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技術 プレキャストコンクリート用膨張材、その製造方法およびプレキャストコンクリートの製造方法

出願人 デンカ株式会社
発明者 本間一也木村潤市樋口隆行
出願日 2015年6月26日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2015-128631
公開日 2017年1月12日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2017-007924
状態 特許登録済
技術分野 セメント、コンクリート、人造石、その養生
主要キーワード 膨張割合 炭酸カルシウム含有量 膨張試験 蒸気養生温度 前置時間 結合材量 hr保持 コンクリート試験体
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この項目の情報は公開日時点(2017年1月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

コンクリート練り混ぜから蒸気養生を行うまでの前置時間が変動しても、安定した膨張率を付与できるプレキャストコンクリート膨張材、その製造方法およびプレキャストコンクリートの製造方法を提供。

解決手段

ISA6202B法に準拠して20℃で測定したコンクリート試験体の膨張率であって、材齢7日の膨張率に対して材齢1日での膨張率が75%以上を示す膨張材を30〜70部と30〜70%を示す膨張材を30〜70部を合計100部となるように配合したプレキャストコンクリート用膨張材およびその製造方法、ならびに前記プレキャストコンクリート用膨張材を用いてなるプレキャストコンクリートの製造方法。特に限定されるものではなく、例えば、セメントに使用される市販の膨張材であり、エトリンガイト系石灰系エトリンガイト石灰系膨張材などの膨張材。

概要

背景

コンクリートひび割れを低減する材料や技術の開発が進んでいる(特許文献1)。近年はコンクリートのプレキャスト化が進展し、工場コンクリート製品を製造し、建設現場運搬して組み立てを行う工法が増加している。生産性の向上を目的としてコンクリート製品に蒸気養生が実施されるが、膨張材を配合したコンクリートでは、蒸気養生をかけるまでの時間が変化した際、コンクリートの膨張率が変動するという課題があった。

概要

コンクリートの練り混ぜから蒸気養生を行うまでの前置時間が変動しても、安定した膨張率を付与できるプレキャストコンクリート用膨張材、その製造方法およびプレキャストコンクリートの製造方法を提供。JISA6202B法に準拠して20℃で測定したコンクリート試験体の膨張率であって、材齢7日の膨張率に対して材齢1日での膨張率が75%以上を示す膨張材を30〜70部と30〜70%を示す膨張材を30〜70部を合計100部となるように配合したプレキャストコンクリート用膨張材およびその製造方法、ならびに前記プレキャストコンクリート用膨張材を用いてなるプレキャストコンクリートの製造方法。特に限定されるものではなく、例えば、セメントに使用される市販の膨張材であり、エトリンガイト系石灰系エトリンガイト石灰系膨張材などの膨張材。なし

目的

本発明は、コンクリートの練り混ぜから蒸気養生を行うまでの前置時間が変動しても、安定した膨張率(ひずみ)を付与できるプレキャストコンクリート用膨張材、その製造方法およびプレキャストコンクリートの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ISA6202B法に準拠して20℃で測定したコンクリート試験体膨張率であって、材齢7日の膨張率に対して材齢1日での膨張率が75%以上を示す膨張材を30〜70部と30〜70%を示す膨張材を30〜70部を合計100部となるように配合したプレキャストコンクリート用膨張材。

請求項2

JISA6202B法に準拠して20℃で測定したコンクリート試験体の膨張率であって、材齢7日の膨張率に対して材齢1日での膨張率が、75%以上を示す膨張材を30〜70部と30〜70%を示す膨張材を30〜70部を合計100部となるように配合してなるプレキャストコンクリート用膨張材の製造方法。

請求項3

請求項1記載のプレキャストコンクリート用膨張材を用いてなるプレキャストコンクリートの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、土木建築分野で使用されるプレキャストコンクリート膨張材、その製造方法およびプレキャストコンクリートの製造方法に関する。

背景技術

0002

コンクリートひび割れを低減する材料や技術の開発が進んでいる(特許文献1)。近年はコンクリートのプレキャスト化が進展し、工場コンクリート製品を製造し、建設現場運搬して組み立てを行う工法が増加している。生産性の向上を目的としてコンクリート製品に蒸気養生が実施されるが、膨張材を配合したコンクリートでは、蒸気養生をかけるまでの時間が変化した際、コンクリートの膨張率が変動するという課題があった。

