JPS6163558A - 高強度混和材を用いた遠心力成型鋼管複合コンクリ−ト部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、常圧蒸気養生のみで曲げ抵抗力や曲げ剛性に
非常に大きなものが得られ、しかも遠心力成型中に分離
を生じて均質性が損なわれるのを防止し得るｍ管複合コ
ンクリート部材の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、各種用途で実用に供されている鋼管複合コンクリ
ート部材は、鋼管を外殻とし、その内側に所定厚さの高
強度コンクリートを遠心力締固めによってライこングレ
、まず常圧蒸気養生を行なった後、オートクレーブ装置
により高温高圧茶気養生して製造するようにしたものが
殆どである。しかし、オートクレーブ装置による高温高
圧茶気養生に行なうと製造コストが嵩むものとなってい
る。

また、この種のものに限らず、一般にコンクリート製品
では、均質に混練されたコンクリートが均質なままで成
型されることが理想である。つまり、コンクリート製品
のどの部分をとってもコンクリートを構成するセメント
、水、細粗骨材などの構成比率が一定であることが望ま
れるのであるが、この均質性が損なわれる現象に分離が
あり、殊に遠心力成型の際には、特徴的な現象としてい
わゆるトロというものを生じる。しかして、従来この種
複合コンクリート部材を遠心力成型する場合においては
１分離を起してトロを生じ易く、ざらにトロ中への不都
合なセメント、混和材の溶出をきたして硬化したコンク
リートの強度分布が不均一となったり、製品としての美
観・耐久性が阻害される間通を惹起していた。また同時
に、その分離生成物であるトロの処分にも、労力　費用
の両面でかなりの負担をしいられていたのが実情である
。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、このような事情に着目してなされたものであ
って、この種複合コンクリート部材を遠心力成型で製造
するに際し、オートクレーブ装置による高温高圧蒸気養
生なしで、即ち常圧蒸気養生のみで従来の常圧玉気養生
争高温高圧蒸気養生したものに匹敵する高い曲げ抵抗力
・曲げ剛性をＡ備したものが得られるようにすると共に
、特に遠心力成型時におけるトロの発生並びにトロ中へ
の不都合なセメント、混和材の溶出を極力防止できるよ
うにし、これによってｗ４管複合コンクリート部材の均
質性等の品質を保証し、併せて廃棄処分等の面倒なトロ
の処理問題も克服解消せんとしたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、以上のような目的を達成するために、ポルト
ランドセメント肴に対して、プレーン比表面積が８００
０〜８ＱＯＯｃｍ’／ｇ、粒径２色以下のものが１５〜
４０質量％である特公昭５７−２２９０７号公報記載の
ｆ特殊な硬石膏からなるセメント混和材Ｊを５〜２０質
量％、セメント膨張材を同じく５〜１５質醍％、減水剤
を同じく０．５〜２．０質量％配合してなるコンクリー
トを、ｗ４管内に打設し遠心力成型した後、常圧蒸気養
生をすることを特徴としている。

以下、本発明について詳述すると、まず常圧蒸気養生の
みで必要な強度等を発現させるために。

鋼管内に打設するコンクリートに　上記の如く、ポルト
ランドセメントに対して、ｆ特殊な硬石膏からなるセメ
ント混和材ｊ、セメント膨張材及び減水剤を各所定量配
合して均一に練り混ぜたものを使用する。

ここにおいて、特殊な硬石膏からなるセメント混和材（
以下、単に高強度混和材という）とは、特公昭５７−２
２９０７号公報記載されるように、硫酸マグネシウム、
硼砂、酸化亜鉛、リン酸アンモニウム、硝酸ジルコニウ
ム、酸化クロム、フッ酸、フッ化カルシウム及び酸化鉄
からなる群から選ばれた一種以上の化合物を石膏類又は
焼成して無水石膏となるものを主要成分とする天然物又
は合成物に添加して、４００〜１０００℃に焼成するこ
とにより得られるものである。すなわち、この高強度混
和材をポルトランドセメントに適量配合してなるコノク
リートをｔ　ｏ　ｏ　”ｃ以下の任意の温度で常圧蒸気
養生するようにすると、高温高圧蒸気養生なしで初期並
びに長期強度に著しい増進効果が発揮されることが知見
されている。この高強度混和材の使用量は、強度発現の
見地からセメント量に対して５〜２０質量％、好ましく
は８〜１２質責％である。

また、セメント膨張材は高強度混和材との相乗作用で強
度発現に奏効するものであって、実績のある種々の市販
品を使用することができる。具体的には、カルシウムサ
ルホアルミネート系セメント膨張材（例えば、日本セメ
ント社製商品名「アサノジプカル」、電気化学工業社製
商品名「デンカＣ５ＡＪ）、石灰系セメント膨張材（例
えば、小野田セメント社製商品名「小野田エクスパン」
）などが優れている。このセメント膨張材の使用量は、
高強度混和材との相乗作用１膨張量と曲げ・圧縮強度の
関係からセメント礒に対して５〜１５質量％が適当であ
る。すなわち、５質量％未満では付着強度の効果を期待
することが難しく、一方１５質帛％以りでは膨張量が過
大となり、圧縮強度等の物性の低下が大きく高強度コン
クリートとしての性能を期待できないためである。

