超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法及び超低収縮ＡＥコンクリート
【課題】調製した超低収縮ＡＥコンクリートの流動性や連行空気量、またそれから得られる硬化体の強度に悪影響を及ぼすことなく、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下の極めて小さい領域に抑えることができ、同時にまた中性化を少なくすることができる超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法及び超低収縮ＡＥコンクリートを提供する
【解決手段】細骨材の少なくとも一部として特定の高炉スラグ細骨材を単位量２５０〜９５０kg／ｍ３の割合で用い、また粗骨材として特定の石灰砕石を単位量８００〜１１００kg／ｍ３の割合で用い、更に乾燥収縮低減剤として特定の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルを単位量４〜２５kg／ｍ３の割合で用いて、且つ下記の数１で求められる単位量率が３５〜６５％となるようにした。
【数１】
【解決手段】細骨材の少なくとも一部として特定の高炉スラグ細骨材を単位量２５０〜９５０kg／ｍ３の割合で用い、また粗骨材として特定の石灰砕石を単位量８００〜１１００kg／ｍ３の割合で用い、更に乾燥収縮低減剤として特定の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルを単位量４〜２５kg／ｍ３の割合で用いて、且つ下記の数１で求められる単位量率が３５〜６５％となるようにした。
【数１】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法及び超低収縮ＡＥコンクリートに関する。近年、コンリート構造物の長寿命化や高品質化の観点から、コンリート構造物には特に乾燥収縮によるひび割れの発生を抑制することが要求され、同時にまた中性化の少ないことが要求されるようになっている。コンリート構造物の乾燥収縮によるひび割れを抑制するためには、一般建築物において乾燥収縮率を６００μ以下程度にする必要があり、地下構造物等の拘束部材断面が大きい場合の建築物において乾燥収縮率を４００μ以下程度にする必要があるといわれているが、その一方で、実際の建築現場では、開口部や鉄筋の拘束の大きい部位において、乾燥収縮率が２００μを超えると、ひび割れの発生を十分に抑制することが難しいことも指摘されている。コンリート構造物において乾燥収縮によるひび割れの発生を十分に抑制するためには、乾燥収縮率を２００μ以下の極めて小さい領域に抑える必要があるのである。本発明は、得られるコンクリート構造物（以下、単に硬化体という）の乾燥収縮によるひび割れの発生を十分に抑制し、同時にまた中性化を少なくすることのできる超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法及び超低収縮ＡＥコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートの乾燥収縮率を低減する手段として、コンクリートの調製時に、各種の乾燥収縮低減剤を使用すること（例えば特許文献１及び２参照）、また膨張材を使用すること（例えば特許文献３参照）、更には乾燥収縮低減剤と膨張材とを併用すること（例えば特許文献４参照）が知られている。
【０００３】
しかし、かかる従来の手段には、調製したコンクリートの流動性や連行空気量、また得られる硬化体の強度に悪影響を及ぼすことなく、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下の極めて小さい領域に抑えることができず、また中性化を少なくすることもできないという問題がある。
【特許文献１】特開昭５６−０３７２５９号公報
【特許文献２】特開平２−３０７８４９号公報
【特許文献３】特開平１１−３０２０４７号公報
【特許文献４】特開２００４−１６８６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、調製した超低収縮ＡＥコンクリートの流動性や連行空気量、また得られる硬化体の強度に悪影響を及ぼすことなく、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下の極めて小さい領域に抑えることができ、同時にまた中性化を少なくすることができる超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法及び超低収縮ＡＥコンクリートを提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
しかして本発明者らは前記の課題を解決するべく研究した結果、細骨材、粗骨材及び乾燥収縮低減剤として特定のものを用い、しかもかかる特定の細骨材、粗骨材及び乾燥収縮低減剤を所定の割合で用いることが正しく好適であることを見出した。
【０００６】
すなわち本発明は、少なくともセメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤を用いて超低収縮ＡＥコンクリートを調製するに際し、細骨材の少なくとも一部として下記の高炉スラグ細骨材を単位量２５０〜９５０kg／ｍ３の割合で用い、また粗骨材として下記の石灰砕石を単位量８００〜１１００kg／ｍ３の割合で用い、更に下記の乾燥収縮低減剤を単位量４〜２５kg／ｍ３の割合で用いて、且つ下記の数１で求められる単位量率が３５〜６５％となるようにすることを特徴とする超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法に係る。また本発明は、かかる調製方法によって得られる超低収縮ＡＥコンクリートに係る。
【０００７】
高炉スラグ細骨材：ＪＩＳ−Ａ５０１１−１に記載された高炉スラグ細骨材の粒度による区分に含まれる高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．２〜４．０に調製したもの
【０００８】
石灰砕石：ＣａＯ≧５０質量％及びＭｇＯ≦２質量％の割合で含有する石灰砕石
【０００９】
乾燥収縮低減剤：下記の化１で示される（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル
