セメント製品用膨張性混和材及びセメント組成物
【課題】 モルタルやコンクリート等のセメント製品の流動性を損なうことなく、所定の時間で所定の膨張量を確保し、且つ良好な強度発現をするセメント製品用膨張性混和材を提供すること。
【解決手段】 消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したセメント製品用膨張性混和材とした。
【解決手段】 消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したセメント製品用膨張性混和材とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製品用の膨張性混和材及びそれを配合したセメント組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生石灰の水和を遅延させる技術として、活性度の小さい生石灰を用い、且つ微粉部分を取り除いて粒度構成を調整する方法、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸やアスファルトなどの有機化合物で生石灰の表面を被覆する方法、さらには、硫酸塩、リン酸塩を添加し、生石灰の表面を硫酸カルシウム水和物、燐酸カルシウム水和物で被覆する方法等が報告されている。
【０００３】
一方、生石灰と無水石膏を含んだセメント混和材や、セメント組成物も種々知られている。例えば特許文献１には、遊離石灰、アウイン、及び無水石膏とデキストリンとを含有してなるセメント混和材、及び該セメント混和材を配合したセメント組成物が開示されている。また、特許文献２には、４Ｎ塩酸消費量が７０〜５００ｍｌでブレーン比表面積３０００ｃｍ2／ｇ以上の生石灰と、II型無水石膏とアルカリ金属塩を混合してなる膨張材が開示されている。さらに、特許文献３には、遊離生石灰を主要生成相とするクリンカ粉砕物と、ブレーン比表面積が前記クリンカ粉砕物の２．２倍以上の無水石膏を含有する膨張性材料が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２２６４９号公報
【特許文献２】特開２００１−２９４４６０号公報
【特許文献３】特開２００４−３５２５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、セメント製品用の膨張性混和材に要求される性能は、モルタルやコンクリートの流動性を悪化させないこと、所定の時間で膨張が開始し、所定の膨張量が確保できること、強度発現に悪影響を及ぼさないことである。
【０００６】
ここで、膨張性混和材には、一般的に硬焼きの活性度の小さい生石灰が用いられ、且つ粒度調整して使用される。しかし、この手法のみでは、生石灰の水和開始時間をコントロールするのは困難とされている。また、前記したように、高級脂肪酸、アスファルト、タール、パラフィン、ポリビニルアルコールなどの有機化合物で表面を被覆することで、生石灰の水和を抑制することは可能であるが、これらの有機化合物は、モルタルやコンクリートの混和材として使用したときのモルタルやコンクリートの品質に悪影響を及ぼす恐れがある。さらに、前記した特許文献２等には、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ａｌ2（ＳＯ3）3などの硫酸塩やリン酸塩とＣａＯとの水和反応で、生石灰の水和を抑制できるとの報告もあるが、本発明者等の実験によれば、生石灰の水和を十分に抑制できないことを確認している。
【０００７】
本発明は、上述した背景技術に鑑み成されたものであって、その目的は、モルタルやコンクリートの流動性を損なうことなく、所定の時間で所定の膨張量を確保し、且つ良好な強度発現をするセメント製品用膨張性混和材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したセメント製品用膨張性混和材とした。
また、本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部と、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末５〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したセメント製品用膨張性混和材とした。
【発明の効果】
【０００９】
上記した本発明に係るセメント製品用膨張性混和材を用いたモルタル或いはコンクリートは、流動性を損なうことなく、所定の時間で所定の膨張量を確保し、且つ良好な強度発現をする。したがって、例えば、コンクリートにおいては、ワーカビリティーが良好で、プレーンコンクリートに比ベて短時間で高強度を発現する。さらに、効果的な膨張によるケミカルプレストレスト効果で、高耐久性のコンクリート構造物やコンクリート製品が得られ、また収縮補償効果で、ひび割れの少ないコンクリート構造物やコンクリート製品の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、上記した本発明に係るセメント製品用膨張性混和材の実施の形態を、詳細に説明する。なお、本発明でいうセメント製品とは、セメント、モルタル、コンクリート及びこれらを用いた二次製品をいう。
上記した本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、或いは消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部と、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末５〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したものである。
【００１１】
生石灰の消化上昇温度は、生石灰の水和活性を示す指標の一つであり、ＥＮ（ヨーロッパ規格）−４５９−２の反応性試験に準拠して測定できる。
本発明において使用する生石灰は、この消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃、好ましくは３５〜４０℃である。
消化上昇温度が高いものは、水和活性が高く、水と接したときにすぐに水和発熱して膨張する。逆に低いものは、水和活性が低く、充分な膨張量を確保することができない。そのため、本発明では、上記したように消化上昇温度が特定の生石灰を使用することとし、またその許容し得る温度範囲も狭いものに限定し、該生石灰の水和を抑制するために添加する後に記述するスルホン酸のアルカリ金属塩等の添加により、所定の時間で所定の膨張量を確保し得るものとした。このように、特定の生石灰を使用することにより、スルホン酸のアルカリ金属塩の添加効果が効率良く得られるので、簡単に所定の時間で所定の膨張量を確保できる混和材を提供できる。
