JP7269044B2 - 膨張混和材、セメント組成物、及び、コンクリート - Google Patents

Description

本発明は、膨張混和材、セメント組成物、及び、コンクリートに関する。

コンクリートのひび割れ低減や曲げ耐力の向上は、コンクリート構造物の信頼性、耐久性、及び美観等の観点から重要であり、これらを改善する効果のあるセメント混和材である膨張混和材のさらなる技術の進展が望まれている。

また、膨張混和材としては、カルシウムサルホアルミネート系膨張材や石灰系膨張材等が知られており、例えば、優れた膨張特性を有するコンクリート用膨張材や膨張材クリンカの製造方法が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

特開２００２－０２９７９７号公報 特開２００８－２０１６０３号公報 特開２００８－１５６１８７号公報

しかしながら、従来の膨張混和材を用いて、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ようとした場合、膨張混和材の配合量を多くせざるを得ず、特に少ない添加量とした場合において、ひび割れ等の少ない、信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることは困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることが可能な、膨張混和材、該膨張混和材を含むセメント組成物及びコンクリートを提供することを目的とする。

すなわち、本発明によれば、
遊離石灰、水硬性物質、および、無水石膏を含有する膨張混和材であって、
上記膨張混和材を１００質量％としたとき、
上記膨張混和材に含まれる遊離石灰の含有率が８０.０質量％以上、９９.０質量％以下であり、
ＪＩＳ Ａ ６２０２のコンクリート用膨張材の試験方法に基づき測定される養生７日目における膨張率が１０００×１０^－６以上である膨張混和材が提供される。

また、本発明によれば、上記の膨張混和材を含有してなるセメント組成物が提供される。

また、本発明によれば、上記のセメント組成物を含有してなるコンクリートが提供される。

本発明によれば、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることが可能な、膨張混和材、及び、該膨張混和材を含むセメント組成物を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
本明細書中、数値範囲の説明における「ａ～ｂ」との表記は、特に断らない限り、ａ以上ｂ以下のことを表す。例えば、「１～５質量％」とは「１質量％以上５質量％以下」の意である。

本実施形態に係る膨張混和材は、遊離石灰、水硬性物質、および、無水石膏を含有する。
本実施形態に係る膨張混和材には、膨張混和材を１００質量％としたとき、遊離石灰が、８０.０質量％以上、９９.０質量％以下含まれる。本実施形態に係る膨張混和材には、膨張混和材を１００質量％としたとき、遊離石灰が、８１.０質量％以上、９８.０質量％以下含まれることが好ましく、８２.０質量％以上、９７.０質量％以下含まれることがより好ましい。ここで、遊離石灰とは、化合物や非晶質物質を形成していない酸化カルシウム（ｆｒｅｅ－ｌｉｍe）を意味し、生石灰とも呼ばれ、ｆ－ＣａＯと表記されることもある。
なお、膨張混和材に含まれる遊離石灰の含有量は後述のように、ＪＩＳ Ｒ ６２０２に基づく化学分析結果、及び、粉末Ｘ線回折の同定結果に基づいてボーグの計算式によって求めることができる。

また、本実施形態に係る膨張混和材は、ＪＩＳ Ａ ６２０２に規定されるコンクリート用膨張材の試験方法に基づき測定される養生７日目における膨張率が１０００×１０^－６以上であり、１０５０×１０^－６以上であることが好ましく、１１００×１０^－６以上であることがより好ましく、１１５０×１０^－６以上であることが特に好ましい。
膨張率の上限は特に制限がないが、例えば、１６００×１０^－６以下とすることができる。
なお、膨張混和材の膨張率は、ＪＩＳ Ａ ６２０２の附属書Ａに記載される膨張材のモルタルによる膨張性試験方法に基づき、モルタルを調整し、該モルタルを用いて試験体を成形し、離形後の試験体の測長結果と、養生７日目の試験体の測長結果とを用いて算出することができる。すなわち、まず、ＪＩＳ Ｒ ５２１０に規定される普通ポルトランドセメント４２０ｇと、膨張混和材３０ｇと、標準砂１３５０ｇと、水２２５ｇとをよく練り混ぜモルタルを調整する。該モルタルを用い、４０×４０×１３５ｍｍの試験体を成形し、２４時間を経た後、脱型し、１回目の測長を行う。測長後、供試体を水槽内で養生し、材齢７日目に２回目の測長を行う。１回目の測長結果、及び、２回目の測長結果から、養生７日目における膨張率を算出する。

