JP2017101421A - 階段部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は高い強度を有し、耐久性に優れた階段部材等を提供する。
【解決手段】本発明は、下記の特性及び含有率を有する（Ａ）セメント、（Ｂ）シリカフューム、及び（Ｃ）無機粉末と、最大粒径が１．２ｍｍ以下の骨材Ａ、高性能減水剤、消泡剤、及び水とを含むセメント組成物の硬化体からなる階段部材である。
（Ａ）セメント：５５〜６５体積％
（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が１５〜２５ｍ^２／ｇのシリカフューム：５〜２５体積％
（Ｃ）５０％体積累積粒径が０．８〜５μｍの無機粉末：１５〜３５体積％
（ただし、セメント、シリカフューム、及び無機粉末の含有率の合計は１００体積％である。）
【選択図】なし

Description

本発明は、耐久性に優れた階段部材とその製造方法に関する。

プレキャスト階段は、現場における労務の省力化、工期の短縮、品質の安定供給の点から優れているため、マンション等の外階段として広く使用されている。そして、プレキャスト階段は、主に、鋼製と鉄筋コンクリート製がある。しかし、鋼製のプレキャスト階段は、騒音の発生や、発錆による部材の劣化、及び階段表面の美観性の低下等が起き易いため、表面の防錆処理や塗装が必要になる。一方、鉄筋コンクリート製のプレキャスト階段は、沿岸地帯や寒冷地等の厳しい環境下では、塩害等により耐用年数が短縮して、補修や補強の頻度が増すことになる。また、階段部材の厚さを薄くして軽量化を図り、工費を低減しようとしても、普通コンクリートでは強度が充分ではない。そこで、特許文献１には、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物（セメント組成物）の硬化体が、プレキャスト階段として提案されている。
該硬化体は、従来の普通コンクリート製の階段部材と比べ、高強度で、硬化体の組織が緻密なため、耐久性に優れているが、さらに、これらの特性を向上できれば、耐久性がさらに向上するとともに、階段部材の厚さをより薄くして軽量化でき、さらに、工費を低減できる。

特開２００４−３２３２９６号公報

したがって、本発明は、高強度かつ硬化体の組織が緻密で、耐久性等に優れた階段部材等を提供することを目的とする。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、セメント、ＢＥＴ比表面積が１５〜２５ｍ^２／ｇのシリカフューム、５０％体積累積粒径が０．８〜５μｍの無機粉末、最大粒径が１．２ｍｍ以下の骨材Ａ、高性能減水剤、消泡剤、及び水を含み、かつセメント、シリカフューム、及び無機粉末の含有率の合計１００体積％中、セメント、シリカフューム、及び無機粉末の各含有率が特定の範囲内にあるセメント組成物の硬化体からなる階段部材は、前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の［１］〜［８］を提供する。
［１］下記の特性及び含有率を有する（Ａ）セメント、（Ｂ）シリカフューム、及び（Ｃ）無機粉末と、最大粒径が１．２ｍｍ以下の骨材Ａ、高性能減水剤、消泡剤、及び水とを含むセメント組成物の硬化体からなることを特徴とする、階段部材。
（Ａ）セメント：５５〜６５体積％
（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が１５〜２５ｍ^２／ｇのシリカフューム：５〜２５体積％
（Ｃ）５０％体積累積粒径が０．８〜５μｍの無機粉末：１５〜３５体積％
（ただし、セメント、シリカフューム、及び無機粉末の含有率の合計は１００体積％である。）
［２］前記セメントが、中庸熱ポルトランドセメント、及び低熱ポルトランドセメントから選ばれる１種以上を研磨処理して、該セメント粒子の角張った表面部分を丸みを帯びた形状に整形してなる粒径が２０μｍ以上の粗粒子と、該研磨処理により生じた粒径が２０μｍ未満の微粒子とを含むセメント研磨処理物であって、
該セメント研磨処理物の５０％体積累積粒径が１０〜１８μｍ、及びブレーン比表面積が２１００〜２９００ｃｍ^２／ｇである、前記［１］に記載の階段部材。
［３］さらに、金属繊維、有機繊維、及び炭素繊維から選ばれる１種以上を３体積％以下含む、前記［１］又は［２］に記載の階段部材。
［４］圧縮強度が３３０Ｎ／ｍｍ^２以上のセメント質硬化体からなる、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の階段部材。
［５］さらに、最大粒径が１．２ｍｍを超え、１３ｍｍ以下の骨材Ｂを含む、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の階段部材。
［６］圧縮強度が３００Ｎ／ｍｍ^２以上のセメント質硬化体からなる、前記［５］に記載の階段部材。

［７］前記［１］〜［６］のいずれかに記載の階段部材を製造するための方法であって、
前記セメント組成物を混練した後、型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、
該未硬化の成形体を１０〜４０℃で２４時間以上、封緘養生又は気中養生した後、前記型枠から脱型し、硬化体を得る常温養生工程と、
前記硬化体について、７０℃以上１００℃未満で６時間以上の蒸気養生又は温水養生と、１００〜２００℃で１時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方又は両方を行って硬化体を得る加熱養生工程と、
前記加熱養生後の硬化体を、１５０〜２００℃で２４時間以上、加熱（ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。）して、前記階段部材を得る高温加熱工程と
を含む、階段部材の製造方法。
［８］前記常温養生工程と前記加熱養生工程の間に、前記硬化体に吸水させる吸水工程を含む、前記［７］に記載の階段部材の製造方法。

本発明の階段部材は、高い圧縮強度（例えば、３００Ｎ／ｍｍ^２以上）と緻密な硬化体の組織を有するため、階段部材の厚みを薄くできて工費を低減できるほか、耐摩耗性、寸法安定性、遮水性、遮塩性、及び凍結融解抵抗性等の耐久性に優れている。

ローターの回転軸に対して垂直の方向に切断した断面を部分的に含む、高速気流撹拌装置の一例の正面図である。

本発明の階段部材は、セメント、ＢＥＴ比表面積が１５〜２５ｍ^２／ｇのシリカフューム（以下、「シリカフューム」と略すことがある。）、５０％体積累積粒径が０．８〜５μｍの無機粉末（以下、「無機粉末」と略すことがある。）、最大粒径が１．２ｍｍ以下の骨材Ａ（以下、「骨材Ａ」と略すことがある。）、高性能減水剤、消泡剤、及び水を含み、かつセメント、シリカフューム、及び無機粉末の含有率の合計１００体積％中、セメントを５５〜６５体積％、シリカフュームを５〜２５体積％、及び無機粉末を１５〜３５体積％含むセメント組成物の硬化体からなるものである。
以下、本発明において用いるセメント組成物について、詳細に説明する。

セメントの種類は、特に限定されず、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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントから選ばれる１種以上が使用できる。
これらの中でも、セメント組成物の流動性を向上させる観点から、好ましくは、中庸熱ポルトランドセメント、及び低熱ポルトランドセメントから選ばれる１種以上である。

また、セメント組成物の流動性を向上させ、かつセメント質硬化体の圧縮強度を高くする観点から、前記セメントは、好ましくは、中庸熱ポルトランドセメント、及び低熱ポルトランドセメントから選ばれる１種以上を研磨処理して、該セメント粒子の角張った表面部分を丸みを帯びた形状に整形してなる粒径が２０μｍ以上の粗粒子と、該研磨処理により生じた粒径が２０μｍ未満の微粒子とを含むセメント研磨処理物であって、該セメント研磨処理物の５０％体積累積粒径が１０〜１８μｍ、及びブレーン比表面積が２１００〜２９００ｃｍ^２／ｇのセメント研磨処理物を使用する。