【００１０】
【化１】
【００１１】
化１において、
Ｒ：炭素数３又は４のアルキル基
Ａ：分子中に１〜３個のオキシエチレン単位のみ又は分子中に合計２〜５個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成された（ポリ）オキシアルキレン基を有する（ポリ）アルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
【００１２】
【数１】
【００１３】
本発明に係る超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法（以下、単に本発明の調製方法という）は、少なくともセメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤を用いて超低収縮ＡＥコンクリートを調製する方法である。
【００１４】
本発明の調製方法に用いる細骨材は、その少なくとも一部として高炉スラグ細骨材を用いたものである。この高炉スラグ細骨材はＪＩＳ−Ａ５０１１−１に記載された高炉スラグ細骨材の粒度による区分に含まれる高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．２〜４．０に調製したものである。なかでも、高炉スラグ細骨材としては、粒度による区分が５mm高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．５〜３．２に調製したものが好ましい。かかる高炉スラグ細骨材としては、その由来は特に制限されないが、高炉水砕スラグ細骨材が好ましい。尚、ここで粗粒率（ fineness modulus、Ｆ．Ｍ．と略記される）は、８０、４０、２０、１０、５、２．５、１．２、０．６、０．３及び０．１５(単位はmm）の各ふるいからなる１組のふるいを用いてふるい分け試験したときに、各ふるいを通らない全部の量の全試料に対する重量百分率の和を１００で除した値であり、それ自体はセメントコンクリート用語として一般的に使用されている用語である。
【００１５】
以上説明した高炉スラグ細骨材は、単位量２５０〜９５０kg／ｍ３の割合で用いるが、好ましくは４００〜９００kg／ｍ３の割合で用いる。高炉スラグ細骨材以外の細骨材としては、川砂、山砂、海砂、砕砂等が挙げられるが、高炉スラグ細骨材は、細骨材全体の好ましくは３０質量％以上を用い、より好ましくは５０質量％以上を用いる。
【００１６】
本発明の調製方法に用いる粗骨材は、ＣａＯ≧５０質量％及びＭｇＯ≦２質量％の割合で含有する石灰砕石である。ＡＥコンクリートを調製するときに、粗骨材として石灰砕石を用いると、得られる硬化体の乾燥収縮率を比較的小さくできることは知られている。しかし、粗骨材として一般に石灰砕石を用いるだけでは、得られる硬化体の乾燥収縮率を４００〜６５０μ程度に抑えることができるにすぎない。他の条件を充足することを前提として、石灰砕石のなかでも、ＣａＯを５０質量％以上且つＭｇＯを２質量％以下の割合で含有する特定の石灰砕石を用いることにより初めて、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下にまで抑えることができる。かかる石灰砕石は、単位量８００〜１１００kg／ｍ３の割合で用いるが、好ましくは単位量８５０〜１０５０kg／ｍ３の割合で用いる。
【００１７】
本発明の調製方法に用いる乾燥収縮低減剤は化１で示される（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルである。化１中のＲは炭素数３又は４のアルキル基であり、これにはプロピル基やブチル基が挙げられるが、なかでも炭素数４のブチル基が好ましい。ブチル基には、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基等の異性体が含まれるが、なかでもＲとしてはノルマルブチル基が好ましい。また化１中のＡは分子中に１〜３個のオキシエチレン単位のみ又は合計２〜５個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成された（ポリ）オキシアルキレン基を有する（ポリ）アルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である。したがって、化１で示される（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルには、１）分子中に１〜３個のオキシエチレン単位のみで構成された（ポリ）オキシエチレン基を有する（ポリ）エチレングリコールモノアルキルエーテル、２）分子中に合計２〜５個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成された（ポリ）オキシアルキレン基を有する（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルが含まれる。ここで、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位の結合様式はランダム状でもブロック状でもよい。以上説明した乾燥収縮低減剤のなかでもジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。かかる乾燥収縮低減剤は、単位量４〜２５kg／ｍ３の割合で用いるが、好ましくは８〜２０kg／ｍ３の割合で用いる。
【００１８】
本発明の調製方法に用いる空気量調節剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルベンゼンスルホン酸塩、ロジン石けん、高級脂肪酸石けん、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル塩等が挙げられるが、なかでもアルキルリン酸モノエステル塩が好ましく、オクチルリン酸モノエステルカリウム塩がより好ましい。かかる空気量調節剤は、セメント１００質量部当たり、通常０．００１〜０．０１質量部の割合で用いる。
【００１９】
