コンクリートの乾燥収縮低減方法及び製造方法
【課題】コンクリートの乾燥収縮を容易に低減することが可能な乾燥収縮低減方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、として吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍの粗骨材と、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％の細骨材とを選定する選定工程と、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、を有するコンクリートの乾燥収縮低減方法に関する。
【解決手段】本発明は、として吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍの粗骨材と、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％の細骨材とを選定する選定工程と、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、を有するコンクリートの乾燥収縮低減方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの乾燥収縮低減方法及びコンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの乾燥収縮は、構造物の耐久性、長寿命化、高品質化などの観点から小さいほうが望ましい。例えば非特許文献１には、乾燥収縮が鉄筋コンクリート構造物の収縮ひび割れの主要な原因であること、骨材自体の静弾性係数や乾燥収縮がコンクリートの乾燥収縮に影響を及ぼすことなどが記載されている。また、コンクリートの乾燥収縮の測定には、通常、６ヶ月もの期間を要することから、所定の配合のコンクリートの乾燥収縮を予測する式が提案されており、例えば非特許文献２には、骨材自体の静弾性係数や配合条件から収縮ひずみを予測する式が示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「建築材料の乾燥収縮機構」、セメント・コンクリート、Ｎｏ．３４６、３０〜４０頁、１９７５
【非特許文献２】「各種骨材を用いたコンクリートの乾燥収縮特性と骨材比表面積の影響」、日本建築学会構造系論文集、第６０６号、９〜１４頁、２００６
【非特許文献３】「コンクリートの乾燥収縮に及ぼす配合条件及び粗骨材の影響について」、第１５回生コン技術大会研究発表論文集、２３５〜２４０頁、２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の非特許文献１によれば、静弾性係数が高く、乾燥収縮の小さい粗骨材を選定することがコンクリートの乾燥収縮を低減する方法のひとつと考えられる。また、非特許文献２によれば、細骨材の比表面積(内部比表面積)が大きいほど乾燥収縮は大きくなると報告されている。しかしながら、粗骨材の静弾性係数の測定には原石からコア供試体を採取する必要があること、砂利についてはコア供試体が採取不可能であること、骨材自体の乾燥収縮の測定には規格がないこと、細骨材のＢＥＴ比表面積については、測定が困難であることなどから、これらの指標を得ることは容易でない。非特許文献３によれば、単位水量、単位セメント量および粗骨材の静弾性係数と単位量の積を説明変数とする重回帰分析により収縮ひずみを説明できる可能性があるとされているが、上記のとおり静弾性係数の測定は難しく、細骨材の影響を考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、コンクリートの乾燥収縮を容易に低減することが可能な乾燥収縮低減方法を提供することを目的とする。また、本発明は、乾燥収縮が小さいコンクリートを容易に得ることができるコンクリートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するため、種々の検討を行った。その結果、特定の性状を有する細骨材および粗骨材を用いることが乾燥収縮低減に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍの粗骨材と、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％の細骨材とを選定する選定工程と、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、を有するコンクリートの乾燥収縮低減方法を提供する。
【０００８】
上記本発明の乾燥収縮低減方法によれば、上記特定範囲の粗骨材および細骨材を選定する選定工程を有することによって、容易にコンクリートの乾燥収縮を低くすることができる。
【０００９】
また、本発明者らは、上記目的を達成するため、コンクリートの所定の乾燥期間における乾燥収縮の実測値と種々のパラメータの関係についてデータ解析を行った。その結果、コンクリートの乾燥収縮を高い精度で予測できる下記予測式を見出した。
【００１０】
すなわち、本発明では、単位水量（ｋｇ／ｍ３）をＷ、単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）をＣ、細骨材率（容積％）をＳ、単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）をＧとし、粗骨材の吸水率（質量％）をＱ及び最大沈下量（ｍｍ）をα、細骨材の遠心分離後の含水率（質量％）をβとした場合に、Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、上記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めた下記式（１）を用い、上記コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を更に有することができる。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
［式（１）中、εは上記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値であり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。］
【００１１】
上記本発明の乾燥収縮低減方法は、上記式（１）を用いたコンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程をさらに有することによって、実際にコンクリートを長期間乾燥しなくても、コンクリートの乾燥収縮を予測することが可能となる。
【００１２】
上記硬化工程において、コンクリートを１ｍ３得るに当り、混練物が、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、セメントを２５０〜４５０ｋｇ、細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有することが好ましい。
【００１３】
水セメント比、細骨材率、セメントの含有量及び粗骨材の含有量を上記の範囲にすることによって、コンクリートの乾燥収縮を一層低減することができる。
【００１４】
また、本発明は、吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍの粗骨材と、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％の細骨材とを選定する選定工程と、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、を有するコンクリートの製造方法を提供する。このような製造方法によれば、乾燥収縮が小さいコンクリートを容易に得ることができる。
【００１５】
上記製造方法においては、単位水量（ｋｇ／ｍ３）をＷ、単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）をＣ、細骨材率（容積％）をＳ、単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）をＧとし、粗骨材の吸水率（質量％）をＱ、最大沈下量（ｍｍ）をα、細骨材の遠心分離後の含水率（質量％）をβとした場合に、Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めた下記式（１）を用い、コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を更に有することが好ましい。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
