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】ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの量が少量であっても、その材料によって作製されるコンクリート二次製品に、適正な圧縮強度を発現させることができるとともに、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】コンクリート二次製品の製造方法は、結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、結合材に占めるセメントの含有率が２０〜４０質量％であるコンクリートを材料として、材料の計量工程Ｓ１０、練混ぜ工程Ｓ２０、打込み工程Ｓ３０、締固め工程Ｓ４０、脱型工程Ｓ５０、及び養生工程Ｓ６０を実施する。
【解決手段】コンクリート二次製品の製造方法は、結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、結合材に占めるセメントの含有率が２０〜４０質量％であるコンクリートを材料として、材料の計量工程Ｓ１０、練混ぜ工程Ｓ２０、打込み工程Ｓ３０、締固め工程Ｓ４０、脱型工程Ｓ５０、及び養生工程Ｓ６０を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの構成材料のうち、コンクリートの強度発現に寄与する物質を生成する結合材には、通常、セメントが用いられるが、昨今、リサイクル促進の観点により、製鉄所や発電所から廃棄物として排出される高炉スラグ微粉末やフライアッシュを結合材として有効利用する試みがなされている。
【０００３】
高炉スラグ微粉末は、製鋼所において製鋼工程で、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、或いはこれにせっこうを添加したものであり、フライアッシュは、石炭火力発電所の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灰である。
【０００４】
ところで最近、かかる結合材として、上記とは異なる廃棄物である、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灰を利用したコンクリートが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４７７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のコンクリートでは、ＰＦＢＣ灰をセメントの一部と代替して用いており、セメントの配合量の減少にともなって、作製されるコンクリートの圧縮強度が減少してしまう。
【０００７】
また、コンクリート二次製品は、コンクリートをコンクリート二次製品の型枠に打設して硬化させ、その後型枠から脱型することにより製造されるが、特許文献１には、打設から脱型までの期間を短縮する技術については、特に講じられていない。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの量が少量であっても、その材料によって作製されるコンクリート二次製品に、適正な圧縮強度を発現させることができるとともに、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】
【０００９】
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、
結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜４０質量％であるコンクリートを、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合したコンクリートを、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蒸気養生することを特徴とする。
【００１０】
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、蒸気養生を行うことにより、ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの結合材に占める含有率が、特許文献１に記載のコンクリートと比較して２０〜４０質量％と少量であっても、コンクリート二次製品として適正な圧縮強度を発現させることができる。
これにより、セメントの材料費を削減できるとともに、セメント製造時に発生するＣＯ２を削減でき、環境負荷の低減に寄与する。
【００１１】
また、蒸気養生を行うことにより、コンクリートに早期に圧縮強度を発現させることができ、製造効率の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明でいうスランプ値が実質的にゼロとは、フレッシュコンクリート（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。
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。
【００１３】
本発明において、前記結合材に占める前記セメントの含有率が４０質量％である場合、前記蒸気養生を、少なくとも１７時間行うこととしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、製造されるコンクリート二次製品の材齢７日時の圧縮強度を、積みブロックに要求される圧縮強度（２２．５Ｎ／ｍｍ２）以上に発現させることができる。この圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ ５３７１に規定される無筋コンクリート二次製品のブロック式擁壁類の積みブロックの設計基準強度である１８Ｎ／ｍｍ２に、安全係数１．２５を乗じたものである。
安全係数とは、コンクリート二次製品の圧縮強度はロットによってかなり変動するので、要求された設計基準強度に対してコンクリート二次製品の圧縮強度が過少とならないように保障するために用いるものである。
【００１５】
本発明において、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜３０質量％である場合、前記蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行い、その後前記蒸気養生を少なくとも２４時間行うこととしてもよい。
【００１６】
この構成によれば、製造されるコンクリート二次製品の材齢７日時の圧縮強度を、上記積みブロックに要求される圧縮強度（２２．５Ｎ／ｍｍ２）以上に発現させることができる。
