構造部材、及び構造部材を有する構造物
【課題】鋼材の腐食を抑制することを目的する。
【解決手段】柱１４は、内部に柱鉄筋２０が配置された第一柱部１４Ａと、この第一柱部１４Ａと一体化された第二柱部１４Ｂと、を備えた複合構造とされている。第一柱部１４Ａは、普通コンクリートで構成され、第二柱部１４Ｂは、弱アルカリコンクリートで構成されている。ここで、第二柱部１４Ｂは、第一柱部１４Ａよりもアルカリ性が弱くなっている。従って、第二柱部１４Ｂの内部に柱鉄筋２０を配置する場合と比較して、第一柱部１４Ａの内部に柱鉄筋２０が配置したことにより、柱鉄筋２０の腐食を抑制することができる。
【解決手段】柱１４は、内部に柱鉄筋２０が配置された第一柱部１４Ａと、この第一柱部１４Ａと一体化された第二柱部１４Ｂと、を備えた複合構造とされている。第一柱部１４Ａは、普通コンクリートで構成され、第二柱部１４Ｂは、弱アルカリコンクリートで構成されている。ここで、第二柱部１４Ｂは、第一柱部１４Ａよりもアルカリ性が弱くなっている。従って、第二柱部１４Ｂの内部に柱鉄筋２０を配置する場合と比較して、第一柱部１４Ａの内部に柱鉄筋２０が配置したことにより、柱鉄筋２０の腐食を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造部材、及び構造部材を有する構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、建築構造物では鉄筋コンクリートが多用されている。鉄筋コンクリートは、鉄筋及びコンクリートの複合材料である。このコンクリートは、水、セメント、骨材（細骨材、粗骨材）及び各種の混和材から構成されている。セメントには、石灰石、ケイ石等の原料を細かく砕いたものを、約１４５０℃の高温で焼成したポルトランドセメントが一般的に用いられる。
【０００３】
ここで、ポルトランドセメントの焼成には、多量のエネルギーを消費するだけでなく、焼成に伴って多量の二酸化炭素が発生するため、省エネ化や地球温暖化等への環境対策が求められている。
【０００４】
環境対策としては、高炉スラグ微粉末を用いた高炉セメント（ＪＩＳＲ５２１１）が知られている。この高炉セメントは、ポルトランドセメントの一部を高炉スラグ微粉末（高炉で銑鉄を製造する際に生成される副産物）で置換したものであり、高炉スラグ微粉末の分量によってＡ種（５〜３０質量％）、Ｂ種（３０〜６０質量％）、Ｃ種（６０〜７０質量％）に分類されている。このようにポルトランドセメントを高炉スラグ微粉末で置換することで、石灰石等の原料の消費量を削減することができ、更に、二酸化炭素の排出量を実質的に削減することができる。
【０００５】
しかしながら、ポルトランドセメントの分量を減らすと、ポルトランドセメントの水和反応によって生成される水酸化カルシウム等のアルカリ性物質が減少する。従って、高炉セメントを用いた鉄筋コンクリート造の構造部材では鉄筋等の鋼材が腐食し易く、鋼材腐食に伴う体積膨張によってひび割れの発生が懸念される。そのため、高炉セメント、特に高炉セメントＣ種は、柱や梁等の構造部材として利用し難いのが実情である。
【０００６】
一方、特許文献１には、大気中の二酸化炭素を吸収する二酸化炭素固定化構造部材が提案されている。この二酸化炭素固定化構造部材には、その内部へ大気を導く通気孔が形成されており、この通気孔から供給された大気中の二酸化炭素がコンクリートに吸収される。
【０００７】
ところで、二酸化炭素固定化構造部材中の水酸化カルシウムが二酸化炭素と反応すると炭酸カルシウムに変化し、アルカリ性が失われて鉄筋等の鋼材の防錆効果が低下してしまう。この対策として特許文献１の二酸化炭素固定化構造部材では、吸収された二酸化炭素と鉄筋付近の水酸化カルシウムが反応しないように、鋼材から離れた位置に上記の通気孔を形成している。そのため、大気中の二酸化炭素を二酸化炭素固定化構造部材に固定化しつつ、鋼材の腐食を抑制することができる。
【０００８】
この特許文献１は、大気中の二酸化炭素を二酸化炭素固定化構造部材に固定化することを目的とするため、通気孔の存在が前提となっている。また、二酸化炭素固定化構造部材はポルトランドセメントを用いて製造するため、その製造工程（ポルトランドセメントの焼成）において多量の二酸化炭素が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２４６３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の事実を考慮し、鋼材の腐食を抑制することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の構造部材は、鋼材が埋設された第一硬化体と、前記第一硬化体と一体化されると共に、該第一硬化体よりもアルカリ性が弱い第二硬化体と、を備えている。
【００１２】
上記の構成によれば、構造部材が、鋼材が埋設された第一硬化体と、当該第一硬化体と一体化された第二硬化体と、を備えている。
【００１３】
ここで、第二硬化体は、第一硬化体よりもアルカリ性が弱くなっている。従って、第二硬化体に埋設された鋼材は、第一硬化体に埋設された鋼材と比較して、鋼材が腐食し始めるまでの時間が短く、即ち、鋼材の寿命が短くなる傾向にある。そのため、本発明では、第二硬化体よりもアルカリ性が強い第一硬化体に鋼材を埋設している。従って、鋼材の表面に形成された不動態皮膜が保持され易くなるため、鋼材が腐食し始めるまでの時間が長くなる。よって、鋼材の長寿命化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の構造部材は、請求項１に記載の構造部材において、前記第二硬化体が、高炉スラグ微粉末を６０質量％以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化したコンクリート硬化体、モルタル硬化体、又はグラウト硬化体である。
【００１５】
上記の構成によれば、第二硬化体が、高炉スラグ微粉末を６０質量％以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化したコンクリート硬化体、モルタル硬化体、又はグラウト硬化体とされている。高炉スラグ微粉末を多く含有することにより、石灰石等の原料の消費量を低減することができる。更に、石灰石等の原料の消費量が少なくなるため、石灰石の熱分解や燃焼による二酸化炭素の排出量を低減することができる。
【００１６】
請求項３に記載の構造部材は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、前記第一硬化体が、前記第二硬化体の周囲に配置されている。
【００１７】
上記の構成によれば、第二硬化体の周囲に、第一硬化体が配置されている。従って、第一硬化体の周囲に鋼材を配置することができ、構造部材の曲げ耐力を合理的に大きくすることができる。また、第一硬化体をプレキャスト化し、型枠（外殻プレキャスト型枠）として用いることで、現場での第二硬化体の型枠が不要となるため、施工性が向上する。
【００１８】
請求項４に記載の構造部材は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、前記第二硬化体が、前記第一硬化体の周囲に配置されている。
【００１９】
上記の構成によれば、第一硬化体の周囲に、第二硬化体が配置されている。ここで、第二硬化体をプレキャスト化し、型枠（外殻プレキャスト型枠）として用いることで、現場での第一硬化体の型枠が不要となるため、施工性が向上する。
【００２０】
また、第二硬化体が有効な仕上げとして機能するため（構造部材内へ浸透する酸素を低減する）、第一硬化体に埋設された鋼材の防錆効果を上げることができる。更に、第二硬化体はアルカリ性が弱いため、壁紙等の仕上げ材の接着性、耐久性を向上することができる。更にまた、第二硬化体で構造部材の表層を構成することで、植物を生育可能（植物と接触可能）な緑化コンクリートとして使用することができる。
【００２１】
請求項５に記載の構造部材は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、前記第二硬化体の内部に、棒状に形成された複数の前記第一硬化体が配置されている。
【００２２】
上記の構成によれば、第二硬化体の内部に、複数の第一硬化体が配置されている。この第一硬化体は棒状に形成されている。ここで、鋼材ごとに、又は複数の鋼材が密集する領域ごとに第二硬化体を設けることにより、効率的に鋼材を防錆することができる。
【００２３】
請求項６に記載の構造部材は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、前記第一硬化体と前記第二硬化体とが対向して配置されている。
【００２４】
上記の構成によれば、第一硬化体と第二硬化体とが対向して配置されている。この構造部材には、例えば、床や壁等の面材が含まれる。ここで、構造部材で床を構成する場合、第一硬化体又は第二硬化体をプレキャスト化することにより、ハーフプレキャスト工法を用いることができる。また、構造部材で床や壁を構成する場合、対向する第一硬化体の間に第二硬化体を配置し、又は対向する第二硬化体の間に第一硬化体を配置して一体化することにより、いわゆるサンドイッチ構造とすることもできる。
【００２５】
請求項７に記載の構造物は、請求項１〜６の何れか１項に記載の構造部材を有している。
【００２６】
上記の構成によれば、請求項１〜６の何れか１項に記載の構造部材を有することで、鋼材の腐食を抑制しつつ、製造エネルギー及び二酸化炭素の排出量が低減された構造物を構築することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、上記の構成としたので、鋼材の腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る構造部材が適用された構造物を示す概略平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る柱を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る床を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る柱の変形例を示す断面図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る柱の変形例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る床を示す断面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る床の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る第二硬化体の変形例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る床の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る梁を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態に係る床を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る壁を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る柱を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る石組造の壁を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る構造部材について説明する。図１は、構造物１２の一部を示す概略平面図であり、第１実施形態に係る構造部材としての柱１４、梁１６、床１８が示されている。
【００３０】
先ず、柱１４の構成について説明する。なお、梁１６は柱１４と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００３１】
図２の断面図に示されるように、柱１４は、第二柱部（第二硬化体）１４Ｂと、この第二柱部１４Ｂの周囲（外周）に配置された第一柱部（第一硬化体）１４Ａと、を備えた複合構造とされている。これらの第一柱部１４Ａ及び第二柱部１４Ｂによって、柱１４の部材断面（柱１４の材軸に垂直な断面）が構成されている。
【００３２】
第一柱部１４Ａは、普通コンクリートで角形の環状に形成されており、その内部に柱鉄筋（鋼材）２０及びせん断補強筋２２が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。第一柱部１４Ａの内周壁には、第二柱部１４Ｂとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッター２４が複数形成されている。なお、コッター２４の形状は、三角系、台形、半円形等の種々の形状から選択することができる。また、凹状に限らず、凸状のコッターを形成しても良い。
【００３３】
なお、普通コンクリートとは、ポルトランドセメント、又は高炉スラグ微粉末を主成分（高炉スラグ微粉末の含有量が６０質量％未満）とした水硬性セメントに、水、混和材料、骨材（細骨材、粗骨材）等を混ぜ合わせ、水との水和反応によって硬化したコンクリートである。ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種のポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の各種の混合セメントを用いることができる。また、石膏、石灰を適宜添加することもできる。
【００３４】
第一柱部１４Ａで囲まれた空間（空洞部）には、第二柱部１４Ｂが配置されている。第二柱部１４Ｂは、第一柱部１４Ａを構成する普通コンクリートよりもアルカリ性が弱いコンクリート硬化体（以下、「弱アルカリコンクリート」という）で角柱状に形成されている。この第二柱部１４Ｂは、第一柱部１４Ａと一体化されており、柱１４に作用する各種の応力（曲げ応力、せん断応力、軸力等）に対して第一柱部１４Ａと協同で抵抗可能とされている。なお、弱アルカリコンクリートについては後述する。
【００３５】
次に、床１８の構成について説明する。
【００３６】
床１８は、図３の断面図に示されるように、上下方向に対向する一対の第一床部（第一硬化体）１８Ａと、第一床部１８Ａの間に配置された第二床部（第二硬化体）１８Ｂと、を備えている。これらの第一床部１８Ａ及び第二床部１８Ｂによって、床１８の部材断面が構成されている。なお、構造部材が床や壁のような面材の場合、その部材断面とは、面材の表面と直交する方向（面材の厚さ方向）の断面を指すものとする。
【００３７】
第一床部１８Ａは、普通コンクリートで板状に形成されており、その内部に鉄筋（鋼材）２６及びせん断補強筋２８が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。これらの第一床部１８Ａの対向面には、第二床部１８Ｂとの付着性を高めるための凹状のコッター２９が間隔を置いて複数形成されている。
【００３８】
対向する第一床部１８Ａの間には、第二床部１８Ｂが配置されている。即ち、第二床部１８Ｂは、上下の第一床部１８Ａのそれぞれに対向して配置されている。第二床部１８Ｂは、第一床部１８Ａを構成する普通コンクリートよりもアルカリ性が弱い弱アルカリコンクリートで板状に形成されている。この第二床部１８Ｂは、第一床部１８Ａと一体化されており、床１８に作用する各種の応力に対して第一床部１８Ａと協同で抵抗可能とされている。
【００３９】
次に、第１実施形態に係る構造部材の作用について説明する。
【００４０】
建築構造物ではコンクリートが多用されており、我が国のセメント（ポルトランドセメント）の年間生産量は、約６０００〜７０００万ｔに昇っている。このポルトランドセメントの製造時に発生する二酸化炭素は、１ｔ当たりの焼成エネルギーで約３５０ｋｇ／ｔ、原材料の石灰石から約４５０ｋｇ／ｔ、合計約７５０ｋｇ／ｔと非常に膨大な量となっており、我が国の産業分野全体の約４％を占めている。そこで、近年の省エネルギー化や地球温暖化等の環境対策として、高炉で銑鉄を製造した際に副産物として生成される高炉スラグを用いたセメントが提案されている。具体的には、高炉セメント、高硫酸塩スラグセメント等が挙げられる。これらのセメントは、ポルトランドセメントを高炉スラグ微粉末で置換することにより、ポルトランドセメントの主材料となる石灰石、ケイ石等の原料の消費量を削減すると共に、石灰石等の焼成時に発生する二酸化炭素の排出量を実質的に削減している。
【００４１】
更に、高炉スラグ微粉末に、石膏を添加すると共に、高炉スラグ微粉末のアルカリ反応を促進させるアルカリ刺激材として、再生コンクリート微粉末を用いることで、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等の工業材料の消費量を削減している。
【００４２】
しかしながら、ポルトランドセメントの分量を減らすと、ポルトランドセメントの水和反応によって生成される水酸化カルシウム等のアルカリ性物質が減少する。従って、これらの高炉セメントＣ種、高硫酸塩スラグセメント等を用いた鉄筋コンクリート造の構造部材は、普通コンクリートと比較して中性化が速く、鉄筋等の鋼材の表面に形成された不動態皮膜が破壊され易い。従って、鋼材が腐食し始めるまでの時間が短くなり、鋼材の寿命が短くなる。また、鋼材が腐食すると、その体積膨張によって構造部材のひび割れ等が懸念される。従って、構造部材として利用し難いのが実情である。
【００４３】
この対策として、本実施形態では、柱１４に第一柱部１４Ａ及び第二柱部１４Ｂを設け、この第一柱部１４Ａに柱鉄筋２０、せん断補強筋２２等の鋼材を埋設している。第一柱部１４Ａは普通コンクリートで構成されており、強いアルカリ性（例えば、ＰＨ値１２以上）を呈している。従って、柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２の表面に形成された不動態皮膜が保持され易く、これらの柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２が腐食し始めるまでの時間が長くなる。よって、柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２の長寿命化を図ることができると共に、腐食に伴う第一柱部１４Ａのひび割れ等を抑制することができる。
【００４４】
一方、第一柱部１４Ａで囲まれた空間（空洞部）には、第二柱部１４Ｂが配置されている。この第二柱部１４Ｂを弱アルカリコンクリート（ＰＨ値１２未満）で構成することで、二酸化炭素の排出量、及び製造エネルギーを実質的に低減しつつ、従来の鉄筋コンクリート造の構造部材と同等の強度、耐力を備える柱１４を構築することができる。なお、床１８についても、同様に作用、効果を得ることができる。
【００４５】
また、第一柱部１４Ａをプレキャスト化することにより、型枠（外殻プレキャスト型枠）として用いることができる。これにより、第二柱部１４Ｂの型枠を省略することができるため、施工性が向上する。具体的には、プレキャスト化された第一柱部１４Ａを設置し、この第一柱部１４Ａ内に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを流し込み、第二柱部１４Ｂを形成する。なお、柱１４全体をプレキャスト化しても良いし、第一柱部１４Ａ及び第二柱部１４Ｂを現場で施工しても良いことは勿論である。
【００４６】
また、本実施形態では、第二柱部１４Ｂの周囲に第一柱部１４Ａを配置したことにより、即ち、第二柱部１４Ｂの周囲に柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２を配置したことにより、柱１４に作用する曲げ応力に対して、柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２が効率的に抵抗する。従って、柱１４の曲げ耐力を合理的に大きくすることができる。
【００４７】
次に、第１実施形態に係る構造部材の変形例について説明する。
【００４８】
図４には、円柱状（丸柱）に形成された柱３０の断面が示されている。柱３０は、第二柱部（第二硬化体）３０Ｂと、この第二柱部３０Ｂの周囲に配置された第一柱部（第一硬化体）３０Ａと、を備えた複合構造とされている。これらの第一柱部３０Ａ及び第二柱部３０Ｂによって、柱３０の部材断面（柱３０の材軸に垂直な断面）が構成されている。
【００４９】
第一柱部３０Ａは、普通コンクリートで円形の環状に形成されており、その内部に柱鉄筋（鋼材）３２及びせん断補強筋３４が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。なお、図示を省略するが、第一柱部３０Ａの内周壁に、第二柱部３０Ｂとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッターを形成しても良い。
【００５０】
第一柱部３０Ａで囲まれた空間（空洞部）には、第二柱部３０Ｂが配置されている。第二柱部３０Ｂは、弱アルカリコンクリートで円柱状に形成されている。この第二柱部３０Ｂは、第一柱部３０Ａと一体化されており、柱１４に作用する各種の応力に対して第一柱部１４Ａと協同で抵抗可能とされている。
【００５１】
ここで、柱３０は、一般的な遠心成形を用いて製造することができる。具体的には、先ず、柱３０の外形を模った円形形枠（不図示）内に、柱鉄筋３２及びせん断補強筋３４を設置し、硬化する前の普通コンクリートを打設する。次に、図示せぬモータ等の駆動源を用いて円形型枠を回転させ、遠心力によって普通コンクリートを円形型枠の内周壁に付着させる。この状態で普通コンクリートを硬化させ、中空状（円筒状）の第一柱部３０Ａを形成する。
【００５２】
次に、第一柱部３０Ａで囲まれた空間（空洞部）に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを打設し、第二柱部３０Ｂを形成すると共に、第二柱部３０Ｂと第一柱部３０Ａを一体化させる。このように遠心成形を用いて柱３０を製造することができる。なお、第一柱部３０Ａのみを工場等で製造し（プレキャスト化）、現場で第二柱部３０Ｂを打設しても良い。
【００５３】
また、アルカリ性含浸材で弱アルカリコンクリートにアルカリ性を付与し、第一柱部３０Ａを形成することも可能である。具体的には、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の断面図に示されるように、先ず、円形型枠３６の内周壁にケイ酸、リチウム等のアルカリ性含浸材３８を塗布しておく。次に、円形型枠３６内に、柱鉄筋３２及びせん断補強筋３４を配置し、硬化する前の弱アルカリコンクリート４０を円形型枠３６内に打設する。
【００５４】
ここで、円形型枠３６の内周壁に塗布されたアルカリ性含浸材３８が弱アルカリコンクリート４０内へ浸透する。これにより、柱鉄筋３２及びせん断補強筋３４が配置された柱３０の表層部にアルカリ性が付与され、防錆効果を有する第一柱部３０Ａが形成される。なお、円形型枠３６は、型枠部３６Ａと型枠部３６Ｂと組み合わせた割型枠とされており、脱型し易くなっている。
【００５５】
このように、弱アルカリコンクリート４０に事後的にアルカリ性含浸材３８でアルカリ性を付与することにより、柱鉄筋３２及びせん断補強筋３４の腐食を抑制しつつ、普通コンクリートを省略することができる。従って、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量を実質的に削減することができる。
【００５６】
次に、本発明の第２実施形態に係る構造部材について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に適宜省略して説明する。
【００５７】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には、構造部材としての床４２の断面図が示されている。床４２は、第一床部（第一硬化体）４２Ａ（図６（Ｂ）参照）と、この第一床部４２Ａの周囲に配置された第二床部（第二硬化体）４２Ｂと、備えた複合構造とされている。
【００５８】
第二床部４２Ｂは、弱アルカリコンクリートで板状に形成されており、内部に埋設された複数のシース管４４によって空洞部４５が形成されている。シース管４４は鋼製で円筒形状に形成された中空部材とされており、その外周面に防錆材としてのエポキシ樹脂塗料４６が塗布されている。なお、シース管４４は中空であれば良く、角形でも良い。また、防錆材としては、例えば、鉛系錆止め（鉛丹、ジンクロメート、シアナミド鉛、亜酸化鉛）、ジンクリッチペイント錆止め、各種のメッキ（ステンレスメッキ、亜鉛メッキ）等を用いることができる。ただし、防錆材は適宜、省略可能である。
【００５９】
シース管４４は、床４２の上面又は下面に沿って所定の間隔で床４２に埋設されており、せん断補強筋４８によって補強されている。このシース管４４内の空間（空洞部４５）には、図６（Ｂ）に示されるように、鉄筋（鋼材）５０が配置されると共に、防錆充填材としてのアルカリ性グラウト５２が充填されている。このアルカリ性グラウト５２は、アルカリ性が強く（例えば、ＰＨ値１２以上）、防錆効果を有している。これらの鉄筋５０及びアルカリ性グラウト５２によって、棒状の第一床部４２Ａが構成されている。なお、防錆充填材としては、グラウト、モルタル等のアルカリ性を有するセメント系充填材を用いることができる。また、せん断補強筋４８には、エポキシ樹脂塗料等によって防錆処理を適宜施しても良い。
【００６０】
次に、第２実施形態に係る構造部材の作用について説明する。
【００６１】
床４２は、第一床部４２Ａ及び第二床部４２Ｂを備え、第二床部４２Ｂに埋設されたシース管４４内に、第一床部４２Ａが設けられている。第一床部４２Ａは、鉄筋５０とこの鉄筋５０の表面を覆うアルカリ性グラウト５２によって構成されている。このアルカリ性グラウト５２によって鉄筋５０の表面に形成された不動態皮膜が保持され易くなるため、鉄筋５０の腐食が抑制され、鉄筋５０の長寿命化を図ることができる。
【００６２】
このように、アルカリ性グラウト５２で鉄筋５０の表面を覆うことにより、鉄筋５０の腐食を抑制しつつ、第二床部４２Ｂを弱アルカリコンクリートで形成することができる。従って、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量が実質的に低減された床４２を構築することができる。
【００６３】
また、第二床部４２Ｂをプレキャスト化することにより、施工性を向上させることができる。即ち、第二床部４２Ｂにシース管４４を埋設して空洞部４５を形成したことにより、現場において鉄筋５０を容易に配置することができる。また、シース管４４内にアルカリ性グラウト５２を充填することにより、簡単な施工で床４２を構築することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、第二床部４２Ｂにシース管４４を埋設して空洞部４５を形成したがこれに限らない。第二床部４２Ｂに鉄筋５０を配置可能な空間（空洞部）を形成できれば良く、例えば、床の軽量化を図るためのボイドと同様の施工方法を用いて、空洞部を形成しても良い。
【００６５】
具体的には、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、床５４には複数のボイド５６が形成されている。このボイド５６の施工方法としては、例えば、第二床部５４Ｂを製造する際に、型枠内に発砲スチロールを配置し、第二床部５４Ｂが硬化した後に当該発砲スチロールを溶解させる方法や、型枠内に中空状の弾性チューブに気体（例えば、空気）を圧入して膨張させたものを配置し、第二床部５４Ｂが硬化した後に当該弾性チューブから気体を抜いて撤去する方法等が挙げられる。なお、弾性チューブの表面には、剥離材等を適宜塗布し、撤去し易いようにしても良い。また、気体に替えて弾性チューブ内に液体（例えば、水）等を圧入して膨張させても良い。
