WO2023153259A1 - セメント、セメント組成物、セメント硬化物、及びセメント硬化物の製造方法 - Google Patents

セメント、セメント組成物、セメント硬化物、及びセメント硬化物の製造方法 Download PDF

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mass
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hardened
sio
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泰一郎 森
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デンカ株式会社
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02—Selection of the hardening environment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/345—Hydraulic cements not provided for in one of the groups C04B7/02 - C04B7/34

Definitions

  • the present invention relates to cement, cement compositions, hardened cement products, and methods for producing hardened cement products.
  • Patent Document 1 describes a technique of kneading ⁇ -2CaO ⁇ SiO 2 , a water-dispersible polymer, and water to provide a hardened cement body with high bending strength (claim 1).
  • Patent Document 1 attention is focused on the characteristics of ⁇ -2CaO SiO 2 that behaves as particles in an aquatic environment, and by using a water-dispersible polymer in combination, ⁇ -2CaO SiO 2 particles are lubricated or dispersed. It is described that it can impart plasticity (paragraph 0008) and achieve high bending strength properties (paragraph 0005).
  • the following cement, cement composition, hardened cement product, and method for producing the hardened cement product are provided.
  • a cement that hardens by a carbonation reaction a ⁇ crystal phase composed of ⁇ -2CaO.SiO 2 ( ⁇ -C 2 S); a ⁇ crystal phase composed of ⁇ -2CaO ⁇ SiO 2 ( ⁇ -C 2 S); 2CaO.Al 2 O 3 .SiO 2 (C 2 AS); including cement.
  • a cement composition comprising the cement according to any one of A cement composition, either cement paste, cement mortar or cement concrete. 10. 9. A cement composition according to A cement composition that does not contain Portland cement.
  • a hardened cement product which is a hardened product of the cement composition according to 1.
  • a method for producing a hardened cement product including a curing step. 13.
  • 14. 12. or 13 A method for producing a hardened cement product according to 9. during the curing step; or 10. 8. Compressing the cement composition according to 9. or 10. 3.
  • cement excellent in workability, compressive strength, storage stability, and temperature dependence cement excellent in workability, compressive strength, storage stability, and temperature dependence, a cement composition using the same, a hardened cement product, and a method for producing a hardened cement product are provided.
  • the cement of the present embodiment is a cement that hardens by a carbonation reaction, and includes a ⁇ crystal phase composed of ⁇ -2CaO.SiO 2 (hereinafter sometimes abbreviated as ⁇ -C 2 S) and ⁇ -2CaO ⁇ crystal phase composed of SiO 2 (hereinafter sometimes abbreviated as ⁇ -C 2 S) and 2CaO.Al 2 O 3 .SiO 2 (hereinafter sometimes abbreviated as C 2 AS) ,including.
  • cement can be used under predetermined conditions.
  • the reduction in workability and compressive strength is suppressed even when stored, and the reduction in workability and compressive strength is suppressed even under fluctuating temperature environments, preferably in low-temperature environments, that is, workability, compressive strength, etc. It has been found that the storage stability and temperature dependence of cement properties can be improved.
  • cement excellent in workability, compressive strength, storage stability, and temperature dependence can be realized.
  • the cement includes an inorganic calcined material containing at least ⁇ -C 2 S and at least one of ⁇ -C 2 S and C 2 AS.
  • the inorganic calcined product means a molded product or powder having a predetermined shape obtained by heating and calcining an inorganic raw material.
  • Crystal forms such as ⁇ -type, ⁇ -type, and ⁇ -type are known for ⁇ -C 2 S. They differ from each other in crystal structure and density. Among them, ⁇ -C 2 S, which is a ⁇ type, exerts a neutralization inhibitory effect. By applying forced carbonation with ⁇ -C 2 S, the densification of the cured cement can be enhanced.
  • ⁇ -C 2 S constitutes the ⁇ crystalline phase of cement.
  • the gamma crystalline phase may be included as an inorganic matrix in cement.
  • the lower limit of the content of ⁇ -C 2 S is, for example, 30 parts by mass or more, preferably 35 parts by mass or more, more preferably 40 parts by mass or more in 100 parts by mass of cement.
  • the upper limit of the content of ⁇ -C 2 S is, for example, 98 parts by mass or less, preferably 95 parts by mass or less, more preferably 93 parts by mass or less per 100 parts by mass of cement. Workability and compressive strength can be improved by setting such a range.
  • the cement may contain heterogeneous phases present in the ⁇ crystal phase.
  • the heterogeneous phase exists in at least one of the SEM images of the fracture surface of the cement, inside the crystal grains of the crystal body composed of the ⁇ crystal phase composed of ⁇ -C 2 S, or along the interface of the crystal grains. be.
  • one or two or more different phases may be included in the crystal grains.
  • the cement preferably contains C 2 AS as a component constituting the heterophase. Thereby, the carbonation rate can be further improved. Components other than C 2 AS may inevitably exist in the heterophase.
  • the lower limit of the content of C 2 AS is, for example, 0.5% by mass or more, preferably 1.0% by mass or more, more preferably 2.0% by mass or more with respect to 100% by mass of ⁇ -C 2 S. is. This can improve workability, compressive strength, storage stability, and temperature dependence.
  • the upper limit of the content of C 2 AS is, for example, 50% by mass or less, preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less with respect to 100% by mass of ⁇ -C 2 S. Thereby, various characteristics can be balanced.
  • the presence of the heterophase and the content of the components constituting the heterophase can be controlled. It is possible. Among these, for example, using a raw material mixture containing CaO raw material, SiO2 raw material, Al2O3 raw material, using a rotary kiln with a furnace lining of high-purity aluminum bricks, Applying alumina mortar of a predetermined concentration to the surface, and appropriately adjusting conditions such as the firing temperature, dry pulverization, and granulation size, etc. can control the presence of the heterophase and the content of the components constituting the heterophase to the desired state. It is mentioned as an element to do.
  • each mineral composition in cement can be confirmed by general analysis methods.
