(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】
(24)【登録日】2023-08-15
(45)【発行日】2023-08-23
(54)【発明の名称】高流動コンクリート
(51)【国際特許分類】
B28C 7/02 20060101AFI20230816BHJP
C04B 28/02 20060101ALN20230816BHJP
C04B 111/40 20060101ALN20230816BHJP
C04B 111/70 20060101ALN20230816BHJP
【ＦＩ】
B28C7/02
C04B28/02
C04B111:40
C04B111:70
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2019077650
(22)【出願日】2019-04-16
(65)【公開番号】P2020176022
(43)【公開日】2020-10-29
【審査請求日】2021-10-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162396
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 泰之
(74)【代理人】
【識別番号】100122954
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷部 善太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100194803
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 理弘
(72)【発明者】
【氏名】梁 俊
(72)【発明者】
【氏名】丸屋 剛
【審査官】小川 武
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－１７１１５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－０１３７０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０２０９２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１７４３９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２６４７０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】坂田昇ら ，土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」の改訂について ，コンクリリート工学 ，2012年，Vol.50No.6 ，P.515-519
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２８Ｃ １／００－９／０４
Ｃ０４Ｂ ２／００－３２／０２
Ｃ０４Ｂ ４０／００－４０／０６
Ｃ０４Ｂ１０３／００－１１１／９４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１２％以上、単位水量１８０ｋｇ／ｍ３以下であり、土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針［２０１２年版］」に基づく自己充填性が、ランク１（「高流動コンクリートの充填試験方法（案）」（ＪＳＣＥ－Ｆ ５１１－２０１１）に準拠し、Ｕ型試験機で測定した充填高さ（障害Ｒ１）が３００ｍｍ以上）である高流動コンクリートの配合設計方法であって、必要な強度および施工条件に応じて必要な自己充填性ランクを確保することが可能な高流動コンクリートの基本配合を決定する第一配合工程と、
前記基本配合において、前記基本配合の自己充填性ランクが確保される範囲でペースト中の空気量を増加させることで、前記基本配合中の細骨材の体積を減少させ、細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１２％以上、単位水量１８０ｋｇ／ｍ３以下であるコンクリート配合を決定する第二配合工程を備えていることを特徴とする高流動コンクリートの配合設計方法。
【請求項2】
前記ペースト中の空気量は、ＡＥ剤の添加量により調整することを特徴とする請求項１に記載の高流動コンクリートの配合設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高流動コンクリートに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、硬化前のフレッシュコンクリートの流動性をさらに高めた高流動コンクリートの開発が盛んに進められている。高流動コンクリートは、流動性が高く、自己充填性に優れており、締固め作業を行うことなく、型枠の隅々にまで充填することができる。高流動コンクリートの自己充填性は、土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」（非特許文献１）でランク分けされており、最も自己充填性に優れたランク１は、スランプフロー目標値が７００ｍｍとされている。