【００６６】
図７（Ｂ）の断面図に示されるように、ボイド５６内には、鉄筋５０が配置されると共に、アルカリ性グラウト５２が充填される。これにより、棒状の第一床部５４Ａが形成される。このように、ボイド５６を用いて第一床部５４Ａを形成することができる。なお、図７（Ｂ）に示す構成では、全てのボイド５６内に、第一床部５４Ａを形成したが、必ずしも全てのボイド５６内に第一床部５４Ａを形成する必要はない。第一床部５４Ａを形成せずに、ボイド５６の本来の目的である床５４の軽量化を図っても良い。
【００６７】
更に、第一床部をプレキャスト化しても良い。図８には、プレキャスト化された棒状の第一床部（第一硬化体）６２Ａが示されている。この第一床部６２Ａは、鉄筋５０と、この鉄筋５０の表面を覆うアルカリ性グラウト５２と、を備えており、工場において鉄筋５０とアルカリ性グラウト５２とが一体化された状態で製造される。この第一床部６２Ａは、一般的な型枠工法や、図５において説明した遠心成形等を利用して製造される。なお、アルカリ性グラウト５２の外周面には、第二床部（不図示）との付着性、一体性を高めるための螺旋状の突起６４が形成されている。なお、突起６４は螺旋状に限定されず、異形鉄筋と同様のリブや節などの凹凸でも良い。また、突起６４は適宜省略可能である。
【００６８】
このように、第一床部６２Ａをプレキャスト化することで、現場において第一床部６２Ａを設置し、第一床部６２Ａの周囲に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを打設することで、床を構築することができる。従って、施工性が向上する。
【００６９】
また、図９に示されるように、アルカリ性グラウト５２の外周面に溝を形成し、この溝に沿ってせん断補強筋４８を配置しても良い。これにより、容易にせん断補強筋４８を配筋できると共に、せん断補強筋４８と第一床部６２Ａとの一体性を高めることができる。
【００７０】
更に、上記実施形態は、柱、梁、壁、ブレース等の種々の構造部材に適用可能である。例えば、図１０の断面図には、構造部材としての梁１１０が示されている。梁１１０は、第一梁部（第一硬化体）１１０Ａと、第二梁部（第二硬化体）１１０Ｂと、を備えている。
【００７１】
第二梁部１１０Ｂは、弱アルカリコンクリートで角柱状に形成されており、内部に複数（図１０では、４つ）のシース管４４が埋設されている。このシース管４４は、梁１１０の四隅に埋設されており、せん断補強筋４８によって補強されている。このシース管４４内には、鉄筋（鋼材）５０が配置されると共に、防錆充填材としてのアルカリ性グラウト５２が充填されている。これらの鉄筋５０及びアルカリ性グラウト５２によって、第一梁部１１０Ａが構成されている。このように、本実施形態は、構造部材としての梁１１０にも適用することができる。
【００７２】
更に、ハーフプレキャスト工法を用いて構造部材を構築することも可能である。例えば、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）には、ハーフプレキャスト工法が適用された床６６の断面図が示されている。なお、図１１（Ａ）は、第一床部６６Ａを構築する前の状態が示されている。
【００７３】
床６６は、第一床部（第一硬化体）６６Ａと、第二床部（第二硬化体）６６Ｂと、を備えた複合構造とされている。第二床部６６Ｂは、プレキャスト化されており、弱アルカリコンクリートで板状に形成されている。第二床部６６Ｂの内部には、複数のボイド６８が形成されると共に、ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼棒からなるＰＣ鋼材７０が埋設されている。このＰＣ鋼材７０にはエポキシ樹脂塗料等で防錆処理が施されており、張力が付与された状態で第二床部６６Ｂに埋設されている。これにより、第二床部６６Ｂに圧縮力（プレストレス）が導入されている。なお、ボイド６８及びＰＣ鋼材７０は適宜省略可能である。
【００７４】
プレキャスト化された第二床部６６Ｂの上には、現場において鉄筋５０及びせん断補強筋４８が設置されると共に、普通コンクリートが打設される。これにより、板状の第一床部６６Ａが形成されると共に、第一床部６６Ａと第二床部６６Ｂとが一体化される。このようにハーフプレキャスト工法を用いることにより、施工性を向上させることができる。
【００７５】
なお、上記第１、第２実施形態では、構造部材としての柱１４、梁１６、床１８、４２、５４、６２、６６について説明したがこれに限らない。第１、第２実施形態は、種々の構造部材に適用可能であり、例えば、ブレース又は壁に適用することができる。
【００７６】
例えば、図１２には、第２実施形態が適用された壁（構造部材）７２の断面図が示されている。壁７２は、水平方向に対向する一対の第一壁部（第一硬化体）７２Ａと、これらの第一壁部７２Ａの間に配置された第二壁部（第二硬化体）７２Ｂと、を備えた複合構造とされている。これらの第一壁部７２Ａ及び第二壁部７２Ｂによって、壁７２の部材断面（壁７２の表面と直交する断面）が構成されている。
【００７７】
第一壁部７２Ａは、普通コンクリートで板状に形成されており、その内部に鉄筋（鋼材）７４及びせん断補強筋７６が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。これらの第一壁部７２Ａの対向面には、第二壁部７２Ｂとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッター７８が所定の間隔で複数形成されている。また、対向する第一壁部７２Ａ同士は、鉄筋、ＰＣ鋼線、又はＰＣ鋼棒からなる連結鋼材８０で連結されている。この連結鋼材８０によって、第一壁部７２Ａを型枠（外殻プレキャスト型枠）として用いる際に、対向する第一壁部７２Ａが外側へ倒れないようになっている。
【００７８】
対向する第一壁部７２Ａの間には、第二壁部７２Ｂが配置されている。即ち、第二壁部７２Ｂは、左右の第一壁部７２Ａのそれぞれに、対向して配置されている。第二壁部７２Ｂは弱アルカリコンクリートで構成されている。この第二壁部７２Ｂは、第一壁部７２Ａと一体化されており、壁７２に作用する各種の応力に対して第一壁部７２Ａと協同で抵抗可能とされている。
【００７９】
このように、第一壁部７２Ａ及び第二壁部７２Ｂで壁７２を構成することにより、鉄筋７４の腐食を抑制しつつ、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量が実質的に低減された壁７２を構築することができる。また、第一壁部７２Ａをプレキャスト化し、型枠として使用することで、第二壁部７２Ｂの型枠が不要となるため、施工性が向上する。更に、対向する第一壁部７２Ａ同士を連結鋼材８０で連結することで、第一壁部７２Ａの安定化を図ることができ、第一壁部７２Ａが外側へ倒れることを防止することができる。
【００８０】
なお、第１実施形態では、柱１４に２つの第一柱部１４Ａ、第二柱部１４Ｂを設けたがこれに限らず、第一柱部１４Ａと第二柱部１４Ｂとを適宜組み合わせて柱１４を構成することができる。例えば、図２に示す構成において、第一柱部１４Ａの周囲に、更に第二柱部１４Ｂ、第一柱部１４Ａを交互に配置し、複数層（３層以上）の層構造としても良い。また、図３に示す床１８も同様に、第一床部１８Ａに、更に第二床部１８Ｂ、第一床部１８Ａを交互に対向配置し、複数層（４層以上）の層構造（積層構造）としても良い。
【００８１】
また、例えば、図１３に示されるように、第一柱部８２Ａの周囲に第二柱部８２Ｂを配置しても良い。具体的には、柱（構造部材）８２は、第一柱部（第一硬化体）８２Ａと、この第一柱部８２Ａの周囲に配置された第二柱部（第二硬化体）８２Ｂと、を備えた複合構造とされている。
【００８２】
第二柱部８２Ｂは、弱アルカリコンクリートで角形の環状に構成されている。第二柱部８２Ｂの内周壁には、第一柱部８２Ａとの付着性、一体性を高めるためのコッター８４が複数形成されている。第二柱部８２Ｂで囲まれた空間（空洞部）には、第一柱部８２Ａが配置されている。第一柱部８２Ａは、普通コンクリートで構成されており、その内部に柱鉄筋８６（鋼材）及びせん断補強筋８８が配置されている。
【００８３】
ここで、第二柱部８２Ｂは、普通コンクリートと同等の耐久性能を有し、有効な仕上げとしての役割を担うことができるため、柱鉄筋８６及びせん断補強筋８８の腐食を抑制することができる。また、第二柱部８２Ｂはアルカリ性が弱く、壁紙等の仕上げ材の接着性、耐久性を向上することができる。更に、第二柱部８２Ｂで柱８２の表層を構成することにより、柱８２を緑化コンクリートとして使用することができる。図３に示す床１８も同様に、対向する第二床部１８Ｂの間に、第一床部１８Ａを配置して良い。
【００８４】
更に、弱アルカリコンクリートでコンクリートブロックを形成しても良い。図１４には、複数のコンクリートブロック（第二硬化体）９０を積み上げて構成した組石造の壁９２が示されている。コンクリートブロック９０は、弱アルカリコンクリートで構成されており、対向する一対の表面材９０Ａと、これらの表面材９０Ａを繋ぐ連結材９０Ｂと、を備えている。これらのコンクリートブロック９０を積み上げることにより、壁９２の第二壁部９２Ｂが形成されている。また、コンクリートブロック９０内には、鉄筋（鋼材）９４が配置されると共に、普通コンクリート９６が打設されており、これらの鉄筋９４及び普通コンクリート９６によって、壁９２の第一壁部９２Ａが形成されている。
【００８５】
ここで、コンクリートブロック９０は運搬等が容易であると共に、型枠として使用できる。従って、施工性が向上する。なお、コンクリートブロック造に限らず、補強コンクリートブロック造にも適用することができる。
【００８６】
また、上記第１、第２実施形態では、第二柱部１４Ｂ、第二床部１８Ｂ等の第二硬化体を弱アルカリコンクリート（コンクリート硬化体）で形成したが、普通コンクリートよりもアルカリ性が弱いモルタル硬化体又はグラウト硬化体で形成しても良い。また、第二柱部１４Ｂ、第二床部１８Ｂ等の第二硬化体に、鉄粉、鉄繊維、炭素繊維、竹繊維等の繊維補強材を混ぜ合わせて補強しても良い。この補強によって、ひび割れの低減効果、靭性の向上が期待できる。また、張力が付与された状態のＰＣ線、ＰＣ鋼棒等からなるＰＣ鋼材を埋設し、圧縮力（プレストレス）を導入しても良い。この際、ＰＣ鋼材には、エポキシ樹脂塗料等によって防錆処理を施すことが望ましい。
【００８７】
更に、上記第１、第２実施形態において、鉄筋、せん断補強等は各構造部材に求められる強度に応じて適宜配置可能である。
【００８８】
また、上記第１、第２実施形態に係る構造部材は、梁、柱、床、壁、ブレース、コンクリートブロック、レンガ等の種々の構造部材に適用可能であり、例えば、梁に適用した場合は、当該梁自体が本発明の権利範囲に含まれる。更には、現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、これらの構造部材は、構造物の一部に用いても良いし、構造物の全てに用いても良い。更に、種々の構造の新築構造物や改修構造物に適用することができる。なお、構造物とは、建築構造物、及び土木構造物（例えば、橋梁、ダムなど）を含む概念である。
【００８９】
＜第二硬化体＞
次に、第二硬化体（弱アルカリコンクリート（コンクリート硬化体）、モルタル硬化体、グラウト硬化体）について説明する。
【００９０】
第二硬化体には、高炉スラグ微粉末を６０質量％以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化した硬化体である。この水硬性セメントとしては、例えば、高炉スラグセメントＣ種、高硫酸塩スラグセメントや、高炉スラグ微粉末に、石膏、及びアルカリ刺激材を添加したものを用いることができる。このように、高炉スラグ微粉末が６０質量％と高い含有率を占める水硬性セメントを用いることにより、セメント製造時における二酸化炭素の排出量を抜本的に削減することができる。
【００９１】
第二硬化体としては、コンクリート硬化体、モルタル硬化体、グラウト硬化体が挙げられる。弱アルカリコンクリートは、前述の水硬性セメント、水、細骨材、粗骨材、混和材料等を含有する組成物が、水硬性セメントの水和反応によって硬化したものである。モルタル硬化体は前述の水硬性セメント、水、細骨材（砂）等を含有し、グラウト硬化体は前述の水硬性セメント、水を含有し、何れも水硬性セメントの水和反応によって硬化した硬化体である。
【００９２】
従来、用いる高炉スラグ微粉末の粉末度や置換率がコンクリート組成物に及ぼす影響について報告されている（例えば、「高炉スラグ微粉末を用いたコンクリートの技術の現状」、日本建築学会編、１９９２年、３頁）。ここでは、普通ポルトランドセメントに対する高炉スラグ微粉末の使用量が多くなると、普通ポルトランドセメント単独使用に比べて、初期強度が低下し、中性化が早くなり、乾燥収縮が大きくなる等、コンクリート物性のマイナス傾向が顕著になることが報告されている。別に、かかる高炉スラグ微粉末等に加えて各種の混和材を用いたいくつかの提案も報告されている（例えば、特開昭６２−１５８１４６号公報、特開昭６３−２８４２号公報、特開平１−１６７２６７号公報、特開平１０−１１４５５５号公報、特開２０００−１４３３２６号公報、特開２００３−３０６３５９号公報、特開２００５−２８１１２３号公報、特開２００７−２１７１９７号公報、特開２００７−２９７２２６号公報）。しかし、これらの従来提案には実際のところ、高炉スラグ微粉末の使用量を多くすると、１）良好な施工性を確保できない、２）硬化体の乾燥収縮率を抑えることが難しい、３)硬化体の圧縮強度の低下が大きい等、何らかの点で重大な支障をきたすという問題がある。
【００９３】
これに対して、以下に説明する本実施形態に係る第二硬化体は、高炉スラグ微粉末の使用割合を高くすることにより二酸化炭素の排出量を抑制しつつ、１）調製したコンクリート組成物の経時的な流動性の低下や空気量の低下を抑えて良好な施工性を確保すること、２）得られる第二硬化体の乾燥収縮率が高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて大きくならないようにすること、３）得られる第二硬化体の必要な強度を発現すること、以上の１）〜３）の基本的な諸性能を同時に発現することができる。
なお、第二硬化体は、普通コンクリートと比較して中性化速度が速く、鉄筋等の防錆作用を呈する期間が短くなる傾向があるが、上記実施形態に係る構造部材では、普通コンクリートで形成された第一硬化体に防錆されるべき鋼材等を設けている。従って、第二硬化体の中性化を抑制することは特に必要としない。
【００９４】
以下、第二硬化体として、弱アルカリコンクリートの具体例を挙げて説明する。以下に説明する弱アルカリコンクリートは、建設現場で打設されるコンクリート組成物としてだけでなく、コンクリート製品工場で加工される二次製品用のコンクリート組成物としても適用できる。
【００９５】
＜第１の弱アルカリコンクリート＞
先ず、第１の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉スラグ組成物という場合がある。
【００９６】
第１の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成る。
【００９７】
高炉スラグ組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を３〜１５質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
【００９８】
即ち、コンクリート組成物は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。本発明のコンクリート組成物は結合材として特定の高炉スラグ組成物を用いたものであり、かかる高炉スラグ組成物は、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を３〜１５質量部の割合で添加したものである。
【００９９】
高炉スラグ微粉末は、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇのものを使用するが、好ましくは３０００〜８０００cm２／ｇのものを使用し、より好ましくは３５００〜６５００cm２／ｇのものを使用する。粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの範囲を外れたものを使用すると、調製したコンクリート組成物の流動性が悪くなったり、得られる硬化体の強度発現が低下したりする。なお、粉末度はブレーン法（ＪＩＳ Ｒ ５２０１（１９９７年）による比表面積で表したものである。また、粉末度は、高炉水砕スラグを粉砕する時の粉砕方法、粉砕条件や粉砕後の分級により制御することができる。
【０１００】
また石膏としては、無水石膏、二水石膏、半水石膏が挙げられるが、無水石膏が好ましい。無水石膏としては、それを９０質量％以上の純度で含有するものであれば使用でき、天然無水石膏や副産無水石膏等を使用できる。粉末度は、３０００〜８０００cm２／ｇのものが好ましく、３５００〜６５００cm２／ｇのものがより好ましい。
【０１０１】
再生コンクリート微粉末としては、粉末度が２０００〜７０００cm２／ｇのものを使用するのが好ましい。また水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％のものを使用するが、好ましくは６〜１２質量％のものを使用する。解体コンクリートから分離する方法は特に限定されず、これには例えば、破砕機を用いて破砕する方法や破砕物どうしを機械ですりもむ方法が挙げられる。
【０１０２】
解体コンクリートから分離された再生コンクリート微粉末は、例えば、解体コンクリートから粗骨材や細骨材を取り除くことにより得ることができる。このとき解体コンクリートから分離された粗骨材や細骨材も再生品として使用することができる。
解体コンクリートから分離した再生コンクリート微粉末であって、水酸化カルシウムを上記の含有率で含む再生コンクリート微粉末を得る手段としては、機械擦りもみ方式が好ましく、機械擦りもみ方式のなかでは偏心ロータ方式がより好ましい。以下、このような再生コンクリート微粉末の製造方法について説明する。
【０１０３】
本実施形態における好ましい再生コンクリート微粉末は、加熱を行わない機械擦りもみ方式により製造されることが、製造時の二酸化炭素の削減及び得られる微粉末の品質にばらつきがないという観点から好適である。特に、偏心ロータ方式や遊星ミル等の機械擦りもみ装置で製造する際に、機械すりもみプロセスを密閉された空間内で行い、空間内の空気中のＣＯ２を除去する方法、或いは、チッソガスなどの不活性ガスを封入する方法をとることで、処理中の炭酸化による水酸化カルシウム含有率の減少を抑制した再生コンクリート微粉末は本発明における如き、アルカリ刺激材として使用するのに最適な水酸化カルシウム含有率の微粉末を得ることができる。
【０１０４】
他方、解体コンクリート塊をジョークラッシャーやインペラーブレーカー等の破砕機を用いて破砕する方法においては、骨材とモルタル・ぺーストが同時に破砕されるため、再生コンクリート微粉末中に骨材粉が多くなり易く、また、微粉中の骨材粉とモルタル・ぺースト粉の比率もコンクリートの配（調）合によっては相当変化することとなり、高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激材として用いるには、品質のコントロールが極めて困難であり、また、加熱と機械擦りもみによって骨材を取り出す加熱すりもみ方式で製造した微粉末は骨材粉が少なく、アルカリ刺激材として適しているものの、加熱によって解体コンクリート中の水和物が変化する懸念があり、また、製造エネルギーが大きくなり、セメント製造時のＣＯ２を削減するという観点からも好適とは言い難い。
【０１０５】
細骨材としては、公知の川砂、砕砂、山砂等を使用でき、粗骨材としては、公知の川砂利、砕石、軽量骨材等を使用できる。
【０１０６】
このコンクリート組成物では、水／高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製するが、好ましくは３５〜５５％に調製する。かかる質量比が６０％より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆に、かかる質量比が３０％より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、水／高炉スラグ組成物の質量比は、（用いた水の質量／用いた高炉スラグ組成物の質量）×１００で求められるものである。
【０１０７】
混和材としては、従来公知のコンクリート用に用いられるものが挙げられる。これには例えば、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等が挙げられる。このコンクリート組成物では、セメント分散剤と乾燥収縮低減剤を、またセメント分散剤と膨張材を、更にはセメント分散剤と乾燥収縮低減剤と膨張材を混和材として使用することができる。
【０１０８】
セメント分散剤としては、リグニンスルホン酸塩、グルコン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩、メラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩、ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体等が挙げられる。なかでも、セメント分散剤としては、ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体が好ましく、その構成単位の種類や組成比率及び分子量等の適切なポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体がより好ましい。かかるポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体としては、メタクリル酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ共重合体（例えば特開昭５８−７４５５２号公報、特開平１−２２６７５７号公報等に記載されているもの）、またマレイン酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ共重合体（例えば特開昭５７−１１８０５８号公報、特開昭６３−２８５１４０号公報、特開２００５−１３２９５６号公報等に記載されているもの）が挙げられるが、そのなかでもセメント分散剤としては、メタクリル酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ水溶性ビニル共重合体がより好ましく、分子中に下記の構成単位Ａを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｂを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｃを０〜１０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００（ＧＰＣ法、プルラン換算、以下同じ）の水溶性ビニル共重合体が特に好ましい。
【０１０９】
構成単位Ａ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｂ：分子中に５〜１５０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｃ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１１０】
以上説明したポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤それ自体は公知の方法で合成できる。それがメタクリル酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ共重合体の場合は、例えば特開昭５８−７４５５２号公報、特開平１−２２６７５７号公報等に記載されている方法で合成でき、またマレイン酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ共重合体の場合は、例えば特開昭５７−１１８０５８号公報、特開２００５−１３２９５６号公報、特開２００８−２７３７６６号公報等に記載されている方法で合成できる。これらのポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤の使用量は、高炉スラグ組成物１００質量部当たり、０．１〜１．５質量部の割合とするのが好ましい。
【０１１１】
乾燥収縮低減剤としては、公知のものを使用でき、特に限定されないが、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルからなる乾燥収縮低減剤が好ましく、なかでもジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテルから選ばれるものが好ましい。かかる乾燥収縮低減剤の使用量は、高炉スラグ組成物１００質量部当たり、０．２〜４．０質量部の割合とするのが好ましい。
【０１１２】
膨張材としては、公知のものを使用でき、大別してカルシウムスルホアルミネート系のものと石灰系のものとの２種類が挙げられる。いずれも水和反応によりエトリンガイト及び水酸化カルシウムを生成して膨張する無機系の混和材であり、コンクリート用膨張材として、ＪＩＳ−Ａ６２０２の規格を満足するものが好ましい。かかる膨張材の使用量は、コンクリート組成物１ｍ３当たり、１０〜２５kgの割合とするのが好ましい。
【０１１３】
以下、第１の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【０１１４】
(実施例)
試験区分１（水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）の合成
メタクリル酸６０ｇ、メトキシポリ（オキシエチレン単位数が２３個、以下ｎ＝２３とする）エチレングリコールメタクリレート３００ｇ、メタリルスルホン酸ナトリウム５ｇ、３−メルカプトプロピオン酸４ｇ及び水４９０ｇを反応容器に仕込んだ後、４８％水酸化ナトリウム水溶液５８ｇを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて６０℃に保ち、過硫酸ナトリウムの２０％水溶液２５ｇを加えてラジカル重合反応を開始し、５時間反応を継続して反応を終了した。その後、４８％水酸化ナトリウム水溶液２３ｇを加えて反応物を完全中和し、メタクリル酸塩から形成された単位を構成単位にもつポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位／メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位／メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位＝７０／２７／３（モル％）の割合で有する質量平均分子量が３３８００の水溶性ビニル共重合体であった。
【０１１５】
・水溶性ビニル共重合体（ｐ−２）〜（ｐ−４）及び（ｐｒ−１）〜（ｐｒ−４）の合成
水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ｐ−２）〜（ｐ−４）及び（ｐｒ−１）〜（ｐｒ−４）を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表１にまとめて示した。
