JP2005306633A - セメント硬化物の製造方法およびそれを用いたセグメント - Google Patents

Abstract

【課題】 セメント硬化物の製造方法およびそれを用いたセグメントにおいて、比較的少量の単位セメント量であっても、蒸気養生温度を低くして養生時間を短縮することができ、かつ脱型強度に優れるようにする。
【解決手段】 セメント１、水４、早強型膨張材２、混和材料３および骨材５に亜硝酸カルシウムを含む亜硝酸塩水溶液６を添加し、亜硝酸カルシウムとの共存して混練される時間が１時間未満となるように高性能減水剤７を添加して、混練工程１００を行い、運搬・排出、打設、養生、脱型の各工程を順次行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、セメント硬化物の製造方法およびそれを用いたセグメントに関する。例えば、ボックスカルバート、擁壁、水槽、側溝、ヒューム管、ＲＣセグメントなどセメント２次製品工場で製造されるようなセメント硬化物の製造方法およびそれを用いて製造したセグメントに関する。

従来、土木・建築資材として、セメント、水、骨材および混和材料が混練され、所定の型枠に流し込んで、所定形状で硬化された後、脱型されるモルタルおよびコンクリート製品（以下、これらをセメント硬化物と称する）が広く用いられている。例えば、シールド工法に用いられるコンクリートセグメントはその一例である。
このようなセメント硬化物を製造する場合、型枠に打設する際の作業効率と、打設後の硬化養生時間が製品コストを左右する。当然のことながら、所定の強度や寸法精度を満足することが必要であり、これらの要求性能を満足するために、セメント材質や混和材料の種々の提案が行われている。
またコンクリート製品では、蒸気養生温度を高くすることや蒸気養生時間を長くすることにより脱型強度を確保していた。しかし蒸気養生温度を高くすると、大型部材において脱型後の温度下降時にコンクリート表面にひび割れが発生するという問題があった。また、養生時間が長いと１つの型枠で１日１回しか製品を製造できず、また蒸気養生に要するエネルギー消費が多くなるといった問題があった。
これらの問題を解消する方策として、蒸気養生温度を低くし、養生時間を短縮するための方策として早強型膨張材をコンクリートに配合することが知られている。
例えば、特許文献１にはポルトランドセメントまたは混合セメント１００重量部に対して所定組成のクリンカ粉砕物３〜３０重量部とセメント硬化促進物質０〜１０重量部とを含む早強性セメント組成物が記載されている。セメント硬化促進物質としては、亜硝酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄、トリエタノールアミンを用いた実施例が記載されている。
特開２０００−２３３９５９号公報（第２−４頁）

しかしながら、上記のような従来のセメント硬化物の製造方法には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術によれば、早強型膨張材を使用して効果を見出すためには、少なくとも単位セメント量が３００ｋｇ／ｍ^３以上、好ましくは４００ｋｇ／ｍ^３程度のセメント量が必要であった。
したがって、このような製造方法では、例えば塩害などに対する耐久性を向上するために高炉スラグ微粉末などの配合比を、例えばセメントと同量程度と比較的大きくする場合、所望の強度が得られないという問題があった。またセメント硬化促進物資についても同様に単位セメント量が少ない領域ではその促進効果が鈍る傾向にあるので養生時間が長くなるという問題があった。
また、結合材として高炉スラグ微粉末などを配合した場合、低水比では自己収縮によるひび割れが懸念されるという問題もあった。
また特許文献１には、セメント硬化促進物質として、亜硝酸カルシウムを用いることが示唆されているものの、実施例の記載がなく、上記の問題を解決できることの記載もなかった。一方金属塩である亜硝酸カルシウムは潮解性が高く、あらかじめ早強型膨張材やセメントと混合して共存させておくことは不可能であったから、特許文献１に記載の製造方法では亜硝酸カルシウムのセメント硬化促進効果を検証することは困難であった。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、比較的少量の単位セメント量であっても、蒸気養生温度を低くして養生時間を短縮することができ、かつ脱型強度に優れるセメント硬化物の製造方法およびそれを用いたセグメントを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、セメント、水および骨材に混和材料を添加し、それらを混練してセメント流動体を形成し、該セメント流動体を型枠に流し込んで硬化させてから脱型するセメント硬化物の製造方法であって、前記混和材料に少なくとも亜硝酸カルシウム、早強型膨張材、および高性能減水剤が含まれ、かつ前記亜硝酸カルシウムと前記高性能減水剤とが共存して混練される時間が１時間未満となるように添加する方法とする。
この発明によれば、亜硝酸カルシウムと高性能減水剤とが共存して混練される時間が１時間未満となるようにするので、亜硝酸カルシウムと高性能減水剤との化学反応の進行が抑制され、亜硝酸カルシウムがセメント硬化物質として効率的に作用する。その結果、低養生温度、短養生時間で硬化させることができ作業効率を向上できる。特に、比較的高配合比、例えば単位セメント量と同量程度の高炉スラグ微粉末などの混和材が含まれている場合にも短い養生時間で脱型できるので、耐久性の高いセメント硬化物の製造効率を向上できる。

