JP2003171161A

JP2003171161A - 耐熱・高強度コンクリート及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003171161A
Application number: JP2001370481A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 武志山本
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】補強繊維を添加せずとも高強度であり且つ高
温環境下においても強度低下を生じないコンクリートを
得る。【解決手段】ポルトランドセメントを４８重量％、消
石灰を８．４重量％、石膏を３．６重量％、微粉末石英
を４０重量％配合し、上記諸材料の合計量１００重量部
に対して、１．１重量部の高性能減水剤と、２６重量部
の水を配合して混合・練混ぜし、硬化養生した後に、水
蒸気オートクレーブ養生を施すようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート及び
その製造方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、
耐熱性や高強度の特性を備えるコンクリート及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンクリート製造技術として、普
通ポルトランドセメントと、消石灰と、石膏と、微粉末
石英と、水（製品化する際には発泡材としてアルミニウ
ム粉も添加）とを混合・練混ぜした固化体を水蒸気オー
トクレーブ養生する技術がある（上記技術に関連する文
献：Isu, Ishida, Mitsuda (1995), Influence of quar
tz particle size on the chemical and mechanical pr
operties of autoclavedaerated concrete (1) Tobermo
raite formation, Cement and Concrete Research, Ｖ
ｏｌ．２５，Ｎｏ．２，ｐｐ．２４３−２４８、および
無機マテリアル学会（１９９５）、セメント・セッコウ
・石灰ハンドブック、ｐｐ．４７５−４７８）。このコ
ンクリート製造技術によれば、オートクレーブ養生の際
に結晶性トベルモライトを多く合成し、軽量な硬化体が
得られる。また、当該得られたコンクリートは耐熱性に
優れるという特徴を有する。

【０００３】また、他の従来のコンクリート製造技術と
して、ポルトランドセメントに反応性の高い粉体（シリ
カフューム、石英細砂、微細石英もしくは沈降シリカ）
と、鋼繊維と、水と、高性能減水剤とを混合・練混ぜし
た固化体に対し、蒸気養生または水蒸気オートクレーブ
養生または高温養生を施すことによりコンクリートを製
造する技術、または前記混合・練混ぜ後にプレス成形し
て高温養生することによりコンクリートを製造する技術
がある（上記技術に関連する文献：鵜沢、山田（２００
１）、ＲＰＣを用いた超高強度・高じん性コンクリート
の開発動向、コンクリート工学、Ｖｏｌ．３９、Ｎｏ．
２、ｐｐ．５３−５６）。このコンクリート製造技術に
よれば、鋼繊維を添加することにより高強度な硬化体が
得られる。

【０００４】ところで、従来のコンクリートは、高温環
境下では、常温環境下に比較して強度低下する性状を示
すことから、６５℃以下の温度で使用することが技術指
針などで規定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、６５℃
以上の高温環境下という使用条件においても高強度な材
料が必要される分野では、耐熱特性と高強度特性との両
特性を併せ持つコンクリートの開発が強く望まれてい
る。

【０００６】しかしながら、上記従来技術のうち前者の
コンクリート製造技術で得られるコンクリートは、耐熱
性には優れるが、圧縮強度は５０ｋｇｆ／ｃｍ^２（約５
Ｎ／ｍｍ^２）程度と低強度である。一方、上記従来技術
のうち後者のコンクリート製造技術で得られるコンクリ
ートは、高強度ではあるが、耐熱性に関する検討結果は
示されていない。即ち、耐熱特性と高強度特性との両特
性を併せ持つコンクリートは未だ開発されていない。

【０００７】また、上記従来技術のうち後者のコンクリ
ート製造技術では、強度を高めるために補強繊維（微小
鋼繊維）を添加している。この場合、コンクリート原料
を型枠に流し込む際に、鋼繊維の方向が不規則にばらつ
くと強度低下を招く。また、コンクリート原料を型枠に
流し込む際に、鋼繊維同士が衝突するような箇所では強
度が低下する。このため、型枠内のコンクリート原料の
流れを考慮しなければならず、打設方向等の制約をもた
らす。即ち、鋼繊維を用いると、自由な型枠形状に合わ
せたコンクリートの製造が困難となるという問題があ
る。さらに、海岸近傍で高温環境下に曝される条件下で
は、鋼繊維を混ぜたコンクリートでは、表層部から塩害
による鋼繊維の腐食が進行するという問題がある。