【０１１６】
【表１】
【０１１７】
表１において、
構成単位Ａ〜Ｃ：各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
Ａ−１：メタクリル酸ナトリウム
Ａ−２：メタクリル酸
Ｂ−１：メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレート
Ｂ−２：メトキシポリ（ｎ＝６８）エチレングリコールメタクリレート
Ｂ−３：メトキシポリ（ｎ＝９）エチレングリコールメタアクリレート
Ｃ−１：メタリルスルホン酸ナトリウム
Ｃ−２：アリルスルホン酸ナトリウム
Ｃ−３：メチルアクリレート
【０１１８】
試験区分２（高炉スラグ組成物の調製）
表２に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏、再生コンクリート微粉末を混合して高炉スラグ組成物を調製し、高炉スラグ組成物（Ｓ−１）〜（Ｓ−４）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−５）を得た。
【０１１９】
【表２】
【０１２０】
表２において、
ｓｇ−１：粉末度が４１００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−２：粉末度が５９００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−３：粉末度が１０２０cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｇｐ−１：粉末度が４１５０cm２／ｇの無水石膏
ｇｐ−２：粉末度が５８００cm２／ｇの無水石膏
ｒｃ−１：粉末度が５８６０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が９．２％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−２：粉末度が４６２０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が６．５％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−３：粉末度が４３５０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が１．５％の再生コンクリート微粉末
【０１２１】
試験区分３（コンクリート組成物の調製）
実施例１〜１６
表３に記載の配合条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水（水道水）、高炉スラグ組成物、細骨材（大井川水系産川砂、密度＝２．５８ｇ／cm３）の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤（竹本油脂社製のＡＥ剤、商品名ＡＥ−３００）を投入し、４５秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／cm３）の所定量を投入し、６０秒間練り混ぜて、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％とした水／高炉スラグ組成物比が４５％又は４０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１２２】
比較例１〜１２
表３に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水／高炉スラグ組成物比が４５％のコンクリート組成物を調製した。
【０１２３】
比較例１３及び１４
表３に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントＢ種を用いた水／高炉スラグ組成物比が４５％又は５０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１２４】
【表３】
【０１２５】
表３において、
二酸化炭素排出量：コンクリート組成物１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg／コンクリート１ｍ３）。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類：表１に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のＰ−５
Ｐ−５：ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールＨＰ−１１Ｗ（マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩）
使用量：高炉スラグ組成物１００質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉スラグ組成物の種類：表２に記載したもの
＊１：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊２：ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊３：太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン（石灰系膨張材）
＊４：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３、ブレーン値３８５０cm２／ｇ）
【０１２６】
試験区分４（調製したコンクリート組成物の評価）
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
【０１２７】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に６０分間静置後のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ／練り混ぜ直後のスランプ）×１００で求めた。
・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例のコンクリート組成物を２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
【０１２８】
結果を表４にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて、コンクリート１ｍ３を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
表４において、
比較例２、３及び１０〜１２：目標とする流動性（スランプ値）が得られなかったので測定しなかった。
【０１３１】
＜第２の弱アルカリコンクリート＞
次に、第２の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉セメント組成物という場合がある。また、第１の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
【０１３２】
第２の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉セメント組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉セメント組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成る。
【０１３３】
高炉セメント組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を６０〜９０質量％、石膏を５〜２０質量％及びポルトランドセメントを５〜３５質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を１０〜３０質量部の割合で添加した高炉セメント組成物。
【０１３４】
即ち、第２の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。このコンクリート組成物は結合材として特定の高炉セメント組成物を用いたものであり、かかる高炉セメント組成物は、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を６０〜９０質量％、石膏を５〜２０質量％及びポルトランドセメントを５〜３５質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を１０〜３０質量部の割合で添加したものである。
【０１３５】
ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等が挙げられるが、汎用の普通ポルトランドセメントが好ましい。
【０１３６】
また、コンクリート組成物では、水／高炉セメント組成物の質量比を３０〜６０％に調製するが、好ましくは３５〜５５％に調製する。かかる質量比が６０％より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆に、かかる質量比が３０％より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、本発明において水／高炉セメント組成物の質量比は、（用いた水の質量／用いた高炉セメント組成物の質量）×１００で求められるものである。
【０１３７】
混和材としては、従来公知のコンクリート用に用いられるものが挙げられる。これには例えば、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等が挙げられる。このコンクリート組成物では、セメント分散剤と乾燥収縮低減剤を組み合せて、またセメント分散剤と膨張材を、更にはセメント分散剤と乾燥収縮低減剤と膨張材を組み合せて混和材として使用することができ、第１の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。
【０１３８】
なお、再生コンクリート微粉末、粗骨材、細骨材については、第１の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。
【０１３９】
以下、第２の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【０１４０】
(実施例)
試験区分１（水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）〜（ｐ−４）及び（ｐｒ−１）〜（ｐｒ−４）は、第１の弱アルカリコンクリートの実施例で示したものと同様の方法で合成を合成した。合成した各水溶性ビニル共重合体の内容は表１と同様である。
【０１４１】
試験区分２（高炉セメント組成物の調製）
表５に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏、ポルトランドセメント及び再生コンクリート微粉末を混合して高炉セメント組成物を調製し、高炉セメント組成物（Ｓ−１）〜（Ｓ−５）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−６）を得た。
【０１４２】
【表５】
【０１４３】
表５において、
ｓｇ−１：粉末度が４１００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−２：粉末度が５９００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−３：粉末度が１０２０cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｇｐ−１：粉末度が４１５０cm２／ｇの無水石膏
ｇｐ−２：粉末度が５８００cm２／ｇの無水石膏
ｐｃ−１：普通ポルトランドセメント
ｐｃ−２：早強ポルトランドセメント
ｒｃ−１：粉末度が５８６０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が９．２％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−２：粉末度が４６２０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が６．５％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−３：粉末度が４３５０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が１．５％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−４：、粉末度が１２００cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が６．１％の再生コンクリート微粉末
【０１４４】
試験区分３（コンクリート組成物の調製）
実施例１〜１７
表６に記載の配合条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水（水道水）、高炉セメント組成物、細骨材（大井川水系産川砂、密度＝２．５８ｇ／cm３）の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤（竹本油脂社製のＡＥ剤、商品名ＡＥ−３００）を投入し、４５秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／cm３）の所定量を投入し、６０秒間練り混ぜて、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％とした水／高炉セメント組成物比が４５％又は４０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１４５】
比較例１〜１３
表６に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水／高炉セメント組成物比が４５％のコンクリート組成物を調製した。
【０１４６】
比較例１４及び１５
表６に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントＢ種を用いた水／高炉セメント組成物比が４５％又は５０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１４７】
【表６】
【０１４８】
表６において、
二酸化炭素排出量：コンクリート組成物１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg／コンクリート１ｍ３）。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類：表５に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のＰ−５
Ｐ−５：ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールＨＰ−１１Ｗ（マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩）
使用量：高炉セメント組成物１００質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉セメント組成物の種類：表９に記載したもの
＊１：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊２：ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊３：太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン（石灰系膨張材）
＊４：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３、ブレーン値３８５０cm２／ｇ）
【０１４９】
試験区分４（調製したコンクリート組成物の評価）
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
【０１５０】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に６０分間静置後のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ／練り混ぜ直後のスランプ）×１００で求めた。
・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例のコンクリート組成物を２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
【０１５１】
結果を表７にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて、コンクリート１ｍ３を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【０１５２】
【表７】
【０１５３】
表７において、
比較例２、３及び１１〜１３：目標とする流動性（スランプ値）が得られなかったので測定しなかった。
【０１５４】
＜第３の弱アルカリコンクリート＞
次に、第３の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉スラグ組成物という場合がある。また、第１、第２の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
【０１５５】
第３の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成る。
【０１５６】
高炉スラグ組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、アルカリ刺激材を０．５〜１．５質量部又は５〜４５質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
【０１５７】
即ち、第３の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。このコンクリート組成物は結合材として特定の高炉スラグ組成物を用いたものであり、かかる高炉スラグ組成物は、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、アルカリ刺激材を０．５〜１．５質量部又は５〜４５質量部の割合で添加したものである。
【０１５８】
アルカリ刺激材としては、水酸化カルシウム、生石灰、軽焼マグネシア、軽焼ドロマイト、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、再生コンクリート微粉末等が挙げられる。なかでも、アルカリ刺激材としては、水と接触したときに徐々に水酸化カルシウムを生成する性質を持つアルカリ刺激材が好まく、かかる性質を有するアルカリ刺激材として、ポルトランドセメントが好ましい。ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられるが、汎用の普通ポルトランドセメントが好ましい。
【０１５９】
このコンクリート組成物では、水／高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製するが、好ましくは３５〜５５％に調製する。かかる質量比が６０％より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆にかかる質量比が３０％より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、本発明において水／高炉スラグ組成物の質量比は、（用いた水の質量／用いた高炉スラグ組成物の質量）×１００で求められるものである。
【０１６０】
なお、再生コンクリート微粉末、粗骨材、細骨材、混和材等については、第１の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。
【０１６１】
以下、第３の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【０１６２】
(実施例)
試験区分１（水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）〜（ｐ−４）及び（ｐｒ−１）〜（ｐｒ−４）は、第１の弱アルカリコンクリートの実施例で示したものと同様の方法で合成を合成した。合成した各水溶性ビニル共重合体の内容は表１と同様である。
【０１６３】
試験区分２（高炉スラグ組成物の調製）
表８に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏及びアルカリ刺激材を混合して高炉スラグ組成物を調製し、高炉スラグ組成物（Ｓ−１）〜（Ｓ−１０）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１０）を得た。
【０１６４】
【表８】
【０１６５】
表８において、
ｓｇ−１：粉末度が４１００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−２：粉末度が５９００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−３：粉末度が１０２０cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｇｐ−１：粉末度が４１５０cm２／ｇの無水石膏
ｇｐ−２：粉末度が５８００cm２／ｇの無水石膏
ｒｃ−１：普通ポルトランドセメント
ｒｃ−２：早強ポルトランドセメント
【０１６６】
試験区分３（コンクリート組成物の調製）
実施例１〜３６
表９に記載の配合条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水（水道水）、高炉スラグ組成物、細骨材（大井川水系産川砂、密度＝２．５８ｇ／cm３）の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤（竹本油脂社製のＡＥ剤、商品名ＡＥ−３００）を投入し、４５秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／cm３）の所定量を投入し、６０秒間練り混ぜて、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％とした水／高炉スラグ組成物の質量比が４５％又は４０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１６７】
比較例１〜２７
表１０に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水／高炉スラグ組成物の質量比が４５％のコンクリート組成物を調製した。
【０１６８】
比較例２８及び２９
表１０に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントＢ種を用いた水／高炉セメントの質量比が４５％又は５０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１６９】
【表９】
【０１７０】
【表１０】
【０１７１】
表９、表１０において、
二酸化炭素排出量：コンクリート組成物１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg／コンクリート１ｍ３）。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類：表１に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のＰ−５
Ｐ−５：ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールＨＰ−１１Ｗ（マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩）
使用量：高炉スラグ組成物（比較例２８及び２９は高炉セメントＢ種）１００質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉スラグ組成物の種類：表８に記載したもの
＊１：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊２：ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊３：太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン（石灰系膨張材）
＊４：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３、ブレーン値３８５０cm２／ｇ）
【０１７２】
試験区分４（調製したコンクリート組成物の評価）
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
【０１７３】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に６０分間静置後のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ／練り混ぜ直後のスランプ）×１００で求めた。
・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例のコンクリート組成物を２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
【０１７４】
結果を表１１及び表１２にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて、コンクリート組成物１ｍ３を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【０１７５】
【表１１】
【０１７６】
【表１２】
【０１７７】
表１２において、
比較例１、２、６、７、２１〜２３及び２５〜２７：目標とする流動性（スランプ値）が得られなかったので測定しなかった。
【０１７８】
＜第４の弱アルカリコンクリート＞
次に、第４の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉セメントという場合がある。また、第１〜第３の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
【０１７９】
第４の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、セメントとして下記の高炉セメント（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉セメント比を２０〜６０％に調製し、また該高炉セメント１００質量部当たり、混和材の少なくとも一部として下記のＡ成分を０．１〜１．５質量部含有して成る。
【０１８０】
高炉セメント：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントとからなり、且つ該高炉スラグ微粉末を６０〜８０質量％及びポルトランドセメントを２０〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する高炉セメント。
【０１８１】