また、コンクリートの単位水量を減じるために減水剤、
特にいわゆる高性能減水剤を添加することが必要である
。この減水剤添加量−は、セメント”−に対して０．５
〜２．０質層％が適当である。すなわち、０，５質量％
未満では所定のスランプを得るための単位水量が著しく
増加し、ひいては材料分離を起して高強度混和材の添加
にもかかわらず強度等が所要の性能に達しなくなるため
である。また２、０質量％以上では、製造されるコンク
リートは著しく粘稠となり、打設等の作業が困難となる
と同時に材料分離をも引き起して、やはり所要の性能が
得られない結果となるためである。なお、この減水剤添
加量は、より好ましくは０．８〜１．８質量％である。

また、具体的には市販品として。

例えば花王石峠社製商品名「マイティ１５０」などが優
れたものとしてあげられる。

次に、本発明では遠心力成型時におけるトロの発生を防
旧し、さらにトロ中へのセメント、混和材の溶出を抑え
るために、前記高強度混和材に特定の粒度分布を有する
ものを使用するようにしている。これについて説明する
と、セメントに配合する高強度混和材は反応性を保持す
るためある程度以上の比表面積が必要であるが、しかし
一方において過大な比表面積は遠心力成型の際の分離を
促進させ、トロの発生を助長する。しかして、本発明者
は、適当な反応性を保持しつつトロの発生が最小限に抑
えられ、しかもトロ中の固形分量も少なく、かつ所要の
高いコンクリート強度が得られるために高強度混和材の
持つべき条件について鋭意研究を重ねた結果、後に示す
実施例１の結果からも支持されるように、高強度混和材
のプレーン比表面積が６０００〜８０００　ｃ　ｍ”／
　ｇの範囲にあること、また粒Ｉｆ、　２　ｐ−以下の
ものが１５〜４０買ν％の範囲にあることの２つの条件
を同時に満足することがその必要十分な条件であると見
出すに到った。換言すれば、かかる特定の粒度分布を有
するものを使用することにより、遠心力成型時における
不都合なトロの発生等の問題を回避することができる。

ｔｔＰ３．この高強度混和材は、セメントとの反応性を
保つために、その目標比重を２．９５とセメントのそれ
に出来るだけ近すばるようにし、両者の分離防止を図る
のが好適である。

未発明の製造方法は、以上のような特定の粒度分布を有
する高強度混和材、セメント膨張材及び減水剤をポルト
ランドセメントに対して各所定？配合してなるものを、
必要な骨材及び水と共に混練して得られるコンクリート
を、従来と同様にして鋼管内に打設し遠心力成型した後
、常圧蒸気養生のみを行なって製品化するものである。

［作用Ｊ 本発明の製、遣方法によれば、ポルトランドセメントに
対する混和材に特に既述のような高強度混和材を用い、
かつこれを必要なセメント膨張材及び減水剤と共に各所
定量配合して造られるコンクリートを使用して鋼管内に
打設するようにしたものだから、遠心力成型後には常圧
蒸気養生のみで従来の常圧蒸気養生・高温高圧Ｍ気養生
したものに匹敵するコンクリート性能を具備したものが
得られる。同時に又、配合するその高強度混和材には、
既述のような特定の粒度分布を有するものを使用するよ
うにしたものだから、遠心力成型時におけるトロの発生
が少なく、しかもトロ中への固形分量の溶出も少なくな
る。

［実施例］ 以下、実施例を示して本発明の製造方法を具体的に説明
する。

〈実施例１〉 まず、本発明の方法による打設コンクリートの遠心力成
型時における分離防止効果を＠認するため、種々の粒度
分布を有する高強度混和材について、トロの量、トロ中
の固形分量及び脱型強度について調査した。この結果を
、８２表に示す。

但し、試験は高強度混和材を他の必要な成分と共に第１
表に示す配合の丁でコンクリートを造り、該コンクリ−
）・を一定の！ｔｉ管に打設遠心力成型したものである
。また、成型後の常圧茶気養生条件は、前置き２０℃で
４時間、昇温速度２０℃ハｒ、最高温度７０℃で３時間
保持し、以降養生槽内で孜冷としたものである。

第１表 セメント；普通ポルトランドセメント （比重３．１８） 粗骨材：砕石（比重２．７０） 納骨材；海砂（比重２．５４） 高性能減水剤；マイティ１５０ （花王石鹸社製） く以下余白〉 第２表 強度という面からみると、プレーン比表面積と強い相関
が認められ、プレーン比表面積の増加につれて強度も増
加する。そして１通常７００　Ｋｇｆ／Ｃ１１’程度の
以−ヒの強度が要求されることから、望ましいプレーン
比表面積値は６００　Ｑ　ｃ　ｔｘ’／　ｇ以上である
。

