高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法及びＡＥコンクリート
【課題】二酸化炭素の排出量を抑制しつつ、調製したＡＥコンクリート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ができ、また得られる硬化体の乾燥収縮及び凍結融解に対する抵抗性の低下を抑制することができ、更に得られる硬化体に必要な強度を発現させることができるコンクリート組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を用いてＡＥコンクリートを調製する方法であって、セメントとして下記の高炉セメントを用い、且つ水／該高炉セメント比を３０〜６０％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特定のセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、ＡＥ調節剤及び抑泡剤を所定量用いた。
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。
【解決手段】少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を用いてＡＥコンクリートを調製する方法であって、セメントとして下記の高炉セメントを用い、且つ水／該高炉セメント比を３０〜６０％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特定のセメント分散剤、乾燥収縮低減剤、ＡＥ調節剤及び抑泡剤を所定量用いた。
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法及びＡＥコンクリートに関する。近年、二酸化炭素の排出量の削減やエネルギー消費効率の改善についての要求が益々強くなっている。かかる事情に鑑み、コンクリートの分野においても、製鉄所から副産する高炉水砕スラグが、高炉スラグ微粉末の形で高炉セメントの原料として有効利用されている。一般にコンクリートに使用されている高炉セメントは、普通ポルトランドセメントに高炉スラグ微粉末を混合して造られ、ＪＩＳ−Ｒ５２１１の規格では、高炉スラグ微粉末の分量によって、Ａ種（５％超〜３０％）、Ｂ種（３０％超〜６０％）及びＣ種（６０％超〜７０％）の３種類に分けられている。かかる高炉セメントは、水和熱が低い、長期強度の伸びが大きい、水密性が大きい、硫酸塩に対する化学的侵食に対して抵抗性が大きい、アルカリ骨材反応の抑制効果がある等の有利な点を有しているが、乾燥収縮がポルトランドセメントに比べて大きく、高炉セメントを用いたコンクリートから得られる硬化体は収縮ひび割れが発生し易いという問題や、ポルトランドセメントに比べて中性化による劣化が速いという不利な点も有している。このような理由から、高炉セメントとしては、性能バランスの良い高炉セメントＢ種に限られて使用されているのが実情であるが、高炉セメントＢ種はコンクリート１ｍ３中に２５０〜４５０kgの割合で混入するのが一般的であり、高炉セメントＢ種１トンを工場で製造するために約４００kgの二酸化炭素を排出しているので、高炉セメントＢ種を用いてコンクリート組成物１ｍ３を調製するためには、施工機械の運転や材料の運搬等により発生する二酸化炭素の排出を除き、１００〜１８０kgの二酸化炭素を排出していることになる。そのため、コンクリート工事においては、施工性を確保しつつ、得られる硬化体が必要な強度を有することを前提として、高炉セメントＢ種よりも高炉スラグ微粉末の分量が多い高炉セメントを使用することにより二酸化炭素の発生を抑制する技術の出現が要求されている。本発明はかかる要求に応える高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法及びこの調製方法によって得られるＡＥコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、非特許文献１参照）。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、特許文献１〜１１参照）。しかし、これらの従来提案には実際のところ、高炉セメントＢ種よりも高炉スラグ微粉末の分量が多い高炉セメントを使用すると、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）硬化体の凍結融解に対する抵抗性が低下する、４）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１５８１４６号公報
【特許文献２】特開昭６３−２８４２号公報
【特許文献３】特開平１−１６７２６７号公報
【特許文献４】特開平５−１５５６４８号公報
【特許文献５】特開平１０−１１４５５５号公報
【特許文献６】特開２０００−１４３３２６号公報
【特許文献７】特開２００２−３２１９４９号公報
【特許文献８】特開２００３−３０６３５９号公報
【特許文献９】特開２００５−２８１１２３号公報
【特許文献１０】特開２００７−２１７１９７号公報
【特許文献１１】特開２００７−２９７２２６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、高炉セメントＢ種よりも高炉スラグ微粉末の分量が多い高炉セメントを使用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ＡＥコンクリート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）得られる硬化体の凍結融解に対する抵抗性が高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて低くならないようにすること、４）得られる硬化体が必要な強度を発現すること、以上の１）〜４）の基本的な諸性能を同時に発現できるＡＥコンクリートの調製方法及びＡＥコンクリートを提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
しかして本発明者らは、前記の課題を解決するべく研究した結果、結合材として高炉スラグ微粉末を高い割合で含有する特定の高炉セメントを用い、またこれと共に特定の混和材を所定割合で用いてＡＥコンクリートを調製する方法が正しく好適であることを見出した。
【０００７】
すなわち本発明は、少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有するＡＥコンクリートの調製方法であって、セメントとして下記の高炉セメントを用い、且つ水／該高炉セメント比を３０〜６０％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、下記のＢ成分を０．３〜４．０質量部、下記のＣ成分を０．００１〜０．３質量部及び下記のＤ成分を０．００１〜０．１質量部の割合で用いて成ることを特徴とする高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法に係る。また本発明は、かかる調製方法によって得られるＡＥコンクリートに係る。
