(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含む耐凍結融解性のコンクリート組成物であって、
前記コンクリート組成物は、
スランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）によるスランプ値が零でなく、
水セメント比が２０〜３０％であり、
粉体量が５００〜９００ｋｇ／ｍ3 であり、
ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（内比）であり、
かつ、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３０重量部、細骨材が６５〜１８０重量部、粗骨材が７５〜１９０重量部、ポゾラン反応を呈する中空体が４〜１１重量部の割合である
ことを特徴とする耐凍結融解性コンクリート組成物。
【請求項２】
セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含む耐凍結融解性のコンクリート組成物であって、
前記コンクリート組成物は、
スランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）によるスランプ値が零であり、
水セメント比が２０〜３５％であり、
粉体量が２５０〜７００ｋｇ／ｍ3 であり、
ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（内比）であり、
かつ、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３５重量部、細骨材が２２５〜３２５重量部、粗骨材が２００〜２７５重量部、ポゾラン反応を呈する中空体が４〜１１重量部の割合であり、
振動締め固め成型に用いられるものである
ことを特徴とする耐凍結融解性コンクリート組成物。
【請求項３】
セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含む耐凍結融解性のコンクリート組成物であって、
前記コンクリート組成物は、
スランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）によるスランプ値が零であり、
水セメント比が２０〜３５％であり、
粉体量が２５０〜７００ｋｇ／ｍ3 であり、
ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（内比）であり、
かつ、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３５重量部、細骨材が０〜３０重量部、粗骨材が４１５〜５３５重量部であって、結合材と水との合計量１００重量部に対して、ポゾラン反応を呈する中空体が３〜９容積部の割合であり、
振動締め固め成型により空隙率が１５〜３０％のポーラスコンクリートに用いられるものである
ことを特徴とする耐凍結融解性コンクリート組成物。
【請求項４】
ポゾラン反応を呈する中空体は中空球状セラミックスであり、その平均粒径が２０〜３５０μｍ、密度が０．６８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの耐凍結融解性コンクリート組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に凍結融解に強い抵抗性を有するコンクリート組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ剤などの化学混和剤を用いてコンクリート中に微細な独立気泡を設けたＡＥコンクリートは、凍結融解に強い抵抗性を持っている。すなわち、凍結融解を繰り返す際にコンクリートに発生する水の結氷圧がコンクリートに連行された微細な空気泡により緩和されることから、ＡＥコンクリートは凍結融解に強い抵抗性を持っている。
【０００３】
ところで、水セメント比が約３０％以下の高強度コンクリートは、混練の際、粉体量が多いことから、そのフレッシュコンクリートの粘性は高く、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ剤などの化学混和剤による空気の連行は困難である。そして、コンクリートにおける空気量の管理は極めて大変である。
又、振動締め固め成型による即時脱型コンクリートは、スランプ値が零である為、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ剤などの化学混和剤による空気の連行は出来ない。そして、コンクリートにおける空気量の管理は極めて大変である。
【０００４】
更に、コンクリートに無理やりに空気を連行すると、強度が大きく低下する問題が起きる。