なお、亜硝酸カルシウムと高性能減水剤とが共存する時間が短いほど、亜硝酸カルシウムが効率的に作用する。そのため、共存して混練される時間は短い方が好ましい。すなわち、共存して混練される時間が、３０分未満であればより好ましい。また、同じく１０分未満であればさらに好ましい。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のセメント硬化物の製造方法において、前記セメント流動体を形成する際、前記高性能減水剤を除く混和材料が予め前記セメント、水および骨材に添加されて混練され、前記高性能減水剤がその後から添加される方法とする。
この発明によれば、高性能減水剤を除く混和材料が予めセメント、水および骨材に添加されて混練され、高性能減水剤をその後から添加するので、亜硝酸カルシウムの作用を損なうことなく混練することができ、その後打設前に高性能減水剤を添加することにより、セメント流動体の流動性を改善して効率的な打設を行うことができる。

請求項３に記載の発明では、セグメントにおいて、請求項１または２に記載のセメント硬化物の製造方法を用いて製造する。
この発明によれば、請求項１または２に記載のセメント硬化物の製造方法を用いるので、請求項１または２に記載の発明と同様の作用効果を備える。

本発明のセメント硬化物の製造方法によれば、高性能減水剤と亜硝酸カルシウムとの化学反応を抑制することができるので、蒸気養生温度を低減して、短い養生時間で良好な脱型強度を達成できるからセメント硬化物の生産効率を向上することができるという効果を奏する。
また本発明のセメント硬化物の製造方法を用いたセグメントによれば、高耐久性を得るために高炉スラブ微粉末などの混和材を多く含む配向比であっても、生産効率よく製造されるので、高品質のセグメントを安価に得ることができるという効果を奏する。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。すべての図面おいて、実施形態が異なる場合でも、同一または相当する部材、工程などには同一符号を付し、説明を省略する。

本発明の実施形態に係るセメント硬化物について説明する。
本実施形態のセメント硬化物は、セメント、水および骨材に混和材料を添加し、それらを混練してセメント流動体を形成し、そのセメント流動体を型枠に流し込んで硬化させてから脱型して製造するモルタルまたはコンクリート製品であり、混和材料に少なくとも亜硝酸カルシウム、早強型膨張材、および高性能減水剤が含まれる。

セメントは、ポルトランドセメントが採用できる。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、高炉セメント、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどが採用できる。
水は、水道水が使用できる。
骨材は、必要に応じて細骨材、粗骨材を用いることができる。細骨材としては、陸砂、川砂、砕砂、海砂、スラグ細骨材、軽量細骨材、重量細骨材、再生細骨材またはこれらの混合細骨材が使用できる。また粗骨材としては、川砂利、山砂利、海砂利、砕石、スラグ粗骨材、軽量粗骨材、重量粗骨材、再生粗骨材またはこれらの混合粗骨材が使用できる。

混和材料としては、少なくとも亜硝酸カルシウム、早強型膨張材、および高性能減水剤が含まれる。そして、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石微粉末などの混和材を含むことが好ましい。また、強度・ワーカビリティを損なわない範囲で空気連行剤、抑泡剤、消泡剤、発泡剤、増粘剤、防錆剤、顔料などを混和材料としてもよい。
高炉スラグ微粉末などの混和材は、セメント硬化物の耐久性、例えば塩害に対する寿命など、を向上するために、単位セメント量と同量程度含むことが好ましい。