［式（１）中、εはコンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値であり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。］
【００１６】
上記本発明の製造方法は、上記式（１）を用いたコンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程をさらに有することによって、実際にコンクリートを長期間乾燥しなくても、コンクリートの乾燥収縮を予測することが可能となり、乾燥収縮が小さいコンクリートを得ることがより可能となる。
【００１７】
上記硬化工程において、コンクリートを１ｍ３得るに当り、混練物が、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、セメントを２５０〜４５０ｋｇ、細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有するが好ましい。水セメント比、細骨材率、セメントの含有量及び粗骨材の含有量を上記の範囲にすることによって、より乾燥収縮が小さいコンクリートを得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コンクリートの乾燥収縮を容易に低減することが可能な乾燥収縮低減方法を提供することができる。また、乾燥収縮が小さいコンクリートを容易に得ることができるコンクリートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る予測式（２）を用いた乾燥収縮ひずみの予測値と実績値との関係を表すグラフである。
【図２】本発明に係る予測式（３）を用いた乾燥収縮ひずみの予測値と実績値との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好適な実施形態について説明する。本発明のコンクリートの乾燥収縮低減方法は、選定工程、混合工程及び硬化工程を有する。
【００２１】
選定工程では、粗骨材として吸水率（Ｑ）が０〜３．５質量％（３．５質量％以下）及び最大沈下量（α）が１３〜３０ｍｍのものを、細骨材として遠心分離後の含水率(β)が０〜３．５質量％のものを選定する。
【００２２】
粗骨材としては、コンクリートの製造に使用される一般的なものを用いることができる。粗骨材の最大粒径は、約２０ｍｍ又は約２５ｍｍであることが好ましい。より具体的には、ＪＩＳ Ａ ５３０８「レディーミクストコンクリート」附属書Ａ及びＪＩＳ Ａ ５００５「コンクリート用砕石及び砕砂」に規定の粗骨材などを用いることができる。
【００２３】
粗骨材の吸水率（Ｑ）は、ＪＩＳ Ａ １１０９「細骨材の密度及び吸水率試験方法」に準拠して測定される値である。粗骨材の吸水率は、好ましくは０．１〜３．４質量％であり、より好ましくは０．２〜３．３質量％であり、さらに好ましくは０．３〜３．３質量％である。このような粗骨材を用いることにより、コンクリートの乾燥収縮を小さくすることができる。一方、粗骨材の吸水率が３．５質量％を超える場合は、コンクリートの乾燥収縮を小さくすることができない場合がある。
【００２４】
粗骨材の最大沈下量（α）は、次のようにして測定する。まず、コンクリートに使用する粗骨材を採取し、Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｓｔａｎｄａｒｄ ８１２ 「Ｓａｍｐｌｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ、 ｓａｎｄｓ ａｎｄ ｆｉｌｌｅｒｓ」に準じて破砕試験を行なう。
【００２５】
次に、１５ｍｍふるいを通り１０ｍｍふるいに留まる絶乾状態の粗骨材を選別する。ここで、絶乾状態とは、ＪＩＳ Ａ ０２０３「コンクリート用語」に規定の骨材の乾燥状態を表す用語であり、骨材を１００〜１１０℃の温度で乾燥し、骨材内部に含まれる自由水が取り去られた状態で「絶対乾燥状態」ともいう。選別した上記粗骨材を計量器（内径１１５ｍｍ、内高１７８ｍｍの鋼製円筒容器）に詰め、突き棒で２５回突いて表面をならす。これを１層目とする。続いて１層目と同様に上記粗骨材を詰めて突き棒で２５回突いて表面をならす。これを２層目とする。続いて１層目及び２層目と同様に上記粗骨材を詰めて突き棒で２５回突いて表面をならす。これを３層目とし、計量を完了する。
【００２６】
計量器に詰めた当該粗骨材を計量器から取り出す。最初に用いた計量器とはサイズの異なる試験容器（内径１５４ｍｍ、内高１４０ｍｍ、厚さ１６ｍｍの鋼製容器）に、計量器から取り出した粗骨材を上記と同様に３回に分けて詰め、各回毎に突き棒で２５回突いて１〜３層を形成する。ここで、計量の行程が必要な理由は、試験容器には、プランジャーをはめ込んで載荷するため、試験容器の高さは、プランジャーをはめ込めるだけの高さほど、容器の高さが高く設計されていることから、試験容器では粗骨材のかさ容積を一定に採取することが困難なためである。続いて試験容器を圧縮試験機に据え、プランジャー（直径１５２ｍｍ）により、試料を毎分４０ｋＮの昇圧速度で載荷する。荷重が４００ｋＮとなったときのプランジャーの沈下深さを変位計により測定し、最大沈下量とする。
【００２７】
粗骨材の最大沈下量（α）は、好ましくは１４〜２９ｍｍ、より好ましくは１５〜２８ｍｍであり、さらに好ましくは１６〜２８ｍｍである。一方、粗骨材の最大沈下量が３０ｍｍを超える場合は、コンクリートの乾燥収縮を小さくすることができない場合がある。
【００２８】
細骨材の遠心分離後の含水率（β）は、ＪＩＳ Ａ １８０２「コンクリート生産工程管理用試験方法―遠心力
による細骨材の表面水率試験方法」に記載の遠心分離試験方法を応用して測定した値である。試料は、絶乾状態にさせた細骨材１００ｇを２４時間吸水させたものとする。まず、ろ紙(５種Ｃ)を遠心容器内で吸水させた後、所定の遠心力を２分間加えて、脱水する。次に、試料を遠心容器内の試料容器に入れ質量を量りとる(遠心容器及び試料容器の質量はあらかじめ測定しておく)。次に、遠心容器を遠心機に設置し、所定の遠心力で１０分間の遠心脱水を加える。その後、遠心容器から試料容器を取り出し質量を量る。試料の入った試料容器を乾燥機(１０５±５℃)で一定質量になるまで乾燥させる。乾燥後、試料は室温まで冷却させた後に質量を量りとり、含水率を計算する。
【００２９】
細骨材の遠心分離後の含水率（β）は、好ましくは０．１〜３．４質量％であり、より好ましくは０．２〜３．２質量％であり、さらに好ましくは０．３〜３．３質量％である。遠心分離試験の遠心力は、好ましくは６００〜５０００Ｇであり、より好ましくは９００〜４０００Ｇであり、さらに好ましくは１０００〜３６００Ｇである。ＪＩＳの方法（１０００〜２０００Ｇ）より遠心力を高くしている理由として、微粒分が多い細骨材の場合も表面水を確実に除去できる為である。
【００３０】
混合工程では、セメント、細骨材、上記粗骨材及び水を混合して混練物を得る。
【００３１】
セメントとしては、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、白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどの混合セメント、アルミナセメントなどの特殊セメントを用いることができる。これらのうち、ポルトランドセメントを用いることが好ましい。セメントのブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜４０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは３１００〜３４００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積とは、セメント１ｇ当たりの表面積であり、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して測定される値である。
【００３２】
細骨材としては、コンクリートに使用される一般的なものを用いることができる。より具体的には、ＪＩＳ Ａ ５３０８「レディーミクストコンクリート」附属書Ａ及びＪＩＳ Ａ ５００５「コンクリート用砕石及び砕砂」に規定の細骨材などを用いることができる。
【００３３】
水としては、上水道水や地下水などが好適に使用できる。水には化学混和剤を添加してもよい。化学混和剤としては、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、急結剤、硬化促進剤、遅延剤、防錆剤、起泡剤、発泡剤、空気量調整剤などが使用できる。
