマリン縮合物などがあり、市販品としては電気化学工業（株）社商品名「FT-500」とそのシリーズ、花王（株）社商品名「マイティ-100」（粉末）や「マイティ-150」とそのシリーズ、第一工業製薬（株）社商品名「セルフロー110P」（粉末）、竹本油脂（株）社商品名「ポールファイン510N」等、日本製紙（株）社商品名「サンフローPS」とそのシリーズなどが代表的である。芳香族アミノスルホン酸塩系高性能減水剤としては（株）フローリック商品名「フローリックVP200」とそのシリーズがあり、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩系高性能減水剤にはグレースケミカルズ社商品名「FT-3S 」、昭和電工（株）社商品名「モルマスターF-10」（粉末）や「モルマスターF-20」（粉末）が挙げられる。
【００２２】
高性能ＡＥ減水剤は、通常、ポリカルボン酸塩系減水剤と呼称され、不飽和カルボン酸モノマーを一成分として含む共重合体又はその塩である。例えば、ポリアルキレングリコールモノアクリル酸エステル、ポリアルキレングリコールモノメタクリル酸エステル、無水マレイン酸及びスチレンの共重合体やアクリル酸やメタクリル酸塩の共重合体及びこれらの単量体と共重合可能な単量体から導かれた共重合体などを挙げることができる。（株）エヌエムビー社商品名「レオビルドSP８N 」シリーズ、（株）フローリック社商品名「フローリックSF500HU,フローリックSF500S,フローリックSV10」、竹本油脂（株）社商品名「チュポールHP8,11」シリーズ、グレースケミカルズ（株）社商品名「ダーレックススーパー100,200,300,1000」シリーズ、その他が市販されている。
【００２３】
本発明で使用するセメントは、各種ポルトランドセメント、各種混合セメント又はエコセメントである。また、これらの任意量を混合したセメントでもよい。
【００２４】
本発明のモルタルやコンクリートを製造するに当たり特別な制限はなく、一般に使用されている細骨材及び粗骨材を使用することができる。また、モルタル又はコンクリートの圧縮強度に対する曲げ強度の比率及び曲げ強度の絶対値は、水結合材比や細骨材率に関係なくそれなりに増大するので任意に選択することができる。
【００２５】
さらに、本発明においては金属繊維を併用することができる。金属繊維も特別なものではなく、通常市販されているモルタル又はコンクリート用でよい。金属繊維はモルタル又はコンクリート１ｍ3に対して外割で１．０ないし６．０容積％添加するが、曲げ強度の増大効果と作業性の観点よりモルタルの場合とコンクリートの場合では最大添加量及び好ましい範囲が相違する。また、振動成型、遠心力成型等、コンクリートの成型方法によっても最大添加量及び好ましい範囲が相違する。振動成型の場合は、モルタルでは２容積％未満では曲げ強度の増加は少ないが２容積％以上で、添加量を多くしてゆくと曲げ強度も順次高くなり、５．５容積％で頭打ちとなり、６．０容積％を超えると流動し難く成型できなくなるから、外割で１．０〜６．０容積％、好ましくは２．５〜５．０容積％である。
【００２６】
コンクリートの場合は１．５容積％以上から効果を発揮し、４．０容積％を超えると作業性が悪くなるので外割で１．０〜４．０容積％、好ましくは１．５〜３．５容積％である。
【００２７】
遠心力成型体ではモルタルもコンクリートも、金属繊維の外割配合量１．０容積％から曲げ引張強度が増大し、モルタルの場合は作業性から５．０容積％以下とするのが好ましく、コンクリートでは３．０容積％以下が好ましい。
【００２８】
本発明の混和材の添加方法は特に制限されない。モルタル又はコンクリートの練り混ぜ時に、シリカフュームと２０μｍ以下に分級したフライアッシュを混合したものを添加しても良いし、更に石こうを混合して添加しても良い。また、それぞれの成分を別々に用意してミキサに他のモルタル又はコンクリート材料と一緒に添加してもよい。練り混ぜ方法も特別な限定はなく、通常行われている練混ぜ方法で良い。また、金属繊維の添加方法も特に制限はないが、モルタル又はコンクリートを練り混ぜてからさらにミキサの撹拌を継続しながらその中に添加する方法がファイバーボールを生成させ難いので好ましい。
