(57)【要約】【課題】十分な圧縮強度および凍結融解抵抗性能が得られるとともに、石灰石骨材や石灰系膨張材を使用しなくても乾燥収縮が生じにくく、乾燥収縮ひび割れの発生が適切に抑えられる低収縮コンクリートを提供する。【解決手段】静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上である鉄鋼スラグ粗骨材（A）、好ましくは、さらに粒形判定実績率が６２％以上である鉄鋼スラグ粗骨材（A）を含む。粗骨材自体の静弾性係数を高くすることで、コンクリートの収縮に対して物理的な抵抗力が向上する。さらに、静弾性係数が高い鉄鋼スラグ粗骨材の粒形判定実績率を高くすると、骨材どうしの架橋作用によりセメントペーストの乾燥収縮に抵抗でき、静弾性係数が高いことによる効果が得られやすくなるため、コンクリートの乾燥収縮をより効果的に抑制することができる。【選択図】図２
2016026988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材（A）を含むことを特徴とする低収縮コンクリート。
【請求項２】
鉄鋼スラグ粗骨材（A）の粒形判定実績率が６２％以上であることを特徴とする請求項１に記載の低収縮コンクリート。
【請求項３】
鉄鋼スラグ粗骨材（A）の吸水率が１％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の低収縮コンクリート。
【請求項４】
鉄鋼スラグ粗骨材（A）の静弾性係数が８７ｋＮ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の低収縮コンクリート。
【請求項５】
鉄鋼スラグ粗骨材（A）が、開放型の鋳型に溶融した鉄鋼スラグを流し込んで空冷することにより２０〜４０ｍｍの厚さの板状に凝固させた後、破砕して得られたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の低収縮コンクリート。
【請求項６】
鉄鋼スラグ粗骨材（A）を構成する鉄鋼スラグが高炉スラグであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の低収縮コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般土木建築物などに用いられるコンクリートであって、特に乾燥収縮が少ない低収縮コンクリートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木建築物に使用されるコンクリートには、ひび割れ防止のために乾燥収縮率が小さいことが求められる。コンクリートの乾燥収縮を低減するための技術として、例えば、特許文献１には、普通ポルトランドセメントと、石灰石を主体とした骨材と、中性能または高性能ＡＥ減水剤と、石灰系膨張材とを含み、水セメント比を４０〜５０％としたコンクリート材料であって、好ましくは、骨材が重量混合率１００％の石灰石砕石の粗骨材を含み、さらに、この石灰石砕石の粗骨材に加え、細骨材重量に対して重量混合率３０〜１００％の石灰石細砂を含むコンクリート材料が示されており、この技術によれば、圧縮強度や凍結融解抵抗性に悪影響を及ぼす収縮低減剤を添加することなく、低収縮のコンクリートを実現できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術には、次のような問題がある。
（i）セメント、水、骨材および混和剤で構成される通常のコンクリートに対して、材料として石灰系膨張材が余分に必要であるため、材料コストが増加するだけでなく、材料保管用のサイロが別途必要となり、経済性が損なわれる。また、通常の工程に、別途、石灰系膨張材を添加する工程を追加する必要があるため、コンクリート製造における作業性や環境衛生が損なわれる。
（ii）石灰石骨材の入手が困難な場合があり、また、石灰石骨材ではコンクリートの乾燥収縮の低減効果が十分に得られない場合もある。