  • the mineral composition can be quantified by confirming the mineral composition of the pulverized sample by the powder X-ray diffraction method and analyzing the data by the Rietveld method.
  • the mineral composition can be obtained by calculation based on the identification results of the chemical components and powder X-ray diffraction.
  • the cement may be constructed so that it does not contain Al 2 O 3 in the gamma crystalline phase. This can improve workability, compressive strength, storage stability, and temperature dependence.
  • the cement may further be configured to include a ⁇ crystalline phase composed of ⁇ -2CaO.SiO 2 .
  • the lower limit of the content of ⁇ -C 2 S is, for example, 1.0% by mass or more, preferably 2.0% by mass or more, more preferably 3.0% by mass with respect to 100% by mass of ⁇ -C 2 S. % or more. Thereby, compressive strength can be improved.
  • the upper limit of the content of ⁇ -C 2 S is, for example, 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less with respect to 100% by mass of ⁇ -C 2 S. . Thereby, the deterioration of condensation hardening can be suppressed.
  • Cement containing ⁇ -C 2 S may be constructed to include Al 2 O 3 in the ⁇ crystalline phase. This can improve workability, compressive strength, storage stability, and temperature dependence.
  • the cement may contain a glass phase and/or CaO.2Al 2 O 3 (hereinafter sometimes abbreviated as CA 2 ).
  • the lower limit of the content of the glass phase is, for example, 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more with respect to 100% by mass of ⁇ -C 2 S. This makes it possible to achieve a completely powdered cement.
  • the upper limit of the content of the glass phase is, for example, 120% by mass or less, preferably 100% by mass or less, more preferably 90% by mass or less with respect to 100% by mass of ⁇ -C 2 S. This makes it possible to achieve a completely powdered cement.
  • the lower limit of the content of CA 2 is, for example, 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more with respect to 100% by mass of ⁇ -C 2 S. be. This makes it possible to achieve a completely powdered cement.
  • the upper limit of the content of CA 2 is, for example, 20% by mass or less, preferably 18% by mass or less, more preferably 15% by mass or less with respect to 100% by mass of ⁇ -C 2 S. This makes it possible to achieve a completely powdered cement.
  • a method for producing cement includes a step of firing a raw material mixture containing a CaO raw material, a SiO 2 raw material, and an Al 2 O 3 raw material, for example, in a kiln.
  • CaO raw material those commercially available as industrial raw materials may be used.
  • One or more selected from the group consisting of woody biomass combustion ash, fine powder generated from waste concrete mass, industrial waste such as concrete sludge, municipal waste incineration ash, and calcium carbonate produced by refining these industrial wastes may include Among these, slaked lime and byproduct slaked lime may be used.
  • SiO2 raw material those commercially available as industrial raw materials may be used, and examples thereof include silica stone, silica sand, quartz, and diatomaceous earth. These may be used alone or in combination of two or more. These materials may not be used if the necessary amount of SiO 2 is contained in the CaO raw material or the Al 2 O 3 raw material. For example, when coal ash containing SiO 2 is used as the CaO raw material, the above SiO 2 raw material may not be added.
  • coal ash is a general term for combustion ash obtained by burning coal, such as coal combustion ash discharged from a boiler of a thermal power plant.
  • Coal ash is, for example, ash generated from a coal-fired power plant, produced by pulverized coal combustion, and coal ash that is dropped and collected when passing through an air preheater or an economizer from the combustion gas of a combustion boiler. , coal ash collected by an electrostatic precipitator, and coal ash that has fallen to the bottom of a combustion boiler.
  • Al 2 O 3 raw material commercially available industrial raw materials may be used, and for example, one or more selected from the group consisting of bauxite, aluminum hydroxide, and aluminum residual ash may be included.
  • the aluminum residue ash may be mainly composed of aluminum hydroxide.
  • bauxite may be used.
  • These raw materials are mixed and pulverized to obtain a raw material mixture after being fired so that the composition ratio of minerals is predetermined.
  • the method of mixed pulverization is not particularly limited, and a dry pulverization method or a wet pulverization method can be applied.
  • a wet pulverization method it is necessary to perform dehydration treatment for subsequent granulation.
  • quicklime when used as a raw material, it is desirable to use a dry method.
  • the ⁇ -C 2 S/C 2 AS ratio in the cement can be controlled by adjusting the charging ratio of the raw materials.
  • the raw material mixture may be granulated before firing.
  • the granules are adjusted to an appropriate size, and may be, for example, 0.5 to 20.0 cm.
  • the firing temperature may be, for example, 1,200°C to 1,600°C, preferably 1,300°C to 1,550°C, more preferably 1,400°C to 1,450°C.
  • a kiln such as a rotary kiln can be used for firing.
  • a rotary kiln in which the bricks in the firing zone are made of high-purity alumina bricks having an Al 2 O 3 content of 99% or more in terms of mass may be used, and / or the firing zone of the rotary kiln may be used before firing.
  • Alumina mortar adjusted to an appropriate concentration may be applied to the inner surface of the brick.
  • Cement may be obtained as an inorganic calcined product (clinker) by calcining an inorganic raw material, or may be obtained as a powdery inorganic calcined product by pulverizing the clinker.
  • the cement composition of the present embodiment contains at least the cement described above, and may contain water and sand as necessary.
  • This cement composition is either cement paste, cement mortar or cement concrete.
  • cement paste includes cement and water
  • cement mortar includes cement, water and sand (fine aggregate)
  • cement concrete includes cement, water, aggregate (fine aggregate, coarse aggregate).
  • the amount of cement used varies depending on the purpose of use, but it is usually 1 to 90 parts by mass, preferably 2 to 80 parts by mass, more preferably 3 to 70 parts by mass per 100 parts by mass of the cement composition. .
  • "-" means including upper and lower limits unless otherwise specified.
  • the cement composition may be configured so as not to contain Portland cement such as normal, high early strength, ultra early strength, low heat, and moderate heat. That is, the cement of this embodiment can be used alone without being used in combination with Portland cement.