本発明の調製方法に用いるセメント分散剤としては、リグニンスルホン酸塩系のもの、ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩系のもの、ポリカルボン酸塩系のもの等が挙げられるが、なかでも水溶性ビニル共重合体から成るポリカルボン酸塩系のセメント分散剤（例えば特開昭５８−７４５５２号公報や特開平１−２２６７５７号公報等に記載のもの）が好ましい。かかるセメント分散剤は、セメント１００質量部当たり、通常０．０５〜２質量部の割合で用いる。
【００２０】
本発明の調製方法に用いるセメントとしては、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、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントの他に、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等の各種混合セメント、更には超早強セメントやアルミナセメント等が挙げられるが、なかでも普通ポルトランドセメントが好ましい。
【００２１】
本発明の調製方法では、少なくとも以上説明したようなセメント、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤、空気量調節剤、及び更に水を用いて練り混ぜ、超低収縮ＡＥコンクリートを調製する。調製に際して、セメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤の練り混ぜ手順は特に制限されないが、先に所要量のセメント、水、細骨材、乾燥収縮低減剤、空気連行剤及びセメント分散剤を練り混ぜ、しかる後に粗骨材を練り混ぜる方法が好ましい。
【００２２】
本発明の調製方法において、連行空気量は通常３〜８容量％とするが、３〜７容量％とするのが好ましい。
【００２３】
本発明の調製方法では、前記したように、少なくともセメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤を用いて練り混ぜ、超低収縮ＡＥコンクリートを調製する。この際に本発明の調製方法では、前記の数１で求められる単位量率が３５〜６５％となるようにするが、好ましくは４０〜６０％となるようにする。
【００２４】
本発明の調製方法では、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて防錆剤、急結剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、防水剤等の添加剤を併用することができる。
【００２５】
本発明に係る超低収縮ＡＥコンクリートは、以上説明した本発明の調製方法によって調製されるものであり、それから得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下に抑えることができ、同時にまたＡＥコンクリートの耐久性改善項目である中性化を少なくすることができる。
【００２６】
本発明に係る超低収縮ＡＥコンクリートは、建設現場で打設される超低収縮ＡＥコンクリートとしてだけでなく、コンクリート製品工場で加工される二次製品用の超低収縮ＡＥコンクリートとしても適用できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、調製したＡＥコンクリートの流動性や空気連行量、また得られる硬化体の強度に大きな悪影響を及ぼすことなく、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下に抑え、しかも中性化の少ない耐久性の優れた超低収縮ＡＥコンクリートを提供することができるという効果がある。
【００２８】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【実施例】
【００２９】
試験区分１（超低収縮ＡＥコンクリートの調製）
実施例１
表１に記載した調合条件で、５０Ｌのパン型強制練りミキサーに、普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３、ブレーン値３３００）、高炉スラグ細骨材（表２に記載したＳ−１、粒度による区分が５mmの高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を２．５５に調製したもの、密度＝２．７０ｇ／cm３）、天然砂（神栖産陸砂、粗粒率＝２．６０、密度＝２．６２ｇ／cm３）、空気量調節剤（オクチルリン酸モノエステルカリウム塩）、セメント分散剤（竹本油脂社製のポリカルボン酸塩系セメント分散剤、商品名チューポールＨＰ−１１）及び乾燥収縮低減剤（表４に記載したＡ−１、ジエチレングリコールモノブチルエーテル）のそれぞれ所要量を練り混ぜ水（水道水）と共に投入して４５秒間練り混ぜた。次に、粗骨材（表３に記載したＧ−１、秩父産石灰砕石、密度＝２．７０ｇ／cm３）を投入して６０秒間練り混ぜ、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％の範囲とした実施例１の超低収縮ＡＥコンクリートを調製した。尚、空気量調節剤及びセメント分散剤の使用量は表１の脚注に示した。
【００３０】
実施例２〜１２
実施例１と同様にして、それぞれ表１に示した調合条件で超低収縮ＡＥコンクリートを調製した。
【００３１】
比較例１
表１に記載した調合条件で、５０Ｌのパン型強制練りミキサーに普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３、ブレーン値３３００）、高炉スラグ細骨材（表２に記載したＳ−１、粒度による区分が５mmの高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を２．５５に調製したもの、密度＝２．７０ｇ／cm３）、天然砂（神栖産陸砂、粗粒率＝２．６０、密度＝２．６２ｇ／cm３）、空気量調節剤（オクチルリン酸モノエステルカリウム塩）、セメント分散剤（竹本油脂社製のポリカルボン酸塩系セメント分散剤、商品名チューポールＨＰ−１１）及び乾燥収縮低減剤（表４に記載したＡ−１、ジエチレングリコールモノブチルエーテル）のそれぞれ所要量を練り混ぜ水（水道水）と共に投入して４５秒間練り混ぜた。次に、粗骨材（表３に記載したＧ−１、秩父産石灰砕石、密度＝２．７０ｇ／cm３）を投入して６０秒間練り混ぜ、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％の範囲とした比較例１の超低収縮ＡＥコンクリートを調製した。尚、空気量調節剤及びセメント分散剤の使用量は表１の脚注に示した。
