中流動コンクリート
【課題】 石粉や石炭灰の使用等によって過度に粉体量を増加させなくても、好適な流動性及び材料分離への抵抗性を得ることができる中流動コンクリートを提供すること。
【解決手段】 セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を含む、中流動コンクリート。
【解決手段】 セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を含む、中流動コンクリート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中流動コンクリート、より詳しくは、覆工コンクリートとして用いられる中流動コンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル二次履工コンクリートに用いられる中流動コンクリートは、スランプフローが４０〜５０ｃｍ程度となる流動性と、それに対応できる材料分離への抵抗性を有するコンクリートである。そのような中流動コンクリートは、型枠バイブレータ程度の軽微な振動で流動及び充填させることができ、内部振動機等の大掛かりな装置を用いなくても施工することができる。そのため、一般的な履工用のコンクリートでは施工がしづらかった履工天端部に適用し易く、その部分の品質向上に対して有用である。
【０００３】
中流動コンクリートの配合においては、「トンネル施工管理要領（中流動履工コンクリート編）」（非特許文献１）に記載されている基準が適用される。配合においては、石粉及び石炭灰の標準的な混入量が８０ｋｇ／ｍ３程度であり、総粉体量が３５０ｋｇ／ｍ３以上であり、水粉体比が５５％以下であることが標準とされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「トンネル施工管理要領（中流動履工コンクリート編）」、東日本高速道路株式会社、中日本高速道路株式会社及び西日本高速道路株式会社編、平成２０年８月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように調製された中流動コンクリートは、次のような問題点が生じ易い傾向にあった。
【０００６】
すなわち、中流動コンクリートは、主に高性能ＡＥ減水剤により流動性が付与されることから、コンクリートの材料分離に対する抵抗性を付与するために粉体量が多くされる。ところが、粉体量が多くなると、コストが増加するほか、セメント量が多い場合には、温度変化による応力の発生や乾燥による収縮によるコンクリートのひび割れが生じ易くなる。
【０００７】
また、中流動コンクリートは、主に天端部の品質向上を目的とすることから、側壁部には従来の履工コンクリートを用い、天端部にのみ中流動コンクリートを用いるといった組み合わせとされる場合がある。その場合、履工コンクリートと中流動コンクリートとの粉体量の違いにより、それらが十分に一体化されないという不都合が生じ易い。
【０００８】
さらに、上述の如く、従来の中流動コンクリートには石粉や石炭灰が適用されるが、その場合、石粉や石炭灰を添加するために、現場にセメントサイロを設置したり、人力による投入が必要となったりする。そのため、中流動コンクリートの製造のために過度の労力が必要となり易い傾向にあった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、石粉や石炭灰の使用等によって過度に粉体量を増加させなくても、好適な流動性及び材料分離への抵抗性を得ることができる中流動コンクリート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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の中流動コンクリートは、セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を含むことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明の中流動コンクリートにおいて、アルケニル重合体系会合型増粘剤は、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合した１液型の材料であると好ましい。
【００１２】
上記本発明の中流動コンクリートは、セメント及び骨材に加えてアルケニル重合体系会合型増粘剤を含有することにより、中流動コンクリートとして十分な流動性を有するとともに、優れた材料分離に対する抵抗性を有することができる。したがって、本発明の中流動コンクリートによれば、従来の中流動コンクリートのように、石粉や石炭灰を加える等により粉体量を過度に増加させる必要がないので、容易に製造でき、コストの低減が可能であり、コンクリートのひび割れを抑制でき、しかも、通常の履工コンクリートとの一体化も容易となるという効果が得られるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、石粉や石炭灰の使用等によって過度に粉体量を増加させなくても、好適な流動性及び材料分離への抵抗性を得ることができる中流動コンクリートを提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１５】