  • the amount of water used is not particularly limited, but usually the water/cement ratio in the cement composition is, for example, about 25 to 70% by mass, and may be 30 to 60% by mass.
  • the cement composition may include aggregates such as sand (fine aggregate) and gravel (coarse aggregate), expansive agents, rapid hardening agents, setting modifiers, water reducing agents, high performance water reducing agents, AE agent, AE water reducer, high performance AE water reducer, thickener, rust inhibitor, antifreeze agent, hydration heat inhibitor, polymer emulsion, clay minerals such as bentonite and montmorillonite, zeolite, hydrotalcite, and hydrocalma
  • ion exchangers such as ion exchangers, sulfates such as aluminum sulfate and sodium sulfate, phosphates, boric acid, etc. are used in combination to the extent that the object of the present invention is not substantially impaired. Is possible.
  • the kneading method is a commonly used method and is not particularly limited.
  • a mixing device any existing stirring device can be used, for example, a tilting mixer, an omnimixer, a V-shaped mixer, a Henschel mixer, a Nauta mixer, and the like can be used.
  • Cement and water can be mixed at the time of construction, or they can be partially or completely mixed in advance.
  • the cement of the present embodiment and the above cement composition containing cement have an air-hardening property that hardens by a carbonation reaction using a CO 2 -containing gas or the like.
  • a hardened cement product is obtained by hardening the cement composition.
  • An example of a method for producing a hardened cement product is curing in an environmental condition containing a CO2 - containing gas. Under environmental conditions of 0.1% to 90%, water vapor pressure of 3.0 hPa to 300 hPa, more preferably temperature of 15°C to 130°C, relative humidity of 20% to 70%, CO2 concentration of 0.5% or more A curing step of curing the cement composition under environmental conditions of 80% or less and a water vapor pressure of 5.0 hPa or more and 250 hPa or less.
  • the curing time in the curing process can be appropriately changed according to the application, but for example, it may be 1 hour or more and 90 hours or less, more preferably 3 hours or more and 80 hours or less.
  • the curing method is not particularly limited, and any curing method such as normal temperature/normal pressure curing, steam curing, high temperature/high pressure steam curing, and pressurized curing can be applied.
  • the cement composition is pressure-molded during the curing step, or the water slurry containing the cement composition is pressure-molded to obtain a pressure-molded product. Then, the pressure-molded product may be cured under the above environmental conditions.
  • the cement of the first example consists of a ⁇ crystal phase composed of ⁇ -2CaO.SiO 2 ( ⁇ -C 2 S) and a ⁇ crystal phase composed of ⁇ -2CaO.SiO 2 ( ⁇ -C 2 S). , 2CaO.Al 2 O 3 .SiO 2 (C 2 AS).
  • the cement of the second example contains a ⁇ crystal phase composed of ⁇ -2CaO.SiO 2 ( ⁇ -C 2 S) and 2CaO.Al 2 O 3 .SiO 2 (C 2 AS). It is cement.
  • the cement of the third example has a ⁇ crystal phase composed of ⁇ -2CaO.SiO 2 ( ⁇ -C 2 S) and a ⁇ crystal phase composed of ⁇ -2CaO.SiO 2 ( ⁇ -C 2 S). , is an air-hardening cement.
  • Silica stone silica fine powder, 99.3% by weight of SiO2 , 0.01% by weight of Al2O3 , 0.0% by weight of Fe2O3 , 0.0% by weight of CaO , 0.0% by weight of MgO 04 wt%, Na2O 0.02 wt%, K2O 0.3 wt%, SO3 0.04 wt%, loss on ignition (L.O.I.) 0.6 wt% .
  • Alumina 99.03 wt% Al2O3 , 0.14 wt% SiO2 , ⁇ 0.01 wt% Fe2O3 , ⁇ 0.01 wt% CaO , 0.06 wt% TiO2 % by weight, with a loss on ignition (L.O.I.) of 0.82% by weight.
  • cement A As a raw material containing CaO and SiO 2 , the above-mentioned by-product slaked lime and silica stone were blended so as to have the CaO/SiO 2 molar ratio shown in Table 1, and mixed and pulverized in a dry process to obtain a mixed raw material.
  • the obtained mixed raw material was granulated to produce granules having a diameter of about 1 cm to 2.5 cm.
  • the obtained granules are put into a rotary kiln in which the bricks in the firing zone are composed of high-purity alumina bricks (the Al 2 O 3 content is 99% or more in terms of mass), and the firing temperature is 1,400 ° C.
  • a pulverized clinker was synthesized in the process of firing and cooling to room temperature. The resulting clinker powder was used as cement A.
  • cement B, C A clinker with a mineral ratio shown in Table 1 was prepared in the same manner as Cement A except that the above alumina was used instead of silica stone and the CaO/SiO 2 molar ratio and Al 2 O 3 content shown in Table 1 were adopted. Powders were synthesized and used as cements B and C.
  • cement D A calcium carbonate powder with a purity of 99.0% by mass or more and a silicon oxide powder with a purity of 99.0% by mass or more are mixed so that the CaO/SiO 2 molar ratio is 2.0, and 1, It was heat-treated at 400° C. for 2 hours and slowly cooled in an electric furnace to synthesize ⁇ -C 2 S powder. The resulting ⁇ -C 2 S powder was used as Cement D. The ⁇ -C 2 S powder obtained here did not contain C 2 AS and C 12 A 7 as a solid solution.
  • Elemental surface analysis was performed using the obtained SEM image and an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS).
  • EDS energy dispersive X-ray spectrometer
  • FIG. 1 shows an SEM image of the fractured surface of the cement A clinker
  • FIG. 2 shows an SEM image of the fractured surface of the cement B clinker.
  • arrow A white area
  • arrow B gray area
  • the obtained cement was evaluated based on the following evaluation items.
  • test method Using the mortar immediately after preparation (Sample A), workability, compressive strength (strength), storage stability and temperature dependence were measured as follows.