【００１７】
本発明において、前記結合材として、前記ＰＦＢＣ灰及び前記セメントとともに、高炉スラグ微粉末をも用いることとしてもよい。この構成によれば、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）ことから、結合材として、ＰＦＢＣ灰及びセメントとともに併用することができ、廃棄物の有効利用に寄与することができる。
【００１８】
本発明において、前記結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率を、３０質量％とすることとしてもよい。
【００１９】
本発明は、コンクリート二次製品であって、結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜４０質量％を有するコンクリートを、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、前記配合したコンクリートを、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蒸気養生してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの量が少量であっても、その材料によって作製されるコンクリート二次製品に、適正な圧縮強度を発現させることができるとともに、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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る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】養生工程Ｓ６０の蒸気加熱による温度履歴を示すグラフである。
【図３】本検討に用いたコンクリート供試体の材料の仕様を示す表である。
【図４】本検討に用いたコンクリート供試体の材料の配合条件を示す表である。
【図５】養生条件１を示す温度履歴のグラフと、養生条件１により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。
【図６】養生条件２を示す温度履歴のグラフと、養生条件２により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。
【図７】養生条件３を示す温度履歴のグラフと、養生条件３により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。
【図８】養生条件４を示す温度履歴のグラフと、養生条件４により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
図１は、本実施形態に係るコンクリート二次製品の製造工程を示す工程図である。ここでいうコンクリート二次製品とは、工場の製造設備により製造される部材・製品を意味し、例えば、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。
【００２３】
図１に示すように、コンクリート二次製品は、材料の計量工程Ｓ１０、練混ぜ工程Ｓ２０、打込み工程Ｓ３０、締固め工程Ｓ４０、脱型工程Ｓ５０、及び養生工程Ｓ６０を実施することにより製造される。
【００２４】
材料の計量工程Ｓ１０では、コンクリート二次製品の種類や形状・寸法により、細骨材、粗骨材、水及び結合材を適宜調合する。
【００２５】
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。また、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。
【００２６】
なお、結合材は、コンクリートの構成材料のうち、コンクリートの強度発現に寄与する物質を生成するものであって、本実施形態では、ＰＦＢＣ灰、高炉スラグ微粉末、及びセメントを用いる。
【００２７】
ＰＦＢＣ灰は、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であり、高炉スラグ微粉末は、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・粉砕したものである。
【００２８】
セメントとしては、用途に応じて種類を用いることができ、例えば、普通ポルトランドセメント、早強セメント、中庸熱セメントが挙げられる。
【００２９】
そして、これらコンクリートの構成材料を、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、フレッシュコンクリートを、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。
【００３０】
具体的な配合条件として、例えば、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。
【００３１】
また、結合材に占めるセメントの含有率を２０〜４０質量％とする。
また、結合材に占める高炉スラグ微粉末の含有率を３０質量％とすることが好ましい。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）ことから、結合材として、ＰＦＢＣ灰及びセメントとともに併用することができる。
【００３２】
なお、コンクリート二次製品の材料として混和剤を含んでもよく、例えば高性能減水剤を用いる。高性能減水剤とは、例えば、ポリカルボン酸系、ナフタリン系、メラミン系及びアミノスルホン酸系の界面活性剤を主成分とする混和剤であり、高い減水性能及び良好なスランプ保持性能をコンクリートに与えるために用いる。
【００３３】
練混ぜ工程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混ぜに適した強制練りミキサを用いる。
【００３４】
打込み工程Ｓ３０では、練混ぜ工程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。
【００３５】
締固め工程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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
図２は、養生工程Ｓ６０の蒸気加熱による温度履歴を示すグラフである。
図２に示すように、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。