【０００５】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、十分な圧縮強度および凍結融解抵抗性能が得られるとともに、石灰石骨材や石灰系膨張材を使用しなくても乾燥収縮が生じにくく、乾燥収縮ひび割れの発生が適切に抑えられる低収縮コンクリートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために、コンクリートに配合する粗骨材に着目し、乾燥収縮の抑制に最適な粗骨材を見出すべく検討を重ねた結果、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上、好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材、特に好ましくは、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上（好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上）でかつ粒形判定実績率が６２％以上の鉄鋼スラグ粗骨材を用いることにより、圧縮強度および凍結融解抵抗性能を確保しつつ、乾燥収縮を効果的に抑制でき、石灰石骨材を使用した場合と同等またはそれ以上の低収縮性能が得られることを見出した。
【０００７】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材（A）を含むことを特徴とする低収縮コンクリート。
［2］上記［1］の低収縮コンクリートにおいて、鉄鋼スラグ粗骨材（A）の粒形判定実績率が６２％以上であることを特徴とする低収縮コンクリート。
［3］上記［1］または［2］の低収縮コンクリートにおいて、鉄鋼スラグ粗骨材（A）の吸水率が１％以下であることを特徴とする低収縮コンクリート。
【０００８】
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの低収縮コンクリートにおいて、鉄鋼スラグ粗骨材（A）の静弾性係数が８７ｋＮ／ｍｍ２以上であることを特徴とする低収縮コンクリート。
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの低収縮コンクリートにおいて、鉄鋼スラグ粗骨材（A）が、開放型の鋳型に溶融した鉄鋼スラグを流し込んで空冷することにより２０〜４０ｍｍの厚さの板状に凝固させた後、破砕して得られたものであることを特徴とする低収縮コンクリート。
［6］上記［1］〜［5］のいずれかの低収縮コンクリートにおいて、鉄鋼スラグ粗骨材（A）を構成する鉄鋼スラグが高炉スラグであることを特徴とする低収縮コンクリート。
【０００９】
ここで、本発明では、鉄鋼スラグ粗骨材（A）から無作為に３個の粒を採取し、これらの各粒から１：１：２（軸方向）の大きさの直方体を切り出して試験体とし、これら試験体の静弾性係数をＪＩＳ  Ａ５００３（１９９５）の圧縮強さに関する試験法に準拠して測定し、それらの平均値をもって鉄鋼スラグ粗骨材（A）の静弾性係数とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の低収縮コンクリートは、十分な圧縮強度および凍結融解抵抗性能を有するとともに、石灰石骨材を使用した場合と同等またはそれ以上の低収縮性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１で使用した細骨材の粒度分布を示すグラフ
【図２】実施例１における硬化後のコンクリートの乾燥収縮率の測定結果を示すもので、図２（a）は材齢による長さ変化率の推移を示すグラフ、図２（b）は材齢による質量変化率の推移を示すグラフ
【図３】実施例１における硬化後のコンクリートの圧縮強度の測定結果を示すもので、材齢による圧縮強度の推移を示すグラフ
【図４】実施例１における硬化後のコンクリートの凍結融解抵抗性能試験の測定結果を示すもので、図４（a）は凍結融解サイクル数と相対動弾性係数との関係を示すグラフ、図４（b）は凍結融解サイクル数と質量減少率との関係を示すグラフ
【図５】実施例２で使用した細骨材の粒度分布を示すグラフ
【図６】実施例２における硬化後のコンクリートの乾燥収縮率の測定結果を示すもので、図６（a）は材齢による長さ変化率の推移を示すグラフ、図６（b）は材齢による質量変化率の推移を示すグラフ
【図７】実施例２における硬化後のコンクリートの圧縮強度の測定結果を示すもので、材齢による圧縮強度の推移を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
低収縮コンクリートを実現するために、混和剤として収縮低減剤を用いる方法が考えられる。しかしながら、収縮低減剤は、コンクリートの圧縮強度や凍結融解抵抗性能を低下させるため、低収縮で高耐久なコンクリートには適さないことが知られている（特許文献１）。