  • Test method - Workability: The flow value was measured in accordance with the flow test of JIS R 5201 under an environment of 20°C using Sample A (storage: 0 months) immediately after preparation.
  • Compressive strength (strength) Using sample A immediately after preparation (0 months of storage), in an environment of temperature 20 ° C., relative humidity 60% RH, CO 2 concentration 5%, water vapor pressure 9.2 hPa, JIS R 5201 The compressive strength at 28 days of material age was measured according to.
  • ⁇ Temperature dependence Using sample A (storage 0 months) immediately after preparation, workability and compressive strength were measured under the same conditions except that the test temperature was changed to 5 ° C., and measured in a 20 ° C. environment. A relative ratio of each test result in a 5° C. environment to each test result was determined.
  • the cements of Examples 1-3 are excellent in workability and compressive strength, and compared to Comparative Example 1, have high storage stability and low temperature dependence.
  • the cement of each of these examples can be suitably used as a cement that hardens by a carbonation reaction.

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Abstract

本発明のセメントは、炭酸化反応により硬化するセメントであって、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（γ－Ｃ２Ｓ）で構成されるγ結晶相と、β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（β－Ｃ２Ｓ）で構成されるβ結晶相と、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２（Ｃ２ＡＳ）と、を含むものである。

Description

セメント、セメント組成物、セメント硬化物、及びセメント硬化物の製造方法
　本発明は、セメント、セメント組成物、セメント硬化物、及びセメント硬化物の製造方法に関する。
　これまでセメントについて様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２、水分散性重合体、及び水を混練して、高曲げ強度のセメント硬化体を提供する技術が記載されている（請求項１）。特許文献１では、水中環境下において、粒子として振る舞うγ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２の特徴に着眼し、水分散性重合体を併用することにより、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２の粒子に潤滑または分散作用ならびに可塑性を与え（段落０００８）、高曲げ強度の特性を実現できると記載されている（段落０００５）。
特開平０４－２１４０５９号公報
　しかしながら、本発明者が検討した結果、特許文献１に記載のγ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２粒子において、作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、及び温度依存性の点で改善の余地があることが判明した。
　本発明者はさらに検討したところ、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２で構成されるγ結晶相と、β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２で構成されるβ結晶相と、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２と、を含むセメントを用いることにより、かかるセメントにおける作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、及び温度依存性をバランスよく向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　本発明の一態様によれば、以下のセメント、セメント組成物、セメント硬化物、及びセメント硬化物の製造方法が提供される。
１．　炭酸化反応により硬化するセメントであって、
　γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（γ－Ｃ２Ｓ）で構成されるγ結晶相と、
　β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（β－Ｃ２Ｓ）で構成されるβ結晶相と、
　２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２（Ｃ２ＡＳ）と、
を含む、セメント。
２．　１．に記載のセメントであって、
　前記γ－Ｃ２Ｓの含有量が、当該セメント１００質量％中、３０質量％以上９８質量％以下である、セメント。
３．　１．または２．に記載のセメントであって、
　前記Ｃ２ＡＳの含有量が、前記γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、０．５質量％以上５０質量％以下である、セメント。
４．　１．～３．のいずれか一つに記載のセメントであって、
　前記γ結晶相中に存在する異相を含み、前記異相中に前記Ｃ２ＡＳが含まれる、セメント。
５．　４．に記載のセメントであって、
　前記γ結晶相中にＡｌ２Ｏ３が含まれない、セメント。
６．　１．～５．のいずれか一つに記載のセメントであって、
　前記β結晶相中にＡｌ２Ｏ３が含まれる、セメント。
７．　１．～６．のいずれか一つに記載のセメントであって、
