JP7020893B2 - セメント組成物及びセメント質硬化体の製造方法 - Google Patents
セメント組成物及びセメント質硬化体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7020893B2 JP7020893B2 JP2017238394A JP2017238394A JP7020893B2 JP 7020893 B2 JP7020893 B2 JP 7020893B2 JP 2017238394 A JP2017238394 A JP 2017238394A JP 2017238394 A JP2017238394 A JP 2017238394A JP 7020893 B2 JP7020893 B2 JP 7020893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- volume
- cement composition
- powder
- cement
- hardened
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
本発明は、セメント組成物、及び、該セメント組成物を用いたセメント質硬化体の製造方法に関する。
近年、硬化前には良好な流動性を有し、かつ硬化後には高い圧縮強度を発現することのできるセメント組成物が種々提案されている。
例えば、特許文献１には、セメント、ＢＥＴ比表面積が１５～２５ｍ２／ｇのシリカフューム、５０％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、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量１００体積％中、上記セメントの割合が５５～６５体積％、上記シリカフュームの割合が５～２５体積％、上記無機粉末の割合が１５～３５体積％であることを特徴とするセメント組成物、及び、該セメント組成物が、金属繊維等の繊維を３体積％以下の割合で含むことが記載されている。
特許文献１に記載されたセメント組成物は、金属繊維を２体積％含有する場合、硬化前には良好な流動性を有し、硬化後には、４００Ｎ／ｍｍ２を超えるような高い圧縮強度と４０Ｎ／ｍｍ２を超えるような高い曲げ強度を発現するものである。
例えば、特許文献１には、セメント、ＢＥＴ比表面積が１５～２５ｍ２／ｇのシリカフューム、５０％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、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量１００体積％中、上記セメントの割合が５５～６５体積％、上記シリカフュームの割合が５～２５体積％、上記無機粉末の割合が１５～３５体積％であることを特徴とするセメント組成物、及び、該セメント組成物が、金属繊維等の繊維を３体積％以下の割合で含むことが記載されている。
特許文献１に記載されたセメント組成物は、金属繊維を２体積％含有する場合、硬化前には良好な流動性を有し、硬化後には、４００Ｎ／ｍｍ２を超えるような高い圧縮強度と４０Ｎ／ｍｍ２を超えるような高い曲げ強度を発現するものである。
道路又は鉄道の防護工用部材（例えば、ロックシェッドやスノーシェッド等の覆道に用いられる部材）や、荒波等から海岸や海岸沿いの設備等を保護するための護岸用パネルや、火薬類あるいはガス等による爆発事故等によって発生した飛来物や高温から人や設備等を保護するための防爆パネル等の、高い強度（例えば、圧縮強度や曲げ強度）や優れた耐衝撃性等の優れた物性（特に、優れた耐衝撃性）が求められる用途においては、前記特許文献１に記載されたセメント質硬化体に比べて、強度がより大きく、かつ、耐衝撃性がより優れているセメント質硬化体が求められる。
本発明の目的は、高い圧縮強度（２７０Ｎ／ｍｍ２以上）及び高い曲げ強度（４５Ｎ／ｍｍ２以上）を有し、かつ、耐衝撃性に優れるセメント質硬化体を製造することができるセメント組成物（モルタルまたはコンクリート）を提供することである。
本発明の目的は、高い圧縮強度（２７０Ｎ／ｍｍ２以上）及び高い曲げ強度（４５Ｎ／ｍｍ２以上）を有し、かつ、耐衝撃性に優れるセメント質硬化体を製造することができるセメント組成物（モルタルまたはコンクリート）を提供することである。
本発明者は、上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１５～２５ｍ２／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、特定の金属繊維、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合計量１００体積％中、セメント、シリカフューム及び無機粉末の各割合が特定の数値範囲内であり、特定量の金属繊維を含むセメント組成物によれば、上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］～［７］を提供するものである。
［１］ セメント、ＢＥＴ比表面積が１５～２５ｍ２／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、直径が０．０１～１．０ｍｍでかつ長さが２～３０ｍｍの金属繊維、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量１００体積％中、上記セメントの割合が５５～６５体積％、上記シリカフュームの割合が５～２５体積％、上記無機粉末の割合が１５～３５体積％であり、上記セメント組成物中の上記金属繊維の割合が、３．０体積％を超え、４．５体積％以下であることを特徴とするセメント組成物。
［２］ 上記セメント組成物が、直径が０．０１０～０．０２０ｍｍ、長さが４～８ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が３００～４７０の有機繊維を含み、上記セメント組成物中の上記有機繊維の割合が、０．０１～０．５体積％である請求項１に記載のセメント組成物。
［３］ 硬化後に、圧縮強度が３００Ｎ／ｍｍ２以上でかつ曲げ強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上である前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物。
［４］ 上記セメント組成物は、最大粒径が１．２ｍｍを超え、１３ｍｍ以下の骨材Ｂを含む前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物。
［５］ 硬化後に、圧縮強度が２７０Ｎ／ｍｍ２以上でかつ曲げ強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上である前記［４］に記載のセメント組成物。
［１］ セメント、ＢＥＴ比表面積が１５～２５ｍ２／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、直径が０．０１～１．０ｍｍでかつ長さが２～３０ｍｍの金属繊維、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量１００体積％中、上記セメントの割合が５５～６５体積％、上記シリカフュームの割合が５～２５体積％、上記無機粉末の割合が１５～３５体積％であり、上記セメント組成物中の上記金属繊維の割合が、３．０体積％を超え、４．５体積％以下であることを特徴とするセメント組成物。
［２］ 上記セメント組成物が、直径が０．０１０～０．０２０ｍｍ、長さが４～８ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が３００～４７０の有機繊維を含み、上記セメント組成物中の上記有機繊維の割合が、０．０１～０．５体積％である請求項１に記載のセメント組成物。
［３］ 硬化後に、圧縮強度が３００Ｎ／ｍｍ２以上でかつ曲げ強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上である前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物。
［４］ 上記セメント組成物は、最大粒径が１．２ｍｍを超え、１３ｍｍ以下の骨材Ｂを含む前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物。
［５］ 硬化後に、圧縮強度が２７０Ｎ／ｍｍ２以上でかつ曲げ強度が５０Ｎ／ｍｍ２以上である前記［４］に記載のセメント組成物。
［６］ 前記［１］～［５］のいずれかに記載のセメント組成物からなるセメント質硬化体を製造するための方法であって、上記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、上記未硬化の成形体を、１０～４０℃で２４時間以上、封緘養生または気中養生した後、上記型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、上記硬化した成形体について、７０℃以上１００℃未満で１時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、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または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、上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、上記セメント質硬化体を得る高温加熱工程、を含むことを特徴とするセメント質硬化体の製造方法。
［７］ 上記常温養生工程と上記加熱養生工程の間に、上記硬化した成形体に吸水させる吸水工程を含む前記［６］に記載のセメント質硬化体の製造方法。
［７］ 上記常温養生工程と上記加熱養生工程の間に、上記硬化した成形体に吸水させる吸水工程を含む前記［６］に記載のセメント質硬化体の製造方法。
本発明のセメント組成物によれば、高い圧縮強度（例えば、２７０Ｎ／ｍｍ２以上）、高い曲げ強度（例えば、４５Ｎ／ｍｍ２以上）、及び、極めて優れた耐衝撃性を有するセメント質硬化体を製造することができる。
また、本発明のセメント組成物によれば、有機繊維を含むことにより、耐火性に優れたセメント質硬化体を製造することができる。
また、本発明のセメント組成物によれば、有機繊維を含むことにより、耐火性に優れたセメント質硬化体を製造することができる。
本発明のセメント組成物は、セメント、ＢＥＴ比表面積が１５～２５ｍ２／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。）、直径が０．０１～１．０ｍｍでかつ長さが２～３０ｍｍの金属繊維、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物であって、セメント、シリカフューム及び無機粉末の合計量１００体積％中、セメントの割合が５５～６５体積％、シリカフュームの割合が５～２５体積％、無機粉末の割合が１５～３５体積％であり、セメント組成物中の金属繊維の割合が、３．０体積％を超え、４．５体積％以下のものである。
以下、本発明のセメント組成物について詳細に説明する。
以下、本発明の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、特に限定されるものではなく、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を使用することができる。
中でも、セメント組成物の流動性を向上させる観点から、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使用することが好ましい。
中でも、セメント組成物の流動性を向上させる観点から、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使用することが好ましい。
シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、１５～２５ｍ２／ｇ、好ましくは１７～２３ｍ２／ｇ、特に好ましくは１８～２２ｍ２／ｇである。該比表面積が１５ｍ２／ｇ未満の場合、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が低下する。該比表面積が２５ｍ２／ｇを超える場合、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の無機粉末としては、例えば、石英粉末（珪石粉末）、火山灰、及びフライアッシュ（分級または粉砕したもの）、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、窒化物粉末等が挙げられる。
これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くする観点から、石英粉末また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ものとする。
これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くする観点から、石英粉末また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ものとする。
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、特に好ましくは１．２μｍ以上、３μｍ未満である。該粒径が０．８μｍ未満の場合、セメント組成物の流動性が低下する。該粒径が５μｍを超える場合、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が低下する。
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２０ｃｍ３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２０ｃｍ３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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性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、特に好ましくは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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性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、特に好ましくは６μｍ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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性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、特に好ましくは６μｍ以下である。
無機粉末としては、ＳｉＯ２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ＳｉＯ２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、特に好ましくは７０質量％以上であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
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合計量１００体積％中、セメントの割合は５５～６５体積％、好ましくは５７～６３体積％である。該割合が５５体積％未満の場合、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が低下する。該割合が６５体積％を超える場合、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合計量１００体積％中、シリカフュームの割合は５～２５体積％、好ましくは７～２３体積％である。該割合が５体積％未満の場合、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が低下する。該割合が２５体積％を超える場合、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合計量１００体積％中、無機粉末の割合は１５～３５体積％、好ましくは１７～３３体積％である。該割合が１５体積％未満の場合、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が低下する。該割合が３５体積％を超える場合、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合計量１００体積％中、シリカフュームの割合は５～２５体積％、好ましくは７～２３体積％である。該割合が５体積％未満の場合、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が低下する。該割合が２５体積％を超える場合、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合計量１００体積％中、無機粉末の割合は１５～３５体積％、好ましくは１７～３３体積％である。該割合が１５体積％未満の場合、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が低下する。該割合が３５体積％を超える場合、セメント組成物の流動性が低下する。
骨材Ａとしては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、天然エメリー砂、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や、人工（人造）エメリー砂や、アルミナまたは炭化物（例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素等）の粗粉砕物等）、再生細骨材またはこれらの混合物等が挙げられる。
骨材Ａの最大粒径は、１．２ｍｍ以下、好ましくは１．１ｍｍ以下、特に好ましくは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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が高くなる。
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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くする観点から、０．６ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、９５質量％以上、０．３ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、４０～５０質量％、及び、０．１５ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、６質量％以下であることが好ましい。
セメント組成物中の骨材Ａの割合は、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。該割合が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。該割合が４０体積％以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
骨材Ａの最大粒径は、１．２ｍｍ以下、好ましくは１．１ｍｍ以下、特に好ましくは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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性が高くなる。
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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くする観点から、０．６ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、９５質量％以上、０．３ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、４０～５０質量％、及び、０．１５ｍｍ以下の粒径の骨材の割合が、６質量％以下であることが好ましい。
セメント組成物中の骨材Ａの割合は、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。該割合が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。該割合が４０体積％以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
高性能減水剤としては、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することができる。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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くする観点から、ポリカルボン酸系の高性能減水剤が好ましい。
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０．４～１．３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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
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０．４～１．３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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
消泡剤としては、市販品を使用することができる。
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、特に好ましくは０．０１～０．０５質量部である。該量が０．００１質量部以上であれば、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。
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、特に好ましくは０．０１～０．０５質量部である。該量が０．００１質量部以上であれば、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。
金属繊維としては、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。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や耐衝撃性の向上の観点から、直径が０．０１～１．０ｍｍでかつ長さが２～３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０５～０．５ｍｍでかつ長さが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や破壊抵抗性が向上する。
セメント組成物中の金属繊維の割合は、３．０体積％を超え、４．５体積％以下、好ましくは３．２～４．２体積％、より好ましくは３．３～３．７体積％である。該割合が３．０体積％以下では、セメント質硬化体の曲げ強度や耐衝撃性が低下する。該割合が４．５体積％を超えると、セメント組成物の流動性や作業性が大きく低下する。
