高強度ポーラスコンクリート組成物及び高強度ポーラスコンクリート硬化体
【課題】水結合材比を低下させたとしても、得られるコンクリート硬化体が十分な空隙率を確保することができるとともに、高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができる高強度ポーラスコンクリート組成物を提供する。
【解決手段】本発明の高強度ポーラスコンクリート組成物は、２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを少なくとも含み、水結合材比が１０〜１６％となるように、結合材と水とが配合されてなり、当該組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が０．５５〜０．９５であり、細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が５．０〜７．０である。
【解決手段】本発明の高強度ポーラスコンクリート組成物は、２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを少なくとも含み、水結合材比が１０〜１６％となるように、結合材と水とが配合されてなり、当該組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が０．５５〜０．９５であり、細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が５．０〜７．０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度ポーラスコンクリート組成物及び高強度ポーラスコンクリート硬化体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、アスファルト舗装及びコンクリート構造物で整備された都市環境と、そこで営まれる化石資源等の消費活動とにより、都市部のヒートアイランド現象が問題となっている。この原因として、自然地表面をコンクリートで覆った人工地表面の増大による緑被率の減少や、コンクリートが蓄熱した熱の放出による夜間の気温上昇等が挙げられる。
【０００３】
地球環境重視の思想が定着してきた現在では、地球環境に負荷を与える材料（例えば、ヒートアイランド現象の原因となるコンクリート等）は、マイナスのイメージが先行しがちである。そこで、都市の持続可能な発展を図るために、環境配慮、環境負荷低減又は環境対応等を目的としたエコマテリアルとしてのコンクリートの研究開発が必要不可欠となってきている。
【０００４】
このような背景から、近年、エコマテリアルの一つとして、連続空隙を有するポーラスコンクリートの研究開発が盛んに行われている。ポーラスコンクリートは、大きな空隙を多量に保持することにより、透水性、保水性及び低騒音性等の環境負荷低減機能や環境保全機能を有している。さらに、ポーラスコンクリートは、植生基盤や水質浄化処理等にも用いることができ、生物共生分野への適用も可能となっている。
【０００５】
このようなポーラスコンクリートとして、従来、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤及び水を含む透水性コンクリート舗装用結合材等が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１８１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の透水性コンクリート舗装用結合材は、十分な透水性（０．６〜０．７ｃｍ／ｓｅｃ）を有するものの、コンクリートのみでは高い曲げ強度（例えば、６ＭＰａ以上）を発現することが困難であり、当該高強度を発現するためには金属繊維や有機質繊維を配合する必要があった。
【０００８】
コンクリートのみで高い圧縮強度及び曲げ強度を発現するために、配合条件としての水結合材比（水セメント比）を低下させると（例えば、１５％以下）、コンクリートの粘性が増大して流動性が低下し、ひいては得られるコンクリート硬化体の空隙率が低下してしまうという問題があった。そのため、従来のポーラスコンクリートにおいては、水結合材比（水セメント比）を低下させることができず、結果として圧縮強度及び曲げ強度を向上させることが困難であるという問題があった。
【０００９】
上記問題点に鑑みて、本発明は、水結合材比を低下させたとしても、得られるコンクリート硬化体が十分な空隙率を確保することができるとともに、高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができる高強度ポーラスコンクリート組成物及び当該組成物を硬化させてなる高強度ポーラスコンクリート硬化体、並びに当該高強度ポーラスコンクリート硬化体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は第一に、高強度ポーラスコンクリート組成物であって、２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを少なくとも含み、水結合材比が１０〜１６％となるように、前記結合材と前記水とが配合されてなり、前記組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が、０．５５〜０．９５であり、前記組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が、５．０〜７．０であることを特徴とする高強度ポーラスコンクリート組成物を提供する（請求項１）。
【００１１】
上記発明（請求項１）によれば、水結合材比を低くすることで高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができるとともに、コンクリート１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比（Ｋｍ）及び細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比（Ｋｐ）を上記範囲とすることで、水結合材比を低くしても所定の流動性を有するため、十分な空隙率（透水係数）を確保することができる。
【００１２】
上記発明（請求項１）においては、前記組成物を硬化させてなるコンクリートの透水係数が０．０１〜０．６５ｃｍ／ｓｅｃであればよく（請求項２）、上記発明（請求項１，２）においては、前記組成物を硬化させてなるコンクリートの曲げ強度が４．５Ｎ／ｍｍ２以上であればよく（請求項３）、上記発明（請求項１〜３）においては、前記組成物を硬化させてなるコンクリートの圧縮強度が２４Ｎ／ｍｍ２以上であればよく（請求項４）、上記発明（請求項１〜４）においては、前記組成物を硬化させてなるコンクリートの空隙率が１０〜２５％であればよい（請求項５）。
【００１３】
上記発明（請求項２〜５）のように、非常に高い強度（曲げ強度、圧縮強度）と、十分な空隙率（透水性能）を有する高強度ポーラスコンクリート組成物を提供することができる。