【００３２】
比較例２〜２１
比較例１と同様にして、それぞれ表１に示した調合条件で超低収縮ＡＥコンクリートを調製した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１において、
単位量：単位はkg／ｍ３
空気量調節剤の使用量：普通ポルトランドセメント１００部に対し、実施例１〜６及び比較例１〜１０は０．００５部の割合、実施例７〜１２及び比較例１１〜２１は０．００６部の割合
セメント分散剤の使用量：普通ポルトランドセメント１００部に対し、実施例１〜６及び比較例１〜１０は０．９部の割合、実施例７〜１２及び比較例１１〜２１は１．０部の割合
高炉スラグ細骨材：下記の表２に記載したもの
天然砂：神栖産陸砂、粗粒率＝２．６０、密度＝２．６２ｇ／cm３
石灰砕石：下記の表３に記載したもの
乾燥収縮低減剤：下記の表４に記載したもの
セメント：密度＝３．１６ｇ／cm３、ブレーン値３３００の普通ポルトランドセメント
目標スランプ：各例いずれも１８±１cm
目標空気量：各例いずれも４．５±１％
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
試験区分２（超低収縮ＡＥコンクリートの評価）
試験区分１で調製した各例の超低収縮ＡＥコンクリートについて、連行空気量、スランプを下記のように求め、結果を表５にまとめて示した。また各例の超低収縮ＡＥコンクリートの硬化体について、乾燥収縮率、促進中性化深さ及び圧縮強度を下記のように求め、結果を表５にまとめて示した。
【００３９】
・連行空気量（容量％）：練り混ぜ直後の超低収縮ＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に，ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
【００４０】
・乾燥収縮率（μ）：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例の超低収縮ＡＥコンクリートを２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・促進中性化深さ（mm）：各例の超低収縮ＡＥコンクリートについて、１０cm×１０cm×４０cmの角型供試体を形成し、その上面を除いて他の５面をエポキシ樹脂でシールして、２０℃×６０％ＲＨ、炭酸ガス濃度５％の条件化で促進試験を行なった。材齢１３週に角型供試体を縦断面で切断し、１％フェノールフタレイン溶液を吹き付けて赤色化しない部分を中性化しない部分とし、上面からの幅を促進中性化深さとした。この数値は小さいほど中性化が進まず、耐久性が優れていることを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例の超低収縮ＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日と材齢２８日で測定した。
【００４１】
【表５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法及び超低収縮ＡＥコンクリートに関する。近年、コンリート構造物の長寿命化や高品質化の観点から、コンリート構造物には特に乾燥収縮によるひび割れの発生を抑制することが要求され、同時にまた中性化の少ないことが要求されるようになっている。コンリート構造物の乾燥収縮によるひび割れを抑制するためには、一般建築物において乾燥収縮率を６００μ以下程度にする必要があり、地下構造物等の拘束部材断面が大きい場合の建築物において乾燥収縮率を４００μ以下程度にする必要があるといわれているが、その一方で、実際の建築現場では、開口部や鉄筋の拘束の大きい部位において、乾燥収縮率が２００μを超えると、ひび割れの発生を十分に抑制することが難しいことも指摘されている。コンリート構造物において乾燥収縮によるひび割れの発生を十分に抑制するためには、乾燥収縮率を２００μ以下の極めて小さい領域に抑える必要があるのである。本発明は、得られるコンクリート構造物（以下、単に硬化体という）の乾燥収縮によるひび割れの発生を十分に抑制し、同時にまた中性化を少なくすることのできる超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法及び超低収縮ＡＥコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートの乾燥収縮率を低減する手段として、コンクリートの調製時に、各種の乾燥収縮低減剤を使用すること（例えば特許文献１及び２参照）、また膨張材を使用すること（例えば特許文献３参照）、更には乾燥収縮低減剤と膨張材とを併用すること（例えば特許文献４参照）が知られている。
【０００３】
しかし、かかる従来の手段には、調製したコンクリートの流動性や連行空気量、また得られる硬化体の強度に悪影響を及ぼすことなく、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下の極めて小さい領域に抑えることができず、また中性化を少なくすることもできないという問題がある。
【特許文献１】特開昭５６−０３７２５９号公報
【特許文献２】特開平２−３０７８４９号公報
【特許文献３】特開平１１−３０２０４７号公報
【特許文献４】特開２００４−１６８６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、調製した超低収縮ＡＥコンクリートの流動性や連行空気量、また得られる硬化体の強度に悪影響を及ぼすことなく、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下の極めて小さい領域に抑えることができ、同時にまた中性化を少なくすることができる超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法及び超低収縮ＡＥコンクリートを提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