前記粗粒子の粒径の上限は、特に限定されず、研磨処理するセメントの一般的な粒径を考慮すると、通常２００μｍであり、セメント質硬化体の圧縮強度を高くする観点から、好ましくは１００μｍである。
前記微粒子の粒径の下限は、特に限定されず、セメント組成物の流動性の向上、及び、階段部材を製造する際の作業性向上の観点から、好ましくは０．１μｍ、より好ましくは０．５μｍである。

セメント研磨処理物の５０％体積累積粒径は、好ましくは１０〜１８μｍ、より好ましくは１２〜１６μｍであり、ブレーン比表面積は、好ましくは２１００〜２９００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは２２００〜２７００ｃｍ^２／ｇである。
前記５０％体積累積粒径が１０μｍ以上であれば、セメント組成物の流動性が向上する。また、前記５０％体積累積粒径が１８μｍ以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度がより高くなる。
また、前記ブレーン比表面積が２１００ｃｍ^２／ｇ以上であれば、セメント質硬化体の圧縮強度がより高くなる。前記ブレーン比表面積が２９００ｃｍ^２／ｇ以下であれば、セメント組成物の流動性が向上する。

前記研磨処理には、セメント粒子を研磨処理することが可能な公知の研磨処理装置を用いればよい。研磨処理装置は、市販の高速気流撹拌装置（例えば、奈良機械製作所社製、商品名「ハイブリタイザーＮＨＳ−３型」）等が挙げられる。
以下、高速気流撹拌装置について、図１に基づき詳しく説明する。
原料であるセメントは、高速気流撹拌装置１０の上部の投入口１４から、開閉弁１８を開いた状態で投入される。投入後、開閉弁１８を閉じる。
投入されたセメントは、循環回路１３の途中に設けられた開口部から循環回路１３内に入り、その後、循環回路１３の出口１３ｂから、被処理物を収容する空間である衝突室１７内に入る。
原料を投入後、固定体であるステーター１６の内部に配設されているローター（回転体）１１を高速回転させて、ローター１１及びローター１１に固着されたブレード１２により高速気流が発生し、衝突室１７内のセメントが撹拌される。撹拌中、セメント粒子は、衝突室１７内に設けられた、循環回路１３の入口１３ａから、循環回路１３内に入り、衝突室１７の中央部分に設けられた循環回路１３の出口１３ｂから、再び衝突室１７内に投入されて循環する。
なお、図１中、点線で示す矢印は、粒子（セメント粒子、並びに、研磨処理によって生じた粗粒子、及び微粒子を含む。）の流れを示す。

撹拌によって、セメント粒子が衝突室１７の内壁面、ローター１１及びブレード１２と衝突すること、並びに、セメント粒子同士が衝突することにより、セメント粒子が研磨処理されて、該粒子表面の角張った部分が丸みを帯びた形状に変化した粗粒子（粒径が２０μｍ以上である粒子）、及び、微粒子（粒径が２０μｍ未満である粒子）が生じる。

ローター１１の回転速度は、好ましくは３０００〜４２００ｒｐｍ、より好ましくは３５００〜４０００ｒｐｍである。該回転速度が３０００ｒｐｍ以上であれば、セメント組成物の流動性が向上する。該回転速度が４２００ｒｐｍを超えると、セメント組成物の流動性の向上効果は頭打ちとなる。また、高速気流撹拌装置の性能上、回転速度が４２００ｒｐｍを超えるのは困難である。
研磨処理の時間は、好ましくは１０〜６０分間、より好ましくは２０〜５０分間、さらに好ましくは２０〜４０分間、特に好ましくは２０〜３０分間である。該時間が１０分間以上であれば、セメント組成物の流動性が向上する。該時間が６０分間を超えると、セメント組成物の流動性の向上効果が頭打ちとなる。
得られたセメント研磨処理物（粗粒子と微粒子の混合物）は、排出弁１９を開くことによって、排出口１５から排出される。

シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、１５〜２５ｍ^２／ｇ、好ましくは１７〜２３ｍ^２／ｇ、より好ましくは１８〜２２ｍ^２／ｇである。該比表面積が１５ｍ^２／ｇ未満では、セメント質硬化体の圧縮強度が低下する。該比表面積が２５ｍ^２／ｇを超えると、セメント組成物の流動性が低下する。

５０％体積累積粒径が０．８〜５μｍの無機粉末は、例えば、石英粉末（珪石粉末）、火山灰、及びフライアッシュ（分級又は粉砕したもの）、スラグ粉末、石灰石粉末、長石類粉末、ムライト類粉末、アルミナ粉末、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末から選ばれる１種以上が挙げられる。
これらの中でも、セメント組成物の流動性を向上させ、セメント質硬化体の圧縮強度を高くする観点から、石英粉末又はフライアッシュを使用することが好ましい。
なお、本明細書中、５０％体積累積粒径が０．８〜５μｍの無機粉末には、セメントは含まれない。

無機粉末の５０％体積累積粒径は、０．８〜５μｍ、好ましくは１〜４μｍ、より好ましくは１．１〜３．５μｍ、さらに好ましくは１．２μｍ以上、３μｍ未満である。該粒径が０．８μｍ未満では、セメント組成物の流動性が低下する。該粒径が５μｍを超えると、セメント質硬化体の圧縮強度が低下する。
無機粉末の５０％体積累積粒径は、市販の粒度分布測定装置（例えば、日機装社製、製品名「マイクロトラックＨＲＡ モデル９３２０−Ｘ１００」）を用いて求めることができる。
具体的には、粒度分布測定装置を用いて、累積粒度曲線を作成し、該累積粒度曲線から５０％体積累積粒径を求めることができる。この際、試料を分散させる溶媒であるエタノール２０ｃｍ^３に対して、試料０．０６ｇを添加し、９０秒間、超音波分散装置（例えば、日本精機製作所社製、製品名「ＵＳ３００」）を用いて超音波分散したものを測定する。

無機粉末の最大粒径は、セメント質硬化体の圧縮強度をより高くする観点から、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１４μｍ以下、さらに好ましくは１３μｍ以下である。
無機粉末の９５％体積累積粒径は、セメント質硬化体の圧縮強度をより高くする観点から、好ましくは８μｍ以下、より好ましくは７μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ以下である。

無機粉末はＳｉＯ_２を主成分とするもの（例えば、石英粉末）が好ましい。無機粉末中のＳｉＯ_２の含有率が、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上であれば、セメント質硬化体の圧縮強度がより高くなる。

セメント組成物において、セメント、シリカフューム、及び無機粉末の含有率の合計１００体積％中、セメントの含有率は５５〜６５体積％、好ましくは５７〜６３体積％である。該含有率が５５体積％未満では、セメント質硬化体の圧縮強度が低下する。該含有率が６５体積％を超えると、セメント組成物の流動性が低下する。
セメント、シリカフューム、及び無機粉末の含有率の合計１００体積％中、シリカフュームの含有率は５〜２５体積％、好ましくは７〜２３体積％である。該含有率が５体積％未満では、セメント質硬化体の圧縮強度が低下する。該含有率が２５体積％を超えると、セメント組成物の流動性が低下する。
セメント、シリカフューム、及び無機粉末の含有率の合計１００体積％中、無機粉末の含有率は１５〜３５体積％、好ましくは１７〜３３体積％である。該含有率が１５体積％未満では、セメント質硬化体の圧縮強度が低下する。該含有率が３５体積％を超えると、セメント組成物の流動性が低下する。