【００３４】
混合工程は、例えば水平二軸形強制練りミキサなどのミキサ内で行うことができる。例えば３０Ｌ程度のコンクリートを製造する場合には、セメントと、細骨材と、粗骨材とをミキサに投入し約３０秒間撹拌し、続いて、場合により化学混和剤を含む水をミキサに投入して約９０秒間撹拌するとよい。
【００３５】
硬化工程では、上記混合工程で得た混練物を硬化させてコンクリートを得る。
【００３６】
硬化工程においては、コンクリートを１ｍ３得るに当り、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、セメントを２５０〜４５０ｋｇ、細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有する混練物を用いることが好ましい。水セメント比、細骨材率、セメントの含有量、細骨材及び粗骨材の含有量を上記特定の範囲にすることによって、コンクリートの乾燥収縮を一層低減することができる。
【００３７】
水セメント比（Ｗ／Ｃ）とは、コンクリート中の水とセメントの質量比を意味する。混練物の水セメント比は、より好ましくは４２〜６５質量％であり、さらに好ましくは４３〜６５質量％であり、特に好ましくは４５〜６５質量％である。水セメント比が、４０質量％未満、もしくは６５質量％を超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００３８】
細骨材率（Ｓ）とは、全細骨材及び全粗骨材を合計した全骨材の絶対容積に対する全細骨材の絶対容積比率を意味する。ここで、絶対容積とは、骨材中の空隙を含み、骨材粒間の空隙を含まない容積を意味する。混練物の細骨材率は、より好ましくは４１〜５４容積％であり、さらに好ましくは４２〜５２容積％であり、特に好ましくは４３〜５１容積％である。細骨材率が、４０容積％未満、もしくは５５容積％を超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００３９】
混練物におけるセメントの含有量は、より好ましくは２５０〜４３０ｋｇであり、さらに好ましくは２５１〜４００ｋｇであり、特に好ましくは２５１〜３９５ｋｇである。セメントの含有量が、２５０ｋｇ未満又は４５０ｋｇを超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００４０】
混練物における細骨材の含有量は、好ましくは５５０〜１１５０ｋｇであり、より好ましくは６００〜１１００ｋｇであり、さらに好ましくは６５０〜１０５０ｋｇであり、特に好ましくは７００〜１０００ｋｇである。細骨材の含有量が、５３０ｋｇ未満又は１１８０ｋｇを超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００４１】
また、混練物における粗骨材の含有量は、より好ましくは８４０〜１１３０ｋｇであり、さらに好ましくは８８０〜１１１０ｋｇであり、特に好ましくは９２０〜１０９０ｋｇである。粗骨材の含有量が、８００ｋｇ未満又は１１５０ｋｇを超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００４２】
さらに、混練物における水の含有量は、好ましくは１３５〜１９５ｋｇであり、より好ましくは１４０〜１９０ｋｇであり、さらに好ましくは１４５〜１９０ｋｇであり、特に好ましくは１５０〜１９０ｋｇである。水の含有量１３５ｋｇ未満又は１９５ｋｇを超える場合には、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００４３】
硬化工程では、上記の混練物を硬化させてコンクリートを得る。上記の混練物を目的に応じて所定の形にし、水和反応を進行させて硬化させる。この間、必要な強度が得られる期間まで、養生することが好ましい。養生とは、乾燥や凍結などの有害な外的影響から保護することをいう。養生方法としては、コンクリートを水中に浸漬したり、散水したり、濡れたマットなどで覆うなどの方法が有効である。硬化促進のため、蒸気養生や高温高圧で養生するオートクレーブ養生などを行ってもよい。
【００４４】
また、本発明のコンクリートの乾燥収縮低減方法は、下記式（１）を用い、上記コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程をさらに有することが好ましい。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
【００４５】
上記式（１）において、εは上記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値を示す。また、Ｗは単位水量（ｋｇ／ｍ３）、Ｃは単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）、Ｓは細骨材率（容積％）、Ｇは単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）を示し、上述のとおり、Ｑは吸水率（質量％）、αは最大沈下量（ｍｍ）、βは遠心分離後の含水率（質量％）を示す。
【００４６】
上記式（１）は、Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めたものであり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。
【００４７】
本発明の乾燥収縮低減方法は、上記式（１）を用いたコンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程をさらに有することによって、実際にコンクリートを長期間乾燥しなくても、コンクリートの乾燥収縮を予測することが可能となり、コンクリートの乾燥収縮を低くすることができる。上記式（１）を用いた場合、予測値と実測値との差は±１５５×１０−６程度とすることができる。
【００４８】
上記重回帰分析においては、コンクリートの乾燥期間１５０〜２２０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とすることが好ましく、１６０〜２００日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とすることがより好ましく、１７０〜１９０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とすることがさらに好ましく、１８０〜１８４日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とすることが特に好ましい。コンクリートの乾燥期間を上記好ましい範囲とした場合、より精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００４９】
上記式（１）において、係数ａ〜ｇは、好ましくは、係数ａは４．３２〜４．４８、係数ｂは−０．１２〜−０．２８、係数ｃは５．１０〜７．３０、係数ｄは２３０〜２９０、係数ｅは１１０〜１７０、係数ｆは２４１０〜２４７０、係数ｇは−２２０〜−３３０である。より好ましくは、係数ａは４．３６〜４．４６、係数ｂは−０．１３〜−０．２４、係数ｃは５．４００〜７．００、係数ｄは２４０〜２８０、係数ｅは１２０〜１６０、係数ｆは２４２０〜２４６０、係数ｇは−２３０〜−３１０である。特に好ましくは、係数ａは４．３７〜４．４２、係数ｂは−０．１４〜−０．１８、係数ｃは６．６０〜６．８０、係数ｄは２５０〜２７０、係数ｅは１３０〜１５０、係数ｆは２４３０〜２４５０、係数ｇは−２４０〜−２６０である。
係数ａ〜ｇを上記好ましい範囲とした場合、予測値と実測値との差は±１２５×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００５０】
上記予測工程は、上記選択工程の前に設けられてもよく、選択工程と混合工程の間に設けられてもよい。好ましくは、選択工程の前である。
【００５１】
以上の工程によって得られたコンクリートは、乾燥収縮を十分に低減することができる。これによって乾燥収縮が十分に低減されたコンクリートを製造することができる。すなわち、本発明のコンクリートの製造方法は、上述の乾燥収縮低減方法と同様に、選定工程、混合工程及び硬化工程を有し、予測工程を同様に有することが好ましい。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１〜３４］
以下の手順で実施例１〜３４のコンクリート供試体を作製した。