コンクリートが乾燥し収縮しようとする際、コンクリート中に内在する骨材が抵抗する。しかし、従来の高炉徐冷スラグ粗骨材を使用した場合、収縮に対する抵抗力が十分に得られないため乾燥収縮を抑制することができず、石灰石砕石を使用した場合と同等またはそれ以下の乾燥収縮率であって、かつ所定の圧縮強度と凍結融解抵抗性能を満足する良質なコンクリートを実現できなかった。
【００１３】
そこで、乾燥収縮を抑制することで低収縮コンクリートを実現できるスラグ粗骨材について検討した結果、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上、好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材、特に好ましくは、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上（好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上）で、かつ粒形判定実績率が６２％以上の鉄鋼スラグ粗骨材を使用することにより、コンクリートの乾燥収縮を効果的に抑制でき、石灰石砕石を使用した場合と同等またはそれ以下の乾燥収縮率であって、かつ所定の圧縮強度と凍結融解抵抗性能を満足する低収縮コンクリートが得られることを見出した。
【００１４】
このため本発明の低収縮コンクリートは、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上、好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材（A）を含み、特に好ましくは粗骨材の１００質量％を静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上（好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上）の鉄鋼スラグ粗骨材（A）とする。
静弾性係数（ヤング係数）は、静的な力を与えたときの物質の変形量を示す指標であり、静弾性係数が大きいほど物質の変形量は小さくなる。したがって、粗骨材自体の静弾性係数を高くすることで、コンクリートの収縮に対して物理的な抵抗力が向上する。本発明で使用する上記鉄鋼スラグ粗骨材（A）の静弾性係数は、硬質砂岩砕石よりも高く、また石灰石砕石と同等かそれ以上であり、このため収縮に対する抵抗力が硬質砂岩砕石よりも大きく、また石灰石砕石と同等かそれ以上である。
【００１５】
鉄鋼スラグとは、鉄鋼製造プロセスで発生するスラグである。鉄鋼スラグとしては、高炉スラグ、製鋼スラグ（転炉脱炭スラグ、溶銑予備処理スラグ、電気炉スラグ、二次精錬スラグ、造塊スラグなど）、溶融還元スラグなどが挙げられ、これらの１種以上を用いることができるが、このなかでも高炉スラグが特に好ましい。
【００１６】
溶融した鉄鋼スラグの凝固速度をコントロールすることで、硬く気孔の少ない緻密な凝固スラグを得ることができ、このような凝固スラグを破砕することにより、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上（好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上）の鉄鋼スラグ粗骨材（A）を得ることができる。具体的には、開放型の金属製の鋳型に溶融した鉄鋼スラグを流し込んで空冷することにより２０〜４０ｍｍ程度の厚さの板状に凝固させた後、破砕処理（破砕後の分級を含む）して粗骨材を得るが、その際、鋳型の構造（形状、厚さなど）、鋳型温度、溶融スラグ温度などに応じてスラグの凝固厚などを調整し、凝固速度（冷却速度）を最適化することにより、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上（好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上）の鉄鋼スラグ粗骨材（A）を得ることができる。なお、凝固スラグの厚さを２０ｍｍ以上とするのは、凝固スラグの厚さが２０ｍｍ未満では、ＪＩＳ  Ａ５０１１−１（２０１３）に規定する高炉スラグ粗骨材２００５の粒度範囲とするのが難しいからである。また、凝固スラグの厚さを４０ｍｍ程度までとするのは、凝固スラグの厚さが４０ｍｍ程度を超えると凝固スラグ中の気孔が多くなり、緻密さを損なうからである。
【００１７】