骨材Ａは、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、人工細骨材（例えば、スラグ細骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成細骨材）、再生細骨材、又はこれらの混合物等が挙げられる。
骨材Ａの最大粒径は、好ましくは１．２ｍｍ以下、より好ましくは１．１ｍｍ以下、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下である。該最大粒径が１．２ｍｍ以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度が高くなる。
骨材Ａの粒度分布は、セメント組成物の流動性を向上させ、セメント質硬化体の圧縮強度を高くする観点から、０．６ｍｍ以下の粒径の骨材の含有率が９５質量％以上、０．３ｍｍ以下の粒径の骨材の含有率が４０〜５０質量％、及び、０．１５ｍｍ以下の粒径の骨材の含有率は６質量％以下が好ましい。
セメント組成物中の骨材Ａの含有率は、好ましくは２０〜４０体積％、より好ましくは２２〜３８体積％、さらに好ましくは３０〜３７体積％、特に好ましくは３２〜３６体積％である。該含有率が２０体積％以上であれば、セメント組成物の発熱量が小さくなり、かつ、セメント質硬化体の収縮量が小さくなる。該含有率が４０体積％以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度がより高くなる。

高性能減水剤は、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の高性能減水剤を使用できる。これらの中でも、セメント組成物の流動性を向上させ、セメント質硬化体の圧縮強度を高くする観点から、好ましくはポリカルボン酸系の高性能減水剤である。
高性能減水剤の配合量は、セメント、シリカフューム、及び無機粉末の合計量１００質量部に対して、固形分換算で、好ましくは０．２〜１．５質量部であり、より好ましくは０．４〜１．２質量部である。該量が０．２質量部以上であれば、減水性能が向上し、セメント組成物の流動性が向上する。該量が１．５質量部以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度がより高くなる。

消泡剤は市販品が使用できる。消泡剤の配合量は、セメント、シリカフューム、及び無機粉末の合計量１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜０．１質量部、より好ましくは０．０１〜０．０７質量部、さらに好ましくは０．０１〜０．０５質量部である。該量が０．００１質量部以上では、セメント組成物の強度発現性が向上する。該量が０．１質量部を超えると、セメント組成物の強度発現性の向上効果が頭打ちとなる。

セメント組成物は、セメント質硬化体の曲げ強度や破壊エネルギー等を向上させる観点から、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維から選ばれる１種以上を含んでもよい。セメント組成物中の繊維の含有率は、好ましくは３体積％以下、より好ましくは０．３〜２．５体積％、さらに好ましくは０．５〜２．３体積％である。該含有率が３体積％以下であれば、セメント組成物の流動性や作業性が低下することなく、セメント質硬化体の曲げ強度や破壊エネルギー等が向上する。

金属繊維は、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。これらの中でも、鋼繊維は、強度に優れており、また、コストや入手のし易さの観点から好適である。
金属繊維の寸法は、セメント組成物中における金属繊維の材料分離の防止や、セメント質硬化体の曲げ強度の向上の観点から、直径が０．０１〜１．０ｍｍ、長さが２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０５〜０．５ｍｍ、長さが５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、金属繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは４０〜１５０である。
さらに、金属繊維の形状は、直線状よりも、何らかの物理的付着力を付与する形状（例えば、螺旋状や波形）であることが好ましい。螺旋状等の形状であれば、金属繊維とマトリックスとが、引き抜けながら応力を担保するため、セメント質硬化体の曲げ強度が向上する。

有機繊維は、後述する本発明の階段部材の製造方法における加熱に耐えうるものであればよく、例えば、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリート繊維、ポリプロピレン繊維等が挙げられる。
炭素繊維はＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。
有機繊維及び炭素繊維の寸法は、セメント組成物中におけるこれらの繊維の材料分離の防止や、セメント質硬化体の破壊エネルギーの向上の観点から、直径が０．００５〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０１〜０．５ｍｍ、長さが５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、有機繊維及び炭素繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは３０〜１５０である。

水は水道水等が使用できる。水の配合量は、セメント、シリカフューム、及び無機粉末の合計量１００質量部に対して、好ましくは１０〜２０質量部、より好ましくは１１〜１８質量部、さらに好ましくは１４〜１６質量部である。該量が１０質量部以上であれば、セメント組成物の流動性が向上する。該量が２０質量部以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度がより高くなる。

前記セメント組成物からなるモルタル（後述する骨材Ｂを含まないもの）の硬化前のフロー値は、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において１５回の落下運動を行わないで測定した値（以下、「０打ちフロー値」ともいう。）として、好ましくは２００ｍｍ以上、より好ましくは２１０ｍｍ以上、さらに好ましくは２２０ｍｍ以上である。
該フロー値が２００ｍｍ以上であれば、階段部材を製造する際の作業性が向上する。
また、前記セメント組成物からなるモルタル（後述する骨材Ｂを含まないもの）を硬化してなるセメント質硬化体の圧縮強度は、好ましくは３３０Ｎ／ｍｍ^２以上、より好ましくは３５０Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは３７０Ｎ／ｍｍ^２以上、特に好ましくは４００Ｎ／ｍｍ^２以上である。

本発明に用いるセメント組成物は、最大粒径が１．２ｍｍを超え、１３ｍｍ以下の骨材Ｂを含むことができる。
骨材Ｂは、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、人工細骨材（例えば、スラグ細骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成細骨材）、再生細骨材、川砂利、山砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材（例えば、スラグ粗骨材や、フライアッシュ等を焼成してなる焼成粗骨材）、再生粗骨材又はこれらの混合物等が挙げられる。
骨材Ｂの最大粒径は、好ましくは１３ｍｍ以下、より好ましくは１２ｍｍ以下、さらに好ましくは１１ｍｍ以下、特に好ましくは１０ｍｍ以下である。該最大粒径が１３ｍｍ以下であれば、セメント組成物の強度発現性が向上し、例えば、３００Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度を発現できる。
また、骨材Ｂの最大粒径は、コストの低減等の観点から、１．２ｍｍを超える値であり、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、さらに好ましくは７ｍｍ以上である。
なお、本明細書中、骨材Ｂの最大粒径が５ｍｍ以上の場合における「最大粒径」とは、骨材Ｂ全体の９０質量％以上が通るふるいのうち、最小寸法のふるいの呼び寸法で示される骨材Ｂの粒径（一般に、粗骨材の最大粒径の定義として知られているもの）をいう。

骨材Ｂの最小粒径は、好ましくは骨材Ａの最大粒径を超える値であり、より好ましくは２ｍｍ以上、さらに好ましくは３ｍｍ以上、さらに好ましくは４ｍｍ以上、特に好ましくは５ｍｍ以上（この場合、粗骨材に該当する。）である。
なお、本明細書中、骨材Ｂの最小粒径とは、骨材Ｂの中の最も粒径が小さいものから粒径が大きなものに向かって累積していった場合において、骨材Ｂ全体の１５質量％に達したときの骨材Ｂの粒径をいう。

