JP6550245B2 - Fiber reinforced lightweight concrete composition - Google Patents
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Description
本発明は、有機繊維補強軽量コンクリート組成物に関する。詳しくは、超速硬性を有しながら、硬化28日後の静弾性係数が過度に大きくならず、ダレがなく中流動性を有して施工性がよくそして高強靭性を有するコンクリートを与える有機繊維補強軽量コンクリート組成物に関する。 The present invention relates to organic fiber reinforced lightweight concrete compositions. More specifically, while having ultra-rapid hardness, the organic fiber reinforcement gives concrete having high fluidity, high fluidity, excellent workability, and no dripping and an excessively large static elastic modulus after 28 days of hardening. It relates to a lightweight concrete composition.
既設コンクリートに損傷が生じた場合、損傷部分(押し抜き損傷を含む)のみを引き剥がし充填を行う部分的な補修から既設コンクリートの表層部を一旦削り取り増し厚コンクリートを打設して補強したりすることが行われているが、補修補強コンクリート施工後に既設コンクリートとの一体化性の維持が必要とされる。
道路床版の補修補強は、集中工事など特別な場合を除き短時間に施工を完了し復旧させる必要がある。
従来は、超速硬型鋼繊維補強コンクリート(SFRC)などが用いられているが、スランプが5cm前後であるため大型のフィニッシャを必要とする。粗骨材は25mmが一般的であるため標準的な施工厚みは40mm以上となる。当該コンクリートは、短期間に強度発現する特性上材令28日においては50N/mm2を超える圧縮強度となり静弾性係数は40KN/mm2にまで上昇する。既設コンクリートの静弾性係数は30KN/mm2であるため、補修後、車両の繰り返し荷重により補修部と既設コンクリート境界に応力差が生じることになり再劣化の恐れが大きい。
繊維を混合した高流動性のモルタルまたはコンクリートは特許文献1に開示されている。
静弾性係数を低下させるための高靱性軽量コンクリート組成物は、今までにいくつか提案されている。
特許文献2には、超速硬セメントと、粗骨材と、超軽量細骨材と、発泡体と、を所定の割合で含有するセメント養生物(補修用コンクリート組成物)が提案されている。また特許文献3には、樹脂材料、高靱性FRP材料などを必須的に使用する道路床版の補修方法が提案されている。
しかしながら、特許文献2は、得られる硬化物の強度が不十分である。特許文献3は道路補修材料としては高価で補修コストを考慮した場合、実用的ではない。
If the existing concrete is damaged, only the damaged part (including punching damage) is peeled off and filled, the surface of the existing concrete is scraped off temporarily and thick concrete is added for reinforcement. It is necessary to maintain the integrity with the existing concrete after the repair reinforced concrete construction.
It is necessary to complete and restore the construction of road slabs in a short time except in special cases such as intensive work.
Conventionally, ultra rapid hardening steel fiber reinforced concrete (SFRC) or the like is used, but since the slump is about 5 cm, a large finisher is required. As 25 mm is common for coarse aggregate, the standard installation thickness is 40 mm or more. The concrete has a compressive strength exceeding 50 N / mm 2 at 28 days of age due to the property of exhibiting strength in a short period of time, and the static elastic modulus rises to 40 KN / mm 2 . Since the static modulus of the existing concrete is 30 KN / mm 2 , after repeated repairs, repeated loading of the vehicle causes a stress difference between the repaired portion and the existing concrete boundary, and there is a high risk of re-deterioration.
A highly fluid mortar or concrete mixed with fibers is disclosed in US Pat.
Several high toughness lightweight concrete compositions for reducing the static modulus of elasticity have been proposed to date.
Patent Document 2 proposes a cement culture (remediation concrete composition) containing ultra rapid-hardening cement, coarse aggregate, ultra-lightweight fine aggregate, and foam at a predetermined ratio. In addition, Patent Document 3 proposes a method of repairing a road slab that essentially uses a resin material, a high toughness FRP material, and the like.
However, Patent Document 2 has insufficient strength of the obtained cured product. Patent Document 3 is expensive as a road repair material, and is not practical in consideration of repair costs.
本発明の目的は、超速硬性を有しながら、硬化28日後の静弾性係数が過度に大きくならず、ダレがなく中流動性を有して施工性がよく、安価であり且つ高靭性を有するコンクリートを与える有機繊維含有軽量コンクリート組成物を提供することにある。
本発明の他の目的および利点は以下の説明から明らかになろう。
It is an object of the present invention to have super-fast-hardening properties, but with an excessively large static modulus after 28 days of hardening, no dripping, medium fluidity, good workability, low cost, and high toughness. An object of the present invention is to provide an organic fiber-containing lightweight concrete composition which gives concrete.
Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明によると、本発明の上記目的および利点は、第1に、
セメント 100重量部、粗骨材 120〜210重量部、絶乾比重2.3以上の細骨材 93〜255重量部、無機中空バルーン 12〜25重量部および長さ18〜30mmの有機繊維 3.2〜7.0重量部からなることを特徴とする有機繊維含有軽量コンクリート組成物によって達成される。
According to the invention, the above objects and advantages of the invention are, first of all:
100 parts by weight of cement, 120 to 210 parts by weight of coarse aggregate, 93 to 255 parts by weight of fine aggregate having an absolute dry specific gravity of 2.3 or more, 12 to 25 parts by weight of inorganic hollow balloon and organic fibers of 18 to 30 mm in length 3. This is achieved by an organic fiber-containing lightweight concrete composition comprising 2 to 7.0 parts by weight.