かかる養生については、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）成型後、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。
【００３９】
なお、本実施形態のコンクリート二次製品の製造方法では、結合材に占めるセメントの含有率によって養生条件を変更することが好ましい。
【００４０】
例えば、結合材に占めるセメントの含有率が４０質量％である場合、温度上昇期間と等温養生期間との合計期間（以下、蒸気養生期間という）を、少なくとも１７時間行うこととし、また、結合材に占めるセメントの含有率が２０〜３０質量％である場合、蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行い、その後蒸気養生を少なくとも２４時間行うことが好ましい。
【００４１】
そしてこのように養生を行った後、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、コンクリート二次製品として適正な圧縮強度を有するものが製造される。なお蒸気養生後、必要に応じて後養生してもよい。
【００４２】
次に、上記コンクリート二次製品の製造方法の条件を設定するにあたり、コンクリートの配合や養生条件を変更してコンクリート供試体を複数作製し、それら供試体について圧縮強度を測定することにより検討したので、以下にその詳細を説明する。
【００４３】
図３は、本検討に用いたコンクリート供試体の材料の仕様を示す表である。
図３に示すように、コンクリート二次製品の材料として、水（Ｗ）、セメント（Ｃ）、ＰＦＢＣ灰（Ｐ）、高炉スラグ微粉末（ＢＦ）、細骨材（Ｓ及びＢＳ）、粗骨材（Ｇ１及びＧ２）、及び混和剤として高性能減水剤（ＳＰ１）を用いた。
【００４４】
図４は、本検討に用いたコンクリート供試体の材料の配合条件を示す表である。
図４に示すように、本検討では６種類の配合（配合条件１〜６）のコンクリート供試体を作製した。
【００４５】
これら全配合（配合条件１〜６）は、共通して、結合材（Ｂ）に対する水（Ｗ）の質量比である水結合材比(Ｗ／Ｂ)を３０％、全骨材量（ａ）に対する細骨材量（ｓ）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９０ｋｇ／ｍ３とした。
また、結合材（Ｂ）のうち高炉スラグ微粉末（ＢＦ）の配合量は、各配合条件とも同量（９０ｇ／ｍ３）になるように配合した。
また、細骨材（Ｓ）、細骨材（ＢＳ）、粗骨材（Ｇ１）、粗骨材（Ｇ２）についても、各配合条件ともほぼ同程度の割合（Ｓ：７５２〜７５９ｋｇ／ｍ３，ＢＳ：３４６〜３４９ｋｇ／ｍ３，Ｇ１：３３８〜３４１ｋｇ／ｍ３，Ｇ２：５０７〜５１２ｋｇ／ｍ３）になるように調整した。
【００４６】
一方、結合材（Ｂ）中のＰＦＢＣ灰（Ｐ）及びセメント（Ｃ）の量は、各配合条件によって変更した。具体的には、結合材（Ｂ）に占めるセメント（Ｃ）の含有率を、配合条件１では３．５質量％（１１ｋｇ／ｍ３）、配合条件２では７質量％（２１ｋｇ／ｍ３）、配合条件３では１０質量％（３０ｋｇ／ｍ３）、配合条件４では２０質量％（６０ｋｇ／ｍ３）、配合条件５では３０質量％（９０ｋｇ／ｍ３）、配合条件６では４０質量％（１２０ｋｇ／ｍ３）になるようにした。なおここで、各配合条件ともに結合材（Ｂ）は、同量（３００ｋｇ／ｍ３）になるように調整した。すなわち、結合材（Ｂ）に占めるセメント（Ｃ）の含有率が増加にともない、結合材（Ｂ）に占めるＰＦＢＣ灰（Ｐ）の含有率が減少する配合になる。
【００４７】
また、各配合条件では、フレッシュ状態のコンクリートがゼロスランプになるようにするため、補助的に高性能減水剤（ＳＰ１）を添加している。
【００４８】
以上の配合条件１〜６からなる材料は、先ず、骨材（ａ）と結合材（Ｂ）とを３０秒間空練りした後、その空練りしたものに、あらかじめ混和剤を加えた水を投入して４分間練混ぜを行った。その後、練り混ぜた材料を型枠に打設し、棒形振動機で締固めを行った。なお、型枠には、コンクリートの圧縮強度測定用の供試体として規定される形状（Φ１００×２００ｍｍ）のものを用いた。
【００４９】
このようにして型枠に打設された各配合条件のコンクリートを、その打設後５秒程度で直ぐに型枠から脱型し、その後養生室に設置して蒸気養生をおこなうことにより、供試体を作製した。なお、上記コンクリート供試体の作製は、ＪＩＳ Ａ １１３２に準拠して行った。
そして、これらの供試体に対し、所定材齢時において圧縮強度を測定した（ＪＩＳ Ａ １１０８）。
【００５０】
図５〜図８は、養生条件を示す温度履歴のグラフと、その養生条件により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。図５〜図８に示すように、供試体を作製するにあたり、４種類の異なる養生条件(養生条件１〜４)で養生を行った。
【００５１】
養生条件１（図５のグラフ参照）では、配合条件１及び配合条件２からなる供試体を、前養生期間を設けることなく、温度上昇速度を２２．５℃／ｈで２０℃から６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：０〜２時間）、その後その室温にて６時間等温で養生し（経過時間：２〜８時間）、その後自然放冷した。すなわち、養生条件１では、前養生を行っておらず（０時間）、蒸気養生を８時間行っている。
【００５２】
養生条件２（図６のグラフ参照）は、養生条件１における蒸気養生期間を延長した場合であり、具体的には、前養生期間を設けることなく、温度上昇速度を２２．５℃／ｈで２０℃から６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：０〜２時間）、その後その室温にて１９時間等温で養生し（経過時間：２〜２１時間）、その後自然放冷した。すなわち、養生条件２では、前養生を行っておらず（０時間）、蒸気養生を２１時間行っている。
【００５３】
養生条件３（図７のグラフ参照）では、配合条件３〜６からなる供試体を、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２２．５℃／ｈで６５℃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１５時間等温で養生し（経過時間：６〜２１時間）、その後自然放冷した。すなわち、養生条件３では、前養生を４時間、蒸気養生を１７時間行っている。
【００５４】
養生条件４は、配合条件４及び配合条件５からなる供試体を、養生条件３における前養生期間と蒸気養生期間とを延長して養生した場合であり、具体的には、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２２．５℃／ｈで６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：２４〜２６時間）、その後その室温にて２２時間等温で養生し（経過時間：２６〜４８時間）、その後自然放冷した（図８のグラフ参照）。すなわち、養生条件４では、前養生を２４時間、蒸気養生を２４時間行っている。