【００１４】
また、本発明は、上記発明（請求項１〜５）に係る高強度ポーラスコンクリート組成物を硬化させてなる高強度ポーラスコンクリート硬化体を提供する（請求項６）。
【００１５】
さらに、本発明は、高強度ポーラスコンクリート硬化体を製造する方法であって、少なくとも２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを、水結合材比が１０〜１６％となるように、前記ポーラスコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が０．５５〜０．９５となるように、かつ前記ポーラスコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が５．０〜７．０となるように配合し、硬化させることを特徴とする高強度ポーラスコンクリート硬化体の製造方法を提供する（請求項７）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水結合材比を低下させたとしても、得られるコンクリート硬化体が十分な空隙率を確保することができるとともに、高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができる高強度ポーラスコンクリート組成物及び当該組成物を硬化させてなる高強度ポーラスコンクリート硬化体、並びに当該高強度ポーラスコンクリート硬化体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物は、２ＣａＯ・ＳｉＯ２（以下、「Ｃ２Ｓ」という。）含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（以下、「Ｃ３Ａ」という。）含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを含むものである。
【００１８】
上記結合材中のポルトランドセメントは、Ｃ２Ｓ含有量が３０〜６０質量％、好ましくは３２〜５５質量％、より好ましくは３４〜５０質量％のものである。Ｃ２Ｓ含有量が３０質量％未満であると、所望の流動性を確保するのが困難となってしまい、６０質量％を超えると、ポーラスコンクリートの初期の強度発現性が低下してしまう。
【００１９】
また、上記結合材中のポルトランドセメントは、Ｃ３Ａ含有量が７質量％以下、好ましくは４．５質量％以下、より好ましくは３質量％以下のものである。Ｃ３Ａ含有量が７質量％以下であることで、所望の流動性を確保することができる。
【００２０】
なお、上記結合材中のポルトランドセメントにおける３ＣａＯ・ＳｉＯ２（Ｃ３Ｓ）含有量は特に限定されないが、５０質量％以下であるのが好ましい。
【００２１】
当該高強度ポーラスコンクリート組成物に含まれる結合材中のポゾラン質微粉末としては、例えば、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。一般に、シリカフュームやシリカダストは、その平均粒径が１．０μｍ以下であり、高強度ポーラスコンクリート組成物を調製するに際して粉砕等をする必要がなく、本実施形態におけるポゾラン質微粉末として好適に用いることができる。
【００２２】
ポゾラン質微粉末のＢＥＴ比表面積は、５〜１５ｍ２／ｇであり、好ましくは７〜１３ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が上記範囲内であることで、水結合材比を低くして高い強度を得ることができるとともに、所要の流動性が得られるため、十分な空隙率を確保することができる。
【００２３】
結合材中におけるポゾラン質微粉末の配合量は、上記ポルトランドセメント１００質量部に対して７．５〜１７．５質量部であるのが好ましい。７．５質量部未満であると、低水結合材比（例えば、１５％以下）の配合条件において所望の流動性を確保するのが困難となるおそれがあり、１７．５質量部を超えると、強度発現性の低下を招き、所定の材齢（例えば、２８日）において高い強度（曲げ強度、圧縮強度）を得ることができないおそれがある。
【００２４】
本実施形態において使用し得る粗骨材としては、特に限定されるものではなく、砂利、砕石、各種軽量粗骨材、各種スラグ粗骨材、再生粗骨材又はこれらの混合物等を用いることができる。また、本実施形態において使用し得る細骨材としても、特に限定されず、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等の砂系細骨材；各種スラグ細骨材；各種軽量細骨材；再生細骨材又はこれらの混合物等を用いることができる。
【００２５】
また、本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物においては、所望により各種混和剤が含まれていてもよく、特に水結合材比を低くしつつ所定の流動性を確保するために、減水剤が含まれているのが好ましい。なお、減水剤の配合量は、所定の流動性を確保し得るように適宜決定すればよい。
【００２６】
当該高強度ポーラスコンクリート組成物に含まれ得る減水剤としては、例えば、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物は、水結合材比が１０〜１６％となるように、結合材と水とが配合されてなるものであり、好ましくは１２〜１４％となるようにそれらが配合されてなるものである。水結合材比が１０％未満であると、ポーラスコンクリート組成物を硬化させるのが困難となるおそれがあり、１６％を超えると、コンクリートの流動性が向上し、コンクリート中の骨材粒子間の空隙にセメントペーストが充填されてしまい、十分な透水性を確保することができないおそれがある。よって、水結合材比が上記範囲内であることで、圧縮強度及び曲げ強度の発現性能に優れたポーラスコンクリートとすることができる。
【００２８】
本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物においては、当該組成物を硬化させてなるコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比（モルタル粗骨材空隙比，Ｋｍ）が、０．５５〜０．９５となるように、各種材料（結合材、水、粗骨材、細骨材等）を配合する。当該Ｋｍが０．５５未満であると、空隙率が大きくなるため、高い強度を得ることができず、０．９５を超えると、空隙率が小さくなるため、十分な透水性を得ることができない。当該Ｋｍは０．６５〜０．８５であるのが好ましく、０．６５〜０．７５であるのがより好ましい。
【００２９】
上記モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）は、下記式（１）により算出することができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