【００２９】
また、本発明のモルタル及びコンクリートの養生方法にも制限はなく、標準養生も、蒸気養生も、オートクレーブ養生も可能である。
【００３０】
以下、本発明を実施例にて詳細に説明するが、これらに限られるものではない。
実施例で使用する材料と試験項目とその方法を以下にまとめて示す。
【００３１】
＜使用材料＞
（１）セメント(Cと略す)：電気化学工業(株)社製  高炉セメントＢ種、密度3.00g/cm3
（２）砂(Sと略す)      ：新潟県姫川産川砂(5mm下)、密度2.62g/cm3
（３）砕石(Gと略す)    ：新潟県姫川産砕石(13〜5mm)、密度2.64g/cm3
（４）シリカフューム    ：ロシア産、顆粒状にしたもの(SFと略す)、密度2.44g/cm3
（５）フライアッシュ    ：四国電力（株）社製  20μｍ以下に分級したものと10μｍ以下に分級したもの、及び分級しないフライアッシュ(FA20，FA10，FAと略す)、密度2.44g/cm3
（６）石膏：不溶性無水石膏(天然産、密度2.82g/cm3、II-CSと略す)と工業用二水石膏粉末(密度2.30g/cm3 )
（７）金属繊維：東京製綱（株）社製、「ダイパック」鉄製、径0.9mm×厚さ0.34mm×長さ30mmのスチールファイバー(SW)、密度8.00g/cm3
（８）減水剤：高性能ＡＥ減水剤（WRA）、グレースケミカルズ（株）社製「ダーレックススーパー1000N」
【００３２】
＜試験項目とその方法＞
（１）モルタルフローの測定
JIS R 5201に準じ、抜き上げたときのフロー値を測定した。
（２）モルタル強度の測定方法
曲げ強度はJIS R 5201に準じ、圧縮強度はφ5×10ｃｍの型枠に成形したものを用いた。
（３）コンクリートフローの測定（ＳＬ）
JIS A 1101に準じ、抜き上げたときのコンクリートの横の広がりを測定した。
（４）コンクリートの曲げ強度と圧縮強度の測定
JIS A 1132、JIS A 1106 、JIS A 1132及びJIS A 1108に準じた。
曲げ強度は10×10×40cmに成形したもの、圧縮強度はφ10×20cmに成形したものを用いて測定した。曲げタフネスは曲げ強度の測定時に実施し、土木学会基準ＪＳＣＥ−Ｇ５５２・１９９９に準じて測定した。
（５）曲げモーメントの測定
曲げモーメントは試験体１の曲げ試験により求めた。曲げ試験の方法を図１に示す（寸法の単位はｃｍ）。
大型曲げ試験機の両端の近くを下部載荷支点２とし、長さ３ｍの試験体１を水平に載せた。なお、試験体１の下部載荷支点２のスパンＬは２５０ｃｍにした。次いで、スパンlを５０ｃｍにした２点を上部載荷点３とし、試験体中央部にセットした。その後、上部載荷点に荷重を加え、試験体が破壊した時点の荷重を最大荷重Ｐとした。
曲げモーメントＭは、Ｍ＝（Ｐ／２）×（（Ｌ−l）／２）の式により算出した。
【００３３】
なお、モルタル又はコンクリートの練り混ぜは、オムニミキサーを使用し、セメント、混和材の各成分、細骨材、粗骨材を３０秒間空練りした後、水に減水剤を溶解した練り混ぜ水を添加して３分間で練り混ぜた。金属繊維（スチールファイバー）を添加する場合はモルタルまたはコンクリートを３分間練り混ぜた後、撹拌を止めないで少しずつスチールファイバーを添加してから、さらに３分間練り混ぜた。
【実施例１】
【００３４】
セメント１００質量部、砂１００質量部、シリカフュームとフライアッシュの配合率と添加量を任意に変えて、水２０質量部に高性能ＡＥ減水剤（WRA）３質量部を溶解した練り混ぜ水を結合材（セメント、又はセメント＋シリカフューム及び／又はフライアッシュ）に対して２０質量部添加して練り混ぜたモルタルのフロー値と、成形した供試体を前置き時間８時間、昇温速度２０℃／ｈｒで８０℃まで上げて、そのまま５時間保持してから蒸気バルブを止めて翌日まで蒸気養生槽中で徐冷し、材齢１日の曲げと圧縮強度を測定した結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0004620555.tif 000002