しかして本発明者らは前記の課題を解決するべく研究した結果、細骨材、粗骨材及び乾燥収縮低減剤として特定のものを用い、しかもかかる特定の細骨材、粗骨材及び乾燥収縮低減剤を所定の割合で用いることが正しく好適であることを見出した。
【０００６】
すなわち本発明は、少なくともセメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤を用いて超低収縮ＡＥコンクリートを調製するに際し、細骨材の少なくとも一部として下記の高炉スラグ細骨材を単位量２５０〜９５０kg／ｍ３の割合で用い、また粗骨材として下記の石灰砕石を単位量８００〜１１００kg／ｍ３の割合で用い、更に下記の乾燥収縮低減剤を単位量４〜２５kg／ｍ３の割合で用いて、且つ下記の数１で求められる単位量率が３５〜６５％となるようにすることを特徴とする超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法に係る。また本発明は、かかる調製方法によって得られる超低収縮ＡＥコンクリートに係る。
【０００７】
高炉スラグ細骨材：ＪＩＳ−Ａ５０１１−１に記載された高炉スラグ細骨材の粒度による区分に含まれる高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．２〜４．０に調製したもの
【０００８】
石灰砕石：ＣａＯ≧５０質量％及びＭｇＯ≦２質量％の割合で含有する石灰砕石
【０００９】
乾燥収縮低減剤：下記の化１で示される（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル
【００１０】
【化１】
【００１１】
化１において、
Ｒ：炭素数３又は４のアルキル基
Ａ：分子中に１〜３個のオキシエチレン単位のみ又は分子中に合計２〜５個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成された（ポリ）オキシアルキレン基を有する（ポリ）アルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
【００１２】
【数１】
【００１３】
本発明に係る超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法（以下、単に本発明の調製方法という）は、少なくともセメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤を用いて超低収縮ＡＥコンクリートを調製する方法である。
【００１４】
本発明の調製方法に用いる細骨材は、その少なくとも一部として高炉スラグ細骨材を用いたものである。この高炉スラグ細骨材はＪＩＳ−Ａ５０１１−１に記載された高炉スラグ細骨材の粒度による区分に含まれる高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．２〜４．０に調製したものである。なかでも、高炉スラグ細骨材としては、粒度による区分が５mm高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．５〜３．２に調製したものが好ましい。かかる高炉スラグ細骨材としては、その由来は特に制限されないが、高炉水砕スラグ細骨材が好ましい。尚、ここで粗粒率（ fineness modulus、Ｆ．Ｍ．と略記される）は、８０、４０、２０、１０、５、２．５、１．２、０．６、０．３及び０．１５(単位はmm）の各ふるいからなる１組のふるいを用いてふるい分け試験したときに、各ふるいを通らない全部の量の全試料に対する重量百分率の和を１００で除した値であり、それ自体はセメントコンクリート用語として一般的に使用されている用語である。
【００１５】
以上説明した高炉スラグ細骨材は、単位量２５０〜９５０kg／ｍ３の割合で用いるが、好ましくは４００〜９００kg／ｍ３の割合で用いる。高炉スラグ細骨材以外の細骨材としては、川砂、山砂、海砂、砕砂等が挙げられるが、高炉スラグ細骨材は、細骨材全体の好ましくは３０質量％以上を用い、より好ましくは５０質量％以上を用いる。
【００１６】
本発明の調製方法に用いる粗骨材は、ＣａＯ≧５０質量％及びＭｇＯ≦２質量％の割合で含有する石灰砕石である。ＡＥコンクリートを調製するときに、粗骨材として石灰砕石を用いると、得られる硬化体の乾燥収縮率を比較的小さくできることは知られている。しかし、粗骨材として一般に石灰砕石を用いるだけでは、得られる硬化体の乾燥収縮率を４００〜６５０μ程度に抑えることができるにすぎない。他の条件を充足することを前提として、石灰砕石のなかでも、ＣａＯを５０質量％以上且つＭｇＯを２質量％以下の割合で含有する特定の石灰砕石を用いることにより初めて、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下にまで抑えることができる。かかる石灰砕石は、単位量８００〜１１００kg／ｍ３の割合で用いるが、好ましくは単位量８５０〜１０５０kg／ｍ３の割合で用いる。
【００１７】
本発明の調製方法に用いる乾燥収縮低減剤は化１で示される（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルである。化１中のＲは炭素数３又は４のアルキル基であり、これにはプロピル基やブチル基が挙げられるが、なかでも炭素数４のブチル基が好ましい。ブチル基には、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基等の異性体が含まれるが、なかでもＲとしてはノルマルブチル基が好ましい。また化１中のＡは分子中に１〜３個のオキシエチレン単位のみ又は合計２〜５個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成された（ポリ）オキシアルキレン基を有する（ポリ）アルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である。したがって、化１で示される（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルには、１）分子中に１〜３個のオキシエチレン単位のみで構成された（ポリ）オキシエチレン基を有する（ポリ）エチレングリコールモノアルキルエーテル、２）分子中に合計２〜５個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成された（ポリ）オキシアルキレン基を有する（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルが含まれる。ここで、オキシエチレン単位とオキシプロピレン単位の結合様式はランダム状でもブロック状でもよい。以上説明した乾燥収縮低減剤のなかでもジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。かかる乾燥収縮低減剤は、単位量４〜２５kg／ｍ３の割合で用いるが、好ましくは８〜２０kg／ｍ３の割合で用いる。
