コンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品
【課題】セメントを含まない材料を用いるとともに、製造過程において即時に脱型することが可能なコンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品を提供する。
【解決手段】本実施形態に係るコンクリート二次製品は、材料として、細骨材、粗骨材、水、及び結合材から構成され、細骨材、粗骨材、水、ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を使用するとともに、材料を、ゼロスランプとなるように配合し（材料の計量工程Ｓ１０）、練り混ぜ（練り混ぜ工程Ｓ２０）、コンクリート二次製品の成形用の型枠に打設し（打ち込み工程Ｓ３０）、型枠に打設したコンクリートを締め固め（締め固め工程Ｓ４０）、締め固められたコンクリートの型枠を取り外し（脱型工程Ｓ５０）、型枠が取り外されたコンクリートを養生する（蒸気養生工程Ｓ６０）ことにより製造される。
【解決手段】本実施形態に係るコンクリート二次製品は、材料として、細骨材、粗骨材、水、及び結合材から構成され、細骨材、粗骨材、水、ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を使用するとともに、材料を、ゼロスランプとなるように配合し（材料の計量工程Ｓ１０）、練り混ぜ（練り混ぜ工程Ｓ２０）、コンクリート二次製品の成形用の型枠に打設し（打ち込み工程Ｓ３０）、型枠に打設したコンクリートを締め固め（締め固め工程Ｓ４０）、締め固められたコンクリートの型枠を取り外し（脱型工程Ｓ５０）、型枠が取り外されたコンクリートを養生する（蒸気養生工程Ｓ６０）ことにより製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料にセメントを含まないコンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品に係り、特に製造過程において即時に脱型することが可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートとは、結合材、水、骨材及び必要に応じて加える混和材料を材料とし、これらを練混ぜその他の方法によって混合したもの、または硬化させたものをいう。ここで、混和材料とは、結合材、水、骨材以外の材料で、コンクリートなどに特別の性質を与えるために、打込みを行う前までに必要に応じて加える材料である。また、結合材とは、水と反応し、コンクリートの強度発現に寄与する物質を生成する材料で、例えば、セメント、高炉スラグ微粉末及びフライアッシュなどが含まれる。なお、セメントとは、水と反応して硬化する鉱物質の微粉末である。また、高炉スラグ微粉末とは、溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する溶融状態の高炉スラグを水によって急冷し、これを乾燥・粉砕したものをいうが、これにせっこうを添加してもよい。フライアッシュとは、微粉炭燃焼ボイラの燃焼ガスから集じん器で捕集されるアッシュである。
【０００３】
製鋼所において製鋼工程で排出される高炉スラグ微粉末及び石炭火力発電所から排出されるフライアッシュ等は、廃棄物の有効利用を促進する観点から、結合材として積極的に使用が試みられてきた。しかし、これら高炉スラグ微粉末またはフライアッシュをセメントと併用する形で使用したコンクリートは開発されたものの、結合材としてセメントを全く含まないコンクリート組成物は開発されていない。なぜなら、高炉スラグ微粉末やフライアッシュはそれ自体では水硬性がない。しかし、フライアッシュはセメントと併用することでセメント水和物と徐々に反応し、硬化体を形成する（ポゾラン作用）。また，高炉スラグ微粉末はセメントのアルカリ成分を刺激剤として、水硬性を示す性質を持つ（潜在水硬性）。
【０００４】
一方で、加圧流動床式複合発電（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｃｏｍｂｕｓｉｏｎ，ＰＦＢＣ)方式の石炭火力発電所から排出されるＰＦＢＣ灰を、セメントと共に結合材として利用するコンクリート組成物が開発された。ＰＦＢＣ灰は一般的なフライアッシュと異なり自硬性を有するが、結合材として単体で用いた場合の硬化体の強度は小さいため、これまでに開発されたＰＦＢＣ灰を用いるコンクリート組成物においても、結合材としてセメントを全く含まない物は存在しない。
【特許文献１】特開平１１−１４７７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに対し、本出願人は、セメントを含まないコンクリート組成物について出願している（特願２００７−０６９４８）。
本発明は、かかるセメントを含まない材料を用いるとともに、製造過程において即時に脱型することが可能なコンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は、コンクリート二次製品の製造方法であって、
粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰と、高炉スラグ微粉末とを含み、セメントを含まない材料を、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合した材料を、前記コンクリート二次製品の成形用の型枠に打設し、
前記型枠に打設したコンクリートを締め固め、
前記コンクリートを養生することなく、前記締め固められたコンクリートの前記型枠を取り外し、
前記型枠が取り外されたコンクリートを養生することを特徴とする（第１の発明)。
【０００７】
ここでいうスランプ値が実質的にゼロとは、未固結状態のコンクリートを、上端の内径が１０ｃｍ、下端の内径が２０ｃｍ、高さが３０ｃｍの鋼製中空のコーンにつめ、コーンを引き抜いた後に、頂面中央部が最初の高さからどのくらい下がるかの変位を測定するスランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）において、当該変位が生じないことを意味する。
【０００８】
すなわち、本発明に係るコンクリート二次製品の製造方法によれば、材料をスランプ値が実質的にゼロとなるように配合することから、材料を型枠に打ち込み締め固めた後、直ぐに脱型しても、コンクリートは変形することなく、成形された形を留めて自立するので、コンクリートを脱型した状態で養生することができる。すなわち、一つの製品を成形するために必要な型枠の使用時間を短縮することができることから、生産性を向上させることができる。
【０００９】
本発明において、前記材料の配合は、前記ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材に対する前記水の質量比である水結合材比を４０％以下とするとともに、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比である細骨材率を５０％以上とすることとしてもよい。本構成によれば、具体的に材料をかかる配合にすることにより、スランプ値を実質的にゼロになるようにすることができる。
【００１０】
また、水結合材比を４０％以下とすることから、通常よりも水の割合が少ないコンクリートとなるので、固結時における強度の発現が良好になる。
