JP2016132587A - セメント組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】セメント組成物の強度を向上させることにある。
【解決手段】セメントと高炉スラグ微粉末とを有する結合材と、骨材と、水と、を有するセメント組成物であって、前記セメントの単位セメント量を９０〜１４２ｋｇ／ｍ³としたことを特徴とする。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、セメント組成物に関する。

一般にセメント組成物は、水、セメント、骨材などを混練して製造されている（例えば、特許文献１参照）。この中でセメントはその製造時における二酸化炭素（ＣＯ２）排出量が多い材料であり、環境の観点からすると、環境負荷低減に配慮したとは言いがたい材料である。

特許第３８４４４５７号公報

セメントの使用量を減らし、その代替として高炉スラグ微粉末等の量を多くすると、材料由来によるセメント組成物のＣＯ２の排出量を下げることができる。しかしながら、この場合、セメントの使用量を減らすことにより、セメント組成物の強度が低下するおそれがある。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、セメント組成物の強度を向上させることにある。

主たる本発明は、セメントと高炉スラグ微粉末とを有する結合材と、骨材と、水と、を有するセメント組成物であって、
前記セメントの単位セメント量を９０〜１４２ｋｇ／ｍ³としたセメント組成物である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、セメント組成物の強度を向上させることが可能となる。

比較例に係るコンクリートの各種データを示した図である。 本件例に係るコンクリートの各種データを示した図（その１）である。 本件例に係るコンクリートの各種データを示した図（その２）である。 本件例に係るコンクリートの各種データを示した図（その３）である。 本件例に係るコンクリートの各種データを示した図（その４）である。 本件例に係るコンクリートの各種データを示した図（その５）である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。

セメントと高炉スラグ微粉末とを有する結合材と、骨材と、水と、を有するセメント組成物であって、
前記セメントの単位セメント量を９０〜１４２ｋｇ／ｍ³としたセメント組成物。

かかる場合には、セメント組成物の強度を向上させることが可能となる。

＝＝＝本実施の形態について＝＝＝
本実施の形態について、以下において、図１乃至図２Ｅを用いて、詳しく説明する。
本実施の形態においては、セメント組成物として、水、セメント、細骨材、粗骨材等を含んで構成されるコンクリートを例に挙げて説明する。

本実施の形態では、ＣＯ２排出量の多いセメントの使用量を減らし、セメントの代替材料としてＣＯ２排出量が少ない混和材（結合材）を使用するようにした。このように、セメントの使用量を極力減らすことで、コンクリート製造時のＣＯ２の排出量を削減することが可能となる。しかしながら、セメントの使用量が少なくなることによってコンクリートの強度が低下する虞がある。そこで、本実施の形態では以下に示すように、ＣＯ２を極力低減しつつ適切な強度を備えた材料構成のコンクリートの開発を行った。

図１は、比較例に係るコンクリートの各種データを示した図である。図２Ａ乃至図２Ｅは、本件例に係るコンクリートの各種データを示した図である。

図１には、Ｎｏ.１からＮｏ.４までの４個のサンプルが表されている。図２Ａには、Ｎｏ.１からＮｏ. ２０までの２０個のサンプルが表されている。図２Ｂには、Ｎｏ. ２１からＮｏ.３６までの１６個のサンプルが表されている。図２Ｃには、Ｎｏ.３７からＮｏ.５２までの１６個のサンプルが表されている。図２Ｄには、Ｎｏ.５３からＮｏ.７２までの２０個のサンプルが表されている。図２Ｅには、Ｎｏ.７３からＮｏ.９０までの１８個のサンプルが表されている。

なお、図２Ａ乃至図２Ｅにおいては、実験１から実験２０が示され、各実験に対して複数のサンプルがある。これは、当該複数のサンプルが、同一のプラント（Plant）にて同一の時期（３つの時期、すなわち、標準期（春期、秋期）、夏期、冬期のいずれか）に採られたことを意味する。例えば、実験１に属するＮｏ.１からＮｏ.５までの５個のサンプルは、同一のプラント（Plant）にて同一の時期に採られたものである。

なお、図１のＮｏ.１からＮｏ.４までの４個のサンプルの中には、同一のプラント（Plant）にて同一の時期に採られたものはない。Ｎｏ．２とＮｏ.３のサンプルについては、σ２８（標準養生２８日圧縮強度）以外のデータが同じであるのに、σ２８の値が異なっているが、これは、データ取得時期が異なるためである。

本件例及び比較例に係るコンクリートは、水（Ｗ）、結合材としてのセメント（Ｃ）及び高炉スラグ微粉末（ＢＳ）、骨材としての細骨材（Ｓ１、Ｓ２）及び粗骨材（Ｇ１、Ｇ２）、混和剤を有している。そして、水（Ｗ）、セメント（Ｃ）、高炉スラグ微粉末（ＢＳ）、細骨材（Ｓ１、Ｓ２）、粗骨材（Ｇ１、Ｇ２）の単位量（ｋｇ／ｍ³）が、図に記されている。

ここで、比較例に係るコンクリートと本件例に係るコンクリートの相違点について説明すると、本件例に係るコンクリートの方が比較例に係るコンクリートよりもセメントの単位量の値が大きくなっている。つまり、比較例のセメントの単位量は７９〜８１ｋｇ／ｍ³であるのに対し、本件例のセメントの単位量は９０〜１４２ｋｇ／ｍ³となっている。

なお、本件例及び比較例のいずれのサンプルにおいても、セメント（Ｃ）の高炉スラグ微粉末（ＢＳ）に対する比を１／３としている。つまり、どのコンクリートにおいても、セメントを２５重量部とし、高炉スラグ微粉末を７５重量部として、結合材を１００重量部としている。