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や耐衝撃性の向上の観点から、直径が０．０１～１．０ｍｍでかつ長さが２～３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０５～０．５ｍｍでかつ長さが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や破壊抵抗性が向上する。
セメント組成物中の金属繊維の割合は、３．０体積％を超え、４．５体積％以下、好ましくは３．２～４．２体積％、より好ましくは３．３～３．７体積％である。該割合が３．０体積％以下では、セメント質硬化体の曲げ強度や耐衝撃性が低下する。該割合が４．５体積％を超えると、セメント組成物の流動性や作業性が大きく低下する。
水としては、水道水等を使用することができる。
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、特に好ましくは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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
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、特に好ましくは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強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
本発明のセメント組成物は有機繊維を含むことができる。有機繊維を含むことにより、セメント質硬化体の耐火性が向上する。
有機繊維としては、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、ポリビニルアルコール繊維等が挙げられる。中でも、入手の容易性及びセメント質硬化体の耐火性の向上の観点から、ポリプロピレン繊維が好ましい。
有機繊維の寸法は、セメント組成物中における有機繊維の材料分離の防止や、セメント質硬化体の耐火性の向上の観点から、直径が０．００５～１．０００ｍｍでかつ長さが２～３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．００８～０．５００ｍｍでかつ長さが４～２５ｍｍであることがより好ましく、直径が０．０１０～０．０３０ｍｍでかつ長さが４～１０ｍｍであることがさらに好ましく、直径が０．０１２～０．０２０ｍｍでかつ長さが４～８ｍｍであることが特に好ましい。
有機繊維としては、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、ポリビニルアルコール繊維等が挙げられる。中でも、入手の容易性及びセメント質硬化体の耐火性の向上の観点から、ポリプロピレン繊維が好ましい。
有機繊維の寸法は、セメント組成物中における有機繊維の材料分離の防止や、セメント質硬化体の耐火性の向上の観点から、直径が０．００５～１．０００ｍｍでかつ長さが２～３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．００８～０．５００ｍｍでかつ長さが４～２５ｍｍであることがより好ましく、直径が０．０１０～０．０３０ｍｍでかつ長さが４～１０ｍｍであることがさらに好ましく、直径が０．０１２～０．０２０ｍｍでかつ長さが４～８ｍｍであることが特に好ましい。
また、有機繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０～５００、より好ましくは３０～４９０、さらに好ましくは２００～４８０、さらに好ましくは２３０～４７０、特に好ましくは３００～４５０である。
中でも、セメント質硬化体の耐火性のさらなる向上の観点から、直径が０．０１０～０．０３０ｍｍ、長さが４～１０ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が２３０～４８０のポリプロピレン繊維が好ましく、直径が０．０１０～０．０２０ｍｍ、長さが４～８ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が３００～４７０のポリプロピレン繊維がより好ましく、直径が０．０１２～０．０２０ｍｍ、長さが４～８ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が３００～４５０のポリプロピレン繊維が特に好ましい。
セメント組成物中の有機繊維の割合は、好ましくは０．０１～０．５体積％、より好ましくは０．０３～０．４体積％、さらに好ましくは０．０５～０．３体積％、さらに好ましくは０．０７～０．２５体積％、特に好ましくは０．０９～０．２体積％である。該割合が０．０１体積％以上であれば、セメント質硬化体の耐火性がより向上する。該割合が０．５体積％以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
なお、本発明のセメント組成物は、長期強度の低下を避ける等の観点から、ガラス繊維を含まないものが好適である。
中でも、セメント質硬化体の耐火性のさらなる向上の観点から、直径が０．０１０～０．０３０ｍｍ、長さが４～１０ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が２３０～４８０のポリプロピレン繊維が好ましく、直径が０．０１０～０．０２０ｍｍ、長さが４～８ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が３００～４７０のポリプロピレン繊維がより好ましく、直径が０．０１２～０．０２０ｍｍ、長さが４～８ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が３００～４５０のポリプロピレン繊維が特に好ましい。
セメント組成物中の有機繊維の割合は、好ましくは０．０１～０．５体積％、より好ましくは０．０３～０．４体積％、さらに好ましくは０．０５～０．３体積％、さらに好ましくは０．０７～０．２５体積％、特に好ましくは０．０９～０．２体積％である。該割合が０．０１体積％以上であれば、セメント質硬化体の耐火性がより向上する。該割合が０．５体積％以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性がより高くなる。
なお、本発明のセメント組成物は、長期強度の低下を避ける等の観点から、ガラス繊維を含まないものが好適である。
上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１５０ｍｍ以上、より好ましくは１５５ｍｍ以上、特に好ましくは１６０ｍｍ以上である。該フロー値が１５０ｍｍ以上であれば、セメント質硬化体を製造する際の作業性を向上させることができる。
また、上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３００Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは３２０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３３０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３５０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３７０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは４００Ｎ／ｍｍ２以上である。
また、上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３００Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは３２０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３３０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３５０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３７０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは４００Ｎ／ｍｍ２以上である。
なお、上記骨材Ａとして、修正モース硬度が９以上（好ましくは９～１４、より好ましくは１０～１３、特に好ましくは１１～１３）のもの（例えば、天然または人工（人造）のエメリー砂、アルミナまたは炭化物の粗粉砕物等）を使用した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）によれば、セメント質硬化体の圧縮強度を４００Ｎ／ｍｍ２以上にすることができる。特に、天然または人工（人造）のエメリー砂によれば、セメント質硬化体の圧縮強度を４３０Ｎ／ｍｍ２以上にすることができる。
本発明のセメント組成物は、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としては、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、天然エメリー砂、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や、人工（人造）エメリー砂）、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、アルミナまたは炭化物（例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素等）の粗粉砕物、またはこれらの混合物等が挙げられる。
骨材Ｂの最大粒径は、１３ｍｍ以下、好ましくは１２ｍｍ以下、より好ましくは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、２７０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度及び４５Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ強度を発現することができる。
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、特に好ましくは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としては、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、天然エメリー砂、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や、人工（人造）エメリー砂）、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、アルミナまたは炭化物（例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素等）の粗粉砕物、またはこれらの混合物等が挙げられる。
骨材Ｂの最大粒径は、１３ｍｍ以下、好ましくは１２ｍｍ以下、より好ましくは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、２７０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度及び４５Ｎ／ｍｍ２以上の曲げ強度を発現することができる。
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、特に好ましくは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。