【００５４】
（選定工程）
各実施例に用いる粗骨材として、吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍのものを選定した。細骨材として、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％のものを選定した。粗骨材の吸水率の測定はＪＩＳ Ａ １１１０「コンクリートのスランプ試験方法」に従って行った。粗骨材の最大沈下量及び細骨材の遠心分離後の含水率の測定は上述の方法で測定した。
【００５５】
（混合工程）
以下の材料を用いて混合を行った。
（１）セメント：普通ポルトランドセメント（ブレーン比表面積 ３３３０ｃｍ２／ｇ）
（２）骨材
（ｉ）細骨材：一般的な細骨材を使用した。
（ｉｉ）粗骨材：表１に示す粗骨材を使用した。最大粒径は２０ｍｍとした。
（３）化学混和剤：一般的なＡＥ減水剤を使用した。
【００５６】
混合工程は、生コンクリート工場のバッチングプラントにて行った。まず、実施例１〜３４のコンクリート供試体の材料を、表１に示す単位量で配合した。
【００５７】
各材料の配合を表１に示す。各材料を、水平二軸形強制練りミキサに投入し、混合した。具体的には、粗骨材、細骨材、セメントをミキサに投入後、３０秒間攪拌した。続いて予め化学混和剤を溶かした水をミキサに投入後、９０秒間混合して混練物を得た。
【００５８】
（硬化工程）
上記の混練物を型枠に入れて硬化させて、実施例１〜３４のコンクリート供試体を得た。コンクリート供試体の寸法は、１０×１０×４０ｃｍとした。コンクリート供試体を材齢１日で脱型した後、材齢７日まで標準養生した。標準養生とは、コンクリートやモルタルの供試体を約２０℃の水中で養生することをいう。
【００５９】
（コンクリートの乾燥収縮の測定）
上記の標準養生の後、実施例１〜３４のコンクリート供試体の基長を測定した。続いて、温度２０℃、相対湿度６０％の環境下にて２６週まで乾燥させ、各コンクリート供試体の乾燥収縮を測定した。コンクリートの乾燥収縮は、ＪＩＳ Ａ １１２９−２ 「コンタクトゲージ法」に準じて測定した。結果を表１に示す。
【００６０】
（コンクリートの乾燥収縮の予測工程）
上述の乾燥期間１８２日でのコンクリートの乾燥収縮ひずみの実績値を従属変数とし、Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数として、重回帰分析し、乾燥収縮ひずみの予測式における係数を下記予測式（２）のとおり設定した。下記予測式（２）で得られた乾燥収縮ひずみの予測値を表１に示す。
ε＝４．４３Ｗ−０．２０Ｃ＋５．５０（Ｓ−４６）＋２４７ｌｏｇＱ＋１５５β＋２４６９（α／Ｇ）−３０１・・・（２）
【００６１】
また、乾燥収縮ひずみの予測式における係数を好ましい範囲に設定した下記予測式（３）で得られた乾燥収縮ひずみの予測値を表１に示す。
ε＝４．３９Ｗ−０．１６Ｃ＋６．７３（Ｓ−４６）＋２６２ｌｏｇＱ＋１４２β＋２４３６（α／Ｇ）−２４８・・・（３）
【００６２】
【表１】
【００６３】
図１に、上記式（２）を用いた場合のコンクリートの乾燥収縮の実測値及び予測値の相関関係を、図２に、上記式（３）を用いた場合のコンクリートの乾燥収縮の実測値及び予測値の相関関係を示す。図１より、予測式（２）を用いた場合、相関係数（Ｒ）＝０．８０であり、図２より、予測式（３）を用いた場合、相関係数（Ｒ）＝０．８４であり、コンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測できることが確認された。なお、図２には比較のため、日本建築学会が公表している収縮ひずみの予測式（「鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針（案）・同解説」、５４頁、日本建築学会、２００６を参照）を用いた場合のコンクリートの乾燥収縮の実測値及び予測値の相関関係を示した。相関係数（Ｒ）＝０．１２であり、予測式（２）及び（３）に比べると、かなり精度が劣った。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの乾燥収縮低減方法及びコンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの乾燥収縮は、構造物の耐久性、長寿命化、高品質化などの観点から小さいほうが望ましい。例えば非特許文献１には、乾燥収縮が鉄筋コンクリート構造物の収縮ひび割れの主要な原因であること、骨材自体の静弾性係数や乾燥収縮がコンクリートの乾燥収縮に影響を及ぼすことなどが記載されている。また、コンクリートの乾燥収縮の測定には、通常、６ヶ月もの期間を要することから、所定の配合のコンクリートの乾燥収縮を予測する式が提案されており、例えば非特許文献２には、骨材自体の静弾性係数や配合条件から収縮ひずみを予測する式が示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「建築材料の乾燥収縮機構」、セメント・コンクリート、Ｎｏ．３４６、３０〜４０頁、１９７５
【非特許文献２】「各種骨材を用いたコンクリートの乾燥収縮特性と骨材比表面積の影響」、日本建築学会構造系論文集、第６０６号、９〜１４頁、２００６
【非特許文献３】「コンクリートの乾燥収縮に及ぼす配合条件及び粗骨材の影響について」、第１５回生コン技術大会研究発表論文集、２３５〜２４０頁、２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の非特許文献１によれば、静弾性係数が高く、乾燥収縮の小さい粗骨材を選定することがコンクリートの乾燥収縮を低減する方法のひとつと考えられる。また、非特許文献２によれば、細骨材の比表面積(内部比表面積)が大きいほど乾燥収縮は大きくなると報告されている。しかしながら、粗骨材の静弾性係数の測定には原石からコア供試体を採取する必要があること、砂利についてはコア供試体が採取不可能であること、骨材自体の乾燥収縮の測定には規格がないこと、細骨材のＢＥＴ比表面積については、測定が困難であることなどから、これらの指標を得ることは容易でない。非特許文献３によれば、単位水量、単位セメント量および粗骨材の静弾性係数と単位量の積を説明変数とする重回帰分析により収縮ひずみを説明できる可能性があるとされているが、上記のとおり静弾性係数の測定は難しく、細骨材の影響を考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、コンクリートの乾燥収縮を容易に低減することが可能な乾燥収縮低減方法を提供することを目的とする。また、本発明は、乾燥収縮が小さいコンクリートを容易に得ることができるコンクリートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するため、種々の検討を行った。その結果、特定の性状を有する細骨材および粗骨材を用いることが乾燥収縮低減に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍの粗骨材と、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％の細骨材とを選定する選定工程と、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、を有するコンクリートの乾燥収縮低減方法を提供する。
【０００８】
上記本発明の乾燥収縮低減方法によれば、上記特定範囲の粗骨材および細骨材を選定する選定工程を有することによって、容易にコンクリートの乾燥収縮を低くすることができる。
【０００９】
また、本発明者らは、上記目的を達成するため、コンクリートの所定の乾燥期間における乾燥収縮の実測値と種々のパラメータの関係についてデータ解析を行った。その結果、コンクリートの乾燥収縮を高い精度で予測できる下記予測式を見出した。
【００１０】
すなわち、本発明では、単位水量（ｋｇ／ｍ３）をＷ、単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）をＣ、細骨材率（容積％）をＳ、単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）をＧとし、粗骨材の吸水率（質量％）をＱ及び最大沈下量（ｍｍ）をα、細骨材の遠心分離後の含水率（質量％）をβとした場合に、Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、上記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めた下記式（１）を用い、上記コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を更に有することができる。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