本発明の上記目的および利点は、第2に、
本発明の上記有機繊維含有軽量コンクリート組成物を路面の補修に用いることによって達成される。
The above objects and advantages of the present invention are secondly:
This is achieved by using the above-described organic fiber-containing lightweight concrete composition of the present invention for repairing a road surface.
本発明の有機繊維含有軽量コンクリート組成物は、超速硬性例えば3時間後の圧縮強度が24N/mm2以上を有しながら、硬化28日後の静弾性係数が既設コンクリートと同等程度にとどまるため、補修箇所と既設コンクリートの境界部に応力が集中せず、施工性が良く例えば勾配を有する道路においてダレを生じず鉄筋背面への充填性が良い中流動性を有し、薄層施工例えば最大粗骨材径13mmが可能な高靱性例えば優れた曲げ・たわみ硬化特性を有する軽量コンクリートを与える。
本発明の有機繊維含有軽量コンクリート組成物は路面補修材として好適であり、例えば床版、特に橋梁のコンクリート床版の補修材として好適に用いられる。
The organic fiber-containing lightweight concrete composition of the present invention can be repaired because the static elasticity coefficient after 28 days of hardening remains equivalent to that of the existing concrete while having super rapid hardening, for example, compressive strength after 3 hours of 24 N / mm 2 or more. There is no concentration of stress at the location and boundary of existing concrete, good workability, for example no sag on road with slope and good filling property to the back of the rebar with medium fluidity, thin layer construction eg maximum coarse bone A material diameter of 13 mm gives a lightweight concrete with high toughness, eg excellent bending and flex-hardening properties.
The organic fiber-containing lightweight concrete composition of the present invention is suitable as a road surface repair material, and is suitably used, for example, as a repair material for floor slabs, particularly concrete floor slabs for bridges.
以下、本発明の有機繊維含有軽量コンクリート組成物(以下、単にコンクリート組成物ということがある)が含有する各成分について説明する。 Hereinafter, each component which the organic fiber containing lightweight concrete composition (it may only be mentioned a concrete composition hereafter) of this invention contains is demonstrated.
<セメント>
本発明のコンクリート組成物に含有されるセメントとしては、例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、エコセメント、超速硬セメント、アルミナセメントなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
本発明のコンクリート組成物を路面補修に用いる場合、速硬性が重要となるため、セメントとして早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、超速硬セメントまたはアルミナセメントを使用するか、アルミナセメントおよび他のセメントからなる混合物を使用することが好ましく、超速硬セメントを使用することがさらに好ましい。
超速硬セメントの混合量は、コンクリート1m3当たり、300kg〜450kgが好ましい。300kg未満では、3時間後の圧縮強度が24N/mm2に到達せず、床版補修後の交通開放までに時間を要することになる。車線規制期間に制限がある場合には、時間内に開放できなくなる懸念も生じる。450kgを超える場合は、施工に必要な流動性保持時間が確保されなかったり、急激な強度発現により補修工事に支障が生じたりする。更に、水和に伴う発熱量が増加するため温度ひび割れを生じたりする。
<Cement>
The cement contained in the concrete composition of the present invention includes, for example, ordinary portland cement, early strength portland cement, ultra early strength portland cement, moderate heat portland cement, low heat portland cement, sulfate resistant portland cement, ecocement, super rapid hardening A cement, an alumina cement, etc. can be mentioned, 1 or more types selected from these can be used.
When the concrete composition of the present invention is used for road surface repair, fast-hardening is important, so use either early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, super-fast-hardening cement or alumina cement as cement or alumina cement and other It is preferable to use a mixture consisting of cement, and it is further preferable to use super rapid-hardening cement.
Mixing amount of ultra-rapid-cement, concrete 1 m 3 per, 300Kg~450kg are preferred. If it is less than 300 kg, the compressive strength after 3 hours does not reach 24 N / mm 2 and it will take time to open the traffic after repairing the floor slab. If there are restrictions on the lane regulation period, there is also the concern that it will not be possible to open in time. If it exceeds 450 kg, the fluid retention time required for construction may not be secured, or the occurrence of rapid strength may cause problems in repair work. In addition, the amount of heat generated by hydration increases to cause temperature cracking.