Ａ成分：下記の水溶性ビニル共重合体Ｐ及び下記の水溶性ビニル共重合体Ｑから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
水溶性ビニル共重合体Ｐ：分子中に下記の構成単位Ｘを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｙを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｚを０〜１０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｘ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｙ：分子中に５〜１５０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｚ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１８２】
水溶性ビニル共重合体Ｑ：分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを６０〜４０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜５００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｌ：マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｍ：分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１８３】
第４の弱アルカリコンクリートには、混和材の少なくとも一部として、適宜、下記のＢ成分を０．２〜４．０質量部、下記のＣ成分を０．１〜５．０質量部の割合で加えて含有してもよい。この場合、混和材の少なくとも一部として、下記Ｂ成分又は下記Ｃ成分を加えても良いし、下記Ｂ成分及び下記Ｃ成分を加えても良い。
Ｂ成分：乾燥収縮低減剤
Ｃ成分：凝結促進剤
【０１８４】
即ち、第４の弱アルカリコンクリートは、少なくとも結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を用い、結合材として特定の高炉セメントを含有し、また特定の混和剤を所定割合で含有して成るものである。かかる高炉セメントは、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を６０〜８０質量％及びポルトランドセメントを２０〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有するものである。
【０１８５】
結合材として用いる高炉セメント（水硬性セメント）は、前記の高炉スラグ微粉末を６０〜８０質量％及びポルトランドセメントを２０〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有するものであるが、前記の高炉スラグ微粉末を６４〜７６質量％及びポルトランドセメントを２４〜３６質量％（合計１００質量％）の割合で含有するものが好ましい。したがって、このコンクリート組成物において結合材として用いる高炉セメントには、ＪＩＳ−Ｒ５２１１の規格に適合する高炉セメントＣ種が含まれる。
【０１８６】
このコンクリート組成物は、水／高炉セメントの質量比を２０〜６０％に調製したものであるが、好ましくは２５〜５０％に調製したものとする。かかる質量比が６０％より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆にかかる質量比が２０％より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、水／高炉セメントの質量比は、（用いた水の質量／用いた高炉セメントの質量）×１００で求められるものである。
【０１８７】
また、コンクリート組成物は、混和材として、Ａ成分のセメント分散剤を含有している。この混和材には、Ｂ成分の乾燥収縮低減剤、Ｃ成分の凝結促進剤を適宜、加えて含有しても良い。この場合、混和材の少なくとも一部として、下記Ｂ成分又は下記Ｃ成分を加えても良いし、下記Ｂ成分及び下記Ｃ成分を加えても良い。
【０１８８】
Ａ成分のセメント分散剤は、水溶性ビニル共重合体Ｐ及び水溶性ビニル共重合体Ｑから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるものである。ここで水溶性ビニル共重合体Ｐは、分子中に下記の構成単位Ｘを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｙを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｚを０〜１０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００（ＧＰＣ法、プルラン換算、以下同じ）の水溶性ビニル共重合体である。
【０１８９】
構成単位Ｘ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｙ：分子中に５〜１５０個、好ましくは７〜９０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｚ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１９０】
Ａ成分のセメント分散剤として用いる前記の水溶性ビニル共重合体Ｐそれ自体は公知の方法で合成できる。例えば特開昭５８−７４５５２号公報、特開平１−２２６７５７号公報等に記載されている方法で合成できる。かかる水溶性ビニル共重合体Ｐからなるセメント分散剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．１〜１．５質量部、好ましくは０．２〜１．０質量部の割合とする。
【０１９１】
また水溶性ビニル共重合体Ｑは、分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを４０〜６０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜５００００の水溶性ビニル共重合体である。
【０１９２】
構成単位Ｌ：マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｍ：分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１９３】
Ａ成分のセメント分散剤として用いる前記の水溶性ビニル共重合体Ｑそれ自体は公知の方法で合成できる。例えば特開昭５７−１１８０５８号公報、特開２００５−１３２９５５号公報、特開２００８−２７３７６６号公報等に記載されている方法で合成できる。かかる水溶性ビニル共重合体Ｑからなるセメント分散剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．１〜１．５質量部、好ましくは０．２〜１．０質量部の割合とする。
【０１９４】
Ｂ成分の乾燥収縮低減剤としては、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルからなるものが好ましく、なかでもジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテルから選ばれる一つ又は二つ以上がより好ましい。かかる乾燥収縮低減剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．２〜４．０質量部、好ましくは０．６〜３．５質量部の割合とする。
【０１９５】
Ｃ成分の凝結促進剤としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩の他に、塩化カルシウム、亜硝酸塩、チオシアン酸塩、硫酸塩等が挙げられるが、なかでも、初期強度の増進効果において炭酸塩及び塩化カルシウムが好ましく、炭酸ナトリウムがより好ましい。かかる凝結促進剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．１〜５．０質量部、好ましくは０．３〜３．０質量部の割合とする。
【０１９６】
なお、粗骨材、細骨材等については、第１の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。
【０１９７】
以下、第４の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【０１９８】
(実施例)
試験区分１（Ａ成分のセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）の合成
メタクリル酸６０ｇ、メトキシポリ（オキシエチレン単位数が２３個、以下ｎ＝２３とする）エチレングリコールメタクリレート３００ｇ、メタリルスルホン酸ナトリウム５ｇ、３−メルカプトプロピオン酸６ｇ及び水４９０ｇを反応容器に仕込んだ後、４８％水酸化ナトリウム水溶液５８ｇを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて６０℃に保ち、過硫酸ナトリウムの２０％水溶液２５ｇを加えてラジカル重合反応を開始し、５時間反応を継続して反応を終了した。その後、４８％水酸化ナトリウム水溶液２４ｇを加えて反応物を完全中和し、水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位／メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位／メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位＝７０／２７／３（モル％）の割合で有する質量平均分子量が３１７００の水溶性ビニル共重合体であった。
【０１９９】
・水溶性ビニル共重合体（ａｐ−２）〜（ａｐ−４）及び（ａｐｒ−１）〜（ａｐｒ−４）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａｐ−２）〜（ａｐ−４）及び（ａｐｒ−１）〜（ａｐｒ−４）を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表１３にまとめて示した。
【０２００】
【表１３】
【０２０１】
表１３において、
構成単位Ｘ〜Ｚ：各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
Ｘ−１：メタクリル酸ナトリウム
Ｘ−２：メタクリル酸
Ｙ−１：メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレート
Ｙ−２：メトキシポリ（ｎ＝６８）エチレングリコールメタクリレート
Ｙ−３：メトキシポリ（ｎ＝９）エチレングリコールメタアクリレート
Ｚ−１：メタリルスルホン酸ナトリウム
Ｚ−２：アリルスルホン酸ナトリウム
Ｚ−３：メチルアクリレート
【０２０２】
・水溶性ビニル共重合体（ａｑ−１）の合成
無水マレイン酸９８ｇ及びα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン（ｎ＝３３）５１２ｇを反応容器に仕込み、攪拌しながら均一に溶解した後、反応容器内の雰囲気を窒素置換した。反応系の温度を温水中にて８０℃に保ち、アゾビスイソブチロニトリル３ｇを投入してラジカル重合反応を開始した。更にアゾビスイソブチロニトリル５ｇを分割投入し、ラジカル重合反応を４時間継続して反応を完結した。得られた共重合体に水を加えて加水分解して水溶性ビニル共重合体（ａｑ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａｑ−１）を分析したところ、マレイン酸から形成された構成単位／α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン（ｎ＝３３）から形成された構成単位＝５０／５０（モル比）の割合で有する質量平均分子量２３０００の水溶性ビニル共重合体であった。
【０２０３】
・水溶性ビニル共重合体（ａｑ−２）〜（ａｑ−４）及び（ａｑｒ−１）〜（ａｑｒ−４）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａｑ−１）の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａｑ−２）〜（ａｑ−４）及び（ａｑｒ−１）〜（ａｑｒ−４）を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表１４にまとめて示した。
【０２０４】
【表１４】
【０２０５】
表１４において、
構成単位Ｌ及びＭ：各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
Ｌ−１：マレイン酸
Ｌ−２：マレイン酸ナトリウム
Ｍ−１：α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン（ｎ＝３３）
Ｍ−２：α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン（ｎ＝６８）
Ｍ−３：α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン（ｎ＝３３）
Ｍ−４：α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン（ｎ＝２３）
【０２０６】
試験区分２（コンクリート組成物の調製）
実施例１〜２３
表１５に記載の配合番号の条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに、練混ぜ水（水道水）、高炉スラグ微粉末を６５％及び普通ポルトランドセメントを３５％（合計１００％）の割合で含有する高炉セメント（密度＝２．９９ｇ／cm３、粉末度４０２０cm２／ｇ）、細骨材（大井川水系産川砂、密度＝２．５８ｇ／cm３）、Ａ成分のセメント分散剤として水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）、Ｂ成分の乾燥収縮低減剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル（ｂ−１）、Ｃ成分の凝結促進剤として炭酸ナトリウム（ｃ−１）の各所定量を順次投入し、更に空気量調節剤（竹本油脂社製のＡＥ剤で、商品名ＡＥ−３００）を投入して、次に粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／cm３）を投入して６０秒間練り混ぜ、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％とした実施例１の水／高炉セメントの質量比が５０％のコンクリート組成物を調製した。同様の方法で、実施例２〜２３の水／高炉セメントの質量比が３０〜５０％のコンクリート組成物を調製した。
【０２０７】
比較例１〜２３
実施例１と同様の方法で比較例１〜２３の水／高炉セメントの質量比が４５〜５０％のコンクリート組成物を調製した。実施例も含め、以上の各例で調製したコンクリート組成物の内容を表１６にまとめて示した。
【０２０８】
【表１５】
【０２０９】
表１５において、
ｓ−１：高炉スラグ微粉末を６５％及び普通ポルトランドセメントを３５％（合計１００％）の割合で含有する高炉セメント（密度＝２．９９ｇ／cm３、粉末度４０２０cm２／ｇ）
ｓ−２：高炉スラグ微粉末を７０％及び普通ポルトランドセメントを３０％（合計１００％）の割合で含有する高炉セメント（密度＝２．９８ｇ／cm３、粉末度４０４０cm２／ｇ）
ｓ−３：高炉スラグ微粉末を７５質量％及び普通ポルトランドセメントを２５質量％（合計１００％）の割合で含有する高炉セメント（密度＝２．９６ｇ／cm３、粉末度４０５０cm２／ｇ）
ｓｒ−１：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３、粉末度３８５０cm２／ｇ）
【０２１０】
【表１６】
【０２１１】
表１６において、
添加量：高炉セメント１００質量部当たりの固形分質量部
＊１：リグニンスルホン酸塩を主成分とするセメント分散剤（竹本油脂社製の商品名チューポールＥＸ２０）
＊２：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩を主成分とするセメント分散剤（竹本油脂社製の商品名ポールファイン５１０ＡＮ）
＊３：メラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩を主成分とするセメント分散剤（竹本油脂社製の商品名ポールファインＭＦ）
ａｐ−１〜ａｐ−４及びａｐｒ−１〜ａｐｒ−４：表１３に記載したセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体
ａｑ−１〜ａｑ−４及びａｑｒ−１〜ａｑｒ−４：表１４に示したセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体
ｂ−１：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
ｂ−２：ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
ｃ−１：炭酸ナトリウム
ｃ−２：炭酸カリウム
ｃ−３：塩化カルシウム
【０２１２】
試験区分３（調製したコンクリート組成物の評価）
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各例のコンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
【０２１３】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に６０分間静置後のＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ／練り混ぜ直後のスランプ）×１００で求めた。
・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例のコンクリート組成物を２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
・二酸化炭素排出量：コンクリート組成物１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg／コンクリート１ｍ３）。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
【０２１４】
結果を表１７及び表１８にまとめて示した。各実施例のコンクリート組成物は、結合材として高炉セメントＢ種を用いた比較例２３に比べて、高炉スラグ微粉末の使用量が多い分だけコンクリート組成物１ｍ３を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、また調整したコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、更に得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【０２１５】
【表１７】
【０２１６】
【表１８】
【０２１７】
表１８において、
比較例４、１４〜１６及び１８〜２０：目標とする流動性（スランプ値）が得られなかったので測定しなかった。
【０２１８】
なお、以上説明した本実施形態に係る第二硬化体をまとめると以下のようになる。即ち、第１に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉スラグ組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を３〜１５質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
【０２１９】
第２に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉セメント組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉セメント組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉セメント組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を６０〜９０質量％、石膏を５〜２０質量％及びポルトランドセメントを５〜３５質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を１０〜３０質量部の割合で添加した高炉セメント組成物。
【０２２０】
第３に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉スラグ組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、アルカリ刺激材を０．５〜１．５質量部又は５〜４５質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
【０２２１】
第４に、第二硬化体は、少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、セメントとして下記の高炉セメント（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉セメントの質量比を２０〜６０％に調製し、また該高炉セメント１００質量部当たり、混和材の少なくとも一部として下記のＡ成分を０．１〜１．５質量部含有して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉セメント：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントとから成り、且つ該高炉スラグ微粉末を６０〜８０質量％及びポルトランドセメントを２０〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する高炉セメント。
Ａ成分：下記の水溶性ビニル共重合体Ｐ及び下記の水溶性ビニル共重合体Ｑから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
水溶性ビニル共重合体Ｐ：分子中に下記の構成単位Ｘを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｙを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｚを０〜１０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｘ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｙ：分子中に５〜１５０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｚ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
水溶性ビニル共重合体Ｑ：分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを６０〜４０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜５００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｌ：マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｍ：分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
なお、混和材の一部として、下記のＢ成分を０．２〜４．０質量部、下記のＣ成分を０．１〜５．０質量部の割合で含有しても良い。この場合、混和材の一部として、下記Ｂ成分又は下記Ｃ成分を加えても良いし、下記Ｂ成分及び下記Ｃ成分を加えても良い。
Ｂ成分：乾燥収縮低減剤
Ｃ成分：凝結促進剤
【０２２２】
以上、本発明の第１、第２実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０２２３】
１２ 構造物
１４ 柱（構造部材）
１４Ａ 第一柱部（第一硬化体）
１４Ｂ 第二柱部（第二硬化体）
１６ 梁（構造部材）
１８ 床（構造部材）
１８Ａ 第一床部（第一硬化体）
１８Ｂ 第二床部（第二硬化体）
２０ 柱鉄筋（鋼材）
２６ 鉄筋（鋼材）
３０ 柱（構造部材）
３０Ａ 第一柱部（第一硬化体）
３０Ｂ 第二柱部（第二硬化体）
３２ 柱鉄筋（鋼材）
４２ 床（構造部材）
４２Ａ 第一床部（第一硬化体）
４２Ｂ 第二床部（第二硬化体）
５０ 鉄筋（鋼材）
５４ 床（構造部材）
５４Ａ 第一床部（第一硬化体）
５４Ｂ 第二床部（第二硬化体）
６２Ａ 第一床部（第一硬化体）
６６ 床（構造部材）
６６Ａ 第一床部（第一硬化体）
６６Ｂ 第二床部（第二硬化体）
７２ 壁（構造部材）
７２Ａ 第一壁部（第一硬化体）
７２Ｂ 第二壁部（第二硬化体）
７４ 鉄筋（鋼材）
８２ 柱（構造部材）
８２Ａ 第一柱部（第一硬化体）
８２Ｂ 第二柱部（第二硬化体）
８６ 柱鉄筋（鋼材）
９２ 壁（構造部材）
９２Ａ 第一壁部（第一硬化体）
９２Ｂ 第二壁部（第二硬化体）
９４ 鉄筋（鋼材）
１１０ 構造部材
１１０Ａ 第一梁部（第一硬化体）
１１０Ｂ 第二梁部（第二硬化体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造部材、及び構造部材を有する構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、建築構造物では鉄筋コンクリートが多用されている。鉄筋コンクリートは、鉄筋及びコンクリートの複合材料である。このコンクリートは、水、セメント、骨材（細骨材、粗骨材）及び各種の混和材から構成されている。セメントには、石灰石、ケイ石等の原料を細かく砕いたものを、約１４５０℃の高温で焼成したポルトランドセメントが一般的に用いられる。
【０００３】
ここで、ポルトランドセメントの焼成には、多量のエネルギーを消費するだけでなく、焼成に伴って多量の二酸化炭素が発生するため、省エネ化や地球温暖化等への環境対策が求められている。
【０００４】
環境対策としては、高炉スラグ微粉末を用いた高炉セメント（ＪＩＳＲ５２１１）が知られている。この高炉セメントは、ポルトランドセメントの一部を高炉スラグ微粉末（高炉で銑鉄を製造する際に生成される副産物）で置換したものであり、高炉スラグ微粉末の分量によってＡ種（５〜３０質量％）、Ｂ種（３０〜６０質量％）、Ｃ種（６０〜７０質量％）に分類されている。このようにポルトランドセメントを高炉スラグ微粉末で置換することで、石灰石等の原料の消費量を削減することができ、更に、二酸化炭素の排出量を実質的に削減することができる。
【０００５】
しかしながら、ポルトランドセメントの分量を減らすと、ポルトランドセメントの水和反応によって生成される水酸化カルシウム等のアルカリ性物質が減少する。従って、高炉セメントを用いた鉄筋コンクリート造の構造部材では鉄筋等の鋼材が腐食し易く、鋼材腐食に伴う体積膨張によってひび割れの発生が懸念される。そのため、高炉セメント、特に高炉セメントＣ種は、柱や梁等の構造部材として利用し難いのが実情である。
【０００６】