【００１１】
また、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比である細骨材率を５０％以上とすることから、通常よりも空隙が多いコンクリートとなるので、保水性及び透水性を備えるポーラスブロックとして適する。
【００１２】
本発明において、前記ＰＦＢＣ灰と前記高炉スラグ微粉末との質量比を、２５：７５〜７５：２５とすることとしてもよい。
【００１３】
本発明において、前記ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率を、５０質量％以下とすることとしてもよい。
【００１４】
本発明において、前記コンクリートに混和剤をさらに配合することとしてもよい。
【００１５】
本発明において、前記型枠が取り外されたコンクリートの養生として、蒸気養生を行うこととし、前記蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行うこととしてもよい。本構成によれば、製造されるコンクリート二次製品を、所定の圧縮強度以上に発現させることができる。
【００１６】
本発明において、コンクリート二次製品であって、原材料として、粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰と、高炉スラグ微粉末とを含み、セメントを含まないコンクリート組成物を使用するとともに、前記材料が、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、セメントを含まない材料を用いるとともに、製造過程において即時に脱型することが可能なコンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
本実施形態に係るコンクリート二次製品は、材料として、細骨材、粗骨材、水、及び結合材を含む。
【００１９】
細骨材とは、１０ｍｍ網ふるいを全部通り、５ｍｍ網ふるいを質量で８５％以上通る骨材をいうが、川砂、砕砂など、特に限定されない。粗骨材とは、５ｍｍ網ふるいに質量で８５％以上とどまる骨材をいうが、砕石、人工骨材など、特に限定されない。
【００２０】
結合材とは、上述の通り、水と反応してコンクリートの強度発現に寄与する物質を生成する材料であり、一般的にはセメントが挙げられるが、本実施形態に係るコンクリート二次製品では、結合材としてセメントを用いず、ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を用いている。
【００２１】
ここで、ＰＦＢＣ灰とは、加圧流動床式複合発電（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｃｏｍｂｕｓｉｏｎ，ＰＦＢＣ)方式の石炭火力発電所から排出される灰をいう。また、高炉スラグ微粉末とは、溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する溶融状態の高炉スラグを水によって急冷し、これを乾燥・粉砕したものをいう。
【００２２】
これらコンクリート二次製品の材料は、実質的にゼロスランプになるように配合する。ゼロスランプとは、スランプ試験による変位量（スランプ値）が０ｃｍとなることをいう。スランプ試験とは、未固結のコンクリートを、上端の内径が１０ｃｍ、下端の内径が２０ｃｍ、高さが３０ｃｍの鋼製中空のコーンにつめ、コーンを引き抜いた後に、頂面中央部が最初の高さからどのくらい下がるかの変位を測定する試験である（ＪＩＳ Ａ １１０１）。したがって、ゼロスランプとは、コーンを引き抜き後でもコンクリートがその形を留めて自立し、変形しないことを意味する。
【００２３】
具体的な配合条件として、水結合材比を４０質量％以下、及び全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を表す細骨材率を５０％以上にすることが好ましい。ここで、水結合材比とは、水と結合材とのフレッシュコンクリート組成物中の比である。また、ＰＦＢＣ灰と高炉スラグ微粉末との質量比は２５：７５〜７５：２５、結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率が５０質量％以下にすることが好ましい。
【００２４】
次に、このような材料からなるコンクリート二次製品の製造方法について説明する。なお、上記材料からなるコンクリート二次製品としては、例えば、ブロック類、まくら木、又は無筋コンクリート管等が挙げられる。
【００２５】
図１に示すように、コンクリート二次製品の製造方法は、材料の計量工程Ｓ１０、練り混ぜ工程Ｓ２０、打ち込み工程Ｓ３０、締め固め工程Ｓ４０、脱型工程Ｓ５０、及び蒸気養生工程Ｓ６０を備える。
【００２６】
材料の計量工程Ｓ１０では、上述した配合条件の下、さらにコンクリート二次製品の種類や形状・寸法等に適するように材料を調合する。
【００２７】
練り混ぜ工程Ｓ２０では、配合された材料を、良質なコンクリートを得るために均一に練り混ぜる。練り混ぜには、例えば上記のような富配合の超硬練りコンクリートの練り混ぜに適した強制練りミキサを用いる。
【００２８】
打ち込み工程Ｓ３０では、練り混ぜ工程Ｓ２０で練り混ぜられたコンクリートを型枠へ打設する。型枠には、製造中に振動、圧力及び熱等が繰り返し作用しても、堅固で、形状及び寸法に狂いの生じない材質からなるものが望まれ、例えば、鋼製型枠を用いる。また、型枠は、この後の工程（Ｓ４０）を実施するため用いられる成形機に取り付け可能であることが好ましい。型枠へのコンクリートの打ち込みは、例えば、ホッパー、コンクリートポンプ、又は自動給材機などを用いて行う。
【００２９】
締め固め工程Ｓ４０は、型枠に打ち込まれたコンクリートを、振動或いは加圧、又はこれらを併用して型枠内の隅々まで充填し、かつコンクリートが密実になるようするための処理であり、例えば、打ち込み工程Ｓ３０でコンクリートを打ち込まれた型枠が取り付け可能な振動機、加圧成形機、遠心成形機、又は突固め機等を用いて行う。
【００３０】
脱型工程Ｓ５０では、コンクリートをＳ４０で締め固めた後、直ぐに（例えば、５秒程度後）に型枠を取り外す。上述のように、コンクリートがゼロスランプになるように材料が配合されているので、直ぐに型枠を取り外してもコンクリートは脱型後に変形することはない。
【００３１】
蒸気養生工程Ｓ６０では、脱型後のコンクリートを、蒸気により加熱することにより硬化を促進させる。具体的には、脱型されたコンクリートを、ボイラで発生させた蒸気が供給される養生室に設置して、所定時間養生させる。
【００３２】
図２は、蒸気養生の熱履歴を示すグラフである。
図２に示すように、蒸気養生は、前養生期間、温度上昇期間、等温養生期間、徐冷期間のサイクルで行われる。
【００３３】
なお、蒸気養生については、急激に加熱したり、最高温度を高くとりすぎたり、急冷したりすることにより、ひび割れの発生や発現強度の低下などまねくことがあるため、コンクリート標準示方書［施工編］により、（１）養生室に入れ温度を均等に上昇させる、（２）練り混ぜ後２〜３時間以上前養生期間を置きその後加熱する、（３）温度上昇期間では温度上昇速度は２０℃／ｈ程度とする、（４）等温養生期間では最高温度を６５℃とする、（５）徐冷期間では徐々に温度を下げ室温と大差がなくなって製品を取り出す、等が記載されている。
【００３４】