<粗骨材>
本発明のコンクリート組成物に含有される粗骨材としては、例えば砂利、砕石、再生粗骨材などを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
粗骨材の粒径としては、5〜20mmであることが好ましく、5〜13mmであることがより好ましく;
密度は、絶乾比重として、2.5〜3.0であることが好ましく、2.5〜2.7であることがより好ましい。
粗骨材の粒度が5mm未満の場合、単位水量を増加させることになるためセメントに対する水量が増加することとなり、3時間後の圧縮強度が24N/mm2を超えなくなったり、硬化後の寸法変化が大きくなりひび割れを生じたりする。
20mmを超えると、鉄筋背面への充填性が悪くなったり、最小の施工厚みが40mmを超えるため、床版の損傷厚さに対し過剰に既設コンクリートを斫り取る必要が生じた場合、施工時間が長くなったり、廃棄物が増加につながったりする。
本発明のコンクリート組成物における粗骨材の含有割合は、上記セメント100重量部に対して、120〜210重量部であることが好ましく、130〜200重量部であることがより好ましい。
粗骨材の混合量が120重量部未満の場合、細骨材の混合量を増加させることになって、水平方向の流動性が生じて既定のスランプ値が得られなくなったり、硬化後の乾燥収縮が大きくなりひび割れを生じたりする。また、210重量部を超えると細骨材の混合量を低下させることになりモルタル分(セメントと細骨材の合計量)の不足から材料分離を生じたりして均一なコンクリートが得られなくなる。
<Coarse aggregate>
Examples of the coarse aggregate contained in the concrete composition of the present invention include gravel, crushed stone, regenerated coarse aggregate and the like, and one or more selected from these can be used.
The particle diameter of the coarse aggregate is preferably 5 to 20 mm, more preferably 5 to 13 mm;
The density is preferably 2.5 to 3.0, and more preferably 2.5 to 2.7, as absolute dry specific gravity.
If the particle size of the coarse aggregate is less than 5 mm, the unit water content will be increased, so the water content for cement will increase, and the compressive strength after 3 hours will not exceed 24 N / mm 2 or the dimensional change after hardening Becomes large and causes cracks.
If it exceeds 20 mm, the filling property to the back of the reinforcing bar will deteriorate, and the minimum construction thickness will exceed 40 mm, so if it is necessary to scrape the existing concrete excessively to the thickness of the floor plate damage, construction time And waste will increase.
The content ratio of the coarse aggregate in the concrete composition of the present invention is preferably 120 to 210 parts by weight, and more preferably 130 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement.
If the amount of coarse aggregate mixed is less than 120 parts by weight, the amount of fine aggregate mixed will be increased, resulting in horizontal flowability to make it impossible to obtain a predetermined slump value, or drying after curing. Shrinkage increases and cracks may occur. On the other hand, if it exceeds 210 parts by weight, the mixing amount of the fine aggregate will be reduced, and material separation may occur due to the lack of mortar (total amount of cement and fine aggregate), and uniform concrete can not be obtained.
<細骨材>
本発明のコンクリート組成物は、細骨材として、絶乾比重2.3以上の細骨材(普通細骨材)を含有する。普通細骨材とは、絶乾比重2.3以上の細骨材をいう。この絶乾比重は、好ましくは2.5〜3.0であり、より好ましくは2.5〜2.8である。このような普通細骨材としては、例えば川砂、山砂、海砂、砕砂、高炉スラグ細骨材などから選択される1種以上を使用することができる。
普通細骨材の粒径としては、0.1〜5.0mmであることが好ましく、0.15〜2.5mmであることがより好ましい。
細骨材の粒径が0.1〜5.0mmの範囲を超える場合、流動性の低下や単位水量の増加、硬化後の圧縮強度低下を生じる。
本発明のコンクリート組成物における普通細骨材の含有割合は、上記セメント100重量部に対して、93〜255重量部であることが好ましく、95〜245重量部であることがより好ましい。
細骨材の割合が93重量部未満の場合、粗骨材の空隙を充填する体積が不足するため、材料分離を生じ、硬化後の圧縮強度が低下し3時間で24N/mm2が得られなくなる。255重量部を超える場合、既定のスランプを得るためには単位水量が増加するため、硬化後の寸法変化が大きくなりひび割れを生じる。
<Fine aggregate>
The concrete composition of the present invention contains, as a fine aggregate, a fine aggregate (usually fine aggregate) having a bone dry specific gravity of 2.3 or more. Ordinary fine aggregate refers to fine aggregate having a bone dry specific gravity of 2.3 or more. The bone dry specific gravity is preferably 2.5 to 3.0, more preferably 2.5 to 2.8. As such ordinary fine aggregate, for example, one or more selected from river sand, mountain sand, sea sand, crushed sand, blast furnace slag fine aggregate and the like can be used.
The particle size of the fine aggregate is preferably 0.1 to 5.0 mm, more preferably 0.15 to 2.5 mm.
When the particle size of the fine aggregate exceeds the range of 0.1 to 5.0 mm, a decrease in fluidity, an increase in unit water content, and a decrease in compressive strength after curing occur.
The content of the ordinary fine aggregate in the concrete composition of the present invention is preferably 93 to 255 parts by weight, and more preferably 95 to 245 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement.
When the proportion of fine aggregate is less than 93 parts by weight, the volume for filling the voids of the coarse aggregate is insufficient, so material separation occurs, and the compressive strength after curing decreases and 24 N / mm 2 is obtained in 3 hours. It disappears. If it exceeds 255 parts by weight, the unit water content increases to obtain a predetermined slump, so that the dimensional change after curing becomes large and cracks occur.