好適な実施形態に係る中流動コンクリートは、セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を含有する。本実施形態の中流動コンクリートには、少なくともセメント、骨材、アルケニル重合体系会合型増粘剤及び水を含む組成を有していれば全て該当し、例えば、骨材として細骨材のみを含む場合や粗骨材も更に含む場合など、いわゆるモルタル及びコンクリートの両方の状態が包含される。以下、中流動コンクリートの各構成成分について説明する。
【００１６】
まず、セメントとしては、普通、早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩性、白色などの各種ポルトランドセメント、高炉スラグや通常のフライアッシュをポルトランドセメントに混合した混合セメント、エコセメント、超早強セメントや急硬セメント等が挙げられる。また、これらのセメントの複数を任意量混合したセメントも使用することができる。
【００１７】
骨材は、細骨材及び粗骨材に分類されるが、本実施形態の中流動コンクリートは、それらのいずれか又は両方を含むことができる。本明細書において、細骨材とは、ＪＩＳ Ａ ５３０８ レディミクストコンクリート 付属書Ｉに合致するコンクリート用細骨材をいうこととする。細骨材としては、通常、コンクリートにおいて細骨材として用いられるものを特に制限なく適用することができ、例えば、川砂、山砂、海砂等の天然骨材や、砕石、砕砂、高炉スラグ細骨材等の人工骨材、コンクリート廃材から取り出した再生骨材等が挙げられる。
【００１８】
また、粗骨材は、上記細骨材よりも大きい平均粒径を有する骨材であることを意味する。本明細書において、粗骨材とは、ＪＩＳ Ａ ５３０８ レディミクストコンクリート 付属書Ｉに合致するコンクリート用粗骨材をいうこととする。粗骨材としては、コンクリートにおいて粗骨材として用いられるものを特に制限なく適用することができ、川砂利、海砂利、山砂利、砕石、スラグ砕石等が挙げられる。
【００１９】
本実施形態の中流動コンクリートに含まれるアルケニル重合体系会合型増粘剤としては、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合した１液型の材料が挙げられる。アルケニル重合体系会合型増粘剤は、これらの増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合した１液型の材料であるので、それらを別々に添加する場合とは異なる。
【００２０】
本実施形態の中流動コンクリートは、上述したセメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤に加えて、水を含む。中流動コンクリートは、これらに加えて、セメントに含有されるその他の混和剤を必要に応じて含有していてもよい。その他の混和剤としては、ＡＥ剤、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤等が挙げられる。
【００２１】
なお、中流動コンクリートには、石粉や石炭灰を添加してもよいが、その量は、粉体量が過度に増大しない程度とすることが好ましく、中流動コンクリートの製造におけるコストや労力を低減する観点からは、石粉や石炭灰を添加しないことが好ましい。本実施形態の中流動コンクリートは、アルケニル重合体系会合型増粘剤を含むことにより、石粉や石炭灰を含まなくても十分な流動性及び材料分離への抵抗性を得ることができる。
【００２２】
本実施形態の中流動コンクリートは、中流動コンクリートとして適用されるのに適した流動性を有するものである。具体的には、好適な場合、スランプが２１±２．５ｃｍであり、スランプフローが３５〜５０ｃｍである。
【００２３】
上述した実施形態の中流動コンクリートは、セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を組み合わせて含むものであることから、従来の中流動コンクリートのように通常の履工コンクリートよりも粉体量を増大させなくても、中流動コンクリートの用途に適した十分な流動性及び材料分離への抵抗性を発揮することができる。
【００２４】
したがって、かかる中流動コンクリートは、型枠バイブレータ程度の軽微な振動を与えるだけで流動及び充填が可能であるほか、粉体量の増加に起因するコンクリートのひび割れや従来の履工コンクリートとの一体性不足が少なく、しかも、粉体量の増加のために石粉や石炭灰を添加する必要もないため、そのための労力や設備費を低減することができる。したがって、本実施形態の中流動コンクリートは、例えば、トンネル二次履工コンクリートとして、特に、履工天端部の施工用の履工コンクリートとして有用である。