【０００８】そこで本発明は、補強繊維を添加せずとも
高強度であり且つ高温環境下においても強度低下を生じ
ない耐熱・高強度コンクリート及びその製造方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明者等が種々研究・実験した結果、カルシウム
−シリカの水和体化合物中のカルシウム・シリカ比を調
整することで、従来ない新規な結晶が生成されることを
知見するに至り、以下に示す材料を以下に示す配合比で
組み合わせることにより、耐熱特性と高強度特性との両
特性を併せ持つ新規なコンクリートが得られることを知
見するに至った。ここで、本発明の説明に用いる「シリ
カ」の語意は、全ケイ素分をその存在状態にかかわりな
く指すものである。

【００１０】請求項１記載の耐熱・高強度コンクリート
は、かかる知見に基づくものであって、５〜１２重量％
の水酸化カルシウムと４〜８重量％の石膏を含む水硬性
セメントを４０〜６０重量％、微粉末石英を４０〜６０
重量％の範囲で、合計量が１００％となるように配合
し、且つ必要な量の水を配合してなるようにしている。

【００１１】さらに、請求項２記載の耐熱・高強度コン
クリートのように、７重量％の水酸化カルシウムと６重
量％の石膏を含む水硬性セメントを６０重量％、微粉末
石英を４０重量％配合し、且つ必要な量の水を配合する
とき、耐熱・高強度コンクリートとして最も適した物性
を示すことが実験により知見された。

【００１２】また、請求項３記載の耐熱・高強度コンク
リートは、５〜１２重量％の水酸化カルシウムと４〜８
重量％の石膏を含む水硬性セメントを４０〜６０重量
％、微粉末石英を１０〜２０重量％、非晶質シリカを２
０〜３０重量％の範囲で、合計量が１００％となるよう
に配合し、且つ必要な量の水を配合してなるようにして
いる。

【００１３】この場合、常温常圧下においても非晶質
（ガラス性）シリカが水硬性セメントと反応し、微粉末
石英（結晶性シリカ）の場合とは異なるカルシウム−シ
リカ水和体化合物の結晶であってやや不安定な結晶を生
成する。ここでいう不安定とは外部の要因によって元の
姿が変わりやすいという意味であるが、このやや不安定
な結晶はコンクリートの強度発現に寄与する方向に変質
する。即ち、当該結晶も、コンクリートの強度発現に寄
与するものである。更に当該結晶の生成時における化学
反応熱によって、常温常圧では反応し難い微粉末石英が
水硬性セメントと反応し、上記した請求項１記載の発明
と同様のコンクリートの耐熱および高強度の両特性に寄
与するカルシウム−シリカ水和体化合物の結晶であって
やや安定した結晶を生成する。したがって、常温常圧下
においても耐熱・高強度コンクリートを製造することが
できる。

【００１４】さらに、請求項４記載の耐熱・高強度コン
クリートのように、７重量％の水酸化カルシウムと６重
量％の石膏を含む水硬性セメントを６０重量％、微粉末
石英を２０重量％、非晶質シリカを２０重量％配合し、
且つ必要な量の水を配合するとき、常温常圧下において
も製造できる耐熱・高強度コンクリートとして最も適し
た物性を示す。

【００１５】また、本発明者等は、水蒸気オートクレー
ブ養生や乾燥養生を施すことで、コンクリートの耐熱特
性および高強度特性に寄与するカルシウム−シリカ水和
体化合物の結晶の生成を強制的に起こさせることができ
ることを実験により知見するに至った。

【００１６】請求項５記載の発明は、かかる知見に基づ
き、請求項１記載の耐熱・高強度コンクリートを製造す
る方法であって、５〜１２重量％の水酸化カルシウムと
４〜８重量％の石膏を含む水硬性セメントを４０〜６０
重量％、微粉末石英を４０〜６０重量％の範囲で、合計
量が１００％となるように配合し、且つ必要な量の水を
配合して混合・練混ぜし、水蒸気オートクレーブ養生を
施すようにしている。

【００１７】また、請求項６記載の発明は、請求項２記
載の耐熱・高強度コンクリートを製造する方法であっ
て、７重量％の水酸化カルシウムと６重量％の石膏を含
む水硬性セメントを６０重量％、微粉末石英を４０重量
％配合し、且つ必要な量の水を配合して混合・練混ぜ
し、水蒸気オートクレーブ養生を施すようにしている。