【００１２】
また、生石灰の粒度も、水和開始と水和終了の時期を制御する上で重要であり、粗すぎるとコンクリートのポップアウトを引き起こし、細かすぎると水和を抑制することが難しくなる。
そこで、本発明において使用する生石灰は、３００μｍフルイが全通で、１５０μｍフルイ残分が５％以下であることが好ましく、また、３２μｍフルイ残分が６０％以上、さらには８０％以上のものであることが好ましい。
【００１３】
上記のような特定の水和活性及び粒度の生石灰は、石灰石もしくは副産される消石灰を、竪炉、シャフト炉、ロータリーキルン、電気炉等の焼成炉で、その焼成温度、焼成時間等を適度に制御することにより焼き、その後、ボールミル等の粉砕機により粉砕して製造できる。
【００１４】
II型無水石膏には、天然無水石膏、フッ酸無水石膏、天然２水石膏や副産２水石膏、或いは廃石膏ボードから回収した２水石膏を焼成して製造したII型無水石膏等があるが、本発明では、II型無水石膏を９０％以上含有しているII型無水石膏であれが、そのすべてが使用できる。また、粉末度は特に限定しないが、ブレーン比表面積で３０００〜８０００ｃｍ2／ｇ、好ましくは４０００〜６０００ｃｍ2／ｇである。
【００１５】
II型無水石膏の添加は、上記した生石灰の水和抑制に寄与する他、ポルトランドセメント中のＣ3Ａと反応してエトリンガイトを生成し、膨張量を確保できるため、コンクリート等の初期強度の改善や高強度化が図れると共に、自己収縮や乾燥収縮の低減も図れることとなる。
【００１６】
上記生石灰とII型無水石膏の配合割合は、生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対して、II型無水石膏２０〜１００重量部である。
II型無水石膏の添加量が２０重量部に満たない場合は、生石灰の水和抑制効果、及びエトリンガイトの生成量が少なく、充分に所要の目的が達成できない。逆に、II型無水石膏の添加量が１００重量部を超えると、生石灰による初期膨張量が十分確保できなくなる場合がある。
【００１７】
本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、そのベース粉末として、上記した生石灰及びII型無水石膏に、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末を、更に配合することができる。
これらを配合した場合には、生石灰の水和抑制の他、コンクリートの流動性改善と強度増進の点で好ましい。
【００１８】
配合するシリカフュームとしては、特に限定しないが、ＪＩＳ Ａ ６２０７で規定されるものが好ましい。スラグ粉末及び石灰石粉末は、細かいほど初期強度発現が高くなるので好ましく、ブレーン比表面積が８，０００ｃｍ2／ｇ以上のものが最適である。スラグ粉末としては、高炉水滓スラグ粉末、都市ごみ焼却灰の溶融スラグ粉末、下水汚泥焼却灰の溶融スラグ粉末があり、特に限定しないが、高炉水滓スラグ粉末が好ましい。
【００１９】
上記した粉末を配合する場合の割合は、生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対し、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末５〜１００重量部とする。
シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末の配合量が５重量部に満たない量では、初期強度改善等の効果が小さく、逆に１００重量部を超えて配合すると、所定の膨張量を確保するためにはセメントに対する添加量を多くしなければならず、経済的でない。
【００２０】
本発明においては、上記生石灰の水和抑制剤として、スルホン酸のアルカリ金属塩を配合することを必須とする。
本発明で使用する上記スルホン酸のアルカリ金属塩としては、ナフタレンスルホン酸、リグニンスルホン酸、メラミンスルホン酸、ポリアルキルスルホン酸などの各スルホン酸のアルカリ金属塩を挙げることができ、また、アルカリ金属としては、ナトリウム、カルシウム等を挙げることができる。これらのスルホン酸のアルカリ金属塩には、液体と粉末とがあり、両者とも使用できるが、粉末を使用する方が取り扱い易いので好ましい。
【００２１】
上記スルホン酸のアルカリ金属塩の配合割合は、上記生石灰とII型無水石膏とを配合してなる粉末１００重量部、或いは上記生石灰とII型無水石膏に加え、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末を更に配合してなる粉末１００重量部に対し、固形分量で０．１５〜３．０重量部である。
特に、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩の場合は、０．１５〜０．４重量部、好ましくは０．２〜０．３重量部である。一方、ナフタレン、メラミン、ポリアルキルの各スルホン酸の場合には、前記リグニンスルホン酸の場合より多い配合量を必要とし、粉末１００重量部に対して、１．０〜３．０重量部、好ましくは１．５〜２．５重量部である。 上記したスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量が少なすぎると、生石灰の水和抑制効果が小さく、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩の場合は多すぎると、必要以上にコンクリートの凝結時間を遅延し、且つ粉末の場合は溶解度を超え水に溶解し難く生石灰の水和抑制効果が小さくなるので好ましくない。一方、その他のスルホン酸のアルカリ金属塩の場合では、配合量が多すぎると、フレッシュコンクリートの材料分離がおきるので好ましくない。
【００２２】
なお、コンクリートの練り混ぜ時には、色々な減水剤が使用されるため、本発明で使用する上記スルホン酸のアルカリ金属塩の種類は、コンクリート練り混ぜ時に使用する減水剤と同じ成分を有するものを選定することが好ましい。但し、各スルホン酸の中でも、リグニンスルホン酸はあらゆる減水剤との相性が良く、コンクリート練り混ぜ時に使用する減水剤の種類を選定する必要がないので、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩を生石灰の水和抑制に使用することは、特に好ましい。
【００２３】
本発明のセメント製品用膨張性混和材は、上記した各構成材料を通常に実施される混合方法で製造される。また、各スルホン酸のアルカリ金属塩の混合は、粉末の場合は他の粉末を混合する際同時に混合機で混合しておくことができ、液体の場合はセメント製品製造時に混練水に添加することが可能である。