高流動コンクリートにおいて、ランク１であるスランプフロー７００ｍｍを満足させるために、単位水量を増やす、高性能減水剤・高性能ＡＥ減水剤の添加量を増やす等して配合を調整すると、材料分離が起こりやすくなるという問題がある。
高流動コンクリートにおいて、ランク１であるスランプフロー７００ｍｍを満足させるために、単位水量を増やす、高性能減水剤・高性能ＡＥ減水剤の添加量を増やす等して配合を調整すると、材料分離が起こりやすくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」（２０１２年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
材料分離が起こりにくい高流動コンクリートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
１．細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１２％以上であることを特徴とする高流動コンクリート。
２．土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性が、ランク１であることを特徴とする１．に記載の高流動コンクリート。
３．単位水量１８０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする１．または２．に記載の高流動コンクリート。
４．細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１２％以上である高流動コンクリートの配合設計方法であって、
必要な強度および施工条件に応じた自己充填性を確保することが可能な高流動コンクリートの基本配合を決定する第一配合工程と、
前記基本配合において、前工程で得た自己充填性が確保される範囲でペースト中の空気量を増加させることで、前記基本配合中の細骨材の体積を減少させたコンクリート配合を決定する第二配合工程を備えていることを特徴とする高流動コンクリートの配合設計方法。
５．前記ペースト中の空気量は、ＡＥ剤の添加量により調整することを特徴とする４．に記載の高流動コンクリートの配合設計方法。
１．細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１２％以上であることを特徴とする高流動コンクリート。
２．土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性が、ランク１であることを特徴とする１．に記載の高流動コンクリート。
３．単位水量１８０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする１．または２．に記載の高流動コンクリート。
４．細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１２％以上である高流動コンクリートの配合設計方法であって、
必要な強度および施工条件に応じた自己充填性を確保することが可能な高流動コンクリートの基本配合を決定する第一配合工程と、
前記基本配合において、前工程で得た自己充填性が確保される範囲でペースト中の空気量を増加させることで、前記基本配合中の細骨材の体積を減少させたコンクリート配合を決定する第二配合工程を備えていることを特徴とする高流動コンクリートの配合設計方法。
５．前記ペースト中の空気量は、ＡＥ剤の添加量により調整することを特徴とする４．に記載の高流動コンクリートの配合設計方法。
【発明の効果】
【0006】
本発明の高流動コンクリートは、高流動でありながらも材料分離し難く、かつ実用的な強度を備えている。
本発明の高流動コンクリートは、細骨材の一部を空気に置き換えているため、軽量化（簡素化）が可能となり、ひいては、耐震設計上有利な構造を構築することができる。
本発明の高流動コンクリートは、自己充填性に優れており、土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性ランク１を達成することができる。
本発明の高流動コンクリートは、スランプフローを６９０ｍｍ以下とすることができ、材料分離しにくい。
本発明の高流動コンクリートは、細骨材の一部を空気に置き換えているため、軽量化（簡素化）が可能となり、ひいては、耐震設計上有利な構造を構築することができる。
本発明の高流動コンクリートは、自己充填性に優れており、土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性ランク１を達成することができる。