上記式（１）中、ｍは「単位モルタル体積（ｍ３）」を表し、Ｖｇは「コンクリート１ｍ３中の粗骨材粒子間の空隙量（ｍ３）」を表し、ｇは「単位粗骨材体積（ｍ３）」を表し、Ｇｇは「粗骨材の実積率（％）」を表す。
【００３２】
また、本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物においては、当該組成物を硬化させてなるコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比（ペースト細骨材空隙比，Ｋｐ）が５．０〜７．０となるように、各種材料（結合材、水、粗骨材、細骨材等）を配合する。当該Ｋｐが５．０未満であると、ポーラスコンクリート硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）が不十分となってしまい、７．０を超えると、ポーラスコンクリート硬化体の空隙率及び透水係数が低下し、透水性能が不十分となってしまう。当該Ｋｐは、７．０程度であるのが好ましい。
【００３３】
上記ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）は、下記式（２）により算出することができる。
【００３４】
【数２】
【００３５】
上記式（２）中、ｐは「単位ペースト体積（ｍ３）」を表し、Ｖｓは「コンクリート１ｍ３中の細骨材粒子間空隙の単位体積（ｍ３）」を表し、ｓは「単位細骨材体積（ｍ３）」を表し、Ｇｓは「細骨材の実積率（％）」を表す。
【００３６】
本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物を混練し、必要に応じて型枠等に流し込み、養生して硬化させることにより、高強度ポーラスコンクリート硬化体を製造することができる。養生方法としては、例えば、加温養生、水中養生、蒸気養生等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
このようにして得られる高強度ポーラスコンクリート硬化体の圧縮強度（材齢２８日）は、好ましくは２４Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは２４〜４０Ｎ／ｍｍ２、特に好ましくは３０〜３６Ｎ／ｍｍ２である。また、当該高硬度ポーラスコンクリート硬化体の曲げ強度（材齢２８日）は、好ましくは４．５Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４．５〜８．０Ｎ／ｍｍ２、特に好ましくは６．０〜７．０Ｎ／ｍｍ２、最も好ましくは７．０Ｎ／ｍｍ２程度である。このように、本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物から得られる硬化体は、高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができ、特に透水性舗装用コンクリートの要求強度（曲げ強度：４．５Ｎ／ｍｍ２以上、圧縮強度：１８Ｎ／ｍｍ２以上）を満足することができる。
【００３８】
また、当該高強度ポーラスコンクリート硬化体の透水係数は、０．０１〜０．６５ｃｍ／ｓｅｃであるのが好ましく、０．１０〜０．３０ｃｍ／ｓｅｃであるのがより好ましい。透水係数が０．０１ｃｍ／ｓｅｃ未満であると、十分な透水性能を得ることができないおそれがあり、特に透水性舗装用コンクリートとして用いる場合の基準を満たさなくなってしまう。また、０．６５ｃｍ／ｓｅｃを超えると、十分な透水性能を得ることができるものの、圧縮強度及び曲げ強度が不十分となるおそれがある。
【００３９】
このような透水係数を得るために、当該高強度ポーラスコンクリート硬化体の空隙率は、１０〜２５％であるのが好ましく、特に１５〜２０％であるのが好ましい。空隙率が１０％未満であると、透水係数が低くなり、十分な透水性能を得ることができないおそれがあり、２５％を超えると、十分な透水性能を得ることができるものの、圧縮強度及び曲げ強度が不十分となるおそれがある。
【００４０】
なお、上記空隙率（コンクリート１ｍ３に対する空隙率）は、例えば、φ１０×２０ｃｍの鋼性型枠に高強度ポーラスコンクリート組成物（試料）を投入し、その上に所定の質量（例えば、４ｋｇ）の錘を載置して振動台で６０秒間振動を加え、その後試料の高さ及び直径を測定して高強度ポーラスコンクリート硬化体のかさ体積を求め、配合から空気が全く無いものとして計算した高強度ポーラスコンクリート硬化体の理論体積質量を用いて、下記式（３）により算出した値である。
【００４１】
【数３】
【００４２】
上記式（３）中、Ｖｖｔは「コンクリート１ｍ３に対する空隙率（％）」を表し、Ｗｔｐは「試料質量（ｋｇ）」を表し、Ｖｔｐは「高強度ポーラスコンクリート硬化体のかさ体積（ｍ３）」を表し、Ｔｃは「高強度ポーラスコンクリート硬化体の理論体積質量（ｋｇ／ｍ３）」を表す。
【００４３】
上述した本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物は、水結合材比を低下させたとしても、得られるコンクリート硬化体が十分な空隙率を確保することができ、優れた透水性を有するとともに、透水性舗装用コンクリートとして要求される圧縮強度（１８Ｎ／ｍｍ２以上）及び曲げ強度（４．５Ｎ／ｍｍ２以上）を発現することができる。したがって、本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物は、特に透水性舗装用コンクリートとして好適に用いることができる。
【００４４】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。
【００４６】
〔実施例１〜８，比較例１〜８〕
表１に示す材料（結合材、粗骨材、細骨材、高性能減水剤）を用いて、表２に示す配合に従って、ポーラスコンクリート組成物を作製した。なお、比較例４として、粗骨材を配合しないモルタルを作製した。また、実施例７及び８、並びに比較例７及び８のポーラスコンクリート組成物においては、水結合材比（Ｗ／Ｃ）を１３％、混和剤（高性能減水剤）添加率をＣ×０．９０％としたポーラスコンクリート組成物（実施例２）と、同様のモルタルのフローとなるように混和剤添加率を調整（増減）した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
〔圧縮強度の測定〕
上述のようにして作製されたポーラスコンクリート組成物及びモルタル（実施例１〜８、比較例１〜８）について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して圧縮強度を測定した。結果を表３に示す。
【００５０】
〔曲げ強度の測定〕
上述のようにして作製されたポーラスコンクリート組成物及びモルタル（実施例１〜８、比較例１〜８）について、ＪＩＳ−Ａ１１０６に準拠して曲げ強度を測定した。結果を表３に示す。
【００５１】
〔透水係数の測定〕
上述のようにして作製されたポーラスコンクリート組成物及びモルタル（実施例１〜８、比較例１〜８）について、ＪＣＩ−ＳＰＯ３（ポーラスコンクリートの透水試験方法（案））に準拠して透水係数を測定した。結果を表３に示す。
