特許 6252008 プレパックドコンクリート工法やポストパックドコンクリート工法に使用される海水練りモルタル、及び、これらの工法を用いた寒中コンクリートの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6252008

(24)【登録日】2017年12月8日

(45)【発行日】2017年12月27日

(54)【発明の名称】プレパックドコンクリート工法やポストパックドコンクリート工法に使用される海水練りモルタル、及び、これらの工法を用いた寒中コンクリートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 28/08 20060101AFI20171218BHJP

   C04B 22/06 20060101ALI20171218BHJP

   C04B 22/04 20060101ALI20171218BHJP

   C04B 18/16 20060101ALI20171218BHJP

   E02B 3/14 20060101ALN20171218BHJP

   C04B 111/70 20060101ALN20171218BHJP

【ＦＩ】

   C04B28/08

   C04B22/06 Z

   C04B22/04

   C04B18/16

   !E02B3/14 303

   C04B111:70

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-149496(P2013-149496)

(22)【出願日】2013年7月18日

(65)【公開番号】特開2015-20925(P2015-20925A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年6月20日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）国土交通省主催の見学会における公開 公開日：平成２５年２月１２日 場所：相馬港 （２）福島民友 平成２５年２月１３日付紙面による公開 発行日：平成２５年２月１３日 （３）読売新聞 平成２５年２月１３日付紙面による公開 発行日：平成２５年２月１３日 （４）ＹＯＭＩＵＲＩ ＯＮＬＩＮＥによる公開 掲載日：平成２５年２月１３日 （５）週刊ブロック通信 平成２５年２月２５日付紙面による公開 発行日：平成２５年２月２５日 （６）建設の施工企画 平成２５年３月号による公開 発行日：平成２５年３月２５日 （７）株式会社大林組のウェブサイト上でのプレスリリース 掲載日：平成２５年４月１１日 ウェブサイトのアドレス：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｂａｙａｓｈｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／ｎｅｗｓ２０１３０４１１＿０１ （８）日刊建設工業新聞 平成２５年４月１２日付紙面による公開 発行日：平成２５年４月１２日 （９）建設通信新聞 平成２５年４月１２日付紙面による公開 発行日：平成２５年４月１２日 （１０）日刊建設産業新聞 平成２５年４月１２日付紙面による公開 発行日：平成２５年４月１２日 （１１）電気新聞 平成２５年４月１２日付紙面による公開 発行日：平成２５年４月１２日 （１２）日刊工業新聞 平成２５年４月１７日付紙面による公開 発行日：平成２５年４月１７日 （１３）日経コンストラクション 平成２５年５月１３日号による公開 発行日：平成２５年５月１３日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】谷田部 勝博

(72)【発明者】

【氏名】新村 亮

(72)【発明者】

【氏名】竹田 宣典

(72)【発明者】

【氏名】片野 啓三郎

【審査官】 岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２０３６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２６６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８１９４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ２／００−３２／０２

Ｃ０４Ｂ ４０／００−４０／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の大きさに破砕されたコンクリートがらを粗骨材とするプレパックドコンクリート工法、又は、ポストパックドコンクリート工法に使用される注入用モルタルであって、
高炉セメントＢ種及びフライアッシュセメントＢ種の一方又は両方と、石灰系膨張材とからなる結合材と、細骨材とを練り混ぜる練り混ぜ水が海水であり、
アルミニウム粉末の発泡剤が添加されていることを特徴とする注入用モルタル。

【請求項2】

Ｐ漏斗流下時間が２０秒以上９０秒以下であることを特徴とする請求項１に記載の注入用モルタル。

【請求項3】

前記海水と前記結合材の水結合材比を４０％以下にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の注入用モルタル。

【請求項4】

２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の大きさに破砕されたコンクリートがらの粗骨材と、
高炉セメントＢ種及びフライアッシュセメントＢ種の一方又は両方と、石灰系膨張材とからなる結合材及び細骨材を海水で練り混ぜると共に、アルミニウム粉末の発泡剤を添加した注入用モルタルと、
前記粗骨材が収容されるとともに、前記注入用モルタルが注入される型枠とを用い、
前記粗骨材が収容された前記型枠に前記注入用モルタルを注入し、又は、前記注入用モルタルが注入された前記型枠に前記粗骨材を収容し、
前記注入用モルタルの注入から初期強度の発現期間が経過したことを条件に、前記型枠を取り外すことを特徴とする寒中コンクリートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレパックドコンクリート工法やポストパックドコンクリート工法に使用される海水練りモルタルに関する。また、これらの工法を用いた寒中コンクリートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