本発明の高流動コンクリートは、スランプフローを６９０ｍｍ以下とすることができ、材料分離しにくい。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明のコンクリートの配合設計方法を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の高流動コンクリートは、セメント、水、細骨材、粗骨材、ＡＥ剤等の混和剤とを混合することにより生成される。なお、本明細書において、高流動コンクリートとは、スランプフローが５００ｍｍ以上のコンクリートを意味する。本発明の高流動コンクリートにおいて使用するセメントは特に制限されず、例えば、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、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント（Ａ～Ｃ種）、フライアッシュセメント（Ａ～Ｃ種）、シリカセメント（Ａ～Ｃ種）、エコセメント等を用いることができる。
【0009】
本発明の高流動コンクリートは、細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１２％以上である。細骨材の密度を２．６５ｇ／ｃｍ３と仮定すると、本発明の高流動コンクリートは、単位体積あたりの細骨材の体積が約３０２Ｌ／ｍ３以下であり、また、本発明の高流動コンクリートは、空気の体積が１２０Ｌ／ｍ３以上である。
本発明の高流動コンクリートは、細骨材量が少ないため、流動性、自己充填性に優れている。そして、本発明の高流動コンクリートは、細骨材の体積の一部を、水やセメントではなく、空気で置換しているため、材料分離しにくい。
本発明の高流動コンクリートは、細骨材量が少ないため、流動性、自己充填性に優れている。そして、本発明の高流動コンクリートは、細骨材の体積の一部を、水やセメントではなく、空気で置換しているため、材料分離しにくい。
【0010】
本発明の高流動コンクリートは、ペースト中の空気の体積が、ペースト全体の体積の４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。本発明において、空気量、ペースト中の空気の量は、ＡＥ剤等の添加量により、調整することができる。また、ペーストとは、セメントと水とを混合したセメントペーストのほか、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム等の潜在水硬性粉体、石灰石微粉末などのセメントと同等ないしはそれ以上の粉末度を持つ材料と水との混合物を含むものとする。
【0011】
本発明の高流動コンクリートは、骨材として、砕石、砕砂のいずれか、または両方を含有することができる。本発明のコンクリートは、ペーストが多くの空気を含むことにより十分なペースト体積を備えている。そのため、本発明のコンクリートは、川砂利と比較して実積率が小さな砕石、天然砂と比較して形状がいびつで石粉を多く含む砕砂を配合しても、流動性と自己充填性を維持することができる。
【0012】
本発明の高流動コンクリートは、自己充填性に優れており、土木学会「高流動コンクリートの配合設計・施工指針」に基づく自己充填性ランク１を達成することができる。
本発明の高流動コンクリートは、ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して測定したスランプフローを、６９０ｍｍ以下とすることができる。スランプフローが、自己充填性ランク１の目標スランプフロー７００ｍｍより小さい本発明の高流動コンクリートは、材料分離しにくい。
本発明の高流動コンクリートは、ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して測定したスランプフローを、６９０ｍｍ以下とすることができる。スランプフローが、自己充填性ランク１の目標スランプフロー７００ｍｍより小さい本発明の高流動コンクリートは、材料分離しにくい。
【0013】
本発明のコンクリートは、単位水量を１８０ｋｇ／ｍ３以下とすることができる。本発明の高流動コンクリートは、単位水量を１８０ｋｇ／ｍ３以下とすることで、材料分離し難く、かつ、ブリーディング量を抑えたコンクリートを生成することができる。
【0014】
本発明の高流動コンクリートの配合設計は、図１に示すように、第一配合工程Ｓ１と、第二配合工程Ｓ２とを備えている。
第一配合工程Ｓ１では、高流動コンクリートの基本配合を決定する。基本配合は、高流動コンクリートの使用用途において必要な強度を確保するとともに、施工条件に応じて必要な自己充填性を確保することが可能な配合とする。
第一配合工程Ｓ１では、高流動コンクリートの基本配合を決定する。基本配合は、高流動コンクリートの使用用途において必要な強度を確保するとともに、施工条件に応じて必要な自己充填性を確保することが可能な配合とする。
【0015】
まず、基本配合の設計に必要な条件を設定する（準備作業Ｓ１１）。設計条件は、コンクリート部材の設計強度等の特性値や、コンクリートの打設箇所の施工条件（配筋や、打設空間の大きさ等）等に基づいて設定する。
次に、高流動コンクリートの基本配合を決定する（基本配合決定作業Ｓ１２）。基本配合決定作業Ｓ１２では、経験則に基づいて、コンクリート部材の特性値に応じた水セメント比、施工条件に応じた自己充填性ランク、最大粗骨材寸法等とともに、細骨材量と単位水量を決定する。
次に、高流動コンクリートの基本配合を決定する（基本配合決定作業Ｓ１２）。基本配合決定作業Ｓ１２では、経験則に基づいて、コンクリート部材の特性値に応じた水セメント比、施工条件に応じた自己充填性ランク、最大粗骨材寸法等とともに、細骨材量と単位水量を決定する。