【００５５】
養生条件１〜４で作製された供試体の圧縮強度の測定結果によれば、同じ配合条件からなる供試体を養生する場合、蒸気養生の期間が長いほど、作製された供試体の圧縮強度が、いずれの材齢時においても向上していることがわかる。特に、脱型時における圧縮強度にその差が顕著に現れており、蒸気養生期間の延長によりコンクリートが早期に圧縮強度を発現している。
【００５６】
また、配合条件のうち、結合材（Ｂ）に占めるセメント（Ｃ）の含有率が高いものほど、作製された供試体の圧縮強度が向上している。
【００５７】
さらに、養生条件のうち、前養生期間を長くしたものほど作製された供試体の圧縮強度が向上している。
【００５８】
コンクリート二次製品は製造するうえで、一般に、（ｉ）型枠に打設後１日で脱型可能であること、（ｉｉ）脱型時の圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上あること、（ｉｉｉ）材齢７日時（製品出荷時）における圧縮強度が、要求された設計基準強度に安全係数を乗じた値以上を有すること等の条件が必要とされている。
安全係数とは、コンクリート二次製品の圧縮強度はロットによってかなり変動するので、要求された設計基準強度に対してコンクリート二次製品の圧縮強度が過少とならないように保障するために用いるものである。
（ｉｉｉ）の条件については、例えばブロック式擁壁類の積みブロックの無筋コンクリート二次製品に適用する場合、材齢７日時における圧縮強度が２２．５Ｎ／ｍｍ２以上であることが要求される。この圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ ５３７１に規定される無筋コンクリート二次製品の境界ブロックの設計基準強度である１８Ｎ／ｍｍ２に、安全係数１．２５を乗じたものである。
【００５９】
上記コンクリート二次製品を製造するうえで要求される条件を踏まえ、測定結果をみると、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件を満たすものは、養生条件３で養生を行った供試体のうち、配合条件６からなる供試体と、養生条件４で養生を行った供試体のうち、配合条件４及び配合条件５からなる供試体である。
このように、ＰＦＢＣ灰（Ｐ）とともに配合するセメント（Ｃ）の結合材（Ｂ）に占める含有率が２０〜４０質量％を有するコンクリートを、所定の条件で蒸気養生を行うことにより、コンクリート二次製品として適正な圧縮強度を発現させることが可能であることを確認できた。
【００６０】
以上、本実施形態に係るコンクリート二次製品の製造方法によれば、製造過程で蒸気養生を行うことにより、ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの結合材に占める含有率が、特許文献１に記載のコンクリートと比べて２０〜４０質量％と少量であっても、コンクリート二次製品として適正な圧縮強度を発現させることができる。
【００６１】
具体的には、結合材に占めるセメントの含有率が４０質量％である場合、蒸気養生を、少なくとも１７時間行うことにより、製造されるコンクリート二次製品の材齢７日時の圧縮強度を２２．５Ｎ／ｍｍ２以上に発現させることができる。
【００６２】
また、結合材に占めるセメントの含有率が２０〜３０質量％である場合、蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行い、その後蒸気養生を少なくとも２４時間行うことにより、製造されるコンクリート二次製品の材齢７日時の圧縮強度を２２．５Ｎ／ｍｍ２以上に発現させることができる。
【００６３】
これにより、セメントの材料費を削減できるとともに、セメント製造時に発生するＣＯ２を削減でき、環境負荷の低減に寄与する。
【００６４】
また、蒸気養生を行うことにより、コンクリートに早期に圧縮強度を発現させることができるので、製造効率の向上を図ることができる。
【００６５】
本実施形態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。
【００６６】
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によれば、結合材として、ＰＦＢＣ灰及びセメントとともに、高炉スラグ微粉末を含むので、ＰＦＢＣ灰とともに廃棄物の有効利用に寄与することができる。
【符号の説明】
【００６７】
Ｓ１０ 材料の計量工程
Ｓ２０ 練混ぜ工程
Ｓ３０ 打込み工程
Ｓ４０ 締固め工程
Ｓ５０ 脱型工程
Ｓ６０ 養生工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの構成材料のうち、コンクリートの強度発現に寄与する物質を生成する結合材には、通常、セメントが用いられるが、昨今、リサイクル促進の観点により、製鉄所や発電所から廃棄物として排出される高炉スラグ微粉末やフライアッシュを結合材として有効利用する試みがなされている。
【０００３】
高炉スラグ微粉末は、製鋼所において製鋼工程で、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、或いはこれにせっこうを添加したものであり、フライアッシュは、石炭火力発電所の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灰である。
【０００４】
ところで最近、かかる結合材として、上記とは異なる廃棄物である、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灰を利用したコンクリートが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１４７７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のコンクリートでは、ＰＦＢＣ灰をセメントの一部と代替して用いており、セメントの配合量の減少にともなって、作製されるコンクリートの圧縮強度が減少してしまう。
【０００７】
また、コンクリート二次製品は、コンクリートをコンクリート二次製品の型枠に打設して硬化させ、その後型枠から脱型することにより製造されるが、特許文献１には、打設から脱型までの期間を短縮する技術については、特に講じられていない。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの量が少量であっても、その材料によって作製されるコンクリート二次製品に、適正な圧縮強度を発現させることができるとともに、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】