一方、特許文献１には、大気中の二酸化炭素を吸収する二酸化炭素固定化構造部材が提案されている。この二酸化炭素固定化構造部材には、その内部へ大気を導く通気孔が形成されており、この通気孔から供給された大気中の二酸化炭素がコンクリートに吸収される。
【０００７】
ところで、二酸化炭素固定化構造部材中の水酸化カルシウムが二酸化炭素と反応すると炭酸カルシウムに変化し、アルカリ性が失われて鉄筋等の鋼材の防錆効果が低下してしまう。この対策として特許文献１の二酸化炭素固定化構造部材では、吸収された二酸化炭素と鉄筋付近の水酸化カルシウムが反応しないように、鋼材から離れた位置に上記の通気孔を形成している。そのため、大気中の二酸化炭素を二酸化炭素固定化構造部材に固定化しつつ、鋼材の腐食を抑制することができる。
【０００８】
この特許文献１は、大気中の二酸化炭素を二酸化炭素固定化構造部材に固定化することを目的とするため、通気孔の存在が前提となっている。また、二酸化炭素固定化構造部材はポルトランドセメントを用いて製造するため、その製造工程（ポルトランドセメントの焼成）において多量の二酸化炭素が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２４６３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の事実を考慮し、鋼材の腐食を抑制することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の構造部材は、鋼材が埋設された第一硬化体と、前記第一硬化体と一体化されると共に、該第一硬化体よりもアルカリ性が弱い第二硬化体と、を備えている。
【００１２】
上記の構成によれば、構造部材が、鋼材が埋設された第一硬化体と、当該第一硬化体と一体化された第二硬化体と、を備えている。
【００１３】
ここで、第二硬化体は、第一硬化体よりもアルカリ性が弱くなっている。従って、第二硬化体に埋設された鋼材は、第一硬化体に埋設された鋼材と比較して、鋼材が腐食し始めるまでの時間が短く、即ち、鋼材の寿命が短くなる傾向にある。そのため、本発明では、第二硬化体よりもアルカリ性が強い第一硬化体に鋼材を埋設している。従って、鋼材の表面に形成された不動態皮膜が保持され易くなるため、鋼材が腐食し始めるまでの時間が長くなる。よって、鋼材の長寿命化を図ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の構造部材は、請求項１に記載の構造部材において、前記第二硬化体が、高炉スラグ微粉末を６０質量％以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化したコンクリート硬化体、モルタル硬化体、又はグラウト硬化体である。
【００１５】
上記の構成によれば、第二硬化体が、高炉スラグ微粉末を６０質量％以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化したコンクリート硬化体、モルタル硬化体、又はグラウト硬化体とされている。高炉スラグ微粉末を多く含有することにより、石灰石等の原料の消費量を低減することができる。更に、石灰石等の原料の消費量が少なくなるため、石灰石の熱分解や燃焼による二酸化炭素の排出量を低減することができる。
【００１６】
請求項３に記載の構造部材は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、前記第一硬化体が、前記第二硬化体の周囲に配置されている。
【００１７】
上記の構成によれば、第二硬化体の周囲に、第一硬化体が配置されている。従って、第一硬化体の周囲に鋼材を配置することができ、構造部材の曲げ耐力を合理的に大きくすることができる。また、第一硬化体をプレキャスト化し、型枠（外殻プレキャスト型枠）として用いることで、現場での第二硬化体の型枠が不要となるため、施工性が向上する。
【００１８】
請求項４に記載の構造部材は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、前記第二硬化体が、前記第一硬化体の周囲に配置されている。
【００１９】
上記の構成によれば、第一硬化体の周囲に、第二硬化体が配置されている。ここで、第二硬化体をプレキャスト化し、型枠（外殻プレキャスト型枠）として用いることで、現場での第一硬化体の型枠が不要となるため、施工性が向上する。
【００２０】
また、第二硬化体が有効な仕上げとして機能するため（構造部材内へ浸透する酸素を低減する）、第一硬化体に埋設された鋼材の防錆効果を上げることができる。更に、第二硬化体はアルカリ性が弱いため、壁紙等の仕上げ材の接着性、耐久性を向上することができる。更にまた、第二硬化体で構造部材の表層を構成することで、植物を生育可能（植物と接触可能）な緑化コンクリートとして使用することができる。
【００２１】
請求項５に記載の構造部材は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、前記第二硬化体の内部に、棒状に形成された複数の前記第一硬化体が配置されている。
【００２２】
上記の構成によれば、第二硬化体の内部に、複数の第一硬化体が配置されている。この第一硬化体は棒状に形成されている。ここで、鋼材ごとに、又は複数の鋼材が密集する領域ごとに第二硬化体を設けることにより、効率的に鋼材を防錆することができる。
【００２３】
請求項６に記載の構造部材は、請求項１又は請求項２に記載の構造部材において、前記第一硬化体と前記第二硬化体とが対向して配置されている。
【００２４】
上記の構成によれば、第一硬化体と第二硬化体とが対向して配置されている。この構造部材には、例えば、床や壁等の面材が含まれる。ここで、構造部材で床を構成する場合、第一硬化体又は第二硬化体をプレキャスト化することにより、ハーフプレキャスト工法を用いることができる。また、構造部材で床や壁を構成する場合、対向する第一硬化体の間に第二硬化体を配置し、又は対向する第二硬化体の間に第一硬化体を配置して一体化することにより、いわゆるサンドイッチ構造とすることもできる。
【００２５】
請求項７に記載の構造物は、請求項１〜６の何れか１項に記載の構造部材を有している。
【００２６】
上記の構成によれば、請求項１〜６の何れか１項に記載の構造部材を有することで、鋼材の腐食を抑制しつつ、製造エネルギー及び二酸化炭素の排出量が低減された構造物を構築することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、上記の構成としたので、鋼材の腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る構造部材が適用された構造物を示す概略平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る柱を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る床を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る柱の変形例を示す断面図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る柱の変形例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る床を示す断面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る床の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る第二硬化体の変形例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る床の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る梁を示す断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態に係る床を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る壁を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る柱を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る石組造の壁を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る構造部材について説明する。図１は、構造物１２の一部を示す概略平面図であり、第１実施形態に係る構造部材としての柱１４、梁１６、床１８が示されている。
【００３０】
先ず、柱１４の構成について説明する。なお、梁１６は柱１４と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００３１】
図２の断面図に示されるように、柱１４は、第二柱部（第二硬化体）１４Ｂと、この第二柱部１４Ｂの周囲（外周）に配置された第一柱部（第一硬化体）１４Ａと、を備えた複合構造とされている。これらの第一柱部１４Ａ及び第二柱部１４Ｂによって、柱１４の部材断面（柱１４の材軸に垂直な断面）が構成されている。
【００３２】
第一柱部１４Ａは、普通コンクリートで角形の環状に形成されており、その内部に柱鉄筋（鋼材）２０及びせん断補強筋２２が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。第一柱部１４Ａの内周壁には、第二柱部１４Ｂとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッター２４が複数形成されている。なお、コッター２４の形状は、三角系、台形、半円形等の種々の形状から選択することができる。また、凹状に限らず、凸状のコッターを形成しても良い。
【００３３】
なお、普通コンクリートとは、ポルトランドセメント、又は高炉スラグ微粉末を主成分（高炉スラグ微粉末の含有量が６０質量％未満）とした水硬性セメントに、水、混和材料、骨材（細骨材、粗骨材）等を混ぜ合わせ、水との水和反応によって硬化したコンクリートである。ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種のポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の各種の混合セメントを用いることができる。また、石膏、石灰を適宜添加することもできる。
【００３４】
第一柱部１４Ａで囲まれた空間（空洞部）には、第二柱部１４Ｂが配置されている。第二柱部１４Ｂは、第一柱部１４Ａを構成する普通コンクリートよりもアルカリ性が弱いコンクリート硬化体（以下、「弱アルカリコンクリート」という）で角柱状に形成されている。この第二柱部１４Ｂは、第一柱部１４Ａと一体化されており、柱１４に作用する各種の応力（曲げ応力、せん断応力、軸力等）に対して第一柱部１４Ａと協同で抵抗可能とされている。なお、弱アルカリコンクリートについては後述する。
【００３５】
次に、床１８の構成について説明する。
【００３６】
床１８は、図３の断面図に示されるように、上下方向に対向する一対の第一床部（第一硬化体）１８Ａと、第一床部１８Ａの間に配置された第二床部（第二硬化体）１８Ｂと、を備えている。これらの第一床部１８Ａ及び第二床部１８Ｂによって、床１８の部材断面が構成されている。なお、構造部材が床や壁のような面材の場合、その部材断面とは、面材の表面と直交する方向（面材の厚さ方向）の断面を指すものとする。
【００３７】
第一床部１８Ａは、普通コンクリートで板状に形成されており、その内部に鉄筋（鋼材）２６及びせん断補強筋２８が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。これらの第一床部１８Ａの対向面には、第二床部１８Ｂとの付着性を高めるための凹状のコッター２９が間隔を置いて複数形成されている。
【００３８】
対向する第一床部１８Ａの間には、第二床部１８Ｂが配置されている。即ち、第二床部１８Ｂは、上下の第一床部１８Ａのそれぞれに対向して配置されている。第二床部１８Ｂは、第一床部１８Ａを構成する普通コンクリートよりもアルカリ性が弱い弱アルカリコンクリートで板状に形成されている。この第二床部１８Ｂは、第一床部１８Ａと一体化されており、床１８に作用する各種の応力に対して第一床部１８Ａと協同で抵抗可能とされている。
【００３９】
次に、第１実施形態に係る構造部材の作用について説明する。
【００４０】
建築構造物ではコンクリートが多用されており、我が国のセメント（ポルトランドセメント）の年間生産量は、約６０００〜７０００万ｔに昇っている。このポルトランドセメントの製造時に発生する二酸化炭素は、１ｔ当たりの焼成エネルギーで約３５０ｋｇ／ｔ、原材料の石灰石から約４５０ｋｇ／ｔ、合計約７５０ｋｇ／ｔと非常に膨大な量となっており、我が国の産業分野全体の約４％を占めている。そこで、近年の省エネルギー化や地球温暖化等の環境対策として、高炉で銑鉄を製造した際に副産物として生成される高炉スラグを用いたセメントが提案されている。具体的には、高炉セメント、高硫酸塩スラグセメント等が挙げられる。これらのセメントは、ポルトランドセメントを高炉スラグ微粉末で置換することにより、ポルトランドセメントの主材料となる石灰石、ケイ石等の原料の消費量を削減すると共に、石灰石等の焼成時に発生する二酸化炭素の排出量を実質的に削減している。
【００４１】
更に、高炉スラグ微粉末に、石膏を添加すると共に、高炉スラグ微粉末のアルカリ反応を促進させるアルカリ刺激材として、再生コンクリート微粉末を用いることで、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等の工業材料の消費量を削減している。
【００４２】
しかしながら、ポルトランドセメントの分量を減らすと、ポルトランドセメントの水和反応によって生成される水酸化カルシウム等のアルカリ性物質が減少する。従って、これらの高炉セメントＣ種、高硫酸塩スラグセメント等を用いた鉄筋コンクリート造の構造部材は、普通コンクリートと比較して中性化が速く、鉄筋等の鋼材の表面に形成された不動態皮膜が破壊され易い。従って、鋼材が腐食し始めるまでの時間が短くなり、鋼材の寿命が短くなる。また、鋼材が腐食すると、その体積膨張によって構造部材のひび割れ等が懸念される。従って、構造部材として利用し難いのが実情である。
【００４３】
この対策として、本実施形態では、柱１４に第一柱部１４Ａ及び第二柱部１４Ｂを設け、この第一柱部１４Ａに柱鉄筋２０、せん断補強筋２２等の鋼材を埋設している。第一柱部１４Ａは普通コンクリートで構成されており、強いアルカリ性（例えば、ＰＨ値１２以上）を呈している。従って、柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２の表面に形成された不動態皮膜が保持され易く、これらの柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２が腐食し始めるまでの時間が長くなる。よって、柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２の長寿命化を図ることができると共に、腐食に伴う第一柱部１４Ａのひび割れ等を抑制することができる。
【００４４】
一方、第一柱部１４Ａで囲まれた空間（空洞部）には、第二柱部１４Ｂが配置されている。この第二柱部１４Ｂを弱アルカリコンクリート（ＰＨ値１２未満）で構成することで、二酸化炭素の排出量、及び製造エネルギーを実質的に低減しつつ、従来の鉄筋コンクリート造の構造部材と同等の強度、耐力を備える柱１４を構築することができる。なお、床１８についても、同様に作用、効果を得ることができる。
【００４５】
また、第一柱部１４Ａをプレキャスト化することにより、型枠（外殻プレキャスト型枠）として用いることができる。これにより、第二柱部１４Ｂの型枠を省略することができるため、施工性が向上する。具体的には、プレキャスト化された第一柱部１４Ａを設置し、この第一柱部１４Ａ内に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを流し込み、第二柱部１４Ｂを形成する。なお、柱１４全体をプレキャスト化しても良いし、第一柱部１４Ａ及び第二柱部１４Ｂを現場で施工しても良いことは勿論である。
【００４６】
また、本実施形態では、第二柱部１４Ｂの周囲に第一柱部１４Ａを配置したことにより、即ち、第二柱部１４Ｂの周囲に柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２を配置したことにより、柱１４に作用する曲げ応力に対して、柱鉄筋２０及びせん断補強筋２２が効率的に抵抗する。従って、柱１４の曲げ耐力を合理的に大きくすることができる。
【００４７】
次に、第１実施形態に係る構造部材の変形例について説明する。
【００４８】
図４には、円柱状（丸柱）に形成された柱３０の断面が示されている。柱３０は、第二柱部（第二硬化体）３０Ｂと、この第二柱部３０Ｂの周囲に配置された第一柱部（第一硬化体）３０Ａと、を備えた複合構造とされている。これらの第一柱部３０Ａ及び第二柱部３０Ｂによって、柱３０の部材断面（柱３０の材軸に垂直な断面）が構成されている。
【００４９】
第一柱部３０Ａは、普通コンクリートで円形の環状に形成されており、その内部に柱鉄筋（鋼材）３２及びせん断補強筋３４が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。なお、図示を省略するが、第一柱部３０Ａの内周壁に、第二柱部３０Ｂとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッターを形成しても良い。
【００５０】
第一柱部３０Ａで囲まれた空間（空洞部）には、第二柱部３０Ｂが配置されている。第二柱部３０Ｂは、弱アルカリコンクリートで円柱状に形成されている。この第二柱部３０Ｂは、第一柱部３０Ａと一体化されており、柱１４に作用する各種の応力に対して第一柱部１４Ａと協同で抵抗可能とされている。
【００５１】
ここで、柱３０は、一般的な遠心成形を用いて製造することができる。具体的には、先ず、柱３０の外形を模った円形形枠（不図示）内に、柱鉄筋３２及びせん断補強筋３４を設置し、硬化する前の普通コンクリートを打設する。次に、図示せぬモータ等の駆動源を用いて円形型枠を回転させ、遠心力によって普通コンクリートを円形型枠の内周壁に付着させる。この状態で普通コンクリートを硬化させ、中空状（円筒状）の第一柱部３０Ａを形成する。
【００５２】
次に、第一柱部３０Ａで囲まれた空間（空洞部）に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを打設し、第二柱部３０Ｂを形成すると共に、第二柱部３０Ｂと第一柱部３０Ａを一体化させる。このように遠心成形を用いて柱３０を製造することができる。なお、第一柱部３０Ａのみを工場等で製造し（プレキャスト化）、現場で第二柱部３０Ｂを打設しても良い。
【００５３】
また、アルカリ性含浸材で弱アルカリコンクリートにアルカリ性を付与し、第一柱部３０Ａを形成することも可能である。具体的には、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の断面図に示されるように、先ず、円形型枠３６の内周壁にケイ酸、リチウム等のアルカリ性含浸材３８を塗布しておく。次に、円形型枠３６内に、柱鉄筋３２及びせん断補強筋３４を配置し、硬化する前の弱アルカリコンクリート４０を円形型枠３６内に打設する。
【００５４】
ここで、円形型枠３６の内周壁に塗布されたアルカリ性含浸材３８が弱アルカリコンクリート４０内へ浸透する。これにより、柱鉄筋３２及びせん断補強筋３４が配置された柱３０の表層部にアルカリ性が付与され、防錆効果を有する第一柱部３０Ａが形成される。なお、円形型枠３６は、型枠部３６Ａと型枠部３６Ｂと組み合わせた割型枠とされており、脱型し易くなっている。
【００５５】
このように、弱アルカリコンクリート４０に事後的にアルカリ性含浸材３８でアルカリ性を付与することにより、柱鉄筋３２及びせん断補強筋３４の腐食を抑制しつつ、普通コンクリートを省略することができる。従って、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量を実質的に削減することができる。
【００５６】
次に、本発明の第２実施形態に係る構造部材について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に適宜省略して説明する。
【００５７】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には、構造部材としての床４２の断面図が示されている。床４２は、第一床部（第一硬化体）４２Ａ（図６（Ｂ）参照）と、この第一床部４２Ａの周囲に配置された第二床部（第二硬化体）４２Ｂと、備えた複合構造とされている。
【００５８】
第二床部４２Ｂは、弱アルカリコンクリートで板状に形成されており、内部に埋設された複数のシース管４４によって空洞部４５が形成されている。シース管４４は鋼製で円筒形状に形成された中空部材とされており、その外周面に防錆材としてのエポキシ樹脂塗料４６が塗布されている。なお、シース管４４は中空であれば良く、角形でも良い。また、防錆材としては、例えば、鉛系錆止め（鉛丹、ジンクロメート、シアナミド鉛、亜酸化鉛）、ジンクリッチペイント錆止め、各種のメッキ（ステンレスメッキ、亜鉛メッキ）等を用いることができる。ただし、防錆材は適宜、省略可能である。
【００５９】
シース管４４は、床４２の上面又は下面に沿って所定の間隔で床４２に埋設されており、せん断補強筋４８によって補強されている。このシース管４４内の空間（空洞部４５）には、図６（Ｂ）に示されるように、鉄筋（鋼材）５０が配置されると共に、防錆充填材としてのアルカリ性グラウト５２が充填されている。このアルカリ性グラウト５２は、アルカリ性が強く（例えば、ＰＨ値１２以上）、防錆効果を有している。これらの鉄筋５０及びアルカリ性グラウト５２によって、棒状の第一床部４２Ａが構成されている。なお、防錆充填材としては、グラウト、モルタル等のアルカリ性を有するセメント系充填材を用いることができる。また、せん断補強筋４８には、エポキシ樹脂塗料等によって防錆処理を適宜施しても良い。
【００６０】
次に、第２実施形態に係る構造部材の作用について説明する。
【００６１】
床４２は、第一床部４２Ａ及び第二床部４２Ｂを備え、第二床部４２Ｂに埋設されたシース管４４内に、第一床部４２Ａが設けられている。第一床部４２Ａは、鉄筋５０とこの鉄筋５０の表面を覆うアルカリ性グラウト５２によって構成されている。このアルカリ性グラウト５２によって鉄筋５０の表面に形成された不動態皮膜が保持され易くなるため、鉄筋５０の腐食が抑制され、鉄筋５０の長寿命化を図ることができる。
【００６２】
このように、アルカリ性グラウト５２で鉄筋５０の表面を覆うことにより、鉄筋５０の腐食を抑制しつつ、第二床部４２Ｂを弱アルカリコンクリートで形成することができる。従って、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量が実質的に低減された床４２を構築することができる。
【００６３】
また、第二床部４２Ｂをプレキャスト化することにより、施工性を向上させることができる。即ち、第二床部４２Ｂにシース管４４を埋設して空洞部４５を形成したことにより、現場において鉄筋５０を容易に配置することができる。また、シース管４４内にアルカリ性グラウト５２を充填することにより、簡単な施工で床４２を構築することができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、第二床部４２Ｂにシース管４４を埋設して空洞部４５を形成したがこれに限らない。第二床部４２Ｂに鉄筋５０を配置可能な空間（空洞部）を形成できれば良く、例えば、床の軽量化を図るためのボイドと同様の施工方法を用いて、空洞部を形成しても良い。
【００６５】
具体的には、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、床５４には複数のボイド５６が形成されている。このボイド５６の施工方法としては、例えば、第二床部５４Ｂを製造する際に、型枠内に発砲スチロールを配置し、第二床部５４Ｂが硬化した後に当該発砲スチロールを溶解させる方法や、型枠内に中空状の弾性チューブに気体（例えば、空気）を圧入して膨張させたものを配置し、第二床部５４Ｂが硬化した後に当該弾性チューブから気体を抜いて撤去する方法等が挙げられる。なお、弾性チューブの表面には、剥離材等を適宜塗布し、撤去し易いようにしても良い。また、気体に替えて弾性チューブ内に液体（例えば、水）等を圧入して膨張させても良い。
【００６６】
図７（Ｂ）の断面図に示されるように、ボイド５６内には、鉄筋５０が配置されると共に、アルカリ性グラウト５２が充填される。これにより、棒状の第一床部５４Ａが形成される。このように、ボイド５６を用いて第一床部５４Ａを形成することができる。なお、図７（Ｂ）に示す構成では、全てのボイド５６内に、第一床部５４Ａを形成したが、必ずしも全てのボイド５６内に第一床部５４Ａを形成する必要はない。第一床部５４Ａを形成せずに、ボイド５６の本来の目的である床５４の軽量化を図っても良い。
【００６７】
更に、第一床部をプレキャスト化しても良い。図８には、プレキャスト化された棒状の第一床部（第一硬化体）６２Ａが示されている。この第一床部６２Ａは、鉄筋５０と、この鉄筋５０の表面を覆うアルカリ性グラウト５２と、を備えており、工場において鉄筋５０とアルカリ性グラウト５２とが一体化された状態で製造される。この第一床部６２Ａは、一般的な型枠工法や、図５において説明した遠心成形等を利用して製造される。なお、アルカリ性グラウト５２の外周面には、第二床部（不図示）との付着性、一体性を高めるための螺旋状の突起６４が形成されている。なお、突起６４は螺旋状に限定されず、異形鉄筋と同様のリブや節などの凹凸でも良い。また、突起６４は適宜省略可能である。
【００６８】
このように、第一床部６２Ａをプレキャスト化することで、現場において第一床部６２Ａを設置し、第一床部６２Ａの周囲に、硬化する前の弱アルカリコンクリートを打設することで、床を構築することができる。従って、施工性が向上する。
【００６９】
また、図９に示されるように、アルカリ性グラウト５２の外周面に溝を形成し、この溝に沿ってせん断補強筋４８を配置しても良い。これにより、容易にせん断補強筋４８を配筋できると共に、せん断補強筋４８と第一床部６２Ａとの一体性を高めることができる。
【００７０】
更に、上記実施形態は、柱、梁、壁、ブレース等の種々の構造部材に適用可能である。例えば、図１０の断面図には、構造部材としての梁１１０が示されている。梁１１０は、第一梁部（第一硬化体）１１０Ａと、第二梁部（第二硬化体）１１０Ｂと、を備えている。
【００７１】
第二梁部１１０Ｂは、弱アルカリコンクリートで角柱状に形成されており、内部に複数（図１０では、４つ）のシース管４４が埋設されている。このシース管４４は、梁１１０の四隅に埋設されており、せん断補強筋４８によって補強されている。このシース管４４内には、鉄筋（鋼材）５０が配置されると共に、防錆充填材としてのアルカリ性グラウト５２が充填されている。これらの鉄筋５０及びアルカリ性グラウト５２によって、第一梁部１１０Ａが構成されている。このように、本実施形態は、構造部材としての梁１１０にも適用することができる。
【００７２】
更に、ハーフプレキャスト工法を用いて構造部材を構築することも可能である。例えば、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）には、ハーフプレキャスト工法が適用された床６６の断面図が示されている。なお、図１１（Ａ）は、第一床部６６Ａを構築する前の状態が示されている。