従って、本発明が解決しようとする課題は、凍結融解に強い抵抗性を持たせることが出来、かつ、強度的にも優れた特長を奏することが出来るコンクリート組成物を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題についての研究を鋭意押し進めて行くうちに、水セメント比が約３０％以下の高強度コンクリート或いは振動締め固め成型による即時脱型コンクリートの場合において、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ剤などの化学混和剤による空気の連行によるものではなく、物理的な手段によって空気泡を形成できるのではないかとの啓示を得るに至った。すなわち、中空体をコンクリート中に予め分散させておき、この中空体を後で消失させれば、結果的には空気泡を形成できることに気付いた。
【０００６】
そこで、更なる研究を押し進めて行った結果、ポゾラン反応を呈する微細な中空体をコンクリート中に分散させておけば、これがコンクリート中の水酸化カルシウムと徐々に反応して中空体を構成する成分ＳｉＯ2 が溶解し、これによって微細な空気泡がコンクリート中に形成できることが判って来た。
上記知見に基づいて本発明が達成されたものであり、前記の課題は、
セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含む耐凍結融解性のコンクリート組成物であって、
前記コンクリート組成物は、
スランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）によるスランプ値が零でなく、
水セメント比が２０〜３０％であり、
粉体量が５００〜９００ｋｇ／ｍ3 であり、
ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（内比）であり、
かつ、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３０重量部、細骨材が６５〜１８０重量部、粗骨材が７５〜１９０重量部、ポゾラン反応を呈する中空体が４〜１１重量部の割合である
ことを特徴とする耐凍結融解性コンクリート組成物によって解決される。
【０００８】
又、前記の課題は、セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含む耐凍結融解性のコンクリート組成物であって、
前記コンクリート組成物は、
スランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）によるスランプ値が零であり、
水セメント比が２０〜３５％であり、
粉体量が２５０〜７００ｋｇ／ｍ3 であり、
ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（内比）であり、
かつ、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３５重量部、細骨材が２２５〜３２５重量部、粗骨材が２００〜２７５重量部、ポゾラン反応を呈する中空体が４〜１１重量部の割合であり、
振動締め固め成型に用いられるものである
ことを特徴とする耐凍結融解性コンクリート組成物によって解決される。
【００１０】
或いは、セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含む耐凍結融解性のコンクリート組成物であって、
前記コンクリート組成物は、
スランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）によるスランプ値が零であり、
水セメント比が２０〜３５％であり、
粉体量が２５０〜７００ｋｇ／ｍ3 （特に、２５０〜５００ｋｇ／ｍ3 ）であり、
ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（内比）であり、
かつ、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３５重量部、細骨材が０〜３０重量部、粗骨材が４１５〜５３５重量部であって、結合材と水との合計量１００重量部に対して、ポゾラン反応を呈する中空体が３〜９容積部の割合であり、
振動締め固め成型により空隙率が１５〜３０％のポーラスコンクリートに用いられるものである
ことを特徴とする耐凍結融解性コンクリート組成物によって解決される。
【００１１】
すなわち、上記特徴のコンクリート組成物は、フレッシュコンクリートの粘性が高く、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ剤などの化学混和剤による空気の連行は難しく、或いはスランプ値が零であることから化学混和剤による空気の連行が出来ないものであるが、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ剤などの化学混和剤を用いずとも、コンクリート中に独立気泡を形成できる。つまり、ポゾラン反応を呈する中空体を３〜９容積％用いたことから、コンクリート形成後のポゾラン反応により中空体を構成する成分ＳｉＯ2 が溶解し、これによって微細な空気泡がコンクリート中に形成される。従って、上記特徴のコンクリート組成物を用いたコンクリートは凍結融解に対して強い抵抗を奏する。
【００１２】
そして、コンクリート強度の低下は小さなものであった。