【００３６】
表１より、モルタルの場合、無混和の実験No.1-1に対して、比較例のシリカフュームのみを添加したNo.1-2ではフロー値が大きく、圧縮強度および曲げ強度を増加させるが、圧縮強度に対する曲げ強度の比率は低下することが分かる。また、比較例の分級したフライアッシュのみを添加したNo.1-14でもフロー値の向上は認められるが、圧縮強度および曲げ強度は殆ど増加しない。
これに対して、本発明例の実験No.1-3〜No.1-13、No.1-25〜No.1-29に示されるようにシリカフュームと分級したフライアッシュの配合割合を変えることによってフロー値はより大きく、圧縮強度はシリカフュームの割合が少なくなるほど順次低下するが曲げ強度の増加が著しく、圧縮強度に対する曲げ強度の比率も大きくなることが示される。そして、その割合はシリカフューム／分級フライアッシュの比率で９５／５〜１０／９０であり、好ましくは９０／１０〜２０／８０であり、より好ましくは８０／２０〜３０／７０であることが示される。
また、本混和材はその添加量を多くしていくとフロー値も曲げ強度および圧縮強度も増加していくが、曲げ強度は３質量部から増加し、さらに３５質量部以上ではフロー値、曲げ強度、圧縮強度共に頭打ちとなり、経済性も考慮に入れると３０質量部以下、より好ましくは２５質量部以下である（No.1-15〜No.1-24）。
さらに、２０μｍ以下、１０μｍ以下に分級したフライアッシュを使用した本発明例の実験No.1-7、No.1-27と分級しないフライアッシュを使用した比較例の実験No.1-30とを対比すると、同じ配合割合、添加量であるにもかかわらず、実験No.1-7、No.1-27では、曲げ強度の増加が顕著であり、圧縮強度に対する曲げ強度の比率が高くなるのに対し、実験No.1-30では、曲げ強度の増加は小さく、圧縮強度に対する曲げ強度の比率は、無混和のものと殆ど変わらないことから、２０μｍ以下に分級したフライアッシュを特定割合で使用することにより効果があることが分かる。
【実施例２】
【００３７】
実施例１の実験No.1-1、No.1-7に石膏の種類と添加量を変えて、実施例１と同様の実験を行った。その結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
0004620555.tif 000003
【００３９】
シリカフューム及びフライアッシュ無混和の実験No.1-1に石膏を添加した比較例の実験No.2-1では、曲げ強度、圧縮強度は大きく増加せず、圧縮強度に対する曲げ強度の比率は殆ど変わらない。
これに対して、シリカフュームと分級したフライアッシュを混和した実験No.1-7に石膏を添加すると、添加量が０．５％から曲げ強度、圧縮強度が増加し、添加量を増やしていくと、１０％程度までは、曲げ強度、圧縮強度が増加すると共に、圧縮強度に対する曲げ強度の比率もやや高くなる（No.2-2〜No.2-9）。１２％を超えると、フロー値が低下し、曲げ強度、圧縮強度共に頭打ちとなる（No.2-10）ので、石膏の添加量は、０．５〜１０％が好ましく、１〜８％がより好ましい。
【実施例３】
【００４０】
実施例１の実験No.1-8のモルタルにスチールファイバー（SW）を外割で添加し、実施例１と同様の実験を行った。その結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】
0004620555.tif 000004
【００４２】
表３より、モルタルにスチールファイバーを添加すると１．５容積％から曲げ強度が増加し、添加量を多くしていくと曲げ強度も順次高くなり、５．０容積％で頭打ちとなることが分かる。したがって、スチールファイバーの添加量は、１．５〜５．０容積％が好ましい。
【実施例４】
【００４３】
単位粗骨材量９００ｋｇ／ｍ3、空気量２．５％として，残りを実施例１および実施例２のモルタルを配合して全体を１ｍ3としたコンクリートを練り上げ，標準養生９１日の圧縮強度および曲げ強度を測定した。その結果を表４に示す。