そして最後に、養生室から蒸気養生後のコンクリートを取り出すことにより、セメントを含まないコンクリート二次製品が製造される。なお蒸気養生後、必要に応じて後養生してもよい。
【００３５】
次に、セメントを含まないコンクリート二次製品として、上記製造法に従ってブロックを実際に製造するとともにその強度を測定したので、以下にその詳細を説明する。
【００３６】
図３は、ブロックの材料の仕様を示す表である。
図３に示すように、ブロックの材料として、水(Ｗａｔｅｒ, Ｗ)、ＰＦＢＣ灰(ＰＦＢＣ ｃｏａｌ ａｓｈ，Ｐ）、高炉スラグ微粉末（ｇｒｏｕｎｄ ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ ｂｌａｓｔ−ｆｕｒｎａｃｅ ｓｌａｇ，ＢＦ）、細骨材(ｓａｎｄ,Ｓ)、粗骨材(ｇｒａｖｅｌ, Ｇ)、及び混和剤を用いた。具体的には、水には水道水、ＰＦＢＣ灰には原粉（ワンボ炭１００％）、高炉スラグ微粉末にはスラグ微粉末４０００、細骨材には砕砂及び高炉スラグ細骨材、粗骨材には砕石、混和剤にはバイプレスコンクを用いた。また、図４は、ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末の化学組成比を示す表である。
【００３７】
なお、本発明に係るコンクリート二次製品は、材料として混和剤を含んでもよい。バイプレスコンクとは、ユケンケミカル株式会社により製造・販売される、非イオン系の界面活性剤と特殊化学合成品が配合された混和剤である。これを配合することにより、超硬練りコンクリート等の充填性を向上させるとともに、美観性、製品均一化、及びコンクリート強度を向上させる効果を有する。なお、混和剤は、特にバイプレスコンクに限定されない。
【００３８】
図５は、ブロックの材料の配合条件を示す表である。
図５に示すように、結合材(ｂｉｎｄｅｒ，Ｂ；ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末の総量)に対する水(ｗａｔｅｒ，Ｗ)の質量比である水結合材比(Ｗ／Ｂ)を３０％、結合材に占める高炉スラグ微粉末の含有率（ＢＦ／Ｂ）を３０％、コンクリート１ｍ３を作るときに用いる水の使用量を表す単位水量（Ｗ）を９０ｋｇ／ｍ３、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を表す細骨材率(ｓａｎｄ／ａｇｇｔｅｒａｔｅ，ｓ／ａ)を５７％、結合材に対する混和剤の添加量の比率（ＳＰ）を１．５％、また細骨材の砕砂Ｓ１と高炉スラグ細骨材Ｓ２との比である細骨材混入比を２．２：１．０とした。
【００３９】
以上配合からなるコンクリートを、均一になるように練り混ぜ、鋼製のブロック用型枠に打ち込むとともに、コンクリートに振動及び加圧を与えて締め固め、直ぐに（５秒程度）ブロック用型枠を取り外して、型枠が取り外されたコンクリートを養生室に設置し、蒸気養生をおこなった。
【００４０】
図６は、本検討で用いた蒸気養生の温度履歴を示すグラフである。
図６に示すように、温度を２０℃に設定して前養生期間に２時間とり（経過時間：０〜２時間）、温度上昇速度を２２．５℃／ｈで６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：２〜４時間）、その室温で３時間保持し（経過時間：４〜７時間）、その後１５℃/ｈの冷却速度で２０℃まで徐冷した（経過時間：７〜１１時間）。
以上のような条件で蒸気養生を行った後２０℃でしばらく気中養生を行い、その後養生室からコンクリートを取り出すことにより、ブロックを製造した。
そして、この製造したブロックに対し、所定材齢時における圧縮強度を測定した(ＪＩＳ Ａ １１０８)。
【００４１】
図７は、製造したブロックの材齢と圧縮強度との関係をまとめた表である。
図７に示すように、ブロックは材齢1日では１１．３Ｎ／ｍｍ２の圧縮強度を発現し、その後材齢７日では１１．８Ｎ／ｍｍ２と材齢1日とほぼ同等の圧縮強度を発現する結果となった。
【００４２】
以上、本実施形態に係るセメント含まないコンクリート二次製品の製造方法によれば、材料として、粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材とを使用するとともに、材料を、ゼロスランプとなるように配合したことにより、製品の製造過程で、材料を型枠に打ち込み締め固めた後、直ぐに脱型しても、コンクリートは変形することなく、成形された形を留めて自立するので、脱型した状態で養生することができる。すなわち、一つの製品を成形するために必要な型枠の使用時間を短縮することができることから、生産性を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るセメント含まないコンクリート二次製品の製造方法によれば、上記ゼロスランプとなる配合は、具体的に、水結合材比を４０質量％以下、及び全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を表す細骨材率を５０％以上にすることで実現できる。ここで、水結合材比を４０％以下とすることにより、通常よりも水の割合が小さいコンクリートとなるので、固結時における強度の発現が良好になる効果が得られる。また、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比である細骨材率を５０％以上とすることにより、通常よりも空隙が多いコンクリートとなるので、保水性及び透水性を備えるポーラスブロックとして適するようになる。
【００４４】
なお、本実施形態に係るコンクリートの二次製品の製造工程では、コンクリートの養生を蒸気養生としたが、これに限らず、通常の養生（例えば、水中や気中）を行ってもよい。
【００４５】
また、本実施形態に係るコンクリート二次製品の製造方法では、練り混ぜ後２〜３時間以上前養生期間を置くとしたが、これに限らず、前養生期間を２４時間以上置いてもよい。養生条件の違いによるコンクリート二次製品の強度発現効果を検討する試験を行ったので、以下にその詳細について説明する。
【００４６】
図８は、養生条件に係る試験で用いたコンクリート二次製品の試験体の構成材料及びその配合を示す表である。
【００４７】
図８に示すように、養生条件に係る試験では、コンクリート二次製品の試験体の構成材料として、ＰＦＢＣ灰、高炉スラグ微粉末、細骨材、粗骨材、及び混和剤を使用し、これらの材料を、水結合材比(Ｗ／Ｂ)を３０％、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を表す細骨材率（ｓ／ａ）を５７％、結合材（Ｂ）に占める高炉スラグ微粉末（ＢＦ）の含有率（ＢＦ／Ｂ）を３０％、コンクリート１ｍ３を作るときに用いる水の使用量を表す単位水量（Ｗ）を９０ｋｇ／ｍ３で配合した。
【００４８】
なお、結合材（Ｂ）には、ＰＦＢＣ灰（Ｐ）及び高炉スラグ微粉末（ＢＦ）のみを使用し、そのＰＦＢＣ灰と高炉スラグ微粉末との質量比は７０：３０とした。また、スランプ値（ＪＩＳ Ａ １１０１）が実質的にゼロになるように調整するために、混和剤として高性能減水剤を使用し、結合材（Ｂ）に対して１．５重量％添加した。
【００４９】
そして、試験体のコンクリートを作製するにあたり、構成材料のうち骨材及び結合材を３０秒間空練りしたものに、予め高性能減水剤を加えた水を投入してさらに４分間練り混ぜを行ってフレッシュコンクリートを作製し、その後そのフレッシュコンクリートをモールド（φ１００ｍｍ×２００ｍｍ）に打ち込み、棒形振動機で締め固めを行い、その後直ぐに型枠を取り外し、さらにその後養生を行うことにより複数の試験体を作製した。