また、鋳型に溶融した鉄鋼スラグを流し込むに当たっては、鋳型の変形防止のために、鋳型の上下両面に冷媒（冷却水、冷却ミスト、冷却ガスなど）を噴射して冷却し、鋳型背面を３００℃以下の温度とし、この状態で溶融スラグを流し込むことが好ましい。
鋳型による溶融スラグの鋳込み装置は、定置された複数の鋳型を備える装置、複数の鋳型が周回（循環移動）する装置などのいずれでもよく、鋳型が周回（循環移動）する装置の場合には、鋳型の１回の周回のなかで、鋳型への溶融スラグの流し込み、鋳型中のスラグの空冷（凝固）、鋳型からのスラグの取り出し（鋳型の反転）、鋳型の冷却（冷媒の吹付け）が順次行われる。
鋳型で凝固したスラグを、例えば、鋳型を反転させることにより鋳型から取り出し、これを破砕装置（例えば、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャーなど）で破砕し、さらに篩装置で分級する。これにより、例えば、ＪＩＳ  Ａ５０１１−１（２０１３）に規定する高炉スラグ粗骨材２００５の粒度範囲（２０〜５ｍｍ）の粗骨材を得る。
【００１８】
また、本発明で使用する静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上、好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材（A）は、粒形判定実績率が６２％以上であることが好ましい。粒形判定実績率は、砕石・砕砂の粒形の良否を評価する指標であり、高いほど良い粒形となり、同じ容積に充填できる砕石・砕砂の量が増える。ここで、粒形判定実績率は、ＪＩＳ  Ａ５００５（２００９）に規定される「粒形判定実績率試験」で測定されるものである。
【００１９】
本発明で使用する静弾性係数が高い鉄鋼スラグ粗骨材（A）は、単位容積質量が大きいほど、粗骨材自身の乾燥収縮およびセメントペーストの乾燥収縮に抵抗でき、その結果、コンクリートの乾燥収縮量が低減できる。ここで、コンクリート中の粗骨材の単位容積質量を増加させるには、粒形判定実績率を高くすればよい。すなわち、静弾性係数が高い高炉スラグ粗骨材の粒形判定実績率を高くすると、骨材どうしの架橋作用によりセメントペーストの乾燥収縮に抵抗でき、静弾性係数が高いことによる効果が得られやすくなる。このため、コンクリートの乾燥収縮をより効果的に抑制することができる。また、コンクリート中の粗骨材の単位容積質量を増加させる（粒形判定実績率を高くする）ことにより、コンクリートの硬化後、乾燥収縮に大きく影響するセメントペースト量を減らすことができ、この点も乾燥収縮の抑制に寄与する。
【００２０】
粒形判定実績率が６２％以上の鉄鋼スラグ粗骨材は、粒形判定実績率が高くなるような破砕方法を採ること、或いは破砕後のスラグを粒形調整することで得ることができる。粒形判定実績率が高くなるような破砕方法としては、例えば、インパクトクラッシャーにより衝撃破砕し、細長い石や扁平な石を極力減らす方法がある。また、粒形調整の方法としては、例えば、（i）骨材をドラムの中で転がし、落下させることで、骨材の角を広角にする方法、（ii）骨材を摩砕機（ロッドミル、ボールミルなど）により研磨する方法、（iii）骨材どうしを衝突させることにより骨材の稜角を削る方法、（iv）骨材から扁平または細長い形状ものを除去する方法、などを用いることができる。また、上記（iv）の方法としては、撮影画像から各粗骨材の長さ、幅、厚さの相互比を算定し、自動的に扁平または細長い形状ものを除去する方法がある。
【００２１】
また、本発明で使用する静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上、好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材（A）は、吸水率が１％以下であることが好ましく、これによりコンクリートの水分管理を向上させ（天然粗骨材レベルの水分管理ができる）、乾燥で逸散する水分量を低減することができるとともに、乾燥収縮に悪影響を及ぼす混和剤の量を低減することができる。天然粗骨材の吸水率は概ね１％以下である。吸水率が高いと、フレッシュコンクリートの施工性が損なわれ、これを回避するために混和剤を多量に添加したり、或いは水量を増量する必要があり、その結果、乾燥収縮量が大きくなる。したがって、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上、好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材（A）の吸水率を１％以下とすることにより、乾燥収縮をより効果的に抑制することができる。