東日本大震災によって大量のコンクリートがれきが発生し、その有効利用が急務である。また、港湾施設は津波によって甚大な被害を受けており、今後、施設の復旧のためには大量のコンクリートが必要となるが、コンクリート用骨材の不足が懸念される。

【0003】

このような中、コンクリートがれきを破砕してコンクリートがらを作製し、このコンクリートがらを粗骨材として利用できれば、コンクリートがれきの有効利用が図れ、かつ、コンクリート用骨材の不足を抑制できる。

【0004】

コンクリートがらの利用に際し、特許文献１に記載されたプレパックドコンクリート工法を用いることが考えられる。このプレパックドコンクリート工法は、型枠にコンクリートがらを収容し、このコンクリートがらの空隙にモルタルやコンクリートを注入して養生することで、新たなコンクリート製品を製造する工法である。

【0005】

また、プレパックドコンクリート工法に類似するポストパックドコンクリート工法を用いることも考えられる。このポストパックドコンクリート工法は、モルタルやコンクリートが注入された型枠にコンクリートがらを収容して養生することで、新たなコンクリート製品を製造する工法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−２０３６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、コンクリートがれきから作製されるコンクリートがらは、強度等の品質にばらつきがある。このため、新たなコンクリート製品を製造するに際しては、比較的強度の低いコンクリートがらを用いても十分な強度を確保しなければならない。

【0008】

また、コンクリートがらの利用に際しては、できるだけ大きなコンクリートがらを使用したいという要望がある。大きなコンクリートがらを使用できれば、破砕の手間を軽減でき、新たなコンクリート製品の製造効率を高めることができるからである。しかしながら、大きなコンクリートがらを使用すると、養生時に発生するブリーディングにより、コンクリートがらとモルタルとが肌別れし易くなる。また、ブリーディングにより、新たなコンクリート製品の表面に砂筋が発生することもある。加えて、このブリーディングは、特に寒冷環境において顕著に発生する。

【0009】

さらに、新たなコンクリート製品の製造に際しては、型枠の早期脱型が望ましい。脱型までの期間が短くなれば、繰り返し使用される型枠の使用頻度が高まり、型枠を効率よく使用できるからである。なお、特に寒冷環境においては、脱型までの期間が長期になる傾向がある。このため、早期脱型への要求が大きい。

【0010】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、品質にばらつきのある大きなコンクリートがらを用いても、新たなコンクリート製品において必要な強度を確保することにある。また、他の目的は、特に寒冷環境においても、型枠の早期脱型によって製造効率を高めることができ、ブリーディングを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前述の目的を達成するため、本発明は、２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の大きさに破砕されたコンクリートがらを粗骨材とするプレパックドコンクリート工法、又は、ポストパックドコンクリート工法に使用される注入用モルタルであって、高炉セメントＢ種及びフライアッシュセメントＢ種の一方又は両方と、石灰系膨張材とからなる結合材と、細骨材とを練り混ぜる練り混ぜ水が海水であり、アルミニウム粉末の発泡剤が添加されていることを特徴とする。

【0012】

本発明によれば、２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の大きさに破砕されたコンクリートがらを使用しているので、破砕の手間を軽減できて作業性が向上される。コンクリートがらの最小寸法が２００ｍｍ以上となることで、一般的なプレパックドコンクリートよりも粗骨材の量が減ってモルタル部分の強度負担が増すが、結合材及び細骨材を練り混ぜる練り混ぜ水として海水を用いているので、モルタルの強度を、真水を用いた場合よりも増進させることができる。これにより、新たなコンクリート製品において必要な強度を確保できる。

【0013】

また、練り混ぜ水として真水を用いる場合よりも初期強度を向上させることができるため、脱型までの期間が短縮され、製造効率を高めることができるし、ブリーディング抑制にも寄与する。
更に、アルミニウム粉末の発泡剤を添加し、前記結合材として高炉セメントＢ種やフライアッシュセメントＢ種と膨張材とを用いたので、発泡剤及び膨張材の作用によってモルタルとコンクリートがらとの密着性を高めることができ、新たなコンクリート製品における一体性を高めることができる。また、モルタルを型枠の表面に隙間なく充填することもできる。さらに、普通ポルトランドセメントを用いた場合よりも高い強度が得られる。

