JP2016141614A

JP2016141614A - 混合セメント、及び、混合セメントの組成物

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Publication number: JP2016141614A
Application number: JP2015021098A
Authority: JP
Inventors: 山田　守; Mamoru Yamada; 守山田; 橋本　康弘; Yasuhiro Hashimoto; 康弘橋本
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2016-08-08

Abstract

【課題】セメントの使用量を減らして、高炉スラグ微粉末等を加えた混合セメントについて、混合セメント、及び、混合セメントの組成物の品質の安定した供給の提供。【解決手段】３０．５〜３４重量部のセメントと、石膏を内添した６６〜６８重量部の高炉スラグ微粉末と、０〜１．５重量部のフライアッシュと、を有し、前記セメントと前記高炉スラグ微粉末と前記フライアッシュの合計が１００重量部となるように混合してプレミックス材とする混合セメント。前記セメントに水と細骨材と粗骨材とを混合した混合セメント組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、混合セメント、及び、混合セメントの組成物に関する。

従来、結合材を単一のセメントとした普通コンクリートの場合は、プラント毎にセメントと骨材と水とを混合して生コンクリートを製造しても、結合材が単一である故に、比較的安定した品質が確保できていた。

近年、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を加えて結合材を複数種とし、ＣＯ２の排出量の削減に配慮した混合セメントによるコンクリートのニーズが高まり、提案されている（例えば、特許文献1参照）。

特開２０１３−２０３６３６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を加えて結合材を複数種とした混合セメントとすると、材料由来による混合セメントの組成物のＣＯ２の排出量を下げることができる。しかしながら、混合セメントは、プラント毎に複数種の結合材を混合し、骨材と水を混合してモルタルやコンクリート等とした場合、特に、結合材の混合不良及び混合割合の計量のバラツキが生じ易く、さらに、プラントが異なると、同じ配合を目標としても、プラントの違いによる結合材の混合割合のバラツキが生じ易く、その結果、発現強度が一定にならず、品質の安定したモルタルやコンクリート等が供給できないという課題があった。

また、セメント量を減らし過ぎると、混合セメントの組成物の中性化や施工性の悪化が生じ、結果として、混合セメントの組成物の品質が安定しないという課題があった。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、混合セメント、及び、混合セメントの組成物の品質の安定した供給を可能とすることにある。

主たる本発明は、３０．５〜３４重量部のセメントと、石膏を内添した６６〜６８重量部の高炉スラグ微粉末と、０〜１．５重量部のフライアッシュと、を有し、前記セメントと前記高炉スラグ微粉末と前記フライアッシュの合計が１００重量部となるように混合してプレミックス材としたことを特徴とする混合セメントである。

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、混合セメント、及び、混合セメントの組成物の品質の安定した供給が可能となる。

JISで規定されるセメントの構成を説明するための説明図である。

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。

３０．５〜３４重量部のセメントと、石膏を内添した６６〜６８重量部の高炉スラグ微粉末と、０〜１．５重量部のフライアッシュと、を有し、前記セメントと前記高炉スラグ微粉末と前記フライアッシュの合計が１００重量部となるように混合してプレミックス材としたことを特徴とする混合セメント。

かかる混合セメントによれば、通常のプラントよりも混合性能、計量精度の高い設備で混合セメントがプレミックス材とされることにより、より品質の安定した低セメントの混合セメントの供給が可能となる。また、セメントが３０.５重量部以上であり、セメント量を過度に減らしていないので、コンクリート等の中性化や施工性の悪化が生じ難く、より品質の安定した低セメントの混合セメントの供給が可能となる。また、高炉スラグ微粉末は、石膏内添タイプと石膏非内添タイプとがあるが、石膏内添タイプとすることにより、より品質の安定したプレミックス材となる。

次に、上記混合セメントに水と細骨材と粗骨材とを混合したことを特徴とする混合セメントの組成物。

かかる混合セメントの組成物によれば、通常のプラントよりも混合性能、計量精度の高い設備で混合セメントがプレミックス材とされることにより、より品質の安定した低セメントの混合セメントの組成物が供給可能となる。また、セメントが３０.５重量部以上であり、セメント量を過度に減らしていないので、混合セメントの組成物の中性化や施工性の悪化が生じ難く、より品質の安定した低セメントの混合セメントの組成物が供給可能となる。また、高炉スラグ微粉末は、石膏内添タイプと石膏非内添タイプとがあるが、石膏内添タイプとすることにより、より品質の安定した混合セメントの組成物となる。