<無機中空バルーン>
本発明のコンクリート組成物に含有される無機中空バルーンは、好ましくは粒子状の無機成分からなり、該粒子内に気泡を含むことによって、密度(絶乾比重)が小さい値に調整されたものをいう。この無機中空バルーンは、無機成分からなるシェル内に気泡を1個だけ有するバルーン状の中空体であってもよく、無機成分からなるシェル内に気泡を複数個有する態様であってもよく、あるいは多孔質の無機成分からなっていてもよい。これらのうち、シェル内に気泡を1個だけ有する場合またはシェル内に気泡を複数個有する場合が好ましく、シェル内に気泡を1個だけ有する場合がより好ましい。
無機中空バルーンのシェルを構成する無機成分としては、例えば無機酸化物を好ましく例示することができる。具体的には、例えばガラス、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリアなど、およびこれらの複数種からなる複合体を挙げることができる。上記複合体は、複合酸化物および混合物のいずれであってもよい。無機酸化物の複合体としては、シリカ―アルミナ複合酸化物が好ましい。
<Inorganic hollow balloon>
The inorganic hollow balloon contained in the concrete composition of the present invention is preferably composed of a particulate inorganic component, and it is possible to adjust the density (absolute dry specific gravity) to a small value by including air bubbles in the particles. Say. The inorganic hollow balloon may be a balloon-like hollow body having only one air bubble in a shell made of an inorganic component, or may be an embodiment having a plurality of air bubbles in a shell made of an inorganic component, or It may consist of a porous inorganic component. Among them, it is preferable to have only one air bubble in the shell or to have a plurality of air bubbles in the shell, and more preferable to have only one air bubble in the shell.
As an inorganic component which comprises the shell of an inorganic hollow balloon, an inorganic oxide can be illustrated preferably, for example. Specifically, for example, glass, silica, alumina, zirconia, titania, ceria and the like, and composites composed of a plurality of these can be mentioned. The complex may be any of complex oxides and mixtures. As the inorganic oxide complex, a silica-alumina complex oxide is preferable.
本発明における無機中空バルーンのシェルを構成する無機成分として、特に好ましくは、ガラス、シリカ、アルミナおよびシリカ−アルミナ複合酸化物であり、就中ガラスを使用することが好ましい。
無機中空バルーンの密度は、絶乾比重として、好ましくは1.1以下であり、より好ましくは0.7〜1.0である。
無機中空バルーンの粒径は、メジアン径として、3.0mm以下であることが好ましく、0.1〜2.5mmであることがより好ましく、0.15〜2.0mmであることがさらに好ましい。
無機中空バルーンの粒度が3.0mmを超えるものを含む場合、普通細骨材との粒度構成が著しく変わるため、全細骨材の粒度構成が変化する。このため、コンクリートの流動性に影響を与え、既定のスランプが得られなくなる。
As the inorganic component constituting the shell of the inorganic hollow balloon in the present invention, particularly preferred are glass, silica, alumina and a silica-alumina composite oxide, and it is particularly preferable to use glass.
The density of the inorganic hollow balloon is preferably 1.1 or less, more preferably 0.7 to 1.0, as the absolute dry specific gravity.
The particle diameter of the inorganic hollow balloon is preferably 3.0 mm or less as a median diameter, more preferably 0.1 to 2.5 mm, and still more preferably 0.15 to 2.0 mm.
When the particle size of the inorganic hollow balloon includes those having a particle size of more than 3.0 mm, the particle size composition of the entire fine aggregate changes because the particle size composition with the fine aggregate usually changes significantly. For this reason, the fluidity of concrete is affected, and a predetermined slump can not be obtained.
本発明のコンクリート組成物において好適に使用される無機中空バルーンの市販品としては、例えばレックス(リサイクルガラスバルーン、巴工業(株)製)、セノライト(フライアッシュバルーン、巴工業(株)製)などを挙げることができる。
本発明のコンクリート組成物における無機中空バルーンの含有割合は、上記セメント100重量部に対して、12〜25重量部であることが好ましく、14〜23重量部であることがより好ましい。
無機中空バルーンの含有割合が12重量部未満の場合、静弾性係数の低下効果が得られず、25重量部を超える場合は、3時間の圧縮強度が24N/mm2を超える強度発現性が得られなくなる。
本発明のコンクリート組成物における無機中空バルーンと普通骨材の合計容積は、練り混ぜ後に良好なスランプ値が得られる点、施工性が良好な点から、全骨材容積(以下、細骨材率とも言う)に対し、44.0〜57.0%になるようにすることが好ましく、49.0〜56.0%であることがより好ましい。
As a commercial item of the inorganic hollow balloon suitably used in the concrete composition of the present invention, for example, Rex (recycled glass balloon, manufactured by Sakai Industry Co., Ltd.), senolite (fly ash balloon, manufactured by Sakai Industry Co., Ltd.), etc. Can be mentioned.
The content ratio of the inorganic hollow balloon in the concrete composition of the present invention is preferably 12 to 25 parts by weight, and more preferably 14 to 23 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement.
When the content ratio of the inorganic hollow balloon is less than 12 parts by weight, the lowering effect of the static elasticity coefficient can not be obtained, and when it exceeds 25 parts by weight, the compressive strength over 3 hours of 24 N / mm 2 can be obtained It will not be possible.
The total volume of the inorganic hollow balloon and the ordinary aggregate in the concrete composition of the present invention is the total aggregate volume (hereinafter referred to as the fine aggregate percentage) from the viewpoint that good slump value can be obtained after mixing and mixing. The ratio is preferably 44.0 to 57.0%, more preferably 49.0 to 56.0%.