【００２４】
上記した本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、セメント１００重量部に対し、３〜２０重量部配合して用いられる。
配合量が３重量部未満では、膨張の効果が小さく、逆に２０重量部を超えると、セメント製品表面にホップアウト現象が生じたり異常膨張を起こしたりする場合がある。
セメントとしては、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメント等ＪＩＳ規格に制定されているセメントだけではなく、ＪＩＳ規格にないセメントなども使用できる。
【００２５】
また、本発明では、これらセメントと本発明に係る膨張性混和材の各構成材料粉末をプレミックスしたセメント組成物として使用してもよい。この場合は、上記スルホン酸のアルカリ金属塩は粉末状のものを用いたほうがよい。
また、本発明のセメント製品用膨張性混和材のセメント等への配合方法は、特には限定されず、また配合に際して、他の混和材、混和剤との併用も、本発明の効果を喪失させるものでない限り、特に阻むものではない。
【試験例】
【００２６】
次ぎに、試験例を挙げて、本発明について更に詳述する。
【００２７】
−生石灰及び水和抑制剤の選定（試験例Ｉ−１〜２６）−
焼成条件（軟焼から硬焼）の異なる５種類の生石灰Ａ〜Ｅを用意し、これらを同一の粒度（３００μｍフルイが全通で、１５０μｍフルイ残分が５％以下、３２μｍフルイ残分が８０％以上）に粉砕した後、各々の生石灰の消化上昇温度を測定した。
消化上昇温度の測定は、ＥＮ（ヨーロッパ規格）−４５９−２の反応性試験に準拠した方法で行った。
即ち、２０℃の蒸留水６００ｍｌでデュワービンを満たし、温度計と羽根付き回転子を挿入し、該羽根付き回転子を３００ｒｐｍで回転させながら温度（Ｔs）を測定する。回転子を回転させながら１５０ｇ量を測り取った生石灰を投入し、１０分後の温度（Ｔ10）測定し、消化上昇温度（Ｔ10−Ｔs）を算出した。
各生石灰の１０分後の消化上昇温度を、表１に示す。
【表１】
【００２８】
上記各生石灰１００重量部に対し、表２に示した配合（スルホン酸のアルカリ金属塩に関しては固形分量）で種々の水和抑制効果のある材料を添加し、消化上昇温度の異なる各生石灰の水和反応の変化をみた。
生石灰の水和反応の変化は、ＥＮ（ヨーロッパ規格）−４５９−２の反応性試験に準拠した方法により、試験開始時から１００分後の水温の上昇量、及び３００分後の水温の上昇量を各々測定することにより評価することとした。
１００分後の水温上昇量、３００分後の水温上昇量を、各々表２に併記する。
【表２】
【００２９】
上記試験例から、消化上昇温度が低い生石灰（消化上昇温度が１０分間で２５．０℃の生石灰Ａ）の場合（試験例Ｉ−１〜５）では、水和活性が乏しく、水和抑制剤の添加によって水和反応時期を制御し、所定の時間で所定の膨張量を確保できる混和材を作成することは困難であることが分かる。逆に、消化上昇温度が高い生石灰（消化上昇温度が１０分間で５７．３℃の生石灰Ｅ）の場合（試験例Ｉ−22〜26）では、水和抑制材の添加量を多くすることにより、ある程度該生石灰の初期の水和反応を抑制することはできるが、水和抑制剤の添加量を多くすることによる、コンクリートのフレッシュ性状の悪化、強度の低下などが懸念される。また、スルホン酸のアルカリ金属塩（リグニンスルホン酸塩）の配合量の多い場合（試験例Ｉ−16）では、粉末状のスルホン酸のアルカリ金属塩が溶解せず、初期の生石灰の水和反応の抑制が困難であった。
一方、消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰（生石灰Ｂ、Ｃ、Ｄ）の場合（試験例Ｉ−６〜15、17〜21）では、水和抑制剤の添加によって、その水和反応時期を効率的に制御することができ、所定の時間で所定の膨張量を確保できる混和材を提供し得ることが分かる。
なお、生石灰Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのみである場合は、１００分以内に消化発熱反応が終了するため、３００分後では温度が減少する。
【００３０】
また、上記試験例から、II型無水石膏の添加により、生石灰の初期の水和を抑制できることが分かる。また、メラミンスルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩の各スルホン酸のアルカリ金属塩の添加により、生石灰の水和反応時期を制御でき、その制御効果は、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウム等の硫酸アルカリ金属塩の添加に比して、顕著であることが分かる。
【００３１】
−シリカフューム等を含まない混和材の配合組成（試験例II−１〜１２）−
上記生石灰Ｂ、Ｃ、又はＤ（消化上昇温度が１０分間で３０．５℃、３７．９、又は４９．５℃の生石灰）１００重量部に対し、II型無水石膏を表３に示した配合割合で添加した粉体１００重量部に対し、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で各々表３に併記した配合で添加した混和材を製造した。
【表３】
【００３２】
上記混和材を用い、コンクリートを各々調整し、そのスランプ、圧縮強度、ＪＩＳ Ａ ６２０２の拘束Ｂ法により拘束膨張量を各々測定した。
なお、コンクリートの配合は、普通ポルトランドセメント１００重量部に対し、細骨材２５９重量部、粗骨材３２３重量部、水５５重量部、減水剤０．２５重量部、そして上記した混和材を１０重量部で行った。
各コンクリートのスランプ、圧縮強度、拘束膨張量を表４に示す。
【表４】
【００３３】
上記試験例から、II型無水石膏の配合量が少ない混和材を使用したコンクリート（試験例II−１，２）及びスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量が少ない混和材を使用したコンクリート（試験例 II-３）では、生石灰の初期の水和反応を抑制しきれず、コンクリートの流動性が阻害されていることが分かる。逆に、II型無水石膏の配合量が多い混和材を使用したコンクリート（試験例II−７，８，11，12）では、充分な膨張量を確保することができず、乾燥収縮による亀裂が懸念されることが分かる。さらに、スルホン酸のアルカリ金属塩（ナフタレンスルホン酸塩）の配合量が多い混和材を使用したコンクリート（試験例II−10）では、流動性が上昇し、材料分離が生じる危険があることが分かる。その傾向は、試験例II−８においてもみられる。