【００２５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
［コンクリートの製造］
（実施例１〜２、比較例１〜４）
表１及び２に示す配合となるように各成分を混合して、実施例１〜２、並びに比較例１〜４の各コンクリートを製造した。なお、比較例１及び３は、従来の一般的な履工コンクリート（中流動ではない履工コンクリート）に該当し、比較例２及び４は、「トンネル施工管理要領（中流動履工コンクリート編）」に準拠する標準の中流動コンクリートに該当する。
【表１】
【表２】
【００２８】
［特性評価］
上記で得た実施例１〜２並びに比較例１〜４の各コンクリートについて、所定の溝型の型枠内に各コンクリートを流し込んで流動させる試験を行った。この際、型枠バイブレータにより軽微な振動を加えて、コンクリートを流動及び充填させた。
【００２９】
その結果、実施例１及び２で得た中流動コンクリートは、１０．５ｍ流動させた場合でも、従来の履工コンクリートである比較例１及び３のコンクリートに比べて優れた自己流動性を示し、型枠バイブレータによる振動のみでほぼ水平に充填できることが確認された。
【００３０】
また、一定の流動距離ごとにコンクリートを採取して、そのなかに含まれる粗骨材（砕石）の量を測定した結果、実施例１及び２の中流動コンクリートは、比較例１及び３のコンクリートと比べて、測定点間での粗骨材の量のばらつきが小さく、骨材の分離が少ないことが確認された。
【００３１】
そして、実施例１及び２の中流動コンクリートにより得られた流動性及び材料分離に対する抵抗性は、従来の標準的な中流動コンクリートである比較例２及び４の中流動コンクリートとも同等以上であったことから、実施例１及び２の中流動コンクリートによれば、従来の履工コンクリート（比較例１及び３）に比べて粉体量を多くしなくても、中流動コンクリートとして優れた特性が得られることが確認された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中流動コンクリート、より詳しくは、覆工コンクリートとして用いられる中流動コンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル二次履工コンクリートに用いられる中流動コンクリートは、スランプフローが４０〜５０ｃｍ程度となる流動性と、それに対応できる材料分離への抵抗性を有するコンクリートである。そのような中流動コンクリートは、型枠バイブレータ程度の軽微な振動で流動及び充填させることができ、内部振動機等の大掛かりな装置を用いなくても施工することができる。そのため、一般的な履工用のコンクリートでは施工がしづらかった履工天端部に適用し易く、その部分の品質向上に対して有用である。
【０００３】
中流動コンクリートの配合においては、「トンネル施工管理要領（中流動履工コンクリート編）」（非特許文献１）に記載されている基準が適用される。配合においては、石粉及び石炭灰の標準的な混入量が８０ｋｇ／ｍ３程度であり、総粉体量が３５０ｋｇ／ｍ３以上であり、水粉体比が５５％以下であることが標準とされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「トンネル施工管理要領（中流動履工コンクリート編）」、東日本高速道路株式会社、中日本高速道路株式会社及び西日本高速道路株式会社編、平成２０年８月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように調製された中流動コンクリートは、次のような問題点が生じ易い傾向にあった。
【０００６】
すなわち、中流動コンクリートは、主に高性能ＡＥ減水剤により流動性が付与されることから、コンクリートの材料分離に対する抵抗性を付与するために粉体量が多くされる。ところが、粉体量が多くなると、コストが増加するほか、セメント量が多い場合には、温度変化による応力の発生や乾燥による収縮によるコンクリートのひび割れが生じ易くなる。
【０００７】
また、中流動コンクリートは、主に天端部の品質向上を目的とすることから、側壁部には従来の履工コンクリートを用い、天端部にのみ中流動コンクリートを用いるといった組み合わせとされる場合がある。その場合、履工コンクリートと中流動コンクリートとの粉体量の違いにより、それらが十分に一体化されないという不都合が生じ易い。
【０００８】