<有機繊維>
本発明のコンクリート組成物に含有される有機繊維は繊維長(平均繊維長)が18〜30mmのものである。平均繊維長は好ましくは18〜24mmである。
この有機繊維としては、例えばポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維およびナイロン繊維よりなる群から選択される1種以上を使用することが好ましい。前記ポリオレフィン繊維の具体例としては、例えばポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などを挙げることができる。ポリオレフィン繊維は、ポリオレフィンの比重が0.85〜1.0g/cm3程度と小さいため、本発明では特に好適に使用できる。中でも、ポリプロピレン繊維は、強度が得られやすく、適度な剛性を有し、耐クリープ性に優れる点で好適である。
本発明のコンクリート組成物における有機繊維は、その直径(繊維長手方向に垂直な断面の平均直径)が、100〜1,000μmであることが好ましく、300〜800μmであることがより好ましい。直径がこれより細い有機繊維の使用では、所望の靭性を得ることが困難である。
所望の靭性を得る上での繊度は100〜7,500dtexの範囲にあることが好ましく、ポリプロピレン繊維であれば500〜4,000dtexであることが好ましい。
このような有機繊維の市販品としては、例えば、バルチップ(ポリプロピレン繊維、萩原工業(株)製)、アミランタフバインダー(ナイロン繊維、東レ・アムテックス(株)製)、ユニチカビニロンABI(ビニロン繊維、ユニチカ(株)製)などを挙げることができる。
本発明のコンクリート組成物における有機繊維の含有割合は、上記セメント100重量部に対して、3.2〜7.0重量部であり、さらに3.4〜6.8重量部であることが好ましい。
有機繊維のコンクリート組成物は上記範囲を外れると、所望の靭性を得るのが困難となる。
本発明のコンクリート組成物は、一般に軽量細骨材として知られている骨材(ただし、上記無機中空バルーンを除く。)を、実質的に含有しないことが好ましい。ここで軽量細骨材とは、絶乾比重が1.2未満の細骨材をいい、例えばウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体、天然軽量細骨材、人工軽量細骨材などである。
本発明のコンクリート組成物が上記のような軽量細骨材を「実質的に含有しない」とは、該軽量細骨材の含有割合が細骨材の全量に対して、例えば5重量%以下、好ましくは3重量%以下であることをいい、最も好ましくはこれを全く含有しないことである。
<Organic fiber>
The organic fibers contained in the concrete composition of the present invention have a fiber length (average fiber length) of 18 to 30 mm. The average fiber length is preferably 18 to 24 mm.
As this organic fiber, it is preferable to use, for example, one or more selected from the group consisting of polyolefin fiber, polyvinyl alcohol fiber, polyester fiber, aramid fiber and nylon fiber. As a specific example of the said polyolefin fiber, a polyethylene fiber, a polypropylene fiber etc. can be mentioned, for example. Polyolefin fibers can be particularly suitably used in the present invention because the specific gravity of the polyolefin is as small as about 0.85 to 1.0 g / cm 3 . Among them, polypropylene fiber is suitable in that it is easy to obtain strength, has appropriate rigidity, and is excellent in creep resistance.
The diameter (average diameter of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the fiber) of the organic fiber in the concrete composition of the present invention is preferably 100 to 1,000 μm, and more preferably 300 to 800 μm. With the use of organic fibers of smaller diameter, it is difficult to obtain the desired toughness.
In order to obtain desired toughness, the fineness is preferably in the range of 100 to 7,500 dtex, and in the case of polypropylene fiber, preferably 500 to 4,000 dtex.
Commercial products of such organic fibers include, for example, Baltip (polypropylene fiber, manufactured by Sugahara Kogyo Co., Ltd.), an Amirantafu binder (nylon fiber, manufactured by Toray Amtex Co., Ltd.), Unitikabinilon ABI (vinylon fiber, Unitika Co., Ltd. product etc. can be mentioned.
The content ratio of the organic fiber in the concrete composition of the present invention is 3.2 to 7.0 parts by weight, preferably 3.4 to 6.8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement. .
When the concrete composition of the organic fiber is out of the above range, it becomes difficult to obtain the desired toughness.
It is preferable that the concrete composition of the present invention does not substantially contain an aggregate generally known as a light-weight fine aggregate (but excluding the above-mentioned inorganic hollow balloon). Here, the lightweight fine aggregate refers to a fine aggregate having an absolute dry specific gravity of less than 1.2, such as a urethane foam, a polystyrene foam, a natural lightweight fine aggregate, an artificial lightweight fine aggregate, and the like.
When the concrete composition of the present invention "does not substantially contain light-weight fine aggregate" as described above, the content ratio of the light-weight fine aggregate is, for example, 5% by weight or less with respect to the total amount of fine aggregate. It is preferably 3% by weight or less, and most preferably not containing it at all.