一方、II型無水石膏の配合量が、生石灰１００重量部に対し２０〜１００重量部であって、且つスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量が、生石灰とII型無水石膏１００重量部に対し０．１５〜３．０重量部とした混和材を使用したコンクリート（試験例II−４，５，６，９）では、練りあがり直後からのスランプの低下はなく、スランプ保持性に優れた結果となり、また圧縮強度も良く、拘束膨張量は正の値となり、乾燥収縮が懸念されるものではないことが分かる。
【００３４】
−シリカフューム等を含む混和材の配合組成（試験例III−１〜２０）−
上記生石灰Ｃ（消化上昇温度が１０分間で３７．９℃の生石灰）１００重量部に対し、II型無水石膏、及びシリカフューム、スラグ粉末等の粉体を表５に示した配合割合で添加した粉末１００重量部に対し、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で各々表５に併記した配合で添加した混和材を製造した。
【表５】
【００３５】
上記混和材を用い、コンクリートを各々調整し、そのスランプ、圧縮強度、ＪＩＳ Ａ ６２０２の拘束Ｂ法により拘束膨張量を各々測定した。
なお、コンクリートの配合は、高炉セメントＢ種１００重量部に対し、細骨材２６７重量部、粗骨材３３２重量部、水５５重量部、減水剤０．２５重量部、そして上記した混和材１０重量部で行った。
各コンクリートのスランプ、圧縮強度、拘束膨張量を表６に示す。
【表６】
【００３６】
上記試験例から、シリカフューム等の粉末をなんら配合しない混和材、或いは配合量が少ない混和材を使用したコンクリート（試験例III−１〜４）では、初期の圧縮強度を増加できないことが分かる。逆に、シリカフューム等の粉末の配合量が多い混和材を使用したコンクリート（試験例III−19，20）では、充分な膨張量を確保することができないことが分かる。
また、生石灰、II型無水石膏及びシリカフューム等の粉末に対するスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量が少ない混和材を使用したコンクリート（試験例III−５）では、生石灰の初期の水和反応を抑制しきれず、コンクリートの流動性が阻害されていることが分かる。逆に、生石灰、II型無水石膏及びシリカフューム等の粉末に対するスルホン酸のアルカリ金属塩（ナフタレンスルホン酸塩）の配合量が多い混和材を使用したコンクリート（試験例III−18）では、流動性が上昇し、材料分離が生じる危険があることが分かる。
一方、シリカフューム等の粉末を、生石灰１００重量部に対して５〜１００重量部配合し、且つ生石灰、II型無水石膏及びシリカフューム等の粉末１００重量部に対してスルホン酸のアルカリ金属塩を０．１５〜３．０重量部とした混和材を使用したコンクリート（試験例III−６〜17）では、コンクリートの流動性が改善され、また初期の圧縮強度が増大し、さらに拘束膨張量は正の値となり、乾燥収縮が懸念されるものではないことが分かる。
【００３７】
−混和材のセメントへの混和量（試験例IV−１〜７）
上記生石灰Ｄ（消化上昇温度が１０分間で４９．５℃の生石灰）１００重量部に対しII型無水石膏３０重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、リグニンスルホン酸塩を０．２５重量部配合した混和材αを作製した。
また、上記生石灰Ｂ（消化上昇温度が１０分間で３０．５℃の生石灰）１００重量部に対しII型無水石膏３０重量部と、シリカフューム３０重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、リグニンスルホン酸塩を０．２５重量部配合した混和材βを作製した。
上記２種類の混和材α，βを用い、コンクリートを各々調整し、そのスランプ、圧縮強度、ＪＩＳ Ａ ６２０２の拘束Ｂ法により拘束膨張量を各々測定した。
なお、コンクリートの配合は、普通ポルトランドセメント１００重量部に対し、細骨材２５９重量部、粗骨材３２３重量部、水５５重量部、減水剤０．２５重量部、そして上記混和材αを０、２、３、１０重量部配合したもの、或いは上記混和材βを１５、２０、２５重量部配合したものの、７種類のコンクリートを調整した。
各コンクリート（混和材を配合しないコンクリートを試験例IV−１、混和材αを２重量部配合したコンクリートを試験例IV−２、混和材αを３重量部配合したコンクリートを試験例IV−３、混和材αを１０重量部配合したコンクリートを試験例IV−４、混和材βを１５重量部配合したコンクリートを試験例IV−５、混和材βを２０重量部配合したコンクリートを試験例IV−６、混和材βを２５重量部配合したコンクリートを試験例IV−７）のスランプ、圧縮強度、拘束膨張量を表７に示す。
【表７】
【００３８】
上記試験例から、混和材を配合していないコンクリート、或いは混和材の配合量が少ないコンクリート（試験例IV−１，２）では、充分な膨張量を確保することができず、乾燥収縮による亀裂が懸念されることが分かる。逆に、混和材の配合量が多いコンクリート（試験例IV−７）では、膨張量が多く、膨張破壊が懸念されることが分かる。
一方、混和材の配合量が、セメント１００重量部に対し３〜２０重量部であるコンクリート（試験例IV−３〜６）では、練りあがり直後からのスランプの低下はなく、スランプ保持性に優れた結果となり、また圧縮強度も良く、拘束膨張量は正の値となり、乾燥収縮が懸念されるものではないことが分かる。
【００３９】
以上に記載した、本発明に係るセメント製品用膨張性混和材及びセメント組成物を見いだした試験例において使用した材料を、表８にまとめて示す。
【表８】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製品用の膨張性混和材及びそれを配合したセメント組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生石灰の水和を遅延させる技術として、活性度の小さい生石灰を用い、且つ微粉部分を取り除いて粒度構成を調整する方法、ステアリン酸、オレイン酸などの高級脂肪酸やアスファルトなどの有機化合物で生石灰の表面を被覆する方法、さらには、硫酸塩、リン酸塩を添加し、生石灰の表面を硫酸カルシウム水和物、燐酸カルシウム水和物で被覆する方法等が報告されている。
【０００３】
一方、生石灰と無水石膏を含んだセメント混和材や、セメント組成物も種々知られている。例えば特許文献１には、遊離石灰、アウイン、及び無水石膏とデキストリンとを含有してなるセメント混和材、及び該セメント混和材を配合したセメント組成物が開示されている。また、特許文献２には、４Ｎ塩酸消費量が７０〜５００ｍｌでブレーン比表面積３０００ｃｍ2／ｇ以上の生石灰と、II型無水石膏とアルカリ金属塩を混合してなる膨張材が開示されている。さらに、特許文献３には、遊離生石灰を主要生成相とするクリンカ粉砕物と、ブレーン比表面積が前記クリンカ粉砕物の２．２倍以上の無水石膏を含有する膨張性材料が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２２６４９号公報