【００５０】
図９は、各試験体の蒸気養生の温度履歴を示すグラフである。
図９に示すように、本試験では各試験体に対し、養生条件Ｎｏ．１〜３の養生を行った。
【００５１】
養生条件Ｎｏ．１では、前養生期間をとることなしに、温度上昇速度を２２．５℃／ｈで６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：０〜２時間）、その後６５℃の等温養生期間を１９時間とり（経過時間：２〜２１時間）、その後自然放冷させた。すなわち、養生条件Ｎｏ．１では、前養生を０時間、蒸気養生を２１時間行っている。
【００５２】
また、条件Ｎｏ．２では、２０℃で前養生期間を４時間とり（経過時間：０〜４時間）、その後温度上昇速度を１５℃／ｈで５０℃まで室温を上昇させ（経過時間：４〜６時間）、その後その室温で４時間保持させ（経過時間：６〜１０時間）、その後さらに１５℃／ｈとして６５℃まで室温を上昇させた（経過時間：１０〜１１時間）。そして、６５℃の等温養生期間を１７時間とり（経過時間：１１〜２８時間）、その後自然放冷させた。すなわち、養生条件Ｎｏ．２では、前養生を４時間、蒸気養生を２４時間行っている。
【００５３】
また、養生条件Ｎｏ．３では、２０℃で前養生期間を２４時間とり（経過時間：０〜２４時間）、その後温度上昇速度を１５℃／ｈで５０℃まで室温を上昇させ（経過時間：２４〜２６時間）、その後その室温で４時間保持し（経過時間：２６〜３０時間）、その後さらに１５℃／ｈとして６５℃まで室温を上昇させた（経過時間：３０〜３１時間）。そして、６５℃の等温養生期間を１７時間とり（経過時間：３１〜４８時間）、その後自然放冷させた。すなわち、養生条件Ｎｏ．３では、前養生を２４時間、蒸気養生を２４時間行っている。
【００５４】
そして、このような養生条件で養生を行った後、各試験体について、気中暴露状態での所定材齢時における圧縮強度（ＪＩＳ Ａ １１０８）を測定した。
【００５５】
図１０は、各試験体の所定材齢時における圧縮強度の結果を示し、同図（ａ）はその結果をまとめた表、同図（ｂ）はグラフである。なお、各試験体の圧縮強度は、養生終了直後、材齢７日、及び材齢２８日の時点で測定した。
【００５６】
図１０に示すように、各試験体の圧縮強度は、養生終了直後からその違いが明瞭に現れ、養生条件Ｎｏ．１〜３の順に大きくなっていることがわかる。これは、前養生期間を長くとるほど、結合材の７０％を占めるＰＦＢＣ灰に含まれるＣａＯ及びＳＯ３の水和反応が進行し、Ｃａ（ＯＨ）２やエトリンガイト等が生成されることにより自硬性が発揮されるとともに、生成されたＣａ（ＯＨ）２が刺激剤となって高炉スラグの水和反応を促進させ、さらに硬化を助長する（潜在水硬性）ためであると考えられる。
【００５７】
また、各試験体は、材齢日数が経過するに従って徐々に圧縮強度が増加しており、材齢２８日においての圧縮強度が、養生条件Ｎｏ．１では１４．３Ｎ／ｍｍ２、養生条件Ｎｏ．２では１７．３Ｎ／ｍｍ２、養生条件Ｎｏ．３では２１．７Ｎ／ｍｍ２となる。
【００５８】
ここで、建築工事標準仕様書・同解説ＪＡＳＳ５では、耐久設計で確保すべき所要のコンクリートの強度（耐久設計基準強度）を、供用限界期間が３０年の一般的なものを１８Ｎ／ｍｍ２と定めている。これに対し、本試験結果によれば、コンクリート二次製品をＮｏ．３の養生条件で製造した場合に、一般的な耐久設計基準強度を満足する。
【００５９】
すなわち、本実施形態に係るコンクリート二次製品を製造するにあたり、前養生期間を２４時間以上置くことにより、コンクリート二次製品に一般的な設計基準強度を発現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態に係る、セメント含まないコンクリート二次製品の製造工程を示す工程図である。
【図２】蒸気養生の熱履歴を示すグラフである。
【図３】ブロックの材料の仕様を示す表である。
【図４】ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末の化学組成比を示す表である。
【図５】ブロックの材料の配合条件を示す表である。
【図６】本検討で用いた蒸気養生の温度履歴を示すグラフである。
【図７】製造したブロックの材齢と圧縮強度との関係をまとめた表である。
【図８】養生条件に係る試験で用いたコンクリート二次製品の試験体の構成材料及びその配合を示す表である。
【図９】各試験体の蒸気養生の温度履歴を示すグラフである。
【図１０】各試験体の所定材齢時における圧縮強度の結果を示し、同図（ａ）はその結果をまとめた表、同図（ｂ）はグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
Ｓ１０ 材料の計量工程
Ｓ２０ 練り混ぜ工程
Ｓ３０ 打ち込み工程
Ｓ４０ 締め固め工程
Ｓ５０ 脱型工程
Ｓ６０ 蒸気養生工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料にセメントを含まないコンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品に係り、特に製造過程において即時に脱型することが可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートとは、結合材、水、骨材及び必要に応じて加える混和材料を材料とし、これらを練混ぜその他の方法によって混合したもの、または硬化させたものをいう。ここで、混和材料とは、結合材、水、骨材以外の材料で、コンクリートなどに特別の性質を与えるために、打込みを行う前までに必要に応じて加える材料である。また、結合材とは、水と反応し、コンクリートの強度発現に寄与する物質を生成する材料で、例えば、セメント、高炉スラグ微粉末及びフライアッシュなどが含まれる。なお、セメントとは、水と反応して硬化する鉱物質の微粉末である。また、高炉スラグ微粉末とは、溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する溶融状態の高炉スラグを水によって急冷し、これを乾燥・粉砕したものをいうが、これにせっこうを添加してもよい。フライアッシュとは、微粉炭燃焼ボイラの燃焼ガスから集じん器で捕集されるアッシュである。
【０００３】
製鋼所において製鋼工程で排出される高炉スラグ微粉末及び石炭火力発電所から排出されるフライアッシュ等は、廃棄物の有効利用を促進する観点から、結合材として積極的に使用が試みられてきた。しかし、これら高炉スラグ微粉末またはフライアッシュをセメントと併用する形で使用したコンクリートは開発されたものの、結合材としてセメントを全く含まないコンクリート組成物は開発されていない。なぜなら、高炉スラグ微粉末やフライアッシュはそれ自体では水硬性がない。しかし、フライアッシュはセメントと併用することでセメント水和物と徐々に反応し、硬化体を形成する（ポゾラン作用）。また，高炉スラグ微粉末はセメントのアルカリ成分を刺激剤として、水硬性を示す性質を持つ（潜在水硬性）。
【０００４】