【００１８】したがって、水蒸気オートクレーブ養生に
より、コンクリートの耐熱および高強度の両特性に寄与
するカルシウム−シリカ水和体化合物の結晶が強制的に
生成され、耐熱特性と高強度特性との両特性を併せ持つ
新規なコンクリートが製造される。

【００１９】また、請求項７記載の発明は、請求項５ま
たは６に記載の耐熱・高強度コンクリートの製造方法に
おいて、水蒸気オートクレーブ養生を施した後に、更に
乾燥養生を施すようにしている。この場合、コンクリー
トの耐熱および高強度の両特性に寄与するカルシウム−
シリカ水和体化合物の結晶の生成が十分に行われ、より
確実に耐熱特性と高強度特性との両特性を併せ持つコン
クリートが得られる。

【００２０】また、請求項８記載の発明は、請求項３記
載の耐熱・高強度コンクリートを製造する方法であっ
て、５〜１２重量％の水酸化カルシウムと４〜８重量％
の石膏を含む水硬性セメントを４０〜６０重量％、微粉
末石英を１０〜２０重量％、非晶質シリカを２０〜３０
重量％の範囲で、合計量が１００％となるように配合
し、且つ必要な量の水を配合し混合・練混ぜして得られ
る固化体を常温常圧で養生するようにしている。

【００２１】また、請求項９記載の発明は、請求項４記
載の耐熱・高強度コンクリートを製造する方法であっ
て、７重量％の水酸化カルシウムと６重量％の石膏を含
む水硬性セメントを６０重量％、微粉末石英を２０重量
％、非晶質シリカを２０重量％配合し、且つ必要な量の
水を配合し混合・練混ぜして得られる固化体を常温常圧
で養生するようにしている。

【００２２】この場合、常温常圧下においても非晶質
（ガラス性）シリカが水硬性セメントと反応し、微粉末
石英（結晶性シリカ）の場合とは異なるカルシウム−シ
リカ水和体化合物の結晶であってやや不安定な結晶を生
成する。当該結晶も、コンクリートの強度発現に寄与す
るものである。更に当該生成時における化学反応熱によ
って、常温常圧では反応し難い微粉末石英が水硬性セメ
ントと反応し、上記した請求項１または２記載の発明と
同様のコンクリートの耐熱および高強度の両特性に寄与
するカルシウム−シリカ水和体化合物の結晶であってや
や安定した結晶を生成する。したがって、常温常圧下に
おいても耐熱・高強度コンクリートを製造することがで
きる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を最良の実施
形態に基づいて詳細に説明する。

【００２４】本発明の耐熱・高強度コンクリートは、５
〜１２重量％の水酸化カルシウムと４〜８重量％の石膏
を含む水硬性セメントを４０〜６０重量％、微粉末石英
を４０〜６０重量％の範囲で、合計量が１００％となる
ように配合し、且つ必要な量の水を配合してなるもので
ある。また、７重量％の水酸化カルシウムと６重量％の
石膏を含む水硬性セメントを６０重量％、微粉末石英を
４０重量％配合し、且つ必要な量の水を配合するとき、
耐熱・高強度コンクリートとして最も適した物性を示す
ことが実験により知見された。

【００２５】本発明に用いる水硬性セメントとしては、
例えば当業者の間で広く用いられている市販のポルトラ
ンドセメントを利用し、本発明効果を発現するには不足
している水酸化カルシウムと石膏とを当該ポルトランド
セメントに添加し補うことが好適である。この場合、安
価且つ容易に本発明に用いる水硬性セメントを得ること
ができる。ただし、本発明に用いる水硬性セメントは、
必ずしもポルトランドセメントを用いるものに限定され
ず、本発明効果を発現する上記成分比の水酸化カルシウ
ムと石膏を含むものであれば、既知または新規の水硬性
セメントを用いることができる。

【００２６】本実施形態では、ポルトランドセメントを
用いた場合について説明する。この場合、耐熱・高強度
コンクリートは、例えば表１に示すように、ポルトラン
ドセメントを４０〜５５重量％、消石灰（水酸化カルシ
ウム）を５〜１２重量％、石膏を１〜５重量％、微粉末
石英を４０〜６０重量％の範囲で、上記諸材料の合計量
が１００％となるように配合し、且つ必要な量の水を配
合してなるようにする。