【特許文献２】特開２００１−２９４４６０号公報
【特許文献３】特開２００４−３５２５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、セメント製品用の膨張性混和材に要求される性能は、モルタルやコンクリートの流動性を悪化させないこと、所定の時間で膨張が開始し、所定の膨張量が確保できること、強度発現に悪影響を及ぼさないことである。
【０００６】
ここで、膨張性混和材には、一般的に硬焼きの活性度の小さい生石灰が用いられ、且つ粒度調整して使用される。しかし、この手法のみでは、生石灰の水和開始時間をコントロールするのは困難とされている。また、前記したように、高級脂肪酸、アスファルト、タール、パラフィン、ポリビニルアルコールなどの有機化合物で表面を被覆することで、生石灰の水和を抑制することは可能であるが、これらの有機化合物は、モルタルやコンクリートの混和材として使用したときのモルタルやコンクリートの品質に悪影響を及ぼす恐れがある。さらに、前記した特許文献２等には、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ａｌ2（ＳＯ3）3などの硫酸塩やリン酸塩とＣａＯとの水和反応で、生石灰の水和を抑制できるとの報告もあるが、本発明者等の実験によれば、生石灰の水和を十分に抑制できないことを確認している。
【０００７】
本発明は、上述した背景技術に鑑み成されたものであって、その目的は、モルタルやコンクリートの流動性を損なうことなく、所定の時間で所定の膨張量を確保し、且つ良好な強度発現をするセメント製品用膨張性混和材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するため、本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したセメント製品用膨張性混和材とした。
また、本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部と、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末５〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したセメント製品用膨張性混和材とした。
【発明の効果】
【０００９】
上記した本発明に係るセメント製品用膨張性混和材を用いたモルタル或いはコンクリートは、流動性を損なうことなく、所定の時間で所定の膨張量を確保し、且つ良好な強度発現をする。したがって、例えば、コンクリートにおいては、ワーカビリティーが良好で、プレーンコンクリートに比ベて短時間で高強度を発現する。さらに、効果的な膨張によるケミカルプレストレスト効果で、高耐久性のコンクリート構造物やコンクリート製品が得られ、また収縮補償効果で、ひび割れの少ないコンクリート構造物やコンクリート製品の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、上記した本発明に係るセメント製品用膨張性混和材の実施の形態を、詳細に説明する。なお、本発明でいうセメント製品とは、セメント、モルタル、コンクリート及びこれらを用いた二次製品をいう。
上記した本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、或いは消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部と、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末５〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したものである。
【００１１】
生石灰の消化上昇温度は、生石灰の水和活性を示す指標の一つであり、ＥＮ（ヨーロッパ規格）−４５９−２の反応性試験に準拠して測定できる。
本発明において使用する生石灰は、この消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃、好ましくは３５〜４０℃である。
消化上昇温度が高いものは、水和活性が高く、水と接したときにすぐに水和発熱して膨張する。逆に低いものは、水和活性が低く、充分な膨張量を確保することができない。そのため、本発明では、上記したように消化上昇温度が特定の生石灰を使用することとし、またその許容し得る温度範囲も狭いものに限定し、該生石灰の水和を抑制するために添加する後に記述するスルホン酸のアルカリ金属塩等の添加により、所定の時間で所定の膨張量を確保し得るものとした。このように、特定の生石灰を使用することにより、スルホン酸のアルカリ金属塩の添加効果が効率良く得られるので、簡単に所定の時間で所定の膨張量を確保できる混和材を提供できる。
【００１２】
また、生石灰の粒度も、水和開始と水和終了の時期を制御する上で重要であり、粗すぎるとコンクリートのポップアウトを引き起こし、細かすぎると水和を抑制することが難しくなる。
そこで、本発明において使用する生石灰は、３００μｍフルイが全通で、１５０μｍフルイ残分が５％以下であることが好ましく、また、３２μｍフルイ残分が６０％以上、さらには８０％以上のものであることが好ましい。
【００１３】
上記のような特定の水和活性及び粒度の生石灰は、石灰石もしくは副産される消石灰を、竪炉、シャフト炉、ロータリーキルン、電気炉等の焼成炉で、その焼成温度、焼成時間等を適度に制御することにより焼き、その後、ボールミル等の粉砕機により粉砕して製造できる。
【００１４】
II型無水石膏には、天然無水石膏、フッ酸無水石膏、天然２水石膏や副産２水石膏、或いは廃石膏ボードから回収した２水石膏を焼成して製造したII型無水石膏等があるが、本発明では、II型無水石膏を９０％以上含有しているII型無水石膏であれが、そのすべてが使用できる。また、粉末度は特に限定しないが、ブレーン比表面積で３０００〜８０００ｃｍ2／ｇ、好ましくは４０００〜６０００ｃｍ2／ｇである。
【００１５】
II型無水石膏の添加は、上記した生石灰の水和抑制に寄与する他、ポルトランドセメント中のＣ3Ａと反応してエトリンガイトを生成し、膨張量を確保できるため、コンクリート等の初期強度の改善や高強度化が図れると共に、自己収縮や乾燥収縮の低減も図れることとなる。
【００１６】
上記生石灰とII型無水石膏の配合割合は、生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対して、II型無水石膏２０〜１００重量部である。