亜硝酸カルシウムは、亜硝酸塩水溶液の形態で、コンクリート練混ぜ時に水に置換えて添加できるようにしておく。

早強型膨張材は、石灰系膨張材に属するもので、生石灰を主成分とするものが採用できる。例えば、アリット、無水石膏、遊離石灰を主生成相として、三酸化イオウが０．５〜１０％、石灰が８０％以上含有する膨張性クリンカー鉱物が採用できる。
早強型膨張材の粉末度は、３０００〜５０００ｃｍ^２／ｇであることが好ましい。水和反応性を高めて初期の水和熱を高めるためには、３５００〜４５００ｃｍ^２／ｇであることがさらに好ましい。
なお、膨張性クリンカーとしてはアーウィン、無水石膏、遊離石灰を主成分としたものも用いてよい。

高性能減水剤は、メラミンスルフォン酸ホルムアルデヒド縮合物系、ナフタレンスルフォン酸ホルムアルデヒド高縮合物系、ポリカルボン酸エーテル系を採用できる。また、これらと同系の高性能ＡＥ減水剤であってもよい。

次に、本発明の実施形態に係るセメント硬化物の製造方法について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るセメント硬化物の製造方法について説明するための工程説明図である。
本実施形態のセメント硬化物の製造方法は、それぞれ所定配合量だけ計量されたセメント１、早強型膨張材２、例えば高炉スラグ微粉末などの混和材料３と、所定量の水４、骨材５をミキサに投入する。
そして、混練工程１００では、水の全量が所定配合量となるように水を置換した亜硝酸塩水溶液６として亜硝酸カルシウムを投入し、ミキサで練混ぜ、さらに高性能減水剤７を投入する。混練工程１００により、セメント流動体が形成される。ここで、亜硝酸カルシウムと高性能減水剤７とが共存して混練される時間は１時間未満となるようにする。
そして、セメント流動体の運搬・排出工程１０１を行い、型枠への打設工程１０２を開始する。
特に、セメント１に早強ポルトランドセメントを使用し、スランプロスが懸念される場合は、混練開始から打設終了までの時間を１時間未満とする。

打設終了後、例えば蒸気養生などにより適宜温度で養生工程１０３を行う。ただし、打設されたセメント流動体は膨張材の効果を発揮させるために、前置き養生時間を３０分以上置くことが望ましい。
そして、所定強度が発現するように所定時間の養生後、脱型工程１０４を行う。
以上の諸工程により、型枠による製品形状を有するモルタル、コンクリートなどのセメント硬化物が形成される。

混練工程１００におけるミキサは、例えば、生コンクリート製造工場で使用している強制２軸型、パン型、傾胴型などのミキサが使用できる。
運搬・排出工程の運搬手段についても通常の生コンクリートを運搬しているものであれば、どのような運搬手段を用いてもよい。

本実施形態のセメント硬化物の製造方法によれば、亜硝酸カルシウムを亜硝酸塩水溶液６の形態で所定量の水に置換して添加することで、セメント硬化物質として亜硝酸カルシウムを用いることが可能となる。
また、酸性を有する高性能減水剤７と亜硝酸カルシウムが共存して混練される時間を１時間未満とするので、亜硝酸カルシウムと高性能減水剤７との化学反応が抑制され、亜酸化カルシウムが有するセメント硬化物質としての作用が効率よく発揮される。後述する実施例で説明するように、発明者らが実験したところによれば、例えば２５０ｋｇ／ｍ^３以下の比較的少ない単位セメント量であって、例えば高炉スラグ微粉末などの混和材を同量程度含むような配合比でも、比較的短い養生時間と比較的低い蒸気養生温度で良好な脱型強度を発現し、格段に生産効率が向上した。また、優れたワーカビリティを発揮するために、打設工程１０２の作業効率にも優れていた。

本実施形態の変形例について説明する。
図２は、本発明の実施形態の変形例に係るセメント硬化物の製造方法について説明するための工程説明図である。
本変形例は、それぞれ所定配合量だけ計量されたセメント１、早強型膨張材２、例えば高炉スラグ微粉末などの混和材料３、骨材５をミキサに投入し、その後、亜硝酸塩水溶液６および高性能減水剤７を所定量の水４に混入したものを投入してから、ミキサでそれらを練混ぜる点が上記の実施形態と異なる。
その際、亜硝酸塩水溶液６と高性能減水剤７とが共存して練混ぜられる時間を１時間未満とするように、打設開始までの時間を考慮して、高性能減水剤７の混入タイミングを決めることは上記実施形態と同様である。
このような変形例によっても、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