【００２２】
上述したように高炉スラグの凝固速度をコントロールすることで、気孔の少ない緻密な凝固スラグを得ることができ、このような凝固スラグを破砕することにより、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上、好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上で、かつ吸水率が１％以下の鉄鋼スラグ粗骨材（A）を得ることができる。具体的な方法は、上述したとおりである。
鉄鋼スラグ粗骨材の吸水率は、ＪＩＳ  Ａ１１１０（２００６）に規定される試験方法で測定されるものである。
【００２３】
本発明の低収縮コンクリートは、通常、セメントと粗骨材と細骨材と水を主材として調製され、粗骨材として、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上、好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上の鉄鋼スラグ粗骨材（A）、特に好ましくは静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上（好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上）でかつ粒形判定実績率が６２％以上の鉄鋼スラグ粗骨材（A）を含む。
粗骨材は、静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上（好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上）の鉄鋼スラグ粗骨材（A）以外の粗骨材（例えば、石灰石砕石、硬質砂岩砕石などの天然粗骨材）を併用してもよいが、好ましくは粗骨材の１００質量％を静弾性係数が７２ｋＮ／ｍｍ２以上（好ましくは８７ｋＮ／ｍｍ２以上）の鉄鋼スラグ粗骨材（A）とする。
【００２４】
セメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント；高炉セメント、フライアッシュセメントなどの混合セメント；アルミナセメントなどの特殊セメント、などのいずれを用いてもよいが、特にポルトランドセメントが好ましい。
細骨材としては、天然砂（ＪＩＳ  Ａ５００５（２００９）で規定する天然の標準砂）、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、銅スラグ細骨材、人工軽量細骨材などの１種以上を用いることができる。
水としては、通常、真水または海水を用いる。
【００２５】
コンクリートには、さらに、混和材、混和剤を添加してもよい。
混和材としては、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ微粉末などが挙げられ、これらの１種以上を添加することができる。また、混和剤としては、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、急結剤、硬化促進剤、遅延剤、防錆剤、起泡剤、発泡剤、空気量調整剤などが挙げられ、これらの１種以上を添加することができる。
セメントと粗骨材と細骨材と水を主材とし、必要に応じて混和材、混和剤を添加したものを混合して混練物を得る。混練物の水セメント比に特別な制限はないが、通常、３５％〜６５％程度が好ましい。
【実施例】
【００２６】
［実施例１］
下記（1）〜（3）のコンクリート（混練物）を調製した。
（1）静弾性係数８７ｋＮ／ｍｍ２、粒形判定実績率６２％、吸水率０．６％の鉄鋼スラグ粗骨材を用いたコンクリート（本発明例）
（2）静弾性係数７３ｋＮ／ｍｍ２、粒形判定実績率７２％、吸水率０．４％の石灰石砕石（粗骨材）を用いたコンクリート（比較例）
（3）静弾性係数５３ｋＮ／ｍｍ２、粒形判定実績率６２％、吸水率０．６％の硬質砂岩砕石（粗骨材）を用いたコンクリート（比較例）
本発明例で使用した鉄鋼スラグ粗骨材は、開放型の鋳型に溶融した高炉スラグを流し込んで空冷することにより平均厚さが約２５ｍｍの板状に凝固させた後、これをインパクトクラッシャーにより破砕し、次いで、呼び径５ｍｍ刻みの篩装置で分級した後、鋼製ドラム内で転がし落下させることで粒形調整することにより得られた。