尚、ポゾラン反応を呈する中空体は、中空状のものであれば、ポゾラン反応により気泡を形成でき、本発明の目的が達成される。しかし、中空球状セラミックスであるのが好ましい。又、その平均粒径は２０〜３５０μｍであるのが好ましい。又、その密度は０．６８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 であるのが好ましい。すなわち、中空球状セラミックスであれば、混練に際して破砕され難く、従って本発明の目的が効果的に達成される。つまり、混練に際して破砕されてしまうと、ポゾラン反応による気泡の形成が出来なくなるからである。この点から、球状のものが最も好ましい。又、平均粒径が２０〜３５０μｍの大きさのものが好ましかったのは、混練に際して破砕され難いこと、又、形成される気泡が大き過ぎず、かつ、小さ過ぎず、凍結融解に対して強い抵抗性を示す気泡が形成され易いからである。又、密度が０．６８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 のものが好ましかったのは、組成物の混練に際して均一に分散され易く、凍結融解に対して強い抵抗性を示す気泡が形成され易いからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明になるコンクリート組成物は、セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含むコンクリート組成物であって、前記コンクリート組成物は、スランプ試験（ＪＩＳ  Ａ  １１０１）によるスランプ値が零でなく（特に、１８以上。２５以下。）、水セメント比が２０〜３０％（特に、２０％以上。２４％以下。）であり、粉体量が５００〜９００ｋｇ／ｍ3 （特に、６００ｋｇ／ｍ3 以上。８００ｋｇ／ｍ3 以下。）であり、ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（特に、４容積％以上。８容積％以下。更には、７容積％以下。内比）である。特に、セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含むコンクリート組成物であって、前記コンクリート組成物は、スランプ試験（ＪＩＳ  Ａ  １１０１）によるスランプ値が零でなく（特に、１８以上。２５以下。）、水セメント比が２０〜３０％（特に、２０％以上。２４％以下。）であり、粉体量が５００〜９００ｋｇ／ｍ3 （特に、６００ｋｇ／ｍ3 以上。８００ｋｇ／ｍ3 以下。）であり、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３０重量部（特に、２０重量部以上。２４重量部以下。）、細骨材が６５〜１８０重量部（特に、１００重量部以上。１４０重量部以下。）、粗骨材が７５〜１９０重量部（特に、１２０重量部以上。１４０重量部以下。）、ポゾラン反応を呈する中空体が４〜１１重量部の割合であり、ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（特に、４容積％以上。８容積％以下。更には、７容積％以下。内比）である。
【００１４】
又、本発明になるコンクリート組成物は、セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含むコンクリート組成物であって、前記コンクリート組成物は、スランプ試験（ＪＩＳ  Ａ  １１０１）によるスランプ値が零であり、水セメント比が２０〜３５％（特に、２５％以上。３０％以下。）であり、粉体量が２５０〜７００ｋｇ／ｍ3 （特に、３５０ｋｇ／ｍ3 以上。４５０ｋｇ／ｍ3 以下。）であり、ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（特に、４容積％以上。８容積％以下。内比）である。特に、セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含み、振動締め固め成型に用いるコンクリート組成物であって、前記振動締め固め成型に用いるコンクリート組成物は、スランプ試験（ＪＩＳ  Ａ  １１０１）によるスランプ値が零であり、水セメント比が２０〜３５％（特に、２５％以上。３０％以下。）であり、粉体量が２５０〜７００ｋｇ／ｍ3 （特に、３５０ｋｇ／ｍ3 以上。４５０ｋｇ／ｍ3 以下。）であり、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３５重量部（特に、２５重量部以上。３０重量部以下。）、細骨材が２２５〜３２５重量部（特に、２５０重量部以上。２９０重量部以下。）、粗骨材が２００〜２７５重量部（特に、２１０重量部以上。２４０重量部以下。）、ポゾラン反応を呈する中空体が４〜１１重量部の割合であって、ポゾラン反応を呈する中空体の量が３〜９容積％（特に、４容積％以上。８容積％以下。内比）である。
【００１５】