【０００８】
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。
【０００９】
Ａ成分：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％）の割合で有し、且つ質量平均分子量が２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
【００１０】
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
【００１１】
Ｂ成分：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
Ｃ成分：炭素数６〜１８のアルキルリン酸モノエステル塩からなるＡＥ調節剤
Ｄ成分：抑泡剤
【００１２】
本発明に係るＡＥコンクリートの調製方法（以下、本発明の調製方法という）では、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用いる。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。
【００１３】
前記の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。尚、本発明において粉末度はブレーン法による比表面積で表したものである。
【００１４】
また前記の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。
【００１５】
本発明の調製方法で結合材として用いる高炉セメントは、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。したがって本発明の調製方法で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。
【００１６】
本発明の調製方法において、水としては水道水を使用でき、また細骨材としては、公知の川砂、砕砂、山砂等を使用でき、更に粗骨材としては、公知の川砂利、砕石、軽量骨材等を使用できる。
【００１７】
本発明の調製方法では、水／高炉セメントの質量比を３０〜６０％に調製するが、好ましくは３０〜５５％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。
【００１８】
また本発明の調製方法では、空気（ＡＥ）量は３〜６容量％に調製するのが好ましく、３．５〜５．５容量％に調製するのがより好ましい。空気量が３容量％より少ないと、得られる硬化体の凍結融解に対する抵抗性が低下する傾向を示し、逆に６容量％より多いと、得られる硬化体の圧縮強度が低下する傾向を示す。
【００１９】
本発明のコンクリート組成物では、混和材として、Ａ成分のセメント分散剤、Ｂ成分の乾燥収縮低減剤、Ｃ成分のＡＥ調節剤及びＤ成分の抑泡剤を用いる。
【００２０】
Ａ成分のセメント分散剤としては、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が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からなるものを用いる。
【００２１】
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
【００２２】
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。
【００２３】
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を用いる。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、０．３〜４．０質量部、好ましくは０．６〜３．５質量部の割合とする。
【００２４】
Ｃ成分のＡＥ調節剤としては、炭素数８〜１８のアルキル燐酸モノエステル塩からなるものを用いる。なかでも、得られる硬化体が凍結融解に対する抵抗性に優れることから、炭素数８のオクチルリン酸モノエステル塩が好ましい。かかるＡＥ調節剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．００１〜０．３質量部、好ましくは０．００２〜０．２質量部の割合とする。
【００２５】
Ｄ成分の抑泡剤としては、ポリアルキレングリコールモノアルケニル（又はアルキル）エーテル、変性ポリジメチルシロキサン、リン酸トリアルキル等の公知の抑泡剤又は消泡剤のなかから選ばれるものが使用できる。なかでもポリ（４０モル）オキシプロピレンポリ（６モル）オキシエチレンオレイルエーテルが性能及び経済性の面から好ましい。かかる抑泡剤は、高炉セメント１００質量部当たり、０．００１〜０．１質量部、好ましくは０．００２〜０．０１質量部の割合とする。
【００２６】
本発明の調製方法では、Ｃ成分のＡＥ調節剤とＤ成分の抑泡剤とを併用し、ＡＥコンクリートに微細で安定した質の良い空気量を連行することが重要である。結合材として高炉スラグ微粉末の分量の多い高炉セメントを用いると、ＡＥコンクリートを練り混ぜて調製する際に不安定な巻き込み空気が入り易く、時間が経過するにつれて調製したＡＥコンクリートから不安定な空気が抜けて流動性が低下すると共に得られる硬化体の凍結融解に対する抵抗性が低下するようになる。これを防止するため、本発明の調製方法では、Ｄ成分の抑泡剤を添加して不安定な巻き込み空気の連行を抑えつつ、Ｃ成分のＡＥ調節剤を添加することによって微細な独立気泡を導入する。したがって、ＡＥコンクリートを練り混ぜて調製する際には、Ｄ成分の抑泡剤はＣ成分のＡＥ調節剤よりも先に添加するか、Ｃ成分のＡＥ調節剤と同時に添加することが望ましい。
【００２７】
本発明の調製方法では、以上説明した高炉セメント、水、細骨材、粗骨材、粗骨材及びＡ〜Ｄの各成分の混和材をコンクリートミキサーを用いて練り混ぜ、ＡＥコンクリートを調製する。練り混ぜ手順は特に制限されないが、高炉セメント、水、細骨材及び粗骨材をコンクリートミキサーで先練りする一方で、Ａ〜Ｄの各成分の混和材を練り混ぜ水で希釈しておき、しかる後に双方を練り混ぜる方法が好ましい。これらの練り混ぜに際しては、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、硬化促進剤、凝結遅延剤、防錆剤、防水剤、防腐剤等の添加剤を併用することができる。
【００２８】
