JPH0791103B2

JPH0791103B2 - コンクリート配合組成物

Info

Publication number: JPH0791103B2
Application number: JP1179174A
Authority: JP
Inventors: 治之竹下; 昭平星野; 晴也佐原; 季彦横田; 修尾上
Original assignee: JDC Corp
Current assignee: JDC Corp
Priority date: 1989-07-13
Filing date: 1989-07-13
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH0345544A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、コンクリート配合組成物に係り、特に振動締
固めを行うことなく密実な高品質・高耐久性コンクリー
ト構造体を構築し得るコンクリート配合組成物に関す
る。

〔発明の背景〕

従来のコンクリート配合組成物は、砂利、砂等の骨材に
セメントと水、さらに必要に応じてAE剤、減水剤等の混
和剤を添加して攪拌混合することにより製造される。こ
のような材料組成のコンクリート配合組成物を用いて密
実な高品質コンクリート構造体を構築するためには、従
来、セメントの水和に必要な量よりも多量の水を該組成
物中に含有させるかあるいは流動化剤等を添加し、それ
によってその組成物の軟度を増大させて流動性を高める
とともに、バイブレータまたは突棒などを用いて入念に
打込み、締固めすることが不可欠であった。

しかしながら、上記のようにして軟度の増大を図ると、
骨材の分離やブリージングが起こり易くなり、したがっ
てコンクリート構造体の均質性を損なう原因となる。そ
して上記のブリージングは、骨材、鉄筋、セパレータ等
の下面にブリージング水の滞留を招き、そのブリージン
グ跡が水みちとなって外部から侵入した水が鉄筋を発錆
させ、この発錆に伴う膨張がコンクリート構造体を破壊
させる。このような現象は、コンクリート構造物が水
中、地下、貯水池等、常時水と接触する環境にある場合
は特に顕著であり、海水などが侵入する場合には、コン
クリート構造体が極めて早期に劣化するという不都合を
生ずる。

また、壁、柱などの背の高いコンクリート構造部材にお
いては、鉄筋が狭い間隔に配置される場合が多く、この
ような場合には、コンクリートの締固めを入念に実施す
ることは困難であり、実際上は不可能に近い。このた
め、これらの部材においては、ジャンカ、豆板、コール
ドジョイントなどの施工欠陥が生じ易く、コンクリート
構造体の耐久性を損なう原因となっていた。

一方、通常のコンクリート配合組成物を用いても、適切
な打ち込み、十分な締固めが行われるならば、密実な高
耐久性コンクリート構造体が構築され得る。しかしなが
ら、最近では熟練作業者の不足や省力化推進等の状況か
らコンクリート構造体の品質が一段と低下し易い環境に
なっており、現在では作業者の技術や施工方法に左右さ
れずに高品質・高耐久性コンクリート構造体を構築し得
るコンクリート配合組成物の開発が望まれている。

そこで本発明者は、上述の状況に鑑みて種々研究を重ね
た結果、 1.セメント、骨材、水、セルロース系またはアクリル系
増粘剤、高性能減水剤、AE剤および消泡剤を含むコンク
リート配合組成物において、所定の割合で、すなわち、
この組成物１m³に付き0.25〜1.50kgという特に高い配合
割合で前記増粘剤を配合するとともに、前記組成物中の
セメント100kgに付き1500〜5000ccという、やはり特に
高い配合割合で前記高性能減水剤を配合すると、骨材分
離やブリージングを起こし難いばかりでなく、スランプ
フロー値を、45〜65cmという極めて高い値に調整できる
結果、壁や柱などの配筋が密な部材にコンクリートを充
填する場合にも、格別振動締固めをしなくても、従来の
コンクリート配合組成物を用いて振動締固めすることに
より得られるコンクリート構造体と同等またはそれ以上
の充填性も備えた極めて密実なコンクリート構造体を構
築できるコンクリート配合組成物が得られること、およ
び 2.上記のコンクリート配合組成物中に含まれるAE剤と消
泡剤とによって上記のコンクリート配合組成物中に導入
される微細な空気泡の量を、この組成物の容量に対して
４〜６容量％とすると、特に強度および耐久性が向上し
たコンクリート構造体を構築できるコンクリート配合組
成物が得られること、を見出した。