【００１８】
本発明の調製方法に用いる空気量調節剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルベンゼンスルホン酸塩、ロジン石けん、高級脂肪酸石けん、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル塩等が挙げられるが、なかでもアルキルリン酸モノエステル塩が好ましく、オクチルリン酸モノエステルカリウム塩がより好ましい。かかる空気量調節剤は、セメント１００質量部当たり、通常０．００１〜０．０１質量部の割合で用いる。
【００１９】
本発明の調製方法に用いるセメント分散剤としては、リグニンスルホン酸塩系のもの、ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩系のもの、ポリカルボン酸塩系のもの等が挙げられるが、なかでも水溶性ビニル共重合体から成るポリカルボン酸塩系のセメント分散剤（例えば特開昭５８−７４５５２号公報や特開平１−２２６７５７号公報等に記載のもの）が好ましい。かかるセメント分散剤は、セメント１００質量部当たり、通常０．０５〜２質量部の割合で用いる。
【００２０】
本発明の調製方法に用いるセメントとしては、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、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントの他に、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等の各種混合セメント、更には超早強セメントやアルミナセメント等が挙げられるが、なかでも普通ポルトランドセメントが好ましい。
【００２１】
本発明の調製方法では、少なくとも以上説明したようなセメント、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤、空気量調節剤、及び更に水を用いて練り混ぜ、超低収縮ＡＥコンクリートを調製する。調製に際して、セメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤の練り混ぜ手順は特に制限されないが、先に所要量のセメント、水、細骨材、乾燥収縮低減剤、空気連行剤及びセメント分散剤を練り混ぜ、しかる後に粗骨材を練り混ぜる方法が好ましい。
【００２２】
本発明の調製方法において、連行空気量は通常３〜８容量％とするが、３〜７容量％とするのが好ましい。
【００２３】
本発明の調製方法では、前記したように、少なくともセメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤を用いて練り混ぜ、超低収縮ＡＥコンクリートを調製する。この際に本発明の調製方法では、前記の数１で求められる単位量率が３５〜６５％となるようにするが、好ましくは４０〜６０％となるようにする。
【００２４】
本発明の調製方法では、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて防錆剤、急結剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、防水剤等の添加剤を併用することができる。
【００２５】
本発明に係る超低収縮ＡＥコンクリートは、以上説明した本発明の調製方法によって調製されるものであり、それから得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下に抑えることができ、同時にまたＡＥコンクリートの耐久性改善項目である中性化を少なくすることができる。
【００２６】
本発明に係る超低収縮ＡＥコンクリートは、建設現場で打設される超低収縮ＡＥコンクリートとしてだけでなく、コンクリート製品工場で加工される二次製品用の超低収縮ＡＥコンクリートとしても適用できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、調製したＡＥコンクリートの流動性や空気連行量、また得られる硬化体の強度に大きな悪影響を及ぼすことなく、得られる硬化体の乾燥収縮率を２００μ以下に抑え、しかも中性化の少ない耐久性の優れた超低収縮ＡＥコンクリートを提供することができるという効果がある。
【００２８】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【実施例】
【００２９】
試験区分１（超低収縮ＡＥコンクリートの調製）
実施例１
表１に記載した調合条件で、５０Ｌのパン型強制練りミキサーに、普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３、ブレーン値３３００）、高炉スラグ細骨材（表２に記載したＳ−１、粒度による区分が５mmの高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を２．５５に調製したもの、密度＝２．７０ｇ／cm３）、天然砂（神栖産陸砂、粗粒率＝２．６０、密度＝２．６２ｇ／cm３）、空気量調節剤（オクチルリン酸モノエステルカリウム塩）、セメント分散剤（竹本油脂社製のポリカルボン酸塩系セメント分散剤、商品名チューポールＨＰ−１１）及び乾燥収縮低減剤（表４に記載したＡ−１、ジエチレングリコールモノブチルエーテル）のそれぞれ所要量を練り混ぜ水（水道水）と共に投入して４５秒間練り混ぜた。次に、粗骨材（表３に記載したＧ−１、秩父産石灰砕石、密度＝２．７０ｇ／cm３）を投入して６０秒間練り混ぜ、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％の範囲とした実施例１の超低収縮ＡＥコンクリートを調製した。尚、空気量調節剤及びセメント分散剤の使用量は表１の脚注に示した。