本発明に係るＡＥコンクリートは以上説明した本発明の調製方法によって調製されるＡＥコンクリートである。かかるＡＥコンクリートからは乾燥収縮率が８００×１０−６以下となる硬化体を得ることができ、高炉セメントＢ種を用いたＡＥコンクリートと同等以上の品質の良い硬化体が得られる。また本発明に係るＡＥコンクリートは、建設現場で打設されるＡＥコンクリートとしてだけでなく、コンクリート製品工場で加工される二次製品用のＡＥコンクリートとしても適用できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、ＡＥコンクリートを調製するに当たり二酸化炭素の排出量を抑制しつつ、調製したＡＥコンクリート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ができ、また得られる硬化体の乾燥収縮及び凍結融解に対する抵抗性の低下を抑制することができ、更に得られる硬化体に必要な強度を発現させることができるという効果がある。
【００３０】
以下、本発明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、本発明が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。
【実施例】
【００３１】
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（ａ−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（ａ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａ−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。
【００３２】
・水溶性ビニル共重合体（ａ−２）〜（ａ−４）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−４）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａ−２）〜（ａ−４）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−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。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１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
【００３５】
試験区分２（ＡＥコンクリートの調製）
実施例１〜１４
表２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（ａ−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成分の空気量調節剤としてオクチルリン酸モノエステルカリウム塩（ｃ−１）、Ｄ成分の抑泡剤としてポリ（４０モル）オキシプロピレンポリ（６モル）オキシエチレンオレイルエーテルの各所定量を順次投入し、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ＡＥコンクリートを調製した。同様の方法で、実施例２〜１４の水／高炉セメントの質量比が４５〜５０％のＡＥコンクリートを調製した。
【００３６】
比較例１〜１５
実施例１と同様の方法で比較例１〜１５の水／高炉セメントの質量比が５０〜５５％のＡＥコンクリートを調製した。実施例も含め、以上の各例で調製したＡＥコンクリートの内容を表２にまとめて示した。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２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）
【００３９】
【表３】
【００４０】
表３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
ａ−１〜ａ−４及びａｒ−１〜ａｒ−４：表１に記載した水溶性ビニル共重合体
ａｒ−５：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）
ａｒ−６：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）
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：オクチルリン酸モノエステルカリウム塩
ｃ−２：ラウリルリン酸モノエステルカリウム塩
ｃｒ−１：樹脂酸塩系ＡＥ剤（竹本油脂社製の商品名ＡＥ３００）
ｄ−１：ポリ（４０モル）オキシプロピレンポリ（６モル）オキシエチレンオレイルエーテル
ｄ−２：シリコーン系抑泡剤
【００４１】
試験区分３（調製したＡＥコンクリートの評価）
調製した各例のＡＥコンクリートについて、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ＡＥコンクリートから得た硬化体について、乾燥収縮率、凍結融解耐久性指数及び圧縮強度を下記のように求めた。
【００４２】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のＡＥコンクリート及び更に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ＡＥコンクリートを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。
・凍結融解耐久性指数（３００サイクル）：各例のＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１４８に準拠して測定した値を用い、ＡＳＴＭ−Ｃ６６６−７５の耐久性指数で計算した数値を示した。この数値は、最大値が１００で、１００に近いほど、凍結融解に対する抵抗性が優れていることを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
【００４３】
結果を表４にまとめて示した。各実施例のＡＥコンクリートは、結合材として高炉セメントＢ種を用いた比較例１４や１５に比べて、高炉スラグ微粉末の使用量が多い分だけＡＥ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、また調整したＡＥコンクリート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、凍結融解耐久性指数は高く、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【００４４】
【表４】
【００４５】
表４において、