【００５２】
〔空隙率の測定〕
φ１０×２０ｃｍの鋼性型枠に、試料としてポーラスコンクリート組成物及びモルタル（実施例１〜８、比較例１〜８）２．６ｋｇを投入し、その上に４ｋｇの錘を載置して振動台で６０秒間振動を加えた。その後、試料の高さ及び直径を測定してポーラスコンクリート硬化体のかさ体積を求め、配合から空気が全く無いものとして計算したポーラスコンクリート硬化体の理論体積質量を用いて、下記式（３）により空隙率（％）を算出した。結果を表３に示す。
【００５３】
【数４】
【００５４】
上記式（３）中、Ｖｖｔは「コンクリート１ｍ３に対する空隙率（％）」を表し、Ｗｔｐは「試料質量（ｋｇ）」を表し、Ｖｔｐは「ポーラスコンクリート硬化体のかさ体積（ｍ３）」を表し、Ｔｃは「ポーラスコンクリート硬化体の理論体積質量（ｋｇ／ｍ３）」を表す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
表３に示すように、実施例１〜８のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体は、透水性舗装用コンクリートの要求強度である材齢２８日にける曲げ強度４．５Ｎ／ｍｍ２、圧縮強度１８Ｎ／ｍｍ２以上を満足し、優れた強度を発現することができることが判明した。一方、比較例１、２、５及び７のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体は、曲げ強度及び圧縮強度ともに不十分であることが判明した。この結果から、モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）が０．５５以上、ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）が５．０以上、水結合材比が１６％以下になるようにコンクリート材料（結合材、粗骨材、細骨材、水等）を配合することで、優れた強度発現性能を発揮し得ることが確認された。
【００５７】
また、表３に示すように、実施例１〜８のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体は、空隙率が１０〜２５％であり、透水係数が０．０１〜０．６５ｃｍ／ｓｅｃであり、優れた透水性を発揮し得ることが判明した。一方、比較例３のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体は、空隙率が１．５％と低く、透水係数を測定することができなかった（不透水）。さらに、比較例６及び７のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体も、透水係数を測定することができなかった（不透水）。この結果から、モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）が０．９５以下、ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）が７．０以下、水結合材比が１６％以下になるようにコンクリート材料（結合材、粗骨材、細骨材、水等）を配合することで、優れた透水性能を発揮し得ることが確認された。
【００５８】
さらにまた、水結合材比を７％とした比較例８のポーラスコンクリート組成物から硬化体を得ようとしても、水の配合量が少なすぎて硬化・成形させることができなかった。
【００５９】
以上の結果から、水結合材比を１０〜１６％（好ましくは１２〜１４％）とし、モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）が０．５５〜０．９５、ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）が５．０〜７．０になるようにコンクリート材料（結合材、粗骨材、細骨材、水等）を配合することで、透水性及び強度（圧縮強度、曲げ強度）発現性能に優れた高強度ポーラスコンクリート組成物（硬化体）を得ることができることが確認された。
【００６０】
特に、水結合材比を１３％とし、モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）が０．６５〜０．７５（最も好ましくは０．６５）、ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）が７．０になるようにコンクリート材料を配合することで、透水係数が０．２〜０．６ｃｍ／ｓｅｃ、曲げ強度が６．０Ｎ／ｍｍ２以上のポーラスコンクリート硬化体を得ることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の高強度ポーラスコンクリート組成物及び高強度ポーラスコンクリート硬化体は、優れた透水性及び強度発現性能を発揮し得るため、透水性舗装用コンクリートとして有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度ポーラスコンクリート組成物及び高強度ポーラスコンクリート硬化体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、アスファルト舗装及びコンクリート構造物で整備された都市環境と、そこで営まれる化石資源等の消費活動とにより、都市部のヒートアイランド現象が問題となっている。この原因として、自然地表面をコンクリートで覆った人工地表面の増大による緑被率の減少や、コンクリートが蓄熱した熱の放出による夜間の気温上昇等が挙げられる。
【０００３】
地球環境重視の思想が定着してきた現在では、地球環境に負荷を与える材料（例えば、ヒートアイランド現象の原因となるコンクリート等）は、マイナスのイメージが先行しがちである。そこで、都市の持続可能な発展を図るために、環境配慮、環境負荷低減又は環境対応等を目的としたエコマテリアルとしてのコンクリートの研究開発が必要不可欠となってきている。
【０００４】
このような背景から、近年、エコマテリアルの一つとして、連続空隙を有するポーラスコンクリートの研究開発が盛んに行われている。ポーラスコンクリートは、大きな空隙を多量に保持することにより、透水性、保水性及び低騒音性等の環境負荷低減機能や環境保全機能を有している。さらに、ポーラスコンクリートは、植生基盤や水質浄化処理等にも用いることができ、生物共生分野への適用も可能となっている。
【０００５】
このようなポーラスコンクリートとして、従来、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径２ｍｍ以下の細骨材、減水剤及び水を含む透水性コンクリート舗装用結合材等が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１８１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の透水性コンクリート舗装用結合材は、十分な透水性（０．６〜０．７ｃｍ／ｓｅｃ）を有するものの、コンクリートのみでは高い曲げ強度（例えば、６ＭＰａ以上）を発現することが困難であり、当該高強度を発現するためには金属繊維や有機質繊維を配合する必要があった。