〔発明の目的および構成〕

本発明は、上記知見に基づいて発明されたもので、骨材
分離やブリージングを起こし難く、しかも振動締固めす
ることなく極めて密実で、かつ耐久性の大きいコンクリ
ート構造体を構築し得るコンクリート配合組成物を提供
することを目的とし、セメント、骨材、水、セルロース
系またはアクリル系増粘剤、高性能減水剤、AE剤および
消泡剤を含むコンクリート配合組成物であって、この組
成物１m³に付き0.25〜1.50kgの配合割合で前記増粘剤を
含有するとともに、前記組成物中のセメント100kgに付
き1500〜5000ccの配合割合で前記高性能減水剤を含有
し、かつスランプフロー値:45〜65cmおよび空気含有量:
4〜６容量％を有することを特徴とするコンクリート配
合組成物に係るものである。

〔発明の具体的な説明〕

本発明において重要なことは、まず第一に、十分な流動
性を保持し、かつ骨材分離やブリージングを起こさない
適正な軟度とレオロジー特性を有するコンクリート配合
組成物とするために、増粘剤および高性能減水剤を併用
することである。

増粘剤としてはセルロース系またはアクリル系増粘剤の
いずれをも使用でき、例えば、ヒドロキシエチルセルロ
ース、ヒドロキシメチルセルロースまたはヒドロキシプ
ロピルメチルセルロースなどの非イオン系の水溶性セル
ロース系増粘剤またはポリアクリルアミド重合体等のよ
うなアクリル系増粘剤が使用される。

高性能減水剤としてはナフタリンスルホン酸ホルマリン
高縮合物またはスルホン化メラミンホルマリン縮合物等
が使用される。

これらの増粘剤および高性能減水剤はいずれも、単独
で、あるいは２種以上併せて用いることができる。

増粘剤および高性能減水剤の使用量は該組成物のスラン
プフロー値が45〜65cmになるような量であり、一般に増
粘剤0.25〜1.50kg/m³、高性能減水剤1,500〜5,000cc/C
＝100kg、好ましくはそれぞれ0.40〜0.75kg/m³、2,000
〜4,000cc/C＝100kg使用することが本発明にとって重要
である。

AE剤としては、例えば天然樹脂酸塩がそして消泡剤とし
ては、例えば有機極性化合物が用いられる。

振動締固めすることなく密実なコンクリート構造体を得
るためには、本発明のコンクリート組成物において45〜
65cmのスランプフロー値が必要であり、このスランプフ
ロー値は上記の増粘剤と高性能減水剤の配合量を前記範
囲内で調節することによって、所定の値に維持される。
スランプフロー値が45cm未満では流動性が不十分で空隙
を生じやすく、一方それが65cmよりも大きくなると流動
性は高くなるが、骨材分離を生じやすくなることから、
本発明ではスランプフロー値を45〜65cmと定めた。

さらに、本発明のコンクリート配合組成物においては、
組成物全体の容積に対して４〜６％の空気を導入するこ
とが、コンクリート構造体の十分な耐久性保持のため
に、具体的には十分な耐凍結融解抵抗性を得る点から、
必要である。本発明のコンクリート配合組成物におい
て、この空気含有量が４％未満になると、耐凍結融解抵
抗性が低下するようになり、一方それが６％より多くな
ると、強度の低下が著しくなることから、本発明では空
気含有量を４〜６％と定めた。

導入される空気量は、骨材、増粘剤および高性能減水
剤、特に増粘剤の使用量に左右され、さらに気温、練り
混ぜ機械のタイプおよび打設方法などによっても左右さ
れる。このため、増粘剤等の使用量や気温等の要因に合
わせて、AE剤および消泡剤の使用量を試験練りによって
調整することが必要である。AE剤および消泡剤の使用量
はそれぞれ一般にセメント重量に対して0.005〜0.3％お
よび0.001〜0.2％であることが本発明にとって重要であ
る。

また、導入される空気泡の大きさは微細であることが好
ましい。一般に増粘剤および減水剤を添加した高流動コ
ンクリート配合組成物では攪拌混合および打設時に比較
的大きい空気泡が導入され易いが、本発明によるコンク
リート配合組成物においてはAE剤および消泡剤が所定量
含有されているので、両者の作用により大きな気泡が消
泡され強度および耐久性の向上に役立つ適当量の微細な
空気泡が導入される。