　前記β－Ｃ２Ｓの含有量が、前記γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、１．０質量％以上５０質量％以下である、セメント。
８．　１．～７．のいずれか一つに記載のセメントであって、
　粉末状である、セメント。
９．　１．～８．のいずれか一つに記載のセメントを含む、セメント組成物であって、
　セメントペースト、セメントモルタルまたはセメントコンクリートのいずれかである、セメント組成物。
１０．　９．に記載のセメント組成物であって、
　ポルトランドセメントを含まない、セメント組成物。
１１．　９．または１０．に記載のセメント組成物の硬化物である、セメント硬化物。
１２．　９．または１０．に記載のセメント組成物を、温度１０℃以上１５０℃以下、相対湿度１０％以上８０％以下、ＣＯ２濃度０．１％以上９０％以下、水蒸気圧３．０ｈＰａ以上３００ｈＰａ以下の環境条件中で養生する養生工程を含む、セメント硬化物の製造方法。
１３．　１２．に記載のセメント硬化物の製造方法であって、
　前記養生工程における養生時間が１時間以上９０時間以下である、セメント硬化物の製造方法。
１４．　１２．または１３．に記載のセメント硬化物の製造方法であって、
　前記養生工程中、９．または１０．に記載のセメント組成物を加圧成形すること、または、９．または１０．に記載のセメント組成物を含む水スラリーを加圧成形することにより加圧成形物を得て、前記加圧成形物に対して、前記環境条件中で養生する、セメント硬化物の製造方法。
　本発明によれば、作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、及び温度依存性に優れたセメント、これを用いたセメント組成物、セメント硬化物、及びセメント硬化物の製造方法が提供される。
セメントＡのＳＥＭ画像である。 セメントＢのＳＥＭ画像である。
　本実施形態のセメントについて概要を説明する。
　本実施形態のセメントは、炭酸化反応により硬化するセメントであり、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（以下、γ－Ｃ２Ｓと略記することもある）で構成されるγ結晶相と、β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（以下、β－Ｃ２Ｓと略記することもある）で構成されるβ結晶相と、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２（以下、Ｃ２ＡＳと略記することもある）と、を含む。
　本発明者の知見によれば、γ－Ｃ２Ｓ、β－Ｃ２Ｓ、及びＣ２ＡＳを含むセメントを用いることにより、作業性及び圧縮強度が向上しつつも、セメントを所定条件下で貯蔵した場合でも作業性や圧縮強度の低減が抑制され、温度環境の変動条件下、好ましくは低温環境下でも作業性や圧縮強度の低減が抑制されること、すなわち、作業性や圧縮強度等のセメント特性における貯蔵安定性及び温度依存性を向上できることが見出された。
　本実施形態によれば、作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、及び温度依存性に優れたセメントを実現できる。
　また、原料に含まれるＡｌ２Ｏ３の含有量に応じて、ＣａＯ／ＳｉＯ２モル比を適切に制御することによって、全体が粉末化したセメントを実現できる。
　以下、本実施形態のセメントについて詳述する。
　セメントは、γ－Ｃ２Ｓと、β－Ｃ２Ｓ及びＣ２ＡＳの少なくとも一方と、を少なくとも含む無機焼成物を含む。無機焼成物は、無機原料を加熱焼成して得られた、所定形状を有する成形物あるいは粉末物を意味する。
　γ－Ｃ２Ｓは、α型、β型、γ型などの結晶型が知られている。これらは結晶構造や密度が互いに異なる。この中で、γ型であるγ－Ｃ２Ｓは、中性化抑制効果を発揮する。γ－Ｃ２Ｓによって強制炭酸化を施すことで、セメン硬化物における緻密化を高められる。
　γ－Ｃ２Ｓは、セメントのγ結晶相を構成する。γ結晶相は、セメント中、無機母材として含まれてもよい。
　γ－Ｃ２Ｓの含有量の下限は、セメント１００質量部中、例えば、３０質量部以上、好ましくは３５質量部以上、より好ましくは４０質量部以上である。
　一方、γ－Ｃ２Ｓの含有量の上限は、セメント１００質量部中、例えば、９８質量部以下、好ましくは９５質量部以下、より好ましくは９３質量部以下である。
　このような範囲ないとすることにより、作業性及び圧縮強度を向上させることができる。
　セメントは、γ結晶相中に存在する異相を含んでもよい。
　異相は、セメントの破断面についてのＳＥＭ画像の少なくとも一つにおいて、γ－Ｃ２Ｓからなるγ結晶相が構成する結晶体の結晶粒の内部、あるいは結晶粒の界面に沿って存在するものである。
　ＳＥＭ画像中、異相は、結晶粒中に一または二以上含まれてもよい。
　異相を構成する成分として、セメントは、Ｃ２ＡＳを含むことが好ましい。これにより、炭酸化率を一層向上させることができる。
　なお、異相中には、Ｃ２ＡＳ以外の成分が不可避に存在してもよい。
　Ｃ２ＡＳの含有量の下限は、γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、例えば、０．５質量％以上、好ましくは１．０質量％以上、より好ましくは２．０質量％以上である。これにより、作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、及び温度依存性を向上ができる。
　一方、Ｃ２ＡＳの含有量の上限は、γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、例えば、５０質量％以下、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。これにより、諸特性のバランスを図ることができる。
　本実施形態では、例えばセメント中に含まれる各成分の種類や配合量、セメントの調製方法等を適切に選択することにより、上記異相の存在や異相を構成する成分の含有量を制御することが可能である。これらの中でも、例えばＣａＯ原料、ＳｉＯ２原料、Ａｌ２Ｏ３原料を含む原料混合物を使用すること、高純度アルミ質レンガで炉内ライニングされたロータリーキルンを使用すること、及び／またはキルン内部のレンガ表面に所定濃度のアルミナモルタルを塗布すること、焼成温度、乾式粉砕、造粒サイズの条件を適切に調整すること等が、上記異相の存在や異相を構成する成分の含有量を所望の状態とするための要素として挙げられる。
　セメント中の各鉱物組成の含有量は、一般の分析方法で確認することができる。例えば、粉砕した試料を粉末Ｘ線回折法で生成鉱物組成を確認するとともにデータをリートベルト法にて解析し、鉱物組成を定量することができる。また、化学成分と粉末Ｘ線回折の同定結果に基づいて、鉱物組成量を計算によって求めることもできる。
　セメントは、γ結晶相中にＡｌ２Ｏ３が含まれないように構成されてもよい。これにより、作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、及び温度依存性を向上できる。
　セメントは、さらに、β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２で構成されるβ結晶相を含むように構成されてもよい。