実施例１について説明する。
本実施例の使用材料は、表１に示すように、セメント１（略号Ｃ）として、密度ρ＝３．１３ｇ／ｃｍ^３の早強ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）を用いた。骨材５としては、粗骨材（略号Ｇ）には、密度ρ＝２．６５ｇ／ｃｍ^３の砕石（茨城県岩間産）、細骨材（略号Ｓ）には、密度ρ＝２．６３ｇ／ｃｍ^３の砕砂（茨城県鹿島産）を用いた。
早強型膨張材２は、密度ρ＝３．２０ｇ／ｃｍ^３の太平洋マテリアル製太平洋Ｎ−ＥＸ（商品名）を用いた。
混和材料３としては、高炉スラグ微粉末（略号Ｆ）、および硬化促進剤（略号ＥＳ）を用いた。
高炉スラグ微粉末Ｆは、粉末度４０００ｃｍ^２／ｇ、密度ρ＝２．９０ｇ／ｃｍ^３の住金鹿島（株）製スミットメント（商品名）を用いた。
高性能減水剤７（略号ＭＴ）は、ポリカルボン酸系の花王（株）製マイティ２１ＬＶ（商品名）を用いた。
硬化促進剤である亜硝酸塩水溶液６は、亜硝酸カルシウム水溶液であるデンカグレース（株）製アーリーセット（商品名）を用いた。

＜使用材料＞

これら材料の配合比および蒸気養生温度を表２に示す。ただし、各配合量の単位は、ｋｇ／ｍ^３、表中のアルファベットは上記に記載の略号である。また略号Ｗ、Ｐは、それぞれ水、結合材を示す。また、蒸気養生温度は、特に断らない限り、蒸気養生最高温度の意味である（以下、他の実施例でも同じ）。
これらの配合は、セメントＣと高炉スラグ微粉末Ｆをそれぞれ同量の２１５ｋｇ／ｍ^３含み、早強型膨張材Ｎ−ＥＸと亜硝酸カルシウムＥＳの有無と、３種類の蒸気養生温度３５℃、４５℃、５５℃とを組み合わせた実験例となっている。
実験No.１は、本実施例の構成で、蒸気養生温度は３５℃の養生を行ったものである。
実験No.２は、早強型膨張材Ｎ−ＥＸと亜硝酸カルシウムＥＳをともに含まない点が本実施例と異なる構成で、蒸気養生温度を３５℃とした比較例１ａである。実験No.３は、比較例１ａに亜硝酸カルシウムＥＳを加えた構成で、蒸気養生温度を３５℃とした比較例２ａである。実験No.４は、比較例１ａの構成に早強型膨張材Ｎ−ＥＸを加えた構成で、蒸気養生温度を３５℃とした比較例３ａである。
実験No.５、６は、比較例１ａ、３ａの構成において、蒸気養生温度を４５℃とした比較例１ｂ、３ｂである。
実験No.７、８は、比較例１ａ、３ａの構成において、蒸気養生温度を５５℃とした比較例１ｃ、３ｃである。

＜コンクリート配合・調合＞

実験No.１〜８における混練工程１００は、各材料を表２の配合比とし、図２で説明した方法により行った。すなわち、各材料を１００Ｌ強制ミキサに４０Ｌ投入して練混ぜた。そして、搬送・排出工程１０１を行って、セメント流動体のスランプ、空気量、練上り温度を測定した。そして、セメント流動体を圧縮強度測定用テストピース型枠に打設した（打設工程１０２）。
実験No.１〜８では、高性能減水剤（ＭＴ）を投入してから、打設までの時間を２０分としている。
養生工程１０３では、前置き養生を３０分行ってから、それぞれの養生温度で５時間蒸気養生し、１時間かけて室温まで徐冷した。そして、脱型工程１０４を行った。
そして、脱型強度（圧縮強度）（Ｎ／ｍｍ^２）を材齢６．５時間、材齢１４日で測定した。それらの結果を表３に示す。