【表１】

【００２７】本発明において配合する水の量は、例えば
水硬性セメントの水和反応または水蒸気オートクレーブ
養生中の反応に必要な水の量から理論上導かれる。ま
た、高性能減水剤を用いることにより上記理論上導かれ
る必要な水の量を減らすことも可能である。したがっ
て、本発明において配合する水の量は、必ずしも一定の
値若しくは範囲に限定されるものではないが、本発明者
等が種々研究・実験した結果、水硬性セメントと微粉末
石英の合計量（本実施形態では、ポルトランドセメント
と消石灰と石膏と微粉末石英の合計量）１００重量部に
対して、１．１重量部の高性能減水剤と、２６重量部の
水を配合するとき、上記諸材料の練混ぜが良好に行え尚
且つ耐熱・高強度コンクリートとして最も適した物性を
示すことが知見された。ただし、本発明において配合す
る水の量がこの値に限定されるものではない。

【００２８】高性能減水剤とは、減水剤よりも高性能を
もつ減水剤という意味で、例えば、セメント粒子の水
中における分散効果が大きく、コンクリートの減水率が
プレーンコンクリートに比し３０％前後に及ぶ、連行
空気量が少ない（１〜２％）、凝結遅延性が少ないな
どの特性を有するものである。高性能減水剤を添加する
ことにより、練混ぜ水量を低減すると共に、流動性が良
好となって各粉体材料を均一に撹拌することが可能とな
る。特に、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を用いたと
き、耐熱・高強度コンクリートとして適した物性を示す
ことが知見された。高性能減水剤の添加量は、ポルトラ
ンドセメントと消石灰と石膏と微粉末石英の合計量１０
０重量部に対して、１．１重量部が最適である。高性能
減水剤は非常に高価である一方、高性能減水剤を１．１
重量部より増量したことによる効果も飛躍的ではないこ
とから、費用対効果の観点から適当でないからである。
また、高性能減水剤の過剰添加によりコンクリートの硬
化不良をもたらす虞もあるからである。ただし、過剰添
加とならない範囲で、高性能減水剤を１．１重量部より
多く用いて練混ぜ水量をさらに低減することも可能であ
る。

【００２９】ポルトランドセメントの種類は、普通型、
早強型、超早強型など多岐に亘るが、本発明の耐熱・高
強度コンクリートに用いるポルトランドセメントが、そ
のいずれかに特に限定されるものではなく、適宜選択可
能である。例えば普通ポルトランドセメントは安価であ
り、コスト的に有利である。ポルトランドセメントは練
混ぜ時に水と接触して水和反応を生じ、これによりカル
シウム−シリカの水和体化合物と水酸化カルシウムが生
じる。

【００３０】消石灰（水酸化カルシウム）は、ポルトラ
ンドセメント中に含まれる水酸化カルシウムをさらに多
くする役割を果たし、微粉末石英（結晶性シリカ供給
源）との反応量を調整する役割を果たす。消石灰は、表
１に示したように５〜１２重量％の範囲で添加するのが
好適である。１２重量％より多いと圧縮強度および曲げ
強度が低下し、５重量％より少ないと必要な化学反応が
生じないことが、実験により知見されたからである。

【００３１】石膏は、ポルトランドセメントの凝結速度
を抑制する役割を果たす。また、本発明者等による実験
の結果から、石膏を添加してオートクレーブ養生を行う
ことで、カルシウムとシリカとの比率が異なる水和体化
合物の結晶であってカルシウム比率の高まった結晶が生
成されることが知見された。また、当該結晶が生成され
ることによりコンクリートの曲げ強度が高まることが知
見された。曲げ強度が高まったのは、石膏を添加した場
合としない場合とで結晶内の原子配列が異なったものと
なることが原因と推測される。石膏は、表１に示したよ
うに１〜５重量％の範囲で添加するのが好適である。５
重量％より多いと圧縮強度および曲げ強度が低下し、１
重量％より少ないと曲げ強度が低下することが、実験に
より知見されたからである。

【００３２】微粉末石英は、結晶性シリカの供給源とし
て添加される。微粉末石英の粒の大きさは、例えば平均
径１７μｍ程度、最大径が１００μｍ程度のものを用い
る。ただし、微粉末石英の粒の大きさがこの例に限定さ
れるものではない。例えば、上記よりも微粒の微粉末石
英を使用した場合、オートクレーブ養生時間を短縮でき
る、というメリットが推測される。微粉末石英は、表１
に示したように４０〜６０重量％の範囲で添加するのが
好適である。６０重量％より多い場合、４０重量％より
少ない場合のいずれも、圧縮強度および曲げ強度が低下
することが、実験により知見されたからである。