先行技術

0003

特開2001−64054号公報

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は、コンクリートの練り混ぜから蒸気養生を行うまでの前置時間が変動しても、安定した膨張率(ひずみ)を付与できるプレキャストコンクリート用膨張材、その製造方法およびプレキャストコンクリートの製造方法を提供する。

課題を解決するための手段

0005

すなわち、本発明は、(1)JIS A6202B法に準拠して20℃で測定したコンクリート試験体の膨張率であって、材齢7日の膨張率に対して材齢1日での膨張率が75%以上を示す膨張材を30〜70部と30〜70%を示す膨張材を30〜70部を合計100部となるように配合したプレキャストコンクリート用膨張材、(2)JIS A6202B法に準拠して20℃で測定したコンクリート試験体の膨張率であって、材齢7日の膨張率に対して材齢1日での膨張率が、75%以上を示す膨張材を30〜70部と30〜70%を示す膨張材を30〜70部を合計100部となるように配合してなるプレキャストコンクリート用膨張材の製造方法、(3)(1)のプレキャストコンクリート用膨張材を用いてなるプレキャストコンクリートの製造方法、である。

発明の効果

0006

本発明により、コンクリートの練り混ぜから蒸気養生を行うまでの前置時間が変動しても、プレキャストコンクリートに安定した膨張率(ひずみ)を導入することが可能となる。

0007

本発明で使用される、部、%は、特に規定しない限り質量基準である。
また、本発明で云うコンクリートとは、セメントペーストセメントモルタル、およびセメントコンクリートを総称するものである。

0008

本発明で使用する膨張材は、特に限定されるものではなく、例えば、セメントに使用される市販の膨張材であり、エトリンガイト系石灰系エトリンガイト石灰系膨張材などが挙げられる。

0009

本発明のプレキャストコンクリート用膨張材は、20℃で練り混ぜおよび養生を行ったコンクリートの材齢7日の膨張率を基準とし、材齢1日での膨張率が75%以上を示す膨張材を30〜70部と30〜70%を示す膨張材を30〜70部を合計100部となるように配合するものである。膨張率の測定は、JIS A6202B法に準拠して測定される一軸拘束膨張率測定方法で実施する。

0010

本発明の材齢7日を基準とした膨張率に対する材齢1日の膨張割合(%)は、膨張材の組成粒度表面処理などによって制御することが可能である。
膨張材の組成で材齢1日の膨張割合(%)を調整する場合、材齢1日の膨張率が75%以上の膨張材においては、遊離石灰含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜70部が好ましく、20〜60部がより好ましい。水硬性化合物の含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜50部が好ましく、20〜30部がより好ましい。無水石膏の含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜60部が好ましく、20〜50部がより好ましい。
材齢1日の膨張率が30〜70%の膨張材においては、遊離石灰の含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜40部が好ましく、20〜30部がより好ましい。水硬性化合物の含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜60部が好ましく、20〜40部がより好ましい。無水石膏の含有量は、遊離石灰、水硬性化合物および無水石膏の合計100部中、10〜50部が好ましく、20〜40部がより好ましい。
ここで、遊離石灰(F−CaO)、水硬性化合物(3CaO・Al2O3・CaSO4など)、無水石膏(CaSO4)である。

0011

膨張材の粒度で材齢1日の膨張割合(%)を調整する場合、材齢1日の膨張率が75%以上の膨張材においては、ブレーン比表面積で2500〜4500cm2/gが好ましく、3000〜4000cm2/gがより好ましい。材齢1日の膨張率が30〜70%の膨張材においては、ブレーン比表面積で2500cm2/g未満または、4500cm2/gを超えるものが好ましい。

0012

膨張材の表面処理で材齢1日の膨張割合(%)を調整する場合、材齢1日の膨張率が75%以上の膨張材においては、膨張材を600℃、CO2雰囲気下で炭酸化処理することが好ましい。材齢1日の膨張率が30〜70%の膨張材においては、膨張材を500℃以下または、700℃以上でCO2雰囲気下で炭酸化処理することが好ましい。

0013

本発明の膨張材の配合割合は、セメントと膨張材の合計100部中、セメントを80〜95部、膨張材を5〜20部であることが好ましい。

0014

本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、および中庸熱などの各種ポルトランドセメント、これらセメントに対して、高炉スラグフライアッシュ、およびシリカからなる群から選ばれる少なくとも1種を混合した各種混合セメント、ならびに石灰石粉末を混合したフィラーセメントなどが挙げられる。