従来、様々な膨張特性を有するコンクリート用膨張材や膨張材クリンカ等の膨張混和材が提案されていたが、これらの開示された技術によっては、特に膨張混和材の添加量が少ない場合において、ひび割れ等の少なく、信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることは困難であった。本発明者らは、膨張混和材の組成について検討したところ、膨張混和材に含まれる遊離石灰の含有量が、膨張混和材の有する膨張力のポテンシャルと関連することを知見したが、遊離石灰の含有量を調整したのみでは、特に少ない添加量において、ひび割れ等の少ない、信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることは困難であった。本発明者らは鋭意検討を重ね、膨張混和材に含まれる遊離石灰の含有量を調整し、さらに、膨張率を特定の範囲に制御することで、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる膨張混和材となることを見出し、本発明を成し得たものである。
本実施形態に係る膨張混和材が、膨張混和材に含まれる遊離石灰の含有量、及び、膨張率を特定の範囲に制御することで、少ない添加量でも、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる膨張混和材となる理由は必ずしも明らかではないが、以下のように推測される。
すなわち、膨張混和材に含まれる遊離石灰等の材料の膨張の発現に関連する有効成分は、そのすべてが同じタイミングで反応するものではなく、その存在形態によって反応のタイミングが異なると考えられるところ、本発明で規定する膨張率は、適切なタイミングで反応する有効成分の量と関連した指標となるものと推測される。
本実施形態によれば、例えば、膨張混和材の原料、遊離石灰の含有量、及び、製造条件を調整し、膨張混和材に含まれる鉱物の種類と、遊離石灰の量とその組織等を最適化することによって、膨張率を特定の数値範囲の値とし、膨張混和材が有する膨張力ポテンシャルをある程度以上発揮できるよう制御することで、少ない添加量で、ひび割れ等が少なく、信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる膨張混和材となるものと推測される。
なお、本発明は上記の推測メカニズムによって限定されるものではない。また、ここで、膨張混和材に含まれる遊離石灰の含有量は、膨張混和材に係るクリンカ製造時の原料の配合の種類、及び、量、並びに、膨張混和材に係るクリンカの焼成条件・粉砕条件等の製造条件を制御することで、膨張混和材の膨張量は、膨張混和材に係るクリンカ製造時の原料の配合の種類、及び、量、並びに、膨張混和材に係るクリンカの焼成条件や粉砕条件等を調整することによって調整が可能である。

本実施形態に係る膨張混和材は、水硬性物質を含む。
本発明に係る水硬性物質とは、水と反応して硬化する性質をもつ物質であり、具体的には、３ＣａＯ・３Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＳＯ_４で表されるイーリマイト、３ＣａＯ・ＳｉＯ_２（Ｃ３Ｓと略記）や２ＣａＯ・ＳｉＯ_２（Ｃ２Ｓと略記）で表されるカルシウムシリケート、４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３（Ｃ４ＡＦと略記）や６ＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３（Ｃ６Ａ２Ｆと略記）、６ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３（Ｃ６ＡＦと略記）で表されるカルシウムアルミノフェライト、２ＣａＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３（Ｃ２Ｆと略記）等のカルシウムフェライトなどであり、これらのうちの１種または２種以上を含むことが好ましく、イーリマイト、又は、Ｃ４ＡＦを含むことがより好ましく、イーリマイト、及び、Ｃ４ＡＦを含むことが特に好ましい。

本実施形態に係る膨張混和材は、膨張混和材を１００質量％としたとき、膨張混和材に含まれる水硬性物質の含有量が、０．２質量％以上、１５質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上、１３質量％以下であることがより好ましく、０．８質量％以上、１１質量％以下であることが特に好ましい。
水硬性物質の種類及び量を上記態様とすることで、膨張率を本発明で特定する範囲に調整しやすくなり、特に少ない添加量においても、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる膨張混和材とすることができる。また、水硬性物質の種類及び量を上記態様とすることで、キルン内壁へのコーティングの増加を防ぐことができる。