【００７３】
床６６は、第一床部（第一硬化体）６６Ａと、第二床部（第二硬化体）６６Ｂと、を備えた複合構造とされている。第二床部６６Ｂは、プレキャスト化されており、弱アルカリコンクリートで板状に形成されている。第二床部６６Ｂの内部には、複数のボイド６８が形成されると共に、ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼棒からなるＰＣ鋼材７０が埋設されている。このＰＣ鋼材７０にはエポキシ樹脂塗料等で防錆処理が施されており、張力が付与された状態で第二床部６６Ｂに埋設されている。これにより、第二床部６６Ｂに圧縮力（プレストレス）が導入されている。なお、ボイド６８及びＰＣ鋼材７０は適宜省略可能である。
【００７４】
プレキャスト化された第二床部６６Ｂの上には、現場において鉄筋５０及びせん断補強筋４８が設置されると共に、普通コンクリートが打設される。これにより、板状の第一床部６６Ａが形成されると共に、第一床部６６Ａと第二床部６６Ｂとが一体化される。このようにハーフプレキャスト工法を用いることにより、施工性を向上させることができる。
【００７５】
なお、上記第１、第２実施形態では、構造部材としての柱１４、梁１６、床１８、４２、５４、６２、６６について説明したがこれに限らない。第１、第２実施形態は、種々の構造部材に適用可能であり、例えば、ブレース又は壁に適用することができる。
【００７６】
例えば、図１２には、第２実施形態が適用された壁（構造部材）７２の断面図が示されている。壁７２は、水平方向に対向する一対の第一壁部（第一硬化体）７２Ａと、これらの第一壁部７２Ａの間に配置された第二壁部（第二硬化体）７２Ｂと、を備えた複合構造とされている。これらの第一壁部７２Ａ及び第二壁部７２Ｂによって、壁７２の部材断面（壁７２の表面と直交する断面）が構成されている。
【００７７】
第一壁部７２Ａは、普通コンクリートで板状に形成されており、その内部に鉄筋（鋼材）７４及びせん断補強筋７６が埋設された鉄筋コンクリート造とされている。これらの第一壁部７２Ａの対向面には、第二壁部７２Ｂとの付着性、一体性を高めるための凹状のコッター７８が所定の間隔で複数形成されている。また、対向する第一壁部７２Ａ同士は、鉄筋、ＰＣ鋼線、又はＰＣ鋼棒からなる連結鋼材８０で連結されている。この連結鋼材８０によって、第一壁部７２Ａを型枠（外殻プレキャスト型枠）として用いる際に、対向する第一壁部７２Ａが外側へ倒れないようになっている。
【００７８】
対向する第一壁部７２Ａの間には、第二壁部７２Ｂが配置されている。即ち、第二壁部７２Ｂは、左右の第一壁部７２Ａのそれぞれに、対向して配置されている。第二壁部７２Ｂは弱アルカリコンクリートで構成されている。この第二壁部７２Ｂは、第一壁部７２Ａと一体化されており、壁７２に作用する各種の応力に対して第一壁部７２Ａと協同で抵抗可能とされている。
【００７９】
このように、第一壁部７２Ａ及び第二壁部７２Ｂで壁７２を構成することにより、鉄筋７４の腐食を抑制しつつ、製造エネルギー、及び二酸化炭素の排出量が実質的に低減された壁７２を構築することができる。また、第一壁部７２Ａをプレキャスト化し、型枠として使用することで、第二壁部７２Ｂの型枠が不要となるため、施工性が向上する。更に、対向する第一壁部７２Ａ同士を連結鋼材８０で連結することで、第一壁部７２Ａの安定化を図ることができ、第一壁部７２Ａが外側へ倒れることを防止することができる。
【００８０】
なお、第１実施形態では、柱１４に２つの第一柱部１４Ａ、第二柱部１４Ｂを設けたがこれに限らず、第一柱部１４Ａと第二柱部１４Ｂとを適宜組み合わせて柱１４を構成することができる。例えば、図２に示す構成において、第一柱部１４Ａの周囲に、更に第二柱部１４Ｂ、第一柱部１４Ａを交互に配置し、複数層（３層以上）の層構造としても良い。また、図３に示す床１８も同様に、第一床部１８Ａに、更に第二床部１８Ｂ、第一床部１８Ａを交互に対向配置し、複数層（４層以上）の層構造（積層構造）としても良い。
【００８１】
また、例えば、図１３に示されるように、第一柱部８２Ａの周囲に第二柱部８２Ｂを配置しても良い。具体的には、柱（構造部材）８２は、第一柱部（第一硬化体）８２Ａと、この第一柱部８２Ａの周囲に配置された第二柱部（第二硬化体）８２Ｂと、を備えた複合構造とされている。
【００８２】
第二柱部８２Ｂは、弱アルカリコンクリートで角形の環状に構成されている。第二柱部８２Ｂの内周壁には、第一柱部８２Ａとの付着性、一体性を高めるためのコッター８４が複数形成されている。第二柱部８２Ｂで囲まれた空間（空洞部）には、第一柱部８２Ａが配置されている。第一柱部８２Ａは、普通コンクリートで構成されており、その内部に柱鉄筋８６（鋼材）及びせん断補強筋８８が配置されている。
【００８３】
ここで、第二柱部８２Ｂは、普通コンクリートと同等の耐久性能を有し、有効な仕上げとしての役割を担うことができるため、柱鉄筋８６及びせん断補強筋８８の腐食を抑制することができる。また、第二柱部８２Ｂはアルカリ性が弱く、壁紙等の仕上げ材の接着性、耐久性を向上することができる。更に、第二柱部８２Ｂで柱８２の表層を構成することにより、柱８２を緑化コンクリートとして使用することができる。図３に示す床１８も同様に、対向する第二床部１８Ｂの間に、第一床部１８Ａを配置して良い。
【００８４】
更に、弱アルカリコンクリートでコンクリートブロックを形成しても良い。図１４には、複数のコンクリートブロック（第二硬化体）９０を積み上げて構成した組石造の壁９２が示されている。コンクリートブロック９０は、弱アルカリコンクリートで構成されており、対向する一対の表面材９０Ａと、これらの表面材９０Ａを繋ぐ連結材９０Ｂと、を備えている。これらのコンクリートブロック９０を積み上げることにより、壁９２の第二壁部９２Ｂが形成されている。また、コンクリートブロック９０内には、鉄筋（鋼材）９４が配置されると共に、普通コンクリート９６が打設されており、これらの鉄筋９４及び普通コンクリート９６によって、壁９２の第一壁部９２Ａが形成されている。
【００８５】
ここで、コンクリートブロック９０は運搬等が容易であると共に、型枠として使用できる。従って、施工性が向上する。なお、コンクリートブロック造に限らず、補強コンクリートブロック造にも適用することができる。
【００８６】
また、上記第１、第２実施形態では、第二柱部１４Ｂ、第二床部１８Ｂ等の第二硬化体を弱アルカリコンクリート（コンクリート硬化体）で形成したが、普通コンクリートよりもアルカリ性が弱いモルタル硬化体又はグラウト硬化体で形成しても良い。また、第二柱部１４Ｂ、第二床部１８Ｂ等の第二硬化体に、鉄粉、鉄繊維、炭素繊維、竹繊維等の繊維補強材を混ぜ合わせて補強しても良い。この補強によって、ひび割れの低減効果、靭性の向上が期待できる。また、張力が付与された状態のＰＣ線、ＰＣ鋼棒等からなるＰＣ鋼材を埋設し、圧縮力（プレストレス）を導入しても良い。この際、ＰＣ鋼材には、エポキシ樹脂塗料等によって防錆処理を施すことが望ましい。
【００８７】
更に、上記第１、第２実施形態において、鉄筋、せん断補強等は各構造部材に求められる強度に応じて適宜配置可能である。
【００８８】
また、上記第１、第２実施形態に係る構造部材は、梁、柱、床、壁、ブレース、コンクリートブロック、レンガ等の種々の構造部材に適用可能であり、例えば、梁に適用した場合は、当該梁自体が本発明の権利範囲に含まれる。更には、現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、これらの構造部材は、構造物の一部に用いても良いし、構造物の全てに用いても良い。更に、種々の構造の新築構造物や改修構造物に適用することができる。なお、構造物とは、建築構造物、及び土木構造物（例えば、橋梁、ダムなど）を含む概念である。
【００８９】
＜第二硬化体＞
次に、第二硬化体（弱アルカリコンクリート（コンクリート硬化体）、モルタル硬化体、グラウト硬化体）について説明する。
【００９０】
第二硬化体には、高炉スラグ微粉末を６０質量％以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化した硬化体である。この水硬性セメントとしては、例えば、高炉スラグセメントＣ種、高硫酸塩スラグセメントや、高炉スラグ微粉末に、石膏、及びアルカリ刺激材を添加したものを用いることができる。このように、高炉スラグ微粉末が６０質量％と高い含有率を占める水硬性セメントを用いることにより、セメント製造時における二酸化炭素の排出量を抜本的に削減することができる。
【００９１】
第二硬化体としては、コンクリート硬化体、モルタル硬化体、グラウト硬化体が挙げられる。弱アルカリコンクリートは、前述の水硬性セメント、水、細骨材、粗骨材、混和材料等を含有する組成物が、水硬性セメントの水和反応によって硬化したものである。モルタル硬化体は前述の水硬性セメント、水、細骨材（砂）等を含有し、グラウト硬化体は前述の水硬性セメント、水を含有し、何れも水硬性セメントの水和反応によって硬化した硬化体である。
【００９２】
従来、用いる高炉スラグ微粉末の粉末度や置換率がコンクリート組成物に及ぼす影響について報告されている（例えば、「高炉スラグ微粉末を用いたコンクリートの技術の現状」、日本建築学会編、１９９２年、３頁）。ここでは、普通ポルトランドセメントに対する高炉スラグ微粉末の使用量が多くなると、普通ポルトランドセメント単独使用に比べて、初期強度が低下し、中性化が早くなり、乾燥収縮が大きくなる等、コンクリート物性のマイナス傾向が顕著になることが報告されている。別に、かかる高炉スラグ微粉末等に加えて各種の混和材を用いたいくつかの提案も報告されている（例えば、特開昭６２−１５８１４６号公報、特開昭６３−２８４２号公報、特開平１−１６７２６７号公報、特開平１０−１１４５５５号公報、特開２０００−１４３３２６号公報、特開２００３−３０６３５９号公報、特開２００５−２８１１２３号公報、特開２００７−２１７１９７号公報、特開２００７−２９７２２６号公報）。しかし、これらの従来提案には実際のところ、高炉スラグ微粉末の使用量を多くすると、１）良好な施工性を確保できない、２）硬化体の乾燥収縮率を抑えることが難しい、３)硬化体の圧縮強度の低下が大きい等、何らかの点で重大な支障をきたすという問題がある。
【００９３】
これに対して、以下に説明する本実施形態に係る第二硬化体は、高炉スラグ微粉末の使用割合を高くすることにより二酸化炭素の排出量を抑制しつつ、１）調製したコンクリート組成物の経時的な流動性の低下や空気量の低下を抑えて良好な施工性を確保すること、２）得られる第二硬化体の乾燥収縮率が高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて大きくならないようにすること、３）得られる第二硬化体の必要な強度を発現すること、以上の１）〜３）の基本的な諸性能を同時に発現することができる。
なお、第二硬化体は、普通コンクリートと比較して中性化速度が速く、鉄筋等の防錆作用を呈する期間が短くなる傾向があるが、上記実施形態に係る構造部材では、普通コンクリートで形成された第一硬化体に防錆されるべき鋼材等を設けている。従って、第二硬化体の中性化を抑制することは特に必要としない。
【００９４】
以下、第二硬化体として、弱アルカリコンクリートの具体例を挙げて説明する。以下に説明する弱アルカリコンクリートは、建設現場で打設されるコンクリート組成物としてだけでなく、コンクリート製品工場で加工される二次製品用のコンクリート組成物としても適用できる。
【００９５】
＜第１の弱アルカリコンクリート＞
先ず、第１の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉スラグ組成物という場合がある。
【００９６】
第１の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成る。
【００９７】
高炉スラグ組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を３〜１５質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
【００９８】
即ち、コンクリート組成物は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。本発明のコンクリート組成物は結合材として特定の高炉スラグ組成物を用いたものであり、かかる高炉スラグ組成物は、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を３〜１５質量部の割合で添加したものである。
【００９９】
高炉スラグ微粉末は、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇのものを使用するが、好ましくは３０００〜８０００cm２／ｇのものを使用し、より好ましくは３５００〜６５００cm２／ｇのものを使用する。粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの範囲を外れたものを使用すると、調製したコンクリート組成物の流動性が悪くなったり、得られる硬化体の強度発現が低下したりする。なお、粉末度はブレーン法（ＪＩＳ Ｒ ５２０１（１９９７年）による比表面積で表したものである。また、粉末度は、高炉水砕スラグを粉砕する時の粉砕方法、粉砕条件や粉砕後の分級により制御することができる。
【０１００】
また石膏としては、無水石膏、二水石膏、半水石膏が挙げられるが、無水石膏が好ましい。無水石膏としては、それを９０質量％以上の純度で含有するものであれば使用でき、天然無水石膏や副産無水石膏等を使用できる。粉末度は、３０００〜８０００cm２／ｇのものが好ましく、３５００〜６５００cm２／ｇのものがより好ましい。
【０１０１】
再生コンクリート微粉末としては、粉末度が２０００〜７０００cm２／ｇのものを使用するのが好ましい。また水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％のものを使用するが、好ましくは６〜１２質量％のものを使用する。解体コンクリートから分離する方法は特に限定されず、これには例えば、破砕機を用いて破砕する方法や破砕物どうしを機械ですりもむ方法が挙げられる。
【０１０２】
解体コンクリートから分離された再生コンクリート微粉末は、例えば、解体コンクリートから粗骨材や細骨材を取り除くことにより得ることができる。このとき解体コンクリートから分離された粗骨材や細骨材も再生品として使用することができる。
解体コンクリートから分離した再生コンクリート微粉末であって、水酸化カルシウムを上記の含有率で含む再生コンクリート微粉末を得る手段としては、機械擦りもみ方式が好ましく、機械擦りもみ方式のなかでは偏心ロータ方式がより好ましい。以下、このような再生コンクリート微粉末の製造方法について説明する。
【０１０３】
本実施形態における好ましい再生コンクリート微粉末は、加熱を行わない機械擦りもみ方式により製造されることが、製造時の二酸化炭素の削減及び得られる微粉末の品質にばらつきがないという観点から好適である。特に、偏心ロータ方式や遊星ミル等の機械擦りもみ装置で製造する際に、機械すりもみプロセスを密閉された空間内で行い、空間内の空気中のＣＯ２を除去する方法、或いは、チッソガスなどの不活性ガスを封入する方法をとることで、処理中の炭酸化による水酸化カルシウム含有率の減少を抑制した再生コンクリート微粉末は本発明における如き、アルカリ刺激材として使用するのに最適な水酸化カルシウム含有率の微粉末を得ることができる。
【０１０４】
他方、解体コンクリート塊をジョークラッシャーやインペラーブレーカー等の破砕機を用いて破砕する方法においては、骨材とモルタル・ぺーストが同時に破砕されるため、再生コンクリート微粉末中に骨材粉が多くなり易く、また、微粉中の骨材粉とモルタル・ぺースト粉の比率もコンクリートの配（調）合によっては相当変化することとなり、高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激材として用いるには、品質のコントロールが極めて困難であり、また、加熱と機械擦りもみによって骨材を取り出す加熱すりもみ方式で製造した微粉末は骨材粉が少なく、アルカリ刺激材として適しているものの、加熱によって解体コンクリート中の水和物が変化する懸念があり、また、製造エネルギーが大きくなり、セメント製造時のＣＯ２を削減するという観点からも好適とは言い難い。
【０１０５】
細骨材としては、公知の川砂、砕砂、山砂等を使用でき、粗骨材としては、公知の川砂利、砕石、軽量骨材等を使用できる。
【０１０６】
このコンクリート組成物では、水／高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製するが、好ましくは３５〜５５％に調製する。かかる質量比が６０％より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆に、かかる質量比が３０％より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、水／高炉スラグ組成物の質量比は、（用いた水の質量／用いた高炉スラグ組成物の質量）×１００で求められるものである。
【０１０７】
混和材としては、従来公知のコンクリート用に用いられるものが挙げられる。これには例えば、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等が挙げられる。このコンクリート組成物では、セメント分散剤と乾燥収縮低減剤を、またセメント分散剤と膨張材を、更にはセメント分散剤と乾燥収縮低減剤と膨張材を混和材として使用することができる。
【０１０８】
セメント分散剤としては、リグニンスルホン酸塩、グルコン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩、メラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩、ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体等が挙げられる。なかでも、セメント分散剤としては、ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体が好ましく、その構成単位の種類や組成比率及び分子量等の適切なポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体がより好ましい。かかるポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体としては、メタクリル酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ共重合体（例えば特開昭５８−７４５５２号公報、特開平１−２２６７５７号公報等に記載されているもの）、またマレイン酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ共重合体（例えば特開昭５７−１１８０５８号公報、特開昭６３−２８５１４０号公報、特開２００５−１３２９５６号公報等に記載されているもの）が挙げられるが、そのなかでもセメント分散剤としては、メタクリル酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ水溶性ビニル共重合体がより好ましく、分子中に下記の構成単位Ａを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｂを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｃを０〜１０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００（ＧＰＣ法、プルラン換算、以下同じ）の水溶性ビニル共重合体が特に好ましい。
【０１０９】
構成単位Ａ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｂ：分子中に５〜１５０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｃ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１１０】
以上説明したポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤それ自体は公知の方法で合成できる。それがメタクリル酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ共重合体の場合は、例えば特開昭５８−７４５５２号公報、特開平１−２２６７５７号公報等に記載されている方法で合成でき、またマレイン酸（塩）から形成された単位を構成単位にもつ共重合体の場合は、例えば特開昭５７−１１８０５８号公報、特開２００５−１３２９５６号公報、特開２００８−２７３７６６号公報等に記載されている方法で合成できる。これらのポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤の使用量は、高炉スラグ組成物１００質量部当たり、０．１〜１．５質量部の割合とするのが好ましい。
【０１１１】
乾燥収縮低減剤としては、公知のものを使用でき、特に限定されないが、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルからなる乾燥収縮低減剤が好ましく、なかでもジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテルから選ばれるものが好ましい。かかる乾燥収縮低減剤の使用量は、高炉スラグ組成物１００質量部当たり、０．２〜４．０質量部の割合とするのが好ましい。
【０１１２】
膨張材としては、公知のものを使用でき、大別してカルシウムスルホアルミネート系のものと石灰系のものとの２種類が挙げられる。いずれも水和反応によりエトリンガイト及び水酸化カルシウムを生成して膨張する無機系の混和材であり、コンクリート用膨張材として、ＪＩＳ−Ａ６２０２の規格を満足するものが好ましい。かかる膨張材の使用量は、コンクリート組成物１ｍ３当たり、１０〜２５kgの割合とするのが好ましい。
【０１１３】
以下、第１の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【０１１４】
(実施例)
試験区分１（水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）の合成
メタクリル酸６０ｇ、メトキシポリ（オキシエチレン単位数が２３個、以下ｎ＝２３とする）エチレングリコールメタクリレート３００ｇ、メタリルスルホン酸ナトリウム５ｇ、３−メルカプトプロピオン酸４ｇ及び水４９０ｇを反応容器に仕込んだ後、４８％水酸化ナトリウム水溶液５８ｇを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて６０℃に保ち、過硫酸ナトリウムの２０％水溶液２５ｇを加えてラジカル重合反応を開始し、５時間反応を継続して反応を終了した。その後、４８％水酸化ナトリウム水溶液２３ｇを加えて反応物を完全中和し、メタクリル酸塩から形成された単位を構成単位にもつポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位／メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位／メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位＝７０／２７／３（モル％）の割合で有する質量平均分子量が３３８００の水溶性ビニル共重合体であった。
【０１１５】
・水溶性ビニル共重合体（ｐ−２）〜（ｐ−４）及び（ｐｒ−１）〜（ｐｒ−４）の合成
水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ｐ−２）〜（ｐ−４）及び（ｐｒ−１）〜（ｐｒ−４）を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表１にまとめて示した。
【０１１６】
【表１】
【０１１７】
表１において、
構成単位Ａ〜Ｃ：各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
Ａ−１：メタクリル酸ナトリウム
Ａ−２：メタクリル酸
Ｂ−１：メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレート
Ｂ−２：メトキシポリ（ｎ＝６８）エチレングリコールメタクリレート
Ｂ−３：メトキシポリ（ｎ＝９）エチレングリコールメタアクリレート
Ｃ−１：メタリルスルホン酸ナトリウム
Ｃ−２：アリルスルホン酸ナトリウム
Ｃ−３：メチルアクリレート
【０１１８】
試験区分２（高炉スラグ組成物の調製）
表２に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏、再生コンクリート微粉末を混合して高炉スラグ組成物を調製し、高炉スラグ組成物（Ｓ−１）〜（Ｓ−４）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−５）を得た。
【０１１９】
【表２】
【０１２０】
表２において、
ｓｇ−１：粉末度が４１００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−２：粉末度が５９００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−３：粉末度が１０２０cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｇｐ−１：粉末度が４１５０cm２／ｇの無水石膏
ｇｐ−２：粉末度が５８００cm２／ｇの無水石膏
ｒｃ−１：粉末度が５８６０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が９．２％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−２：粉末度が４６２０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が６．５％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−３：粉末度が４３５０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が１．５％の再生コンクリート微粉末
【０１２１】
試験区分３（コンクリート組成物の調製）
実施例１〜１６
表３に記載の配合条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水（水道水）、高炉スラグ組成物、細骨材（大井川水系産川砂、密度＝２．５８ｇ／cm３）の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤（竹本油脂社製のＡＥ剤、商品名ＡＥ−３００）を投入し、４５秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／cm３）の所定量を投入し、６０秒間練り混ぜて、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％とした水／高炉スラグ組成物比が４５％又は４０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１２２】
比較例１〜１２
表３に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水／高炉スラグ組成物比が４５％のコンクリート組成物を調製した。