［式（１）中、εは上記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値であり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。］
【００１１】
上記本発明の乾燥収縮低減方法は、上記式（１）を用いたコンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程をさらに有することによって、実際にコンクリートを長期間乾燥しなくても、コンクリートの乾燥収縮を予測することが可能となる。
【００１２】
上記硬化工程において、コンクリートを１ｍ３得るに当り、混練物が、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、セメントを２５０〜４５０ｋｇ、細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有することが好ましい。
【００１３】
水セメント比、細骨材率、セメントの含有量及び粗骨材の含有量を上記の範囲にすることによって、コンクリートの乾燥収縮を一層低減することができる。
【００１４】
また、本発明は、吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍの粗骨材と、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％の細骨材とを選定する選定工程と、セメント、細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、を有するコンクリートの製造方法を提供する。このような製造方法によれば、乾燥収縮が小さいコンクリートを容易に得ることができる。
【００１５】
上記製造方法においては、単位水量（ｋｇ／ｍ３）をＷ、単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）をＣ、細骨材率（容積％）をＳ、単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）をＧとし、粗骨材の吸水率（質量％）をＱ、最大沈下量（ｍｍ）をα、細骨材の遠心分離後の含水率（質量％）をβとした場合に、Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めた下記式（１）を用い、コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を更に有することが好ましい。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
［式（１）中、εはコンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値であり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。］
【００１６】
上記本発明の製造方法は、上記式（１）を用いたコンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程をさらに有することによって、実際にコンクリートを長期間乾燥しなくても、コンクリートの乾燥収縮を予測することが可能となり、乾燥収縮が小さいコンクリートを得ることがより可能となる。
【００１７】
上記硬化工程において、コンクリートを１ｍ３得るに当り、混練物が、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、セメントを２５０〜４５０ｋｇ、細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有するが好ましい。水セメント比、細骨材率、セメントの含有量及び粗骨材の含有量を上記の範囲にすることによって、より乾燥収縮が小さいコンクリートを得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コンクリートの乾燥収縮を容易に低減することが可能な乾燥収縮低減方法を提供することができる。また、乾燥収縮が小さいコンクリートを容易に得ることができるコンクリートの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る予測式（２）を用いた乾燥収縮ひずみの予測値と実績値との関係を表すグラフである。
【図２】本発明に係る予測式（３）を用いた乾燥収縮ひずみの予測値と実績値との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好適な実施形態について説明する。本発明のコンクリートの乾燥収縮低減方法は、選定工程、混合工程及び硬化工程を有する。
【００２１】
選定工程では、粗骨材として吸水率（Ｑ）が０〜３．５質量％（３．５質量％以下）及び最大沈下量（α）が１３〜３０ｍｍのものを、細骨材として遠心分離後の含水率(β)が０〜３．５質量％のものを選定する。
【００２２】
粗骨材としては、コンクリートの製造に使用される一般的なものを用いることができる。粗骨材の最大粒径は、約２０ｍｍ又は約２５ｍｍであることが好ましい。より具体的には、ＪＩＳ Ａ ５３０８「レディーミクストコンクリート」附属書Ａ及びＪＩＳ Ａ ５００５「コンクリート用砕石及び砕砂」に規定の粗骨材などを用いることができる。
【００２３】
粗骨材の吸水率（Ｑ）は、ＪＩＳ Ａ １１０９「細骨材の密度及び吸水率試験方法」に準拠して測定される値である。粗骨材の吸水率は、好ましくは０．１〜３．４質量％であり、より好ましくは０．２〜３．３質量％であり、さらに好ましくは０．３〜３．３質量％である。このような粗骨材を用いることにより、コンクリートの乾燥収縮を小さくすることができる。一方、粗骨材の吸水率が３．５質量％を超える場合は、コンクリートの乾燥収縮を小さくすることができない場合がある。
【００２４】
粗骨材の最大沈下量（α）は、次のようにして測定する。まず、コンクリートに使用する粗骨材を採取し、Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｓｔａｎｄａｒｄ ８１２ 「Ｓａｍｐｌｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ、 ｓａｎｄｓ ａｎｄ ｆｉｌｌｅｒｓ」に準じて破砕試験を行なう。
【００２５】
次に、１５ｍｍふるいを通り１０ｍｍふるいに留まる絶乾状態の粗骨材を選別する。ここで、絶乾状態とは、ＪＩＳ Ａ ０２０３「コンクリート用語」に規定の骨材の乾燥状態を表す用語であり、骨材を１００〜１１０℃の温度で乾燥し、骨材内部に含まれる自由水が取り去られた状態で「絶対乾燥状態」ともいう。選別した上記粗骨材を計量器（内径１１５ｍｍ、内高１７８ｍｍの鋼製円筒容器）に詰め、突き棒で２５回突いて表面をならす。これを１層目とする。続いて１層目と同様に上記粗骨材を詰めて突き棒で２５回突いて表面をならす。これを２層目とする。続いて１層目及び２層目と同様に上記粗骨材を詰めて突き棒で２５回突いて表面をならす。これを３層目とし、計量を完了する。
【００２６】
計量器に詰めた当該粗骨材を計量器から取り出す。最初に用いた計量器とはサイズの異なる試験容器（内径１５４ｍｍ、内高１４０ｍｍ、厚さ１６ｍｍの鋼製容器）に、計量器から取り出した粗骨材を上記と同様に３回に分けて詰め、各回毎に突き棒で２５回突いて１〜３層を形成する。ここで、計量の行程が必要な理由は、試験容器には、プランジャーをはめ込んで載荷するため、試験容器の高さは、プランジャーをはめ込めるだけの高さほど、容器の高さが高く設計されていることから、試験容器では粗骨材のかさ容積を一定に採取することが困難なためである。続いて試験容器を圧縮試験機に据え、プランジャー（直径１５２ｍｍ）により、試料を毎分４０ｋＮの昇圧速度で載荷する。荷重が４００ｋＮとなったときのプランジャーの沈下深さを変位計により測定し、最大沈下量とする。
【００２７】
粗骨材の最大沈下量（α）は、好ましくは１４〜２９ｍｍ、より好ましくは１５〜２８ｍｍであり、さらに好ましくは１６〜２８ｍｍである。一方、粗骨材の最大沈下量が３０ｍｍを超える場合は、コンクリートの乾燥収縮を小さくすることができない場合がある。
【００２８】
細骨材の遠心分離後の含水率（β）は、ＪＩＳ Ａ １８０２「コンクリート生産工程管理用試験方法―遠心力