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の合計量の割合は、好ましくは２５～４０体積％、より好ましくは２８～３８体積％、特に好ましくは３０～３６体積％である。該割合が２５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。該割合が４０体積％以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
骨材Ａと骨材Ｂの合計量に対する骨材Ｂの割合は、好ましくは４０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下、特に好ましくは２５体積％以下である。該割合が４０体積％以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
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２７０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは２８０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは２９０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３００Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３１０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは３１５Ｎ／ｍｍ２以上である。
骨材Ａと骨材Ｂの合計量に対する骨材Ｂの割合は、好ましくは４０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下、特に好ましくは２５体積％以下である。該割合が４０体積％以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
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２７０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは２８０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは２９０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３００Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３１０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは３１５Ｎ／ｍｍ２以上である。
以下、本発明のセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体の製造方法について詳しく説明する。
本発明のセメント質硬化体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、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、硬化した成形体について、７０℃以上１００℃未満で１時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、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または両方を行い、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、セメント質硬化体を得る高温加熱工程を含むものである。
本発明のセメント質硬化体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、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、硬化した成形体について、７０℃以上１００℃未満で１時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、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または両方を行い、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、セメント質硬化体を得る高温加熱工程を含むものである。
［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としては、特に限定されるものではない。また、混練に用いる装置も特に限定されるものではなく、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することができる。さらに、打設（成形）方法も特に限定されるものではない。
なお、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で、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
セメント組成物中の気泡を低減又は除去する方法としては、（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させる方法、（３）セメント組成物を型枠内に打設した後、減圧して脱泡させる方法等が挙げられる。
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としては、特に限定されるものではない。また、混練に用いる装置も特に限定されるものではなく、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することができる。さらに、打設（成形）方法も特に限定されるものではない。
なお、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で、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
セメント組成物中の気泡を低減又は除去する方法としては、（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させる方法、（３）セメント組成物を型枠内に打設した後、減圧して脱泡させ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２４～７２時間、より好ましくは２４～４８時間）、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形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することができる。養生温度が４０℃以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
養生時間が２４時間以上であれば、脱型の際に、硬化した成形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、硬化した成形体が、好ましくは２０～１００Ｎ／ｍｍ２、より好ましくは３０～８０Ｎ／ｍｍ２の圧縮強度を発現した時に、硬化した成形体を型枠から脱型することが好ましい。該圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ２以上であれば、脱型の際に、硬化した成形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／ｍｍ２以下であれば、後述する吸水工程において、少ない労力で、硬化した成形体に吸水させることができる。
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２４～７２時間、より好ましくは２４～４８時間）、封緘養生または気中養生した後、型枠から脱型し、硬化した成形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することができる。養生温度が４０℃以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
養生時間が２４時間以上であれば、脱型の際に、硬化した成形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、硬化した成形体が、好ましくは２０～１００Ｎ／ｍｍ２、より好ましくは３０～８０Ｎ／ｍｍ２の圧縮強度を発現した時に、硬化した成形体を型枠から脱型することが好ましい。該圧縮強度が２０Ｎ／ｍｍ２以上であれば、脱型の際に、硬化した成形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／ｍｍ２以下であれば、後述する吸水工程において、少ない労力で、硬化した成形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した成形体について、７０℃以上１００℃未満（好ましくは７５～９５℃、より好ましくは８０～９２℃）で１時間以上の蒸気養生もしくは温水養生と、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または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る工程である。
本工程において、蒸気養生または温水養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは１２時間以上、より好ましくは２４～９６時間、特に好ましくは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２時間以上、より好ましくは３～６０時間、特に好ましくは４～４８時間である。蒸気養生もしく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、蒸気養生もしく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）、蒸気養生もしくは温水養生における養生時間は、好ましくは１～７２時間、より好ましくは２～４８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２～１８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、養生時間を短くすることができ、また、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
また、本工程において、養生時間が前記範囲内であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
本工程は、前工程で得られた硬化した成形体について、７０℃以上１００℃未満（好ましくは７５～９５℃、より好ましくは８０～９２℃）で１時間以上の蒸気養生もしくは温水養生と、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または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る工程である。
本工程において、蒸気養生または温水養生のみを行う場合、その養生時間は、好ましくは１２時間以上、より好ましくは２４～９６時間、特に好ましくは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２時間以上、より好ましくは３～６０時間、特に好ましくは４～４８時間である。蒸気養生もしく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、蒸気養生もしく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）、蒸気養生もしくは温水養生における養生時間は、好ましくは１～７２時間、より好ましくは２～４８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２～１８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、養生時間を短くすることができ、また、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