本発明において、セメント組成物中の骨材Ａと骨材Ｂの含有率の合計は、好ましくは２５〜４０体積％、より好ましくは２８〜３８体積％、さらに好ましくは３０〜３６体積％である。該含有率が２５体積％以上であれば、セメント組成物の発熱量は小さくなり、かつ、セメント質硬化体の収縮量も小さくなる。該含有率が４０体積％以下であれば、セメント組成物の強度発現性が向上する。
骨材Ａと骨材Ｂの含有率の合計１００体積％に対する骨材Ｂの含有率は、好ましくは４０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下、さら好ましくは２５体積％以下である。該含有率が４０体積％以下であれば、セメント組成物の強度発現性（例えば、圧縮強度）が向上する。
骨材Ｂを含むセメント組成物（例えば、コンクリート）を硬化してなるセメント質硬化体の圧縮強度は、好ましくは３００Ｎ／ｍｍ^２以上、より好ましくは３２０Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは３４０Ｎ／ｍｍ^２以上、特に好ましくは３６０Ｎ／ｍｍ^２以上である。

以下、上述したセメント組成物が硬化したセメント質硬化体からなる階段部材の製造方法について詳しく説明する。
本発明の階段部材の製造方法の一例は、セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、未硬化の成形体を、１０〜４０℃で２４時間以上、封緘養生又は気中養生した後、型枠から脱型し、硬化体を得る常温養生工程と、硬化体について、７０℃以上１００℃未満で６時間以上の蒸気養生又は温水養生と、１００〜２００℃で１時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方又は両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、加熱養生後の硬化体を、１５０〜２００℃で２４時間以上、加熱（ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。）して、セメント質硬化体からなる階段部材を得る高温加熱工程を含む。

［成形工程］
本工程は、セメント組成物を型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る工程である。
打設を行う前に、セメント組成物を混練する方法は、特に限定されない。また、混練に用いる装置も特に限定されず、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等の慣用のミキサを使用できる。さらに、打設（成形）方法も特に限定されない。
また、本工程における未硬化の成形体は、セメント組成物中の気泡を低減又は除去したセメント組成物からなるものであってもよい。セメント組成物中の気泡を低減又は除去することにより、セメント組成物の強度発現性はより向上する。
セメント組成物中の気泡を低減又は除去する方法は、（１）セメント組成物の混練を減圧下で行う方法、（２）混練後のセメント組成物を、型枠内に打設する前に減圧して脱泡する方法、（３）セメント組成物を型枠内に打設した後、減圧して脱泡する方法等が挙げられる。

［常温養生工程］
本工程は、未硬化の成形体を、１０〜４０℃（好ましくは１５〜３０℃）で２４時間以上（好ましくは２４〜９６時間、より好ましくは２４〜７２時間、さらに好ましくは２４〜４８時間）、封緘養生又は気中養生した後、型枠から脱型して硬化体を得る工程である。
養生温度が１０℃以上であれば、養生時間をより短くできる。養生温度が４０℃以下であれば、セメント質硬化体（階段部材）の圧縮強度をより高くできる。
養生時間が２４時間以上であれば、脱型の際に、硬化体に欠けや割れ等の欠陥が生じにくくなる。
また、本工程において、硬化体が、好ましくは２０〜１００Ｎ／ｍｍ^２、より好ましくは３０〜８０Ｎ／ｍｍ^２の圧縮強度を発現したときに、硬化体を型枠から脱型するのが好ましい。該圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ^２以上であれば、脱型の際に、硬化体に欠けや割れ等の欠陥が生じにくくなる。該圧縮強度が１００Ｎ／ｍｍ^２以下であれば、後述する吸水工程において、少ない労力で、硬化体に吸水させることができる。

［加熱養生工程］
本工程は、前工程で得られた硬化体について、７０℃以上１００℃未満（好ましくは７５〜９５℃、より好ましくは８０〜９２℃）で６時間以上の蒸気養生又は温水養生と、１００〜２００℃（好ましくは１６０〜１９０℃）で１時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方又は両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る工程である。
本工程において、蒸気養生又は温水養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは２４時間以上、より好ましくは２４〜９６時間、さらに好ましくは３６〜７２時間である。オートクレーブ養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは８〜６０時間、より好ましくは１２〜４８時間である。蒸気養生又は温水養生とオートクレーブ養生の両方を行う場合（例えば、蒸気養生又は温水養生を行った後、さらにオートクレーブ養生を行う場合）、蒸気養生又は温水養生における養生時間は、好ましくは６〜７２時間、より好ましくは１２〜４８時間であり、オートクレーブ養生における養生時間は、好ましくは１〜２４時間、より好ましくは４〜１８時間である。
本工程において、養生温度が前記範囲内であれば、養生時間を短縮でき、また、セメント質硬化体の圧縮強度が向上し、さらに養生時間が前記範囲内であれば、セメント質硬化体の圧縮強度が向上する。

［高温加熱工程］
本工程は、加熱養生後の硬化体を、１５０〜２００℃（好ましくは１７０〜１９０℃）で２４時間以上（好ましくは２４〜７２時間、より好ましくは３６〜４８時間）、加熱（ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。）して、セメント組成物が硬化したセメント質硬化体からなる階段部材を得る工程である。
本工程における加熱は、通常、乾燥雰囲気下（換言すると、水や水蒸気を人為的に供給しない状態）で行われる。
加熱温度が１５０℃以上であれば、加熱時間をより短くできる。加熱温度が２００℃以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強度がより向上する。
加熱時間が２４時間以上であれば、セメント質硬化体の圧縮強度がより向上する。

［吸水工程］
常温養生工程と加熱養生工程の間に、常温養生工程において得られた硬化体に吸水させる吸水工程を含んでもよい。
硬化体に吸水させる方法は、該成形体を水中に浸漬する方法が挙げられる。また、該成形体を水中に浸漬する方法において、短時間で吸水量を増やし、セメント質硬化体の圧縮強度を高くする観点から、（１）該成形体を、減圧下の水の中に浸漬する方法、（２）該成形体を、沸騰している水の中に浸漬した後、該成形体を浸漬したまま、水温を４０℃以下に低下させる方法、（３）該成形体を、沸騰している水の中に浸漬した後、該成形体を沸騰している水から取り出して、次いで、４０℃以下の水に浸漬する方法、（４）該成形体を、加圧下の水の中に浸漬する方法、又は（５）該成形体への水の浸透性を向上させる薬剤が溶解した水溶液の中に、該成形体を浸漬する方法、が好ましい。

前記成形体を、減圧下の水の中に浸漬する方法は、真空ポンプや大型の減圧容器等の設備を利用する方法が挙げられる。
前記成形体を、沸騰している水の中に浸漬する方法は、高温高圧容器や熱温水水槽等の設備を利用する方法が挙げられる。
硬化体を、減圧下の水又は沸騰している水の中に浸漬させる時間は、吸水率を高くする観点から、好ましくは３分間以上、より好ましくは８分間以上、さらに好ましくは２０分間以上である。該時間の上限は、セメント質硬化体の圧縮強度をより高くする観点から、好ましくは６０分間、より好ましくは４５分間である。

吸水工程における吸水率は、セメント組成物が粗骨材を含まない場合（セメント組成物が骨材Ｂを含まない、又は、セメント組成物中の骨材Ｂが粗骨材（最小粒径が５ｍｍ以上）に該当しない場合）、φ５０×１００ｍｍの硬化体１００体積％に対する水の含有率は、好ましくは０．２体積％以上、より好ましくは０．３〜２．０体積％、さらに好ましくは０．３５〜１．７体積％である。
また、セメント組成物が粗骨材を含む場合（セメント組成物中の骨材Ｂが粗骨材に該当する場合）、φ１００×２００ｍｍの硬化体１００体積％に対する水の含有率として、好ましくは０．２体積％以上、より好ましくは０．３〜２．０体積％、さらに好ましくは０．３５〜１．７体積％である。これらの吸水率が０．２体積％以上であれば、セメント質硬化体の圧縮強度をより高くできる。