一方で、加圧流動床式複合発電（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｃｏｍｂｕｓｉｏｎ，ＰＦＢＣ)方式の石炭火力発電所から排出されるＰＦＢＣ灰を、セメントと共に結合材として利用するコンクリート組成物が開発された。ＰＦＢＣ灰は一般的なフライアッシュと異なり自硬性を有するが、結合材として単体で用いた場合の硬化体の強度は小さいため、これまでに開発されたＰＦＢＣ灰を用いるコンクリート組成物においても、結合材としてセメントを全く含まない物は存在しない。
【特許文献１】特開平１１−１４７７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに対し、本出願人は、セメントを含まないコンクリート組成物について出願している（特願２００７−０６９４８）。
本発明は、かかるセメントを含まない材料を用いるとともに、製造過程において即時に脱型することが可能なコンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は、コンクリート二次製品の製造方法であって、
粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰と、高炉スラグ微粉末とを含み、セメントを含まない材料を、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合した材料を、前記コンクリート二次製品の成形用の型枠に打設し、
前記型枠に打設したコンクリートを締め固め、
前記コンクリートを養生することなく、前記締め固められたコンクリートの前記型枠を取り外し、
前記型枠が取り外されたコンクリートを養生することを特徴とする（第１の発明)。
【０００７】
ここでいうスランプ値が実質的にゼロとは、未固結状態のコンクリートを、上端の内径が１０ｃｍ、下端の内径が２０ｃｍ、高さが３０ｃｍの鋼製中空のコーンにつめ、コーンを引き抜いた後に、頂面中央部が最初の高さからどのくらい下がるかの変位を測定するスランプ試験（ＪＩＳ Ａ １１０１）において、当該変位が生じないことを意味する。
【０００８】
すなわち、本発明に係るコンクリート二次製品の製造方法によれば、材料をスランプ値が実質的にゼロとなるように配合することから、材料を型枠に打ち込み締め固めた後、直ぐに脱型しても、コンクリートは変形することなく、成形された形を留めて自立するので、コンクリートを脱型した状態で養生することができる。すなわち、一つの製品を成形するために必要な型枠の使用時間を短縮することができることから、生産性を向上させることができる。
【０００９】
本発明において、前記材料の配合は、前記ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材に対する前記水の質量比である水結合材比を４０％以下とするとともに、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比である細骨材率を５０％以上とすることとしてもよい。本構成によれば、具体的に材料をかかる配合にすることにより、スランプ値を実質的にゼロになるようにすることができる。
【００１０】
また、水結合材比を４０％以下とすることから、通常よりも水の割合が少ないコンクリートとなるので、固結時における強度の発現が良好になる。
【００１１】
また、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比である細骨材率を５０％以上とすることから、通常よりも空隙が多いコンクリートとなるので、保水性及び透水性を備えるポーラスブロックとして適する。
【００１２】
本発明において、前記ＰＦＢＣ灰と前記高炉スラグ微粉末との質量比を、２５：７５〜７５：２５とすることとしてもよい。
【００１３】
本発明において、前記ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率を、５０質量％以下とすることとしてもよい。
【００１４】
本発明において、前記コンクリートに混和剤をさらに配合することとしてもよい。
【００１５】
本発明において、前記型枠が取り外されたコンクリートの養生として、蒸気養生を行うこととし、前記蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行うこととしてもよい。本構成によれば、製造されるコンクリート二次製品を、所定の圧縮強度以上に発現させることができる。
【００１６】
本発明において、コンクリート二次製品であって、原材料として、粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰と、高炉スラグ微粉末とを含み、セメントを含まないコンクリート組成物を使用するとともに、前記材料が、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、セメントを含まない材料を用いるとともに、製造過程において即時に脱型することが可能なコンクリート二次製品の製造方法及びそのコンクリート二次製品を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
本実施形態に係るコンクリート二次製品は、材料として、細骨材、粗骨材、水、及び結合材を含む。
【００１９】
細骨材とは、１０ｍｍ網ふるいを全部通り、５ｍｍ網ふるいを質量で８５％以上通る骨材をいうが、川砂、砕砂など、特に限定されない。粗骨材とは、５ｍｍ網ふるいに質量で８５％以上とどまる骨材をいうが、砕石、人工骨材など、特に限定されない。
【００２０】
結合材とは、上述の通り、水と反応してコンクリートの強度発現に寄与する物質を生成する材料であり、一般的にはセメントが挙げられるが、本実施形態に係るコンクリート二次製品では、結合材としてセメントを用いず、ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を用いている。
【００２１】
ここで、ＰＦＢＣ灰とは、加圧流動床式複合発電（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｃｏｍｂｕｓｉｏｎ，ＰＦＢＣ)方式の石炭火力発電所から排出される灰をいう。また、高炉スラグ微粉末とは、溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する溶融状態の高炉スラグを水によって急冷し、これを乾燥・粉砕したものをいう。
【００２２】
これらコンクリート二次製品の材料は、実質的にゼロスランプになるように配合する。ゼロスランプとは、スランプ試験による変位量（スランプ値）が０ｃｍとなることをいう。スランプ試験とは、未固結のコンクリートを、上端の内径が１０ｃｍ、下端の内径が２０ｃｍ、高さが３０ｃｍの鋼製中空のコーンにつめ、コーンを引き抜いた後に、頂面中央部が最初の高さからどのくらい下がるかの変位を測定する試験である（ＪＩＳ Ａ １１０１）。したがって、ゼロスランプとは、コーンを引き抜き後でもコンクリートがその形を留めて自立し、変形しないことを意味する。
【００２３】
具体的な配合条件として、水結合材比を４０質量％以下、及び全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を表す細骨材率を５０％以上にすることが好ましい。ここで、水結合材比とは、水と結合材とのフレッシュコンクリート組成物中の比である。また、ＰＦＢＣ灰と高炉スラグ微粉末との質量比は２５：７５〜７５：２５、結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率が５０質量％以下にすることが好ましい。