【００２７】
各粗骨材の静弾性係数は、次のようにして求めた。粗骨材から無作為に３個の粒を採取し、これらの各粒から１：１：２（軸方向）の大きさの直方体を切り出して試験体とし、これら試験体の静弾性係数をＪＩＳ  Ａ５００３（１９９５）の圧縮強さに関する試験法に準拠して測定し、それらの平均値（小数点以下四捨五入）をもって粗骨材の静弾性係数とした。このようにして求めた各粗骨材の静弾性係数を表１に示す。
各粗骨材の粒形判定実績率と吸水率は、さきに述べた方法で測定した。
なお、以下に示す表および図に記載の「鉄鋼スラグ粗骨材」、「鉄鋼スラグ」とは、本発明で使用する鉄鋼スラグ粗骨材（A）のことである。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
本実施例（本発明例、比較例）の基本的なコンクリート配合条件を表２に示す。単位水量を１７０ｋｇ／ｍ３、水セメント比を５５％とし、混和剤量を調整することで、スランプ１８ｃｍ、空気量４．５％のＡＥコンクリートとした。
本発明例および比較例のコンクリートの個別の配合条件を表３に、使用した細骨材の物性値を表４に、同じく粒度分布を図１に、使用した粗骨材の物性値を表５に、それぞれ示す。
各粗骨材は、いずれもＪＩＳ  Ａ５０１１（２０１３）で規定する高炉スラグ粗骨材２００５の基準内の粒度分布とした。また、細骨材率は４７．２％とした。
セメントは密度３．１５ｇ／ｃｍ３の普通ポルトランドセメントを、細骨材は静岡県大井川水系陸砂を、練混ぜ水は上水道水を、混和剤はＢＡＳＦジャパン（株）製のＡＥ減水剤標準形「マスターポリヒード１５Ｌ（Ｘ２）」とＡＥ剤（空気量調整剤）「マスターエア３０３Ａ」を、それぞれ使用した。
【００３０】
【表２】
2016026988.tif 000004
【００３１】
【表３】
2016026988.tif 000005
【００３２】
【表４】
2016026988.tif 000006
【００３３】
【表５】
2016026988.tif 000007
【００３４】
硬化後の各コンクリートの乾燥収縮率の測定結果を表６、表７と図２に示す。乾燥収縮率の測定は、ＪＩＳ  Ａ１１２９−３（２０１０）「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法−第３部：ダイヤルゲージ方法」に準拠して実施した。すなわち、表６と図２（ａ）の長さ変化率の測定および表７と図２（ｂ）の質量変化率の測定は、材齢毎に１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍのコンクリート試験体各３体に対して実施した。図２（ａ）には３体のコンクリート試験体の長さ変化率の平均値を、図２（ｂ）には３体のコンクリート試験体の質量変化率の平均値を、それぞれ示している。
【００３５】
表６、表７と図２によれば、特定の鉄鋼スラグ粗骨材を用いた本発明例のコンクリートは、石灰石砕石や硬質砂岩砕石を用いた比較例のコンクリートに較べて乾燥収縮率が小さいことが判る。
また、粗骨材の静弾性係数は、鉄鋼スラグ粗骨材（本発明例）＞石灰石砕石＞硬質砂岩砕石であるが、この静弾性係数の大小の順番は、これらを用いたコンクリートの乾燥収縮量の大小の順番と一致しており、粗骨材の静弾性係数がコンクリートの乾燥収縮の低減に寄与していることが裏付けられる。
【００３６】
なお、本実施例ではコンクリートの配合条件を単位水量１７０ｋｇ／ｍ３、水セメント比５５％としているが、使用材料が同じとなる水セメント比３５％以上の範囲においては、効果の大小はあるものの、高静弾性係数の鉄鋼スラグ粗骨材が収縮に抵抗するという原理からして、そのような鉄鋼スラグ粗骨材を用いた本発明例のコンクリートが、石灰石砕石を用いるコンクリートと同等またはそれ以上の低収縮性能が得られることは容易に理解できる。
【００３７】
【表６】
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【００３８】
【表７】
2016026988.tif 000009
【００３９】
硬化後の各コンクリートの圧縮強度の測定結果を表８と図３に示す。圧縮強度の測定は、ＪＩＳ  Ａ１１０８（２００６）に準拠し、材齢毎に直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍのコンクリート試験体各３体に対し実施した。図３には３体の圧縮強度の平均値を示している。