による細骨材の表面水率試験方法」に記載の遠心分離試験方法を応用して測定した値である。試料は、絶乾状態にさせた細骨材１００ｇを２４時間吸水させたものとする。まず、ろ紙(５種Ｃ)を遠心容器内で吸水させた後、所定の遠心力を２分間加えて、脱水する。次に、試料を遠心容器内の試料容器に入れ質量を量りとる(遠心容器及び試料容器の質量はあらかじめ測定しておく)。次に、遠心容器を遠心機に設置し、所定の遠心力で１０分間の遠心脱水を加える。その後、遠心容器から試料容器を取り出し質量を量る。試料の入った試料容器を乾燥機(１０５±５℃)で一定質量になるまで乾燥させる。乾燥後、試料は室温まで冷却させた後に質量を量りとり、含水率を計算する。
【００２９】
細骨材の遠心分離後の含水率（β）は、好ましくは０．１〜３．４質量％であり、より好ましくは０．２〜３．２質量％であり、さらに好ましくは０．３〜３．３質量％である。遠心分離試験の遠心力は、好ましくは６００〜５０００Ｇであり、より好ましくは９００〜４０００Ｇであり、さらに好ましくは１０００〜３６００Ｇである。ＪＩＳの方法（１０００〜２０００Ｇ）より遠心力を高くしている理由として、微粒分が多い細骨材の場合も表面水を確実に除去できる為である。
【００３０】
混合工程では、セメント、細骨材、上記粗骨材及び水を混合して混練物を得る。
【００３１】
セメントとしては、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、白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどの混合セメント、アルミナセメントなどの特殊セメントを用いることができる。これらのうち、ポルトランドセメントを用いることが好ましい。セメントのブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜４０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは３１００〜３４００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積とは、セメント１ｇ当たりの表面積であり、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して測定される値である。
【００３２】
細骨材としては、コンクリートに使用される一般的なものを用いることができる。より具体的には、ＪＩＳ Ａ ５３０８「レディーミクストコンクリート」附属書Ａ及びＪＩＳ Ａ ５００５「コンクリート用砕石及び砕砂」に規定の細骨材などを用いることができる。
【００３３】
水としては、上水道水や地下水などが好適に使用できる。水には化学混和剤を添加してもよい。化学混和剤としては、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、急結剤、硬化促進剤、遅延剤、防錆剤、起泡剤、発泡剤、空気量調整剤などが使用できる。
【００３４】
混合工程は、例えば水平二軸形強制練りミキサなどのミキサ内で行うことができる。例えば３０Ｌ程度のコンクリートを製造する場合には、セメントと、細骨材と、粗骨材とをミキサに投入し約３０秒間撹拌し、続いて、場合により化学混和剤を含む水をミキサに投入して約９０秒間撹拌するとよい。
【００３５】
硬化工程では、上記混合工程で得た混練物を硬化させてコンクリートを得る。
【００３６】
硬化工程においては、コンクリートを１ｍ３得るに当り、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、セメントを２５０〜４５０ｋｇ、細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有する混練物を用いることが好ましい。水セメント比、細骨材率、セメントの含有量、細骨材及び粗骨材の含有量を上記特定の範囲にすることによって、コンクリートの乾燥収縮を一層低減することができる。
【００３７】
水セメント比（Ｗ／Ｃ）とは、コンクリート中の水とセメントの質量比を意味する。混練物の水セメント比は、より好ましくは４２〜６５質量％であり、さらに好ましくは４３〜６５質量％であり、特に好ましくは４５〜６５質量％である。水セメント比が、４０質量％未満、もしくは６５質量％を超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００３８】
細骨材率（Ｓ）とは、全細骨材及び全粗骨材を合計した全骨材の絶対容積に対する全細骨材の絶対容積比率を意味する。ここで、絶対容積とは、骨材中の空隙を含み、骨材粒間の空隙を含まない容積を意味する。混練物の細骨材率は、より好ましくは４１〜５４容積％であり、さらに好ましくは４２〜５２容積％であり、特に好ましくは４３〜５１容積％である。細骨材率が、４０容積％未満、もしくは５５容積％を超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００３９】
混練物におけるセメントの含有量は、より好ましくは２５０〜４３０ｋｇであり、さらに好ましくは２５１〜４００ｋｇであり、特に好ましくは２５１〜３９５ｋｇである。セメントの含有量が、２５０ｋｇ未満又は４５０ｋｇを超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００４０】
混練物における細骨材の含有量は、好ましくは５５０〜１１５０ｋｇであり、より好ましくは６００〜１１００ｋｇであり、さらに好ましくは６５０〜１０５０ｋｇであり、特に好ましくは７００〜１０００ｋｇである。細骨材の含有量が、５３０ｋｇ未満又は１１８０ｋｇを超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００４１】
また、混練物における粗骨材の含有量は、より好ましくは８４０〜１１３０ｋｇであり、さらに好ましくは８８０〜１１１０ｋｇであり、特に好ましくは９２０〜１０９０ｋｇである。粗骨材の含有量が、８００ｋｇ未満又は１１５０ｋｇを超える場合は、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００４２】
さらに、混練物における水の含有量は、好ましくは１３５〜１９５ｋｇであり、より好ましくは１４０〜１９０ｋｇであり、さらに好ましくは１４５〜１９０ｋｇであり、特に好ましくは１５０〜１９０ｋｇである。水の含有量１３５ｋｇ未満又は１９５ｋｇを超える場合には、所要のスランプが得られずコンクリートの成形が困難となる場合や、コンクリートの乾燥収縮低減効果が十分に得られない場合がある。
【００４３】
硬化工程では、上記の混練物を硬化させてコンクリートを得る。上記の混練物を目的に応じて所定の形にし、水和反応を進行させて硬化させる。この間、必要な強度が得られる期間まで、養生することが好ましい。養生とは、乾燥や凍結などの有害な外的影響から保護することをいう。養生方法としては、コンクリートを水中に浸漬したり、散水したり、濡れたマットなどで覆うなどの方法が有効である。硬化促進のため、蒸気養生や高温高圧で養生するオートクレーブ養生などを行ってもよい。
【００４４】
また、本発明のコンクリートの乾燥収縮低減方法は、下記式（１）を用い、上記コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程をさらに有することが好ましい。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
【００４５】
上記式（１）において、εは上記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値を示す。また、Ｗは単位水量（ｋｇ／ｍ３）、Ｃは単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）、Ｓは細骨材率（容積％）、Ｇは単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）を示し、上述のとおり、Ｑは吸水率（質量％）、αは最大沈下量（ｍｍ）、βは遠心分離後の含水率（質量％）を示す。
【００４６】
上記式（１）は、Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めたものであり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。
【００４７】
本発明の乾燥収縮低減方法は、上記式（１）を用いたコンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程をさらに有することによって、実際にコンクリートを長期間乾燥しなくても、コンクリートの乾燥収縮を予測することが可能となり、コンクリートの乾燥収縮を低くすることができる。上記式（１）を用いた場合、予測値と実測値との差は±１５５×１０−６程度とすることができる。