本発明によるコンクリート配合組成物の代表的組成を示
すと、次の通りである。

セメント 275〜 375kg/m³ 骨材 1700〜1900kg/m³ 水 150〜 170kg/m³ セルロース系またはアクリル系増粘剤 0.40〜0.75kg/m³ 高性能減水剤 2000〜4000cc/C＝100kg AE剤 30〜 50gr/C＝100kg 消泡剤 10〜 30gr/C＝100kg 本発明の組成物は、常法に従って製造することができ、
例えば、生コンプラントあるいは現場において、セメン
ト、骨材および水に、セルロース系またはアクリル系増
粘剤を添加し、さらに高性能減水剤を添加するとともに
AE剤および消泡剤を添加し攪拌混合することによって製
造される。

本コンクリート配合組成物に混合されるセルロース系ま
たはアクリル系増粘剤は、材料分離抵抗性を向上させて
ブリージングを防止し、かつ流動性、したがって充填性
を改善する作用を有し、高性能減水剤は本組成物に流動
性を付与し、さらにAE剤および消泡剤は微細な空気の適
正量の導入を可能にする。従来のコンクリート配合組成
物にこれらの混和剤を添加してスランプフロー値を45〜
65cmとし４〜６容量％の空気を導入することによって製
造された本発明による高流動コンクリート配合組成物
は、壁や柱などの背の高い非常に配筋の密な構造物にお
いても、振動締固めをすることなく、通常のコンクリー
ト配合組成物を用いて締固めして構築されたコンクリー
ト構造体と同等またはそれ以上の充填性を有し、かつ極
めて密実なコンクリート構造体が構築され得る。また、
このような高流動コンクリート配合組成物を用いた場
合、ブリージングが起こらないため、豆板、ジャンカ、
打継ぎ不良等の施工欠陥が生じにくく、品質のバラツキ
の少ない均質なコンクリート構造物を施工することが可
能である。さらに、空気量を４〜６％導入することによ
り耐凍結融解抵抗性を高めた結果、本発明によるコンク
リート配合組成物を用いて構築されたコンクリート構造
体は寒冷地においても高い耐久性を有する。

また、締固めを省くことができるため、省力化を計るこ
とが可能であり、しかもコンクリートの品質が作業者の
技術に影響されないというメリットがある。

〔実施例〕

次いで、以下の実施例を参照して本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明は勿論これらの実施例に限定されな
い。

実施例１第１表に示す配合と第２表に示す材料を基本とする、第
３表に示す種々のコンシステンシーを有する従来のコン
クリート配合組成物（比較試料１〜３）および本発明に
よる高流動コンクリート配合組成物（本発明試料１〜
４）を用いて各種試験を行った。

なお、第３表中スランプ値およびスランプフロー値は次
の試験により得られた値である。

スランプ試験高さ30cm、下端内径20cm、上端内径10cmのスランプコー
ンに、コンクリート配合組成物を1/3容ずつに分け、標
準棒で一定回数突きながら詰める。次いでコーンを垂直
に引き上げてコンクリートを抜くと、コンクリート組成
物はその柔らかさに応じて形が崩れる。この時頂面から
下の高さを測定しスランプ値（cm）とする。

スランプフロー試験上記スランプ試験と同様の試験を行いコンクリートの広
がりを縦および横方向に測定し、その平均値をcmで表し
た値をスランプフロー値とする。

フレッシュコンクリート状態での流動性試験第１図に示される、一次側1A:高さ550mm×直径100mm、
二次側1B:高さ350mm×直径100mmおよび一次側1Aと二次
側2Bを結ぶ直結部分1C:長さ550mm×直径100mmの寸法を
有するＬ型の流動性測定治具１に、第３表に示した各試
料Ｓを、１次側1Aから投入することにより流動性試験を
行った。

この試験において、比較試料を用いた場合には、振動機
を使用しなければコンクリートが二次側1Bに流動しない
のに対して、本発明試料の場合には、無振動でも一次側
1Aに試料を投入するとほぼ同時に二次側1Bへ流動した。
この結果から、従来のコンクリート配合組成物に比べて
本発明による配合組成物は高い流動性を有していること
が明らかとなった。

表面状態の観察試験前記各試料を一次側2Aから投入してそれぞれ硬化させ、
第２図に示される、一次側2A:1400mm×200mm×350mm、
二次側2B:650mm×200mm×350mmおよび一次側と二次側と
を連結する部分2C:1050mm×200mm×350mmの寸法を有す
るＬ型の供試体を作製し、その表面状態を観察した。