本発明の階段部材は、高い圧縮強度を有するセメント質硬化体からなるため、ひび割れ等が発生しにくく、階段部材の厚さを薄くでき、その結果、階段部材の軽量化が図れる。
また、前記セメント質硬化体からなる階段部材は、耐摩耗性に優れている。例えば、「ＡＳＴＭ Ｃ７７９」に準拠して測定した６０分経過後の前記セメント質硬化体のすりへり深さは、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．４ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下である。

また、本発明の階段部材は、遮塩性（例えば、階段部材に塩化物イオンや硫酸イオンが浸透しにくい。）、遮水性、及び凍結融解抵抗性に優れている。
また、前記セメント質硬化体からなる階段部材は、寸法安定性に優れている。例えば、「ＪＩＳ Ａ １１２９−２：２０１０（モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法−第２部：コンタクトゲージ方法）」に準拠して測定した、４０×４０×１６０ｍｍの供試体を６カ月間保存した後の前記セメント質硬化体の収縮ひずみは、好ましくは１０×１０^−６以下、より好ましくは８×１０^−６以下、さらに好ましくは６×１０^−６以下である。
さらに、前記セメント質硬化体からなる階段部材は、大きな曲げ強度を有する。例えば、前記セメント質硬化体が繊維を含む場合、「土木学会基準 ＪＳＣＥ−Ｇ ５５２−２０１０（鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度及び曲げタフネス試験方法）」に準拠して測定した、前記セメント質硬化体の曲げ強度は、好ましくは２０Ｎ／ｍｍ^２以上、より好ましくは３０Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは３５Ｎ／ｍｍ^２以上である。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
［Ａ．実施例１〜１４、比較例１］
［使用材料］
実施例１〜１４及び比較例１で使用した材料を以下に示す。
（１）セメント：低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
（２）シリカフュームＡ：ＢＥＴ比表面積２０ｍ^２／ｇ
（３）シリカフュームＢ：ＢＥＴ比表面積１７ｍ^２／ｇ
（４）無機粉末Ａ：珪石粉末、５０％体積累積粒径２μｍ、最大粒径１２μｍ、９５％体積累積粒径５．８μｍ
（５）無機粉末Ｂ：珪石粉末、５０％体積累積粒径７μｍ、最大粒径６７μｍ、９５％体積累積粒径２７μｍ
（６）骨材Ａ１（細骨材）：珪砂（最大粒径１．０ｍｍ、０．６ｍｍ以下の粒径のもの：９８質量％、０．３ｍｍ以下の粒径のもの：４５質量％、０．１５ｍｍ以下の粒径のもの：３質量％）
（７）ポリカルボン酸系高性能減水剤：固形分量２７．４質量％、フローリック社製、商品名「フローリックＳＦ５００Ｕ」
（８）消泡剤：ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「マスターエア４０４」
（９）水：水道水
（１０）金属繊維：鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）
（１１）骨材Ｂ（粗骨材）：硬質砂岩砕石１００５（粒径：５〜１０ｍｍ）

［実施例１］
セメント、シリカフュームＡ及び無機粉末Ａの含有率の合計１００体積％中、セメント等の含有率が表２に示す量となるように混合した。得られた混合物と、セメント組成物中の骨材Ａ１の含有率が表２に示す量の骨材Ａ１を、オムニミキサに投入して、１５秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表２に示す量でオムニミキサに投入して、２分間混練した。
混練後、オムニミキサ内の側壁に付着した混練物を掻き落とし、さらに４分間混練を行った。そして、混練後のセメント組成物の０打ちフロー値を測定した。

得られた混練物を、φ５０×１００ｍｍの円筒形の型枠に打設して、未硬化の成形体を得た。打設後、未硬化の成形体について、２０℃で４８時間、封緘養生を行い、次いで、脱型して、硬化体を得た。脱型時の圧縮強度は５０Ｎ／ｍｍ^２であった。
この成形体を、表３に示す時間、減圧したデシケーター内で水に浸漬した（表３中、「減圧下」と示す。）。なお、減圧は、アズワン社製の「アスピレーター（ＡＳ−０１）」を使用した。浸漬前後の成形体の質量を測定し、得られた測定値から、吸水率を算出した。
浸漬後、この成形体を９０℃で４８時間蒸気養生を行い、次いで、２０℃まで降温した後、１８０℃で４８時間加熱を行った。
セメント質硬化体（加熱後の成形体）の圧縮強度を、「ＪＩＳ Ａ １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準じて測定した。
また、前記セメント質硬化体（加熱後の成形体）と同様にして、３０×３０×６ｃｍの供試体を製造し、「ＡＳＴＭ Ｃ７７９」に準拠して、６０分経過後のすりへり深さを測定した。
０打ちフロー値、吸水率、圧縮強度、及びすりへり深さの各値を表３に示す。なお、後述の実施例、比較例における０打ちフロー値、吸水率、圧縮強度、及びすりへり深さの各値も表３に示す。

［実施例２］
粉体原料１００質量部当たりの水の配合量を、１３質量部から１５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値の測定等を行った。なお、脱型時の圧縮強度は４５Ｎ／ｍｍ^２であった。

［実施例３］
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、沸騰している水（沸騰水）に、表３に示す時間浸漬した後、該成形体を水に浸漬させたまま、水温が２５℃になるまで冷却した以外は、実施例１と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。
［実施例４］
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、実施例３と同様に沸騰水への浸漬等を行った以外は、実施例２と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。

［実施例５］
シリカフュームＡの含有率を１０体積％から２０体積％に変更し、かつ、無機粉末Ａの含有率を３０体積％から２０体積％に変更した以外は、実施例１と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１と同様にして、０打ちフロー値の測定等を行った。なお、脱型時の圧縮強度は５０Ｎ／ｍｍ^２であった。

また、前記セメント質硬化体と同様にして、４０×４０×１６０ｍｍの供試体を製造し、「ＪＩＳ Ａ １１２９−２：２０１０ モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法−第２部：コンタクトゲージ方法」に準拠して、６か月保存した場合における収縮ひずみを測定した。
また、得られたセメント質硬化体の透水係数を、「地盤工学会基準 ＪＧＳ ０３１１−２００９（土の透水試験方法）」の変水位透水試験方法に準じて測定した。その結果、水の浸透は認められず、透水係数は「０」であった。
また、得られたセメント質硬化体を人工海水に６カ月間浸漬した。なお、人工海水は表１に示す量の各試薬を、蒸留水に溶解して調製した。
浸漬後、セメント質硬化体中の塩化物イオンの濃度を、ＥＰＭＡ（日本電子社製）を用いて測定し、塩化物イオンの拡散係数（表３中、「拡散係数」と示す。）を算出した。
さらに、得られたセメント質硬化体に対して、「ＪＩＳ Ａ １１４８（コンクリートの凍結溶解試験方法）」に準拠して測定した値を用いて、「ＡＳＴＭ Ｃ６６６ ７５」の耐久性指数（３００サイクル）を算出した。なお、耐久性指数は、最大値が１００であり、最大値に近いほど凍結融解抵抗性に優れている。
以上の結果を表３に示す。なお、後述の実施例における収縮ひずみ、透水係数、拡散係数及び耐久性指数も表３に示す。