表８と図３によれば、各コンクリートの圧縮強度は、材齢７日で２９．０〜３０．８Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日で３８．３〜４１．２Ｎ／ｍｍ２、材齢９１日で４５．４〜４８．１Ｎ／ｍｍ２の範囲にあり、いずれのコンクリートもほぼ同程度に強度発現している。
【００４０】
【表８】
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【００４１】
硬化後の各コンクリートの凍結融解抵抗性能の測定結果を表９、表１０と図４に示す。凍結融解試験は、ＪＩＳ  Ａ１１４８「コンクリートの凍結融解試験方法」に準拠して実施した。表９と図４（ａ）の相対動弾性係数の測定および表１０と図４（ｂ）の質量減少率の測定は、ＪＩＳ  Ａ１１２７（２０１０）「共鳴振動によるコンクリートの動弾性係数，動せん断弾性係数及び動ポアソン比試験方法」に準拠して材齢毎に１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍのコンクリート試験体各３体に対して実施した。図４（ａ）には３体の相対動弾性係数の平均値を、図４（ｂ）には３体の質量減少率の平均値を、それぞれ示している。
表９、表１０と図４によれば、各コンクリートの３００サイクル終了時の相対動弾性係数は８８〜９３％、耐久性指数は８８〜９３である。また、各コンクリートの３００サイクル終了時の質量減少率は１．０〜１．５％であり、いずれも質量減少は非常に小さい。すなわち、各コンクリートは、同程度の良好な凍結融解抵抗性能を有している。
【００４２】
【表９】
2016026988.tif 000011
【００４３】
【表１０】
2016026988.tif 000012
【００４４】
［実施例２］
下記（1）、（2）のコンクリート（混練物）を調製した。
（1）静弾性係数７２ｋＮ／ｍｍ２、粒形判定実績率６２％、吸水率０．６％の鉄鋼スラグ粗骨材を用いたコンクリート（本発明例）
（2）静弾性係数７１ｋＮ／ｍｍ２、粒形判定実績率６３％、吸水率０．４％の石灰石砕石（粗骨材）を用いたコンクリート（比較例）
本発明例で使用した鉄鋼スラグ粗骨材は、開放型の鋳型に溶融した高炉スラグを流し込んで空冷することにより平均厚さが約２５ｍｍの板状に凝固させた後、これをインパクトクラッシャーにより破砕し、次いで、呼び径５ｍｍ刻みの篩装置で分級した後、鋼製ドラム内で転がし落下させることにより粒形調整することにより得られた。
【００４５】
各粗骨材の静弾性係数は、次のようにして求めた。粗骨材から無作為に３個の粒を採取し、これらの各粒から１：１：２（軸方向）の大きさの直方体を切り出して試験体とし、これら試験体の静弾性係数をＪＩＳ  Ａ５００３（１９９５）の圧縮強さに関する試験法に準拠して測定し、それらの平均値（小数点以下四捨五入）をもって粗骨材の静弾性係数とした。このようにして求めた各粗骨材の静弾性係数を表１１に示す。
各粗骨材の粒形判定実績率と吸水率は、さきに述べた方法で測定した。
なお、以下に示す表および図に記載の「鉄鋼スラグ粗骨材」、「鉄鋼スラグ」とは、本発明で使用する鉄鋼スラグ粗骨材（A）のことである。
【００４６】
【表１１】
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【００４７】
本実施例（本発明例、比較例）の基本的なコンクリート配合条件を表１２に示す。単位水量を１６５ｋｇ／ｍ３、水セメント比を４５％、５５％、６５％の３水準とし、混和剤量を調整することで、スランプ１２ｃｍ、空気量４．５％のＡＥコンクリートとした。
本発明例および比較例のコンクリートの個別の配合条件を表１３に、使用した細骨材の物性値を表１４に、同じく粒度分布を図５に、使用した粗骨材の物性値を表１５に、それぞれ示す。
【００４８】
各粗骨材は、いずれもＪＩＳ  Ａ５０１１（２０１３）で規定する高炉スラグ粗骨材２００５の基準内の粒度分布とした。また、細骨材率は、水セメント比が４５％の場合は４４．３％、水セメント比が５５％の場合は４６．０％、水セメント比が６５％の場合は４８．０％とした。
セメントは密度３．１５ｇ／ｃｍ３の普通ポルトランドセメントを、細骨材は静岡県大井川水系陸砂を、練混ぜ水は上水道水を、混和剤はＢＡＳＦジャパン（株）製のＡＥ減水剤標準形「マスターポリヒード１５Ｌ（Ｘ２）」とＡＥ剤（空気量調整剤）「マスターエア３０３Ａ」を、それぞれ使用した。
【００４９】
【表１２】