【０１２３】
比較例１３及び１４
表３に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントＢ種を用いた水／高炉スラグ組成物比が４５％又は５０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１２４】
【表３】
【０１２５】
表３において、
二酸化炭素排出量：コンクリート組成物１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg／コンクリート１ｍ３）。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類：表１に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のＰ−５
Ｐ−５：ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールＨＰ−１１Ｗ（マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩）
使用量：高炉スラグ組成物１００質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉スラグ組成物の種類：表２に記載したもの
＊１：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊２：ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊３：太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン（石灰系膨張材）
＊４：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３、ブレーン値３８５０cm２／ｇ）
【０１２６】
試験区分４（調製したコンクリート組成物の評価）
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
【０１２７】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に６０分間静置後のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ／練り混ぜ直後のスランプ）×１００で求めた。
・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例のコンクリート組成物を２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
【０１２８】
結果を表４にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて、コンクリート１ｍ３を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
表４において、
比較例２、３及び１０〜１２：目標とする流動性（スランプ値）が得られなかったので測定しなかった。
【０１３１】
＜第２の弱アルカリコンクリート＞
次に、第２の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉セメント組成物という場合がある。また、第１の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
【０１３２】
第２の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉セメント組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉セメント組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成る。
【０１３３】
高炉セメント組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を６０〜９０質量％、石膏を５〜２０質量％及びポルトランドセメントを５〜３５質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を１０〜３０質量部の割合で添加した高炉セメント組成物。
【０１３４】
即ち、第２の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。このコンクリート組成物は結合材として特定の高炉セメント組成物を用いたものであり、かかる高炉セメント組成物は、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を６０〜９０質量％、石膏を５〜２０質量％及びポルトランドセメントを５〜３５質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を１０〜３０質量部の割合で添加したものである。
【０１３５】
ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等が挙げられるが、汎用の普通ポルトランドセメントが好ましい。
【０１３６】
また、コンクリート組成物では、水／高炉セメント組成物の質量比を３０〜６０％に調製するが、好ましくは３５〜５５％に調製する。かかる質量比が６０％より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆に、かかる質量比が３０％より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、本発明において水／高炉セメント組成物の質量比は、（用いた水の質量／用いた高炉セメント組成物の質量）×１００で求められるものである。
【０１３７】
混和材としては、従来公知のコンクリート用に用いられるものが挙げられる。これには例えば、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等が挙げられる。このコンクリート組成物では、セメント分散剤と乾燥収縮低減剤を組み合せて、またセメント分散剤と膨張材を、更にはセメント分散剤と乾燥収縮低減剤と膨張材を組み合せて混和材として使用することができ、第１の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。
【０１３８】
なお、再生コンクリート微粉末、粗骨材、細骨材については、第１の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。
【０１３９】
以下、第２の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【０１４０】
(実施例)
試験区分１（水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）〜（ｐ−４）及び（ｐｒ−１）〜（ｐｒ−４）は、第１の弱アルカリコンクリートの実施例で示したものと同様の方法で合成を合成した。合成した各水溶性ビニル共重合体の内容は表１と同様である。
【０１４１】
試験区分２（高炉セメント組成物の調製）
表５に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏、ポルトランドセメント及び再生コンクリート微粉末を混合して高炉セメント組成物を調製し、高炉セメント組成物（Ｓ−１）〜（Ｓ−５）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−６）を得た。
【０１４２】
【表５】
【０１４３】
表５において、
ｓｇ−１：粉末度が４１００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−２：粉末度が５９００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−３：粉末度が１０２０cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｇｐ−１：粉末度が４１５０cm２／ｇの無水石膏
ｇｐ−２：粉末度が５８００cm２／ｇの無水石膏
ｐｃ−１：普通ポルトランドセメント
ｐｃ−２：早強ポルトランドセメント
ｒｃ−１：粉末度が５８６０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が９．２％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−２：粉末度が４６２０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が６．５％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−３：粉末度が４３５０cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が１．５％の再生コンクリート微粉末
ｒｃ−４：、粉末度が１２００cm２／ｇ且つ水酸化カルシウム含有率が６．１％の再生コンクリート微粉末
【０１４４】
試験区分３（コンクリート組成物の調製）
実施例１〜１７
表６に記載の配合条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水（水道水）、高炉セメント組成物、細骨材（大井川水系産川砂、密度＝２．５８ｇ／cm３）の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤（竹本油脂社製のＡＥ剤、商品名ＡＥ−３００）を投入し、４５秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／cm３）の所定量を投入し、６０秒間練り混ぜて、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％とした水／高炉セメント組成物比が４５％又は４０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１４５】
比較例１〜１３
表６に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水／高炉セメント組成物比が４５％のコンクリート組成物を調製した。
【０１４６】
比較例１４及び１５
表６に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントＢ種を用いた水／高炉セメント組成物比が４５％又は５０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１４７】
【表６】
【０１４８】
表６において、
二酸化炭素排出量：コンクリート組成物１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg／コンクリート１ｍ３）。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類：表５に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のＰ−５
Ｐ−５：ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールＨＰ−１１Ｗ（マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩）
使用量：高炉セメント組成物１００質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉セメント組成物の種類：表９に記載したもの
＊１：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊２：ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊３：太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン（石灰系膨張材）
＊４：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３、ブレーン値３８５０cm２／ｇ）
【０１４９】
試験区分４（調製したコンクリート組成物の評価）
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
【０１５０】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に６０分間静置後のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ／練り混ぜ直後のスランプ）×１００で求めた。
・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例のコンクリート組成物を２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
【０１５１】
結果を表７にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて、コンクリート１ｍ３を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【０１５２】
【表７】
【０１５３】
表７において、
比較例２、３及び１１〜１３：目標とする流動性（スランプ値）が得られなかったので測定しなかった。
【０１５４】
＜第３の弱アルカリコンクリート＞
次に、第３の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉スラグ組成物という場合がある。また、第１、第２の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
【０１５５】
第３の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成る。
【０１５６】
高炉スラグ組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、アルカリ刺激材を０．５〜１．５質量部又は５〜４５質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
【０１５７】
即ち、第３の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るものである。このコンクリート組成物は結合材として特定の高炉スラグ組成物を用いたものであり、かかる高炉スラグ組成物は、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、アルカリ刺激材を０．５〜１．５質量部又は５〜４５質量部の割合で添加したものである。
【０１５８】
アルカリ刺激材としては、水酸化カルシウム、生石灰、軽焼マグネシア、軽焼ドロマイト、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、再生コンクリート微粉末等が挙げられる。なかでも、アルカリ刺激材としては、水と接触したときに徐々に水酸化カルシウムを生成する性質を持つアルカリ刺激材が好まく、かかる性質を有するアルカリ刺激材として、ポルトランドセメントが好ましい。ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられるが、汎用の普通ポルトランドセメントが好ましい。
【０１５９】
このコンクリート組成物では、水／高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製するが、好ましくは３５〜５５％に調製する。かかる質量比が６０％より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆にかかる質量比が３０％より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、本発明において水／高炉スラグ組成物の質量比は、（用いた水の質量／用いた高炉スラグ組成物の質量）×１００で求められるものである。
【０１６０】
なお、再生コンクリート微粉末、粗骨材、細骨材、混和材等については、第１の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。
【０１６１】
以下、第３の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【０１６２】
(実施例)
試験区分１（水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ｐ−１）〜（ｐ−４）及び（ｐｒ−１）〜（ｐｒ−４）は、第１の弱アルカリコンクリートの実施例で示したものと同様の方法で合成を合成した。合成した各水溶性ビニル共重合体の内容は表１と同様である。
【０１６３】
試験区分２（高炉スラグ組成物の調製）
表８に記載の調合条件で、高炉スラグ微粉末、無水石膏及びアルカリ刺激材を混合して高炉スラグ組成物を調製し、高炉スラグ組成物（Ｓ−１）〜（Ｓ−１０）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１０）を得た。
【０１６４】
【表８】
【０１６５】
表８において、
ｓｇ−１：粉末度が４１００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−２：粉末度が５９００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｓｇ−３：粉末度が１０２０cm２／ｇの高炉スラグ微粉末
ｇｐ−１：粉末度が４１５０cm２／ｇの無水石膏
ｇｐ−２：粉末度が５８００cm２／ｇの無水石膏
ｒｃ−１：普通ポルトランドセメント
ｒｃ−２：早強ポルトランドセメント
【０１６６】
試験区分３（コンクリート組成物の調製）
実施例１〜３６
表９に記載の配合条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに、練り混ぜ水（水道水）、高炉スラグ組成物、細骨材（大井川水系産川砂、密度＝２．５８ｇ／cm３）の各所定量を投入し、またセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、膨張材等の混和材の各所定量を投入して、更に空気量調節剤（竹本油脂社製のＡＥ剤、商品名ＡＥ−３００）を投入し、４５秒間練り混ぜた。最後に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／cm３）の所定量を投入し、６０秒間練り混ぜて、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％とした水／高炉スラグ組成物の質量比が４５％又は４０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１６７】
比較例１〜２７
表１０に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、水／高炉スラグ組成物の質量比が４５％のコンクリート組成物を調製した。
【０１６８】
比較例２８及び２９
表１０に記載の配合条件で、実施例と同様な練り混ぜ方法により、高炉セメントＢ種を用いた水／高炉セメントの質量比が４５％又は５０％のコンクリート組成物を調製した。
【０１６９】
【表９】
【０１７０】
【表１０】
【０１７１】
表９、表１０において、
二酸化炭素排出量：コンクリート組成物１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg／コンクリート１ｍ３）。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
セメント分散剤の種類：表１に記載した水溶性ビニル共重合体又は下記のＰ−５
Ｐ−５：ポリカルボン酸系の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤として、竹本油脂社製の商品名チューポールＨＰ−１１Ｗ（マレイン酸とα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンとの共重合体塩）
使用量：高炉スラグ組成物（比較例２８及び２９は高炉セメントＢ種）１００質量部当たりの、セメント分散剤、乾燥収縮低減剤又は膨張材の固形分としての質量部
高炉スラグ組成物の種類：表８に記載したもの
＊１：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊２：ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
＊３：太平洋マテリアル社製の商品名が太平洋ハイパーエクスパン（石灰系膨張材）
＊４：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３、ブレーン値３８５０cm２／ｇ）
【０１７２】
試験区分４（調製したコンクリート組成物の評価）
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各コンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
【０１７３】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に６０分間静置後のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ／練り混ぜ直後のスランプ）×１００で求めた。
・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例のコンクリート組成物を２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
【０１７４】
結果を表１１及び表１２にまとめて示した。各実施例で調製したコンクリート組成物は、高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて、コンクリート組成物１ｍ３を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、またコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【０１７５】
【表１１】
【０１７６】
【表１２】
【０１７７】
表１２において、
比較例１、２、６、７、２１〜２３及び２５〜２７：目標とする流動性（スランプ値）が得られなかったので測定しなかった。
【０１７８】
＜第４の弱アルカリコンクリート＞
次に、第４の弱アルカリコンクリートについて説明する。なお、ここでは、弱アルカリコンクリートをコンクリート組成物といい、水硬性セメントを高炉セメントという場合がある。また、第１〜第３の弱アルカリコンクリートと同じものは適宜省略して説明する。
【０１７９】
第４の弱アルカリコンクリートは、少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、セメントとして下記の高炉セメント（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉セメント比を２０〜６０％に調製し、また該高炉セメント１００質量部当たり、混和材の少なくとも一部として下記のＡ成分を０．１〜１．５質量部含有して成る。
【０１８０】
高炉セメント：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントとからなり、且つ該高炉スラグ微粉末を６０〜８０質量％及びポルトランドセメントを２０〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する高炉セメント。
【０１８１】
Ａ成分：下記の水溶性ビニル共重合体Ｐ及び下記の水溶性ビニル共重合体Ｑから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
水溶性ビニル共重合体Ｐ：分子中に下記の構成単位Ｘを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｙを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｚを０〜１０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｘ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｙ：分子中に５〜１５０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｚ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１８２】
水溶性ビニル共重合体Ｑ：分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを６０〜４０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜５００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｌ：マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｍ：分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１８３】
第４の弱アルカリコンクリートには、混和材の少なくとも一部として、適宜、下記のＢ成分を０．２〜４．０質量部、下記のＣ成分を０．１〜５．０質量部の割合で加えて含有してもよい。この場合、混和材の少なくとも一部として、下記Ｂ成分又は下記Ｃ成分を加えても良いし、下記Ｂ成分及び下記Ｃ成分を加えても良い。
Ｂ成分：乾燥収縮低減剤
Ｃ成分：凝結促進剤
【０１８４】
即ち、第４の弱アルカリコンクリートは、少なくとも結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を用い、結合材として特定の高炉セメントを含有し、また特定の混和剤を所定割合で含有して成るものである。かかる高炉セメントは、粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を６０〜８０質量％及びポルトランドセメントを２０〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有するものである。
【０１８５】
結合材として用いる高炉セメント（水硬性セメント）は、前記の高炉スラグ微粉末を６０〜８０質量％及びポルトランドセメントを２０〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有するものであるが、前記の高炉スラグ微粉末を６４〜７６質量％及びポルトランドセメントを２４〜３６質量％（合計１００質量％）の割合で含有するものが好ましい。したがって、このコンクリート組成物において結合材として用いる高炉セメントには、ＪＩＳ−Ｒ５２１１の規格に適合する高炉セメントＣ種が含まれる。
【０１８６】
このコンクリート組成物は、水／高炉セメントの質量比を２０〜６０％に調製したものであるが、好ましくは２５〜５０％に調製したものとする。かかる質量比が６０％より大きいと、得られる硬化体の乾燥収縮が大きくなり過ぎたり、強度の低下が著しくなる。逆にかかる質量比が２０％より小さいと、調製したコンクリート組成物の流動性や空気量の経時的な低下が大きくなり、施工性が低下する。尚、水／高炉セメントの質量比は、（用いた水の質量／用いた高炉セメントの質量）×１００で求められるものである。