二酸化炭素排出量：ＡＥコンクリート１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg）。但し、ポルトランドセメントの使用量から計算した値。
比較例５〜７：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。
比較例２、３、８〜１１及び１３の凍結融解耐久性指数：途中のサイクルで破壊した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法及びＡＥコンクリートに関する。近年、二酸化炭素の排出量の削減やエネルギー消費効率の改善についての要求が益々強くなっている。かかる事情に鑑み、コンクリートの分野においても、製鉄所から副産する高炉水砕スラグが、高炉スラグ微粉末の形で高炉セメントの原料として有効利用されている。一般にコンクリートに使用されている高炉セメントは、普通ポルトランドセメントに高炉スラグ微粉末を混合して造られ、ＪＩＳ−Ｒ５２１１の規格では、高炉スラグ微粉末の分量によって、Ａ種（５％超〜３０％）、Ｂ種（３０％超〜６０％）及びＣ種（６０％超〜７０％）の３種類に分けられている。かかる高炉セメントは、水和熱が低い、長期強度の伸びが大きい、水密性が大きい、硫酸塩に対する化学的侵食に対して抵抗性が大きい、アルカリ骨材反応の抑制効果がある等の有利な点を有しているが、乾燥収縮がポルトランドセメントに比べて大きく、高炉セメントを用いたコンクリートから得られる硬化体は収縮ひび割れが発生し易いという問題や、ポルトランドセメントに比べて中性化による劣化が速いという不利な点も有している。このような理由から、高炉セメントとしては、性能バランスの良い高炉セメントＢ種に限られて使用されているのが実情であるが、高炉セメントＢ種はコンクリート１ｍ３中に２５０〜４５０kgの割合で混入するのが一般的であり、高炉セメントＢ種１トンを工場で製造するために約４００kgの二酸化炭素を排出しているので、高炉セメントＢ種を用いてコンクリート組成物１ｍ３を調製するためには、施工機械の運転や材料の運搬等により発生する二酸化炭素の排出を除き、１００〜１８０kgの二酸化炭素を排出していることになる。そのため、コンクリート工事においては、施工性を確保しつつ、得られる硬化体が必要な強度を有することを前提として、高炉セメントＢ種よりも高炉スラグ微粉末の分量が多い高炉セメントを使用することにより二酸化炭素の発生を抑制する技術の出現が要求されている。本発明はかかる要求に応える高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法及びこの調製方法によって得られるＡＥコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、非特許文献１参照）。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、特許文献１〜１１参照）。しかし、これらの従来提案には実際のところ、高炉セメントＢ種よりも高炉スラグ微粉末の分量が多い高炉セメントを使用すると、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）硬化体の凍結融解に対する抵抗性が低下する、４）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１５８１４６号公報
【特許文献２】特開昭６３−２８４２号公報
【特許文献３】特開平１−１６７２６７号公報
【特許文献４】特開平５−１５５６４８号公報
【特許文献５】特開平１０−１１４５５５号公報
【特許文献６】特開２０００−１４３３２６号公報
【特許文献７】特開２００２−３２１９４９号公報
【特許文献８】特開２００３−３０６３５９号公報
【特許文献９】特開２００５−２８１１２３号公報
【特許文献１０】特開２００７−２１７１９７号公報
【特許文献１１】特開２００７−２９７２２６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、高炉セメントＢ種よりも高炉スラグ微粉末の分量が多い高炉セメントを使用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ＡＥコンクリート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）得られる硬化体の凍結融解に対する抵抗性が高炉セメントＢ種を用いた場合に比べて低くならないようにすること、４）得られる硬化体が必要な強度を発現すること、以上の１）〜４）の基本的な諸性能を同時に発現できるＡＥコンクリートの調製方法及びＡＥコンクリートを提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
しかして本発明者らは、前記の課題を解決するべく研究した結果、結合材として高炉スラグ微粉末を高い割合で含有する特定の高炉セメントを用い、またこれと共に特定の混和材を所定割合で用いてＡＥコンクリートを調製する方法が正しく好適であることを見出した。
【０００７】
すなわち本発明は、少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有するＡＥコンクリートの調製方法であって、セメントとして下記の高炉セメントを用い、且つ水／該高炉セメント比を３０〜６０％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、下記のＢ成分を０．３〜４．０質量部、下記のＣ成分を０．００１〜０．３質量部及び下記のＤ成分を０．００１〜０．１質量部の割合で用いて成ることを特徴とする高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法に係る。また本発明は、かかる調製方法によって得られるＡＥコンクリートに係る。
【０００８】
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。
【０００９】
Ａ成分：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％）の割合で有し、且つ質量平均分子量が２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
【００１０】
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
【００１１】
Ｂ成分：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
Ｃ成分：炭素数６〜１８のアルキルリン酸モノエステル塩からなるＡＥ調節剤
Ｄ成分：抑泡剤
【００１２】
本発明に係るＡＥコンクリートの調製方法（以下、本発明の調製方法という）では、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用いる。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。