【００３３】ポルトランドセメントと、消石灰と、石膏
と、微粉末石英とは、これら諸材料の合計量が１００％
となるように、表１に示された範囲の中の任意の数値で
配合することができるが、更に表２に示すように、ポル
トランドセメントを４８重量％、消石灰を８．４重量
％、石膏を３．６重量％、微粉末石英を４０重量％配合
したときに、耐熱・高強度コンクリートとして最も適し
た物性を示すことが実験により知見された。

【表２】

【００３４】本発明の耐熱・高強度コンクリートは、例
えば、ポルトランドセメントと消石灰と石膏と微粉末石
英とを、表１に示された範囲の中の任意の数値（最も好
ましくは表２に示す数値）で合計量が１００％となるよ
うに配合し、且つ上記諸材料の合計量１００重量部に対
して、１．１重量部の高性能減水剤と、２６重量部の水
を配合して、混合・練混ぜし、硬化養生した後に、水蒸
気オートクレーブ養生を施し、更にその後に乾燥養生を
施すことにより製造される。

【００３５】ここで、上記配合比によれば、十分な流動
性が確保されるので、諸材料を混合・練混ぜした物を型
枠に流し込むに際して、当該流動物は型枠の隅々まで自
重で流れ込むが、練混ぜ時に取り込まれた空気（連行空
気）を追い出すために振動締固めを行うことが好まし
い。

【００３６】また、諸材料の混合・練混ぜ後には、硬化
養生を施すことが好ましい。硬化養生とは、コンクリー
ト打設後、コンクリートの硬化するまで、低温度、日
光、風雨および衝撃などから保護するとともに硬化中に
十分な湿気を保ちコンクリート表面のひび割れ等を防止
するための処理である。一般には養生温度としては１５
〜２５℃程度が望ましい。例えば硬化養生として、型枠
への打設後、湿空養生（湿潤養生、２０℃−相対湿度９
５％程度）を２４時間程度行うことが望ましい。ただ
し、湿空養生槽を用いるものに限定されず、コンクリー
トの表面が乾燥しないように濡れた布をかぶせるなどの
対策を施すことで、室内において養生することも可能で
ある。

【００３７】硬化養生後に、型枠から固化体を外し、既
知の又は新規の水蒸気オートクレーブ装置にて、水蒸気
オートクレーブ養生（高温高圧の蒸気養生）を行う。石
英は常温では特に反応し難い物質であるが、水蒸気オー
トクレーブ養生により、耐熱・高強度コンクリートを得
るための化学反応を強制的に起こさせる。水蒸気オート
クレーブ養生は、温度１８０℃前後、圧力１０気圧程度
の飽和蒸気下で、例えば６時間〜１８時間程度行うこと
が好ましい。養生時間が短いと必要な化学反応が十分に
行われず、一方養生時間が長時間に亘ると高温高圧下で
作動する水蒸気オートクレーブ装置の負担が大きいから
である。

【００３８】乾燥養生（乾燥処理）は、水蒸気オートク
レーブ養生の直後の固化体を、例えば６０℃−相対湿度
２０％程度の乾燥炉中に７日間程度放置することによっ
て行う。

【実施例】本発明の耐熱・高強度コンクリートの効果を
確認するべく、実際に耐熱・高強度コンクリートを製造
し、圧縮強度試験および曲げ強度試験を行った。

【００３９】先ず、耐熱・高強度コンクリートは次のよ
うに製造した。即ち、表２に示される諸材料を混合・練
混ぜした後に型枠に流し込み、また練混ぜ時に取り込ま
れた空気（連行空気）を追い出すために振動締固めを行
った。そして、型枠への打設後、湿空養生（２０℃−相
対湿度９５％）を２４時間行った。硬化後、型枠から固
化体を外し、水蒸気オートクレーブ装置にて１８０℃の
飽和蒸気下で水蒸気オートクレーブ養生を行った。この
際、養生時間として６時間と１８時間との二種類を設定
した。さらに、水蒸気オートクレーブ養生後に６０℃−
相対湿度２０％程度の乾燥炉中で７日間の乾燥養生を行
った。

【００４０】ここで、本実施例では、ポルトランドセメ
ントとして普通型を使用し、石膏は例えば焼き石膏を用
いた。また、微粉末石英は、平均径１７μｍのものを用
いた。なお、この微粉末石英の粒度測定分布結果では最
大径は１００μｍ程度であった。また、ポリカルボン酸
系の高性能減水剤（株式会社ポゾリス物産製商品名レ
オビルドＳＰ−８Ｓ）を用いた。型枠はＪＩＳＲ５
２０１準拠の３連モルタル供試体成形用型枠を使用し
た。圧縮強度試験および曲げ強度試験は、ＪＩＳＲ５
２０１に準拠して行った。