＜実験結果＞

表３に示すように、本実施例のセメント流動体では、スランプ、空気量とも良好でありワーカビリティに優れることが分かる。
また、本実施例のセメント硬化物は、３５℃と比較的低い蒸気養生温度で、６．５時間強度が、１７．８Ｎ／ｍｍ^２、１４日強度が６４．９Ｎ／ｍｍ^２ときわめて良好な値を示す。特に、６．５時間強度で、１５Ｎ／ｍｍ^２を上回るので、６．５時間以内に脱型することが可能となる。したがって、朝晩の２回の打設作業が可能となるから、１つの型枠で１日２回生産が可能となる。
一方、同じ蒸気養生温度において、亜硝酸カルシウムＥＳ、早強型膨張材Ｎ−ＥＸを用いない場合（比較例１ａ）、およびそれらの一方しか用いない場合（比較例２ａ、３ａ）では、６．５時間強度、１４日強度のいずれも実施例１の強度に及ばないことが分かる。特に、６．５時間強度で、もっとも高強度の比較例３ａでも、１１．６Ｎ／ｍｍ^２と１５Ｎ／ｍｍ^２を下回るので１日１回生産しかできないものである。

比較例１ｂ、３ｂ、１ｃ、３ｃによれば、早強型膨張材Ｎ−ＥＸと亜硝酸カルシウムＥＳと両方含まない場合でも蒸気養生温度を４５℃、５５℃とすることにより、実施例１と同等以上の脱型強度が得られることが分かる。しかし、その場合には、温度下降量が大きくなるので、特に大型部材などでは、温度下降時にひび割れが発生しやすくなる。

このように実施例１によれば、単位セメント量が２５０ｋｇ／ｍ^３以下であり、同量の高炉スラグ微粉末（粉末度４０００ｃｍ^２／ｇ）を含む流動性が良好なセメント流動体により、３５℃という低温の蒸気養生最高温度でも、材齢６．５時間強度で、１５Ｎ／ｍｍ^２という高強度を達成できた。そのため、高耐久性を有するセメント硬化物を１つの型枠で１日２回生産することができるものである。

実施例２について説明する。
本実施例は、表４に示すように、実施例１の材料のうち、骨材の産地のみが異なる材料を用いて、ＲＣセグメント（セグメント）を製造した実施例である。

＜使用材料＞

これら材料の配合比および蒸気養生温度を表５に示す。

＜コンクリート配合・調合＞

各実験例の主な配合について簡単に説明する。
実験No.２−１〜５に用いるセメント流動体の配合は、セメントＣと高炉スラグ微粉末Ｆとをそれぞれ同量、１９２ｋｇ／ｍ^３含み、早強型膨張材Ｎ−ＥＸが４５ｋｇ／ｍ^３配合されている。
実験No.２−６に用いるセメント流動体の配合は、セメントＣと高炉スラグ微粉末Ｆとをそれぞれ同量、１９５ｋｇ／ｍ^３含み、早強型膨張材Ｎ−ＥＸが４０ｋｇ／ｍ^３配合されている。
実験No.２−７〜９に用いるセメント流動体の配合は、セメントＣと高炉スラグ微粉末Ｆとをそれぞれ同量、２１５ｋｇ／ｍ^３含み、早強型膨張材Ｎ−ＥＸは配合されていない。
なおいずれ実験例も亜硝酸カルシウムＥＳは４．３ｋｇ／ｍ^３配合されている。

これらの実験は、上記の配合の下に、蒸気養生温度を変えて、材齢５時間の脱型強度を向上する条件と、ひび割れ発生を防止する条件とを検討したものである。
実験No.２−１〜５は、蒸気養生温度を、それぞれ３８℃、４３℃、４４℃、５０℃、５１℃とした例であり、それぞれ本実施例に係る実施例２ａ、２ｂ、２ｃと比較例４ａ、４ｂとなっている。
実験No.２−６の蒸気養生温度は４２℃であり、本実施例に係る実施例２ｄとなっている。
実験No.２−７〜９は、蒸気養生温度をそれぞれ４７℃、４８℃、５６℃とした例であり、それぞれ比較例５ａ、５ｂ、５ｃとなっている。