本実施形態に係る膨張混和材は、無水石膏を含む。
本実施形態に係る膨張混和材は、膨張混和材を１００質量％としたとき、膨張混和材に含まれる無水石膏の含有量が、０．３質量％以上、１５質量％以下であることが好ましく、１質量％以上、１３質量％以下であることがより好ましく、２質量％以上、１１質量％以下であることが特に好ましい。
無水石膏の量を上記態様とすることで、膨張率を本発明で特定する範囲に調整しやすくなり、特に少ない添加量においても、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる膨張混和材とすることができる。

本実施形態に係る膨張混和材は、膨張混和材を１００質量％としたとき、膨張混和材に含まれる水硬性物質及び無水石膏の合計含有量が、０．５質量％以上、１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上、１３質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上、１１質量％以下であることが特に好ましい。
水硬性物質、及び、石膏の合計含有量を上記態様とすることで、膨張率を本発明で特定する範囲に調整しやすくなり、特に少ない添加量においても、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる膨張混和材とすることができる。

なお、各鉱物の含有量は、従来一般の分析方法で確認することができる。例えば、ＪＩＳ Ｒ ６２０２に基づく化学分析結果、及び、粉末Ｘ線回折の同定結果に基づいて、鉱物量をボーグの計算式によって求めることができる。

本実施形態に係る膨張混和材は、水和反応開始後から水和反応終了までにおける水和発熱速度スペクトルにおいて、水和発熱速度のピークが、水和反応開始後３０分以上、９０分以下に現れることが好ましく、４０分以上、８０分以下に現れることがより好ましく、４５分以上、７５分以下に現れることが特に好ましい。ここで、水和反応開始後から水和反応終了までにおける水和発熱速度スペクトルとは、２０℃の恒温容器中で、膨張混和材に水を加え、発熱速度、すなわち単位時間当たりの水和発熱量（Ｊ／ｈｏｕｒ・ｇ）の経時変化を記録したスペクトルを示し、微小熱量計、具体的には、マルチマイクロカロリーメーターＭＭＣ－５１１Ｃ６型で測定することができる。なお、膨張混和材に加える水の量は、例えば、膨張混和材の質量の半分の質量に相当するものとすることができる。
また、水和発熱速度のピークとは、上記の水和発熱速度スペクトルにおいて、水和発熱速度が、最大値を示した位置を示す。
本実施形態に係る膨張混和材は、水和発熱速度のピークを上記範囲内に調整することによって、水和反応開始直後から初期にかけての急激な水和反応が適度に遅延され、かつ、セメントの硬化前に反応のピークを迎えることなるため、膨張混和材は水和開始から一定時間経過後の適度なタイミングで膨張し、該膨張混和材が有する膨張力ポテンシャルを最大限発揮することができ、特に少ない添加量においても、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる膨張混和材となるものと推測される。
なお、水和発熱速度のピーク位置は、膨張混和材を調整する際の原料の配合の種類及び量、並びに、膨張混和材の焼成条件、粉砕条件等の製造条件を調整することによって、制御することが可能である。

本実施形態に係る膨張混和材は、ブレーン比表面積が２，０００ｃｍ^２／ｇ以上、６，０００ｃｍ^２／ｇ以下であることが好ましく、２，５００ｃｍ^２／ｇ以上、５，０００ｃｍ^２／ｇ以下であることがより好ましい。ブレーン比表面積を上記数値範囲内とすることによって、膨張混和材の反応の速度・タイミングを適度に調整することができ、膨張率を本発明で特定する範囲により調整しやすくなり、特に少ない添加量で、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる膨張材とすることができる。
なお、ブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）に基づき、ブレーン空気透過装置を用い測定することができる。

＜膨張混和材の製造方法＞
本実施形態に係る膨張混和材の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、以下の方法で製造することができる。

＜原料＞
まず、本実施形態に係る膨張混和材の製造に使用する原料について説明する。
本実施形態に係る膨張混和材の製造には、ＣａＯ原料、Ａｌ_２Ｏ_３原料、ＳｉＯ_２原料、ＣａＳＯ_４原料を用いることができる。