また、本工程において、養生時間が前記範囲内であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
［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、セメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体を得る工程である。
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することができる。加熱温度が２００℃以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
加熱時間が２４時間以上であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
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、セメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体を得る工程である。
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することができる。加熱温度が２００℃以下であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
加熱時間が２４時間以上であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
［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した成形体に吸水させる吸水工程を含んでもよい。
硬化した成形体に吸水させる方法としては、該成形体を水中に浸漬させる方法が挙げられる。また、該成形体を水中に浸漬させる方法において、短時間で吸水量を増やし、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くする観点から、（１）該成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる方法、（２）該成形体を、沸騰している水の中に浸漬させた後、該成形体を浸漬させたまま、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させた後、該成形体を沸騰している水から取り出して、次いで、４０℃以下の水に浸漬させる方法、（４）該成形体を、加圧下の水の中に浸漬させる方法、又は（５）該成形体への水の浸透性を向上させる薬剤を溶解させた水溶液の中に、該成形体を浸漬させる方法、が好ましい。
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した成形体に吸水させる吸水工程を含んでもよい。
硬化した成形体に吸水させる方法としては、該成形体を水中に浸漬させる方法が挙げられる。また、該成形体を水中に浸漬させる方法において、短時間で吸水量を増やし、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くする観点から、（１）該成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる方法、（２）該成形体を、沸騰している水の中に浸漬させた後、該成形体を浸漬させたまま、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させた後、該成形体を沸騰している水から取り出して、次いで、４０℃以下の水に浸漬させる方法、（４）該成形体を、加圧下の水の中に浸漬させる方法、又は（５）該成形体への水の浸透性を向上させる薬剤を溶解させた水溶液の中に、該成形体を浸漬させる方法、が好ましい。
上記成形体を、減圧下の水の中に浸漬させる方法としては、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。
上記成形体を、沸騰している水の中に浸漬させる方法としては、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。
硬化した成形体を、減圧下の水また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、特に好ましくは２０分間以上である。該時間の上限は、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性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。
上記成形体を、沸騰している水の中に浸漬させる方法としては、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。
硬化した成形体を、減圧下の水また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、特に好ましくは２０分間以上である。該時間の上限は、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性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、あるいは、セメント組成物中の骨材Ｂが粗骨材に該当しない場合）、φ５０×１００ｍｍの硬化した成形体１００体積％に対する水の割合として、好ましくは０．２０体積％以上、より好ましくは０．３０～２．０体積％、さらに好ましくは０．３５～１．５体積％であり、さらに好ましくは０．３６～１．０体積％、特に好ましくは０．３７～０．８０体積％であり、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の硬化した成形体１００体積％に対する水の割合として、好ましくは０．２０体積％以上、より好ましくは０．３０～２．０体積％、さらに好ましくは０．３５～１．５体積％であり、さらに好ましくは０．３６～１．０体積％、特に好ましくは０．３７～０．８０体積％である。
これらの吸水率が０．２０体積％以上であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
これらの吸水率が０．２０体積％以上であれば、セメント質硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）や耐衝撃性をより高くすることができる。
本発明のセメント組成物が硬化してなるセメント質硬化体は、高い圧縮強度を有するため、ひび割れが発生しにくく、かつ、壊れにくいものである。
また、得られたセメント質硬化体は、大きな曲げ強度を有する。上記セメント質硬化体の「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および曲げタフネス試験方法）」に準拠して測定した曲げ強度は、好ましくは４５Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４８Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは５０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは５３Ｎ／ｍｍ２以上である。
また、得られたセメント質硬化体は、耐衝撃性に極めて優れている。
また、本発明のセメント組成物が有機繊維を含む場合、該セメント組成物が硬化してなるセメント質硬化体は、耐火性に優れている。
さらに、本発明のセメント組成物が硬化してなるセメント質硬化体は、寸法安定性に優れている。「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カ月間保存した場合における上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、特に好ましくは６×１０－６以下である。
また、得られたセメント質硬化体は、大きな曲げ強度を有する。上記セメント質硬化体の「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および曲げタフネス試験方法）」に準拠して測定した曲げ強度は、好ましくは４５Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４８Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは５０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは５３Ｎ／ｍｍ２以上である。
また、得られたセメント質硬化体は、耐衝撃性に極めて優れている。
また、本発明のセメント組成物が有機繊維を含む場合、該セメント組成物が硬化してなるセメント質硬化体は、耐火性に優れている。
さらに、本発明のセメント組成物が硬化してなるセメント質硬化体は、寸法安定性に優れている。「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カ月間保存した場合における上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、特に好ましくは６×１０－６以下である。
本発明のセメント組成物が硬化してなるセメント質硬化体は、上記のとおり耐衝撃性に優れているので、道路又は鉄道の防護工用部材（例えば、ロックシェッドやスノーシェッド等の覆道に用いられる部材）や、荒波等から海岸や海岸沿いの設備等を保護するための護岸用パネルとして好適に使用できる。
また、本発明のセメント組成物が有機繊維を含む場合、該セメント組成物が硬化してなるセメント質硬化体は、耐火性にも優れるため、火薬類あるいはガス等による爆発事故等によって発生した飛来物や高温から人や設備等を保護するための防爆パネルとして好適に使用できる。
また、本発明のセメント組成物が有機繊維を含む場合、該セメント組成物が硬化してなるセメント質硬化体は、耐火性にも優れるため、火薬類あるいはガス等による爆発事故等によって発生した飛来物や高温から人や設備等を保護するための防爆パネルとして好適に使用できる。
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るものではない。
［使用材料］
（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：ＢＥＴ比表面積２０ｍ２／ｇ
（３）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
（４）骨材Ａ（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％）
（５）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」
（６）消泡剤：ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「マスターエア４０４」
（７）水：水道水
（８）金属繊維：鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）
（９）有機繊維：ポリプロピレン繊維（直径：０．０１４ｍｍ、長さ：６ｍｍ、アスペクト比：４２９）
（１０）骨材Ｂ（粗骨材）：硬質砂岩砕石１００５（粒径：５～１０ｍｍ）
［使用材料］
（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：ＢＥＴ比表面積２０ｍ２／ｇ