［実施例６］
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、実施例３と同様に沸騰水への浸漬等を行った以外は、実施例５と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。

［実施例７］
シリカフュームＡの含有率を１０体積％から２０体積％に変更し、かつ、無機粉末Ａの含有率を３０体積％から２０体積％に変更した以外は、実施例２と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１と同様にして、０打ちフロー値の測定等を行った。なお、脱型時の圧縮強度は４５Ｎ／ｍｍ^２であった。

［実施例８］
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、実施例３と同様にして沸騰水への浸漬等を行った以外は、実施例７と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度及びすりへり深さの測定を行った。
また、実施例５と同様にして、収縮ひずみ及び透水係数の測定、並びに、塩化物イオンの拡散係数及び耐久性指数の算出を行った。

［実施例９］
セメント、シリカフュームＡ及び無機粉末Ａの含有率の合計１００体積％中、セメント等の含有率が表２に示す量となるように混合した。得られた混合物と、セメント組成物中の骨材Ａ１の含有率が表２に示す量の骨材Ａ１を、オムニミキサに投入して、１５秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表２に示す量でオムニミキサに投入して、２分間混練を行った後、オムニミキサ内の側壁に付着した混練物を掻き落とし、さらに４分間混練を行った。その後、セメント組成物中の金属繊維の含有率が表２に示す量の金属繊維を、オムニミキサに投入して、さらに２分間混練を行った。
得られたセメント組成物について、実施例１と同様にして、０打ちフロー値を測定した。
また、得られたセメント組成物を用いて、実施例１と同様の方法で、セメント質硬化体（成形体）を得た。
得られたセメント質硬化体（成形体）について、実施例１と同様にして、吸水率及び圧縮強度を測定した。
さらに、得られたセメント質硬化体の曲げ強度を、「土木学会基準 ＪＳＣＥ−Ｇ ５５２−２０１０（鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度及び曲げタフネス試験方法）」に準じて測定した。

［実施例１０］
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で水に浸漬する代わりに、実施例３と同様に沸騰水への浸漬等を行った以外は、実施例９と同様にして、セメント組成物及びその硬化体を得た。
セメント組成物及びその硬化体について、実施例９と同様にして、各種物性を測定した。
また、実施例５と同様にして、透水係数の測定、塩化物イオンの拡散係数、及び耐久性指数の算出を行なった。

［実施例１１］
粉体原料１００質量部当たりの水の配合量を、１３質量部から１１質量部に変更し、骨材Ａ１の含有率を３５．５体積％から３０．０体積％に変更し、高性能減水剤の配合量を０．６９質量部から０．７６質量部に変更し、かつ、成形体を水に浸漬しなかった以外は、実施例１と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体を得た。
実施例１と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値の測定等を行った。なお、脱型時の圧縮強度は５４Ｎ／ｍｍ^２であった。

［実施例１２］
脱型後の成形体を、沸騰している水（沸騰水）に、表３に示す時間浸漬した後、該成形体を水に浸漬させたまま、水温が２５℃となるまで冷却した以外は、実施例１１と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体を得た。
実施例１と同様にして、吸水率の算出、及び、セメント質硬化体の圧縮強度等の測定を行った。
また、実施例５と同様にして、透水係数の測定、塩化物イオンの拡散係数、及び耐久性指数の算出を行った。

［実施例１３］
骨材Ａ１の含有率を、３０．０体積％から２４．０体積％に変更し、セメント組成物中の骨材Ｂの含有率が６．０体積％となる量の骨材Ｂを使用した以外は実施例１１のセメント組成物と同様の配合で、セメント組成物を製造した。
セメント組成物の製造は、実施例１と同様にして、各材料（粉体原料、骨材Ａ１、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤）を混練した後、さらに骨材Ｂをオムニミキサに投入して、１分間混練することにより行った。
得られたセメント組成物（混練物）を、φ１００×２００ｍｍの円筒形の型枠に打設し、かつ、成形体を水に浸漬しなかった以外は実施例１と同様にして、セメント質硬化体を得た。
実施例１と同様にして、セメント質硬化体の圧縮強度を測定した。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ^２であった。

［実施例１４］
骨材Ａ１の含有率を、３５．５体積％から２８．５体積％に変更し、セメント組成物中の骨材Ｂの含有率が７．０体積％となる量の骨材Ｂを使用した以外は実施例８のセメント組成物と同様の配合で、セメント組成物を製造した。
セメント組成物の製造は、実施例１と同様にして、各材料（粉体原料、骨材Ａ１、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤）を混練した後、さらに、骨材Ｂをオムニミキサに投入して、１分間混練することにより行った。
得られたセメント組成物（混練物）を、φ１００×２００ｍｍの円筒形の型枠に打設する以外は実施例８と同様にして、セメント質硬化体を得た。
実施例１と同様にして、吸水率の算出及びセメント質硬化体の圧縮強度の測定を行った。なお、脱型時の圧縮強度は３７Ｎ／ｍｍ^２であった。
また、実施例５と同様にして、透水係数の測定、塩化物イオンの拡散係数、及び耐久性指数の算出を行った。

［比較例１］
セメント、シリカフュームＢ及び無機粉末Ｂを、粉体原料（セメント、シリカフューム、及び無機粉末）の含有率の合計１００体積％中、セメント等の含有率が表２に示す量となるように混合した。得られた混合物と、セメント組成物中の骨材Ａ１の含有率が表２に示す量の骨材Ａ１を、オムニミキサに投入して、１５秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表２に示す量でオムニミキサに投入して、２分間混練した。
混練後、オムニミキサ内の側壁に付着した混練物を掻き落とし、さらに４分間混練を行った。
得られた混練物を用いて、実施例１と同様にして、セメント質硬化体を得た。
得られた混練物（セメント組成物）及びその硬化体について、実施例１と同様にして、各種物性を測定した。

［Ｂ．実施例１５〜２６、比較例２〜４］
［使用材料］
実施例１５〜２６及び比較例２〜４で使用した材料を以下に示す。
（１）中庸熱ポルトランドセメント：太平洋セメント社製
（２）低熱ポルトランドセメント：太平洋セメント社製
（３）シリカフュームＣ：ＢＥＴ比表面積１４ｍ^２／ｇ
（４）シリカフュームＤ：ＢＥＴ比表面積２０ｍ^２／ｇ
（５）無機粉末：珪石粉末、５０％体積累積粒径２μｍ、最大粒径１２μｍ、９５％体積累積粒径５．８μｍ（実施例１〜１４で用いた無機粉末Ａと同じもの）
（６）骨材Ａ１（細骨材）：珪砂、最大粒径１．０ｍｍ、０．６ｍｍ以下の粒径のもの：９８質量％、０．３ｍｍ以下の粒径のもの：４５質量％、０．１５ｍｍ以下の粒径のもの：３質量％（実施例１〜１４で用いた骨材Ａ１と同じもの）
（７）骨材Ａ２（細骨材）：掛川産山砂、最大粒径５．０ｍｍ
（８）ポリカルボン酸系高性能減水剤：固形分量２７．４質量％；フローリック社製、商品名「フローリックＳＦ５００Ｕ」
（９）消泡剤：ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「マスターエア４０４」
（１０）水：上水道水
（１１）金属繊維：鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）
（１２）骨材Ｂ（粗骨材）：硬質砂岩砕石１００５（粒径：５〜１０ｍｍ）