ＣａＯ原料としては、石灰石や消石灰等が挙げられ、Ａｌ_２Ｏ_３原料としては、ボーキサイトやアルミ残灰等が挙げられ、Ｆｅ_２Ｏ_３原料としては、銅カラミや市販の酸化鉄が挙げられ、ＣａＳＯ_４原料としては、二水セッコウ、半水セッコウ及び無水セッコウ等が挙げられる。これら原料中には不純物が存在する。その具体例としては、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＴｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、等が挙げられ、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。

＜混合粉砕工程＞
これら原料を、焼成後に所望の鉱物組成割合となるように調合し、混合（必要に応じ粉砕）し、調合原料とする。混合粉砕の方法は、特に限定されるものではなく、乾式粉砕法又は湿式粉砕法を適用することができる。

＜焼成工程＞
得られた調合原料は、電気炉やキルン等を用いて、焼成することが好ましい。熱処理方法は、特に限定されるものではなく、調合原料の配合の種類及び量、熱処理時間との兼ね合いにもよるが、１１００℃以上、１６００℃以下の温度で焼成することが好ましく、１２００℃以上、１５００℃以下がより好ましく、１３００℃超、１５００℃以下とすることがさらに好ましく、１３５０℃以上、１５００℃以下とすることが特に好ましい。１１００℃未満では、得られたセメント混和材の膨張性能が十分でなく、１６００℃を超えると無水セッコウが分解する場合がある。
熱処理時間は、調合原料の配合の種類及び量、熱処理時間との兼ね合いにもよるが、最高温度の保持時間は、２０分以上、９０分以内であることが好ましく、３０分以上、６０分以内であることがより好ましい。
調合原料の配合の種類及び量との兼ね合いにもよるが、熱処理条件を上記数値範囲とすることによって、膨張混和材に含まれる遊離石灰等の存在形態を、より適切なタイミングで反応するように膨張率を調整することができ、よりひび割れ等が少なく、信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができる。

＜粉砕＞
得られた膨張材クリンカは、必要に応じて粉砕して、膨張混和材とすることができる。粉砕の際には、得られる膨張混和材が、上記したブレーン比表面積を有する態様となるよう粉砕条件を調整することが好ましい。

＜セメント組成物＞
本実施形態に係るセメント組成物は、上記の膨張混和材とセメントを含むものとすることができる。

セメント組成物に含まれるセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱などの各種ポルトランドセメントや、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ又はシリカを混合した各種混合セメント、石灰石粉末や高炉徐冷スラグ微粉末などを混合したフィラーセメント、並びに、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）が挙げられる。

上記セメント組成物はさらに骨材を含むことができ、骨材としては、特に制限されるものではなく、通常のコンクリートの製造に使用される細骨材および粗骨材を何れも使用することができる。
また、本実施形態に係るセメント組成物は、さらに混和剤及び混和材の少なくとも一方の混和材料等を含有してもよい。混和剤には、例えば、急硬剤、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、流動化剤、高性能ＡＥ減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、耐寒剤、収縮低減剤、凝結調整剤、ベントナイト等の粘土鉱物、ハイドロタルサイト等のアニオン交換体、硬化促進剤、凝結遅延剤、急結剤、発泡剤及び気泡剤等が挙げられる。混和材には、例えば、高炉水砕スラグ微粉末や高炉徐冷スラグ微粉末等のスラグ、シリカヒューム、フライアッシュ、石灰石微粉末、アウイン系膨張材及びポゾラン等が挙げられる。これらの混和剤及び混和材からなる群のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。