【００１３】
前記の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。尚、本発明において粉末度はブレーン法による比表面積で表したものである。
【００１４】
また前記の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。
【００１５】
本発明の調製方法で結合材として用いる高炉セメントは、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。したがって本発明の調製方法で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。
【００１６】
本発明の調製方法において、水としては水道水を使用でき、また細骨材としては、公知の川砂、砕砂、山砂等を使用でき、更に粗骨材としては、公知の川砂利、砕石、軽量骨材等を使用できる。
【００１７】
本発明の調製方法では、水／高炉セメントの質量比を３０〜６０％に調製するが、好ましくは３０〜５５％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。
【００１８】
また本発明の調製方法では、空気（ＡＥ）量は３〜６容量％に調製するのが好ましく、３．５〜５．５容量％に調製するのがより好ましい。空気量が３容量％より少ないと、得られる硬化体の凍結融解に対する抵抗性が低下する傾向を示し、逆に６容量％より多いと、得られる硬化体の圧縮強度が低下する傾向を示す。
【００１９】
本発明のコンクリート組成物では、混和材として、Ａ成分のセメント分散剤、Ｂ成分の乾燥収縮低減剤、Ｃ成分のＡＥ調節剤及びＤ成分の抑泡剤を用いる。
【００２０】
Ａ成分のセメント分散剤としては、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が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からなるものを用いる。
【００２１】
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
【００２２】
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。
【００２３】
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を用いる。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、０．３〜４．０質量部、好ましくは０．６〜３．５質量部の割合とする。
【００２４】
Ｃ成分のＡＥ調節剤としては、炭素数８〜１８のアルキル燐酸モノエステル塩からなるものを用いる。なかでも、得られる硬化体が凍結融解に対する抵抗性に優れることから、炭素数８のオクチルリン酸モノエステル塩が好ましい。かかるＡＥ調節剤の使用量は、高炉セメント１００質量部当たり、０．００１〜０．３質量部、好ましくは０．００２〜０．２質量部の割合とする。
【００２５】
Ｄ成分の抑泡剤としては、ポリアルキレングリコールモノアルケニル（又はアルキル）エーテル、変性ポリジメチルシロキサン、リン酸トリアルキル等の公知の抑泡剤又は消泡剤のなかから選ばれるものが使用できる。なかでもポリ（４０モル）オキシプロピレンポリ（６モル）オキシエチレンオレイルエーテルが性能及び経済性の面から好ましい。かかる抑泡剤は、高炉セメント１００質量部当たり、０．００１〜０．１質量部、好ましくは０．００２〜０．０１質量部の割合とする。
【００２６】
本発明の調製方法では、Ｃ成分のＡＥ調節剤とＤ成分の抑泡剤とを併用し、ＡＥコンクリートに微細で安定した質の良い空気量を連行することが重要である。結合材として高炉スラグ微粉末の分量の多い高炉セメントを用いると、ＡＥコンクリートを練り混ぜて調製する際に不安定な巻き込み空気が入り易く、時間が経過するにつれて調製したＡＥコンクリートから不安定な空気が抜けて流動性が低下すると共に得られる硬化体の凍結融解に対する抵抗性が低下するようになる。これを防止するため、本発明の調製方法では、Ｄ成分の抑泡剤を添加して不安定な巻き込み空気の連行を抑えつつ、Ｃ成分のＡＥ調節剤を添加することによって微細な独立気泡を導入する。したがって、ＡＥコンクリートを練り混ぜて調製する際には、Ｄ成分の抑泡剤はＣ成分のＡＥ調節剤よりも先に添加するか、Ｃ成分のＡＥ調節剤と同時に添加することが望ましい。
【００２７】
本発明の調製方法では、以上説明した高炉セメント、水、細骨材、粗骨材、粗骨材及びＡ〜Ｄの各成分の混和材をコンクリートミキサーを用いて練り混ぜ、ＡＥコンクリートを調製する。練り混ぜ手順は特に制限されないが、高炉セメント、水、細骨材及び粗骨材をコンクリートミキサーで先練りする一方で、Ａ〜Ｄの各成分の混和材を練り混ぜ水で希釈しておき、しかる後に双方を練り混ぜる方法が好ましい。これらの練り混ぜに際しては、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、硬化促進剤、凝結遅延剤、防錆剤、防水剤、防腐剤等の添加剤を併用することができる。
【００２８】
本発明に係るＡＥコンクリートは以上説明した本発明の調製方法によって調製されるＡＥコンクリートである。かかるＡＥコンクリートからは乾燥収縮率が８００×１０−６以下となる硬化体を得ることができ、高炉セメントＢ種を用いたＡＥコンクリートと同等以上の品質の良い硬化体が得られる。また本発明に係るＡＥコンクリートは、建設現場で打設されるＡＥコンクリートとしてだけでなく、コンクリート製品工場で加工される二次製品用のＡＥコンクリートとしても適用できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、ＡＥコンクリートを調製するに当たり二酸化炭素の排出量を抑制しつつ、調製したＡＥコンクリート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ができ、また得られる硬化体の乾燥収縮及び凍結融解に対する抵抗性の低下を抑制することができ、更に得られる硬化体に必要な強度を発現させることができるという効果がある。
【００３０】
以下、本発明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、本発明が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。
【実施例】
【００３１】