実験No.２−１〜９の混練工程１００は、各材料を表５の配合比とし、図２を参照して説明した方法により行った。すなわち、各材料を、１２００Ｌ強制２軸ミキサに８００Ｌ投入して練混ぜた。そして、搬送・排出工程１０１を行って、セメント流動体を圧縮強度測定用テストピース型枠と、ＲＣセグメント型枠とに打設した（打設工程１０２）。
実験No.２−１〜９では、高性能減水剤ＭＴを投入してから、打設までの時間を２０分としている。
養生工程１０３では、前置き養生を３０分行ってから、それぞれの養生温度で５時間蒸気養生し、１時間かけて室温まで徐冷した。そして、脱型工程１０４を行った。
そして、脱型強度（圧縮強度）（Ｎ／ｍｍ^２）を材齢５時間、材齢６．５時間で測定するとともに、ひび割れ発生の有無、寸法精度を検査した。それらの結果を表６に示す。
検査基準は、ひび割れについてはない場合を合格、寸法精度については±１ｍｍ以内の場合を合格とし、両方が合格の場合のみ合格とした。

＜実験結果＞

表６に示すように、比較例５も含む実験No.２−１〜９は、いずれも、６．５時間脱型強度は１５Ｎ／ｍｍ^２を達成しているが、比較例４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、５ｃでは、ひび割れ・寸法精度が否（不合格）となっている。
これに対して、実施例２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄでは、ひび割れ・寸法精度が合格となっている。すなわち、実施例２ａ、２ｂ、２ｃに共通する配合では、３８℃〜４４℃、実施例２ｄの配合では、４２℃でひび割れ・寸法精度が良好となっている。
さらに、実施例２ｃでは、５時間脱型強度が１７．２Ｎ／ｍｍ^２と１５Ｎ／ｍｍ^２を超える高強度が得られている。この場合は、５時間以内で脱型できるので、より生産効率を高めることができる。

このように実施例２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄによれば、単位セメント量が２５０ｋｇ／ｍ^３以下であり、同量の高炉スラグ微粉末（粉末度４０００ｃｍ^２／ｇ）を含む流動性が良好なセメント流動体により、４４℃以下という低温の蒸気養生最高温度でも、材齢６．５時間強度で、１５Ｎ／ｍｍ^２という高強度を達成できた。そのため、高耐久性を有するセグメントを１つの型枠で１日２回生産することができるものである。

実施例３について説明する。本実施例は、表４と同一材料を用いてＲＣセグメントを製造した例である。
これら材料の配合比および蒸気養生温度を表７に示す。

＜コンクリート配合・調合＞

各実験例の主な配合について簡単に説明する。
実験No.３−１、４、７、１０に用いるセメント流動体の配合は、セメントＣと高炉スラグ微粉末Ｆとをそれぞれ同量、２００ｋｇ／ｍ^３含み、早強型膨張材Ｎ−ＥＸが３０ｋｇ／ｍ^３配合されている。
実験No.３−２、５、８、１１に用いるセメント流動体の配合は、セメントＣと高炉スラグ微粉末Ｆとをそれぞれ同量、１９２ｋｇ／ｍ^３含み、早強型膨張材Ｎ−ＥＸが３７ｋｇ／ｍ^３配合されている。
実験No.３−３、６、９、１２に用いるセメント流動体の配合は、セメントＣと高炉スラグ微粉末Ｆとをそれぞれ同量、１９２ｋｇ／ｍ^３含み、早強型膨張材Ｎ−ＥＸが４５ｋｇ／ｍ^３配合されている。
なおいずれ実験例も亜硝酸カルシウムＥＳは４．３ｋｇ／ｍ^３配合されている。

これらの実験は、上記の配合の下に、蒸気養生温度を変えて、５時間での脱型強度を向上する条件と、ひび割れ・寸法精度を向上する条件とを検討したものである。
実験No.３−１〜３は、蒸気養生温度は４０℃であり、それぞれ本実施例に係る実施例３ａ、３ｂ、３ｃとなっている。
実験No.３−４〜６は、蒸気養生温度は４５℃であり、それぞれ本実施例に係る実施例３ｄ、３ｅと、比較例６ａとなっている。
実験No.３−７〜９は、蒸気養生温度は５０℃であり、それぞれ本実施例に係る実施例３ｆ、３ｇと、比較例６ｂとなっている。
実験No.３−１０〜１２は、蒸気養生温度は５５℃であり、それぞれ本実施例に係る実施例３ｈと、比較例７ａ、６ｃとなっている。