本実施形態に係るコンクリートは本実施形態に係るセメント組成物を含んでなるものとすることができる。
本実施形態に係るセメント組成物、及び、骨材を含む、本実施形態に係るコンクリートの用途は特に限定されるものではないが、土木、建築分野等で幅広く活用できる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、本発明の参考形態の一例を示す。
［１］ 遊離石灰、水硬性物質、および、無水石膏を含有する膨張混和材であって、
前記膨張混和材を１００質量％としたとき、前記膨張混和材に含まれる遊離石灰の含有率が８０．０質量％以上、９９.０質量％以下であり、
ＪＩＳ Ａ ６２０２のコンクリート用膨張材の試験方法に基づき測定される養生７日目における膨張率が１０００×１０ ^－６ 以上である膨張混和材。
［２］ 水和反応開始後から水和反応終了までにおける水和発熱速度スペクトルにおいて、水和発熱量のピークが、水和反応開始後３０分以上、９０分以下に現れる、［１］に記載の膨張混和材。
［３］ ブレーン比表面積が２，０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上、６，０００ｃｍ ^２ ／ｇ以下である、［１］又は［２］に記載の膨張混和材。
［４］ 前記水硬性物質が、３ＣａＯ・３Ａｌ _２ Ｏ _３ ・ＣａＳＯ _４ 、３ＣａＯ・ＳｉＯ _２ 、２ＣａＯ・ＳｉＯ _２ 、４ＣａＯ・Ａｌ _２ Ｏ _３ ・Ｆｅ _２ Ｏ _３ 、６ＣａＯ・２Ａｌ _２ Ｏ _３ ・Ｆｅ _２ Ｏ _３ 、６ＣａＯ・Ａｌ _２ Ｏ _３ ・Ｆｅ _２ Ｏ _３ 、及び２ＣａＯ・Ｆｅ _２ Ｏ _３ からなる群から選ばれる１種又は２種以上である、［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の膨張混和材。
［５］ 前記膨張混和材を１００質量％としたとき、前記膨張混和材に含まれる水硬性物質及び無水石膏の合計含有率が０．５質量％以上、１５質量％以下である、［１］乃至［４］のいずれか一つに記載の膨張混和材。
［６］ ［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の膨張混和材と、セメントを含有してなるセメント組成物。
［７］ ［６］に記載のセメント組成物を含有してなるコンクリート。

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。

＜実施例１＞
ＣａＯ原料、ＣａＳＯ_４原料、Ａｌ_２Ｏ_３原料、Ｆｅ_２Ｏ_３原料を含む原料を表１に示す配合で混合粉砕した後、１３５０℃で３０分熱処理して表１に示すような組成のクリンカを合成し、ボールミルを用いて、ブレーン比表面積４，０００±３００ｃｍ^２／ｇに粉砕して膨張混和材を調製した。膨張混和材を粉末Ｘ線回折法（以下、ＸＲＤ）で同定し、構成化合物を調べた。膨張混和材の鉱物組成は、化学組成とＸＲＤの同定結果を基にボーグ式を用い計算により算出した。化学組成はＪＩＳ Ｒ ５２０２に準じて求めた。膨張混和材を１００質量％としたときの、各鉱物の含有率を表１に示す。

＜使用材料＞
ＣａＯ原料：石灰石
ＣａＳＯ_４原料：二水石膏
Ａｌ_２Ｏ_３原料：アルミ水処理灰
Ｆｅ_２Ｏ_３：カラミ
砂：セメント強さ試験用の標準砂（セメント協会）

得られた膨張混和材について、以下の評価を行った。
＜長さ変化率＞
ＪＩＳ Ａ ６２０２ コンクリート用膨張材の試験方法に基づき測定される、養生７日目における膨張率を測定した。
まず、ＪＩＳ Ｒ ５２１０に規定される普通ポルトランドセメント４２０ｇと、膨張混和材３０ｇと、標準砂１３５０ｇと、水道水２２５ｇとをよく練り混ぜモルタルを調整した。該モルタルを用い、４０×４０×１３５ｍｍの試験体を成形し、２４時間を経た後、脱型し、１回目の測長を行った。測長後、供試体を水槽内で養生し、材齢７日目に２回目の測長を行った。１回目の測長結果、及び、２回目の測長結果から、養生７日目における膨張率を算出した。結果を表１に示す。

＜水和発熱量のピーク位置＞
得られた膨張混和材５．０ｇに、２．５ｇの水を加え、膨張混和材と水とが接触した時点を水和反応開始時とし、水和反応開始後から水和反応終了までにおける水和発熱速度スペクトルをマルチマイクロカロリーメーターＭＭＣ－５１１Ｃ６型で測定した。測定は、２０℃の恒温下で行った。得られた水和反応開始後から水和反応終了までにおける水和発熱速度スペクトルから、水和発熱速度のピーク位置（水和発熱速度（単位時間当たりの発熱量）の最大値を記録した位置が、水和反応開始後から何分経過後に現れたか）を求めた。結果を表１に示す。