【0014】

前述の注入用モルタルにおいて、Ｐ漏斗流下時間が２０秒以上９０秒以下である場合には、コンクリートがらの最小寸法が大きいので、モルタルを硬練りで使用することができ、ブリーディング抑制にも寄与する。

【0015】

前述の注入用モルタルにおいて、前記海水と前記結合材の水結合材比を４０％以下にした場合には、新たなコンクリート製品における強度を高めることができ、かつ、ブリーディングも抑制できる。

【0017】

また、本発明に係る寒中コンクリートの製造方法は、２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の大きさに破砕されたコンクリートがらの粗骨材と、高炉セメントＢ種及びフライアッシュセメントＢ種の一方又は両方と、石灰系膨張材とからなる結合材及び細骨材を海水で練り混ぜると共に、アルミニウム粉末の発泡剤を添加した注入用モルタルと、前記粗骨材が収容されるとともに、前記注入用モルタルが注入される型枠とを用い、前記粗骨材が収容された前記型枠に前記注入用モルタルを注入し、又は、前記注入用モルタルが注入された前記型枠に前記粗骨材を収容し、前記注入用モルタルの注入から初期強度の発現期間が経過したことを条件に、前記型枠を取り外すことを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、震災で大量に発生したコンクリートがらをできるだけ破砕せずに有効利用できる。そして、品質にばらつきのある大きなコンクリートがらを用いても、新たなコンクリート製品において必要な強度を確保できる。さらに、寒冷環境であってもブリーディングを抑制でき、製造効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】配合検討の試験に使用したモルタルの材料を説明する図である。

【図2】コンクリートがらを説明する図である。

【図3】モルタルの目標性能と基本配合を説明する図である。

【図4】Ｐ漏斗流下時間と細骨材結合材比（Ｓ／Ｂ）の関係を示すグラフである。

【図5】空気量と細骨材結合材比（Ｓ／Ｂ）の関係を示すグラフである。

【図6】膨張率とアルミニウム粉末添加量の関係を示すグラフである。

【図7】決定された配合等を説明する図である。

【図8】圧縮強度試験の結果を示すグラフである。

【図9】防波堤復旧工事でのコンクリート製品の適用例を示す図である。

【図10】製造対象のコンクリート製品を説明する図である。

【図11】コンクリート製品の製造に使用したモルタルの材料を説明する図である。

【図12】モルタル及びコンクリートの配合を説明する図である。

【図13】プレパックドコンクリート工法による消波ブロックの施工フローを説明する図である。

【図14】ポストパックドコンクリート工法による根固めブロックの施工フローを説明する図である。

【図15】がら再生骨材コンクリートによるケーソンモデルの施工フローを説明する写真である。

【図16】プレパックドコンクリートから採取したコア供試体の写真である。

【図17】圧縮強度試験の結果を説明する図である。

【図18】気温５℃程度で給熱養生された各コンクリートの初期強度変化を示すグラフである。

【図19】異なる室温で養生された各コンクリートの初期強度変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

コンクリートがれきを有効利用すべく、本願発明者等は、コンクリートがれきの破砕によってコンクリートがらを作製し、これを粗骨材としたプレパックドコンクリート工法やポストパックドコンクリート工法により、コンクリート製品を製造することを着想した。その際、注入用のモルタルとして、結合材及び細骨材を海水で練り混ぜたものを使用することにした。これは、モルタルの練り混ぜ水として海水を用いることにより、コンクリート製品における初期強度や長期強度が向上すると考えたためである。

【0021】

この製造方法を実現すべく、まず注入用のモルタルの配合を検討し、次いでプレパックドコンクリート工法やポストパックドコンクリート工法を用いた試験施工を行った。以下、これらの内容について説明する。