実験No.３−１〜１２の混練工程１００、運搬・排出工程１０１、打設工程１０２、養生工程１０３、脱型工程１０４は、各材料を表７の配合比とした他は、実施例２と同様に行った。
そして、脱型強度（圧縮強度）（Ｎ／ｍｍ^２）を材齢５時間、材齢７日で測定し、自由膨張量（×１０^−６）、拘束膨張量（×１０^−６）を測定し、寸法精度を検査した。それらの結果を表８に示す。
なお、自由膨張量、拘束膨張量の測定方法は、ＪＩＳ Ａ６２０２の方法により行った。また、寸法精度の検査基準は±１ｍｍ以内の場合を合格とした。
また、表８には記載しないが、これらの実験の範囲では、いずれも６．５時間強度は、１５Ｎ／ｍｍ^２を満足している。

＜実験結果＞

表８に示すように、蒸気養生温度が、４０℃の場合は、早強型膨張材Ｎ−ＥＸの配合量が３０〜４５ｋｇ／ｍ^３の範囲で、寸法精度が合格し（実施例３ａ、３ｂ、３ｃ）、同じく４５、５０℃の場合には、早強型膨張材Ｎ−ＥＸの配合量が３０〜３７ｋｇ／ｍ^３の範囲で、寸法精度が合格し（実施例３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ）、同じく５５℃の場合は、早強型膨張材Ｎ−ＥＸの配合量が３０ｋｇ／ｍ^３のとき寸法精度が合格している（実施例３ｈ）。

また蒸気養生温度が高く早強型膨張材Ｎ−ＥＸの配合量が多いほど、寸法精度が悪化している。特に、自由膨張量が２０００×１０^−６を超える場合には、寸法精度が不合格となっている（比較例６ａ、６ｂ、７ｃ、６ｃ）。さらに、蒸気養生温度が高くなれば、脱型時に温度下降が大きいために、ひび割れも発生する危険性が高い。
５時間後の脱型強度については、早強型膨張材の配合量に影響が少ないために、実施例３ｄ、３ｅのように早強型膨張材Ｎ−ＥＸの配合量を３０〜３７ｋｇ／ｍ^３とし、蒸気養生温度を４５℃程度とすることが、ひび割れ発生や寸法安定性の面から好ましい結果である。このとき、５時間脱型強度は１５Ｎ／ｍｍ^２以上となるから、より生産効率が向上できるものである。

このように実施例３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈによれば、単位セメント量が２５０ｋｇ／ｍ^３以下であり、同量の高炉スラグ微粉末（粉末度４０００ｃｍ^２／ｇ）を含む流動性が良好なセメント流動体により、４０〜５５℃以下の蒸気養生最高温度でも、ひび割れや寸法精度不良を起こすことなく、材齢５時間強度で、１４．６Ｎ／ｍｍ^２以上という高強度を達成できた。そのため、高耐久性を有する高品質のセグメントを１つの型枠で１日２回生産することができるものである。

本発明の実施形態に係るセメント硬化物の製造方法について説明するための工程説明図である。 本発明の実施形態の変形例に係るセメント硬化物の製造方法について説明するための工程説明図である。

符号の説明

１ セメント
２ 早強型膨張材
３ 混和材料
４ 水
５ 骨材
６ 亜硝酸塩水溶液（亜硝酸カルシウム）
７ 高性能減水剤
１００ 混練工程
１０１ 運搬・排出工程
１０２ 打設工程
１０３ 養生工程
１０４ 脱型工程

Claims (3)

1. セメント、水および骨材に混和材料を添加し、それらを混練してセメント流動体を形成し、該セメント流動体を型枠に流し込んで硬化させてから脱型するセメント硬化物の製造方法であって、
   前記混和材料に少なくとも亜硝酸カルシウム、早強型膨張材、および高性能減水剤が含まれ、
   かつ前記亜硝酸カルシウムと前記高性能減水剤とが共存して混練される時間が１時間未満となるように添加することを特徴とするセメント硬化物の製造方法。
2. 前記セメント流動体を形成する際、前記高性能減水剤を除く混和材料が予め前記セメント、水および骨材に添加されて混練され、前記高性能減水剤がその後から添加されることを特徴とする請求項１に記載のセメント硬化物の製造方法。
3. 請求項１または２に記載のセメント硬化物の製造方法を用いて製造したセグメント。

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