【０００８】
コンクリートのみで高い圧縮強度及び曲げ強度を発現するために、配合条件としての水結合材比（水セメント比）を低下させると（例えば、１５％以下）、コンクリートの粘性が増大して流動性が低下し、ひいては得られるコンクリート硬化体の空隙率が低下してしまうという問題があった。そのため、従来のポーラスコンクリートにおいては、水結合材比（水セメント比）を低下させることができず、結果として圧縮強度及び曲げ強度を向上させることが困難であるという問題があった。
【０００９】
上記問題点に鑑みて、本発明は、水結合材比を低下させたとしても、得られるコンクリート硬化体が十分な空隙率を確保することができるとともに、高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができる高強度ポーラスコンクリート組成物及び当該組成物を硬化させてなる高強度ポーラスコンクリート硬化体、並びに当該高強度ポーラスコンクリート硬化体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は第一に、高強度ポーラスコンクリート組成物であって、２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを少なくとも含み、水結合材比が１０〜１６％となるように、前記結合材と前記水とが配合されてなり、前記組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が、０．５５〜０．９５であり、前記組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が、５．０〜７．０であることを特徴とする高強度ポーラスコンクリート組成物を提供する（請求項１）。
【００１１】
上記発明（請求項１）によれば、水結合材比を低くすることで高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができるとともに、コンクリート１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比（Ｋｍ）及び細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比（Ｋｐ）を上記範囲とすることで、水結合材比を低くしても所定の流動性を有するため、十分な空隙率（透水係数）を確保することができる。
【００１２】
上記発明（請求項１）においては、前記組成物を硬化させてなるコンクリートの透水係数が０．０１〜０．６５ｃｍ／ｓｅｃであればよく（請求項２）、上記発明（請求項１，２）においては、前記組成物を硬化させてなるコンクリートの曲げ強度が４．５Ｎ／ｍｍ２以上であればよく（請求項３）、上記発明（請求項１〜３）においては、前記組成物を硬化させてなるコンクリートの圧縮強度が２４Ｎ／ｍｍ２以上であればよく（請求項４）、上記発明（請求項１〜４）においては、前記組成物を硬化させてなるコンクリートの空隙率が１０〜２５％であればよい（請求項５）。
【００１３】
上記発明（請求項２〜５）のように、非常に高い強度（曲げ強度、圧縮強度）と、十分な空隙率（透水性能）を有する高強度ポーラスコンクリート組成物を提供することができる。
【００１４】
また、本発明は、上記発明（請求項１〜５）に係る高強度ポーラスコンクリート組成物を硬化させてなる高強度ポーラスコンクリート硬化体を提供する（請求項６）。
【００１５】
さらに、本発明は、高強度ポーラスコンクリート硬化体を製造する方法であって、少なくとも２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを、水結合材比が１０〜１６％となるように、前記ポーラスコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が０．５５〜０．９５となるように、かつ前記ポーラスコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が５．０〜７．０となるように配合し、硬化させることを特徴とする高強度ポーラスコンクリート硬化体の製造方法を提供する（請求項７）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水結合材比を低下させたとしても、得られるコンクリート硬化体が十分な空隙率を確保することができるとともに、高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができる高強度ポーラスコンクリート組成物及び当該組成物を硬化させてなる高強度ポーラスコンクリート硬化体、並びに当該高強度ポーラスコンクリート硬化体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物は、２ＣａＯ・ＳｉＯ２（以下、「Ｃ２Ｓ」という。）含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（以下、「Ｃ３Ａ」という。）含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを含むものである。
【００１８】
上記結合材中のポルトランドセメントは、Ｃ２Ｓ含有量が３０〜６０質量％、好ましくは３２〜５５質量％、より好ましくは３４〜５０質量％のものである。Ｃ２Ｓ含有量が３０質量％未満であると、所望の流動性を確保するのが困難となってしまい、６０質量％を超えると、ポーラスコンクリートの初期の強度発現性が低下してしまう。
【００１９】
また、上記結合材中のポルトランドセメントは、Ｃ３Ａ含有量が７質量％以下、好ましくは４．５質量％以下、より好ましくは３質量％以下のものである。Ｃ３Ａ含有量が７質量％以下であることで、所望の流動性を確保することができる。
【００２０】
なお、上記結合材中のポルトランドセメントにおける３ＣａＯ・ＳｉＯ２（Ｃ３Ｓ）含有量は特に限定されないが、５０質量％以下であるのが好ましい。
【００２１】
当該高強度ポーラスコンクリート組成物に含まれる結合材中のポゾラン質微粉末としては、例えば、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。一般に、シリカフュームやシリカダストは、その平均粒径が１．０μｍ以下であり、高強度ポーラスコンクリート組成物を調製するに際して粉砕等をする必要がなく、本実施形態におけるポゾラン質微粉末として好適に用いることができる。
【００２２】
ポゾラン質微粉末のＢＥＴ比表面積は、５〜１５ｍ２／ｇであり、好ましくは７〜１３ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が上記範囲内であることで、水結合材比を低くして高い強度を得ることができるとともに、所要の流動性が得られるため、十分な空隙率を確保することができる。