【0016】
第二配合工程Ｓ２では、基本配合における自己充填性と分離抵抗性の確保を前提としながら、細骨材量が８００ｋｇ／ｍ３以下、空気量１２％以上となるように調整する。すなわち、第二配合工程Ｓ２では、流動性と材料分離抵抗性に着目しての細骨材の一部を空気に置換する。
具体的には、所定のスランプフロー（目標スランプフロー６００ｍｍ以上、より好ましくは６００ｍｍ以上７００ｍｍ以下）を確保できるように、粗骨材量、細骨材量の調整（骨材調整作業Ｓ２１）、分離抵抗性の確保を前提に単位水量の調整（単位水量調整作業Ｓ２２）、分離抵抗性の確保のための増粘剤添加量、空気量１２％以上とするためのＡＥ剤添加量等の調整（混和材調整作業Ｓ２３）を行う。これらの作業（Ｓ２１～２３）の順序は特に制限されず、並列的に行ってもよく、複数回行ってもよい。
具体的には、所定のスランプフロー（目標スランプフロー６００ｍｍ以上、より好ましくは６００ｍｍ以上７００ｍｍ以下）を確保できるように、粗骨材量、細骨材量の調整（骨材調整作業Ｓ２１）、分離抵抗性の確保を前提に単位水量の調整（単位水量調整作業Ｓ２２）、分離抵抗性の確保のための増粘剤添加量、空気量１２％以上とするためのＡＥ剤添加量等の調整（混和材調整作業Ｓ２３）を行う。これらの作業（Ｓ２１～２３）の順序は特に制限されず、並列的に行ってもよく、複数回行ってもよい。
【0017】
本発明の高流動コンクリートは、従来の高流動コンクリートよりも細骨材が少なく、ペースト中に多量の空気を含有している。本発明の高流動コンクリートは、細骨材の一部が空気によって置換されており、細骨材量が少なくとも空気によりペーストの体積がかさ増しされているため自己充填性に優れている。
【実施例】
【0018】
以下、本発明の高流動コンクリートを、下記実施例により説明する。ただし、本発明の高流動コンクリートは、下記実施例の記載に何ら限定されない。
「比較例１」
基本配合として、水セメント比４３．６％、目標空気量４．５％、細骨材量が９７７ｋｇ／ｍ３である高流動コンクリートを調製した。
「実施例１」
基本配合を元に、目標空気量１２．０％、細骨材量が７８１ｋｇ／ｍ３である高流動コンクリートを調製した。
「比較例２、３」
基本配合を元に、目標空気量１２．０％、細骨材量が８０４ｋｇ／ｍ３である高流動コンクリートを調製した。
「比較例１」
基本配合として、水セメント比４３．６％、目標空気量４．５％、細骨材量が９７７ｋｇ／ｍ３である高流動コンクリートを調製した。
「実施例１」
基本配合を元に、目標空気量１２．０％、細骨材量が７８１ｋｇ／ｍ３である高流動コンクリートを調製した。
「比較例２、３」
基本配合を元に、目標空気量１２．０％、細骨材量が８０４ｋｇ／ｍ３である高流動コンクリートを調製した。
【0019】
各配合を下記表１に示す。
【表1】
【0020】
上記で調整した高流動コンクリートについて、下記測定を行った。結果を表２に示す。
＜スランプフロー＞
ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して、スランプフロー（ｍｍ）と、フローが５００ｍｍに到達するまでの時間（秒）とフローの流動停止時間（秒）を測定した。
＜充填性評価試験＞
「高流動コンクリートの充填試験方法（案）」（ＪＳＣＥ－Ｆ ５１１－２０１１）に準拠し、Ｕ型試験機で測定した。
＜スランプフロー＞
ＪＩＳ Ａ１１５０：２００７に準拠して、スランプフロー（ｍｍ）と、フローが５００ｍｍに到達するまでの時間（秒）とフローの流動停止時間（秒）を測定した。
＜充填性評価試験＞
「高流動コンクリートの充填試験方法（案）」（ＪＳＣＥ－Ｆ ５１１－２０１１）に準拠し、Ｕ型試験機で測定した。
【表2】
【0021】
本発明である実施例１の高流動コンクリートは、充填性に優れていた。本発明である実施例１の高流動コンクリートは、練上がり１２０分後スランプフローが６０８ｍｍと低下したにも関わらず、ランク１の障害を通過して３４２ｍｍの充填高さまで到達した。また、練上がり１２０分後の３００ｍｍ通過時間は、練上がり３０分後の８．１秒より短い６．１秒であった。
空気量が４．５％である比較例１の高流動コンクリートは、材料分離気味であり、障害Ｒ１を通過できなかった。比較例１の高流動コンクリートは、障害Ｒ２では自己充填高さ３００ｍｍ以上であり、自己充填性ランク２に相当した。
比較例２は、空気量１２％を目標としていたが、実際の空気量は７．２％であった。ＡＥ剤の量を増やした比較例３も、空気量８．６％であった。比較例２、３は、目標とする空気量を達成できなかったため、自己充填性試験は行っていない。
空気量が４．５％である比較例１の高流動コンクリートは、材料分離気味であり、障害Ｒ１を通過できなかった。比較例１の高流動コンクリートは、障害Ｒ２では自己充填高さ３００ｍｍ以上であり、自己充填性ランク２に相当した。
比較例２は、空気量１２％を目標としていたが、実際の空気量は７．２％であった。ＡＥ剤の量を増やした比較例３も、空気量８．６％であった。比較例２、３は、目標とする空気量を達成できなかったため、自己充填性試験は行っていない。
【図1】