【０００９】
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、
結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜４０質量％であるコンクリートを、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合したコンクリートを、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蒸気養生することを特徴とする。
【００１０】
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、蒸気養生を行うことにより、ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの結合材に占める含有率が、特許文献１に記載のコンクリートと比較して２０〜４０質量％と少量であっても、コンクリート二次製品として適正な圧縮強度を発現させることができる。
これにより、セメントの材料費を削減できるとともに、セメント製造時に発生するＣＯ２を削減でき、環境負荷の低減に寄与する。
【００１１】
また、蒸気養生を行うことにより、コンクリートに早期に圧縮強度を発現させることができ、製造効率の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明でいうスランプ値が実質的にゼロとは、フレッシュコンクリート（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。
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。
【００１３】
本発明において、前記結合材に占める前記セメントの含有率が４０質量％である場合、前記蒸気養生を、少なくとも１７時間行うこととしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、製造されるコンクリート二次製品の材齢７日時の圧縮強度を、積みブロックに要求される圧縮強度（２２．５Ｎ／ｍｍ２）以上に発現させることができる。この圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ ５３７１に規定される無筋コンクリート二次製品のブロック式擁壁類の積みブロックの設計基準強度である１８Ｎ／ｍｍ２に、安全係数１．２５を乗じたものである。
安全係数とは、コンクリート二次製品の圧縮強度はロットによってかなり変動するので、要求された設計基準強度に対してコンクリート二次製品の圧縮強度が過少とならないように保障するために用いるものである。
【００１５】
本発明において、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜３０質量％である場合、前記蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行い、その後前記蒸気養生を少なくとも２４時間行うこととしてもよい。
【００１６】
この構成によれば、製造されるコンクリート二次製品の材齢７日時の圧縮強度を、上記積みブロックに要求される圧縮強度（２２．５Ｎ／ｍｍ２）以上に発現させることができる。
【００１７】
本発明において、前記結合材として、前記ＰＦＢＣ灰及び前記セメントとともに、高炉スラグ微粉末をも用いることとしてもよい。この構成によれば、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）ことから、結合材として、ＰＦＢＣ灰及びセメントとともに併用することができ、廃棄物の有効利用に寄与することができる。
【００１８】
本発明において、前記結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率を、３０質量％とすることとしてもよい。
【００１９】
本発明は、コンクリート二次製品であって、結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜４０質量％を有するコンクリートを、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、前記配合したコンクリートを、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蒸気養生してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの量が少量であっても、その材料によって作製されるコンクリート二次製品に、適正な圧縮強度を発現させることができるとともに、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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る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】養生工程Ｓ６０の蒸気加熱による温度履歴を示すグラフである。
【図３】本検討に用いたコンクリート供試体の材料の仕様を示す表である。
【図４】本検討に用いたコンクリート供試体の材料の配合条件を示す表である。
【図５】養生条件１を示す温度履歴のグラフと、養生条件１により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。
【図６】養生条件２を示す温度履歴のグラフと、養生条件２により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。
【図７】養生条件３を示す温度履歴のグラフと、養生条件３により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。
【図８】養生条件４を示す温度履歴のグラフと、養生条件４により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
図１は、本実施形態に係るコンクリート二次製品の製造工程を示す工程図である。ここでいうコンクリート二次製品とは、工場の製造設備により製造される部材・製品を意味し、例えば、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。
【００２３】