さらに、上述の如く、従来の中流動コンクリートには石粉や石炭灰が適用されるが、その場合、石粉や石炭灰を添加するために、現場にセメントサイロを設置したり、人力による投入が必要となったりする。そのため、中流動コンクリートの製造のために過度の労力が必要となり易い傾向にあった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、石粉や石炭灰の使用等によって過度に粉体量を増加させなくても、好適な流動性及び材料分離への抵抗性を得ることができる中流動コンクリート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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の中流動コンクリートは、セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を含むことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明の中流動コンクリートにおいて、アルケニル重合体系会合型増粘剤は、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合した１液型の材料であると好ましい。
【００１２】
上記本発明の中流動コンクリートは、セメント及び骨材に加えてアルケニル重合体系会合型増粘剤を含有することにより、中流動コンクリートとして十分な流動性を有するとともに、優れた材料分離に対する抵抗性を有することができる。したがって、本発明の中流動コンクリートによれば、従来の中流動コンクリートのように、石粉や石炭灰を加える等により粉体量を過度に増加させる必要がないので、容易に製造でき、コストの低減が可能であり、コンクリートのひび割れを抑制でき、しかも、通常の履工コンクリートとの一体化も容易となるという効果が得られるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、石粉や石炭灰の使用等によって過度に粉体量を増加させなくても、好適な流動性及び材料分離への抵抗性を得ることができる中流動コンクリートを提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１５】
好適な実施形態に係る中流動コンクリートは、セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を含有する。本実施形態の中流動コンクリートには、少なくともセメント、骨材、アルケニル重合体系会合型増粘剤及び水を含む組成を有していれば全て該当し、例えば、骨材として細骨材のみを含む場合や粗骨材も更に含む場合など、いわゆるモルタル及びコンクリートの両方の状態が包含される。以下、中流動コンクリートの各構成成分について説明する。
【００１６】
まず、セメントとしては、普通、早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩性、白色などの各種ポルトランドセメント、高炉スラグや通常のフライアッシュをポルトランドセメントに混合した混合セメント、エコセメント、超早強セメントや急硬セメント等が挙げられる。また、これらのセメントの複数を任意量混合したセメントも使用することができる。
【００１７】
骨材は、細骨材及び粗骨材に分類されるが、本実施形態の中流動コンクリートは、それらのいずれか又は両方を含むことができる。本明細書において、細骨材とは、ＪＩＳ Ａ ５３０８ レディミクストコンクリート 付属書Ｉに合致するコンクリート用細骨材をいうこととする。細骨材としては、通常、コンクリートにおいて細骨材として用いられるものを特に制限なく適用することができ、例えば、川砂、山砂、海砂等の天然骨材や、砕石、砕砂、高炉スラグ細骨材等の人工骨材、コンクリート廃材から取り出した再生骨材等が挙げられる。
【００１８】
また、粗骨材は、上記細骨材よりも大きい平均粒径を有する骨材であることを意味する。本明細書において、粗骨材とは、ＪＩＳ Ａ ５３０８ レディミクストコンクリート 付属書Ｉに合致するコンクリート用粗骨材をいうこととする。粗骨材としては、コンクリートにおいて粗骨材として用いられるものを特に制限なく適用することができ、川砂利、海砂利、山砂利、砕石、スラグ砕石等が挙げられる。
【００１９】
本実施形態の中流動コンクリートに含まれるアルケニル重合体系会合型増粘剤としては、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合した１液型の材料が挙げられる。アルケニル重合体系会合型増粘剤は、これらの増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合した１液型の材料であるので、それらを別々に添加する場合とは異なる。
【００２０】
本実施形態の中流動コンクリートは、上述したセメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤に加えて、水を含む。中流動コンクリートは、これらに加えて、セメントに含有されるその他の混和剤を必要に応じて含有していてもよい。その他の混和剤としては、ＡＥ剤、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤等が挙げられる。