次に、トロの発生量についてみると１粒径２鉢以下のも
のが４０質量％を超えると、トロの量及びトロ中の固形
分の割合が急激に増加する。トロの稙が少ない程望まし
いことから１粒径２色以下のものの上限を４０質量％に
選定した。

なお、プレーン比表面積値の上限及び粒径２川以下のも
のの下限については、それぞれ製造上の特性により決定
した。つまり、プレーン比表面積値を８０００　ｃ　ｍ
’／　ｇ以上とした場合、粒径２ル以丁のものは１５質
量％以下とはし難いこと、また粒径２終以下のものを４
０質量％以下とすると、プレーン比表ｆｌ’ｉｊ　！Ａ
は大略８０００ｃｍ２／ｇ程度以下となることにより決
定したものである。

次に、上記高強度混和材（プレーン比表面積ニア４１０
ｃｍ／ｇ、粒径２角以下のもの；３３買量％）を使用し
た実施例を下表に掲げる。第３表はコンクリートの配合
を、第４表はその遠心力成形時におけるトロの量及び性
状並びにコンクリート圧縮強度を示す。なお、茂気養生
条件等は先のものと同様である。

〈実施例２〉 第５表に示すように、セメント膨張材の量を様々に変更
した配合で各々コンクリートを製造し。

この各コンクリートを径２００　ｍｍ、長さ３００ｍｍ
、厚さ４．５ｍｍの鋼管内に打設し、遠心力成型した６
成型後の蒸気養生条件は、前置き２０’０４時間、昇温
速度２０″０／ｈｒ、最高温度７０°Ｃで３時間保持し
、以降養生槽内で放冷とした。

そして、以降所定材令まで２０°Ｃ！、ＲＨ６０％にて
気中養生とした。

第６表に、スランプおよび圧縮強度の測定値を示す。但
し、圧縮強度試験は材令７日にて、鋼管より取り出した
コンクリート試験片について行なったものである。

く以下余白〉 第５表 なお１表中セメント膨張材は、Ｎｏ２〜６が「ア峠ノジ
プカルＪ、ＮＯ７カ（［デンカＣ５ＡＪ。

Ｎｏ８が「小野田エクスパン」である、また、セメント
は普通ポルトランドセメンｈ（比眞３．１６）、粗骨材
は砕石（比重２．７０）、細骨材は海砂（比重２．５４
）、高強度混和材は前記大阪セメント＞＋ｗ商品名「ノ
ンクレープ」　（プレーン比表面積：　７４１０ｃｍシ
ｇ１粒径２に以下のもの：３３質７Ｊ−％、比屯２．９
５）である。

第６表 〈実施例３〉 第７表に示すように、セメント膨張材の暖を一定とし、
高強度混和材の量を様々に変更した配合で各々コンクリ
ートを製造し、この各コンクリートを用いて実施例２と
同様に複合鋼管コンクリート部材を製造した。

供試体の製造条件及び恭気養生条件は、実施例２と同様
である。

第８表に、スランプ、圧縮強度および付着強度の測定値
を示す。

なお、第７表中のセメント膨張材は、Ｎｏ９〜１４が前
記「アサニジプカルＪ、Ｎ０１５〜１６が前記「デンカ
Ｃ５ＡＪである。また、高強度混和材は前記「ノンクレ
ープ」である く以下余白〉 第８表 〈実施例４〉 第５表に示すＮｏ４の配合でコンク１ノートを製造し、
これを鋼管（ＳＴＫ４１）内番こ打設し、遠心力成型を
行なった後、常圧蒸気養生をすることによって、鋼管複
合ノぐイルを製造した。

この鋼管複合パイルにつし）ての試験結果を第９表に示
す、なお、圧縮強度試験ｔ±実施例２の場合と同様に材
令７日にて、鋼管より取り出したコンクリート試験片に
ついて行なったものである。

第９表 ［発明の効果］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 硫酸マグネシウム、硼砂、酸化亜鉛、リン酸アンモニウ
   ム、硝酸ジルコニウム、酸化クロム、フッ酸、フッ化カ
   ルシウム及び酸化鉄からなる群から選ばれた一種以上の
   化合物を石膏類又は焼成して無水石膏となるものを主要
   成分とする天然物又は合成物に添加して、４００〜１０
   ００℃に焼成することにより得られ、かつそのプレーン
   比表面積が６０００〜８０００ｃｍ＾２／ｇ、粒径２μ
   以下のものが１５〜４０質量％である特殊な硬石膏を生
   成分とする高強度混和材をポルトランドセメント量に対
   して５〜２０質量％、セメント膨張材を同じく５〜１５
   質量％、減水剤を同じく０．５〜２．０質量％配合して
   なるコンクリートを、鋼管内に打設し遠心力成型した後
   、常圧蒸気養生をすることを特徴とする高強度混和材を
   用いた遠心力成型鋼管複合コンクリート部材の製造方法
   。