図１に示すように、コンクリート二次製品は、材料の計量工程Ｓ１０、練混ぜ工程Ｓ２０、打込み工程Ｓ３０、締固め工程Ｓ４０、脱型工程Ｓ５０、及び養生工程Ｓ６０を実施することにより製造される。
【００２４】
材料の計量工程Ｓ１０では、コンクリート二次製品の種類や形状・寸法により、細骨材、粗骨材、水及び結合材を適宜調合する。
【００２５】
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。また、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。
【００２６】
なお、結合材は、コンクリートの構成材料のうち、コンクリートの強度発現に寄与する物質を生成するものであって、本実施形態では、ＰＦＢＣ灰、高炉スラグ微粉末、及びセメントを用いる。
【００２７】
ＰＦＢＣ灰は、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であり、高炉スラグ微粉末は、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・粉砕したものである。
【００２８】
セメントとしては、用途に応じて種類を用いることができ、例えば、普通ポルトランドセメント、早強セメント、中庸熱セメントが挙げられる。
【００２９】
そして、これらコンクリートの構成材料を、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、フレッシュコンクリートを、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。
【００３０】
具体的な配合条件として、例えば、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。
【００３１】
また、結合材に占めるセメントの含有率を２０〜４０質量％とする。
また、結合材に占める高炉スラグ微粉末の含有率を３０質量％とすることが好ましい。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）ことから、結合材として、ＰＦＢＣ灰及びセメントとともに併用することができる。
【００３２】
なお、コンクリート二次製品の材料として混和剤を含んでもよく、例えば高性能減水剤を用いる。高性能減水剤とは、例えば、ポリカルボン酸系、ナフタリン系、メラミン系及びアミノスルホン酸系の界面活性剤を主成分とする混和剤であり、高い減水性能及び良好なスランプ保持性能をコンクリートに与えるために用いる。
【００３３】
練混ぜ工程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混ぜに適した強制練りミキサを用いる。
【００３４】
打込み工程Ｓ３０では、練混ぜ工程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。
【００３５】
締固め工程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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
図２は、養生工程Ｓ６０の蒸気加熱による温度履歴を示すグラフである。
図２に示すように、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。
かかる養生については、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）成型後、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。
【００３９】
なお、本実施形態のコンクリート二次製品の製造方法では、結合材に占めるセメントの含有率によって養生条件を変更することが好ましい。
【００４０】
例えば、結合材に占めるセメントの含有率が４０質量％である場合、温度上昇期間と等温養生期間との合計期間（以下、蒸気養生期間という）を、少なくとも１７時間行うこととし、また、結合材に占めるセメントの含有率が２０〜３０質量％である場合、蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行い、その後蒸気養生を少なくとも２４時間行うことが好ましい。
【００４１】
そしてこのように養生を行った後、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、コンクリート二次製品として適正な圧縮強度を有するものが製造される。なお蒸気養生後、必要に応じて後養生してもよい。
【００４２】
次に、上記コンクリート二次製品の製造方法の条件を設定するにあたり、コンクリートの配合や養生条件を変更してコンクリート供試体を複数作製し、それら供試体について圧縮強度を測定することにより検討したので、以下にその詳細を説明する。
【００４３】
図３は、本検討に用いたコンクリート供試体の材料の仕様を示す表である。
図３に示すように、コンクリート二次製品の材料として、水（Ｗ）、セメント（Ｃ）、ＰＦＢＣ灰（Ｐ）、高炉スラグ微粉末（ＢＦ）、細骨材（Ｓ及びＢＳ）、粗骨材（Ｇ１及びＧ２）、及び混和剤として高性能減水剤（ＳＰ１）を用いた。
【００４４】
図４は、本検討に用いたコンクリート供試体の材料の配合条件を示す表である。
図４に示すように、本検討では６種類の配合（配合条件１〜６）のコンクリート供試体を作製した。
【００４５】
これら全配合（配合条件１〜６）は、共通して、結合材（Ｂ）に対する水（Ｗ）の質量比である水結合材比(Ｗ／Ｂ)を３０％、全骨材量（ａ）に対する細骨材量（ｓ）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９０ｋｇ／ｍ３とした。
また、結合材（Ｂ）のうち高炉スラグ微粉末（ＢＦ）の配合量は、各配合条件とも同量（９０ｇ／ｍ３）になるように配合した。
また、細骨材（Ｓ）、細骨材（ＢＳ）、粗骨材（Ｇ１）、粗骨材（Ｇ２）についても、各配合条件ともほぼ同程度の割合（Ｓ：７５２〜７５９ｋｇ／ｍ３，ＢＳ：３４６〜３４９ｋｇ／ｍ３，Ｇ１：３３８〜３４１ｋｇ／ｍ３，Ｇ２：５０７〜５１２ｋｇ／ｍ３）になるように調整した。
【００４６】
一方、結合材（Ｂ）中のＰＦＢＣ灰（Ｐ）及びセメント（Ｃ）の量は、各配合条件によって変更した。具体的には、結合材（Ｂ）に占めるセメント（Ｃ）の含有率を、配合条件１では３．５質量％（１１ｋｇ／ｍ３）、配合条件２では７質量％（２１ｋｇ／ｍ３）、配合条件３では１０質量％（３０ｋｇ／ｍ３）、配合条件４では２０質量％（６０ｋｇ／ｍ３）、配合条件５では３０質量％（９０ｋｇ／ｍ３）、配合条件６では４０質量％（１２０ｋｇ／ｍ３）になるようにした。なおここで、各配合条件ともに結合材（Ｂ）は、同量（３００ｋｇ／ｍ３）になるように調整した。すなわち、結合材（Ｂ）に占めるセメント（Ｃ）の含有率が増加にともない、結合材（Ｂ）に占めるＰＦＢＣ灰（Ｐ）の含有率が減少する配合になる。