【００４１】上記に従って製造された耐熱・高強度コン
クリートについての、乾燥処理直後に行った圧縮強度試
験および曲げ強度試験の結果と、耐熱性評価のため１１
０℃の乾燥炉中に３ヶ月間曝した後に行った圧縮強度試
験および曲げ強度試験の結果との比較を表３に示す。な
お、試験体としての耐熱・高強度コンクリートとして、
水蒸気オートクレーブ養生時間が６時間のものと１８時
間のものとの二種類を用いた。

【表３】

【００４２】表３に示すように、乾燥処理直後の圧縮強
度および曲げ強度よりも、１１０℃中で３ヶ月間の暴露
を行なった後の方が高い強度値を示すことが確認され
た。即ち、熱による劣化は全く見られず、逆に材齢の進
行とともに強度特性、特に曲げ強度が向上することが確
認された。表３に示す値からも明らかなように、本発明
の耐熱・高強度コンクリートは、非常に強度が高い。特
に、曲げ強度の高さが特徴的である。この曲げ強度は、
実に既往の鋼繊維を使用した高強度コンクリートで示さ
れた曲げ強度値２５Ｎ／ｍｍ^２〜６０Ｎ／ｍｍ^２の範囲
に入る２５Ｎ／ｍｍ^２という高い値である。また、水蒸
気オートクレーブ養生時間が６時間でも十分な強度発現
性を得られることが確認された。

【００４３】以上のように本発明によれば、補強繊維を
添加せずとも高強度であり且つ高温環境下においても強
度低下を生じない耐熱・高強度コンクリート及びその製
造方法を実現することができた。この耐熱・高強度コン
クリートは、高温環境下（例えば１１０℃程度）で高強
度が必要とされるあらゆる分野に利用できる。高温環境
下のコンクリート構造物の設計を合理化するためには、
耐熱性を向上させることが必要と考えられるが、本発明
は、このような要求に対する一つの解を与える技術であ
り、極めて有用な技術である。

【００４４】また、本発明によれば、鋼繊維を使用しな
くて良いので、打設方向等の制約を受けることは無く、
自由な型枠形状に合わせて、耐熱・高強度コンクリート
を工場生産することが可能となる。

【００４５】さらに、本発明によれば、鋼繊維を使用し
ないことにより、海岸近傍で高温環境下に曝される環境
下で使用される場合においても、錆汁の流出等の腐食現
象を生じることはない。

【００４６】さらに、本発明によれば、鋼繊維を使用せ
ずとも、既往の鋼繊維を使用した高強度コンクリートで
示された曲げ強度値に匹敵する高い曲げ強度値を示すこ
とから、コンクリートの製造コストを低減する効果も得
られる。

【００４７】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能
である。

【００４８】例えば、高性能減水剤は、高度の減水によ
るコンクリートの強度強化・高密度化、流動性を与える
ことによる施工性の改善等の観点から、使用することが
好ましいのであるが、場合によっては使用しなくても良
い。この場合、水硬性セメントと微粉末石英の合計量
（上述の実施形態では、ポルトランドセメントと消石灰
と石膏と微粉末石英の合計量）１００重量部に対して、
３５〜３６重量部の水を配合するようにする。高価な高
性能減水剤を使用しないことにより、コンクリート製造
のコストダウンが図れる。

【００４９】また、本発明に用いる水硬性セメントは、
上述の実施形態のようにポルトランドセメントを用いる
ものに限定されない。例えば、アルミナセメントを利用
し、本発明効果を発現するには不足している水酸化カル
シウムと石膏とを当該アルミナセメントに添加し補うよ
うにして、本発明に用いる水硬性セメントを得るように
しても良い。また、本発明に用いる石膏は、上述の実施
例で用いた焼き石膏に限定されるものではなく、例えば
二水石膏の使用も可能である。

【００５０】また、諸材料の混合・練混ぜ後には、硬化
養生を施すことが好ましいが、場合によっては、硬化養
生を省略し、型枠に打設した直後に型枠と一緒にオート
クレーブ養生を施し、オートクレーブ養生の際にコンク
リートを硬化させるようにしても良い。また、上述の実
施形態では、水蒸気オートクレーブ養生の後に、乾燥養
生を施したが、場合によっては乾燥養生を省略しても良
い。この場合、コンクリート製造工程を短縮することが
できる。