＝＝＝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、さらに詳しく説明する。

本実施の形態においては、混合セメントに、セメント、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ等が含まれている。また、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、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、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（高炉スラグ微粉末、フライアッシュ）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。

一方で、セメントの使用量を過度に減らさないようにした。セメント量を減らし過ぎると、コンクリートの中性化や施工性の悪化が生じ、コンクリートの品質が安定しなくなるため、当該品質を損なわない程度にセメントの使用量を確保した。

このように、本実施の形態では、以下に示すように、ＣＯ２を極力低減しつつコンクリートの中性化や施工性の悪化が適切に抑えられるプレミックス材（混合セメント）の開発を行った。

表１は、本実施の形態で使用したセメントの詳細である。本実施の形態では、セメントとして、普通ポルトランドセメントを使用している。

表２は、本実施の形態で使用した高炉スラグ微粉末の詳細である。

表３は、本実施の形態で使用したフライアッシュの詳細である。

以上のセメントと高炉スラグ微粉末を表４で示す割合で混合（又は、これらにフライアッシュをさらに混合）して、本実施の形態に係るプレミックス材（混合セメント）を製造する。

そして、このプレミックス材に水、細骨材、粗骨材、混和剤を混ぜて、本実施の形態に係るコンクリートを構成した。当該コンクリートの使用材料を表５に示す。ただし、使用材料は、JIS A 5308に適合するものとする。

そして、このコンクリートの基礎性状（フレッシュ性状、硬化性状）を試験により確認した。表６に、コンクリートの配合条件を示す。

表７に、コンクリートの製造方法を示す。

試験項目を表８に、供試体概要を表９に、試験組み合わせを表１０に、それぞれ示す。なお、試験体作製時から標準水中養生までの期間（２０日）は、２０℃程度の環境に封かんにして静置する。

試験結果は、以下の通りである。表１１は、本実施の形態に係る調合を表に纏めたものである。

表１２に、フレッシュ性状の試験結果を示す。

表１３に、圧縮強度と静弾性係数の試験結果を示す。

表１２及び表１３から明らかな通り、本実施の形態に係るプレミックス材を用いたコンクリートは、適切な基礎性状を備えている。

近年、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を加えて結合材を複数種とし、ＣＯ２の排出量の削減に配慮した混合セメントによるコンクリートのニーズが高まり、提案されている。

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を加えて結合材を複数種とした混合セメントとすると、材料由来によるコンクリートのＣＯ２の排出量を下げることができる。しかしながら、混合セメントは、プラント毎に複数種の結合材を混合し、骨材と水を混合してコンクリートとした場合、特に、結合材の混合不良及び混合割合の計量のバラツキが生じ易く、さらに、プラントが異なると、同じ配合を目標としても、プラントの違いによる結合材の混合割合のバラツキが生じ易く、その結果、発現強度が一定にならず、品質の安定したコンクリートが供給できないという課題があった。

また、セメント量を減らし過ぎると、コンクリートの中性化や施工性の悪化が生じ、結果として、混合セメントの組成物の品質が安定しないという課題があった。

そこで、本実施の形態においては、セメントを３４重量部以下に抑えて、抑えた分を高炉スラグ微粉末やフライアッシュで代替した。そのため、セメントの使用量が減少し、コンクリートのＣＯ２の排出量を下げることができる。

また、混合物をプレミックス材としたため、通常のプラントよりも混合性能、計量精度の高い設備で混合物がプレミックス材とされ、結合材の混合不良及び混合割合の計量のバラツキが生じ難くなる。そのため、品質の安定した混合セメント及びコンクリートの供給が可能となる。

また、セメントを３０.５重量部以上とし、セメント量を過度に減らしていないので、コンクリートの中性化や施工性の悪化が生じ難く、より品質の安定した混合セメント及びコンクリートの供給が可能となる。

また、高炉スラグ微粉末は、石膏内添タイプと石膏非内添タイプとがあるが、石膏内添タイプとすることにより、より品質の安定したプレミックス材となる。

＝＝＝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。

＜＜＜態様１＞＞＞
３０．５〜３４重量部のセメントと、石膏を内添した６６〜６８重量部の高炉スラグ微粉末と、０〜１．５重量部のフライアッシュと、を有し、前記セメントと前記高炉スラグ微粉末と前記フライアッシュの合計が１００重量部となるように混合してプレミックス材とした混合セメントに水を混合したことを特徴とする混合セメントの組成物。