【００４７】
また、各配合条件では、フレッシュ状態のコンクリートがゼロスランプになるようにするため、補助的に高性能減水剤（ＳＰ１）を添加している。
【００４８】
以上の配合条件１〜６からなる材料は、先ず、骨材（ａ）と結合材（Ｂ）とを３０秒間空練りした後、その空練りしたものに、あらかじめ混和剤を加えた水を投入して４分間練混ぜを行った。その後、練り混ぜた材料を型枠に打設し、棒形振動機で締固めを行った。なお、型枠には、コンクリートの圧縮強度測定用の供試体として規定される形状（Φ１００×２００ｍｍ）のものを用いた。
【００４９】
このようにして型枠に打設された各配合条件のコンクリートを、その打設後５秒程度で直ぐに型枠から脱型し、その後養生室に設置して蒸気養生をおこなうことにより、供試体を作製した。なお、上記コンクリート供試体の作製は、ＪＩＳ Ａ １１３２に準拠して行った。
そして、これらの供試体に対し、所定材齢時において圧縮強度を測定した（ＪＩＳ Ａ １１０８）。
【００５０】
図５〜図８は、養生条件を示す温度履歴のグラフと、その養生条件により作製された供試体の所定材齢時における圧縮強度の測定結果をまとめた表である。図５〜図８に示すように、供試体を作製するにあたり、４種類の異なる養生条件(養生条件１〜４)で養生を行った。
【００５１】
養生条件１（図５のグラフ参照）では、配合条件１及び配合条件２からなる供試体を、前養生期間を設けることなく、温度上昇速度を２２．５℃／ｈで２０℃から６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：０〜２時間）、その後その室温にて６時間等温で養生し（経過時間：２〜８時間）、その後自然放冷した。すなわち、養生条件１では、前養生を行っておらず（０時間）、蒸気養生を８時間行っている。
【００５２】
養生条件２（図６のグラフ参照）は、養生条件１における蒸気養生期間を延長した場合であり、具体的には、前養生期間を設けることなく、温度上昇速度を２２．５℃／ｈで２０℃から６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：０〜２時間）、その後その室温にて１９時間等温で養生し（経過時間：２〜２１時間）、その後自然放冷した。すなわち、養生条件２では、前養生を行っておらず（０時間）、蒸気養生を２１時間行っている。
【００５３】
養生条件３（図７のグラフ参照）では、配合条件３〜６からなる供試体を、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２２．５℃／ｈで６５℃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１５時間等温で養生し（経過時間：６〜２１時間）、その後自然放冷した。すなわち、養生条件３では、前養生を４時間、蒸気養生を１７時間行っている。
【００５４】
養生条件４は、配合条件４及び配合条件５からなる供試体を、養生条件３における前養生期間と蒸気養生期間とを延長して養生した場合であり、具体的には、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２２．５℃／ｈで６５℃まで室温を上昇させ（経過時間：２４〜２６時間）、その後その室温にて２２時間等温で養生し（経過時間：２６〜４８時間）、その後自然放冷した（図８のグラフ参照）。すなわち、養生条件４では、前養生を２４時間、蒸気養生を２４時間行っている。
【００５５】
養生条件１〜４で作製された供試体の圧縮強度の測定結果によれば、同じ配合条件からなる供試体を養生する場合、蒸気養生の期間が長いほど、作製された供試体の圧縮強度が、いずれの材齢時においても向上していることがわかる。特に、脱型時における圧縮強度にその差が顕著に現れており、蒸気養生期間の延長によりコンクリートが早期に圧縮強度を発現している。
【００５６】
また、配合条件のうち、結合材（Ｂ）に占めるセメント（Ｃ）の含有率が高いものほど、作製された供試体の圧縮強度が向上している。
【００５７】
さらに、養生条件のうち、前養生期間を長くしたものほど作製された供試体の圧縮強度が向上している。
【００５８】
コンクリート二次製品は製造するうえで、一般に、（ｉ）型枠に打設後１日で脱型可能であること、（ｉｉ）脱型時の圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上あること、（ｉｉｉ）材齢７日時（製品出荷時）における圧縮強度が、要求された設計基準強度に安全係数を乗じた値以上を有すること等の条件が必要とされている。
安全係数とは、コンクリート二次製品の圧縮強度はロットによってかなり変動するので、要求された設計基準強度に対してコンクリート二次製品の圧縮強度が過少とならないように保障するために用いるものである。
（ｉｉｉ）の条件については、例えばブロック式擁壁類の積みブロックの無筋コンクリート二次製品に適用する場合、材齢７日時における圧縮強度が２２．５Ｎ／ｍｍ２以上であることが要求される。この圧縮強度は、ＪＩＳ Ａ ５３７１に規定される無筋コンクリート二次製品の境界ブロックの設計基準強度である１８Ｎ／ｍｍ２に、安全係数１．２５を乗じたものである。
【００５９】
上記コンクリート二次製品を製造するうえで要求される条件を踏まえ、測定結果をみると、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件を満たすものは、養生条件３で養生を行った供試体のうち、配合条件６からなる供試体と、養生条件４で養生を行った供試体のうち、配合条件４及び配合条件５からなる供試体である。
このように、ＰＦＢＣ灰（Ｐ）とともに配合するセメント（Ｃ）の結合材（Ｂ）に占める含有率が２０〜４０質量％を有するコンクリートを、所定の条件で蒸気養生を行うことにより、コンクリート二次製品として適正な圧縮強度を発現させることが可能であることを確認できた。
【００６０】
以上、本実施形態に係るコンクリート二次製品の製造方法によれば、製造過程で蒸気養生を行うことにより、ＰＦＢＣ灰とともに配合するセメントの結合材に占める含有率が、特許文献１に記載のコンクリートと比べて２０〜４０質量％と少量であっても、コンクリート二次製品として適正な圧縮強度を発現させることができる。
【００６１】
具体的には、結合材に占めるセメントの含有率が４０質量％である場合、蒸気養生を、少なくとも１７時間行うことにより、製造されるコンクリート二次製品の材齢７日時の圧縮強度を２２．５Ｎ／ｍｍ２以上に発現させることができる。