【００５１】また、本発明の耐熱・高強度コンクリート
に係る原料として、表１および表２に示した物以外の物
を添加しても良い。例えば、場合によってはケイ砂や補
強繊維などを必要に応じて添加しても良い。ケイ砂を添
加することにより製造コストを下げることができる。ま
た、コンクリートの使用環境が海岸近傍でない場合等に
は、補強繊維を添加することにより強度を更に高めるこ
とができる。

【００５２】さらに、上述の実施形態では、耐熱・高強
度コンクリートを製造するため、水蒸気オートクレーブ
養生を施したが、場合によっては水蒸気オートクレーブ
養生を省略し、常温常圧下で耐熱・高強度コンクリート
を製造すること（換言すれば、耐熱・高強度コンクリー
トを現場打ちすること）も可能である。この場合、ポゾ
ラン（例えばフライアッシュやシリカフューム等）など
の非晶質シリカを添加することが有効である。

【００５３】例えば、５〜１２重量％の水酸化カルシウ
ムと４〜８重量％の石膏を含む水硬性セメントを４０〜
６０重量％、微粉末石英を１０〜２０重量％、非晶質シ
リカとしてポゾランを２０〜３０重量％の範囲で、合計
量が１００％となるように配合し、且つ必要な量の水
（例えば上記合計量１００重量部に対して１．１重量部
の高性能減水剤と２６重量部の水、高性能減水剤を用い
ない場合は、上記合計量１００重量部に対して３５〜３
６重量部の水）を配合するようにする。また、７重量％
の水酸化カルシウムと６重量％の石膏を含む水硬性セメ
ントを６０重量％、微粉末石英を２０重量％、非晶質シ
リカとしてポゾランを２０重量％配合し、且つ必要な量
の水を配合するとき、常温常圧下においても製造できる
耐熱・高強度コンクリートとして最も適した物性を示
す。ポゾランとしては、例えばフライアッシュが安価で
あり大量に入手可能であることから好適であり、微粉末
石英と同量程度添加することが好ましい。なお、水硬性
セメントとしては、上述の実施形態のように、ポルトラ
ンドセメントを利用したものであっても良いのは勿論で
ある。

【００５４】この場合、常温常圧下においてもポゾラン
（非晶質（ガラス性）シリカ）が水硬性セメントと反応
し、微粉末石英（結晶性シリカ）の場合とは異なるカル
シウム−シリカ水和体化合物の結晶であってやや不安定
な結晶を生成する。当該結晶も、コンクリートの強度発
現に寄与するものである。更に当該生成時における化学
反応熱によって、常温常圧では反応し難い微粉末石英が
水硬性セメントと反応し、上述の実施形態の場合と同様
のコンクリートの耐熱および高強度の両特性に寄与する
カルシウム−シリカ水和体化合物の結晶であってやや安
定した結晶を生成する。したがって、上記諸材料を混合
・練混ぜして得られる固化体を常温常圧で養生すること
で、耐熱・高強度コンクリートを製造することができ
る。即ち、常温常圧下においても、耐熱・高強度コンク
リートを製造することができる。これにより、工場のみ
ならず現場においても耐熱・高強度コンクリートを製造
することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の耐熱・高強度コンクリートによれば、補強繊維
を添加せずとも高強度であり且つ高温環境下においても
強度低下を生じない。この耐熱・高強度コンクリート
は、高温環境下（例えば１１０℃程度）で高強度が必要
とされるあらゆる分野に利用できる。高温環境下のコン
クリート構造物の設計を合理化するためには、耐熱性を
向上させることが必要と考えられるが、本発明は、この
ような要求に対する一つの解を与える技術であり、極め
て有用な技術である。

【００５６】また、本発明によれば、鋼繊維を使用しな
くて良いので、打設方向等の制約を受けることは無く、
自由な型枠形状に合わせて、耐熱・高強度コンクリート
を工場生産することが可能となる。加えて、本発明によ
れば、鋼繊維を使用しないことにより、海岸近傍で高温
環境下に曝される環境下で使用される場合においても、
錆汁の流出等の腐食現象を生じることはない。さらに、
本発明によれば、鋼繊維を使用せずとも、既往の鋼繊維
を使用した高強度コンクリートで示された曲げ強度値に
匹敵する高い曲げ強度値を示すことから、コンクリート
の製造コストを低減する効果も得られる。