また、細骨材Ｓ１、細骨材Ｓ２とあるのは、２種類の細骨材が混合されていることを意味する。細骨材Ｓ１、細骨材Ｓ２がどの種類の細骨材であるかについては、図の右側に記載されている。例えば、図２Ａに示すように、実験１、２に属するＮｏ.１からＮｏ.１０までの１０個のサンプルにおいては、細骨材Ｓ１が山砂であり、細骨材Ｓ２が石灰砕砂である。

なお、図１及び図２Ａに示すように、比較例に係るサンプルＮｏ.２及びＮｏ.３と、本件例に係る実験３、４に属するサンプルＮｏ.１１〜Ｎｏ.２０においては、細骨材Ｓ１のみであり、細骨材Ｓ２が存在しない。しかしながら、細骨材Ｓ１が、山砂＋石灰砕砂となっていることからも分かるように、これらのサンプルにおいても、細骨材として山砂と石灰砕砂が混合されたものを使用している。これらのサンプルにおいては、予め山砂と石灰砕砂が混合されたもの（混合砂）を用いている関係上、山砂、石灰砕砂の個別の単位量を取得できないため、当該混合砂を細骨材Ｓ１として記している。一方で、他のサンプルにおいては、細骨材Ｓ１と細骨材Ｓ２を各々準備し、それぞれの単位量を測ってから現場で混合している。

いずれにせよ、どのサンプルにおいても、山砂又は陸砂と石灰砕砂とを混合したものを細骨材として用いている。なお、山砂及び陸砂は天然骨材の一例であり、石灰砕砂はコンクリート用砕砂の一例である。そのため、どのサンプルにおいても、天然骨材とコンクリート用砕砂とを混合したものを細骨材として用いていると言える。

同様に、粗骨材Ｇ１、粗骨材Ｇ２とあるのは、２種類の粗骨材が混合されていることを意味する。粗骨材Ｇ１、粗骨材Ｇ２がどの種類の粗骨材であるかについては、図の右側に記載されている。例えば、実験５〜７に属するＮｏ.２１からＮｏ.３３までの１３個のサンプルにおいては、粗骨材Ｇ１が硬質砂岩砕石であり、粗骨材Ｇ２が石灰砕石である。

なお、粗骨材Ｇ１、粗骨材Ｇ２の双方とも石灰砕石となっているものがあるが、これは産地が異なる２種類の石灰砕石を混合して用いているため、各々の石灰砕石を粗骨材Ｇ１、粗骨材Ｇ２として記している。また、細骨材のケースとは異なり、１種類の粗骨材Ｇ１のみ（石灰砕石のみ）を使用したサンプルも存在している。

いずれにせよ、どのサンプルにおいても、石灰砕石か、石灰砕石と硬質砂岩砕石とを混合したものを粗骨材として用いている。なお、石灰砕石も硬質砂岩砕石もコンクリート用砕石の一例であるため、どのサンプルにおいても、コンクリート用砕石を粗骨材として用いていると言える。

また、本件例及び比較例に係るコンクリートにおいては、混和剤（化学混和剤）として、高性能ＡＥ減水剤とＡＥ減水剤のいずれかが用いられている。図においては、高性能ＡＥ減水剤を使用した場合にＳＰと、ＡＥ減水剤を使用した場合に、ＡＥと記している。

また、Ｗ／Ｂは、水結合材比（単位はパーセント）、Ｓ／ａは、細骨材率（単位はパーセント）を表している。水結合材比は、水の結合材（セメント及び高炉スラグ微粉末）に対する重量比であるのに対し、細骨材率は、細骨材の骨材全体に対する容積比である。

また、σ２８（単位はＮ／ｍｍ²）は、標準養生２８日圧縮強度を表している。標準養生２８日圧縮強度試験においては、φ１００*２００ｍｍの供試体を作成して水中養生後、JIS A 1108(BS EN 206)に準じて材齢２８日の２０℃の圧縮強度を測定する。

本件例及び比較例の双方において、水（Ｗ）、結合材としてのセメント（Ｃ）及び高炉スラグ微粉末（ＢＳ）、骨材としての細骨材（Ｓ１、Ｓ２）及び粗骨材（Ｇ１、Ｇ２）、混和剤を用いてコンクリートを製造する前に、図に記載された各単位量、水結合材比、細骨材率のデータを取得した。そして、コンクリートを製造し、標準養生２８日圧縮強度試験を実施することにより、図に記載された標準養生２８日圧縮強度データを取得した。

そして、図から明らかなように、本件例に係るコンクリートの方が、比較例に係るコンクリートよりも、高い圧縮強度を備えている。つまり、比較例の標準養生２８日圧縮強度が２８．１〜２９．８Ｎ／ｍｍ²であるのに対し、本件例の標準養生２８日圧縮強度は３２．６〜８０．２Ｎ／ｍｍ²となっている。

このように、本件例に係るセメント組成物（コンクリート）によれば、セメント組成物（コンクリート）の強度を向上させることが可能となる。

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

上記実施の形態においては、結合材としてセメント及び高炉スラグ微粉末を例に挙げたが、他の材料が含まれている場合であってもよい。例えば、シリカフュームやフライアッシュをさらに含む結合材を排除するものではない。

また、上記実施の形態においては、混和剤（化学混和剤）として高性能ＡＥ減水剤やＡＥ減水剤を例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、減水剤、高性能減水剤の使用を排除するものではない。

Claims (1)

1. セメントと高炉スラグ微粉末とを有する結合材と、骨材と、水と、を有するセメント組成物であって、
   前記セメントの単位セメント量を９０〜１４２ｋｇ／ｍ³としたセメント組成物。

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