かかる混合セメントの組成物として、セメントペーストを挙げることができる。かかる混合セメントの組成物（セメントペースト）によれば、通常のプラントよりも混合性能、計量精度の高い設備で混合セメントがプレミックス材とされることにより、より品質の安定した低セメントの混合セメントの組成物が供給可能となる。また、セメントが３０.５重量部以上であり、セメント量を過度に減らしていないので、混合セメントの組成物の中性化や施工性の悪化が生じ難く、より品質の安定した低セメントの混合セメントの組成物が供給可能となる。また、高炉スラグ微粉末は、石膏内添タイプと石膏非内添タイプとがあるが、石膏内添タイプとすることにより、より品質の安定した混合セメントの組成物となる。

＜＜＜態様２＞＞＞
３０．５〜３４重量部のセメントと、石膏を内添した６６〜６８重量部の高炉スラグ微粉末と、０〜１．５重量部のフライアッシュと、を有し、前記セメントと前記高炉スラグ微粉末と前記フライアッシュの合計が１００重量部となるように混合してプレミックス材とした混合セメントに水と細骨材を混合したことを特徴とする混合セメントの組成物。

かかる混合セメントの組成物として、モルタルを挙げることができる。かかる混合セメントの組成物（モルタル）によれば、通常のプラントよりも混合性能、計量精度の高い設備で混合セメントがプレミックス材とされることにより、より品質の安定した低セメントの混合セメントの組成物が供給可能となる。また、セメントが３０.５重量部以上であり、セメント量を過度に減らしていないので、混合セメントの組成物の中性化や施工性の悪化が生じ難く、より品質の安定した低セメントの混合セメントの組成物が供給可能となる。また、高炉スラグ微粉末は、石膏内添タイプと石膏非内添タイプとがあるが、石膏内添タイプとすることにより、より品質の安定した混合セメントの組成物となる。

＜＜＜態様３＞＞＞
３０．５〜３４重量部のセメントと、石膏を内添した６６〜６８重量部の高炉スラグ微粉末と、０〜１．５重量部のフライアッシュと、を有し、前記セメントと前記高炉スラグ微粉末と前記フライアッシュの合計が１００重量部となるように混合してプレミックス材とした混合セメントであって、前記セメントは、クリンカーと石膏と混合成分とからなり、前記セメントの混合成分と前記フライアッシュの合量は、前記セメントと前記フライアッシュと前記高炉スラグ微粉末に内添した石膏の合量に対し質量で５％以下であることを特徴とする混合セメント。

当該態様３について、図１を用いて説明する。図１は、JISで規定されるセメントの構成を説明するための説明図である。ここでは、図１の混合セメント（JIS規格については、JIS R 5211 高炉セメントが該当）に着目する。注２）に記載されているように、JIS R 5211においては、混合成分には、主混合材を含まず、また、その混合量は、クリンカー、石膏、混合成分の合量に対し質量で５％以下でなければならないとしている。本実施の形態においては、フライアッシュが含まれ高炉スラグ微粉末に石膏が内添されているため、注２）の「混合量」は、セメントの混合成分とフライアッシュの合量となる。また、注２）の「クリンカー、石膏、混合成分の合量」は、セメントとフライアッシュと高炉スラグ微粉末に内添した石膏の合量となる。

そのため、セメントの混合成分とフライアッシュの合量が、セメントとフライアッシュと高炉スラグ微粉末に内添した石膏の合量に対し質量で５％以下であることとすれば、混合セメントをJIS規格に則ったものとすることができる。JIS規格は、品質を保証するものであるから、混合セメントをJIS規格に則ったものとすることにより、より一層品質の安定した混合セメント及びコンクリートの供給が可能となる。

Claims

３０．５〜３４重量部のセメントと、石膏を内添した６６〜６８重量部の高炉スラグ微粉末と、０〜１．５重量部のフライアッシュと、を有し、前記セメントと前記高炉スラグ微粉末と前記フライアッシュの合計が１００重量部となるように混合してプレミックス材としたことを特徴とする混合セメント。
請求項１に記載の混合セメントに水と細骨材と粗骨材とを混合したことを特徴とする混合セメントの組成物。