【００４４】
【表４】
0004620555.tif 000005
【００４５】
表４より、コンクリートの場合は、シリカフューム及びフライアッシュ無混和の実験No.4-1に対して、比較例のシリカフュームのみを添加したNo.4-2では、圧縮強度は増加するが、曲げ強度は殆ど増加せず、圧縮強度に対する曲げ強度の比率は低下することが分かる。また、比較例の分級したフライアッシュのみを添加したNo.4-14でも、曲げ強度は殆ど増加せず、圧縮強度に対する曲げ強度の比率は低下する。
これに対して、本発明例の実験No.4-3〜No.4-13に示されるようにシリカフュームと分級したフライアッシュの配合割合を変えることによって圧縮強度はシリカフュームの割合が少なくなるほど順次低下するが曲げ強度の増加が著しく、圧縮強度に対する曲げ強度の比率も大きくなることが示される。そして、その割合はシリカフューム／分級フライアッシュの比率で９５／５〜１０／９０であり、好ましくは９０／１０〜２０／８０であり、より好ましくは８０：２０〜３０：７０であることが示される。
さらに、シリカフュームと分級したフライアッシュと共に石膏を添加した本発明例の実験No.4-15〜No.4-22の場合には、曲げ強度、圧縮強度が増加すると共に、圧縮強度に対する曲げ強度の比率がさらに高くなることが示される。
【実施例５】
【００４６】
実施例４の実験No.4-8のコンクリートにスチールファイバー（SW）を添加し、蒸気養生後材齢１日の曲げ強度試験を実施した。その結果を表５に示す。
【００４７】
【表５】
0004620555.tif 000006
【００４８】
表５より、コンクリートにスチールファイバーを添加すると１．０容積％から曲げ強度が増加し、添加量を多くしていくと曲げ強度も順次高くなり、３．５容積％で頭打ちとなることが分かる。したがって、スチールファイバーの添加量は、１．０〜３．５容積％が好ましい。
【実施例６】
【００４９】
実施例１〜５とは異なる条件で、コンクリートおよびモルタルからなる硬化体を作製した。セメント、水、細骨材、粗骨材、混和材の各成分、減水剤、スチールファイバー（SW）の配合を表６に示す。
【００５０】
【表６】
0004620555.tif 000007
【００５１】
練り上がったコンクリート、モルタルの養生は前置き時間８時間、昇温速度２０℃／時間で８０℃まで上げて、そのまま５時間保持してから蒸気バルブを止めて翌日まで蒸気養生槽中で徐冷した。
各配合Ｎｏ．のスランプフロー、圧縮強度、曲げ強度、曲げタフネスの結果を表７に示す。
【００５２】
【表７】
0004620555.tif 000008
【００５３】
表７より、本発明の配合Ｎｏ．２のコンクリート、配合Ｎｏ．７のモルタルは、比較例の配合Ｎｏ．１、３〜５のコンクリート、配合Ｎｏ．６、８〜１０のモルタルと比較して、圧縮強度、曲げ強度が高いが、特に曲げ強度の向上、曲げタフネスの向上が著しいことが分かる。
【実施例７】
【００５４】
実施例７では、柱状体として、コンクリートからなる柱部材を製造した。
表６の配合Ｎｏ．１〜５のコンクリートを、長さ３ｍ、幅０．３ｍ、高さ０．３ｍの型枠内に流し込んだこと以外は、実施例６と同様に練り混ぜ、養生し、柱部材を作製した。養生後大型曲げ試験機のスパン２５０ｃｍ下部載荷支点に柱部材を載せ、スパン５０ｃｍ上部載荷点を試験体中央部にセットし、曲げ試験を実施した。その結果を表８に示す。
【００５５】
【表８】
0004620555.tif 000009
【００５６】
表８より、曲げモーメントは配合Ｎｏ．２が最も大きいので、本発明の成形体（コンクリートからなる柱状体）が最も耐震性に優れるといえる。
【実施例８】
【００５７】
実施例８では、柱状体として、モルタルからなる柱部材を製造した。
表６の配合Ｎｏ．６〜１０のモルタルを、長さ３ｍ、幅０．３ｍ、高さ０．３ｍの型枠内に流し込んだこと以外は、実施例６と同様に練り混ぜ、養生し、柱部材を作製した。養生後大型曲げ試験機のスパン２５０ｃｍ下部載荷支点に柱部材を載せ、スパン５０ｃｍ上部載荷点を試験体中央部にセットし、曲げ試験を実施した。その結果を表９に示す。