【0022】

図１に示すように、注入用モルタルは、練り混ぜ用の水（Ｗ）、結合材（Ｂ）、細骨材（Ｓ）、及び、発泡剤（Ａｌ）を用いて作製した。

【0023】

水は、真水と海水の２種類用意した。真水は上水道水を使用し、海水は塩化物イオン濃度が１．８８％のものを使用した。結合材は、セメント（Ｓ）と膨張材（Ｅｘ）とを使用した。セメントは、密度が３．０４ｇ／ｃｍ^３の高炉セメントＢ種を使用し、膨張材は、密度が３．１６ｇ／ｃｍ^３の石灰系膨張材を使用した。細骨材は、密度が２．６６ｇ／ｃｍ^３、寸法が５ｍｍ以下の砕砂を使用した。発泡剤は、アルミニウム粉末を使用した。

【0024】

図２（ａ）に示すように、粗骨材としてのコンクリートがらは、震災で発生したコンクリートがれきを破砕し、所定寸法範囲のものを選別することで作製した。本検討では、図２（ｂ）に示すように、寸法が２００〜４００ｍｍのものを選別した。なお、ここでいう寸法とは、個々のコンクリートがらにおいて最も大きな部分の寸法を意味する。そして、選別したコンクリートがらの密度は２．３７ｇ／ｃｍ^３、吸水率は７．１８％、圧縮強度は３７．２Ｎ／ｍｍ^２であった。

【0025】

図３（ａ）にモルタルの目標性能を示す。同図に示すように、Ｐ漏斗流下時間、空気量、ブリーディング率、膨張率を指標とした。

【0026】

Ｐ漏斗流下時間は、土木学会規準ＪＳＣＥ Ｆ ５２１に規定されるプレパックドコンクリートの注入用モルタルの流動性試験方法にて測定した。このＰ漏斗流下時間に関し、コンクリート標準示方書［施工編］に規定されるプレパックドコンクリートにおいて、Ｐ漏斗流下時間の標準値は１６〜２０秒に定められている。しかし、本検討で使用したコンクリートがらは寸法が２００〜４００ｍｍであり、通常使用されるプレパックドコンクリート用の粗骨材よりも大きい。そこで、モルタルを硬練りで使用することを着想し、Ｐ漏斗流下時間の目標値を２０〜４０秒に定めて充填性の確保を試みた。

【0027】

空気量は、ＪＩＳ Ａ １１２８に規定されるフレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法にて測定した。この空気量に関し、寒冷環境においてコンクリート製品が凍結融解作用を受けることを想定し、８．０〜１２．０％を目標値として定めた。

【0028】

ブリーディング率及び膨張率は、土木学会規準ＪＳＣＥ Ｆ ５２２に規定されるプレパックドコンクリートの注入用モルタルのブリーディング率および膨張率試験方法にて測定した。ブリーディング率に関し、３時間で３％以下を目標値として定めた。また、膨張率に関し、２〜５％を目標値として定めた。

【0029】

図３（ｂ）に海水を使用したモルタルの基本配合を示す。このモルタルでは、海水の単位量を３５７ｋｇ／ｍ^３、高炉セメントＢ種の単位量を７０３ｋｇ／ｍ^３、細骨材の単位量を８４４ｋｇ／ｍ^３に定めた。そして、結合材と海水の水結合材比（Ｗ／Ｂ）を５０％、細骨材結合材比（Ｓ／Ｂ）を１．２に定めた。この基本配合に対し、モルタルとコンクリートがらの一体性の確保や収縮によるひび割れの抑制を目的として、図１で説明した発泡剤（アルミニウム粉末）や膨張材を使用した。

【0030】

基本配合をベースに、海水結合材比や細骨材結合材比を変更したり、発泡剤の添加量を変更したりして試験を行った。具体的には、水結合材比を５０％と４５％に定め、細骨材結合材比を１．０以上２．０以下の範囲で定め、発泡剤の添加量を２０、４０、６０ｇ／ｍ^３に定めた。

【0031】

図４に、Ｐ漏斗流下時間と細骨材結合材比の関係を示す。同図に示すように、細骨材結合材比１．０におけるＰ漏斗流下時間が２０秒であり、結合材比１．７におけるＰ漏斗流下時間が４０秒であった。このため、細骨材結合材比を１．０以上１．７以下に定めることで、Ｐ漏斗流下時間を目標範囲内（２０〜４０秒）に収められることが確認できた。この範囲では、モルタルを硬練りで使用することができるので、ブリーディングが抑制できる。