【００２１】
なお、中流動コンクリートには、石粉や石炭灰を添加してもよいが、その量は、粉体量が過度に増大しない程度とすることが好ましく、中流動コンクリートの製造におけるコストや労力を低減する観点からは、石粉や石炭灰を添加しないことが好ましい。本実施形態の中流動コンクリートは、アルケニル重合体系会合型増粘剤を含むことにより、石粉や石炭灰を含まなくても十分な流動性及び材料分離への抵抗性を得ることができる。
【００２２】
本実施形態の中流動コンクリートは、中流動コンクリートとして適用されるのに適した流動性を有するものである。具体的には、好適な場合、スランプが２１±２．５ｃｍであり、スランプフローが３５〜５０ｃｍである。
【００２３】
上述した実施形態の中流動コンクリートは、セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を組み合わせて含むものであることから、従来の中流動コンクリートのように通常の履工コンクリートよりも粉体量を増大させなくても、中流動コンクリートの用途に適した十分な流動性及び材料分離への抵抗性を発揮することができる。
【００２４】
したがって、かかる中流動コンクリートは、型枠バイブレータ程度の軽微な振動を与えるだけで流動及び充填が可能であるほか、粉体量の増加に起因するコンクリートのひび割れや従来の履工コンクリートとの一体性不足が少なく、しかも、粉体量の増加のために石粉や石炭灰を添加する必要もないため、そのための労力や設備費を低減することができる。したがって、本実施形態の中流動コンクリートは、例えば、トンネル二次履工コンクリートとして、特に、履工天端部の施工用の履工コンクリートとして有用である。
【００２５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
［コンクリートの製造］
（実施例１〜２、比較例１〜４）
表１及び２に示す配合となるように各成分を混合して、実施例１〜２、並びに比較例１〜４の各コンクリートを製造した。なお、比較例１及び３は、従来の一般的な履工コンクリート（中流動ではない履工コンクリート）に該当し、比較例２及び４は、「トンネル施工管理要領（中流動履工コンクリート編）」に準拠する標準の中流動コンクリートに該当する。
【表１】
【表２】
【００２８】
［特性評価］
上記で得た実施例１〜２並びに比較例１〜４の各コンクリートについて、所定の溝型の型枠内に各コンクリートを流し込んで流動させる試験を行った。この際、型枠バイブレータにより軽微な振動を加えて、コンクリートを流動及び充填させた。
【００２９】
その結果、実施例１及び２で得た中流動コンクリートは、１０．５ｍ流動させた場合でも、従来の履工コンクリートである比較例１及び３のコンクリートに比べて優れた自己流動性を示し、型枠バイブレータによる振動のみでほぼ水平に充填できることが確認された。
【００３０】
また、一定の流動距離ごとにコンクリートを採取して、そのなかに含まれる粗骨材（砕石）の量を測定した結果、実施例１及び２の中流動コンクリートは、比較例１及び３のコンクリートと比べて、測定点間での粗骨材の量のばらつきが小さく、骨材の分離が少ないことが確認された。
【００３１】
そして、実施例１及び２の中流動コンクリートにより得られた流動性及び材料分離に対する抵抗性は、従来の標準的な中流動コンクリートである比較例２及び４の中流動コンクリートとも同等以上であったことから、実施例１及び２の中流動コンクリートによれば、従来の履工コンクリート（比較例１及び３）に比べて粉体量を多くしなくても、中流動コンクリートとして優れた特性が得られることが確認された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を含む、中流動コンクリート。
【請求項２】
前記アルケニル重合体系会合型増粘剤は、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合した１液型の材料である、請求項１記載の中流動コンクリート。
【請求項１】
セメント、骨材及びアルケニル重合体系会合型増粘剤を含む、中流動コンクリート。
【請求項２】
前記アルケニル重合体系会合型増粘剤は、増粘剤及び高性能ＡＥ減水剤を混合した１液型の材料である、請求項１記載の中流動コンクリート。
【公開番号】特開２０１３−８６９８６（Ｐ２０１３−８６９８６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６３５６（Ｐ２０１１−２２６３５６）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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