（３）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
（４）骨材Ａ（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％）
（５）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」
（６）消泡剤：ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「マスターエア４０４」
（７）水：水道水
（８）金属繊維：鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１５ｍｍ）
（９）有機繊維：ポリプロピレン繊維（直径：０．０１４ｍｍ、長さ：６ｍｍ、アスペクト比：４２９）
（１０）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、シリカフューム及び無機粉末を、粉体原料（セメント、シリカフューム及び無機粉末）の合計量１００体積％中、セメント等の各割合が表１に示す割合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Ａの割合が表１に示す割合となる量の骨材Ａ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１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。
その後、セメント組成物中の金属繊維の割合が表１に示す割合となる量の金属繊維を、オムニミキサに投入して、さらに２分間混練を行った。
混練後のセメント組成物のフロー値を、「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。なお、本明細書中、該フロー値を「０打ちフロー値」という。
セメント、シリカフューム及び無機粉末を、粉体原料（セメント、シリカフューム及び無機粉末）の合計量１００体積％中、セメント等の各割合が表１に示す割合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Ａの割合が表１に示す割合となる量の骨材Ａ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１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。
その後、セメント組成物中の金属繊維の割合が表１に示す割合となる量の金属繊維を、オムニミキサに投入して、さらに２分間混練を行った。
混練後のセメント組成物のフロー値を、「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。なお、本明細書中、該フロー値を「０打ちフロー値」という。
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、硬化した成形体を得た。脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
この成形体を、減圧したデシケーター内で、３０分間水に浸漬した（表２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）」を使用して行った。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。
加熱後の成形体（セメント質硬化体）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、加熱後の成形体（セメント質硬化体）の曲げ強度を、「土木学会規準 ＪＳＣＥ－Ｇ ５５２－２０１０（鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネス試験方法）」に準じて測定した。
この成形体を、減圧したデシケーター内で、３０分間水に浸漬した（表２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）」を使用して行った。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。
加熱後の成形体（セメント質硬化体）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、加熱後の成形体（セメント質硬化体）の曲げ強度を、「土木学会規準 ＪＳＣＥ－Ｇ ５５２－２０１０（鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネス試験方法）」に準じて測定した。
さらに、上記加熱後の成形体（セメント質硬化体）と同様にして、縦５５０ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ２５ｍｍの平板供試体を作製した。
図２に示すように、平板供試体１１の中央部に、鋼製重錘１２（質量２０ｋｇ、先端直径２００ｍｍ）を、１回目が１０ｃｍ、２回目が２０ｃｍ、３回目が３０ｃｍというように、回数が増えるごとに落下高さを１０ｃｍずつ高くして自由落下させること（例えば、五回目の自由落下は、５０ｃｍの高さから行う。）で、繰返し載荷を加え、何回目の落下で平板供試体１１が破断するのか、その回数を測定した。
得られた回数を用いて、セメント質硬化体の耐衝撃性を評価した。該回数が多いほど耐衝撃性に優れていることを意味する。
０打ちフロー値、吸水率、圧縮強度、曲げ強度、および耐衝撃性の評価（回数）を表２に示す。
また、後述の実施例および比較例における０打ちフロー値等も表２に示す。
図２に示すように、平板供試体１１の中央部に、鋼製重錘１２（質量２０ｋｇ、先端直径２００ｍｍ）を、１回目が１０ｃｍ、２回目が２０ｃｍ、３回目が３０ｃｍというように、回数が増えるごとに落下高さを１０ｃｍずつ高くして自由落下させること（例えば、五回目の自由落下は、５０ｃｍの高さから行う。）で、繰返し載荷を加え、何回目の落下で平板供試体１１が破断するのか、その回数を測定した。
得られた回数を用いて、セメント質硬化体の耐衝撃性を評価した。該回数が多いほど耐衝撃性に優れていることを意味する。
０打ちフロー値、吸水率、圧縮強度、曲げ強度、および耐衝撃性の評価（回数）を表２に示す。
また、後述の実施例および比較例における０打ちフロー値等も表２に示す。
［実施例２］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９３質量部、金属繊維の配合割合を３．５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を得た。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例１における加熱後の成形体（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ところ、収縮ひずみは４×１０－６であった。
さらに、上記加熱後の成形体（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）を算出したところ、耐久性指数は１００であった。
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ことを示す。
［実施例３］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９６質量部、金属繊維の配合割合を４．０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を得た。なお、脱型時の圧縮強度は４４Ｎ／ｍｍ２であった。
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９３質量部、金属繊維の配合割合を３．５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を得た。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例１における加熱後の成形体（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ところ、収縮ひずみは４×１０－６であった。
さらに、上記加熱後の成形体（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）を算出したところ、耐久性指数は１００であった。
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ことを示す。
［実施例３］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９６質量部、金属繊維の配合割合を４．０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を得た。なお、脱型時の圧縮強度は４４Ｎ／ｍｍ２であった。
［実施例４］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９３質量部、金属繊維の配合割合を３．１体積％に変更し、かつ、セメント組成物中の有機繊維の割合が表１に示す割合となる量の有機繊維を、金属繊維と共にオムニミキサに投入する以外は実施例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。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
また、加熱後の成形体（セメント質硬化体）について、耐火炉を用いて加熱を行い、６０分間加熱した場合における耐火性及び１８０分間加熱した場合における耐火性を評価した。加熱は、「ＩＳＯ８３４」に定められた加熱曲線に準拠して、所定の時間（６０分間または１８０分間）行い、加熱後、自然冷却した。なお、上記加熱における最高温度は、６０分間加熱した場合、９００℃であり、１８０分間加熱した場合、１，１００℃であった。
冷却後の成形体（セメント質硬化体）について、爆裂の有無、質量減少率及び残存圧縮強度を用いて、特に爆裂の有無を重視して耐火性を評価した。なお、爆裂が少なく、質量減少率が小さくかつ残存圧縮強度が大きいほど耐火性に優れている。結果を表２に示す。
なお、表２中、「◎」は、耐火性に極めて優れている（冷却後の成形体のひび割れ幅は１ｍｍ未満）ことを表し、「○」は、耐火性に優れている（冷却後の成形体のひび割れ幅は１ｍｍ以上、１０ｍｍ未満）ことを表し、「×」は耐火性に劣っている（冷却後の成形体のひび割れ幅は１０ｍｍ以上であり、かつ、剥落がある）ことを示す。
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９３質量部、金属繊維の配合割合を３．１体積％に変更し、かつ、セメント組成物中の有機繊維の割合が表１に示す割合となる量の有機繊維を、金属繊維と共にオムニミキサに投入する以外は実施例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。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
また、加熱後の成形体（セメント質硬化体）について、耐火炉を用いて加熱を行い、６０分間加熱した場合における耐火性及び１８０分間加熱した場合における耐火性を評価した。加熱は、「ＩＳＯ８３４」に定められた加熱曲線に準拠して、所定の時間（６０分間または１８０分間）行い、加熱後、自然冷却した。なお、上記加熱における最高温度は、６０分間加熱した場合、９００℃であり、１８０分間加熱した場合、１，１００℃であった。
冷却後の成形体（セメント質硬化体）について、爆裂の有無、質量減少率及び残存圧縮強度を用いて、特に爆裂の有無を重視して耐火性を評価した。なお、爆裂が少なく、質量減少率が小さくかつ残存圧縮強度が大きいほど耐火性に優れている。結果を表２に示す。