【００６２】
また、結合材に占めるセメントの含有率が２０〜３０質量％である場合、蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行い、その後蒸気養生を少なくとも２４時間行うことにより、製造されるコンクリート二次製品の材齢７日時の圧縮強度を２２．５Ｎ／ｍｍ２以上に発現させることができる。
【００６３】
これにより、セメントの材料費を削減できるとともに、セメント製造時に発生するＣＯ２を削減でき、環境負荷の低減に寄与する。
【００６４】
また、蒸気養生を行うことにより、コンクリートに早期に圧縮強度を発現させることができるので、製造効率の向上を図ることができる。
【００６５】
本実施形態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。
【００６６】
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によれば、結合材として、ＰＦＢＣ灰及びセメントとともに、高炉スラグ微粉末を含むので、ＰＦＢＣ灰とともに廃棄物の有効利用に寄与することができる。
【符号の説明】
【００６７】
Ｓ１０ 材料の計量工程
Ｓ２０ 練混ぜ工程
Ｓ３０ 打込み工程
Ｓ４０ 締固め工程
Ｓ５０ 脱型工程
Ｓ６０ 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、
結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜４０質量％であるコンクリートを、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合したコンクリートを、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蒸気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】
前記結合材に占める前記セメントの含有率が４０質量％である場合、前記蒸気養生を、少なくとも１７時間行う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】
前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜３０質量％である場合、前記蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行い、その後前記蒸気養生を少なくとも２４時間行う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】
前記結合材として、前記ＰＦＢＣ灰及び前記セメントとともに、高炉スラグ微粉末をも用いることを特徴とする請求項１〜３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５】
前記結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率を、３０質量％と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】
コンクリート二次製品であって、
結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜４０質量％を有するコンクリートを、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合したコンクリートを、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蒸気養生してな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、
結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜４０質量％であるコンクリートを、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合したコンクリートを、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蒸気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】
前記結合材に占める前記セメントの含有率が４０質量％である場合、前記蒸気養生を、少なくとも１７時間行う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】
前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜３０質量％である場合、前記蒸気養生前に、少なくとも２４時間の前養生を行い、その後前記蒸気養生を少なくとも２４時間行う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】
前記結合材として、前記ＰＦＢＣ灰及び前記セメントとともに、高炉スラグ微粉末をも用いることを特徴とする請求項１〜３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５】
前記結合材に占める前記高炉スラグ微粉末の含有率を、３０質量％と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】
コンクリート二次製品であって、
結合材としてＰＦＢＣ灰とセメントとを含み、前記結合材に占める前記セメントの含有率が２０〜４０質量％を有するコンクリートを、スランプ値が実質的にゼロとなるように配合し、
前記配合したコンクリートを、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蒸気養生してな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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１７３８９７（Ｐ２０１０−１７３８９７Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８７４６（Ｐ２００９−１８７４６）
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（５０８１３６１０２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（５０８１３６１０２）
【Ｆターム（参考）】
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