【0032】

図５に、空気量と細骨材結合材比の関係を示す。同図に示すように、細骨材結合材比１．１７における空気量が８％であり、結合材比２．０における空気量が１２％であった。このため、細骨材結合材比を１．１７以上２．０以下に定めることで、空気量を目標範囲内（８〜１２％）に収められることが確認できた。

【0033】

図６に、膨張率とアルミニウム粉末添加量の関係を示す。同図に示すように、２０ｇ／ｍ^３のアルミニウム粉末を添加すると膨張率が１％になり、６０ｇ／ｍ^３のアルミニウム粉末を添加すると膨張率が６％より多少高くなった。これらの結果から、３０ｇ／ｍ^３のアルミニウム粉末を添加すると膨張率が２％になり、５０ｇ／ｍ^３のアルミニウム粉末を添加すると膨張率が５％になると考えられた。そして、アルミニウム粉末の添加量を３０ｇ／ｍ^３以上５０ｇ／ｍ^３以下に定めることで、膨張率を目標範囲内（２〜５％）に収められると考えられた。また、練り混ぜ水として海水を使用した場合には、真水を使用した場合よりも膨張率が高くなる傾向も確認できた。

【0034】

図７に、これらの結果を踏まえて決定したモルタルの配合を示す。この配合において、膨張材は、標準使用量を参考にモルタルに対して４０ｋｇ／ｍ^３を、高炉Ｂ種セメントから置き換えることとした。また、膨張率の目標値を満足するために、アルミニウム粉末の添加量を４０ｇ／ｍ^３に定めた。

【0035】

決定した配合のモルタルを使用し、プレパックドコンクリート工法によって１辺が８００ｍｍのコンクリートブロックを作製した。なお、練り混ぜ水に関しては、海水と真水の２種類を用い、それぞれについてコンクリートブロックを作製した。そして、材齢７日において、φ１５０ｍｍ×８００ｍｍのコア供試体をサンプリングした。また、モルタルのみのサンプルも作製した。このサンプルは、直径５０ｍｍ、長さが１００ｍｍの円柱状であり、材齢２８日で測定に供した。

【0036】

図８に、圧縮強度試験の結果を示す。モルタルの圧縮強度は、海水で練り混ぜることによって、真水で練った場合の２４Ｎ／ｍｍ^２から３５Ｎ／ｍｍ^２と約１．５倍に増加した。また、海水を使用したプレパックドコンクリートの圧縮強度も、真水を使用したプレパックドコンクリートの圧縮強度の約１．５倍に増加し、２７Ｎ／ｍｍ^２となった。

【0037】

作製されたプレパックドコンクリートは、海水を使用したものと、真水を使用したものの何れも、型枠の隅々までモルタルが充填されていた。また、サンプリングされたコアにおいて、モルタルとコンクリートがらとの界面に間隙が発生していないことが確認できた。このように、モルタルが密に充填された理由としては、アルミニウム粉末の発泡剤が添加されていること、及び、結合材として高炉セメントＢ種と膨張材とを用いていることが挙げられる。

【0038】

図７に示すように、このモルタルのＰ漏斗流下時間は２２．０秒であった。このことから、コンクリートがらの最小寸法が２００ｍｍである場合、モルタルのＰ漏斗流下時間を２２．０秒に調整することで、充填性を確保できることが確認できた。加えて、ブリーディング率は２．４％であり、目標値である３％以下を実現できた。

【0039】

なお、今回作製したプレパックドコンクリートにおいて、ブロック中におけるコンクリートがらの容積率は５０〜５３％であった。このことから、コンクリート製品１ｍ^３あたり、０．５ｍ^３のコンクリートがらを処理できることが確認できた。

【0040】

次に、コンクリートがらを粗骨材として作製したコンクリート製品の防波堤復旧工事での適用例について説明する。図９に示すように、消波ブロック１と、根固めブロック２と、ケーソン３のモデル（ケーソンモデル）の３種のコンクリート製品を実際に作製し、試験を行った。