II型無水石膏の添加量が２０重量部に満たない場合は、生石灰の水和抑制効果、及びエトリンガイトの生成量が少なく、充分に所要の目的が達成できない。逆に、II型無水石膏の添加量が１００重量部を超えると、生石灰による初期膨張量が十分確保できなくなる場合がある。
【００１７】
本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、そのベース粉末として、上記した生石灰及びII型無水石膏に、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末を、更に配合することができる。
これらを配合した場合には、生石灰の水和抑制の他、コンクリートの流動性改善と強度増進の点で好ましい。
【００１８】
配合するシリカフュームとしては、特に限定しないが、ＪＩＳ Ａ ６２０７で規定されるものが好ましい。スラグ粉末及び石灰石粉末は、細かいほど初期強度発現が高くなるので好ましく、ブレーン比表面積が８，０００ｃｍ2／ｇ以上のものが最適である。スラグ粉末としては、高炉水滓スラグ粉末、都市ごみ焼却灰の溶融スラグ粉末、下水汚泥焼却灰の溶融スラグ粉末があり、特に限定しないが、高炉水滓スラグ粉末が好ましい。
【００１９】
上記した粉末を配合する場合の割合は、生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対し、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末５〜１００重量部とする。
シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末の配合量が５重量部に満たない量では、初期強度改善等の効果が小さく、逆に１００重量部を超えて配合すると、所定の膨張量を確保するためにはセメントに対する添加量を多くしなければならず、経済的でない。
【００２０】
本発明においては、上記生石灰の水和抑制剤として、スルホン酸のアルカリ金属塩を配合することを必須とする。
本発明で使用する上記スルホン酸のアルカリ金属塩としては、ナフタレンスルホン酸、リグニンスルホン酸、メラミンスルホン酸、ポリアルキルスルホン酸などの各スルホン酸のアルカリ金属塩を挙げることができ、また、アルカリ金属としては、ナトリウム、カルシウム等を挙げることができる。これらのスルホン酸のアルカリ金属塩には、液体と粉末とがあり、両者とも使用できるが、粉末を使用する方が取り扱い易いので好ましい。
【００２１】
上記スルホン酸のアルカリ金属塩の配合割合は、上記生石灰とII型無水石膏とを配合してなる粉末１００重量部、或いは上記生石灰とII型無水石膏に加え、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末を更に配合してなる粉末１００重量部に対し、固形分量で０．１５〜３．０重量部である。
特に、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩の場合は、０．１５〜０．４重量部、好ましくは０．２〜０．３重量部である。一方、ナフタレン、メラミン、ポリアルキルの各スルホン酸の場合には、前記リグニンスルホン酸の場合より多い配合量を必要とし、粉末１００重量部に対して、１．０〜３．０重量部、好ましくは１．５〜２．５重量部である。 上記したスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量が少なすぎると、生石灰の水和抑制効果が小さく、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩の場合は多すぎると、必要以上にコンクリートの凝結時間を遅延し、且つ粉末の場合は溶解度を超え水に溶解し難く生石灰の水和抑制効果が小さくなるので好ましくない。一方、その他のスルホン酸のアルカリ金属塩の場合では、配合量が多すぎると、フレッシュコンクリートの材料分離がおきるので好ましくない。
【００２２】
なお、コンクリートの練り混ぜ時には、色々な減水剤が使用されるため、本発明で使用する上記スルホン酸のアルカリ金属塩の種類は、コンクリート練り混ぜ時に使用する減水剤と同じ成分を有するものを選定することが好ましい。但し、各スルホン酸の中でも、リグニンスルホン酸はあらゆる減水剤との相性が良く、コンクリート練り混ぜ時に使用する減水剤の種類を選定する必要がないので、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩を生石灰の水和抑制に使用することは、特に好ましい。
【００２３】
本発明のセメント製品用膨張性混和材は、上記した各構成材料を通常に実施される混合方法で製造される。また、各スルホン酸のアルカリ金属塩の混合は、粉末の場合は他の粉末を混合する際同時に混合機で混合しておくことができ、液体の場合はセメント製品製造時に混練水に添加することが可能である。
【００２４】
上記した本発明に係るセメント製品用膨張性混和材は、セメント１００重量部に対し、３〜２０重量部配合して用いられる。
配合量が３重量部未満では、膨張の効果が小さく、逆に２０重量部を超えると、セメント製品表面にホップアウト現象が生じたり異常膨張を起こしたりする場合がある。
セメントとしては、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメント等ＪＩＳ規格に制定されているセメントだけではなく、ＪＩＳ規格にないセメントなども使用できる。
【００２５】
また、本発明では、これらセメントと本発明に係る膨張性混和材の各構成材料粉末をプレミックスしたセメント組成物として使用してもよい。この場合は、上記スルホン酸のアルカリ金属塩は粉末状のものを用いたほうがよい。
また、本発明のセメント製品用膨張性混和材のセメント等への配合方法は、特には限定されず、また配合に際して、他の混和材、混和剤との併用も、本発明の効果を喪失させるものでない限り、特に阻むものではない。
【試験例】
【００２６】
次ぎに、試験例を挙げて、本発明について更に詳述する。
【００２７】
−生石灰及び水和抑制剤の選定（試験例Ｉ−１〜２６）−
焼成条件（軟焼から硬焼）の異なる５種類の生石灰Ａ〜Ｅを用意し、これらを同一の粒度（３００μｍフルイが全通で、１５０μｍフルイ残分が５％以下、３２μｍフルイ残分が８０％以上）に粉砕した後、各々の生石灰の消化上昇温度を測定した。
消化上昇温度の測定は、ＥＮ（ヨーロッパ規格）−４５９−２の反応性試験に準拠した方法で行った。
即ち、２０℃の蒸留水６００ｍｌでデュワービンを満たし、温度計と羽根付き回転子を挿入し、該羽根付き回転子を３００ｒｐｍで回転させながら温度（Ｔs）を測定する。回転子を回転させながら１５０ｇ量を測り取った生石灰を投入し、１０分後の温度（Ｔ10）測定し、消化上昇温度（Ｔ10−Ｔs）を算出した。