　β－Ｃ２Ｓの含有量の下限は、γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、例えば、１．０質量％以上、好ましくは２．０質量％以上、より好ましくは３．０質量％以上である。これにより、圧縮強度を向上させることができる。
　一方、β－Ｃ２Ｓの含有量の上限は、γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、例えば、５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下である。これにより、凝結硬化の低下を抑制できる。
　β－Ｃ２Ｓを含むセメントは、β結晶相中にＡｌ２Ｏ３が含まれるように構成されてもよい。これにより、作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、及び温度依存性を向上できる。
　セメントは、ガラス相及び／またはＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３（以下、ＣＡ２と略記することもある）を含んでもよい。
　ガラス相の含有量の下限は、γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、例えば、２０質量％以上、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上である。これにより、全体が粉末化したセメントを実現できる。
　一方、ガラス相の含有量の上限は、γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、例えば、１２０質量％以下、好ましくは１００質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。これにより、全体が粉末化したセメントを実現できる。
　ＣＡ２の含有量の下限は、γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、例えば、０．０１質量％以上、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上である。これにより、全体が粉末化したセメントを実現できる。
　一方、ＣＡ２の含有量の上限は、γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、例えば、２０質量％以下、好ましくは１８質量％以下、より好ましくは１５質量％以下である。これにより、全体が粉末化したセメントを実現できる。
　セメントの製造方法について説明する。
　セメントの製造方法は、ＣａＯ原料、ＳｉＯ２原料、Ａｌ２Ｏ３原料を含む原料混合物を、例えば、キルンにより焼成する工程を含む。
　ＣａＯ原料として、工業原料として市販されているものを使用してもよいが、例えば、石灰石、石炭灰、生石灰、消石灰、アセチレン発生屑、鉄鋼スラグ（転炉スラグ、電気炉スラグ）、石炭灰、木質バイオマス燃焼灰、廃コンクリート塊から発生する微粉末、コンクリートスラッジなどの産業廃棄物、および都市ゴミ焼却灰、及びこれら産業廃棄物を精製してなる炭酸カルシウムからなる群から選ばれる一または二以上を含んでもよい。この中でも、消石灰、副生消石灰を用いてもよい。
　ＳｉＯ２原料として、工業原料として市販されているものを使用してもよいが、例えば、ケイ石、ケイ砂、石英、珪藻土などが挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、これらは、ＣａＯ原料やＡｌ２Ｏ３原料中にＳｉＯ２が必要量含まれていれば、使用しなくてもよい。
　例えば、ＣａＯ原料として、ＳｉＯ２を含む石炭灰を使用する場合、上記のＳｉＯ２原料を添加しなくてもよい。
　ここで、石炭灰（フライアッシュ、他）は、例えば、火力発電所のボイラから排出される石炭燃焼灰等、石炭を燃焼させて得られた燃焼灰の総称をいう。石炭灰として、例えば、石炭火力発電所から発生する灰であり、微粉炭燃焼によって生成し、燃焼ボイラの燃焼ガスから空気余熱器、または節炭器等を通過する際に落下採取された石炭灰、電気集塵機で採取された石炭灰、更には燃焼ボイラの炉底に落下した石炭灰等が用いられる。
　Ａｌ２Ｏ３原料として、工業原料として市販されているものを使用してもよいが、例えば、ボーキサイト、水酸化アルミニウム、及びアルミ残灰からなる群から選ばれる一または二以上を含んでもよい。アルミ残灰は水酸化アルミニウムを主体としてもよい。この中でも、ボーキサイトを用いてもよい。
　これらの原料を、焼成後に所定の鉱物組成割合となるように調合のうえ混合粉砕し、原料混合物を得る。
　混合粉砕の方法は、特に限定されるものではなく、乾式粉砕法または湿式粉砕法を適用することができ、湿式粉砕法の場合は、その後造粒するために脱水処理を施す必要がある。また、原料に生石灰を用いる場合は、乾式で行うことが望ましい。
　また原料の仕込み割合を調整することで、セメント中のγ－Ｃ２Ｓ／Ｃ２ＡＳ比を制御できる。
　原料混合物を焼成前に造粒してもよい。造粒物は、適切なサイズに調整されるが、例えば、０．５から２０．０ｃｍとしてもよい。
　焼成温度は、例えば、１，２００℃～１，６００℃でもよく、好ましくは１，３００℃～１，５５０℃、より好ましくは１，４００℃～１，４５０℃である。
　焼成には、ロータリーキルンなどのキルンを使用できる。
　例えばＡｌ２Ｏ３含有量が質量換算で９９％以上の高純度アルミナ質レンガで焼成帯のレンガが構成されたロータリーキルンを使用してもよいし、及び／または、焼成前にロータリーキルンの焼成帯のレンガ内部表面に、適当な濃度に調整したアルミナモルタルを塗布してもよい。
　セメントは、無機原料を焼成してなる無機焼成物（クリンカ）として得られてもよく、当該クリンカを粉砕し、粉末状の無機焼成物として得られてもよい。
　本実施形態のセメント組成物は、上記のセメントを少なくとも含むものであり、必要に応じて、水や砂を含んでもよい。このセメント組成物は、セメントペースト、セメントモルタルまたはセメントコンクリートのいずれかである。
　本明細書中、セメントペーストは、セメント及び水を含むもの、セメントモルタルは、セメント、水、及び砂（細骨材）を含むもの、セメントコンクリートは、セメント、水、骨材（細骨材、粗骨材）を含むものと定義できる。
　セメントの使用量は、使用する目的により異なるが、通常、セメント組成物中１００質量部中、例えば、１～９０質量部、好ましくは２～８０質量部、より好ましくは３～７０質量部でもよい。
　本明細書中、「～」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
　上記セメント組成物は、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等のポルトランドセメントを含まないように構成されてもよい。すなわち、本実施形態のセメントは、ポルトランドセメントと併用しないで単独で使用することができる。
　水の使用量は特に限定されるものではないが、通常、セメント組成物中、水／セメント比が、例えば、２５～７０質量％程度であり、３０～６０質量％でもよい。