0016

以下に実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはもちろんである。

0017

実験例1」
使用材料に示す膨張材を用意し、JIS A6202B法に準拠して、モルタル拘束膨張率を測定した。材齢1日および材齢7日の膨張率から、材齢7日の膨張率に対する材齢1日の膨張率の割合(%)を求めた。
これら膨張材を表1に示す割合で計量してコンクリート試験を実施した。コンクリートの単位量(kg/m3)は、結合材量を400kg(セメント量360kg、膨張材量40kg)、水量を159kg、細骨材量を899kg、粗骨材量を917kgとし、減水剤を用いて、空気量3.0%、スランプ10.0cmとした。
コンクリートの練り混ぜは20℃環境で実施し、JIS A6202B法に準拠した拘束膨張試験体を作成した後、蒸気養生を行った。
なお、蒸気養生を行うまでの前置き時間を1時間(hr)、3時間(hr)、6時間(hr)と変化させ、その間は20℃試験室内試験体を養生した。蒸気養生槽の昇温速度は20℃/hr、蒸気養生温度は65℃とし、最高温度で3hr保持した。その後自然冷却して、試験体温度を20℃とした後、材齢1日で膨張率を測定し、JIS A6202B法に準拠して20℃で測定した材齢7日のコンクリート試験体の膨張率に対する膨張割合(%)を求めた。結果を表1に示す。

0018

(使用材料)
膨張材A:材齢1日の膨張割合90%、膨張材100部中、F−CaO60部、3CaO・Al2O3・CaSO420部、CaSO420部、ブレーン比表面積3500cm2/g
膨張材B:材齢1日の膨張割合80%、膨張材100部中、F−CaO50部、3CaO・Al2O3・CaSO425部、CaSO425部、ブレーン比表面積3300cm2/g
膨張材C:材齢1日の膨張割合75%、膨張材100部中、F−CaO40部、3CaO・Al2O3・CaSO430部、CaSO430部、ブレーン比表面積3000cm2/g
膨張材D:材齢1日の膨張割合50%、膨張材100部中、F−CaO25部、3CaO・Al2O3・CaSO435部、CaSO440部ブレーン比表面積5300cm2/g
膨張材E:材齢1日の膨張割合30%、膨張材100部中、F−CaO22部、3CaO・Al2O3・CaSO439部、CaSO439部、ブレーン比表面積2000cm2/g
膨張材F:膨張材Bを、600℃、CO2雰囲気下で炭酸化処理、炭酸カルシウム含有量2.0%、材齢1日の膨張割合80%、ブレーン比表面積3200cm2/g
膨張材G:材齢1日の膨張割合71%、膨張材100部中、F−CaO38部、3CaO・Al2O3・CaSO432部、CaSO430部、ブレーン比表面積3500cm2/g
膨張材H:材齢1日の膨張割合69%、膨張材100部中、F−CaO30部、3CaO・Al2O3・CaSO435部、CaSO435部、ブレーン比表面積4600cm2/g
膨張材I:材齢1日の膨張割合31%、膨張材100部中、F−CaO20部、3CaO・Al2O3・CaSO440部、CaSO440部、ブレーン比表面積2400cm2/g
膨張材J:材齢1日の膨張割合29%、膨張材100部中、F−CaO13部、3CaO・Al2O3・CaSO437部、CaSO450部、ブレーン比表面積1800cm2/g
砂:JIS標準
水:水道水
セメント:普通ポルトランドセメント
細骨材:新県姫川水系、密度2.64
粗骨材:新潟県姫川水系、密度2.68
減水剤:花王社製、マイティ21HF

0019

試験方法
膨張率:JIS A6202B法に準拠
膨張率の差:蒸気養生を行うまでの前置き時間を1時間(hr)、3時間(hr)、6時間(hr)とした場合の材齢7日のコンクリートの膨張率の最大と最小の差

0020

0021

表1より、本発明により特定の膨張材を組み合わせることによって、前置時間によらず蒸気養生後に安定した膨張率が得られることが分かる。

0022

「実験例2」
使用材料、使用配合、試験方法、蒸気養生パターンは実験例1と同様に行い、膨張材の単位量を20kg/m3、76kg/m3と変化させた。膨張材の増分は、セメントで置換した。結果を表2、表3に示す。

0023

0024

実施例

0025

表2、3より、本発明により特定の膨張材を組み合わせることによって、前置時間によらず蒸気養生後に安定した膨張率が得られることが分かる。

0026

本発明により、プレキャストコンクリートの品質を安定化させることができるので、コンクリート製品分野に好適である。

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