＜ひび割れ・クラックの発生量＞
得られた膨張混和材を用いて、コンクリートによる性能評価を行った。配合は、単位セメント量３２０ｋｇ／ｍ^３、単位膨張混和材量２０ｋｇ／ｍ^３、単位水量１６５ｋｇ／ｍ^３、ｓ／ａ４８．５％、スランプ１２．０±２．５ｃｍ、空気量４．５±１．５％とし、セメント組成物を調製し、該セメント組成物を用いて作製したコンクリートによって、乾燥収縮ひび割れ抵抗性と、温度ひび割れ抵抗性を評価した。結果を表１に示す。

＜使用材料＞
セメント：ＪＩＳ Ｒ ５２１０に規定される普通ポルトランドセメント
細骨材：天然細骨材、密度２．６４ｇ／ｃｍ^３
粗骨材：天然粗骨材、密度２．６５ｇ／ｃｍ^３

＜試験方法＞
模擬壁で、ひび割れの発生状況を確認した。高さ４ｍ×長さ１０ｍ×厚さ１ｍの模擬壁を作製し、打設から２週間後にひび割れの発生状況を観察した。幅０．２ｍｍ以上のひび割れが３本以上発生した場合は×、ひび割れ幅０．２ｍｍ未満のひび割れが３本未満１本以上発生した場合は○、ひび割れが認められない場合は◎とした。

表１から理解されるように、遊離石灰の含有量が８０．０質量％以上、９９.０質量％以下であり、膨張率が１０００×１０^－６以上である本実施形態にかかる膨張混和材を用いたモルタルで作製した模倣壁では、クラックの発生が少なく、ひび割れ等の少ない信頼性、耐久性、及び美観等の観点に優れたコンクリートを得ることができることが確認された。

Claims (6)

1. 遊離石灰、水硬性物質、および、無水石膏を含有する膨張混和材であって、
   前記水硬性物質が、３ＣａＯ・３Ａｌ _２ Ｏ _３ ・ＣａＳＯ _４ 、及び４ＣａＯ・Ａｌ _２ Ｏ _３ ・Ｆｅ _２ Ｏ _３ と、任意の３ＣａＯ・ＳｉＯ_２、２ＣａＯ・ＳｉＯ_２、６ＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３、６ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３、及び２ＣａＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３からなる群から選ばれる１種又は２種以上とからなり、
   前記膨張混和材を１００質量％としたとき、前記膨張混和材に含まれる前記遊離石灰の含有率が８０．０質量％以上、９８．０質量％以下であり、かつ前記膨張混和材に含まれる前記無水石膏の含有率が２質量％以上、１５質量％以下であり、
   ＪＩＳ Ａ ６２０２のコンクリート用膨張材の試験方法に基づき、以下の手順で測定される養生７日目における膨張率が１０００×１０^－６以上となるように構成された膨張混和材。
   手順；ＪＩＳ Ｒ ５２１０に規定される普通ポルトランドセメント４２０ｇと、当該膨張混和材３０ｇと、標準砂１３５０ｇと、水２２５ｇとをよく練り混ぜモルタルを調整する。該モルタルを用い、４０×４０×１３５ｍｍの試験体を成形し、２４時間を経た後、脱型し、１回目の測長を行う。測長後、供試体を水槽内で養生し、材齢７日目に２回目の測長を行う。１回目の測長結果、及び、２回目の測長結果から、養生７日目における膨張率を算出する。
2. 水和反応開始後から水和反応終了までにおける水和発熱速度スペクトルにおいて、水和発熱量のピークが、水和反応開始後３０分以上、９０分以下に現れる、請求項１に記載の膨張混和材。
3. ブレーン比表面積が２，０００ｃｍ^２／ｇ以上、６，０００ｃｍ^２／ｇ以下である、請求項１又は２に記載の膨張混和材。
4. 前記膨張混和材を１００質量％としたとき、前記膨張混和材に含まれる前記遊離石灰の含有率が８０．０質量％以上、９７．０質量％以下であり、かつ前記膨張混和材に含まれる水硬性物質及び無水石膏の合計含有率が３質量％以上、１５質量％以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の膨張混和材。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の膨張混和材と、セメントを含有してなるセメント組成物。
6. 請求項５に記載のセメント組成物を含有してなるコンクリート。