　また、セメント組成物は、必要に応じて、砂（細骨材）や砂利（粗骨材）などの骨材、膨張材、急硬材、凝結調整剤、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、水和熱抑制剤、高分子エマルジョン、ベントナイトやモンモリロナイトなどの粘土鉱物、ゼオライト、ハイドロタルサイト、及びハイドロカルマイト等のイオン交換体、硫酸アルミニウムや硫酸ナトリウムなどの硫酸塩、リン酸塩、並びに、ホウ酸等のうちの一種または二種以上を、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。
　混練方法は、一般に用いられる方法で、特に限定されるものではない。混合装置としては、既存のいかなる撹拌装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサー、オムニミキサー、Ｖ型ミキサー、ヘンシェルミキサー、及びナウターミキサー等が使用可能である。
　セメントと水の混合は、それぞれの材料を施工時に混合してもよいし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
　本実施形態のセメント、及びセメントを含む上記のセメント組成物は、ＣＯ２含有ガス等を用いた炭酸化反応により硬化する気硬性を有する。セメント組成物を硬化することにより、セメント硬化物が得られる。
　セメント硬化物の製造方法の一例は、ＣＯ２含有ガスを含む環境条件中で養生するものであればよく、例えば、温度１０℃以上１５０℃以下、相対湿度１０％以上８０％以下、ＣＯ２濃度０．１％以上９０％以下、水蒸気圧３．０ｈＰａ以上３００ｈＰａ以下の環境条件中、より好ましくは温度１５℃以上１３０℃以下、相対湿度２０％以上７０％以下、ＣＯ２濃度０．５％以上８０％以下、水蒸気圧５．０ｈＰａ以上２５０ｈＰａ以下の環境条件中で、上記のセメント組成物を養生する養生工程を含む。
　養生工程における養生時間は、用途に応じて適宜変更可能だが、例えば、１時間以上９０時間以下、より好ましくは３時間以上８０時間以下としてもよい。
　養生方法は特に限定されるものではなく、一般に行われる常温・常圧養生、蒸気養生、高温・高圧蒸気養生、及び加圧養生等のいずれの養生方法も適用可能である。
　また、セメント硬化物の製造方法は、養生工程中、上記のセメント組成物を加圧成形すること、または、上記のセメント組成物を含む水スラリーを加圧成形することにより加圧成形物を得て、その加圧成形物に対して、上記の環境条件中で養生してもよい。
　以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上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。
　以下、参考形態の例を付記する。
　第一例のセメントは、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（γ－Ｃ２Ｓ）で構成されるγ結晶相と、β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（β－Ｃ２Ｓ）で構成されるβ結晶相と、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２（Ｃ２ＡＳ）と、を含む、気硬性セメントである。
　第二例のセメントは、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（γ－Ｃ２Ｓ）で構成されるγ結晶相と、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２（Ｃ２ＡＳ）と、を含む、気硬性セメントである。
　第三例のセメントは、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（γ－Ｃ２Ｓ）で構成されるγ結晶相と、β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（β－Ｃ２Ｓ）で構成されるβ結晶相と、を含む、気硬性セメントである。
　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。
＜セメントの作製＞
（使用原料）
・副生消石灰：カルシウムカーバイドと水を反応させてアセチレンを発生させた後に副生する消石灰。ＳｉＯ２が０．８質量％、Ａｌ２Ｏ３が０．６質量％、Ｆｅ２Ｏ３が０．３質量％、ＣａＯが６８．５質量％、ＭｇＯが０．０２質量％、Ｎａ２Ｏが０．０１質量％、Ｋ２Ｏが０．０１質量％、ＳＯ３が０．５質量％である。強熱減量（Ｌ．Ｏ．Ｉ．）が２４．１質量％である。
・珪石：珪石微粉末、ＳｉＯ２が９９．３質量％、Ａｌ２Ｏ３が０．０１質量％、Ｆｅ２Ｏ３が０．０質量％、ＣａＯが０．０質量％、ＭｇＯが０．０４質量％、Ｎａ２Ｏが０．０２質量％、Ｋ２Ｏが０．３質量％、ＳＯ３が０．０４質量％、強熱減量（Ｌ．Ｏ．Ｉ．）が０．６質量％。
・アルミナ：Ａｌ２Ｏ３が９９．０３質量％、ＳｉＯ２が０．１４質量％、Ｆｅ２Ｏ３が＜０．０１質量％、ＣａＯが＜０．０１質量％、ＴｉＯ２が０．０６質量％、強熱減量（Ｌ．Ｏ．Ｉ．）が０．８２質量％。
（セメントＡ）
　ＣａＯ、ＳｉＯ２を含む原料として、上記の副生消石灰及び珪石を、表１に示すＣａＯ／ＳｉＯ２モル比となるように配合し、乾式で混合粉砕して混合原料を得た。得られた混合原料を造粒し、直径が約１ｃｍ～２．５ｃｍの造粒物を作製した。
　得られた造粒物を、焼成帯のレンガが高純度アルミナ質レンガ（Ａｌ２Ｏ３含有量が質量換算で９９％以上）で構成されたロータリーキルンに投入し、焼点温度１，４００℃で焼成し、室温まで冷却する過程で粉化したクリンカを合成した。得られたクリンカ粉末物をセメントＡとして使用した。
（セメントＢ、Ｃ）
　珪石に代えて上記のアルミナを使用し、表１に示すＣａＯ／ＳｉＯ２モル比、Ａｌ２Ｏ３含有量を採用した以外は、セメントＡと同様にして、表１に示す鉱物割合となるクリンカ粉末物を合成し、セメントＢ、Ｃとして使用した。
（セメントＤ）
　純度９９．０質量％以上の炭酸カルシウム系粉末と、純度９９．０質量％以上の酸化珪素系の粉末とを、ＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比が２．０になるように混合し、１，４００℃で２時間熱処理し、電気炉内で徐冷して、γ－Ｃ２Ｓ粉末を合成した。得られたγ－Ｃ２Ｓ粉末をセメントＤとして使用した。
　ここで得られたγ－Ｃ２Ｓ粉末には、Ｃ２ＡＳ及びＣ１２Ａ７が固溶せず含まれていなかった。
　得られたＳＥＭ画像とエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）を用いて元素面分析を行った結果、セメントＡ～Ｃにおいて、γ－Ｃ２Ｓが構成するγ結晶相中にＣ２ＡＳが存在すること、そのγ結晶相中にはＡｌ２Ｏ３が含まれないが確認された。また、セメントＡ～Ｃのセメントにおいて、β－Ｃ２Ｓが確認され、β－Ｃ２Ｓが構成するβ結晶相中にＡｌ２Ｏ３が含まれることが確認された。
　また、得られたセメントＡ～Ｃのクリンカ粉末の破断面について、ＳＥＭを用いて観察した結果、γ－Ｃ２Ｓが構成するγ結晶相中にＣ２ＡＳが存在することが確認された。