［中庸熱ポルトランドセメント及び低熱ポルトランドセメントの各研磨処理物の製造］
中庸熱ポルトランドセメント又は低熱ポルトランドセメントを、高速気流撹拌装置（奈良機械製作所社製、商品名「ハイブリタイザーＮＨＳ−３型」）を用いて、回転速度４０００ｒｐｍの条件で、３０分間研磨処理した。なお、研磨処理において、中庸熱ポルトランドセメント又は低熱ポルトランドセメントの仕込み量は、１バッチあたり８００ｇとした。中庸熱ポルトランドセメント又は低熱ポルトランドセメント、及び、中庸熱ポルトランドセメント又は低熱ポルトランドセメントの研磨処理物の、５０％体積累積粒径及びブレーン比表面積を測定した。結果を表４に示す。
また、走査型電子顕微鏡を用いて、研磨処理物の二次電子像を観察したところ、研磨処理物の粗粒子（粒径２０μｍ以上の粒子）は、中庸熱ポルトランドセメント又は低熱ポルトランドセメントの粒子（研磨処理前のもの）と比べて、角張った表面部分が少なく、表面部分が丸みを帯びた形状に変形していた。また、粗粒子と粗粒子の間の空隙には、微粒子（粒径２０μｍ未満の粒子）が存在している様子が見られた。

［実施例１５］
低熱ポルトランドセメントの研磨処理物、シリカフュームＤ、無機粉末、及び骨材Ａ１を、低熱ポルトランドセメントの研磨処理物等の含有率が表５に示す量となるように、オムニミキサに投入して、１５秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表５に示す量でオムニミキサに投入して、２分間混練した。なお、消泡剤の配合量は、粉体原料１００質量部に対して０．０２質量部とした。
混練後、オムニミキサの側面に付着した混練物を掻き落とし、さらに４分間混練を行った。混練後のセメント組成物の０打ちフロー値を測定した。
また、混練後のセメント組成物を、φ５０×１００ｍｍの円筒形の型枠に打設して、未硬化の成形体を得た。打設後、未硬化の成形体について、２０℃で７２時間静置した。次いで、脱型して硬化体を得た。該成形体の脱型時の圧縮強度は５２Ｎ／ｍｍ^２であった。
さらに、前記成形体を９０℃で４８時間蒸気養生を行い、次いで、２０℃になるまで降温した後、さらに、乾燥炉を用いて１８０℃で４８時間加熱した。
セメント質硬化体（加熱後の成形体）の圧縮強度を、「ＪＩＳ Ａ １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準じて測定した。なお、圧縮強度は、島津製作所社製の１００ｔ万能試験機（油圧式）を使用して測定した。

［実施例１６］
低熱ポルトランドセメントの研磨処理物の代わりに中庸熱ポルトランドセメントの研磨処理物を使用した以外は、実施例１５と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。該成形体の脱型時の圧縮強度は５５Ｎ／ｍｍ^２であった。
実施例１５と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値等を測定した。
［実施例１７］
粉体原料１００質量部当たりの水の量を、１２質量部から１５質量部に変更した以外は、実施例１６と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。該成形体の脱型時の圧縮強度は５０Ｎ／ｍｍ^２であった。
実施例１５と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値等を測定した。

［実施例１８］
脱型後の成形体を、沸騰している水（沸騰水）に３０分間浸漬した後、該成形体を水に浸漬させたまま水温が２５℃となるまで冷却した（表６中「沸騰水」と示す。）後に蒸気養生を行った以外は、実施例１５と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１５と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値等を測定した。なお、硬化体の圧縮強度は、測定装置の測定限界（５１１Ｎ／ｍｍ^２）を超えていた。
また、浸漬前後の成形体の質量を測定し、得られた測定値から、吸水率を算出した。
さらに、実施例５と同様にして、すりへり深さ及び透水係数の測定、並びに、塩化物イオンの拡散係数、及び耐久性指数の算出を行った。

［実施例１９］
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で３０分間水に浸漬した（表６中、「減圧下」と示す。）後に蒸気養生を行った以外は、実施例１５と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１５と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値等を測定した。なお、硬化体の圧縮強度は、測定装置の測定限界（５１１Ｎ／ｍｍ^２）を超えていた。

［実施例２０］
シリカフュームＤの含有率を１０体積％から２０体積％に変更し、かつ、無機粉末の含有率を３０体積％から２０体積％に変更した以外は、実施例１５と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。該成形体の脱型時の圧縮強度は５１Ｎ／ｍｍ^２であった。
実施例１５と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値等を測定した。
［実施例２１］
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で３０分間水に浸漬した後に蒸気養生を行った以外は、実施例２０と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１５と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値等を測定した。なお、硬化体の圧縮強度は、測定装置の測定限界（５１１Ｎ／ｍｍ^２）を超えていた。
また、前記セメント質硬化体と同様にして４０×４０×１６０ｍｍの供試体を製造し、「ＪＩＳ Ａ １１２９−２：２０１０ モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法−第２部：コンタクトゲージ方法」に準拠して、６か月保存した場合における収縮ひずみを測定した。

［実施例２２］
脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で３０分間水に浸漬した後に蒸気養生を行った以外は、実施例１７と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
実施例１５と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値等を測定した。

［実施例２３］
低熱ポルトランドセメントの研磨処理物、シリカフュームＤ、無機粉末、及び骨材Ａ１を、低熱ポルトランドセメントの研磨処理物等の含有率が表５に示す量となるように、オムニミキサに投入して、１５秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表５に示す量でオムニミキサに投入して、２分間混練した。なお、消泡剤の配合量は、粉体原料１００質量部に対して０．０２質量部とした。
混練後、オムニミキサの側面に付着した混練物を掻き落とし、さらに４分間混練を行った。その後、セメント組成物中の金属繊維の含有率が表５に示す量の金属繊維を、オムニミキサに投入して、さらに２分間混練を行った。
得られたセメント組成物について、実施例１５と同様にして０打ちフロー値を測定した。
また、得られたセメント組成物を用いて、実施例１８と同様の方法で、セメント質硬化体（成形体）を得た。
得られたセメント質硬化体（成形体）について、実施例１８と同様にして、吸水率及び圧縮強度を測定した。なお、硬化体の圧縮強度は、測定装置の測定限界（５１１Ｎ／ｍｍ^２）を超えていた。
また、得られたセメント質硬化体の曲げ強度を、「土木学会基準 ＪＳＣＥ−Ｇ ５５２−２０１０（鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度及び曲げタフネス試験方法）」に準じて測定した。

［実施例２４］
脱型後の成形体を、沸騰している水に３０分間浸漬する代わりに、減圧したデシケーター内で３０分間水に浸漬した後に蒸気養生を行った以外は、実施例２３と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
セメント組成物及びセメント質硬化体（加熱後の成形体）について、実施例２３と同様にして、各種物性を測定した。なお、硬化体の圧縮強度は、測定装置の測定限界（５１１Ｎ／ｍｍ^２）を超えていた。