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（ａ−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（ａ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａ−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。
【００３２】
・水溶性ビニル共重合体（ａ−２）〜（ａ−４）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−４）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａ−２）〜（ａ−４）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−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。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１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
【００３５】
試験区分２（ＡＥコンクリートの調製）
実施例１〜１４
表２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（ａ−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成分の空気量調節剤としてオクチルリン酸モノエステルカリウム塩（ｃ−１）、Ｄ成分の抑泡剤としてポリ（４０モル）オキシプロピレンポリ（６モル）オキシエチレンオレイルエーテルの各所定量を順次投入し、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ＡＥコンクリートを調製した。同様の方法で、実施例２〜１４の水／高炉セメントの質量比が４５〜５０％のＡＥコンクリートを調製した。
【００３６】
比較例１〜１５
実施例１と同様の方法で比較例１〜１５の水／高炉セメントの質量比が５０〜５５％のＡＥコンクリートを調製した。実施例も含め、以上の各例で調製したＡＥコンクリートの内容を表２にまとめて示した。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２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）
【００３９】
【表３】
【００４０】
表３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
ａ−１〜ａ−４及びａｒ−１〜ａｒ−４：表１に記載した水溶性ビニル共重合体
ａｒ−５：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）
ａｒ−６：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）
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：オクチルリン酸モノエステルカリウム塩
ｃ−２：ラウリルリン酸モノエステルカリウム塩
ｃｒ−１：樹脂酸塩系ＡＥ剤（竹本油脂社製の商品名ＡＥ３００）
ｄ−１：ポリ（４０モル）オキシプロピレンポリ（６モル）オキシエチレンオレイルエーテル
ｄ−２：シリコーン系抑泡剤
【００４１】
試験区分３（調製したＡＥコンクリートの評価）
調製した各例のＡＥコンクリートについて、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ＡＥコンクリートから得た硬化体について、乾燥収縮率、凍結融解耐久性指数及び圧縮強度を下記のように求めた。
【００４２】
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後のＡＥコンクリート及び更に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ＡＥコンクリートを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。
・凍結融解耐久性指数（３００サイクル）：各例のＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１４８に準拠して測定した値を用い、ＡＳＴＭ−Ｃ６６６−７５の耐久性指数で計算した数値を示した。この数値は、最大値が１００で、１００に近いほど、凍結融解に対する抵抗性が優れていることを示す。
・圧縮強度（Ｎ／mm２）：各例のＡＥコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢７日及び材齢２８日で測定した。
【００４３】
結果を表４にまとめて示した。各実施例のＡＥコンクリートは、結合材として高炉セメントＢ種を用いた比較例１４や１５に比べて、高炉スラグ微粉末の使用量が多い分だけＡＥ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、また調整したＡＥコンクリート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、凍結融解耐久性指数は高く、必要とされる充分な圧縮強度が得られている。
【００４４】
【表４】
【００４５】
表４において、
二酸化炭素排出量：ＡＥコンクリート１ｍ３を製造する場合の二酸化炭素の排出量（kg）。但し、ポルトランドセメントの使用量から計算した値。
比較例５〜７：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。
比較例２、３、８〜１１及び１３の凍結融解耐久性指数：途中のサイクルで破壊した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有するＡＥコンクリートの調製方法であって、セメントとして下記の高炉セメントを用い、且つ水／該高炉セメントの質量比を３０〜６０％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、下記のＢ成分を０．３〜４．０質量部、下記のＣ成分を０．００１〜０．３質量部及び下記のＤ成分を０．００１〜０．１質量部の割合で用いて成ることを特徴とする高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
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。
Ａ成分：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％）の割合で有し、且つ質量平均分子量が２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