この結果を第４表に示す。

第４表から明らかなように、型枠脱型後の供試体の表面
状態にも大きな相違が見られた。第４表から、高流動コ
ンクリート配合組成物の場合、無振動でも、従来のコン
クリート配合組成物を用いて振動締固めを行った場合と
同等またはそれ以上の充填性が確保されることがわか
る。

また、第４表から、高流動コンクリート配合組成物にお
いて、増粘剤の添加量とスランプフロー値との関係が、
試験組成物の流動性および骨材分離抵抗性に大きく関与
することがわかる。すなわち、増粘剤の添加量が0.375k
g/m³の場合、適正なスランプフロー値は約45〜55であ
り、0.75kg/m³の場合、約55〜65であることがわかる。

圧縮強度試験表面状態の観察試験を行ったＬ型供試体の第３図に示す
位置から軸方向にコアC₁〜C₁₀を採取して圧縮強度を調
べた。

圧縮強度は、直径100mmのコアーから長さ200mmの円柱試
験体を作製し、一軸圧縮強度試験方法によって測定し
た。

また、比較のため、Φ100mm×200mmの円筒中で第３表の
各試料を硬化させて得られた円柱試験体の圧縮強度も測
定した。

圧縮強度試験の結果を第５表に示す。

第５表に示される結果から、本発明試料を用いて得られ
る無振動供試体においても、その強度は比較試料を用い
て得られる供試体の強度とほぼ同等であって、強度のバ
ラツキも少なく、特に本発明試料では比較試料よりも最
低圧縮強度部位の圧縮強度が大きいことがわかる。ま
た、本発明の供試体では骨材分離も生じていなかった。

なお、透水係数、中性化速度、鉄筋付着性につても、本
発明試料は比較試料に比べて遜色のない結果を示した。

実施例２第４図（3a:立面図、3b:側面図）に示す３階立て建物の
ペントハウス３の斜線部分3Aに、第６表に示される基本
配合を有する従来のコンクリート配合組成物に、増粘剤
0.375〜0.75kg/m³、高性能減水剤2250〜4000cc/C＝100k
g、AE剤35gr/C＝100kgおよび消泡剤25gr/C＝100kgを添
加して攪拌混合し、その際空気を4.3容量％導入して得
られた本発明の高流動コンクリート配合組成物を適用す
ることによって、コンクリート構造体を構築した。

その結果、配筋の密な壁厚15cmの薄い構造物において
も、適正に調整された高流動コンクリート配合組成物を
用いれば、無振動でも振動締固めを行った通常コンクリ
ート配合組成物と同等、あるいはそれ以上の流動性、充
填性が得られ、分離のない密実なコンクリート構造体が
打設されることが立証された。

比較例実施例１で使用された基本配合と使用材料の下に、実施
例１で調製された本発明試料３に対応させて第７表に示
されるような混和剤添加量で比較試料４〜７をそれぞれ
調製し、その性能について試験することによって、本発
明で用いられる４種の混和剤（増粘剤、高性能減水剤、
AE剤および消泡剤）の有無がコンクリート配合組成物の
性能にどのような影響を及ぼすかについて調べた。これ
らの配合組成物のフレッシュコンクリート（未硬化のコ
ンクリート）に関する各種試験結果および円柱供試体の
圧縮強度試験結果を第８表に示す。

以上の比較試験の結果から、次のことが分かった。

（ａ）増粘剤の有無によるコンクリート配合組成物の性
能の違い４種の混和剤のうち増粘剤だけを含んでいない比較試料
４では、そのスランプフローは本発明試料３のそれより
も9.0cm小さい50.5cmとなり、このスランプフロー試験
後のフレッシュコンクリートは、中央部に残った粗骨材
の周りにモルタル、セメントペーストおよび水が広がっ
た状態となった。

流動性試験では粗骨材とモルタル分（水＋セメント＋
砂）とが分離することによって、一次側屈曲部で粗骨材
による閉塞が生じ、コンクリートは二次側まで流動しな
かった。

以上の結果から、本発明コンクリート配合組成物の構成
成分のうちで増粘剤が欠けると、コンクリートの材料分
離抵抗性が著しく阻害されることが分かる。したがっ
て、本発明のようなコンクリート配合組成物で増粘剤が
無いと、十分な材料分離抵抗性が得られず、その結果、
型枠の隅々まで均一な組成でコンクリートを充填するの
に十分な流動性と充填性を確保することができない。

