(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーン比表面積が3300cm2/g未満の石炭灰とポルトランドセメントとの重量比が4.5:5.5〜5.5:4.5である石炭灰−ポルトランドセメント混合物を結合材とし、該結合材量が300〜400kg/m3、単位水量が150〜180kg/m3、細骨材率が45〜50％、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤／結合材比が0.5〜1.5％であることを特徴とする低収縮性コンクリート。
【請求項２】
石炭灰が分級処理を行わない原粉である請求項１記載の低収縮性コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーン比表面積が3300cm2/g未満の比較的粗い石炭灰を用いる極めて収縮量の小さい低収縮性コンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、未利用資源の開発、産業廃棄物の利用等の問題の解決を図るために、火力発電所、各種工場の燃焼炉等において石炭の燃焼の際に排出される石炭灰を有効利用することが望まれている。
石炭灰は従来から、コンクリート用の混和材として利用されている。そして、石炭灰をコンクリートに混和することで、▲１▼流動性の改善及び単位水量の減少、▲２▼水和熱の減少、▲３▼アルカリ骨材反応の抑制、▲４▼硫酸塩や海水に対する化学抵抗性の向上等の効果をもつことが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記流動性や水和熱等の特性の他に、コンクリートの重要な特性の１つとして、収縮が挙げられる。そして、コンクリートとしては、収縮量が小さい程好ましいものである。
ここで、石炭灰を混和したコンクリートでは、収縮量が減少する傾向があることは知られている。しかしながら、極めて収縮量を小さく（自己収縮ひずみ50×10-6以下）するには、膨張材や収縮低減剤を添加する必要があり、コストが高くなるという欠点があった。
【０００４】
また、一般にコンクリート用の混和材として利用される石炭灰は、ブレーン比表面積が3500〜5000cm2/gのものが多く、ブレーン比表面積が3300cm2/g未満の比較的粗い石炭灰は、コンクリート用の混和材としてほとんど使用されていない。このような比較的粗い石炭灰は大部分が埋め立て処分されているのが現状である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、従来ほとんど有効利用のされていないブレーン比表面積が3300cm2/g未満の比較的粗い石炭灰の有効利用を図りつつ、膨張材や収縮低減剤を添加しなくても収縮量を極めて小さく（自己収縮ひずみ50×10-6以下）できるコンクリートに関し鋭意研究した結果、前記比較的粗い石炭灰とポルトランドセメントとの特定比率の混合物を結合材とし、かつコンクリートの配合を特定することによって、収縮量が極めて小さいコンクリートが得られることを見いだし、本発明を完成させたものである。
【０００６】
即ち、本発明は、ブレーン比表面積が3300cm2/g未満の石炭灰とポルトランドセメントとの重量比が4.5:5.5〜5.5:4.5である石炭灰−ポルトランドセメント混合物を結合材とし、該結合材量が300〜400kg/m3、単位水量が150〜180kg/m3、細骨材率が45〜50％、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤／結合材比が0.5〜1.5％であることを特徴とする低収縮性コンクリート（請求項１）である。そして、上記石炭灰としては分級処理を行わない石炭灰原粉が好ましい（請求項２）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。まず、本発明の低収縮性コンクリートの構成成分について説明する。
（１）結合材
結合材としては、ブレーン比表面積が3300cm2/g未満の石炭灰とポルトランドセメントとの重量比が3:7〜7:3である石炭灰−ポルトランドセメント混合物を用いる。
石炭灰のブレーン比表面積が3300cm2/g以上では、コンクリートの収縮量が大きくなる傾向にあり、極めて収縮量を小さくするには、膨張材や収縮低減剤を添加する必要がある。好ましい石炭灰のブレーン比表面積は、石炭灰の入手のし易さやコンクリートの作業性等から2000〜3100cm2/gである。
結合材中の石炭灰の量が3割未満では、コンクリートの収縮量が大きくなる傾向にあり、極めて収縮量を小さくするには、膨張材や収縮低減剤を添加する必要がある。一方、結合材中の石炭灰の量が7割を超えると、コンクリートの硬化が遅くなるうえ、強度発現性も低下するので実用的ではない。