【００２３】
結合材中におけるポゾラン質微粉末の配合量は、上記ポルトランドセメント１００質量部に対して７．５〜１７．５質量部であるのが好ましい。７．５質量部未満であると、低水結合材比（例えば、１５％以下）の配合条件において所望の流動性を確保するのが困難となるおそれがあり、１７．５質量部を超えると、強度発現性の低下を招き、所定の材齢（例えば、２８日）において高い強度（曲げ強度、圧縮強度）を得ることができないおそれがある。
【００２４】
本実施形態において使用し得る粗骨材としては、特に限定されるものではなく、砂利、砕石、各種軽量粗骨材、各種スラグ粗骨材、再生粗骨材又はこれらの混合物等を用いることができる。また、本実施形態において使用し得る細骨材としても、特に限定されず、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等の砂系細骨材；各種スラグ細骨材；各種軽量細骨材；再生細骨材又はこれらの混合物等を用いることができる。
【００２５】
また、本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物においては、所望により各種混和剤が含まれていてもよく、特に水結合材比を低くしつつ所定の流動性を確保するために、減水剤が含まれているのが好ましい。なお、減水剤の配合量は、所定の流動性を確保し得るように適宜決定すればよい。
【００２６】
当該高強度ポーラスコンクリート組成物に含まれ得る減水剤としては、例えば、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物は、水結合材比が１０〜１６％となるように、結合材と水とが配合されてなるものであり、好ましくは１２〜１４％となるようにそれらが配合されてなるものである。水結合材比が１０％未満であると、ポーラスコンクリート組成物を硬化させるのが困難となるおそれがあり、１６％を超えると、コンクリートの流動性が向上し、コンクリート中の骨材粒子間の空隙にセメントペーストが充填されてしまい、十分な透水性を確保することができないおそれがある。よって、水結合材比が上記範囲内であることで、圧縮強度及び曲げ強度の発現性能に優れたポーラスコンクリートとすることができる。
【００２８】
本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物においては、当該組成物を硬化させてなるコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比（モルタル粗骨材空隙比，Ｋｍ）が、０．５５〜０．９５となるように、各種材料（結合材、水、粗骨材、細骨材等）を配合する。当該Ｋｍが０．５５未満であると、空隙率が大きくなるため、高い強度を得ることができず、０．９５を超えると、空隙率が小さくなるため、十分な透水性を得ることができない。当該Ｋｍは０．６５〜０．８５であるのが好ましく、０．６５〜０．７５であるのがより好ましい。
【００２９】
上記モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）は、下記式（１）により算出することができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
上記式（１）中、ｍは「単位モルタル体積（ｍ３）」を表し、Ｖｇは「コンクリート１ｍ３中の粗骨材粒子間の空隙量（ｍ３）」を表し、ｇは「単位粗骨材体積（ｍ３）」を表し、Ｇｇは「粗骨材の実積率（％）」を表す。
【００３２】
また、本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物においては、当該組成物を硬化させてなるコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比（ペースト細骨材空隙比，Ｋｐ）が５．０〜７．０となるように、各種材料（結合材、水、粗骨材、細骨材等）を配合する。当該Ｋｐが５．０未満であると、ポーラスコンクリート硬化体の強度（圧縮強度及び曲げ強度）が不十分となってしまい、７．０を超えると、ポーラスコンクリート硬化体の空隙率及び透水係数が低下し、透水性能が不十分となってしまう。当該Ｋｐは、７．０程度であるのが好ましい。
【００３３】
上記ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）は、下記式（２）により算出することができる。
【００３４】
【数２】
【００３５】
上記式（２）中、ｐは「単位ペースト体積（ｍ３）」を表し、Ｖｓは「コンクリート１ｍ３中の細骨材粒子間空隙の単位体積（ｍ３）」を表し、ｓは「単位細骨材体積（ｍ３）」を表し、Ｇｓは「細骨材の実積率（％）」を表す。
【００３６】
本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物を混練し、必要に応じて型枠等に流し込み、養生して硬化させることにより、高強度ポーラスコンクリート硬化体を製造することができる。養生方法としては、例えば、加温養生、水中養生、蒸気養生等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
このようにして得られる高強度ポーラスコンクリート硬化体の圧縮強度（材齢２８日）は、好ましくは２４Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは２４〜４０Ｎ／ｍｍ２、特に好ましくは３０〜３６Ｎ／ｍｍ２である。また、当該高硬度ポーラスコンクリート硬化体の曲げ強度（材齢２８日）は、好ましくは４．５Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４．５〜８．０Ｎ／ｍｍ２、特に好ましくは６．０〜７．０Ｎ／ｍｍ２、最も好ましくは７．０Ｎ／ｍｍ２程度である。このように、本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物から得られる硬化体は、高い圧縮強度及び曲げ強度を発現することができ、特に透水性舗装用コンクリートの要求強度（曲げ強度：４．５Ｎ／ｍｍ２以上、圧縮強度：１８Ｎ／ｍｍ２以上）を満足することができる。
【００３８】
また、当該高強度ポーラスコンクリート硬化体の透水係数は、０．０１〜０．６５ｃｍ／ｓｅｃであるのが好ましく、０．１０〜０．３０ｃｍ／ｓｅｃであるのがより好ましい。透水係数が０．０１ｃｍ／ｓｅｃ未満であると、十分な透水性能を得ることができないおそれがあり、特に透水性舗装用コンクリートとして用いる場合の基準を満たさなくなってしまう。また、０．６５ｃｍ／ｓｅｃを超えると、十分な透水性能を得ることができるものの、圧縮強度及び曲げ強度が不十分となるおそれがある。
【００３９】