　図１は、セメントＡのクリンカの破断面におけるＳＥＭ画像、図２は、セメントＢのクリンカの破断面におけるＳＥＭ画像を示す。図１，２中、矢印Ａ（白色領域）がＣ２ＡＳ、矢印Ｂ（灰色領域）がγ－Ｃ２Ｓを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１中、γ－Ｃ２Ｓ：γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２、β－Ｃ２Ｓ：β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２、Ｃ２ＡＳ：２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２を表す。
　表１中、鉱物組成の割合は、蛍光Ｘ線を用いて定量した化学組成の結果と、粉末Ｘ線回折による同定結果とに基づいて算出した。
　得られたセメントについて、以下の評価項目に基づいて評価を行った。
＜作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、温度依存性＞
（モルタルの調製）
　セメント（実施例１～３及び比較例のセメントＡ～Ｄのいずれか）、水（水道水）、及び砂（ＪＩＳ標準砂）を２０℃の室内で混合して、水／セメントの配合比＝１／１（質量比）、セメント／砂の配合比＝１／３（質量比）となるモルタルを調製した。
　調製直後のモルタル（サンプルＡ）を使用して、次のようにして作業性、圧縮強度（強さ）、貯蔵安定性、温度依存性の測定を行った。
（試験方法）
・作業性：調製直後のサンプルＡ（貯蔵０ヶ月）を用いて、２０℃環境下、ＪＩＳ　Ｒ　５２０１のフロー試験に準じて、フロー値を測定した。
・圧縮強度（強さ）：調製直後のサンプルＡ（貯蔵０ヶ月）を用いて、温度２０℃、相対湿度６０％ＲＨ、ＣＯ２濃度５％、水蒸気圧９．２ｈＰａの環境中、ＪＩＳ　Ｒ　５２０１に準じて、材齢２８日の圧縮強さを測定した。
・貯蔵安定性：作製直後のセメントＡ～Ｄを、それぞれ、ビニール袋に入れて密閉し、温度２０℃、湿度６０％の条件下で３ヶ月貯蔵した。３ヶ月貯蔵したセメントＡ～Ｄを使用した以外は、上記（モルタルの調製）と同様にして、モルタル（サンプルＢ）を調製した。
　このように調製された直後のサンプルＢ（貯蔵３ヶ月）を用いて、上記のサンプルＡと同じ条件にて、作業性（フロー値）と圧縮強度を測定した。
　そして、貯蔵０ヶ月のサンプルＡの各試験結果に対する貯蔵３ヶ月のサンプルＢの各試験結果の相対比を求めた。
・温度依存性：調製直後のサンプルＡ（貯蔵０ヶ月）を用いて、試験温度を５℃に変更したこと以外は全て同一条件下で作業性と圧縮強度を測定し、２０℃環境下での各試験結果に対する５℃環境下での各試験結果の相対比を求めた。
　表１中、作業性、圧縮強度、貯蔵安定性、温度依存性の各試験において、実用上問題なく使用できる場合を「良好」、実用上の使用に問題が生じる恐れがある場合を「不良」と表記する。
　また、上記実施例１～３のセメントをと砂（ＪＩＳ標準砂）、及び５％の水を２０℃の室内で混合し、得られた混合物を３０ＭＰａで加圧成形し、４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍ角のモルタルペレット（加圧成形物）を調製した。得られた加圧成形物を、温度２０℃、相対湿度６０％ＲＨ、ＣＯ２濃度５％、水蒸気圧９．２ｈＰａの環境中で養生することで、実用的な圧縮強度を備えるセメント硬化物が得られた。
　実施例１～３のセメントは、作業性及び圧縮強度に優れており、比較例１と比較して、貯蔵安定性が高く、温度依存性が小さいことが示された。このような各実施例のセメントは、炭酸化反応により硬化するセメントとして好適に用いることが可能である。 
　この出願は、２０２２年２月１０日に出願された日本出願特願２０２２－０１９２９９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (14)

  1. 　炭酸化反応により硬化するセメントであって、
    　γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（γ－Ｃ２Ｓ）で構成されるγ結晶相と、
    　β－２ＣａＯ・ＳｉＯ２（β－Ｃ２Ｓ）で構成されるβ結晶相と、
    　２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２（Ｃ２ＡＳ）と、
    を含む、セメント。
  2. 　請求項１に記載のセメントであって、
    　前記γ－Ｃ２Ｓの含有量が、当該セメント１００質量％中、３０質量％以上９８質量％以下である、セメント。
  3. 　請求項１または２に記載のセメントであって、
    　前記Ｃ２ＡＳの含有量が、前記γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、０．５質量％以上５０質量％以下である、セメント。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載のセメントであって、
    　前記γ結晶相中に存在する異相を含み、前記異相中に前記Ｃ２ＡＳが含まれる、セメント。
  5. 　請求項４に記載のセメントであって、
    　前記γ結晶相中にＡｌ２Ｏ３が含まれない、セメント。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載のセメントであって、
    　前記β結晶相中にＡｌ２Ｏ３が含まれる、セメント。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載のセメントであって、
    　前記β－Ｃ２Ｓの含有量が、前記γ－Ｃ２Ｓの１００質量％に対して、１．０質量％以上５０質量％以下である、セメント。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載のセメントであって、
    　粉末状である、セメント。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載のセメントを含む、セメント組成物であって、
    　セメントペースト、セメントモルタルまたはセメントコンクリートのいずれかである、セメント組成物。
  10. 　請求項９に記載のセメント組成物であって、
    　ポルトランドセメントを含まない、セメント組成物。
  11. 　請求項９または１０に記載のセメント組成物の硬化物である、セメント硬化物。
  12. 　請求項９または１０に記載のセメント組成物を、温度１０℃以上１５０℃以下、相対湿度１０％以上８０％以下、ＣＯ２濃度０．１％以上９０％以下、水蒸気圧３．０ｈＰａ以上３００ｈＰａ以下の環境条件中で養生する養生工程を含む、セメント硬化物の製造方法。
  13. 　請求項１２に記載のセメント硬化物の製造方法であって、
    　前記養生工程における養生時間が１時間以上９０時間以下である、セメント硬化物の製造方法。
  14. 　請求項１２または１３に記載のセメント硬化物の製造方法であって、
    　前記養生工程中、請求項９または１０に記載のセメント組成物を加圧成形すること、または、請求項９または１０に記載のセメント組成物を含む水スラリーを加圧成形することにより加圧成形物を得て、前記加圧成形物に対して、前記環境条件中で養生する、セメント硬化物の製造方法。
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