なお、本発明において、結合材中の石炭灰の量が5割程度（石炭灰とポルトランドセメントとの重量比で、4.5:5.5〜5.5:4.5）では、膨張材や収縮低減剤を添加しなくても、自己収縮ひずみが10×10-6以下となり、自己収縮ひずみが殆ど発生しないコンクリートが得られる。
【０００８】
石炭灰としては、前記ブレーン比表面積を満足するものであれば限定するものではなく、火力発電所、各種工場等において石炭を燃焼した際に発生する各種石炭灰、例えば、石炭灰原粉、フライアッシュ、シンダーアッシュ、ボトムアッシュ、クリンカーアッシュ等を使用することができるが、分級処理を行わない石炭灰原粉を使用することはコスト面で有利であり、好ましいものである。
ポルトランドセメントとしては、普通、早強ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントを使用することができる。
【０００９】
（２）細・粗骨材
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂及びこれらの混合物を使用することができる。
粗骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利、砕石及びこれらの混合物を使用することができる。
【００１０】
（３）高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤
高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用できる。
なお、本発明においては、必要に応じて、支障のない範囲内で、ＡＥ剤、消泡剤等を添加することができる。
【００１１】
次に、本発明の低収縮性コンクリートの好ましい配合について説明する。
本発明の低収縮性コンクリートにおいては、結合材量は300〜400kg/m3、単位水量は150〜180kg/m3、細骨材率は45〜50％、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤／結合材比は0.5〜1.5％とすることが好ましい。
前記配合を外れるコンクリートでは、収縮量が大きくなったり、硬化が遅くなったり、作業性が悪化したりするので、好ましくない。
【００１２】
本発明の低収縮性コンクリートの混練方法や混練装置は、特に限定するものではなく、慣用の方法で、慣用のミキサーで混練すれば良い。
なお、本発明において、石炭灰とポルトランドセメントは、▲１▼コンクリートを混練する前に予め所定の重量比となるように混合しておき、該混合物をミキサーに投入しても良いし、▲２▼コンクリートを混練する際に所定の重量比となるように別々にミキサーに投入しても良い。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
１）ポルトランドセメント；太平洋セメント（株）製普通ポルトランドセメントを使用した。
２）石炭灰；石炭灰原粉（ブレーン比表面積2960cm2/g）を使用した。
３）高性能ＡＥ減水剤；太平洋セメント（株）製「NP-55」を使用した。
４）ＡＥ剤；太平洋セメント（株）製「CAE-100」を使用した。
５）細骨材；静岡県産陸砂を使用した。
６）粗骨材；茨城県産硬質砂岩砕石を使用した。
７）水；水道水を使用した。
【００１４】
２．コンクリートの配合及び混練
前記材料を使用し、表１に示す配合にしたがってコンクリートを調製した。混練は、パン型強制練りミキサー（0.05m3）を用いて、120秒間混練した。
【００１５】
【表１】
0004358359.tif 000002
【００１６】
上記各コンクリートの自己収縮試験を日本コンクリート工学協会「（仮称）高流動コンクリートの自己収縮試験方法」に準じて測定した。なお、測定は凝結の始発時間を基長とした。
その結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
0004358359.tif 000003
【００１８】
表２から明らかなように、本発明で規定するブレーン比表面積が3300cm2/g未満の石炭灰とポルトランドセメントとの重量比が3:7〜7:3の範囲内である石炭灰−ポルトランドセメント混合物を結合材とし、かつ、本発明で規定する範囲内の配合とした参考例及び実施例のコンクリートでは、自己収縮ひずみが50×10-6以下と極めて小さかった。特に、ブレーン比表面積が3300cm2/g未満の石炭灰とポルトランドセメントとの重量比が5:5である石炭灰−ポルトランドセメント混合物を結合材とした実施例のコンクリートでは、自己収縮ひずみが殆ど発生しなかった。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の低収縮性コンクリートは、従来ほとんど有効利用のされていないブレーン比表面積が3300cm2/g未満の比較的粗い石炭灰の有効利用を図りつつ、膨張材や収縮低減剤を添加しなくても収縮量を極めて小さくできるものである。