【００４８】
上記重回帰分析においては、コンクリートの乾燥期間１５０〜２２０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とすることが好ましく、１６０〜２００日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とすることがより好ましく、１７０〜１９０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とすることがさらに好ましく、１８０〜１８４日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とすることが特に好ましい。コンクリートの乾燥期間を上記好ましい範囲とした場合、より精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００４９】
上記式（１）において、係数ａ〜ｇは、好ましくは、係数ａは４．３２〜４．４８、係数ｂは−０．１２〜−０．２８、係数ｃは５．１０〜７．３０、係数ｄは２３０〜２９０、係数ｅは１１０〜１７０、係数ｆは２４１０〜２４７０、係数ｇは−２２０〜−３３０である。より好ましくは、係数ａは４．３６〜４．４６、係数ｂは−０．１３〜−０．２４、係数ｃは５．４００〜７．００、係数ｄは２４０〜２８０、係数ｅは１２０〜１６０、係数ｆは２４２０〜２４６０、係数ｇは−２３０〜−３１０である。特に好ましくは、係数ａは４．３７〜４．４２、係数ｂは−０．１４〜−０．１８、係数ｃは６．６０〜６．８０、係数ｄは２５０〜２７０、係数ｅは１３０〜１５０、係数ｆは２４３０〜２４５０、係数ｇは−２４０〜−２６０である。
係数ａ〜ｇを上記好ましい範囲とした場合、予測値と実測値との差は±１２５×１０−６程度とより精度高く、コンクリートの乾燥収縮を予測することができる。
【００５０】
上記予測工程は、上記選択工程の前に設けられてもよく、選択工程と混合工程の間に設けられてもよい。好ましくは、選択工程の前である。
【００５１】
以上の工程によって得られたコンクリートは、乾燥収縮を十分に低減することができる。これによって乾燥収縮が十分に低減されたコンクリートを製造することができる。すなわち、本発明のコンクリートの製造方法は、上述の乾燥収縮低減方法と同様に、選定工程、混合工程及び硬化工程を有し、予測工程を同様に有することが好ましい。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１〜３４］
以下の手順で実施例１〜３４のコンクリート供試体を作製した。
【００５４】
（選定工程）
各実施例に用いる粗骨材として、吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍのものを選定した。細骨材として、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％のものを選定した。粗骨材の吸水率の測定はＪＩＳ Ａ １１１０「コンクリートのスランプ試験方法」に従って行った。粗骨材の最大沈下量及び細骨材の遠心分離後の含水率の測定は上述の方法で測定した。
【００５５】
（混合工程）
以下の材料を用いて混合を行った。
（１）セメント：普通ポルトランドセメント（ブレーン比表面積 ３３３０ｃｍ２／ｇ）
（２）骨材
（ｉ）細骨材：一般的な細骨材を使用した。
（ｉｉ）粗骨材：表１に示す粗骨材を使用した。最大粒径は２０ｍｍとした。
（３）化学混和剤：一般的なＡＥ減水剤を使用した。
【００５６】
混合工程は、生コンクリート工場のバッチングプラントにて行った。まず、実施例１〜３４のコンクリート供試体の材料を、表１に示す単位量で配合した。
【００５７】
各材料の配合を表１に示す。各材料を、水平二軸形強制練りミキサに投入し、混合した。具体的には、粗骨材、細骨材、セメントをミキサに投入後、３０秒間攪拌した。続いて予め化学混和剤を溶かした水をミキサに投入後、９０秒間混合して混練物を得た。
【００５８】
（硬化工程）
上記の混練物を型枠に入れて硬化させて、実施例１〜３４のコンクリート供試体を得た。コンクリート供試体の寸法は、１０×１０×４０ｃｍとした。コンクリート供試体を材齢１日で脱型した後、材齢７日まで標準養生した。標準養生とは、コンクリートやモルタルの供試体を約２０℃の水中で養生することをいう。
【００５９】
（コンクリートの乾燥収縮の測定）
上記の標準養生の後、実施例１〜３４のコンクリート供試体の基長を測定した。続いて、温度２０℃、相対湿度６０％の環境下にて２６週まで乾燥させ、各コンクリート供試体の乾燥収縮を測定した。コンクリートの乾燥収縮は、ＪＩＳ Ａ １１２９−２ 「コンタクトゲージ法」に準じて測定した。結果を表１に示す。
【００６０】
（コンクリートの乾燥収縮の予測工程）
上述の乾燥期間１８２日でのコンクリートの乾燥収縮ひずみの実績値を従属変数とし、Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数として、重回帰分析し、乾燥収縮ひずみの予測式における係数を下記予測式（２）のとおり設定した。下記予測式（２）で得られた乾燥収縮ひずみの予測値を表１に示す。
ε＝４．４３Ｗ−０．２０Ｃ＋５．５０（Ｓ−４６）＋２４７ｌｏｇＱ＋１５５β＋２４６９（α／Ｇ）−３０１・・・（２）
【００６１】
また、乾燥収縮ひずみの予測式における係数を好ましい範囲に設定した下記予測式（３）で得られた乾燥収縮ひずみの予測値を表１に示す。
ε＝４．３９Ｗ−０．１６Ｃ＋６．７３（Ｓ−４６）＋２６２ｌｏｇＱ＋１４２β＋２４３６（α／Ｇ）−２４８・・・（３）
【００６２】
【表１】
【００６３】
図１に、上記式（２）を用いた場合のコンクリートの乾燥収縮の実測値及び予測値の相関関係を、図２に、上記式（３）を用いた場合のコンクリートの乾燥収縮の実測値及び予測値の相関関係を示す。図１より、予測式（２）を用いた場合、相関係数（Ｒ）＝０．８０であり、図２より、予測式（３）を用いた場合、相関係数（Ｒ）＝０．８４であり、コンクリートの乾燥収縮をより精度よく予測できることが確認された。なお、図２には比較のため、日本建築学会が公表している収縮ひずみの予測式（「鉄筋コンクリート造建築物の収縮ひび割れ制御設計・施工指針（案）・同解説」、５４頁、日本建築学会、２００６を参照）を用いた場合のコンクリートの乾燥収縮の実測値及び予測値の相関関係を示した。相関係数（Ｒ）＝０．１２であり、予測式（２）及び（３）に比べると、かなり精度が劣った。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍの粗骨材と、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％の細骨材とを選定する選定工程と、
セメント、前記細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、
前記混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、
を有するコンクリートの乾燥収縮低減方法。
【請求項２】
単位水量（ｋｇ／ｍ３）をＷ、単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）をＣ、細骨材率（容積％）をＳ、単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）をＧとし、前記粗骨材の吸水率（質量％）をＱ、最大沈下量（ｍｍ）をα、細骨材の遠心分離後の含水率（質量％）をβとした場合に、
Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、前記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めた下記式（１）を用い、前記コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を更に有する、請求項１に記載のコンクリートの乾燥収縮低減方法。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
［式（１）中、εは前記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値であり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。］
【請求項３】