【００２４】
次に、このような材料からなるコンクリート二次製品の製造方法について説明する。なお、上記材料からなるコンクリート二次製品としては、例えば、ブロック類、まくら木、又は無筋コンクリート管等が挙げられる。
【００２５】
図１に示すように、コンクリート二次製品の製造方法は、材料の計量工程Ｓ１０、練り混ぜ工程Ｓ２０、打ち込み工程Ｓ３０、締め固め工程Ｓ４０、脱型工程Ｓ５０、及び蒸気養生工程Ｓ６０を備える。
【００２６】
材料の計量工程Ｓ１０では、上述した配合条件の下、さらにコンクリート二次製品の種類や形状・寸法等に適するように材料を調合する。
【００２７】
練り混ぜ工程Ｓ２０では、配合された材料を、良質なコンクリートを得るために均一に練り混ぜる。練り混ぜには、例えば上記のような富配合の超硬練りコンクリートの練り混ぜに適した強制練りミキサを用いる。
【００２８】
打ち込み工程Ｓ３０では、練り混ぜ工程Ｓ２０で練り混ぜられたコンクリートを型枠へ打設する。型枠には、製造中に振動、圧力及び熱等が繰り返し作用しても、堅固で、形状及び寸法に狂いの生じない材質からなるものが望まれ、例えば、鋼製型枠を用いる。また、型枠は、この後の工程（Ｓ４０）を実施するため用いられる成形機に取り付け可能であることが好ましい。型枠へのコンクリートの打ち込みは、例えば、ホッパー、コンクリートポンプ、又は自動給材機などを用いて行う。
【００２９】
締め固め工程Ｓ４０は、型枠に打ち込まれたコンクリートを、振動或いは加圧、又はこれらを併用して型枠内の隅々まで充填し、かつコンクリートが密実になるようするための処理であり、例えば、打ち込み工程Ｓ３０でコンクリートを打ち込まれた型枠が取り付け可能な振動機、加圧成形機、遠心成形機、又は突固め機等を用いて行う。
【００３０】
脱型工程Ｓ５０では、コンクリートをＳ４０で締め固めた後、直ぐに（例えば、５秒程度後）に型枠を取り外す。上述のように、コンクリートがゼロスランプになるように材料が配合されているので、直ぐに型枠を取り外してもコンクリートは脱型後に変形することはない。
【００３１】
蒸気養生工程Ｓ６０では、脱型後のコンクリートを、蒸気により加熱することにより硬化を促進させる。具体的には、脱型されたコンクリートを、ボイラで発生させた蒸気が供給される養生室に設置して、所定時間養生させる。
【００３２】
図２は、蒸気養生の熱履歴を示すグラフである。
図２に示すように、蒸気養生は、前養生期間、温度上昇期間、等温養生期間、徐冷期間のサイクルで行われる。
【００３３】
なお、蒸気養生については、急激に加熱したり、最高温度を高くとりすぎたり、急冷したりすることにより、ひび割れの発生や発現強度の低下などまねくことがあるため、コンクリート標準示方書［施工編］により、（１）養生室に入れ温度を均等に上昇させる、（２）練り混ぜ後２〜３時間以上前養生期間を置きその後加熱する、（３）温度上昇期間では温度上昇速度は２０℃／ｈ程度とする、（４）等温養生期間では最高温度を６５℃とする、（５）徐冷期間では徐々に温度を下げ室温と大差がなくなって製品を取り出す、等が記載されている。
【００３４】
そして最後に、養生室から蒸気養生後のコンクリートを取り出すことにより、セメントを含まないコンクリート二次製品が製造される。なお蒸気養生後、必要に応じて後養生してもよい。
【００３５】
次に、セメントを含まないコンクリート二次製品として、上記製造法に従ってブロックを実際に製造するとともにその強度を測定したので、以下にその詳細を説明する。
【００３６】
図３は、ブロックの材料の仕様を示す表である。
図３に示すように、ブロックの材料として、水(Ｗａｔｅｒ, Ｗ)、ＰＦＢＣ灰(ＰＦＢＣ ｃｏａｌ ａｓｈ，Ｐ）、高炉スラグ微粉末（ｇｒｏｕｎｄ ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ ｂｌａｓｔ−ｆｕｒｎａｃｅ ｓｌａｇ，ＢＦ）、細骨材(ｓａｎｄ,Ｓ)、粗骨材(ｇｒａｖｅｌ, Ｇ)、及び混和剤を用いた。具体的には、水には水道水、ＰＦＢＣ灰には原粉（ワンボ炭１００％）、高炉スラグ微粉末にはスラグ微粉末４０００、細骨材には砕砂及び高炉スラグ細骨材、粗骨材には砕石、混和剤にはバイプレスコンクを用いた。また、図４は、ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末の化学組成比を示す表である。
【００３７】
なお、本発明に係るコンクリート二次製品は、材料として混和剤を含んでもよい。バイプレスコンクとは、ユケンケミカル株式会社により製造・販売される、非イオン系の界面活性剤と特殊化学合成品が配合された混和剤である。これを配合することにより、超硬練りコンクリート等の充填性を向上させるとともに、美観性、製品均一化、及びコンクリート強度を向上させる効果を有する。なお、混和剤は、特にバイプレスコンクに限定されない。
【００３８】
図５は、ブロックの材料の配合条件を示す表である。
図５に示すように、結合材(ｂｉｎｄｅｒ，Ｂ；ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末の総量)に対する水(ｗａｔｅｒ，Ｗ)の質量比である水結合材比(Ｗ／Ｂ)を３０％、結合材に占める高炉スラグ微粉末の含有率（ＢＦ／Ｂ）を３０％、コンクリート１ｍ３を作るときに用いる水の使用量を表す単位水量（Ｗ）を９０ｋｇ／ｍ３、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を表す細骨材率(ｓａｎｄ／ａｇｇｔｅｒａｔｅ，ｓ／ａ)を５７％、結合材に対する混和剤の添加量の比率（ＳＰ）を１．５％、また細骨材の砕砂Ｓ１と高炉スラグ細骨材Ｓ２との比である細骨材混入比を２．２：１．０とした。
【００３９】
以上配合からなるコンクリートを、均一になるように練り混ぜ、鋼製のブロック用型枠に打ち込むとともに、コンクリートに振動及び加圧を与えて締め固め、直ぐに（５秒程度）ブロック用型枠を取り外して、型枠が取り外されたコンクリートを養生室に設置し、蒸気養生をおこなった。
【００４０】
図６は、本検討で用いた蒸気養生の温度履歴を示すグラフである。
図６に示すように、温度を２０℃に設定して前養生期間に２時間とり（経過時間：０〜２時間）、温度上昇速度を２２．５℃／ｈで６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：２〜４時間）、その室温で３時間保持し（経過時間：４〜７時間）、その後１５℃/ｈの冷却速度で２０℃まで徐冷した（経過時間：７〜１１時間）。
以上のような条件で蒸気養生を行った後２０℃でしばらく気中養生を行い、その後養生室からコンクリートを取り出すことにより、ブロックを製造した。
そして、この製造したブロックに対し、所定材齢時における圧縮強度を測定した(ＪＩＳ Ａ １１０８)。
【００４１】
図７は、製造したブロックの材齢と圧縮強度との関係をまとめた表である。
図７に示すように、ブロックは材齢1日では１１．３Ｎ／ｍｍ２の圧縮強度を発現し、その後材齢７日では１１．８Ｎ／ｍｍ２と材齢1日とほぼ同等の圧縮強度を発現する結果となった。
【００４２】