【００３０】
実施例２〜１２
実施例１と同様にして、それぞれ表１に示した調合条件で超低収縮ＡＥコンクリートを調製した。
【００３１】
比較例１
表１に記載した調合条件で、５０Ｌのパン型強制練りミキサーに普通ポルトランドセメント（密度＝３．１６ｇ／cm３、ブレーン値３３００）、高炉スラグ細骨材（表２に記載したＳ−１、粒度による区分が５mmの高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を２．５５に調製したもの、密度＝２．７０ｇ／cm３）、天然砂（神栖産陸砂、粗粒率＝２．６０、密度＝２．６２ｇ／cm３）、空気量調節剤（オクチルリン酸モノエステルカリウム塩）、セメント分散剤（竹本油脂社製のポリカルボン酸塩系セメント分散剤、商品名チューポールＨＰ−１１）及び乾燥収縮低減剤（表４に記載したＡ−１、ジエチレングリコールモノブチルエーテル）のそれぞれ所要量を練り混ぜ水（水道水）と共に投入して４５秒間練り混ぜた。次に、粗骨材（表３に記載したＧ−１、秩父産石灰砕石、密度＝２．７０ｇ／cm３）を投入して６０秒間練り混ぜ、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％の範囲とした比較例１の超低収縮ＡＥコンクリートを調製した。尚、空気量調節剤及びセメント分散剤の使用量は表１の脚注に示した。
【００３２】
比較例２〜２１
比較例１と同様にして、それぞれ表１に示した調合条件で超低収縮ＡＥコンクリートを調製した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１において、
単位量：単位はkg／ｍ３
空気量調節剤の使用量：普通ポルトランドセメント１００部に対し、実施例１〜６及び比較例１〜１０は０．００５部の割合、実施例７〜１２及び比較例１１〜２１は０．００６部の割合
セメント分散剤の使用量：普通ポルトランドセメント１００部に対し、実施例１〜６及び比較例１〜１０は０．９部の割合、実施例７〜１２及び比較例１１〜２１は１．０部の割合
高炉スラグ細骨材：下記の表２に記載したもの
天然砂：神栖産陸砂、粗粒率＝２．６０、密度＝２．６２ｇ／cm３
石灰砕石：下記の表３に記載したもの
乾燥収縮低減剤：下記の表４に記載したもの
セメント：密度＝３．１６ｇ／cm３、ブレーン値３３００の普通ポルトランドセメント
目標スランプ：各例いずれも１８±１cm
目標空気量：各例いずれも４．５±１％
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
試験区分２（超低収縮ＡＥコンクリートの評価）
試験区分１で調製した各例の超低収縮ＡＥコンクリートについて、連行空気量、スランプを下記のように求め、結果を表５にまとめて示した。また各例の超低収縮ＡＥコンクリートの硬化体について、乾燥収縮率、促進中性化深さ及び圧縮強度を下記のように求め、結果を表５にまとめて示した。
【００３９】
・連行空気量（容量％）：練り混ぜ直後の超低収縮ＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に，ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
【００４０】
・乾燥収縮率（μ）：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例の超低収縮ＡＥコンクリートを２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・促進中性化深さ（mm）：各例の超低収縮ＡＥコンクリートについて、１０cm×１０cm×４０cmの角型供試体を形成し、その上面を除いて他の５面をエポキシ樹脂でシールして、２０℃×６０％ＲＨ、炭酸ガス濃度５％の条件化で促進試験を行なった。材齢１３週に角型供試体を縦断面で切断し、１％フェノールフタレイン溶液を吹き付けて赤色化しない部分を中性化しない部分とし、上面からの幅を促進中性化深さとした。この数値は小さいほど中性化が進まず、耐久性が優れていることを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例の超低収縮ＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日と材齢２８日で測定した。
【００４１】
【表５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤を用いて超低収縮ＡＥコンクリートを調製するに際し、細骨材の少なくとも一部として下記の高炉スラグ細骨材を単位量２５０〜９５０kg／ｍ３の割合で用い、また粗骨材として下記の石灰砕石を単位量８００〜１１００kg／ｍ３の割合で用い、更に下記の乾燥収縮低減剤を単位量４〜２５kg／ｍ３の割合で用いて、且つ下記の数１で求められる単位量率が３５〜６５％となるようにすることを特徴とする超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
高炉スラグ細骨材：ＪＩＳ−Ａ５０１１−１に記載された高炉スラグ細骨材の粒度による区分に含まれる高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．２〜４．０に調製したもの
石灰砕石：ＣａＯ≧５０質量％及びＭｇＯ≦２質量％の割合で含有する石灰砕石
乾燥収縮低減剤：下記の化１で示される（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル
【化１】
（化１において、
Ｒ：炭素数３又は４のアルキル基
Ａ：分子中に１〜３個のオキシエチレン単位のみ又は分子中に合計２〜５個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成された（ポリ）オキシアルキレン基を有する（ポリ）アルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基）
【数１】
【請求項２】
高炉スラグ細骨材が、粒度による区分が５mm高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．５〜３．２に調製したものである請求項１記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項３】