前記硬化工程において、前記コンクリートを１ｍ３得るに当り、
前記混練物が、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、前記細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、前記セメントを２５０〜４５０ｋｇ、前記細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、前記粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有する、請求項１又は２に記載のコンクリートの乾燥収縮低減方法。
【請求項４】
粗骨材として吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍのもの、細骨材として遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％のものを選定する選定工程と、
セメント、前記細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、
前記混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、
を有するコンクリートの製造方法。
【請求項５】
単位水量（ｋｇ／ｍ３）をＷ、単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）をＣ、細骨材率（容積％）をＳ、単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）をＧとし、前記粗骨材の吸水率（質量％）をＱ、最大沈下量（ｍｍ）をα、前記細骨材の遠心分離後の含水率（質量％）をβとした場合に、
Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、前記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めた下記式（１）を用い、前記コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を更に有する、請求項４に記載のコンクリートの製造方法。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
［式（１）中、εは前記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値であり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。］
【請求項６】
前記硬化工程において、前記コンクリートを１ｍ３得るにあたり、
前記混練物が、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、前記細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、前記セメントを２５０〜４５０ｋｇ、前記細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、前記粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有する、請求項４又は５に記載のコンクリートの製造方法。
【請求項１】
吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍの粗骨材と、遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％の細骨材とを選定する選定工程と、
セメント、前記細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、
前記混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、
を有するコンクリートの乾燥収縮低減方法。
【請求項２】
単位水量（ｋｇ／ｍ３）をＷ、単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）をＣ、細骨材率（容積％）をＳ、単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）をＧとし、前記粗骨材の吸水率（質量％）をＱ、最大沈下量（ｍｍ）をα、細骨材の遠心分離後の含水率（質量％）をβとした場合に、
Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、前記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めた下記式（１）を用い、前記コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を更に有する、請求項１に記載のコンクリートの乾燥収縮低減方法。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
［式（１）中、εは前記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値であり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。］
【請求項３】
前記硬化工程において、前記コンクリートを１ｍ３得るに当り、
前記混練物が、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、前記細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、前記セメントを２５０〜４５０ｋｇ、前記細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、前記粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有する、請求項１又は２に記載のコンクリートの乾燥収縮低減方法。
【請求項４】
粗骨材として吸水率が０〜３．５質量％及び最大沈下量が１３〜３０ｍｍのもの、細骨材として遠心分離後の含水率が０〜３．５質量％のものを選定する選定工程と、
セメント、前記細骨材、粗骨材及び水を混合して混練物を得る混合工程と、
前記混練物を硬化させてコンクリートを得る硬化工程と、
を有するコンクリートの製造方法。
【請求項５】
単位水量（ｋｇ／ｍ３）をＷ、単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）をＣ、細骨材率（容積％）をＳ、単位粗骨材量（ｋｇ／ｍ３）をＧとし、前記粗骨材の吸水率（質量％）をＱ、最大沈下量（ｍｍ）をα、前記細骨材の遠心分離後の含水率（質量％）をβとした場合に、
Ｗ、Ｃ、Ｓ、Ｇ、Ｑ、α及びβを独立変数とし、前記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮の実測値を従属変数とする重回帰分析によって求めた下記式（１）を用い、前記コンクリートの乾燥収縮を予測する予測工程を更に有する、請求項４に記載のコンクリートの製造方法。
ε＝ａＷ＋ｂＣ＋ｃ（Ｓ−４６）＋ｄｌｏｇＱ＋ｅβ＋ｆ（α／Ｇ）＋ｇ・・・（１）
［式（１）中、εは前記コンクリートの乾燥期間１３０〜２５０日目の乾燥収縮（×１０−６）の予測値であり、係数ａは４．３０〜４．５０、係数ｂは−０．１０〜−０．３０、係数ｃは５．００〜７．５０、係数ｄは２２０〜３００、係数ｅは１００〜１８０、係数ｆは２４００〜２４８０、係数ｇは−２００〜−３５０である。］
【請求項６】
前記硬化工程において、前記コンクリートを１ｍ３得るにあたり、
前記混練物が、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が４０〜６５質量％、前記細骨材率（Ｓ）が４０〜５５容積％であり、前記セメントを２５０〜４５０ｋｇ、前記細骨材を５３０〜１１８０ｋｇ、前記粗骨材を８００〜１１５０ｋｇ含有する、請求項４又は５に記載のコンクリートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１６６９６４（Ｐ２０１２−１６６９６４Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６９２７（Ｐ２０１１−２６９２７）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
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