このような透水係数を得るために、当該高強度ポーラスコンクリート硬化体の空隙率は、１０〜２５％であるのが好ましく、特に１５〜２０％であるのが好ましい。空隙率が１０％未満であると、透水係数が低くなり、十分な透水性能を得ることができないおそれがあり、２５％を超えると、十分な透水性能を得ることができるものの、圧縮強度及び曲げ強度が不十分となるおそれがある。
【００４０】
なお、上記空隙率（コンクリート１ｍ３に対する空隙率）は、例えば、φ１０×２０ｃｍの鋼性型枠に高強度ポーラスコンクリート組成物（試料）を投入し、その上に所定の質量（例えば、４ｋｇ）の錘を載置して振動台で６０秒間振動を加え、その後試料の高さ及び直径を測定して高強度ポーラスコンクリート硬化体のかさ体積を求め、配合から空気が全く無いものとして計算した高強度ポーラスコンクリート硬化体の理論体積質量を用いて、下記式（３）により算出した値である。
【００４１】
【数３】
【００４２】
上記式（３）中、Ｖｖｔは「コンクリート１ｍ３に対する空隙率（％）」を表し、Ｗｔｐは「試料質量（ｋｇ）」を表し、Ｖｔｐは「高強度ポーラスコンクリート硬化体のかさ体積（ｍ３）」を表し、Ｔｃは「高強度ポーラスコンクリート硬化体の理論体積質量（ｋｇ／ｍ３）」を表す。
【００４３】
上述した本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物は、水結合材比を低下させたとしても、得られるコンクリート硬化体が十分な空隙率を確保することができ、優れた透水性を有するとともに、透水性舗装用コンクリートとして要求される圧縮強度（１８Ｎ／ｍｍ２以上）及び曲げ強度（４．５Ｎ／ｍｍ２以上）を発現することができる。したがって、本実施形態に係る高強度ポーラスコンクリート組成物は、特に透水性舗装用コンクリートとして好適に用いることができる。
【００４４】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例等に何ら限定されるものではない。
【００４６】
〔実施例１〜８，比較例１〜８〕
表１に示す材料（結合材、粗骨材、細骨材、高性能減水剤）を用いて、表２に示す配合に従って、ポーラスコンクリート組成物を作製した。なお、比較例４として、粗骨材を配合しないモルタルを作製した。また、実施例７及び８、並びに比較例７及び８のポーラスコンクリート組成物においては、水結合材比（Ｗ／Ｃ）を１３％、混和剤（高性能減水剤）添加率をＣ×０．９０％としたポーラスコンクリート組成物（実施例２）と、同様のモルタルのフローとなるように混和剤添加率を調整（増減）した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
〔圧縮強度の測定〕
上述のようにして作製されたポーラスコンクリート組成物及びモルタル（実施例１〜８、比較例１〜８）について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠して圧縮強度を測定した。結果を表３に示す。
【００５０】
〔曲げ強度の測定〕
上述のようにして作製されたポーラスコンクリート組成物及びモルタル（実施例１〜８、比較例１〜８）について、ＪＩＳ−Ａ１１０６に準拠して曲げ強度を測定した。結果を表３に示す。
【００５１】
〔透水係数の測定〕
上述のようにして作製されたポーラスコンクリート組成物及びモルタル（実施例１〜８、比較例１〜８）について、ＪＣＩ−ＳＰＯ３（ポーラスコンクリートの透水試験方法（案））に準拠して透水係数を測定した。結果を表３に示す。
【００５２】
〔空隙率の測定〕
φ１０×２０ｃｍの鋼性型枠に、試料としてポーラスコンクリート組成物及びモルタル（実施例１〜８、比較例１〜８）２．６ｋｇを投入し、その上に４ｋｇの錘を載置して振動台で６０秒間振動を加えた。その後、試料の高さ及び直径を測定してポーラスコンクリート硬化体のかさ体積を求め、配合から空気が全く無いものとして計算したポーラスコンクリート硬化体の理論体積質量を用いて、下記式（３）により空隙率（％）を算出した。結果を表３に示す。
【００５３】
【数４】
【００５４】
上記式（３）中、Ｖｖｔは「コンクリート１ｍ３に対する空隙率（％）」を表し、Ｗｔｐは「試料質量（ｋｇ）」を表し、Ｖｔｐは「ポーラスコンクリート硬化体のかさ体積（ｍ３）」を表し、Ｔｃは「ポーラスコンクリート硬化体の理論体積質量（ｋｇ／ｍ３）」を表す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
表３に示すように、実施例１〜８のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体は、透水性舗装用コンクリートの要求強度である材齢２８日にける曲げ強度４．５Ｎ／ｍｍ２、圧縮強度１８Ｎ／ｍｍ２以上を満足し、優れた強度を発現することができることが判明した。一方、比較例１、２、５及び７のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体は、曲げ強度及び圧縮強度ともに不十分であることが判明した。この結果から、モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）が０．５５以上、ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）が５．０以上、水結合材比が１６％以下になるようにコンクリート材料（結合材、粗骨材、細骨材、水等）を配合することで、優れた強度発現性能を発揮し得ることが確認された。
【００５７】
また、表３に示すように、実施例１〜８のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体は、空隙率が１０〜２５％であり、透水係数が０．０１〜０．６５ｃｍ／ｓｅｃであり、優れた透水性を発揮し得ることが判明した。一方、比較例３のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体は、空隙率が１．５％と低く、透水係数を測定することができなかった（不透水）。さらに、比較例６及び７のポーラスコンクリート組成物から得られた硬化体も、透水係数を測定することができなかった（不透水）。この結果から、モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）が０．９５以下、ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）が７．０以下、水結合材比が１６％以下になるようにコンクリート材料（結合材、粗骨材、細骨材、水等）を配合することで、優れた透水性能を発揮し得ることが確認された。
【００５８】
さらにまた、水結合材比を７％とした比較例８のポーラスコンクリート組成物から硬化体を得ようとしても、水の配合量が少なすぎて硬化・成形させることができなかった。
【００５９】
以上の結果から、水結合材比を１０〜１６％（好ましくは１２〜１４％）とし、モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）が０．５５〜０．９５、ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）が５．０〜７．０になるようにコンクリート材料（結合材、粗骨材、細骨材、水等）を配合することで、透水性及び強度（圧縮強度、曲げ強度）発現性能に優れた高強度ポーラスコンクリート組成物（硬化体）を得ることができることが確認された。