以上、本実施形態に係るセメント含まないコンクリート二次製品の製造方法によれば、材料として、粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材とを使用するとともに、材料を、ゼロスランプとなるように配合したことにより、製品の製造過程で、材料を型枠に打ち込み締め固めた後、直ぐに脱型しても、コンクリートは変形することなく、成形された形を留めて自立するので、脱型した状態で養生することができる。すなわち、一つの製品を成形するために必要な型枠の使用時間を短縮することができることから、生産性を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るセメント含まないコンクリート二次製品の製造方法によれば、上記ゼロスランプとなる配合は、具体的に、水結合材比を４０質量％以下、及び全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を表す細骨材率を５０％以上にすることで実現できる。ここで、水結合材比を４０％以下とすることにより、通常よりも水の割合が小さいコンクリートとなるので、固結時における強度の発現が良好になる効果が得られる。また、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比である細骨材率を５０％以上とすることにより、通常よりも空隙が多いコンクリートとなるので、保水性及び透水性を備えるポーラスブロックとして適するようになる。
【００４４】
なお、本実施形態に係るコンクリートの二次製品の製造工程では、コンクリートの養生を蒸気養生としたが、これに限らず、通常の養生（例えば、水中や気中）を行ってもよい。
【００４５】
また、本実施形態に係るコンクリート二次製品の製造方法では、練り混ぜ後２〜３時間以上前養生期間を置くとしたが、これに限らず、前養生期間を２４時間以上置いてもよい。養生条件の違いによるコンクリート二次製品の強度発現効果を検討する試験を行ったので、以下にその詳細について説明する。
【００４６】
図８は、養生条件に係る試験で用いたコンクリート二次製品の試験体の構成材料及びその配合を示す表である。
【００４７】
図８に示すように、養生条件に係る試験では、コンクリート二次製品の試験体の構成材料として、ＰＦＢＣ灰、高炉スラグ微粉末、細骨材、粗骨材、及び混和剤を使用し、これらの材料を、水結合材比(Ｗ／Ｂ)を３０％、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比を表す細骨材率（ｓ／ａ）を５７％、結合材（Ｂ）に占める高炉スラグ微粉末（ＢＦ）の含有率（ＢＦ／Ｂ）を３０％、コンクリート１ｍ３を作るときに用いる水の使用量を表す単位水量（Ｗ）を９０ｋｇ／ｍ３で配合した。
【００４８】
なお、結合材（Ｂ）には、ＰＦＢＣ灰（Ｐ）及び高炉スラグ微粉末（ＢＦ）のみを使用し、そのＰＦＢＣ灰と高炉スラグ微粉末との質量比は７０：３０とした。また、スランプ値（ＪＩＳ Ａ １１０１）が実質的にゼロになるように調整するために、混和剤として高性能減水剤を使用し、結合材（Ｂ）に対して１．５重量％添加した。
【００４９】
そして、試験体のコンクリートを作製するにあたり、構成材料のうち骨材及び結合材を３０秒間空練りしたものに、予め高性能減水剤を加えた水を投入してさらに４分間練り混ぜを行ってフレッシュコンクリートを作製し、その後そのフレッシュコンクリートをモールド（φ１００ｍｍ×２００ｍｍ）に打ち込み、棒形振動機で締め固めを行い、その後直ぐに型枠を取り外し、さらにその後養生を行うことにより複数の試験体を作製した。
【００５０】
図９は、各試験体の蒸気養生の温度履歴を示すグラフである。
図９に示すように、本試験では各試験体に対し、養生条件Ｎｏ．１〜３の養生を行った。
【００５１】
養生条件Ｎｏ．１では、前養生期間をとることなしに、温度上昇速度を２２．５℃／ｈで６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：０〜２時間）、その後６５℃の等温養生期間を１９時間とり（経過時間：２〜２１時間）、その後自然放冷させた。すなわち、養生条件Ｎｏ．１では、前養生を０時間、蒸気養生を２１時間行っている。
【００５２】
また、条件Ｎｏ．２では、２０℃で前養生期間を４時間とり（経過時間：０〜４時間）、その後温度上昇速度を１５℃／ｈで５０℃まで室温を上昇させ（経過時間：４〜６時間）、その後その室温で４時間保持させ（経過時間：６〜１０時間）、その後さらに１５℃／ｈとして６５℃まで室温を上昇させた（経過時間：１０〜１１時間）。そして、６５℃の等温養生期間を１７時間とり（経過時間：１１〜２８時間）、その後自然放冷させた。すなわち、養生条件Ｎｏ．２では、前養生を４時間、蒸気養生を２４時間行っている。
【００５３】
また、養生条件Ｎｏ．３では、２０℃で前養生期間を２４時間とり（経過時間：０〜２４時間）、その後温度上昇速度を１５℃／ｈで５０℃まで室温を上昇させ（経過時間：２４〜２６時間）、その後その室温で４時間保持し（経過時間：２６〜３０時間）、その後さらに１５℃／ｈとして６５℃まで室温を上昇させた（経過時間：３０〜３１時間）。そして、６５℃の等温養生期間を１７時間とり（経過時間：３１〜４８時間）、その後自然放冷させた。すなわち、養生条件Ｎｏ．３では、前養生を２４時間、蒸気養生を２４時間行っている。
【００５４】
そして、このような養生条件で養生を行った後、各試験体について、気中暴露状態での所定材齢時における圧縮強度（ＪＩＳ Ａ １１０８）を測定した。
【００５５】
図１０は、各試験体の所定材齢時における圧縮強度の結果を示し、同図（ａ）はその結果をまとめた表、同図（ｂ）はグラフである。なお、各試験体の圧縮強度は、養生終了直後、材齢７日、及び材齢２８日の時点で測定した。
【００５６】
図１０に示すように、各試験体の圧縮強度は、養生終了直後からその違いが明瞭に現れ、養生条件Ｎｏ．１〜３の順に大きくなっていることがわかる。これは、前養生期間を長くとるほど、結合材の７０％を占めるＰＦＢＣ灰に含まれるＣａＯ及びＳＯ３の水和反応が進行し、Ｃａ（ＯＨ）２やエトリンガイト等が生成されることにより自硬性が発揮されるとともに、生成されたＣａ（ＯＨ）２が刺激剤となって高炉スラグの水和反応を促進させ、さらに硬化を助長する（潜在水硬性）ためであると考えられる。
【００５７】
また、各試験体は、材齢日数が経過するに従って徐々に圧縮強度が増加しており、材齢２８日においての圧縮強度が、養生条件Ｎｏ．１では１４．３Ｎ／ｍｍ２、養生条件Ｎｏ．２では１７．３Ｎ／ｍｍ２、養生条件Ｎｏ．３では２１．７Ｎ／ｍｍ２となる。
【００５８】
ここで、建築工事標準仕様書・同解説ＪＡＳＳ５では、耐久設計で確保すべき所要のコンクリートの強度（耐久設計基準強度）を、供用限界期間が３０年の一般的なものを１８Ｎ／ｍｍ２と定めている。これに対し、本試験結果によれば、コンクリート二次製品をＮｏ．３の養生条件で製造した場合に、一般的な耐久設計基準強度を満足する。
【００５９】
すなわち、本実施形態に係るコンクリート二次製品を製造するにあたり、前養生期間を２４時間以上置くことにより、コンクリート二次製品に一般的な設計基準強度を発現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態に係る、セメント含まないコンクリート二次製品の製造工程を示す工程図である。
【図２】蒸気養生の熱履歴を示すグラフである。
【図３】ブロックの材料の仕様を示す表である。
【図４】ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末の化学組成比を示す表である。
【図５】ブロックの材料の配合条件を示す表である。