<その他の成分>
本発明のコンクリート組成物は、上記のような成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、これら以外のその他の成分を含有してもよい。このようなその他の成分としては、例えば減水剤、凝結遅延剤、繊維、膨張剤、消泡剤、石膏、消石灰、炭酸カルシウム、シリカヒュームなどを挙げることができる。
[減水剤]
本発明のコンクリート組成物は、減水剤を含有することができる。
上記減水剤としては、例えばポリカルボン酸、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、リグニンスルホン酸などを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。これらのうち、ポリカルボン酸、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物およびメラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物よりなる群から選択される1種以上を使用することが好ましい。
このような減水剤の市販品としては、例えばマイティ21HF(メタクリル酸系ポリマー、花王(株)製)、メルメントF4000(メラミンスルホン酸、(株)SKW製)、マイティ100、マイティ150(ナフタレンスルホン酸、花王(株)製)などを挙げることができる。
本発明のコンクリート組成物における減水剤の含有割合は、上記セメント100重量部に対して、3.0重量部以下であることが好ましく、0.05〜2.5重量部であることがより好ましく、さらに0.1〜2.0重量部であることが好ましい。
[凝結遅延剤]
本発明のコンクリート組成物は、凝結遅延剤を含有することができる。
上記凝結遅延剤としては、例えば無機酸のナトリウム塩、有機酸のナトリウム塩、オキシカルボン酸、オキシカルボン酸の無水物、オキシカルボン酸塩などを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
上記無機酸のナトリウム塩としては、例えば硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムなどを;
上記有機酸のナトリウム塩としては、例えばL−酒石酸ナトリウム、DL−酒石酸ナトリウム、酒石酸水素ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム類、グルコン酸ナトリウムなどを、それぞれ挙げることができる。
<Other ingredients>
The concrete composition of the present invention may contain other components in addition to the above components, as long as the effects of the present invention are not impaired. As such other components, there can be mentioned, for example, water reducing agents, setting retarders, fibers, swelling agents, antifoaming agents, gypsum, calcium hydroxide, silica fume and the like.
[Water reducing agent]
The concrete composition of the present invention can contain a water reducing agent.
Examples of the water reducing agent include polycarboxylic acid, naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate, melamine sulfonic acid formaldehyde condensate, lignin sulfonic acid and the like, and one or more selected from these may be used. it can. Among these, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of polycarboxylic acid, naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensate and melamine sulfonic acid-formaldehyde condensate.
Examples of commercially available water reducing agents include Mighty 21 HF (methacrylic acid based polymer, manufactured by Kao Corporation), Merment F 4000 (melamine sulfonic acid, manufactured by SKW corporation), Mighty 100, Mighty 150 (naphthalenesulfonic acid) And Kao Co., Ltd.).
The content ratio of the water reducing agent in the concrete composition of the present invention is preferably 3.0 parts by weight or less, and more preferably 0.05 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement. And preferably 0.1 to 2.0 parts by weight.
[Settlement retarder]
The concrete composition of the present invention can contain a setting retarder.
Examples of the above-mentioned setting retarder include sodium salts of inorganic acids, sodium salts of organic acids, oxycarboxylic acids, anhydrides of oxycarboxylic acids, oxycarboxylic acid salts, etc. More than a species can be used.
Examples of sodium salts of the above inorganic acids include sodium sulfate, sodium bicarbonate and the like;
Examples of sodium salts of the organic acids include sodium L-tartrate, sodium DL-tartrate, sodium hydrogen tartrate, sodium malate, sodium citrate, sodium gluconate and the like.
上記オキシカルボン酸としては、例えば脂肪族オキシ酸、芳香族オキシ酸などを挙げることができ、その具体例としては、脂肪族オキシ酸として、例えばクエン酸、グルコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸などを;
芳香族オキシ酸として、例えばサリチル酸、m−オキシ安息香酸、p−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸、トロパ酸などを、それぞれ挙げることができる。
上記オキシカルボン酸無水物としては、例えば上記に例示したオキシカルボン酸の無水物を;
上記オキシカルボン酸塩としては、例えば上記に例示したオキシカルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などを、それぞれ挙げることができる。上記アルカリ金属としては、例えばナトリウム、カリウムなどを;
上記アルカリ土類金属としては、例えばマグネシウム、カルシウム、バリウムなどを、それぞれ挙げることができる。
本発明のコンクリート組成物における凝結遅延剤の含有割合は、上記セメント100重量部に対して、1.0重量部以下であることが好ましく、0.15〜0.95重量部であることがより好ましく、さらに0.2〜0.9重量部とであることが好ましい。
Examples of the above-mentioned oxycarboxylic acids include aliphatic oxy acids and aromatic oxy acids. Specific examples thereof include, as aliphatic oxy acids, for example, citric acid, gluconic acid, tartaric acid, glycolic acid, lactic acid, Hydroacrylic acid, α-oxybutyric acid, glyceric acid, tartronic acid, malic acid etc .;
As an aromatic oxy acid, a salicylic acid, m-oxybenzoic acid, p-oxybenzoic acid, gallic acid, mandelic acid, tropic acid etc. can be mentioned, for example.
As the above-mentioned oxycarboxylic acid anhydride, for example, anhydrides of the above-mentioned exemplified oxycarboxylic acids;
Examples of the oxycarboxylic acid salts include alkali metal salts and alkaline earth metal salts of oxycarboxylic acids exemplified above. Examples of the alkali metal include sodium and potassium;
As said alkaline-earth metal, magnesium, calcium, barium etc. can be mentioned, for example.
The content ratio of the setting retarder in the concrete composition of the present invention is preferably 1.0 parts by weight or less, and more preferably 0.15 to 0.95 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement. The content is preferably 0.2 to 0.9 parts by weight.