［実施例２５］
低熱ポルトランドセメントの研磨処理物、シリカフュームＤ、無機粉末、及び骨材Ａ１を、低熱ポルトランドセメントの研磨処理物等の含有率が表５に示す量となるように、オムニミキサに投入して、１５秒間空練りを行った。
次いで、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、及び消泡剤を、表５に示す量でオムニミキサに投入して、２分間混練した。なお、消泡剤の配合量は、粉体原料１００質量部に対して０．０２質量部とした。
混練後、オムニミキサの側面に付着した混練物を掻き落とし、さらに４分間混練を行った。その後、骨材Ｂを、その含有率が表５に示す量となるように、オムニミキサに投入して、さらに１分間混練を行った。
混練後のセメント組成物を、φ１００×２００ｍｍの円筒形の型枠に打設して、未硬化の成形体を得た。打設後、未硬化の成形体について、２０℃で７２時間静置した。次いで、脱型して硬化体を得た。該成形体の脱型時の圧縮強度は４１Ｎ／ｍｍ^２であった。
さらに、前記成形体を９０℃で４８時間蒸気養生を行い、次いで、２０℃になるまで降温した後、さらに、乾燥炉を用いて１８０℃で４８時間加熱した。
得られたセメント質硬化体（加熱後の成形体）について、実施例１５と同様にして圧縮強度を測定した。

［実施例２６］
低熱ポルトランドセメントの研磨処理物の代わりに、中庸熱ポルトランドセメントの研磨処理物を使用し、脱型後の成形体を、減圧したデシケーター内で３０分間水に浸漬した後に蒸気養生を行った以外は、実施例２５と同様にして、セメント質硬化体（加熱後の成形体）を得た。
セメント質硬化体について、実施例１８と同様にして、吸水率及び圧縮強度を測定した。

［比較例２］
中庸熱ポルトランドセメントの研磨処理物、シリカフュームＣ、骨材Ａ２、高性能減水剤、水を、表５に示す量となるように、一括してホバートミキサに投入した後、低速で１２分間混練して、セメント組成物を調製した以外は、実施例１５と同様にして、セメント組成物の硬化体を得た。実施例１５と同様にして、セメント組成物の０打ちフロー値等を測定した。
［比較例３］
中庸熱ポルトランドセメントの研磨処理物と、骨材Ａ２と、高性能減水剤と、水を、表５に示す量となるように、一括してホバートミキサに投入して、セメント組成物を調製しようとしたが混練できなかった。
［比較例４］
中庸熱ポルトランドセメントと、シリカフュームＣと、骨材Ａ２と、高性能減水剤と、水を、表５に示す配合で一括してホバートミキサに投入して、セメント組成物を調製しようとしたが混練できなかった。
以上の結果を表６に示す。

表３及び表６から、骨材Ａを含むが骨材Ｂ（粗骨材）は含まない実施例１〜１２及び実施例１５〜２４のセメント質硬化体の圧縮強度は３５０Ｎ／ｍｍ^２以上と高い。特に、研磨処理したセメントを用いた、実施例１５〜２４のセメント質硬化体の圧縮強度は４２０Ｎ／ｍｍ^２以上と非常に高い。また、実施例９〜１０及び実施例２３〜２４（セメント組成物が金属繊維を含むもの）は、得られたセメント質硬化体について、圧縮強度が４４５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、著しく高く、かつ、曲げ強度が４０Ｎ／ｍｍ^２以上である。
また、骨材Ｂを含む場合（実施例１３〜１４、実施例２５〜２６）であっても、セメント質硬化体の圧縮強度は３３３Ｎ／ｍｍ^２以上と高い。
また、実施例１〜２、５、８、１０、１２、１４、１８のセメント質硬化体のすりへり深さは０．３７ｍｍ以下と小さい。
また、実施例５、８、２１のセメント質硬化体の収縮ひずみは５×１０^−６以下と小さい。
さらに、実施例５、８、１０、１２、１４、１８のセメント質硬化体の透水係数、塩化物イオンの拡散係数、耐久性指数から、得られたセメント質硬化体が遮水性、遮塩性、及び凍結融解抵抗性に優れていることがわかる。
これらの結果から、本発明の階段部材は、高い強度と緻密な硬化体の組織を有するため、階段部材の厚みを薄くできるほか、遮塩性、耐摩耗性、寸法安定性、遮水性、及び凍結融解抵抗性等の耐久性に優れていることがわかる。
一方、比較例１〜２のセメント質硬化体の圧縮強度は２９０Ｎ／ｍｍ^２であり、実施例１〜２６と比べて低い。また、比較例１のセメント質硬化体のすりへり深さは０．５７ｍｍであり、実施例に比べて大きい。また、比較例３〜４のセメント組成物は混練できなかった。

１０ 高速気流撹拌装置
１１ ローター
１２ ブレード
１３ 循環回路
１３ａ 循環回路の入口
１３ｂ 循環回路の出口
１４ 投入口
１５ 排出口
１６ ステーター
１７ 衝突室
１８ 開閉弁
１９ 排出弁

Claims (8)

1. 下記の特性及び含有率を有する（Ａ）セメント、（Ｂ）シリカフューム、及び（Ｃ）無機粉末と、最大粒径が１．２ｍｍ以下の骨材Ａ、高性能減水剤、消泡剤、及び水とを含むセメント組成物の硬化体からなることを特徴とする、階段部材。
   （Ａ）セメント：５５〜６５体積％
   （Ｂ）ＢＥＴ比表面積が１５〜２５ｍ^２／ｇのシリカフューム：５〜２５体積％
   （Ｃ）５０％体積累積粒径が０．８〜５μｍの無機粉末：１５〜３５体積％
   （ただし、セメント、シリカフューム、及び無機粉末の含有率の合計は１００体積％である。）
2. 前記セメントが、中庸熱ポルトランドセメント、及び低熱ポルトランドセメントから選ばれる１種以上を研磨処理して、該セメント粒子の角張った表面部分を丸みを帯びた形状に整形してなる粒径が２０μｍ以上の粗粒子と、該研磨処理により生じた粒径が２０μｍ未満の微粒子とを含むセメント研磨処理物であって、
   該セメント研磨処理物の５０％体積累積粒径が１０〜１８μｍ、及びブレーン比表面積が２１００〜２９００ｃｍ^２／ｇである、請求項１に記載の階段部材。
3. さらに、金属繊維、有機繊維、及び炭素繊維から選ばれる１種以上を３体積％以下含む、請求項１又は２に記載の階段部材。
4. 圧縮強度が３３０Ｎ／ｍｍ^２以上のセメント質硬化体からなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の階段部材。
5. さらに、最大粒径が１．２ｍｍを超え、１３ｍｍ以下の骨材Ｂを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の階段部材。
6. 圧縮強度が３００Ｎ／ｍｍ^２以上のセメント質硬化体からなる、請求項５に記載の階段部材。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の階段部材を製造するための方法であって、
   前記セメント組成物を混練した後、型枠内に打設して、未硬化の成形体を得る成形工程と、
   該未硬化の成形体を１０〜４０℃で２４時間以上、封緘養生又は気中養生した後、前記型枠から脱型し、硬化体を得る常温養生工程と、
   前記硬化体について、７０℃以上１００℃未満で６時間以上の蒸気養生又は温水養生と、１００〜２００℃で１時間以上のオートクレーブ養生のいずれか一方又は両方を行って硬化体を得る加熱養生工程と、
   前記加熱養生後の硬化体を、１５０〜２００℃で２４時間以上、加熱（ただし、オートクレーブ養生による加熱を除く。）して、前記階段部材を得る高温加熱工程と
   を含む、階段部材の製造方法。
8. 前記常温養生工程と前記加熱養生工程の間に、前記硬化体に吸水させる吸水工程を含む、請求項７に記載の階段部材の製造方法。

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