【0041】

図１０に示すように、消波ブロック１は、テトラポット２５ｔ型であり、設計基準強度を１８Ｎ／ｍｍ^２に定めた。打設方法は、プレパックドコンクリート工法と通常工法（コンクリート）の２通りとした。粗骨材は、プレパックドコンクリート工法では３００〜５００ｍｍのコンクリートがら（３００ｍｍがら）を用い、通常工法では２５ｍｍの普通骨材を用いた。なお、コンクリートがらは被災した既設ケーソンの破砕がらを使用した。練り混ぜ水に関し、プレパックドコンクリート工法では真水と海水の２種類用い、通常工法では海水を用いた。

【0042】

根固めブロック２は、比較的扁平な直方体状（Ｌ４．０ｍ×Ｂ３．０ｍ×Ｈ１．５ｍ）であり、設計基準強度を１８Ｎ／ｍｍ^２に定めた。打設方法は、ポストパックドコンクリート工法と通常工法（コンクリート）の２通りとした。粗骨材は、ポストパックドコンクリート工法では３００〜５００ｍｍのコンクリートがらを用い、通常工法では２５ｍｍの普通骨材を用いた。練り混ぜ水は、ポストパックドコンクリート工法において真水と海水の２種類用い、通常工法において海水を用いた。

【0043】

ケーソン３のモデルは、側面視Ｌ字状のブロック体（Ｌ２．５ｍ×Ｂ２．０ｍ×Ｈ２．５ｍ）であり、設計規準強度を２４Ｎ／ｍｍ^２に定めた。打設方法は、通常工法（コンクリート）のみとした。粗骨材は、４０ｍｍコンクリートがらと２５ｍｍ普通骨材を用いた。練り混ぜ水は、コンクリートがらについて真水と海水の２種類用い、普通骨材について海水を用いた。

【0044】

図１１に使用材料を、図１２に配合をそれぞれ示す。使用材料に関し、練り混ぜ水Ｗは、現地で採取した海水と、水道水とを用いた。セメントＣは、高炉セメントＢ種を用いた。膨張材Ｅｘは石灰系膨張材を用いた。混和材としてシリカフュームＳＦを用いた。細骨材Ｓは砕砂を、コンクリート用の粗骨材Ｇは砕石を使用した。発泡剤ＡＬとして特殊アルミニウム粉末を用いた。なお、注入用モルタルには高性能ＡＥ減水剤ＳＰを添加し、コンクリートには特殊混和剤ＡＮ及びＡＥ減水剤ＷＲを添加した。

【0045】

配合に関し、プレパックドコンクリート工法やポストパックドコンクリート工法に用いる注入用モルタルでは、水結合材比Ｗ／Ｂを４０．０％とし、細骨材結合材比Ｓ／Ｂを１．７に定めた。Ｗ／Ｂを４０．０％とした理由は、製造されるコンクリート製品の強度を高め、ブリーディングを抑制するためである。そして、水Ｗの単位量を２６３ｋｇ／ｍ^３、セメントＣの単位量を６１８ｋｇ／ｍ^３、膨張材Ｅｘの単位量を４０ｋｇ／ｍ^３、細骨材Ｓの単位量を１１１９ｋｇ／ｍ^３、及び発泡剤ＡＬの単位量を０．０４ｋｇ／ｍ^３（４０ｇ／ｍ^３）に定めた。また、高性能ＡＥ減水剤ＳＰ、及びＡＥ減水剤ＷＲについては、所望の水結合材比Ｗ／Ｂ、及び単位水量が得られるように、量を調整して添加した。

【0046】

なお、注入用モルタルの目標性能については、図３（ａ）で説明した通りであるが、Ｐ漏斗流下時間の目標値については、９０秒程度まで延長した。すなわち、２０〜９０秒とした。これは、粗骨材寸法が３００〜５００ｍｍと大きく、注入する空隙も大きいことによる。

【0047】

また、通常工法に用いるコンクリートでは、水結合材比Ｗ／Ｂを６４．６％とし、細骨材率ｓ／ａを４８．８％に定めた。そして、水Ｗの単位量を１７２ｋｇ／ｍ^３、セメントＣの単位量を２４１ｋｇ／ｍ^３、混和材の単位量を２５ｋｇ／ｍ^３、細骨材Ｓの単位量を８８６ｋｇ／ｍ^３、粗骨材Ｇの単位量を９４４ｋｇ／ｍ^３、及び特殊混和剤ＡＮの単位量を１３ｋｇ／ｍ^３に定めた。