【０１８７】
また、コンクリート組成物は、混和材として、Ａ成分のセメント分散剤を含有している。この混和材には、Ｂ成分の乾燥収縮低減剤、Ｃ成分の凝結促進剤を適宜、加えて含有しても良い。この場合、混和材の少なくとも一部として、下記Ｂ成分又は下記Ｃ成分を加えても良いし、下記Ｂ成分及び下記Ｃ成分を加えても良い。
【０１８８】
Ａ成分のセメント分散剤は、水溶性ビニル共重合体Ｐ及び水溶性ビニル共重合体Ｑから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるものである。ここで水溶性ビニル共重合体Ｐは、分子中に下記の構成単位Ｘを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｙを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｚを０〜１０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００（ＧＰＣ法、プルラン換算、以下同じ）の水溶性ビニル共重合体である。
【０１８９】
構成単位Ｘ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｙ：分子中に５〜１５０個、好ましくは７〜９０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｚ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１９０】
Ａ成分のセメント分散剤として用いる前記の水溶性ビニル共重合体Ｐそれ自体は公知の方法で合成できる。例えば特開昭５８−７４５５２号公報、特開平１−２２６７５７号公報等に記載されている方法で合成できる。かかる水溶性ビニル共重合体Ｐからなるセメント分散剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．１〜１．５質量部、好ましくは０．２〜１．０質量部の割合とする。
【０１９１】
また水溶性ビニル共重合体Ｑは、分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを４０〜６０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜５００００の水溶性ビニル共重合体である。
【０１９２】
構成単位Ｌ：マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｍ：分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
【０１９３】
Ａ成分のセメント分散剤として用いる前記の水溶性ビニル共重合体Ｑそれ自体は公知の方法で合成できる。例えば特開昭５７−１１８０５８号公報、特開２００５−１３２９５５号公報、特開２００８−２７３７６６号公報等に記載されている方法で合成できる。かかる水溶性ビニル共重合体Ｑからなるセメント分散剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．１〜１．５質量部、好ましくは０．２〜１．０質量部の割合とする。
【０１９４】
Ｂ成分の乾燥収縮低減剤としては、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルからなるものが好ましく、なかでもジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテルから選ばれる一つ又は二つ以上がより好ましい。かかる乾燥収縮低減剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．２〜４．０質量部、好ましくは０．６〜３．５質量部の割合とする。
【０１９５】
Ｃ成分の凝結促進剤としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩の他に、塩化カルシウム、亜硝酸塩、チオシアン酸塩、硫酸塩等が挙げられるが、なかでも、初期強度の増進効果において炭酸塩及び塩化カルシウムが好ましく、炭酸ナトリウムがより好ましい。かかる凝結促進剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．１〜５．０質量部、好ましくは０．３〜３．０質量部の割合とする。
【０１９６】
なお、粗骨材、細骨材等については、第１の弱アルカリコンクリートと同様のものを使用することができる。
【０１９７】
以下、第４の弱アルカリコンクリートの構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、当該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
【０１９８】
(実施例)
試験区分１（Ａ成分のセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）の合成
メタクリル酸６０ｇ、メトキシポリ（オキシエチレン単位数が２３個、以下ｎ＝２３とする）エチレングリコールメタクリレート３００ｇ、メタリルスルホン酸ナトリウム５ｇ、３−メルカプトプロピオン酸６ｇ及び水４９０ｇを反応容器に仕込んだ後、４８％水酸化ナトリウム水溶液５８ｇを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて６０℃に保ち、過硫酸ナトリウムの２０％水溶液２５ｇを加えてラジカル重合反応を開始し、５時間反応を継続して反応を終了した。その後、４８％水酸化ナトリウム水溶液２４ｇを加えて反応物を完全中和し、水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位／メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位／メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位＝７０／２７／３（モル％）の割合で有する質量平均分子量が３１７００の水溶性ビニル共重合体であった。
【０１９９】
・水溶性ビニル共重合体（ａｐ−２）〜（ａｐ−４）及び（ａｐｒ−１）〜（ａｐｒ−４）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａｐ−２）〜（ａｐ−４）及び（ａｐｒ−１）〜（ａｐｒ−４）を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表１３にまとめて示した。
【０２００】
【表１３】
【０２０１】
表１３において、
構成単位Ｘ〜Ｚ：各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
Ｘ−１：メタクリル酸ナトリウム
Ｘ−２：メタクリル酸
Ｙ−１：メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレート
Ｙ−２：メトキシポリ（ｎ＝６８）エチレングリコールメタクリレート
Ｙ−３：メトキシポリ（ｎ＝９）エチレングリコールメタアクリレート
Ｚ−１：メタリルスルホン酸ナトリウム
Ｚ−２：アリルスルホン酸ナトリウム
Ｚ−３：メチルアクリレート
【０２０２】
・水溶性ビニル共重合体（ａｑ−１）の合成
無水マレイン酸９８ｇ及びα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン（ｎ＝３３）５１２ｇを反応容器に仕込み、攪拌しながら均一に溶解した後、反応容器内の雰囲気を窒素置換した。反応系の温度を温水中にて８０℃に保ち、アゾビスイソブチロニトリル３ｇを投入してラジカル重合反応を開始した。更にアゾビスイソブチロニトリル５ｇを分割投入し、ラジカル重合反応を４時間継続して反応を完結した。得られた共重合体に水を加えて加水分解して水溶性ビニル共重合体（ａｑ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａｑ−１）を分析したところ、マレイン酸から形成された構成単位／α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン（ｎ＝３３）から形成された構成単位＝５０／５０（モル比）の割合で有する質量平均分子量２３０００の水溶性ビニル共重合体であった。
【０２０３】
・水溶性ビニル共重合体（ａｑ−２）〜（ａｑ−４）及び（ａｑｒ−１）〜（ａｑｒ−４）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａｑ−１）の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａｑ−２）〜（ａｑ−４）及び（ａｑｒ−１）〜（ａｑｒ−４）を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の内容を表１４にまとめて示した。
【０２０４】
【表１４】
【０２０５】
表１４において、
構成単位Ｌ及びＭ：各構成単位を形成することとなる単量体で表示した。
Ｌ−１：マレイン酸
Ｌ−２：マレイン酸ナトリウム
Ｍ−１：α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン（ｎ＝３３）
Ｍ−２：α−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレン（ｎ＝６８）
Ｍ−３：α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン（ｎ＝３３）
Ｍ−４：α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレン（ｎ＝２３）
【０２０６】
試験区分２（コンクリート組成物の調製）
実施例１〜２３
表１５に記載の配合番号の条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに、練混ぜ水（水道水）、高炉スラグ微粉末を６５％及び普通ポルトランドセメントを３５％（合計１００％）の割合で含有する高炉セメント（密度＝２．９９ｇ／cm３、粉末度４０２０cm２／ｇ）、細骨材（大井川水系産川砂、密度＝２．５８ｇ／cm３）、Ａ成分のセメント分散剤として水溶性ビニル共重合体（ａｐ−１）、Ｂ成分の乾燥収縮低減剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル（ｂ−１）、Ｃ成分の凝結促進剤として炭酸ナトリウム（ｃ−１）の各所定量を順次投入し、更に空気量調節剤（竹本油脂社製のＡＥ剤で、商品名ＡＥ−３００）を投入して、次に粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／cm３）を投入して６０秒間練り混ぜ、目標スランプが１８±１cm、目標空気量が４．５±１％とした実施例１の水／高炉セメントの質量比が５０％のコンクリート組成物を調製した。同様の方法で、実施例２〜２３の水／高炉セメントの質量比が３０〜５０％のコンクリート組成物を調製した。
【０２０７】
比較例１〜２３
実施例１と同様の方法で比較例１〜２３の水／高炉セメントの質量比が４５〜５０％のコンクリート組成物を調製した。実施例も含め、以上の各例で調製したコンクリート組成物の内容を表１６にまとめて示した。
【０２０８】
【表１５】
【０２０９】
表１５において、
ｓ−１：高炉スラグ微粉末を６５％及び普通ポルトランドセメントを３５％（合計１００％）の割合で含有する高炉セメント（密度＝２．９９ｇ／cm３、粉末度４０２０cm２／ｇ）
ｓ−２：高炉スラグ微粉末を７０％及び普通ポルトランドセメントを３０％（合計１００％）の割合で含有する高炉セメント（密度＝２．９８ｇ／cm３、粉末度４０４０cm２／ｇ）
ｓ−３：高炉スラグ微粉末を７５質量％及び普通ポルトランドセメントを２５質量％（合計１００％）の割合で含有する高炉セメント（密度＝２．９６ｇ／cm３、粉末度４０５０cm２／ｇ）
ｓｒ−１：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／cm３、粉末度３８５０cm２／ｇ）
【０２１０】
【表１６】
【０２１１】
表１６において、
添加量：高炉セメント１００質量部当たりの固形分質量部
＊１：リグニンスルホン酸塩を主成分とするセメント分散剤（竹本油脂社製の商品名チューポールＥＸ２０）
＊２：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩を主成分とするセメント分散剤（竹本油脂社製の商品名ポールファイン５１０ＡＮ）
＊３：メラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩を主成分とするセメント分散剤（竹本油脂社製の商品名ポールファインＭＦ）
ａｐ−１〜ａｐ−４及びａｐｒ−１〜ａｐｒ−４：表１３に記載したセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体
ａｑ−１〜ａｑ−４及びａｑｒ−１〜ａｑｒ−４：表１４に示したセメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体
ｂ−１：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
ｂ−２：ジプロピレングリコールジエチレングリコールモノブチルエーテル
ｃ−１：炭酸ナトリウム
ｃ−２：炭酸カリウム
ｃ−３：塩化カルシウム
【０２１２】
試験区分３（調製したコンクリート組成物の評価）
調製した各例のコンクリート組成物について、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求めた。また各例のコンクリート組成物から得た硬化体について、乾燥収縮率及び圧縮強度を下記のように求めた。
【０２１３】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のコンクリート組成物及び更に６０分間静置後のＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（cm）：空気量の測定と同時に、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ／練り混ぜ直後のスランプ）×１００で求めた。
・乾燥収縮率：ＪＩＳ−Ａ１１２９に準拠し、各例のコンクリート組成物を２０℃×６０％ＲＨの条件下で保存した材齢２６週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のコンクリート組成物について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
・二酸化炭素排出量：コンクリート組成物１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg／コンクリート１ｍ３）。但し、石膏及び再生コンクリート微粉末の製造に必要なエネルギーに由来する二酸化炭素の排出量を除いて計算した値
【０２１４】
結果を表１７及び表１８にまとめて示した。各実施例のコンクリート組成物は、結合材として高炉セメントＢ種を用いた比較例２３に比べて、高炉スラグ微粉末の使用量が多い分だけコンクリート組成物１ｍ３を製造するための二酸化炭素の排出量が少なく、また調整したコンクリート組成物の経時的な流動性に優れ、更に得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６よりも小さく、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【０２１５】
【表１７】
【０２１６】
【表１８】
【０２１７】
表１８において、
比較例４、１４〜１６及び１８〜２０：目標とする流動性（スランプ値）が得られなかったので測定しなかった。
【０２１８】
なお、以上説明した本実施形態に係る第二硬化体をまとめると以下のようになる。即ち、第１に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉スラグ組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を３〜１５質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
【０２１９】
第２に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉セメント組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉セメント組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉セメント組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を６０〜９０質量％、石膏を５〜２０質量％及びポルトランドセメントを５〜３５質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、解体コンクリートから分離した水酸化カルシウム含有率が３〜１５質量％の再生コンクリート微粉末を１０〜３０質量部の割合で添加した高炉セメント組成物。
【０２２０】
第３に、第二硬化体は、少なくとも、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、結合材として下記の高炉スラグ組成物（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉スラグ組成物の質量比を３０〜６０％に調製して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉スラグ組成物：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末を８０〜９５質量％及び石膏を５〜２０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する混合物１００質量部当たり、アルカリ刺激材を０．５〜１．５質量部又は５〜４５質量部の割合で添加した高炉スラグ組成物。
【０２２１】
第４に、第二硬化体は、少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有して成るコンクリート組成物であって、セメントとして下記の高炉セメント（水硬性セメント）を用い、且つ水／該高炉セメントの質量比を２０〜６０％に調製し、また該高炉セメント１００質量部当たり、混和材の少なくとも一部として下記のＡ成分を０．１〜１．５質量部含有して成るコンクリート組成物が硬化してなる。
高炉セメント：粉末度が３０００〜１３０００cm２／ｇの高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントとから成り、且つ該高炉スラグ微粉末を６０〜８０質量％及びポルトランドセメントを２０〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有する高炉セメント。
Ａ成分：下記の水溶性ビニル共重合体Ｐ及び下記の水溶性ビニル共重合体Ｑから選ばれる一つ又は二つ以上の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
水溶性ビニル共重合体Ｐ：分子中に下記の構成単位Ｘを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｙを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｚを０〜１０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｘ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｙ：分子中に５〜１５０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｚ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチルアクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
水溶性ビニル共重合体Ｑ：分子中に下記の構成単位Ｌを４０〜６０モル％及び下記の構成単位Ｍを６０〜４０モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量２０００〜５００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｌ：マレイン酸から形成された構成単位及びマレイン酸塩からから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｍ：分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−メチル−ポリオキシエチレンから形成された構成単位及び分子中に５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するα−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリオキシエチレンから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
なお、混和材の一部として、下記のＢ成分を０．２〜４．０質量部、下記のＣ成分を０．１〜５．０質量部の割合で含有しても良い。この場合、混和材の一部として、下記Ｂ成分又は下記Ｃ成分を加えても良いし、下記Ｂ成分及び下記Ｃ成分を加えても良い。
Ｂ成分：乾燥収縮低減剤
Ｃ成分：凝結促進剤
【０２２２】
以上、本発明の第１、第２実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０２２３】
１２ 構造物
１４ 柱（構造部材）
１４Ａ 第一柱部（第一硬化体）
１４Ｂ 第二柱部（第二硬化体）
１６ 梁（構造部材）
１８ 床（構造部材）
１８Ａ 第一床部（第一硬化体）
１８Ｂ 第二床部（第二硬化体）
２０ 柱鉄筋（鋼材）
２６ 鉄筋（鋼材）
３０ 柱（構造部材）
３０Ａ 第一柱部（第一硬化体）
３０Ｂ 第二柱部（第二硬化体）
３２ 柱鉄筋（鋼材）
４２ 床（構造部材）
４２Ａ 第一床部（第一硬化体）
４２Ｂ 第二床部（第二硬化体）
５０ 鉄筋（鋼材）
５４ 床（構造部材）
５４Ａ 第一床部（第一硬化体）
５４Ｂ 第二床部（第二硬化体）
６２Ａ 第一床部（第一硬化体）
６６ 床（構造部材）
６６Ａ 第一床部（第一硬化体）
６６Ｂ 第二床部（第二硬化体）
７２ 壁（構造部材）
７２Ａ 第一壁部（第一硬化体）
７２Ｂ 第二壁部（第二硬化体）
７４ 鉄筋（鋼材）
８２ 柱（構造部材）
８２Ａ 第一柱部（第一硬化体）
８２Ｂ 第二柱部（第二硬化体）
８６ 柱鉄筋（鋼材）
９２ 壁（構造部材）
９２Ａ 第一壁部（第一硬化体）
９２Ｂ 第二壁部（第二硬化体）
９４ 鉄筋（鋼材）
１１０ 構造部材
１１０Ａ 第一梁部（第一硬化体）
１１０Ｂ 第二梁部（第二硬化体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材が埋設された第一硬化体と、
前記第一硬化体と一体化されると共に、該第一硬化体よりもアルカリ性が弱い第二硬化体と、
を備える構造部材。
【請求項２】
前記第二硬化体が、高炉スラグ微粉末を６０質量％以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化したコンクリート硬化体、モルタル硬化体、又はグラウト硬化体である請求項１に記載の構造部材。
【請求項３】
前記第一硬化体が、前記第二硬化体の周囲に配置されている請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項４】
前記第二硬化体が、前記第一硬化体の周囲に配置されている請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項５】
前記第二硬化体の内部に、棒状に形成された複数の前記第一硬化体が配置されている請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項６】
前記第一硬化体と前記第二硬化体とが対向して配置されている請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の構造部材を有する構造物。
【請求項１】
鋼材が埋設された第一硬化体と、
前記第一硬化体と一体化されると共に、該第一硬化体よりもアルカリ性が弱い第二硬化体と、
を備える構造部材。
【請求項２】
前記第二硬化体が、高炉スラグ微粉末を６０質量％以上含有する水硬性セメントが水和反応して硬化したコンクリート硬化体、モルタル硬化体、又はグラウト硬化体である請求項１に記載の構造部材。
【請求項３】
前記第一硬化体が、前記第二硬化体の周囲に配置されている請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項４】
前記第二硬化体が、前記第一硬化体の周囲に配置されている請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項５】
前記第二硬化体の内部に、棒状に形成された複数の前記第一硬化体が配置されている請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項６】
前記第一硬化体と前記第二硬化体とが対向して配置されている請求項１又は請求項２に記載の構造部材。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の構造部材を有する構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２８５７６１（Ｐ２０１０−２８５７６１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３８６３５（Ｐ２００９−１３８６３５）
【出願日】平成２１年６月９日（２００９．６．９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２１年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「エネルギー使用合理化技術戦略的開発／エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発／エネルギー・ＣＯ２ミニマム（ＥＣＭ）セメント・コンクリートシステムの研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月９日（２００９．６．９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２１年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「エネルギー使用合理化技術戦略的開発／エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発／エネルギー・ＣＯ２ミニマム（ＥＣＭ）セメント・コンクリートシステムの研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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