[膨張材]
本発明のコンクリート組成物は、さらに膨張材を含有していてもよい。
本発明における膨張材としては、石灰系膨張材を好ましく使用することができ、その具体例としては、例えば生石灰、生石灰−石膏混合系、生石灰−カルシウムサルフォアルミネート混合系、仮焼ドロマイトなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
本発明のコンクリート組成物における膨張材の含有割合は、上記セメント100重量部に対して、10重量部以下であることが好ましく、8重量部以下であることがより好ましい。
[Expanding material]
The concrete composition of the present invention may further contain an expansive agent.
As the expansion material in the present invention, a lime-based expansion material can be preferably used, and specific examples thereof include, for example, quick lime, quick lime-gypsum mixed system, quick lime-calcium sulfoaluminate mixed system, calcined dolomite etc. One or more selected from these can be used.
The content ratio of the expansive material in the concrete composition of the present invention is preferably 10 parts by weight or less, and more preferably 8 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the cement.
<コンクリート組成物の調製方法>
本発明のコンクリート組成物は、上記のようなセメント等の各必須成分、ならびに必要に応じて上記その他の成分、ならびに水を適宜に混合することにより、調製することができる。
本発明において、水は、上記セメント100重量部に対し、好ましくは35〜43重量部、より好ましくは36〜42重量部使用される。
有機繊維は、各成分の分散の均一性を確保し、有機繊維の飛散を防止するために、先ず、有機繊維以外の各成分を水中に分散または溶解してなる前駆スラリーを調製した後、該前駆スラリーに有機繊維を添加する方法によることが好ましい。
<Method of Preparing Concrete Composition>
The concrete composition of the present invention can be prepared by appropriately mixing each essential component such as cement as described above, as well as the other components as required, and water.
In the present invention, water is preferably used in an amount of 35 to 43 parts by weight, more preferably 36 to 42 parts by weight, based on 100 parts by weight of the cement.
In order to ensure the uniformity of the dispersion of each component and to prevent the scattering of the organic fiber, the organic fiber first prepares a precursor slurry formed by dispersing or dissolving each component other than the organic fiber in water. It is preferable to use the method of adding the organic fiber to the precursor slurry.
<橋梁床版の補修方法>
上記のような本発明のコンクリート組成物は、橋梁上の路面の補修における床版補修用コンクリート組成物として好適に使用することができる。
路面の補修は、必要に応じて事前にアスファルトを除去したうえで、損傷した既設コンクリートを切削・研掃して生じた凹没部分に本発明のコンクリート組成物を敷設し、これを硬化することによって行うことができる。その後、必要に応じてさらにアスファルト敷設を行ってもよい。
本発明のコンクリート組成物を使用して補修された床版は、敷設後3時間の時点で、例えば24N/mm2以上、好ましくは27N/mm2以上の強度を発現することができるから、補修のための通行止め時間を極めて短くすることができる。一方で、敷設後28日の時点における静弾性係数が、例えば25〜32kN/mm2、好ましくは29〜31kN/mm2程度に抑制されているから、既設の床版との硬度の差が極めて小さい。従って、車両の通行時に既設床版/補修床版の境界領域に発生する応力集中の程度が小さいから、補修部分が優先的に痛む事態を避けることができる。
また、本発明のコンクリート組成物は、好ましくはスランプ8〜12cmの中流動性を有し、そのため床版の上面増厚を含めて広範囲の補修を円滑に行うことができ施行性が格段に優れている。このような中流動性は好ましくは全骨材量すなわち粗骨材、細骨材および無機中空バルーンの合計重量に対する細骨材の重量の比を0.40以上、さらに好ましくは0.45以上とすることによって有利に達成される。この比が0.40未満では上記必須成分が分離して所望の中流動性を達成することが困難となり易い。
<How to repair bridge decks>
The concrete composition of the present invention as described above can be suitably used as a floor slab repair concrete composition in repairing a road surface on a bridge.
To repair the road surface, remove the asphalt in advance if necessary, then lay and harden the concrete composition of the present invention in the recessed portion created by cutting and grinding the damaged existing concrete. Can be done by After that, further asphalt laying may be performed if necessary.
Use concrete composition repaired floor plate of the present invention, at 3 hours after laying, for example, 24N / mm 2 or more, because preferably capable of expressing the 27N / mm 2 or more strength, repairs The closing time for the train can be extremely short. On the other hand, the static modulus of elasticity at the time of 28 days after laying, for example 25~32kN / mm 2, because preferably is suppressed to about 29~31kN / mm 2, the difference in hardness between the slabs of the existing very small. Accordingly, since the degree of stress concentration generated in the boundary area between the existing floor slab and the repaired floor slab at the time of passing the vehicle is small, it is possible to avoid a situation where the repaired portion is afflicted preferentially.
In addition, the concrete composition of the present invention preferably has a medium fluidity of 8 to 12 cm slump, so that a wide range of repair can be smoothly performed including the thickening of the upper surface of the floor slab, and the administration is extremely excellent. ing. Such medium fluidity is preferably such that the ratio of the weight of the fine aggregate to the total aggregate amount, that is, the total weight of the coarse aggregate, the fine aggregate and the inorganic hollow balloon is 0.40 or more, more preferably 0.45 or more. It is advantageously achieved by If this ratio is less than 0.40, it becomes difficult to separate the above-mentioned essential components and to achieve the desired medium fluidity.