【００５７】さらに、請求項２記載の耐熱・高強度コン
クリートにおける配合比によれば、耐熱・高強度コンク
リートとして最も適した物性を示す。

【００５８】さらに、請求項３記載の耐熱・高強度コン
クリートによれば、常温常圧下においても耐熱・高強度
コンクリートを製造することができる。

【００５９】さらに、請求項４記載の耐熱・高強度コン
クリートにおける配合比によれば、常温常圧下で製造で
きる耐熱・高強度コンクリートとして最も適した物性を
示す。

【００６０】さらに、請求項５または６記載の耐熱・高
強度コンクリートの製造方法によれば、水蒸気オートク
レーブ養生により、カルシウム−シリカ水和体化合物の
結晶が強制的に生成され、耐熱特性と高強度特性との両
特性を併せ持つ新規なコンクリートが確実に得られる。

【００６１】さらに、請求項７記載の耐熱・高強度コン
クリートの製造方法によれば、カルシウム−シリカ水和
体化合物の結晶の生成が十分に行われ、より確実に耐熱
特性と高強度特性との両特性を併せ持つコンクリートが
得られる。

【００６２】さらに、請求項８または９記載の耐熱・高
強度コンクリートの製造方法によれば、常温常圧下にお
いても耐熱・高強度コンクリートを製造することができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 14:06 Ｃ０４Ｂ 14:04 Ｃ 14:04） 111:20 111:20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】５〜１２重量％の水酸化カルシウムと４
〜８重量％の石膏を含む水硬性セメントを４０〜６０重
量％、微粉末石英を４０〜６０重量％の範囲で、合計量
が１００％となるように配合し、且つ必要な量の水を配
合してなることを特徴とする耐熱・高強度コンクリー
ト。
【請求項２】７重量％の水酸化カルシウムと６重量％
の石膏を含む水硬性セメントを６０重量％、微粉末石英
を４０重量％配合し、且つ必要な量の水を配合してなる
ことを特徴とする耐熱・高強度コンクリート。
【請求項３】５〜１２重量％の水酸化カルシウムと４
〜８重量％の石膏を含む水硬性セメントを４０〜６０重
量％、微粉末石英を１０〜２０重量％、非晶質シリカを
２０〜３０重量％の範囲で、合計量が１００％となるよ
うに配合し、且つ必要な量の水を配合してなることを特
徴とする耐熱・高強度コンクリート。
【請求項４】７重量％の水酸化カルシウムと６重量％
の石膏を含む水硬性セメントを６０重量％、微粉末石英
を２０重量％、非晶質シリカを２０重量％配合し、且つ
必要な量の水を配合してなることを特徴とする耐熱・高
強度コンクリート。
【請求項５】５〜１２重量％の水酸化カルシウムと４
〜８重量％の石膏を含む水硬性セメントを４０〜６０重
量％、微粉末石英を４０〜６０重量％の範囲で、合計量
が１００％となるように配合し、且つ必要な量の水を配
合して混合・練混ぜし、水蒸気オートクレーブ養生を施
すことを特徴とする耐熱・高強度コンクリートの製造方
法。
【請求項６】７重量％の水酸化カルシウムと６重量％
の石膏を含む水硬性セメントを６０重量％、微粉末石英
を４０重量％配合し、且つ必要な量の水を配合して混合
・練混ぜし、水蒸気オートクレーブ養生を施すことを特
徴とする耐熱・高強度コンクリートの製造方法。
【請求項７】上記水蒸気オートクレーブ養生を施した
後に、更に乾燥養生を施すことを特徴とする請求項５ま
たは６に記載の耐熱・高強度コンクリートの製造方法。
【請求項８】５〜１２重量％の水酸化カルシウムと４
〜８重量％の石膏を含む水硬性セメントを４０〜６０重
量％、微粉末石英を１０〜２０重量％、非晶質シリカを
２０〜３０重量％の範囲で、合計量が１００％となるよ
うに配合し、且つ必要な量の水を配合し混合・練混ぜし
て得られる固化体を常温常圧で養生することを特徴とす
る耐熱・高強度コンクリートの製造方法。
【請求項９】７重量％の水酸化カルシウムと６重量％
の石膏を含む水硬性セメントを６０重量％、微粉末石英
を２０重量％、非晶質シリカを２０重量％配合し、且つ
必要な量の水を配合し混合・練混ぜして得られる固化体
を常温常圧で養生することを特徴とする耐熱・高強度コ
ンクリートの製造方法。