また、比較試料４では材料分離によって不均質な試供体
が作成されたために、円柱供試体の圧縮強度の低下も観
察された。

なお、空気連行性を具えた増粘剤を含まないために、比
較試料４では空気量が本発明試料３のそれよりも少なか
った。

（ｂ）高性能減水剤の有無によるコンクリート配合組成
物の性能の違い４種の混和剤のうち高性能減水剤だけを含んでいない比
較試料５では、高流動性を示すスランプフローを測定す
ることができなくて、そのスランプは9.5cmとなり、本
発明試料３のように自重だけでかなりの距離を容易に流
動できる高流動コンクリートの特性は得られず、したが
って流動性試験においても、このコンクリートは全く流
動しなかった。

以上のように、本発明コンクリート配合組成物の構成成
分のうちで高性能減水剤が欠けると、コンクリートの高
流動性が著しく阻害され、自重だけでは流動性が全く得
られないことが分かる。

なお、この比較試料５では、コンクリートの流動性が悪
くて混練時に増粘剤が隅々まで均一に分散されないため
に、空気量が本発明試料３のそれよりも幾分減少してい
る。

（ｃ）AE剤の有無によるコンクリート配合組成物の性能
の違い４種の混和剤のうちAE剤だけを含んでいない比較試料６
では、本発明試料３と比べて空気量が幾分減少した以
外、流動性、材料分離抵抗性および円柱供試体の圧縮強
度において大きな差異は見られなかった。しかし、この
比較試料６のようにAE剤だけを含んでいないコンクリー
ト配合組成物では、耐凍害性（凍結融解抵抗性）の確保
に重要な役割を果たす微細な気泡がコンクリート中に導
入されない結果、耐凍害性に劣るコンクリートが生じ
た。

（ｄ）消泡剤の有無によるコンクリート配合組成物の性
能の違い４種の混和剤のうち消泡剤だけを含んでいない比較試料
７では、本発明試料３と比べて、フレッシュコンクリー
トの流動性や充填性の程度を示す指標となるスランプフ
ローの値および流動性試験の結果に大きな差異は見られ
なかった。しかし、本発明試料３と比べて、空気量は5.
0％増加して9.5％となった（２倍以上の増大）ため、円
柱供試体の圧縮強度は266kgf/cm²から187kgf/cm²に低下
した（29.7％低下）。

このように、消泡剤が無いために過度に残留した気泡が
圧縮強度の低下を招くことが分かる。

〔発明の効果〕

以上述べた説明から明らかなように、本発明によれば、
流動性に優れ、かつ骨材の分離およびブリージングを起
こし難いコンクリート配合組成物が提供され、したがっ
て、例えば鉄筋が密に配置されているような、コンクリ
ートが流動し難いような場所に打設する場合にも振動締
固めすることなく密実に充填されるとともに、均質かつ
耐久性の高いコンクリート構造体を形成できるコンクリ
ート配合組成物が提供され、その結果作業者の技術や施
工方法に左右されない高品質・高耐久性コンクリート構
造体の構築と施工の省力化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＬ型の流動性測定治具、第２図は鉄筋が埋め込
まれているＬ型の供試体、第３図は、第２図に示された
Ｌ型供試体内のコアーボーリング位置、そして第4a,4b
図は、本発明による高流動コンクリートを適用した３階
立て建物のペントハウスの建物概要をそれぞれ示す。図
において、１…流動性測定治具、２…供試体、2D…鉄筋、３…ペン
トハウス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐原晴也東京都港区赤坂４丁目９番９号日本国土開発株式会社内 (72)発明者横田季彦東京都港区赤坂４丁目９番９号日本国土開発株式会社内 (72)発明者尾上修東京都港区赤坂４丁目９番９号日本国土開発株式会社内 (56)参考文献特開昭63−284313（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−81530（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、骨材、水、セルロース系または
アクリル系増粘剤、高性能減水剤、AE剤および消泡剤を
含むコンクリート配合組成物であって、この組成物１m³
に付き0.25〜1.50kgの配合割合で前記増粘剤を含有する
とともに、前記組成物中のセメント100kgに付き1500〜5
000ccの配合割合で前記高性能減水剤を含有し、かつス
ランプフロー値:45〜65cmおよび空気含有量:4〜６容量
％を有することを特徴とするコンクリート配合組成物。