【0048】

図１３に、プレパックドコンクリート工法による消波ブロック１の施工フローを示す。同図に示すように、この工法では、まず、バックホウＢＨ等によって型枠１１の内部にコンクリートがら１２を投入する。その後、型枠１１の上端部を取り付けるとともに、モルタルの注入パイプ１３をセットする。さらに、人力によって型枠の上端部にもコンクリートがら１２を投入する。型枠１１の全体にコンクリートがら１２を投入したならば、注入用モルタル１４を型枠内の底部から注入する。型枠１１の上端まで注入用モルタル１４が注入されたならば、注入パイプ１３を取り外して天端を仕上げる。そして、所定期間が経過し、必要な初期強度が発現されたならば型枠１１を取り外す。

【0049】

図１４に、ポストパックドコンクリート工法による根固めブロック２の施工フローを示す。同図に示すように、この工法では、まず、型枠２１の内部に必要量よりも若干少ない量の注入用モルタル２２を打設する。その後、バックホウＢＨ等によって型枠２２の内部にコンクリートがら２３を投入する。コンクリートがら２３を投入したならば、注入用モルタル２２を型枠２１の上端まで打設し、天端を仕上げる。そして、所定期間が経過し、必要な初期強度が発現されたならば型枠２１を取り外す。

【0050】

図１５に、通常工法によるケーソン３のモデル３３についての施工フローを示す。同図に示すように、通常工法では、まず、エポキシ塗装鉄筋３１をＬ字状ブロックの形状に組み立てる。鉄筋３１を組み立てたならば、この鉄筋３１を囲むように型枠３２を組み立てる。型枠３２の組み立て後、コンクリートを型枠内に打設する。型枠の上端までコンクリートが注入されたならば、天端を仕上げる。そして、所定期間が経過し、必要な初期強度が発現されたならば型枠３２を取り外し、ケーソン３のモデル３３を得た。

【0051】

次に、作製したコンクリート製品に関する品質の評価について説明する。品質は、圧縮強度によって評価した。圧縮強度を測定するための供試体に関し、消波ブロック１及び根固めブロック２については一辺が８００ｍｍのブロックから成型したφ１５０ｍｍ×３００ｍｍのコア供試体を用い、ケーソン３のモデル３３についてはφ１００ｍｍ×２００ｍｍの供試体を作成した。

【0052】

図１６に、プレパックドコンクリートから採取したコア供試体（φ１５０ｍｍ×８００ｍｍ）の全体写真及び部分拡大写真を示す。この写真に示すように、モルタルとコンクリートがらの界面に間隙は発生していないことが確認できた。

【0053】

図１７に示すように、消波ブロック１、根固めブロック２、及びケーソン３のモデル３３に関し、練り混ぜ水として真水と海水を用いた何れのサンプルであっても、設計基準強度（消波ブロック１及び根固めブロック２で１８Ｎ／ｍｍ^２，ケーソン３のモデル３３で２４Ｎ／ｍｍ^２）を満足することが確認できた。特に、海水を用いたサンプルに関しては、材齢７日で設計基準強度を満足した。このことから、モルタルの練り混ぜ水として海水を用いると、初期強度の発現が早まることが確認できた。また、高炉セメントＢ種を用いているので、普通ポルトランドセメントを用いた場合よりも高い強度が得られたと考えられる。

【0054】

図１８は、気温５℃程度で給熱養生された各コンクリートの初期強度の変化を示すグラフである。このグラフにおいて、プレパックドコンクリートは、モルタルの練り混ぜ水として海水を用いたものである。また、ポストパックドコンクリートは、モルタルの練り混ぜ水として真水を用いたものである。そして、材齢１日、３日、7日の圧縮強度を測定し、プロットしている。

【0055】

同図に示すように、海水を用いたプレパックドコンクリートでは、材齢１日で脱型に必要な強度（脱型強度）である５Ｎ／ｍｍ^２が発現されている。これに対し、真水を用いたポストパックドコンクリートは、５Ｎ／ｍｍ^２が発現されるまでに３日を要している。このことから、モルタルの練り混ぜ水として海水を用いることで、寒冷環境であっても初期強度の発現性に優れ、真水を用いるよりも脱型を早期に行えることが理解できる。これにより、製造効率を高めることができるし、ブリーディング抑制にも寄与する。