各生石灰の１０分後の消化上昇温度を、表１に示す。
【表１】
【００２８】
上記各生石灰１００重量部に対し、表２に示した配合（スルホン酸のアルカリ金属塩に関しては固形分量）で種々の水和抑制効果のある材料を添加し、消化上昇温度の異なる各生石灰の水和反応の変化をみた。
生石灰の水和反応の変化は、ＥＮ（ヨーロッパ規格）−４５９−２の反応性試験に準拠した方法により、試験開始時から１００分後の水温の上昇量、及び３００分後の水温の上昇量を各々測定することにより評価することとした。
１００分後の水温上昇量、３００分後の水温上昇量を、各々表２に併記する。
【表２】
【００２９】
上記試験例から、消化上昇温度が低い生石灰（消化上昇温度が１０分間で２５．０℃の生石灰Ａ）の場合（試験例Ｉ−１〜５）では、水和活性が乏しく、水和抑制剤の添加によって水和反応時期を制御し、所定の時間で所定の膨張量を確保できる混和材を作成することは困難であることが分かる。逆に、消化上昇温度が高い生石灰（消化上昇温度が１０分間で５７．３℃の生石灰Ｅ）の場合（試験例Ｉ−22〜26）では、水和抑制材の添加量を多くすることにより、ある程度該生石灰の初期の水和反応を抑制することはできるが、水和抑制剤の添加量を多くすることによる、コンクリートのフレッシュ性状の悪化、強度の低下などが懸念される。また、スルホン酸のアルカリ金属塩（リグニンスルホン酸塩）の配合量の多い場合（試験例Ｉ−16）では、粉末状のスルホン酸のアルカリ金属塩が溶解せず、初期の生石灰の水和反応の抑制が困難であった。
一方、消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰（生石灰Ｂ、Ｃ、Ｄ）の場合（試験例Ｉ−６〜15、17〜21）では、水和抑制剤の添加によって、その水和反応時期を効率的に制御することができ、所定の時間で所定の膨張量を確保できる混和材を提供し得ることが分かる。
なお、生石灰Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのみである場合は、１００分以内に消化発熱反応が終了するため、３００分後では温度が減少する。
【００３０】
また、上記試験例から、II型無水石膏の添加により、生石灰の初期の水和を抑制できることが分かる。また、メラミンスルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩の各スルホン酸のアルカリ金属塩の添加により、生石灰の水和反応時期を制御でき、その制御効果は、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウム等の硫酸アルカリ金属塩の添加に比して、顕著であることが分かる。
【００３１】
−シリカフューム等を含まない混和材の配合組成（試験例II−１〜１２）−
上記生石灰Ｂ、Ｃ、又はＤ（消化上昇温度が１０分間で３０．５℃、３７．９、又は４９．５℃の生石灰）１００重量部に対し、II型無水石膏を表３に示した配合割合で添加した粉体１００重量部に対し、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で各々表３に併記した配合で添加した混和材を製造した。
【表３】
【００３２】
上記混和材を用い、コンクリートを各々調整し、そのスランプ、圧縮強度、ＪＩＳ Ａ ６２０２の拘束Ｂ法により拘束膨張量を各々測定した。
なお、コンクリートの配合は、普通ポルトランドセメント１００重量部に対し、細骨材２５９重量部、粗骨材３２３重量部、水５５重量部、減水剤０．２５重量部、そして上記した混和材を１０重量部で行った。
各コンクリートのスランプ、圧縮強度、拘束膨張量を表４に示す。
【表４】
【００３３】
上記試験例から、II型無水石膏の配合量が少ない混和材を使用したコンクリート（試験例II−１，２）及びスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量が少ない混和材を使用したコンクリート（試験例 II-３）では、生石灰の初期の水和反応を抑制しきれず、コンクリートの流動性が阻害されていることが分かる。逆に、II型無水石膏の配合量が多い混和材を使用したコンクリート（試験例II−７，８，11，12）では、充分な膨張量を確保することができず、乾燥収縮による亀裂が懸念されることが分かる。さらに、スルホン酸のアルカリ金属塩（ナフタレンスルホン酸塩）の配合量が多い混和材を使用したコンクリート（試験例II−10）では、流動性が上昇し、材料分離が生じる危険があることが分かる。その傾向は、試験例II−８においてもみられる。
一方、II型無水石膏の配合量が、生石灰１００重量部に対し２０〜１００重量部であって、且つスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量が、生石灰とII型無水石膏１００重量部に対し０．１５〜３．０重量部とした混和材を使用したコンクリート（試験例II−４，５，６，９）では、練りあがり直後からのスランプの低下はなく、スランプ保持性に優れた結果となり、また圧縮強度も良く、拘束膨張量は正の値となり、乾燥収縮が懸念されるものではないことが分かる。
【００３４】
−シリカフューム等を含む混和材の配合組成（試験例III−１〜２０）−
上記生石灰Ｃ（消化上昇温度が１０分間で３７．９℃の生石灰）１００重量部に対し、II型無水石膏、及びシリカフューム、スラグ粉末等の粉体を表５に示した配合割合で添加した粉末１００重量部に対し、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で各々表５に併記した配合で添加した混和材を製造した。
【表５】
【００３５】
上記混和材を用い、コンクリートを各々調整し、そのスランプ、圧縮強度、ＪＩＳ Ａ ６２０２の拘束Ｂ法により拘束膨張量を各々測定した。
なお、コンクリートの配合は、高炉セメントＢ種１００重量部に対し、細骨材２６７重量部、粗骨材３３２重量部、水５５重量部、減水剤０．２５重量部、そして上記した混和材１０重量部で行った。
各コンクリートのスランプ、圧縮強度、拘束膨張量を表６に示す。
【表６】
【００３６】
上記試験例から、シリカフューム等の粉末をなんら配合しない混和材、或いは配合量が少ない混和材を使用したコンクリート（試験例III−１〜４）では、初期の圧縮強度を増加できないことが分かる。逆に、シリカフューム等の粉末の配合量が多い混和材を使用したコンクリート（試験例III−19，20）では、充分な膨張量を確保することができないことが分かる。