【００６０】
特に、水結合材比を１３％とし、モルタル粗骨材空隙比（Ｋｍ）が０．６５〜０．７５（最も好ましくは０．６５）、ペースト細骨材空隙比（Ｋｐ）が７．０になるようにコンクリート材料を配合することで、透水係数が０．２〜０．６ｃｍ／ｓｅｃ、曲げ強度が６．０Ｎ／ｍｍ２以上のポーラスコンクリート硬化体を得ることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の高強度ポーラスコンクリート組成物及び高強度ポーラスコンクリート硬化体は、優れた透水性及び強度発現性能を発揮し得るため、透水性舗装用コンクリートとして有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度ポーラスコンクリート組成物であって、
２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを少なくとも含み、水結合材比が１０〜１６％となるように、前記結合材と前記水とが配合されてなり、
前記組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が、０．５５〜０．９５であり、
前記組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が、５．０〜７．０であることを特徴とする高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項２】
前記組成物を硬化させてなるコンクリートの透水係数が、０．０１〜０．６５ｃｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１に記載の高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項３】
前記組成物を硬化させてなるコンクリートの曲げ強度が、４．５Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項４】
前記組成物を硬化させてなるコンクリートの圧縮強度が、２４Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項５】
前記組成物を硬化させてなるコンクリートの空隙率が、１０〜２５％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の高強度ポーラスコンクリート組成物を硬化させてなる高強度ポーラスコンクリート硬化体。
【請求項７】
高強度ポーラスコンクリート硬化体を製造する方法であって、
少なくとも２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを、水結合材比が１０〜１６％となるように、前記ポーラスコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が０．５５〜０．９５となるように、かつ前記ポーラスコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が５．０〜７．０となるように配合し、硬化させることを特徴とする高強度ポーラスコンクリート硬化体の製造方法。
【請求項１】
高強度ポーラスコンクリート組成物であって、
２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを少なくとも含み、水結合材比が１０〜１６％となるように、前記結合材と前記水とが配合されてなり、
前記組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が、０．５５〜０．９５であり、
前記組成物を硬化させてなるコンクリート１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が、５．０〜７．０であることを特徴とする高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項２】
前記組成物を硬化させてなるコンクリートの透水係数が、０．０１〜０．６５ｃｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１に記載の高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項３】
前記組成物を硬化させてなるコンクリートの曲げ強度が、４．５Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項４】
前記組成物を硬化させてなるコンクリートの圧縮強度が、２４Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項５】
前記組成物を硬化させてなるコンクリートの空隙率が、１０〜２５％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高強度ポーラスコンクリート組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の高強度ポーラスコンクリート組成物を硬化させてなる高強度ポーラスコンクリート硬化体。
【請求項７】
高強度ポーラスコンクリート硬化体を製造する方法であって、
少なくとも２ＣａＯ・ＳｉＯ２含有量が３０〜６０質量％であって、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３含有量が７質量％以下であるポルトランドセメント及びＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇのポゾラン質微粉末を含む結合材と、粗骨材と、細骨材と、水とを、水結合材比が１０〜１６％となるように、前記ポーラスコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる粗骨材粒子間の空隙容積に対する単位モルタル体積の比が０．５５〜０．９５となるように、かつ前記ポーラスコンクリート硬化体１ｍ３中に含まれる細骨材粒子間の空隙容積に対する単位セメントペースト体積の比が５．０〜７．０となるように配合し、硬化させることを特徴とする高強度ポーラスコンクリート硬化体の製造方法。
【公開番号】特開２０１１−３７６７２（Ｐ２０１１−３７６７２Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８７３６７（Ｐ２００９−１８７３６７）
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
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