【００５８】
【表９】
0004620555.tif 000010
【００５９】
表９より、曲げモーメントは配合Ｎｏ．７が最も大きいので、本発明の成形体（モルタルからなる柱状体）が最も耐震性に優れるといえる。
【実施例９】
【００６０】
実施例９では、板状体として、コンクリートからなる曲げ部材を製造した。
表６の配合Ｎｏ．１〜５のコンクリートを、長さ３ｍ、幅１．２ｍ、高さ０．１５ｍの型枠内に流し込んだこと以外は、実施例６と同様に練り混ぜ、養生し、曲げ部材を作製した。養生後大型曲げ試験機のスパン２５０ｃｍ下部載荷支点に曲げ部材を載せ、スパン５０ｃｍ上部載荷点を試験体中央部にセットし、曲げ試験を実施した。その結果を表１０に示す。
【００６１】
【表１０】
0004620555.tif 000011
【００６２】
表１０より、曲げモーメントは配合Ｎｏ．２が最も大きいので、本発明の成形体（コンクリートからなる板状体）が最も耐震性に優れるといえる。
【実施例１０】
【００６３】
実施例１０では、板状体として、モルタルからなる曲げ部材を製造した。
表６の配合Ｎｏ．６〜１０のモルタルを、長さ３ｍ、幅１．２ｍ、高さ０．１５ｍの型枠内に流し込んだこと以外は、実施例６と同様に練り混ぜ、養生し、曲げ部材を作製した。養生後大型曲げ試験機のスパン２５０ｃｍ下部載荷支点に曲げ部材を載せ、スパン５０ｃｍ上部載荷点を試験体中央部にセットし、曲げ試験を実施した。その結果を表１１に示す。
【００６４】
【表１１】
0004620555.tif 000012
【００６５】
表１１より、曲げモーメントは配合Ｎｏ．７が最も大きいので、本発明の成形体（モルタルからなる板状体）が最も耐震性に優れるといえる。
【実施例１１】
【００６６】
実施例１１では、梁、桁として、コンクリートからなる曲げ部材を製造した。
表６の配合Ｎｏ．１〜５のコンクリートを、長さ３ｍ、幅０．２２ｍ、高さ０．３５ｍの型枠内に流し込んだこと以外は、実施例６と同様に練り混ぜ、養生し、曲げ部材を作製した。養生後大型曲げ試験機のスパン２５０ｃｍ下部載荷支点に曲げ部材を載せ、スパン５０ｃｍ上部載荷点を試験体中央部にセットし、曲げ試験を実施した。その結果を表１２に示す。
【００６７】
【表１２】
0004620555.tif 000013
【００６８】
表１２より、曲げモーメントは配合Ｎｏ．２が最も大きいので、本発明の成形体（コンクリートからなる梁、桁）が最も耐震性に優れるといえる。
【実施例１２】
【００６９】
実施例１２では、梁、桁として、モルタルからなる曲げ部材を製造した。
表６の配合Ｎｏ．６〜１０のモルタルを、長さ３ｍ、幅０．２２ｍ、高さ０．３５ｍの型枠内に流し込んだこと以外は、実施例６と同様に練り混ぜ、養生し、曲げ部材を作製た。養生後大型曲げ試験機のスパン２５０ｃｍ下部載荷支点に曲げ部材を載せ、スパン５０ｃｍ上部載荷点を試験体中央部にセットし、曲げ試験を実施した。その結果を上記の表１３に示す。
【００７０】
【表１３】
0004620555.tif 000014
【００７１】
表１３より、曲げモーメントは配合Ｎｏ．７が最も大きいので、本発明の成形体（モルタルからなる梁、桁）が最も耐震性に優れるといえる。
【００７２】
以上のように、本発明のモルタル又はコンクリートからなる曲げモーメントを受ける成形体は、曲げ強度が顕著に大きく、圧縮強度に対する曲げ強度の比率が高く、曲げモーメント値が大きいから、柱状体、板状体、梁、桁、耐震壁、擁壁、セグメント等として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】モルタル又はコンクリートからなる成形体の曲げ試験の方法を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  試験体
２  下部載荷支点
３  上部載荷点
【図１】
0004620555.tif 000015