また、生石灰、II型無水石膏及びシリカフューム等の粉末に対するスルホン酸のアルカリ金属塩の配合量が少ない混和材を使用したコンクリート（試験例III−５）では、生石灰の初期の水和反応を抑制しきれず、コンクリートの流動性が阻害されていることが分かる。逆に、生石灰、II型無水石膏及びシリカフューム等の粉末に対するスルホン酸のアルカリ金属塩（ナフタレンスルホン酸塩）の配合量が多い混和材を使用したコンクリート（試験例III−18）では、流動性が上昇し、材料分離が生じる危険があることが分かる。
一方、シリカフューム等の粉末を、生石灰１００重量部に対して５〜１００重量部配合し、且つ生石灰、II型無水石膏及びシリカフューム等の粉末１００重量部に対してスルホン酸のアルカリ金属塩を０．１５〜３．０重量部とした混和材を使用したコンクリート（試験例III−６〜17）では、コンクリートの流動性が改善され、また初期の圧縮強度が増大し、さらに拘束膨張量は正の値となり、乾燥収縮が懸念されるものではないことが分かる。
【００３７】
−混和材のセメントへの混和量（試験例IV−１〜７）
上記生石灰Ｄ（消化上昇温度が１０分間で４９．５℃の生石灰）１００重量部に対しII型無水石膏３０重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、リグニンスルホン酸塩を０．２５重量部配合した混和材αを作製した。
また、上記生石灰Ｂ（消化上昇温度が１０分間で３０．５℃の生石灰）１００重量部に対しII型無水石膏３０重量部と、シリカフューム３０重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、リグニンスルホン酸塩を０．２５重量部配合した混和材βを作製した。
上記２種類の混和材α，βを用い、コンクリートを各々調整し、そのスランプ、圧縮強度、ＪＩＳ Ａ ６２０２の拘束Ｂ法により拘束膨張量を各々測定した。
なお、コンクリートの配合は、普通ポルトランドセメント１００重量部に対し、細骨材２５９重量部、粗骨材３２３重量部、水５５重量部、減水剤０．２５重量部、そして上記混和材αを０、２、３、１０重量部配合したもの、或いは上記混和材βを１５、２０、２５重量部配合したものの、７種類のコンクリートを調整した。
各コンクリート（混和材を配合しないコンクリートを試験例IV−１、混和材αを２重量部配合したコンクリートを試験例IV−２、混和材αを３重量部配合したコンクリートを試験例IV−３、混和材αを１０重量部配合したコンクリートを試験例IV−４、混和材βを１５重量部配合したコンクリートを試験例IV−５、混和材βを２０重量部配合したコンクリートを試験例IV−６、混和材βを２５重量部配合したコンクリートを試験例IV−７）のスランプ、圧縮強度、拘束膨張量を表７に示す。
【表７】
【００３８】
上記試験例から、混和材を配合していないコンクリート、或いは混和材の配合量が少ないコンクリート（試験例IV−１，２）では、充分な膨張量を確保することができず、乾燥収縮による亀裂が懸念されることが分かる。逆に、混和材の配合量が多いコンクリート（試験例IV−７）では、膨張量が多く、膨張破壊が懸念されることが分かる。
一方、混和材の配合量が、セメント１００重量部に対し３〜２０重量部であるコンクリート（試験例IV−３〜６）では、練りあがり直後からのスランプの低下はなく、スランプ保持性に優れた結果となり、また圧縮強度も良く、拘束膨張量は正の値となり、乾燥収縮が懸念されるものではないことが分かる。
【００３９】
以上に記載した、本発明に係るセメント製品用膨張性混和材及びセメント組成物を見いだした試験例において使用した材料を、表８にまとめて示す。
【表８】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したことを特徴とする、セメント製品用膨張性混和材。
【請求項２】
消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部と、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末５〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したことを特徴とする、セメント製品用膨張性混和材。
【請求項３】
上記スルホン酸のアルカリ金属塩が、リグニンスルホン酸塩であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のセメント製品用膨張性混和材。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載のセメント製品用膨張性混和材を、セメント１００重量部に対し３〜２０重量部配合したことを特徴とする、セメント組成物。
【請求項１】
消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したことを特徴とする、セメント製品用膨張性混和材。
【請求項２】
消化上昇温度が１０分間で３０〜５０℃である生石灰１００重量部（CaO換算ベース）に対しII型無水石膏２０〜１００重量部と、シリカフューム、スラグ粉末、石灰石粉末のうち１種類以上の粉末５〜１００重量部を配合してなる粉末１００重量部に対して、スルホン酸のアルカリ金属塩を固形分量で０．１５〜３．０重量部配合したことを特徴とする、セメント製品用膨張性混和材。
【請求項３】
上記スルホン酸のアルカリ金属塩が、リグニンスルホン酸塩であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のセメント製品用膨張性混和材。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載のセメント製品用膨張性混和材を、セメント１００重量部に対し３〜２０重量部配合したことを特徴とする、セメント組成物。
【公開番号】特開２００７−４５６６５（Ｐ２００７−４５６６５Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３１７８６（Ｐ２００５−２３１７８６）
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【出願人】（５９２０３７９０７）株式会社デイ・シイ (36)
【出願人】（３９００２０１６７）奥多摩工業株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【出願人】（５９２０３７９０７）株式会社デイ・シイ (36)
【出願人】（３９００２０１６７）奥多摩工業株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
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