【0056】

海水による初期強度発現の優位性を確認すべく、室内実験を行った。この室内実験では、３種類のコンクリートを比較した。１種類目は海水を用いたコンクリートであり、２種類目は真水を用いたコンクリートであり、３種類目は海水と、砕砂及び海砂とを用い、フライアッシュ及び特殊添加剤を添加した海水練りコンクリートである。なお、何れのコンクリートも、セメントは高炉セメントＢ種を用いた。そして、これらのコンクリートを、室温５℃の環境下と、室温２０℃の環境下で養生し、材齢１日、３日、７日のそれぞれで圧縮強度を測定した。

【0057】

図１９（ａ）に示すように、室温５℃の環境下では、海水を用いて練り混ぜたコンクリート（海水練りコンクリート）は何れも、材齢３日の圧縮強度が、脱型強度である５Ｎ／ｍｍ^２よりも高くなった。これに対し、真水を用いて練り混ぜたコンクリートは、材齢７日で脱型強度である５Ｎ／ｍｍ^２を若干上回った。

【0058】

図１９（ｂ）に示すように、室温２０℃の環境下では、海水を用いて練り混ぜたコンクリートは何れも、材齢１日の圧縮強度が、脱型強度である５Ｎ／ｍｍ^２よりも高くなった。これに対し、真水を用いて練り混ぜたコンクリートは、材齢３日で脱型強度である５Ｎ／ｍｍ^２を上回った。

【0059】

以上の実験結果より、練り混ぜ水として海水を用いることで、室温にかかわらず、真水を用いるよりも初期強度が早期に発現し、脱型が早期に行えることが確認できた。その理由としては、海水に含まれる塩分によって結合材が早期に反応したことが挙げられる。

【0060】

また、脱型までの養生期間に関し、室温２０℃の環境下では、海水を用いたコンクリートで１日、真水を用いたコンクリートで２日必要であったが、室温５℃の環境下では、海水を用いたコンクリートで３日、真水を用いたコンクリートで６日必要であった。このことから、海水を用いることで、特に寒冷環境における脱型までの養生期間を短くできることが確認できた。

【0061】

以上の結果を総括する。今回、２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の大きさに破砕されたコンクリートがらを粗骨材として使用するとともに、モルタルの練り混ぜ水として海水を使用し、新たなコンクリート製品（消波ブロック１、根固めブロック２）を作製した。そして、コンクリート製品として必要な強度が得られていることを確認した。

【0062】

このコンクリート製品では、２００ｍｍ以上のコンクリートがらを粗骨材として使用しているので、破砕の手間を軽減できて作業性を向上させることができる。また、練り混ぜ水として海水を用いているので、モルタルの強度を、真水を用いた場合よりも増進させることができる。これにより、新たなコンクリート製品において必要な強度を確保できる。

【0063】

また、海水に含まれる塩分によって結合材が早期に反応する。これにより、練り混ぜ水として真水を用いる場合よりも初期強度を向上させることができる。従って、脱型までの期間が短縮され、製造効率を高めることができる。

【0064】

また、注入用モルタルの特殊混和剤として高性能ＡＥ減水剤を添加しているので、その流動性（Ｐロート流下時間で２０〜９０秒，より好ましくは２０〜４０秒）を確保しつつも、水結合材比Ｗ／Ｂを４０％以下とし、かつ、単位水量を２７０ｋｇ／ｍ^３以下とすることができる。

【0065】

以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。

【0066】

例えば、結合材に関し、前述のコンクリート製品では、高炉セメントＢ種と膨張材とによって構成したが、これに限定されない。例えば、高炉セメントＢ種に代えて、或いは、高炉セメントＢ種とともに、フライアッシュセメントＢ種を用いてもよい。これにより、普通ポルトランドセメントを用いた場合よりも高い強度が得られる。また、結合材に関し、膨張材を除いて、セメントだけで構成してもよい。

【符号の説明】

【0067】

１…消波ブロック，２…根固めブロック，３…ケーソンモデル，１１…型枠，１２…コンクリートがら，１３…モルタルの注入パイプ，１４…注入用モルタル，２１…型枠，２２…注入用モルタル，２３…コンクリートがら，３１…エポキシ塗装鉄筋，３２…型枠，３３…ケーソンのモデル，ＢＨ…バックホウ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】