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
Ｂ成分：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
Ｃ成分：炭素数６〜１８のアルキルリン酸モノエステル塩からなるＡＥ調節剤
Ｄ成分：抑泡剤
【請求項２】
高炉スラグ微粉末が、その粉末度が３５００〜６５００cm２／ｇのものであり、またポルトランドセメントが普通ポルトランドセメントである請求項１記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項３】
高炉セメントが、高炉スラグ微粉末を６４〜７６質量％、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である請求項１又は２記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項４】
Ｂ成分の乾燥収縮低減剤が、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である請求項１〜３のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項５】
Ｃ成分のＡＥ調節剤が、オクチルリン酸モノエステル塩からなるものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項６】
Ｄ成分の抑泡剤が、ポリアルキレングリコールモノアルケニルエーテルからなるものである請求項１〜５のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項７】
水／高炉セメント比を、３０〜５５％に調製する請求項１〜６のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項８】
空気（ＡＥ）量を３〜６容量％に調製する請求項１〜７のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つの項記載の調製方法によって得られる高炉セメントを用いたＡＥコンクリート。
【請求項１０】
得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６以下となるものである請求項９記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリート。
【請求項１】
少なくとも、セメント、水、細骨材、粗骨材及び混和材を含有するＡＥコンクリートの調製方法であって、セメントとして下記の高炉セメントを用い、且つ水／該高炉セメントの質量比を３０〜６０％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、下記のＢ成分を０．３〜４．０質量部、下記のＣ成分を０．００１〜０．３質量部及び下記のＤ成分を０．００１〜０．１質量部の割合で用いて成ることを特徴とする高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
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。
Ａ成分：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％）の割合で有し、且つ質量平均分子量が２０００〜８００００の水溶性ビニル共重合体からなるセメント分散剤。
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
Ｂ成分：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
Ｃ成分：炭素数６〜１８のアルキルリン酸モノエステル塩からなるＡＥ調節剤
Ｄ成分：抑泡剤
【請求項２】
高炉スラグ微粉末が、その粉末度が３５００〜６５００cm２／ｇのものであり、またポルトランドセメントが普通ポルトランドセメントである請求項１記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項３】
高炉セメントが、高炉スラグ微粉末を６４〜７６質量％、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である請求項１又は２記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項４】
Ｂ成分の乾燥収縮低減剤が、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である請求項１〜３のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項５】
Ｃ成分のＡＥ調節剤が、オクチルリン酸モノエステル塩からなるものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項６】
Ｄ成分の抑泡剤が、ポリアルキレングリコールモノアルケニルエーテルからなるものである請求項１〜５のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項７】
水／高炉セメント比を、３０〜５５％に調製する請求項１〜６のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項８】
空気（ＡＥ）量を３〜６容量％に調製する請求項１〜７のいずれか一つの項記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリートの調製方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つの項記載の調製方法によって得られる高炉セメントを用いたＡＥコンクリート。
【請求項１０】
得られる硬化体の乾燥収縮率が８００×１０−６以下となるものである請求項９記載の高炉セメントを用いたＡＥコンクリート。
【公開番号】特開２０１０−２８５２９１（Ｐ２０１０−２８５２９１Ａ）
【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２００９−１３７９７１（Ｐ２００９−１３７９７１）
【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)
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【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)
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【Ｆターム（参考）】
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