以下の実施例および比較例で使用した成分の詳細は以下のとおりである。
セメント:スーパージェットセメント、太平洋セメント(株)製
粗骨材:砕石1305、密度2.69
細骨材;
普通細骨材:珪砂(4号珪砂および5号珪砂の混合砂、密度2.60)
無機中空バルーン:レックス(商品名、リサイクルガラスバルーン、比重0.86、巴工業(株)製)
膨張材:
減水剤:マイティ21HF(商品名、メタクリル酸系ポリマー、花王(株)製)
凝結遅延剤:無水クエン酸
繊維:ポリプロピレン繊維、密度=0.91g/cm3、
(1)繊度=2000dtex、長さ=24mm、
(2)繊度=13dtex、長さ=12mm
上記のポリプロピレン繊維は萩原工業(株)製品を入手。
The details of the components used in the following examples and comparative examples are as follows.
Cement: Super jet cement, manufactured by Pacific Cement Co., Ltd. Coarse aggregate: crushed stone 1305, density 2.69
Fine aggregate;
Ordinary fine aggregate: Silica sand (mixed sand of No. 4 silica sand and No. 5 silica sand, density 2.60)
Inorganic hollow balloon: Rex (trade name, recycled glass balloon, specific gravity 0.86, manufactured by Sakai Industry Co., Ltd.)
Expansive material:
Water reducing agent: Mighty 21 HF (trade name, methacrylic acid polymer, manufactured by Kao Corporation)
Setting retarder: Citric anhydride anhydride Fiber: polypropylene fiber, density = 0.91 g / cm 3 ,
(1) fineness = 2000 dtex, length = 24 mm,
(2) fineness = 13 dtex, length = 12 mm
The above polypropylene fiber is available from Ebara Industries Co., Ltd. product.
ゴム;
(1)B−2.5:商品名、ゴムチップ、粒度1.0〜2.5mm
(2)P−16:商品名、粉末ゴム、粒度1mm(#16)アンダー
(3)P−100:商品名、粉末ゴム、粒度0.15mm(#100)アンダー
上記のゴムは(株)新生ゴム製品を入手。
Rubber;
(1) B-2.5: trade name, rubber chip, particle size 1.0 to 2.5 mm
(2) P-16: trade name, powder rubber, particle size 1 mm (# 16) under (3) P-100: trade name, powder rubber, particle size 0.15 mm (# 100) under The above rubber is Shinsei Co., Ltd. Obtain rubber products.
実施例1〜5および比較例1〜6
(1)コンクリート組成物の調製
粗骨材、繊維および水を除く各成分を表1に記載の割合となるように計量し、オムニミキサーで混合して粉体混合物を調製した。
ファイバーミキサー(友定建機社製)に粗骨材、粉体混合物を加え、30秒間空練りする。続いて所定量の水をミキサーに加え90秒間練り混ぜし、続いて繊維を加えさらに120秒間練り混ぜ、各コンクリート組成物を製造した。
なお、表1に示した各成分の割合はフレッシュコンクリート1m3あたりの配合量(単位:kg)である。成分欄の「−」は、当該欄に該当する成分を使用しなかったことを示す。
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6
(1) Preparation of concrete composition Each component except coarse aggregate, fibers and water was weighed so as to become the ratio described in Table 1, and mixed by an omnimixer to prepare a powder mixture.
The coarse aggregate and the powder mixture are added to a fiber mixer (manufactured by Yodo Seikenki Co., Ltd.) and air-kneaded for 30 seconds. Subsequently, a predetermined amount of water was added to the mixer and mixed for 90 seconds, and then fibers were added and the mixture was further mixed for 120 seconds to prepare each concrete composition.
The ratio of the respective components shown in Table 1 is the amount per fresh concrete 1 m 3 (Unit: kg) is. "-" Of the component column shows that the component applicable to the said column was not used.
(2)評価方法
硬化物の圧縮強度および静弾性係数は、それぞれ、練混ぜ直後から3時間、7日および28日経過後の試料を用いて、JIS A1108およびJIS A1149に準拠して測定した。
また、曲げ・たわみ硬化特性の有無については、土木学会 コンクリート委員会編 「複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料設計・施工指針(案)」に準拠し、試料の荷重−たわみ曲線より判定した。測定は同一の組成の硬化体にて3回測定した。図1は実施例1における荷重−たわみ曲線の結果である。図中3本の各曲線は3回測定の各結果である。
(2) Evaluation method The compressive strength and the static modulus of elasticity of the cured product were measured according to JIS A1108 and JIS A1149, using samples after 3 hours, 7 days and 28 days, respectively, immediately after mixing.
In addition, the presence or absence of bending / flexure-hardening characteristics was determined from the load-deflection curve of the sample in accordance with the "Multiple fine cracked fiber-reinforced cement composite material design and construction guidelines (draft)" edited by the Japan Society of Civil Engineers. The measurement was performed three times with a cured product of the same composition. FIG. 1 shows the results of the load-deflection curve in Example 1. The three curves in the figure are the results of three measurements.
評価結果は表2に示した。 The evaluation results are shown in Table 2.
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