或いは、セメントを含む結合材、水、骨材、及びポゾラン反応を呈する中空体を含み、振動締め固め成型により空隙率が１５〜３０％（特に、１５％以上。２３％以下。）のポーラスコンクリートに用いる組成物であって、前記コンクリート組成物は、スランプ試験（ＪＩＳ  Ａ  １１０１）によるスランプ値が零であり、水セメント比が２０〜３５％（特に、２５％以上。３０％以下。）であり、粉体量が２５０〜７００ｋｇ／ｍ3 （特に、２５０ｋｇ／ｍ3 以上。５００ｋｇ／ｍ3 以下。）であり、結合材１００重量部に対して、水が２０〜３５重量部（特に、２５重量部以上。３０重量部以下。）、細骨材が０〜３０重量部（特に、０重量部以上。５重量部以下。）、粗骨材が４１５〜５３５重量部（特に、４５０重量部以上。５００重量部以下。）であり、ポゾラン反応を呈する中空体が、結合材と水との合計量１００重量部に対して３〜９容積部（特に、４容積％以上、更には５容積％以上。８容積％以下、更には７容積％以下。内比）である。
【００１６】
上記ポゾラン反応を呈する中空体は、中空球状セラミックスである。その平均粒径は２０〜３５０μｍである。その密度は０．６８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 である。このような中空体としては、秩父小野田株式会社製の商品名マイクロセルズＳＬＧ（球形。白色粉末。粒度範囲２０〜３００μｍ。平均粒径１３０μｍ。真密度０．６８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 。嵩密度０．４ｇ／ｃｍ3 。圧縮強度７００ｋｇｆ／ｃｍ2 。融点１６００℃。熱伝導率０．１Ｗ／ｍ℃。ｐＨ６〜８。非吸水性。）がある。
【００１７】
又、必要に応じて、スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム等をセメントの代わりに一部用いることもある。
以下、具体的実施例を挙げて説明する。
【００１８】
【実施例１】
表−１に示す配合の組成物を用いて１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍの大きさのコンクリート供試体を作製した。
0003807527.tif 000002
【００１９】
Ｗ＝水
Ｃ＝秩父小野田株式会社製普通ポルトランドセメント（比重３．１６）
Ｓ＝細骨材（埼玉県秩父郡産砕砂（比重２．６２））
Ｇ＝粗骨材（埼玉県秩父郡産２００５砕石（最大骨材寸法２０ｍｍ、比重２．７１）
高性能減水剤＝秩父小野田株式会社製ＯＮＤ−３０３
ＡＥ剤＝竹本油脂株式会社製ＡＥ３００
スランプ値はＪＩＳ Ａ １１０１による。
中空体添加量（％）は容積％（内比）
上記コンクリートについて、材齢２８日の圧縮試験（ＪＩＳ Ａ １１０８）及びＪＩＳ Ａ ６２０４「コンクリート用化学混和剤」付属書の凍結融解試験を行ったので、その結果を表−２に示す。
【００２０】
0003807527.tif 000003
表−２から判る通り、本発明になるものは、凍結融解に対して強い抵抗性を示していることが判る。特に、ポゾラン反応を呈する中空体が３〜９容積％、特に４容積％以上、そして８容積％以下、特に７容積％以下の割合で用いられた場合には、凍結融解に対して強い抵抗性を示し、かつ、圧縮強度についても優れたものであることが判る。
【００２１】
【実施例２】
インターロッキングブロック成型機により振動締め固め即時脱型を行い、表−３に示す配合の組成物（ＪＩＳ  Ａ  １１０１によるスランプ値は零）により６０ｍｍ×６０ｍｍ×２００ｍｍの大きさのコンクリートブロック供試体を作製した。
【００２２】
0003807527.tif 000004
上記コンクリートブロックについて、材齢７日の曲げ試験（ＪＡＳＳ７Ｍ−１０１）及びＪＩＳ  Ａ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」付属書に準じた凍結融解試験を行ったので、その結果を表−４に示す。
【００２３】
0003807527.tif 000005
表−４から判る通り、本発明になるものは、凍結融解に対して強い抵抗性を示していることが判る。特に、ポゾラン反応を呈する中空体が３〜９容積％、特に４容積％以上、そして８容積％以下の割合で用いられた場合には、凍結融解に対して強い抵抗性を示し、かつ、曲げ強度についても優れたものであることが判る。
【００２４】
【実施例３】
インターロッキングブロック成型機により振動締め固め即時脱型を行い、表−５に示す配合の組成物（ＪＩＳ  Ａ  １１０１によるスランプ値は零）により６０ｍｍ×６０ｍｍ×２００ｍｍの大きさで空隙率が１５〜３０％のポーラスコンクリートブロック供試体を作製した。
【００２５】
0003807527.tif 000006
上記ポーラスコンクリートブロックについて、材齢７日の曲げ試験（ＪＡＳＳ７Ｍ−１０１）及びＪＩＳ  Ａ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」付属書に準じた凍結融解試験を行ったので、その結果を表−６に示す。
【００２６】
0003807527.tif 000007
表−６から判る通り、本発明になるものは、凍結融解に対して強い抵抗性を示していることが判る。特に、ポゾラン反応を呈する中空体が３〜９容積％、特に４容積％以上、そして８容積％以下の割合で用いられた場合には、凍結融解に対して強い抵抗性を示し、かつ、曲げ強度についても優れたものであることが判る。
【００２７】
【発明の効果】
凍結融解に強い抵抗性を持ち、かつ、強度的にも優れた特長を奏するコンクリートが得られる。