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【００５０】
【表１３】
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【００５１】
【表１４】
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【００５２】
【表１５】
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【００５３】
硬化後の各コンクリートの乾燥収縮率の測定結果を表１６、表１７と図６に示す。乾燥収縮率の測定は、ＪＩＳ  Ａ１１２９−３（２０１０）「モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法−第３部：ダイヤルゲージ方法」に準拠して実施した。すなわち、表１６と図６（ａ）の長さ変化率の測定および表１７と図６（ｂ）の質量変化率の測定は、材齢毎に１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍのコンクリート試験体各３体に対して実施した。図６（ａ）には３体のコンクリート試験体の長さ変化率の平均値を、図６（ｂ）には３体のコンクリート試験体の質量変化率の平均値を、それぞれ示している。
【００５４】
表１６、表１７と図６によれば、特定の鉄鋼スラグ粗骨材を用いた本発明例のコンクリートは、石灰石砕石を用いた比較例のコンクリートに較べて乾燥収縮率が同等あるいは小さいことが判る。
また、粗骨材の静弾性係数は、鉄鋼スラグ粗骨材（本発明例）≒石灰石砕石であり、粗骨材の粒形判定実績率は、鉄鋼スラグ粗骨材（本発明例）≒石灰石砕石であり、粗骨材の静弾性係数および粒形判定実績率が同等とすれば、これらを用いたコンクリートの乾燥収縮量が同等になることを実証しており、静弾性係数および粒形判定実績率を大きくすることがコンクリートの乾燥収縮の低減に寄与していることが裏付けられる。
【００５５】
なお、本実施例ではコンクリートの配合条件を単位水量１６５ｋｇ／ｍ３、水セメント比４５％、５５％、６５％の３水準としているが、使用材料が同じとなる水セメント比３５％以上の範囲においては、効果の大小はあるものの、高静弾性係数の鉄鋼スラグ粗骨材が収縮に抵抗するという原理からして、そのような鉄鋼スラグ粗骨材を用いた本発明例のコンクリートが、石灰石砕石を用いるコンクリートと同等またはそれ以上の低収縮性能が得られることは容易に理解できる。
【００５６】
【表１６】
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【００５７】
【表１７】
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【００５８】
硬化後の各コンクリートの圧縮強度の測定結果を表１８と図７に示す。圧縮強度の測定は、ＪＩＳ  Ａ１１０８（２００６）に準拠し、材齢毎に直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍのコンクリート試験体各３体に対して実施した。図７には３体の圧縮強度の平均値を示している。
表１８と図７によれば、各コンクリートの圧縮強度は、水セメント比４５％の場合、材齢７日で３７．２〜３９．３Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日で４８．５〜５１．４Ｎ／ｍｍ２、材齢９１日で５３．９〜５８．１Ｎ／ｍｍ２の範囲にあり、水セメント比５５％の場合、材齢７日で２８．０〜２９．２Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日で３６．９〜４０．１Ｎ／ｍｍ２、材齢９１日で４２．８〜４５．３Ｎ／ｍｍ２の範囲にあり、水セメント比６５％の場合、材齢７日で２１．３〜２１．８Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日で３０．０〜３０．９Ｎ／ｍｍ２、材齢９１日で３３．６〜３５．３Ｎ／ｍｍ２の範囲にあり、いずれのコンクリートも同じ水セメント比内でほぼ同程度に強度発現している。
【００５９】
【表１８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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