なお、表２中、「◎」は、耐火性に極めて優れている（冷却後の成形体のひび割れ幅は１ｍｍ未満）ことを表し、「○」は、耐火性に優れている（冷却後の成形体のひび割れ幅は１ｍｍ以上、１０ｍｍ未満）ことを表し、「×」は耐火性に劣っている（冷却後の成形体のひび割れ幅は１０ｍｍ以上であり、かつ、剥落がある）ことを示す。
［実施例５］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９５質量部、金属繊維の配合割合を３．５体積％に変更した以外は、実施例４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。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例２と同様にして、収縮ひずみの測定、および、耐久性指数の算出を行った。その結果、収縮ひずみは３×１０－６であり、耐久性指数は１００であった。
［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、沸騰水に浸漬する（表２中、「沸騰水」と示す。）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を得た。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例４と同様にして、耐火性の評価を行った。
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９５質量部、金属繊維の配合割合を３．５体積％に変更した以外は、実施例４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。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例２と同様にして、収縮ひずみの測定、および、耐久性指数の算出を行った。その結果、収縮ひずみは３×１０－６であり、耐久性指数は１００であった。
［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、沸騰水に浸漬する（表２中、「沸騰水」と示す。）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を得た。なお、脱型時の圧縮強度は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例４と同様にして、耐火性の評価を行った。
［実施例７］
粉体原料１００体積％中、シリカフュームおよび無機粉末の配合割合を２０体積％、ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９４質量部、金属繊維の配合割合を３．５体積％に変更する以外は、実施例６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。なお、脱型時の圧縮強度は４７Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例２と同様にして、収縮ひずみの測定、および、耐久性指数の算出を行った。その結果、収縮ひずみは４×１０－６であり、耐久性指数は１００であった。
さらに、実施例４と同様にして、耐火性の評価を行った。
［実施例８］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．８６質量部、骨材Ａの配合量を２８．５体積％に変更し、セメント組成物中の骨材Ｂの割合が７．０体積％となる量の骨材Ｂを使用して、各材料（粉体原料、骨材Ａ、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、金属繊維、有機繊維及び消泡剤）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分間混練した以外は実施例７と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体を得た。なお、脱型時の圧縮強度は３５Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例４と同様にして、耐火性の評価を行った。
粉体原料１００体積％中、シリカフュームおよび無機粉末の配合割合を２０体積％、ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．９４質量部、金属繊維の配合割合を３．５体積％に変更する以外は、実施例６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。なお、脱型時の圧縮強度は４７Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例２と同様にして、収縮ひずみの測定、および、耐久性指数の算出を行った。その結果、収縮ひずみは４×１０－６であり、耐久性指数は１００であった。
さらに、実施例４と同様にして、耐火性の評価を行った。
［実施例８］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．８６質量部、骨材Ａの配合量を２８．５体積％に変更し、セメント組成物中の骨材Ｂの割合が７．０体積％となる量の骨材Ｂを使用して、各材料（粉体原料、骨材Ａ、水、ポリカルボン酸系高性能減水剤、金属繊維、有機繊維及び消泡剤）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分間混練した以外は実施例７と同様にして、セメント組成物及びセメント質硬化体を得た。なお、脱型時の圧縮強度は３５Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例４と同様にして、耐火性の評価を行った。
［比較例１］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．７６質量部、金属繊維の配合割合を２．０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を得た。なお、脱型時の圧縮強度は４５Ｎ／ｍｍ２であった。
［比較例２］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．８３質量部、金属繊維の配合割合を２．０体積％に変更した以外は、実施例４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。なお、脱型時の圧縮強度は４４Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例４と同様にして、耐火性の評価を行った。
［比較例３］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を１．１０質量部、金属繊維の配合割合を５．０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を行った。
また、得られたセメント組成物は、流動性および作業性の悪いものであったため、成形をすることができなかった。
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．７６質量部、金属繊維の配合割合を２．０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を得た。なお、脱型時の圧縮強度は４５Ｎ／ｍｍ２であった。
［比較例２］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を０．８３質量部、金属繊維の配合割合を２．０体積％に変更した以外は、実施例４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。なお、脱型時の圧縮強度は４４Ｎ／ｍｍ２であった。
また、実施例４と同様にして、耐火性の評価を行った。
［比較例３］
ポリカルボン酸系高性能減水剤の配合量を１．１０質量部、金属繊維の配合割合を５．０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を行った。
また、得られたセメント組成物は、流動性および作業性の悪いものであったため、成形をすることができなかった。
表２から、実施例１～３におけるセメント質硬化体（有機繊維を含まないもの）の圧縮強度は、４０４Ｎ／ｍｍ２以上であり、非常に大きいことがわかる。
また、実施例１～３におけるセメント質硬化体（金属繊維の配合割合：３．１～４．０体積％）の曲げ強度は６０Ｎ／ｍｍ２以上であり、比較例１におけるセメント質硬化体（金属繊維の配合割合：２．０体積％）の曲げ強度（４１Ｎ／ｍｍ２）と比較して、非常に大きいことがわかる。
また、実施例１～３におけるセメント質硬化体の耐衝撃性（８～９回）は、比較例１におけるセメント質硬化体の耐衝撃性（６回）よりも優れていることがわかる。
また、実施例１～３におけるセメント質硬化体（金属繊維の配合割合：３．１～４．０体積％）の曲げ強度は６０Ｎ／ｍｍ２以上であり、比較例１におけるセメント質硬化体（金属繊維の配合割合：２．０体積％）の曲げ強度（４１Ｎ／ｍｍ２）と比較して、非常に大きいことがわかる。
また、実施例１～３におけるセメント質硬化体の耐衝撃性（８～９回）は、比較例１におけるセメント質硬化体の耐衝撃性（６回）よりも優れていることがわかる。
さらに、セメント組成物が有機繊維を含む場合（実施例４～８）について、表２から、実施例４～７におけるセメント質硬化体（骨材Ｂを含まないもの）の圧縮強度は、４０３Ｎ／ｍｍ２以上であり、非常に大きいことがわかる。
また、実施例８におけるセメント質硬化体（骨材Ｂ（粗骨材）を含むもの）の圧縮強度は、３１５Ｎ／ｍｍ２であり、大きいことがわかる。
また、実施例４～７におけるセメント質硬化体（金属繊維の配合割合：３．１～３．５体積％）の曲げ強度は６０Ｎ／ｍｍ２以上であり、比較例２におけるセメント質硬化体（金属繊維の配合割合：２．０体積％）の曲げ強度（４１Ｎ／ｍｍ２）と比較して、非常に大きいことがわかる。
また、実施例４～８におけるセメント質硬化体の耐衝撃性（８～９回）は、比較例２におけるセメント質硬化体の耐衝撃性（６回）よりも優れていることがわかる。
また、実施例４、６～８におけるセメント質硬化体は、耐火性に優れていることがわかる。
また、実施例２、５、７におけるセメント質硬化体の収縮ひずみは３×１０－６～４×１０－６と小さいものであり、耐久性指数が１００であることがわかる。
これらの結果から、本発明のセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体は、寸法安定性及び凍結融解抵抗性に優れていることがわかる。
また、実施例８におけるセメント質硬化体（骨材Ｂ（粗骨材）を含むもの）の圧縮強度は、３１５Ｎ／ｍｍ２であり、大きいことがわかる。
また、実施例４～７におけるセメント質硬化体（金属繊維の配合割合：３．１～３．５体積％）の曲げ強度は６０Ｎ／ｍｍ２以上であり、比較例２におけるセメント質硬化体（金属繊維の配合割合：２．０体積％）の曲げ強度（４１Ｎ／ｍｍ２）と比較して、非常に大きいことがわかる。
また、実施例４～８におけるセメント質硬化体の耐衝撃性（８～９回）は、比較例２におけるセメント質硬化体の耐衝撃性（６回）よりも優れていることがわかる。
また、実施例４、６～８におけるセメント質硬化体は、耐火性に優れていることがわかる。
また、実施例２、５、７におけるセメント質硬化体の収縮ひずみは３×１０－６～４×１０－６と小さいものであり、耐久性指数が１００であることがわかる。
これらの結果から、本発明のセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体は、寸法安定性及び凍結融解抵抗性に優れていることがわかる。
１１ 平板供試体
１２ 鋼製重錘
１２ 鋼製重錘
Claims (6)
- セメント、ＢＥＴ比表面積が１５～２５ｍ２／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、直径が０．０１～１．０ｍｍ、長さが２～３０ｍｍ、及び、アスペクト比（繊維長／繊維直径）が２０～２００の金属繊維、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物の硬化体であって、