【図６】本検討で用いた蒸気養生の温度履歴を示すグラフである。
【図７】製造したブロックの材齢と圧縮強度との関係をまとめた表である。
【図８】養生条件に係る試験で用いたコンクリート二次製品の試験体の構成材料及びその配合を示す表である。
【図９】各試験体の蒸気養生の温度履歴を示すグラフである。
【図１０】各試験体の所定材齢時における圧縮強度の結果を示し、同図（ａ）はその結果をまとめた表、同図（ｂ）はグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
Ｓ１０ 材料の計量工程
Ｓ２０ 練り混ぜ工程
Ｓ３０ 打ち込み工程
Ｓ４０ 締め固め工程
Ｓ５０ 脱型工程
Ｓ６０ 蒸気養生工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート二次製品の製造方法であって、
粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰と、高炉スラグ微粉末とを含み、セメントを含まない材料を、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合した材料を、前記コンクリート二次製品の成形用の型枠に打設し、
前記型枠に打設したコンクリートを締め固め、
前記コンクリートを養生することなく、前記締め固められたコンクリートの前記型枠を取り外し、
前記型枠が取り外されたコンクリートを養生することを特徴とするコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項２】
前記材料の配合は、前記ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材に対する前記水の質量比である水結合材比を４０％以下とするとともに、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比である細骨材率を５０％以上とすることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項３】
前記ＰＦＢＣ灰と前記高炉スラグ微粉末との質量比を、２５：７５〜７５：２５とすることを特徴とする請求項1又は２に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項４】
前記ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率を、５０質量％以下とすることを特徴とする請求項1又は２に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項５】
前記コンクリートに混和剤をさらに配合することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項６】
前記型枠が取り外されたコンクリートの養生として、蒸気養生を行うこととし、前記蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項７】
コンクリート二次製品であって、
原材料として、粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰と、高炉スラグ微粉末とを含み、セメントを含まないコンクリート組成物を使用するとともに、前記材料が、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合されていることを特徴とするコンクリート二次製品。
【請求項１】
コンクリート二次製品の製造方法であって、
粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰と、高炉スラグ微粉末とを含み、セメントを含まない材料を、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合した材料を、前記コンクリート二次製品の成形用の型枠に打設し、
前記型枠に打設したコンクリートを締め固め、
前記コンクリートを養生することなく、前記締め固められたコンクリートの前記型枠を取り外し、
前記型枠が取り外されたコンクリートを養生することを特徴とするコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項２】
前記材料の配合は、前記ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材に対する前記水の質量比である水結合材比を４０％以下とするとともに、全骨材量に対する細骨材量の絶対容積比である細骨材率を５０％以上とすることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項３】
前記ＰＦＢＣ灰と前記高炉スラグ微粉末との質量比を、２５：７５〜７５：２５とすることを特徴とする請求項1又は２に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項４】
前記ＰＦＢＣ灰及び高炉スラグ微粉末を含む結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率を、５０質量％以下とすることを特徴とする請求項1又は２に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項５】
前記コンクリートに混和剤をさらに配合することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項６】
前記型枠が取り外されたコンクリートの養生として、蒸気養生を行うこととし、前記蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のコンクリート二次製品の製造方法。
【請求項７】
コンクリート二次製品であって、
原材料として、粗骨材と、細骨材と、水と、ＰＦＢＣ灰と、高炉スラグ微粉末とを含み、セメントを含まないコンクリート組成物を使用するとともに、前記材料が、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合されていることを特徴とするコンクリート二次製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１３７８２７（Ｐ２００９−１３７８２７Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８７６５９（Ｐ２００８−１８７６５９）
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００７年５月２０日 社団法人 セメント協会発行の「第６１回セメント技術大会 講演要旨２００７」に発表
【出願人】（５０８１３６１４６）
【出願人】（５０８１３６１０２）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００７年５月２０日 社団法人 セメント協会発行の「第６１回セメント技術大会 講演要旨２００７」に発表
【出願人】（５０８１３６１４６）
【出願人】（５０８１３６１０２）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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