高炉スラグ細骨材を単位量４００〜９００kg／ｍ３の割合で用いる請求項１又は２記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項４】
乾燥収縮低減剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテルを単位量８〜２０kg／ｍ３の割合で用いる請求項１〜３のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項５】
空気量調節剤がアルキルリン酸モノエステル塩である請求項１〜４のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項６】
セメント分散剤がポリカルボン酸塩系セメント分散剤である請求項１〜５のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項７】
セメントが普通ポルトランドセメントである請求項１〜６のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項８】
空気量を３〜７容量％とする請求項１〜７のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項９】
単位量率が４０〜６０％となるようにする請求項１〜８のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法によって得られる超低収縮ＡＥコンクリート。
【請求項１１】
得られる硬化体の乾燥収縮率が２００μ以下となるものである請求項１０記載の超低収縮ＡＥコンクリート。
【請求項１】
少なくともセメント、水、細骨材、粗骨材、乾燥収縮低減剤、セメント分散剤及び空気量調節剤を用いて超低収縮ＡＥコンクリートを調製するに際し、細骨材の少なくとも一部として下記の高炉スラグ細骨材を単位量２５０〜９５０kg／ｍ３の割合で用い、また粗骨材として下記の石灰砕石を単位量８００〜１１００kg／ｍ３の割合で用い、更に下記の乾燥収縮低減剤を単位量４〜２５kg／ｍ３の割合で用いて、且つ下記の数１で求められる単位量率が３５〜６５％となるようにすることを特徴とする超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
高炉スラグ細骨材：ＪＩＳ−Ａ５０１１−１に記載された高炉スラグ細骨材の粒度による区分に含まれる高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．２〜４．０に調製したもの
石灰砕石：ＣａＯ≧５０質量％及びＭｇＯ≦２質量％の割合で含有する石灰砕石
乾燥収縮低減剤：下記の化１で示される（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル
【化１】
（化１において、
Ｒ：炭素数３又は４のアルキル基
Ａ：分子中に１〜３個のオキシエチレン単位のみ又は分子中に合計２〜５個のオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成された（ポリ）オキシアルキレン基を有する（ポリ）アルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基）
【数１】
【請求項２】
高炉スラグ細骨材が、粒度による区分が５mm高炉スラグ細骨材であって、粗粒率を１．５〜３．２に調製したものである請求項１記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項３】
高炉スラグ細骨材を単位量４００〜９００kg／ｍ３の割合で用いる請求項１又は２記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項４】
乾燥収縮低減剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテルを単位量８〜２０kg／ｍ３の割合で用いる請求項１〜３のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項５】
空気量調節剤がアルキルリン酸モノエステル塩である請求項１〜４のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項６】
セメント分散剤がポリカルボン酸塩系セメント分散剤である請求項１〜５のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項７】
セメントが普通ポルトランドセメントである請求項１〜６のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項８】
空気量を３〜７容量％とする請求項１〜７のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項９】
単位量率が４０〜６０％となるようにする請求項１〜８のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つの項記載の超低収縮ＡＥコンクリートの調製方法によって得られる超低収縮ＡＥコンクリート。
【請求項１１】
得られる硬化体の乾燥収縮率が２００μ以下となるものである請求項１０記載の超低収縮ＡＥコンクリート。
【公開番号】特開２０１０−６６２６（Ｐ２０１０−６６２６Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６５５４２（Ｐ２００８−１６５５４２）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【出願人】（０００２００３０１）ＪＦＥミネラル株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【出願人】（０００２００３０１）ＪＦＥミネラル株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
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