上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量１００体積％中、上記セメントの割合が５５～６５体積％、上記シリカフュームの割合が５～２５体積％、上記無機粉末の割合が１５～３５体積％であり、
上記セメント組成物中、上記金属繊維の割合が、３．３～３．７体積％であり、かつ、上記骨材Ａの割合が、２０～４０体積％であり、
上記無機粉末が、石英粉末、火山灰、フライアッシュ、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、及び窒化物粉末の中から選ばれる１種以上であり、
上記セメント組成物は、最大粒径が１．２ｍｍを超える骨材を含まず、かつ、硬化後に、上記セメント組成物からなるφ５０×１００ｍｍの円柱形の成形体を用いて測定した圧縮強度及び曲げ強度の値として、「ＪＩＳ Ａ １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準じて測定した圧縮強度が３００Ｎ／ｍｍ ２ 以上でかつ、「土木学会規準 ＪＳＣＥ－Ｇ ５５２－２０１０（鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネス試験方法）」に準じて測定した曲げ強度が５０Ｎ／ｍｍ ２ 以上であることを特徴とするセメント質硬化体。 - 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、直径が０．０１～１．０ｍｍ、長さが２～３０ｍｍ、及び、アスペクト比（繊維長／繊維直径）が２０～２００の金属繊維、高性能減水剤、消泡剤及び水を含むセメント組成物の硬化体であって、
上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量１００体積％中、上記セメントの割合が５５～６５体積％、上記シリカフュームの割合が５～２５体積％、上記無機粉末の割合が１５～３５体積％であり、
上記セメント組成物中、上記金属繊維の割合が、３．３～３．７体積％であり、かつ、上記骨材Ａの割合が、２０～４０体積％であり、
上記無機粉末が、石英粉末、火山灰、フライアッシュ、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、及び窒化物粉末の中から選ばれる１種以上であり、
上記セメント組成物は、最大粒径が１．２ｍｍを超え、１３ｍｍ以下の骨材Ｂを含み、かつ、硬化後に、上記セメント組成物からなるφ５０×１００ｍｍの円柱形の成形体を用いて測定した圧縮強度及び曲げ強度の値として、「ＪＩＳ Ａ １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）」に準じて測定した圧縮強度が２７０Ｎ／ｍｍ ２ 以上でかつ、「土木学会規準 ＪＳＣＥ－Ｇ ５５２－２０１０（鋼繊維補強コンクリートの曲げ強度および曲げタフネス試験方法）」に準じて測定した曲げ強度が５０Ｎ／ｍｍ ２ 以上であることを特徴とするセメント質硬化体。 - 上記セメント組成物が、直径が０．０１０～０．０２０ｍｍ、長さが４～８ｍｍ、及びアスペクト比（繊維長／繊維直径）が３００～４７０の有機繊維を含み、上記セメント組成物中の上記有機繊維の割合が、０．０１～０．５体積％である請求項１又は２に記載のセメント質硬化体。
- 上記消泡剤の配合量が、上記セメント、上記シリカフューム及び上記無機粉末の合計量１００質量部に対して、０．０４～０．０５質量部である請求項１～３のいずれか１項に記載のセメント質硬化体。
- 請求項１～４のいずれか１項に記載のセメント質硬化体を製造するための方法であって、
上記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、
上記未硬化の成形体を、１０～４０℃で２４時間以上、封緘養生または気中養生した後、上記型枠から脱型し、硬化した成形体を得る常温養生工程と、
上記硬化した成形体について、７０℃以上１００℃未満で１時間以上の、蒸気養生もしくは温水養生と、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または両方を行い、加熱養生後の硬化体を得る加熱養生工程と、
上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、上記セメント質硬化体を得る高温加熱工程、を含むことを特徴とするセメント質硬化体の製造方法。 - 上記常温養生工程と上記加熱養生工程の間に、上記硬化した成形体に吸水させる吸水工程を含む請求項５に記載のセメント質硬化体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017238394A JP7020893B2 (ja) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | セメント組成物及びセメント質硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017238394A JP7020893B2 (ja) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | セメント組成物及びセメント質硬化体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019104649A JP2019104649A (ja) | 2019-06-27 |
| JP7020893B2 true JP7020893B2 (ja) | 2022-02-16 |
Family
ID=67061109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017238394A Active JP7020893B2 (ja) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | セメント組成物及びセメント質硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7020893B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021155287A (ja) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 太平洋セメント株式会社 | コンクリートブレースおよびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005001959A (ja) | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Taiheiyo Cement Corp | セメント系断熱用パネル |
| JP2017024968A (ja) | 2015-02-24 | 2017-02-02 | 太平洋セメント株式会社 | セメント組成物を用いたセメント質硬化体の製造方法 |
-
2017
- 2017-12-13 JP JP2017238394A patent/JP7020893B2/ja active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005001959A (ja) | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Taiheiyo Cement Corp | セメント系断熱用パネル |
| JP2017024968A (ja) | 2015-02-24 | 2017-02-02 | 太平洋セメント株式会社 | セメント組成物を用いたセメント質硬化体の製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 三好彰ら，資源処理技術，1990年，Vol.37, No,1，pp.37-43 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019104649A (ja) | 2019-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6654964B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP6940994B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP6619215B2 (ja) | 橋梁ウェブ部材及びその製造方法 | |
| JP7020893B2 (ja) | セメント組成物及びセメント質硬化体の製造方法 | |
| JP6949568B2 (ja) | 防爆用パネル及びその製造方法 | |
| JP6295085B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP7157606B2 (ja) | セメント質硬化体の製造方法 | |
| JP6927751B2 (ja) | 金庫及びその製造方法 | |
| JP2017100909A (ja) | 白色セメント組成物及びそれを用いたセメント質硬化体の製造方法 | |
| JP6995499B2 (ja) | 金庫室構築用パネル及びその製造方法 | |
| JP7120881B2 (ja) | セメント質硬化体の製造方法 | |
| JP6949697B2 (ja) | 金庫室構築用パネル及びその製造方法 | |
| JP2017095920A (ja) | トンネル用セグメント及びその製造方法 | |
| JP6985124B2 (ja) | 金庫及びその製造方法 | |
| JP6646908B2 (ja) | 高速度交通システム構造物用コンクリート部材、及びその製造方法 | |
| AGUERO et al. | Experimental study of concrete mixtures to produce UHPRC using sustainable brazilians materials | |
| JP7252010B2 (ja) | セメント質硬化体の製造方法 | |
| JP6636310B2 (ja) | セメント質硬化体の製造方法 | |
| JP6868079B2 (ja) | セメント質硬化体の製造方法 | |
| JP7433031B2 (ja) | セメント組成物、及びセメント質硬化体の製造方法 | |
| JP6516567B2 (ja) | 定盤及びその製造方法 | |
| JP2017100887A (ja) | 壁高欄及びその製造方法 | |
| JP2023046894A (ja) | セメント硬化体およびプレキャストコンクリート版 | |
| JP2021155299A (ja) | プレキャストコンクリート版およびその製造方法 | |
| JP6622013B2 (ja) | セメント質硬化体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200904 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210624 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210713 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210909 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220201 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220203 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7020893 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |