(57)【要約】【課題】高強度コンクリート硬化体の硬化時の熱変形による膨張及び収縮、内部乾燥による収縮などに起因するひび割れが抑制されたコンクリート組成物、コンクリート構造体の製造方法及びコンクリート構造体を提供する。【解決手段】結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和剤を含み、結合材は、ポルトランドセメント及びシリカフュームを含み、全結合材に対するシリカフュームの含有量が５質量％以上２５質量％以下であり、混和剤は、少なくとも１種の分子量５００未満の糖類を含み、水／結合材比が８質量％〜２８質量％であるコンクリート組成物、コンクリート構造体の製造方法及びコンクリート構造体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和剤を含み、
結合材は、ポルトランドセメント及びシリカフュームを含み、全結合材におけるシリカフュームの含有量が５質量％以上２５質量％以下であり、
混和剤は、少なくとも１種の分子量５００未満の糖類を含み、
水／結合材比が８質量％〜２８質量％であるコンクリート組成物。
【請求項２】
前記結合材は、さらに、フライアッシュを含み、全結合材におけるフライアッシュの含有量が５質量％を超え、５０質量％以下である請求項１に記載のコンクリート組成物。
【請求項３】
結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和剤を含み、
結合材は、ポルトランドセメントとフライアッシュとを含み、全結合材におけるフライアッシュの含有量が５質量％以上５０質量％以下であり、
混和剤は、少なくとも１種の分子量５００未満の糖類を含み、
水／結合材比が２２質量％〜３８質量％であるコンクリート組成物。
【請求項４】
膨張材及び収縮低減剤からなる群より選択される少なくとも１種をさらに含む請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコンクリート組成物。
【請求項５】
糖類を含まないコンクリート組成物を用いてコンクリート硬化体を作製する工程と、
前記糖類を含まないコンクリート組成物からなる硬化体の面上に、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコンクリート組成物を用いてコンクリート硬化体を作製する工程と、を有するコンクリート構造体の製造方法。
【請求項６】
糖類を含まないコンクリート組成物の硬化物であるコンクリート硬化体の面上に、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のコンクリート組成物の硬化物であるコンクリート硬化体を備えるコンクリート構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンクリート組成物、コンクリート構造体の製造方法及びコンクリート構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート硬化体は建築物、土木構造物等を構成する基幹の構造体である。
コンクリート組成物の硬化物であるコンクリート硬化体からなる構造体では、柱、梁などの、断面が相対的に大きな部材、壁や床などのように断面が相対的に小さい部材など様々あり、これらは互いに他の部材に隣接して設けられる場合がある。なお、コンクリート硬化体の乾燥収縮は、硬化体の断面が相対的に大きいほど小さく、断面が相対的に小さいほど大きい。
コンクリート硬化体からなる構造体の部材厚が薄い場合には、乾燥に伴ってコンクリートが収縮する収縮変形が、既述の他の部材により拘束されると、乾燥収縮変形が抑制される。従ってコンクリート硬化体からなる構造体の部材厚が薄い場合には、例えば、コンクリートの乾燥収縮が低減できる材料を選定する、コンクリート組成物の組成物を調整する、他の部材とコンクリート硬化体との間に、拘束を小さくする目的で目地を設ける、逆に、他の部材に断面欠損部を設けてひび割れを集中させ、目地を設けてシールで処理する、等の手段により、コンクリート組成物の乾燥収縮に起因するひび割れに対する対策が講じやすい。
【０００３】
他方、部材厚が厚い部材、例えば、太い柱、構造材としての厚みの厚い壁体等では、セメントの水和反応による発熱がコンクリート硬化体内部に蓄積され、コンクリートが高温になり、温度変形が拘束されると温度応力ひび割れが生じやすくなる場合がある。
一般の圧縮強度のコンクリートの分野では、部材厚が厚く、最小断面の寸法が８０ｃｍ以上のコンクリート硬化体をマスコンクリートと称することがある。
しかし、本開示のコンクリート組成物は、一般の圧縮強度のコンクリートに比較して、圧縮強度のより高い硬化体を形成することができる高強度コンクリート組成物を対象としている。高強度コンクリート組成物は、一般的な圧縮強度の硬化体を与えるコンクリート組成物よりも、単位質量に対するセメントの含有量が多く、水和発熱による温度上昇が生じやすい。従って、本開示では、部材厚が比較的薄い、例えば、最小断面の寸法が３０ｃｍ以上のコンクリート硬化体をも包含する意味で「マスコンクリート」と称することがある。
【０００４】
コンクリート硬化体の製造時におけるひび割れの発生を抑制するため、種々の対応が試みられている。即ち、乾燥収縮ひび割れに対しては、コンクリート組成物に収縮低減剤を使用する方法、膨張材を使用して膨張させることで、乾燥収縮を低減させる方法などが試みられている。マスコンクリートでは、水和発熱の小さいセメント組成物を使用したり、拘束が大きくならない部材形状となるように打込み計画を行なったりして、温度応力ひび割れの抑制を試みている。
大断面のマスコンクリートにおける乾燥収縮及び温度応力に起因するひび割れは、既設部などの拘束体上に部材を形成する場合、既設部により部材の変形が拘束されて、部材と部材との界面（打継部）を介して生じることに着目した提案がなされている。
【０００５】
具体的には、拘束体としての基盤に接して形成する部材の最下層に、まず、凝結遅延剤を混入したモルタル又はコンクリートを打込んだ後、続けて凝結遅延剤を混入していないモルタル又はコンクリートを打込むことにより拘束を緩和して割れを抑制する方法が提案されている。（特許文献１参照）。
また、打継部のコンクリートの初期収縮による応力を効果的に緩和する方法として、水セメント比が４０質量％〜５０質量％程度で一般的なコンクリートと同等の強度を持つ遅延剤を、モルタル組成物に添加して使用する細骨材の微粒分量を少なくして、凝結始発時間のばらつきを小さくする方法が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１５６６２７号公報
【特許文献２】特許第６２３１８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載の方法によれば、一般的なコンクリート組成物を用いたコンクリート硬化体の製造時及び打ち継ぎ時のひび割れがある程度は抑制される。ここで、一般的なコンクリート組成物とは、構造体の構築に汎用される水／結合材比が４０質量％を超えるコンクリート組成物を指す。本開示では、以下、水／結合材比が４０質量％を超える汎用のコンクリート組成物を「普通コンクリート組成物」と称することがある。
しかし、近年、超高層鉄筋コンクリート構造体の増加等に伴い、より高強度のコンクリート硬化体が望まれている。即ち、超高層鉄筋コンクリート構造体では、建物の自重を支え、地震に対する荷重に耐える目的で、従来よりも圧縮強度の高い高強度コンクリートが使用される。コンクリート硬化体の圧縮強度を高めるためには、コンクリート組成物として水／結合材比を小さく、単位容積あたりの結合材量を大きくして、結合材粒子間の距離が小さい緻密な組織構造とすることが好ましい。単位容積あたりの結合材量が多い高強度コンクリート組成物では、従来の普通コンクリート組成物に比較して、硬化時にセメントの水和熱による発熱が大きいため、熱が部材内部に蓄積され易くなり、硬化体の内部がより高温になる傾向がある。
高強度コンクリート組成物は、コンクリート組成物の硬化に伴う水和反応に関係しない自由水（余剰水ともいう）が少ないため、硬化体形成時の乾燥による収縮は普通コンクリート組成物に比較して小さい。しかし、高強度コンクリート組成物は、セメントの水和に伴う水和収縮及びセメントの水和に伴い練混ぜ水が内部で消費される内部乾燥による収縮は、普通コンクリート組成物より大きくなり、結果として一般的なコンクリート硬化体よりも大きな収縮が生じる場合がある。
なお、以下、コンクリート組成物が硬化する際に生じる内部乾燥による収縮を、自己収縮と称することがある。
この自己収縮は、同じ組成物のコンクリート組成物を適用した場合であっても、水和熱による温度上昇が大きいほど急激に進行し、最終的に大きな収縮率になることがあり、この傾向は水結合材比が小さいほど生じやすい。
【０００８】
本発明者らの検討によれば、水／結合材比が小さい高強度コンクリート硬化体のひび割れ防止には、特許文献１及び特許文献２に記載の方法では不十分であることがわかった。特に、超高層鉄筋コンクリート構造体では、大断面で部材長の大きな壁部材を、基礎などの拘束体の上に打ち込む場合があるが、外部からの拘束条件の厳しさ、マスコンクリートによる内部温度の蓄積などに起因して、過大なひび割れが生じてしまう懸念がある。このため、高強度コンクリート硬化体の製造時におけるより確実なひび割れ抑制技術が求められる。例えば、特許文献２の方法を高強度コンクリート硬化体の製造に適用した場合、打継部において構造体の均質性が得られず、打継部の強度が低いために構造性能を満足できない場合があるといった問題が生じる。
【０００９】
本発明のある実施形態が解決しようとする課題は、高強度コンクリート硬化体の硬化時の熱変形による膨張及び収縮、内部乾燥による収縮などに起因するひび割れが抑制されたコンクリート組成物を提供することである。
本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、コンクリート構造体の製造における打継部の拘束体に起因するひび割れが抑制されたコンクリート構造体及びコンクリート構造体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
課題の解決手段は、以下の実施形態を含む。
＜１＞    結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和剤を含み、結合材は、ポルトランドセメント及びシリカフュームを含み、全結合材におけるシリカフュームの含有量が５質量％以上２５質量％以下であり、混和剤は、少なくとも１種の分子量５００未満の糖類を含み、水／結合材比が８質量％〜２８質量％であるコンクリート組成物。
＜２＞  前記結合材は、さらに、フライアッシュ（ＦＡ）を含み、全結合材におけるフライアッシュの含有量が５質量％を超え、５０質量％以下である＜１＞に記載のコンクリート組成物。
【００１１】
＜３＞  結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和剤を含み、結合材は、ポルトランドセメントとフライアッシュとを含み、全結合材におけるフライアッシュの含有量が５質量％以上５０質量％以下であり、混和剤は、少なくとも１種の分子量５００未満の糖類を含み、水／結合材比が２２質量％〜３８質量％であるコンクリート組成物。
＜４＞  膨張材及び収縮低減剤からなる群より選択される少なくとも１種をさらに含む＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載のコンクリート組成物。
【００１２】
＜５＞  糖類を含まないコンクリート組成物を用いてコンクリート硬化体を作製する工程と、前記糖類を含まないコンクリート組成物からなる硬化体の面上に、＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のコンクリート組成物を用いてコンクリート硬化体を作製する工程と、を有するコンクリート構造体の製造方法。
＜６＞  糖類を含まないコンクリート組成物の硬化物であるコンクリート硬化体の面上に、＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載のコンクリート組成物の硬化物であるコンクリート硬化体を備えるコンクリート構造体。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のある実施形態によれば、高強度コンクリート硬化体の硬化時の熱変形による膨張及び収縮、内部乾燥による収縮などに起因するひび割れが抑制されたコンクリート組成物を提供することができる。
本発明の他の実施形態によれば、コンクリート構造体の製造における打継部の拘束体に起因するひび割れが抑制されたコンクリート構造体及びコンクリート構造体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示のコンクリート構造体の製造方法により形成されたコンクリート構造体の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本開示のコンクリート構造体の製造方法により形成されたコンクリート構造体の図１とは別の実施形態の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、具体的な実施形態に基づき、本開示のコンクリート組成物及びコンクリート硬化体の製造方法について詳細に説明するが、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されず、目的の範囲内において、適宜、変更を加えて実施することができる。
本開示において「〜」を用いて記載した数値範囲は、「〜」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を表す。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
また、「置換基」の表記は、特に断りのない限り、無置換のもの、置換基を更に有するものを包含する意味で用いられ、例えば「アルキル基」と表記した場合、無置換のアルキル基と置換基を更に有するアルキル基の双方を包含する意味で用いられる。その他の置換基についても同様である。
本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示における各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。
【００１６】
［コンクリート組成物：第１実施形態］
本開示のコンクリート組成物の第１実施形態は、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和剤を含み、結合材は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、５質量部以上２０質量部以下のシリカフュームを含み、混和剤は、少なくとも１種の分子量５００未満の糖類を含み、水／結合材比が８質量％〜２８質量％である、コンクリート組成物である。
【００１７】
本開示のコンクリート組成物の第１実施形態における作用機構は明確ではないが、以下のように考えている。
本開示のコンクリート組成物の第１実施形態では、水/結合材比が８質量％〜２８質量％であることで、単位容積当たりに含まれる結合材量が多くなり、緻密な構造を形成しうるため、例えば、圧縮強度（設計基準強度）が６０Ｎ／ｍｍ２以上の高強度コンクリート硬化体を形成しうる。
【００１８】
水／結合材比の小さいコンクリート組成物は、乾燥硬化時における発熱及び自己収縮が著しい。本開示のコンクリート組成物は、結合材の全量に対して、ケイ素質材料であるシリカフュームを５質量％以上２０質量部以下含有することで、水／結合材比が小さいコンクリート組成物でも球状の微粉末のベアリング効果により流動性が高まりコンクリートの打ち込みが容易になると同時に、シリカフュームのポゾラン反応によって、より緻密な組織構造とすることができる。
一般に水／結合材比の低い高強度コンクリート組成物では、硬化時に、発熱による温度上昇が大きいと、熱膨張した後に熱収縮変形が生じ、特に、熱収縮の過程で外部から変形を拘束されると引張応力が作用し、ひび割れが生じてしまう場合がある。
本開示のコンクリート組成物は、混和剤として分子量５００未満の糖類を含むことにより、糖類に起因して、セメントの凝結時間が適度に遅延され、硬化体形成時の急激な水和反応に起因する温度の上昇が抑制されることで、温度変化に起因するひび割れが効果的に抑制される。
従って、本開示のコンクリート組成物では、これらの効果が相俟ってひび割れが抑制された高強度硬化体が得られると考えられる。
【００１９】
なお、本開示の好ましい態様では、上記第１の実施形態及び後述する本開示のコンクリート組成物の第２実施形態のいずれのコンクリート組成物においても、収縮低減剤及び膨張材から選ばれる少なくとも１種の化学混和剤をさらに含むことが好ましい。
コンクリート組成物が、さらに、化学混和剤として収縮低減剤を含有すると、自己収縮をさらに小さくすることができる。従って、コンクリート組成物がさらに収縮低減剤を含むことで、ひび割れの発生をさらに低減することができる。
また、他の化学混和剤の好ましい例として、膨張材が挙げられる。コンクリート組成物が膨張材を、例えば、１０ｋｇ／ｍ３〜５０ｋｇ／ｍ３の範囲で、さらに含有することで、コンクリート組成物の硬化の初期において、予め膨張を生じさせ、自己収縮による硬化体の収縮を打ち消すことができ、ひび割れの発生をさらに低減することができる。
従って、コンクリート組成物が、シリカフューム及びフライアッシュから選ばれる有効成分に加え、収縮低減剤及び膨張材から選ばれる少なくとも１種を選択してさらに含有することで、ひび割れ発生をより効果的に抑制することができる。また、収縮低減剤及び膨張材から選ばれる２種以上をさらに含有することにより、ひび割れ発生の抑制効果がさらに向上すると考えている。
なお、上記作用機構は推定機構であり、本開示は上記記載に何ら制限されない。
【００２０】
以下、本開示のコンクリート組成物に含まれる各成分について説明する。
【００２１】
＜結合材＞
本開示のコンクリート組成物は、結合材を含む。
本開示における結合材は、コンクリート硬化体の主成分であるポルトランドセメント及び前記ポルトランドセメント１００質量部に対して、５質量部以上２０質量部以下のシリカフュームを含む。
なお、本開示における「結合材」とは、ポルトランドセメントなどのセメント及び一般にセメントと共に用いられるシリカフューム、スラグ、フライアッシュなどのセメント硬化体の硬化反応に関与する微粉末（固形分）を包含する意味で用いられる。骨材、流動化向上のために添加される界面活性剤等は本開示における結合材には包含されない。
【００２２】
（ポルトランドセメント）
コンクリート組成物における結合材の主成分としては、汎用性及び強度発現性の観点から、ポルトランドセメントを用いる。
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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等の公知のセメントはいずれも好適に使用することができ、発熱に起因するひび割れ防止効果がより良好であるという点で、低熱ポルトランドセメント、特にビーライト量が５０質量％以上である低熱ポルトランドセメントが好ましい。
なお、「結合材の主成分」とは、結合材全量に対し、５０質量％以上含有する成分を意味する。
【００２３】
（シリカフューム）
本開示のコンクリート組成物の第１実施形態では、結合材は、既述のポルトランドセメントとシリカフュームとを含有し、全結合材におけるシリカフュームの含有量は、５質量％以上２５質量％以下である。
コンクリート組成物が既述の含有比率で、シリカフュームを含むことで、コンクリートの流動性が向上し、水／結合材比を小さくすることができるため、ポゾラン反応により緻密な水和物が生成され、得られるコンクリート硬化体の高い圧縮強度を実現できる。
シリカフュームの含有量は、全結合材に対して５質量％以上２５質量％以下であり、コンクリート組成物の水／結合材比が１８質量％以上である場合には、６質量％以上１６質量％以下が好ましく、７質量％以上１５質量％以下がより好ましい。
コンクリート組成物の水／結合材比が１８質量％未満である場合には、１０質量％以上２４質量％以下が好ましく、１２質量％以上２４質量％以下がより好ましい。
【００２４】
シリカフュームは、粉体状、スラリー状、顆粒状のいずれの形態であってもよい。シリカフュームとしては、一般に用いられるフェロシリコンや金属シリコン製造時に副成されるシリカフューム（平均粒径：０．１μｍ〜０．２μｍ、ｐＨ５〜１０）が好ましい。また、シリカフュームの一部として、ジルコニア起源の、平均粒径が０．２μｍを超え１．０μｍ以下のシリカフュームを用いてもよい。
なお、本明細書におけるシリカフュームの粒径は、粒子が球形であると仮定し、ＢＥＴ法でシリカフューム粒子の比表面積を算出し、算出された比表面積と、粒子の密度とから計算により求めた値を用いている。
【００２５】
なお、市販のセメントの中には、予めシリカフュームが含まれているシリカフュームセメントがあり、市販のシリカフュームセメントを本開示のコンクリート組成物における結合材として用いることができる。市販のシリカフュームセメントを用いる場合には、予めシリカフュームセメントに含有されたシリカフュームの量を考慮して、シリカフュームのポルトランドセメントに対する含有量を調整する必要がある。シリカフュームセメントにおけるシリカフュームの含有量が、本開示に規定する範囲内である場合には、シリカフュームセメントを、シリカフュームの含有量を調整することなくそのまま本開示のコンクリート組成物に使用することができる。
【００２６】
得られるコンクリート硬化体の強度発現性がより良好となるという観点からは、シリカフュームは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を質量比で８５％以上含有することが好ましい。シリカフュームにおけるＳｉＯ２の含有量が８５質量％以上であることで、シリカフューム中のＳｉＯ２がセメントの水和反応で生じる水酸化カルシウムとポゾラン反応を起し、水和物を生成して緻密化するという効果が充分に得られ、強度向上及びひび割れ防止性がより良好となることが期待できる。
また、シリカフューム粒子の粒径が上記範囲であることで、反応活性が高く、強度発現性がより優れる。さらに、シリカフューム粒子の形状が球形であるためベアリング効果によってコンクリート組成物の調製時における流動性がより良好となり、かつ、混練性の低下が抑制される。
【００２７】
（その他の結合材）
本開示のコンクリート組成物は、結合材としてのポルトランドセメント及びシリカフュームに加え、効果を損なわない限りにおいて、コンクリート硬化体の用途に応じて、ポルトランドセメント及びシリカフューム以外の「他の結合材」を適宜選択して、適切な使用量で含有することができる。
その他の結合材としては、高炉セメント等のポルトランドセメント以外のセメント類、結晶質のシリカを微粉砕したシリカ微粉末、火山ガラス質微粉末などの天然ポゾラン、高炉スラグ微粉末などのスラグ、石灰石微粉末、フライアッシュ、メタカオリンなどが挙げられる。
【００２８】
（フライアッシュ）
結合材は、さらに、結合材全量に対して、５質量％を超え５０質量％以下のフライアッシュを含むことが好ましい。
結合材が、結合材全量に対して、５質量％を超え５０質量％以下のフライアッシュを含むことで、水和による硬化反応の促進に起因して、得られるコンクリート硬化体の強度がより向上する。
結合材がフライアッシュを含む場合の、フライアッシュの含有量は、結合材全量に対して、５質量％を超え５０質量％以下であることが好ましく、７質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以上３５質量％以下であることがさらに好ましい。
【００２９】
本開示のコンクリート組成物は、ポルトランドセメント、シリカフューム及び所望により併用される好ましい併用成分であるフライアッシュ以外の、その他の結合材の含有量は、全結合材に対し２０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましい。
【００３０】
［コンクリート組成物：第２実施形態］
本開示のコンクリート組成物の第２実施形態は、結合材、水、細骨材、粗骨材及び混和剤を含み、結合材は、ポルトランドセメントとフライアッシュとを含み、全結合材におけるフライアッシュの含有量が５質量％以上５０質量％以下であり、混和剤は、少なくとも１種の分子量５００未満の糖類を含み、水／結合材比が２２質量％〜３８質量％であるコンクリート組成物である。
【００３１】
本開示のコンクリート組成物の第２実施形態では、水/結合材比が２２質量％〜３８質量％である。本実施形態においては、フライアッシュを上記範囲で含むことで、前記第１の実施形態のコンクリート組成物におけるよりも、水／結合材比の下限値が大きい場合でも、処方に起因して、結合材量が緻密な構造を形成しうるため、例えば、圧縮強度（設計基準強度）が３６Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリート硬化体を形成しうる。
本開示のコンクリート組成物の第２実施形態では、結合材にフライアッシュを上記所定の量で含有する。結合材中でフライアッシュを一部セメントに置換して使用すると、フライアッシュはセメントに比べて反応が遅く、且つ、発熱が小さいことに加え、セメントに比べ自己収縮が小さいことから、熱変形と自己収縮変形の両方を小さくすることができると考えられる。
さらに、コンクリート組成物に自己収縮の程度は、温度依存性があり、温度が高いほど自己収縮が大きくなる傾向にある。このため、コンクリート組成物がフライアッシュと、混和剤としての糖類とを含むことは、温度上昇を抑えることに有利に働く。以上のことから、本開示のコンクリート組成物の第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、熱変形や自己収縮変形が外部から拘束されることによるひび割れ発生の危険性を大幅に低減することができる。
【００３２】
本開示のコンクリート組成物の第２実施形態において用いられるフライアッシュは、前記コンクリート組成物の第１実施形態において説明したものと同じであり、好ましい例も同様である。
本開示のコンクリート組成物の第２実施形態においては、全結合材におけるフライアッシュの含有量は５質量％以上５０質量％以下であり、７質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以上３５質量％以下であることがさらに好ましい。
【００３３】
本開示のコンクリート組成物の第２実施形態は、既述のように、本開示のコンクリート組成物の第１実施形態と同様に、収縮低減剤及び膨張材から選ばれる少なくとも１種の化学混和剤をさらに含むことが好ましい。
なお、収縮低減剤及び膨張材については、以下に詳述する。
【００３４】
＜混和剤＞
本開示のコンクリート組成物は、混和剤として、少なくとも１種の分子量５００未満の糖類を含む。以下、分子量５００未満の糖類を特定混和剤と称することがある。
【００３５】
（分子量５００未満の糖類：特定混和剤）
混和剤としての分子量５００未満の糖類は、単糖類であってもよく、二糖類であってもよい。分子量５００未満の糖類としては、具体例には、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース等の単糖類、トレハロース、マルトース、ラクトース、スクロース等の二糖類が挙げられる。なかでも、スクロース、フルクトース及びマルトースから選ばれる少なくとも１種が好ましい。
コンクリート組成物は、混和剤としての分子量５００未満の糖類を１種のみ含んでもよく、２種以上含んでいてもよい。
【００３６】
混和剤が、分子量５００未満の糖類として２種以上を含む場合には、スクロースと、フルクトース及びマルトースから選ばれる少なくとも１種とを含み、スクロースの含有量と、フルクトース及びマルトースの合計含有量との含有比率が、質量基準で５０：５０〜９０：１０の範囲にあるものがさらに好ましい。
コンクリート組成物が、混和剤として、分子量５００未満の糖類を含有することにより、コンクリート組成物により得られるコンクリート硬化体の強度がより向上し、さらに、水和熱により温度履歴を受けたコンクリートのひび割れの発生が抑制され、長期強度の低下をより効果的に抑制しうる。
【００３７】
コンクリート組成物における特定混和剤の含有量は、コンクリート組成物１ｍ３（立方メートル）に対する含有量として、０．４ｋｇ/ｍ３〜５ｋｇ/ｍ３が好ましく、０．６ｋｇ/ｍ３〜４ｋｇ/ｍ３がより好ましく、０．８ｋｇ/ｍ３〜３ｋｇ/ｍ３がさらに好ましい。
【００３８】
（その他の混和剤）
本開示のコンクリート組成物は、既述の分子量５００未満の糖類以外の混和剤（その他の混和剤）をさらに含むことができる。
その他の混和剤としては、一般に市販されているものを含め特に限定されない。
その他の混和剤としては、分子中にマレイン酸及び無水マレイン酸から選ばれる１種以上の構造を含む構成単位を２質量％〜２０質量％の割合で有する、質量平均分子量２０００〜５０００００の水溶性ビニル共重合体及びその塩から選ばれる混和剤が挙げられる。
水溶性ビニル共重合体が塩の形態をとる場合の塩としては、特に制限されない。好ましい塩の具体例としては、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩；カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩；アンモニウム塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩などのアミン塩；などが挙げられる。
【００３９】
水溶性ビニル共重合体が含みうる、（無水）マレイン酸及び／又はその塩から形成された構成単位と共重合して、共重合体を形成しうる他の構成単位としては、具体的には、α−アリル−ω−メトキシ−ポリエチレングリコール、α−アリル−ω−メトキシ−ポリエチレンポリプロピレングリコール、α−アリル−ω−ブトキシ−ポリエチレングリコール、α−アリル−ω−ブトキシ−ポリエチレンポリプロピレングリコール、α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリエチレングリコール、α−アリル−ω−ヒドロキシ−ポリエチレンポリプロピレングリコール、α−メタリル−ω−ヒドロキシポリエチレングリコール、α−メタリル−ω−ヒドロキシポリプロピレングリコール、α−メタリル−ω−ヒドロキシポリエチレンポリプロピレングリコール、α−ブテニル−ω−ヒドロキシポリエチレングリコール、α−ブテニル−ω−ヒドロキシポリプロピレングリコール、α−ブテニル−ω−ヒドロキシポリエチレンポリブチレングリコール等の単量体由来の構成単位が挙げられる。
その他の混和剤として好適な水溶性ビニル共重合体は、公知の方法、例えば特開２０１２−５１７３７号公報に記載の方法で合成することができる。
水溶性ビニル共重合体は、低い水／結合材比領域において、コンクリート組成物の粘性を低減する効果がある。このため、本開示のコンクリート組成物は、特定混和剤をさらに含むことが好ましい。
【００４０】
＜細骨材＞
本開示のコンクリート組成物は、細骨材を含有する。
細骨材は、開口１０ｍｍのふるいを通過し、且つ、粒径５ｍｍ以下のものが、８５質量％以上含まれる骨材を指す。
細骨材は、良質で堅固な天然砂、砕砂、加工砂は使用される。細骨材の種類と含有量とは、目標とするセメント硬化体の強度に応じて適宜選定すればよい。
細骨材として、砕砂、加工砂等を使用する場合には、角を処理したものや、粒度を調整したもの等を使用するのが効果的である。
細骨材として、成分にＳｉＯ２が多い細骨材を用いると、シリカフュームに含有されるＳｉＯ２由来成分と同様の挙動を示し、細骨材の構成成分が高温養生などを行った際に僅かではあるが反応するため、強度増進に有効である。より具体的には、ＳｉＯ２を質量比で７０％以上含有する細骨材、例えば，流紋岩や石英系の骨材を用いることが好ましい。
【００４１】
＜粗骨材＞
本開示のコンクリート組成物は、粗骨材を含有する。
粗骨材は、粒径５ｍｍ以上のものが８５質量％以上である骨材を指す。
粗骨材の最大寸法は粒径（最大粒径）が２０ｍｍ以下であることが好ましく、最大寸法が１５ｍｍ以下であることがより好ましい。
粗骨材としては、良質で堅固な粗骨材を用いればよい。
粗骨材の岩種については特に制限はなく、硬質砂岩、安山岩、流紋岩などの一般的な岩種から、目標とする強度に応じて適宜選定すればよい。
【００４２】
細骨材、粗骨材などの骨材を含有することでコンクリート組成物を用いて得られるコンクリート硬化体の強度が一層向上する。
【００４３】
細骨材、粗骨材の含有量は、得られるコンクリート硬化体の使用目的により、適宜選択される。一般的には、骨材の総量は、コンクリート組成物全量に対し、容積比で７５％〜４０％程度である。
【００４４】
＜水／結合材比＞
本開示のコンクリート組成物の第１実施形態における水／結合材比は、８質量％〜２８質量％の範囲である。
コンクリート組成物を混練する場合、水と、ポルトランドセメント、フライアッシュ等の結合材と、の質量比（水／結合材比）が上記範囲において、セメント粒子間の距離が狭くなり、また、液相部分に水和生成物が析出し充填するため、組織が緻密になり、圧縮強度の高いコンクリート硬化体が得られる。なお、特に断らない限り、本明細書における水／結合材比は質量基準である。
本開示における結合材は、既述の通り、コンクリート硬化体の主成分であるポルトランドセメント、フライアッシュなどのコンクリート組成物の硬化反応に関与する微粉末（固形分）を包含する意味で用いられ、水／結合材比の算出に使用される基準も同様である。
得られるコンクリート硬化体の強度発現及び作業性の観点から、コンクリート組成物の第１実施形態における水／結合材比は、８質量％〜２８質量％であり、９質量％〜２５質量％の範囲であることが好ましく、１０質量％〜２０質量％の範囲であることがより好ましい。
また、コンクリート組成物の第２実施形態における水／結合材比は、２２質量％〜３８質量％であり、２３質量％〜３５質量％の範囲であることが好ましく、２５質量％〜３３質量％の範囲であることがより好ましい。
【００４５】
＜その他の成分＞
本開示のコンクリート組成物の第１実施形態及び第２実施形態は、いずれも、効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、さらに、ＡＥ調整剤、減水剤、遅延剤、消泡剤、増粘剤、防腐剤、防水剤、防錆剤等のコンクリート組成物に通常用いられる他の成分を含むことができる。
【００４６】
（遅延剤）
本開示のコンクリート組成物は、遅延剤を含むことができる。コンクリート組成物が遅延剤を含むことで、コンクリート硬化体の製造時における急激な硬化反応に起因する急激な反応温度の上昇が抑制される。
遅延剤としては、タンニン酸などの高分子有機酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸などのオキシカルボン酸、コハク酸などの飽和ジカルボン酸、マレイン酸などの不飽和ジカルボン酸、グルコン酸等が挙げられる。
なかでも、ひび割れ防止効果がより向上するという観点からは、オキシカルボン酸及び不飽和ジカルボン酸からなる群より選択される少なくとも１種の遅延剤を含むことが好ましい。
コンクリート組成物が遅延剤を含む場合の遅延剤の含有量は、添加の効果を十分に得られるという点で、コンクリート１ｍ３に対して０．４ｋｇ/ｍ３を超えることが好ましい。
遅延剤の含有量の上限には特に制限はない。しかし、既述の混和剤も含有量によってはコンクリート組成物の硬化を遅延させることがあるため、混和剤の含有量とのバランスを考慮して、含有量を定めることが好ましい。
【００４７】
本開示のコンクリート組成物は、上記構成としたため、得られるコンクリート硬化体は、例えば、大容量の硬化体を製造する場合においても、硬化時の熱応力、自己収縮に起因するひび割れの発生が効果的に抑制され、ひび割れに起因する強度低下が抑制されるために、強度発現性に優れる。
さらに、高強度コンクリート組成物は、一般に、硬化時における自身の水和熱の影響で急激に水和反応が進み、粗な水和物が生成される傾向があり、初期強度の発現は早いが、長期的な強度増進が少なく、経時による圧縮強度の向上が頭打ちになる場合がある。この傾向は、断面が大きく温度上昇が大きい硬化体の製造時に顕著であった。
本開示のコンクリート組成物によれば、水和熱と自己収縮による歪みによる応力が緩和され、且つ、初期の硬化反応に起因する急激な温度上昇が緩和されるために、水和反応のごく初期にコンクリートの表層をコーティングするように生成する粗な水和物の発生が抑制され、比較的ゆっくりとした速度で水和反応を進行させることで、緻密な水和生成物が得られる。このため、粗な水和物の生成に起因して生じる圧縮強度向上の頭打ち現象を克服し得るという副次的な効果をも有する。
従って、本開示のコンクリート組成物は、高強度発現を必要とする種々の建築物、構造体等の製造に好適に使用することができる。
【００４８】
なお、本開示のコンクリート組成物を硬化させてコンクリート硬化体を得る方法には特に制限はない。公知のコンクリート硬化体の製造方法が適用できる。
また、本開示のコンクリート組成物を構造体全体に使用する方法のみならず、後述のように、本開示のコンクリート組成物を打ち継ぎ箇所に好適に使用することができる。本開示のコンクリート組成物を打ち継ぎ箇所に適用することで、糖類を含有しない普通コンクリート組成物との併用においても、既に硬化しているコンクリート硬化体が拘束体となるために生じる打継部におけるひび割れの発生が抑制される。
【００４９】
［コンクリート構造体の製造方法］
本開示のコンクリート硬化体の製造方法は、本開示のコンクリート組成物の第１実施形態又は第２実施形態以外のコンクリート組成物（本開示の範囲外のコンクリート組成物を、以下、他のコンクリート組成物と称することがある）を用いてコンクリート硬化体を作製する工程（工程Ａ）と、他のコンクリート組成物の硬化体の面上に、既述の本開示のコンクリート組成物を用いてコンクリート硬化体を作製する工程（工程Ｂ）と、を有する。
【００５０】
（工程Ａ）
工程Ａは、他のコンクリート組成物を用いてコンクリート硬化体を作製する工程である。
コンクリート硬化体の製造方法には特に制限はなく、硬化体の使用目的に応じて選択された他のコンクリート組成物を用いて、常法により、少なくとも結合材と水とを含むコンクリート組成物を混練し、均一に混合して流動性のスラリーを調製する。
混合は常法により行うことができる。調製方法としては、例えば、セメント等の結合材、骨材、水及び所望により添加されるその他の添加剤をミキサーに投入して混合することでスラリーを調製する方法が挙げられる。
調製されたスラリーをコンクリート硬化体の目的に合わせたサイズと形状を有する型枠に投入して、経時により硬化させてコンクリート硬化体を形成する。
【００５１】
経時により脱型強度に至ったコンクリート硬化体は、必要に応じて湿潤養生、蒸気養生、周囲を断熱型枠で覆うことによる自己発熱養生、ヒーターを用いた加熱養生等の養生を行なってもよい。
【００５２】
（工程Ｂ）
工程Ｂは、工程Ａで形成された他のコンクリート組成物の硬化体の面上に、既述の本開示のコンクリート組成物を用いてコンクリート硬化体を作製する工程である。
一般に、水／結合材比の小さい普通コンクリート組成物の硬化体の面上に新たな硬化体をコンクリート組成物の打ち継ぎで製造する場合、すでに存在する硬化体が拘束体となり、打ち継ぎにより面上に形成されたコンクリート組成物の層が硬化する際に、水和熱などの熱応力、自己収縮による歪みなどに起因してひび割れが生じやすくなる。
本開示のコンクリート硬化体の製造方法では、打継部に既述の本開示のコンクリート組成物を用いるため、硬化時における水和熱と自己収縮による歪みによる応力が緩和され、均質な打継部を構築することができる。
【００５３】
図１は、本開示のコンクリート構造体の製造方法により形成されたコンクリート構造体の一実施形態を示す模式図である。
図１において、本開示の製造方法に製造されたコンクリート構造体１０は、工程Ａで形成された他のコンクリート組成物の硬化体１２の面上に、本開示のコンクリート組成物、即ち、結合材であるポルトランドセメント、所定量のフライアッシュ、及び特定混和剤を少なくとも含むコンクリート組成物を用いて形成されたコンクリート硬化体１４が配置される。図１では、他のコンクリート組成物の硬化体１２と、本開示のコンクリート組成物の硬化体１４とが複数積層された構造を有する。このようなコンクリート構造体１０を製造する場合には、工程Ａと工程Ｂとを複数回繰り返せばよい。この製造方法を適用することにより、打継部の均質な、任意のサイズの高強度コンクリート構造体を効率よく製造しうる。
【００５４】
図２は、本開示のコンクリート構造体の製造方法により形成されたコンクリート構造体の別の実施形態を示す模式図である。
図２において、本開示の製造方法に製造されたコンクリート構造体２０は、工程Ａで形成された他のコンクリート組成物の硬化体１２の面上に、本開示のコンクリート組成物を用いて形成されたコンクリート硬化体１４が配置される。図２では、他のコンクリート組成物の硬化体１２の厚み（高さ方向）と、本開示のコンクリート組成物の硬化体１４の厚みとは同一であり、これらが複数積層された構造を有する。
コンクリート構造体２０では、ひび割れ抑制効果が良好な本開示のコンクリート組成物の硬化体１４の容積比がコンクリート構造体１０に比べ、より高く、より効率的に高強度のコンクリート構造体２０を製造しうる。
【００５５】
本開示のコンクリート硬化体の製造方法によれば、例えば、図１に示すように、本開示のコンクリート組成物を打継部のみに使用することで、本開示のコンクリート組成物の使用量が少ない場合でも、打継部の不均一性に起因する強度低下が抑制された高強度のコンクリート構造体を製造しうる。
【００５６】
本開示のコンクリート構造体の製造方法によれば、例えば、他のコンクリート組成物の硬化体を構造体の基礎として作製し（工程Ａ）、その面上に、既述の本開示のコンクリート組成物の硬化物である壁体、柱などの硬化体を構築してもよい（工程Ｂ）。また、図１及び図２に示すように、他のコンクリート組成物の硬化体を構造体の基礎として作製し（工程Ａ）、本開示のコンクリート組成物の硬化体を作製し（工程Ｂ）、さらに、その面上に他のコンクリート組成物の硬化体を作製して（工程Ａ）、他のコンクリート組成物の硬化体と、本開示のコンクリート組成物の硬化体とを、交互に積層した構造を有する構造体を作製してもよい。
【００５７】
本開示のコンクリート構造体の製造方法は、上記工程Ａ及び工程Ｂに加えて、コンクリート構造体の製造における任意の工程を更に有していてもよい。
任意の工程としては、例えば、工程Ｂにて、本開示のコンクリート組成物の硬化物を形成した後、工程Ｂにて形成した硬化物に対して、湿潤養生、蒸気養生、周囲を断熱型枠で覆うことによる自己発熱養生、ヒーターを用いた加熱養生等の養生を行う工程が挙げられる。
【００５８】
なお、コンクリート構造体の製造に際しては、必ずしも、本開示のコンクリート構造体の製造方法を適用する必要はなく、コンクリート構造体の全てを、本開示のコンクリート組成物により製造しうることは言うまでもない。
【００５９】
［コンクリート構造体］
本開示のコンクリート構造体は、他のコンクリート組成物の硬化物であるコンクリート硬化体の面上に、既述の本開示のコンクリート組成物の硬化物であるコンクリート硬化体を備える。
【００６０】
本開示のコンクリート構造体は、他のコンクリート組成物の硬化体の面上に、既述の本開示のコンクリート組成物の硬化物を有する以外、その構造に特に制限はない。
例えば、他のコンクリート組成物の硬化体を基礎とし、その面上に、既述の本開示のコンクリート組成物の硬化物である壁体、柱などを構築してもよく、図１及び図２に示すように、他のコンクリート組成物の硬化体と、本開示のコンクリート組成物の硬化体とを、交互に積層する構造を有していてもよい。本開示のコンクリートと他のコンクリートの順番を変えても構わない。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例を挙げて、本開示のコンクリート組成物及びコンクリート硬化体の製造方法についてより具体的に説明する。なお、実施例は、一つの実施形態を例示するものであり、本開示は以下の記載には何ら制限されない。
なお、以下の実施例等において、特に断らない限り、「％」、及び「部」は、質量基準である。
【００６２】
〔実施例１、２、３、比較例１、２〕
（１．コンクリート組成物の調製）
表１に記載の内容で、シリカフュームセメント、フライアッシュ、混和剤、細骨材、粗骨材及び水を混合してコンクリート組成物を調製した。水／結合材比はいずれも２０％である。
【００６３】
コンクリート組成物の練り混ぜは、強制二軸ミキサーを用いて行なった。
下記処方中、細骨材を１／２量、シリカフュームセメント、及び細骨材１／２量をこの順に投入した後、３０秒間空練りを行った。
その後、特定混和剤、他の混和剤、練混ぜ水を加え、水を添加後、６０秒間練混ぜた。練り混ぜ後にかき落しを行い、粗骨材を投入し、注水からトータル３００秒間練り混ぜて、コンクリート組成物をミキサーから排出した。
【００６４】
【表１】
2020193117.tif 000002
【００６５】
表１において、記載した各成分の詳細は以下の通りである。
〔結合材〕
実施例１及び比較例１で用いた結合材：シリカフュームセメント（低熱ポルトランドセメント(表中には、「ポルトランドセメント」と記載）９０質量％に対してシリカフューム１０質量％含有、三菱マテリアル（株））
実施例２、３及び比較例２、３で用いた結合材：セメント：低熱ポルトランドセメント(表中には、「ポルトランドセメント」と記載、三菱マテリアル（株））に対して、シリカフューム（ＥＦＡＣＯ（商品名、巴工業（株）、フェロシリコン製造時に産出されるシリカフューム、比表面積：１６．５ｍ２/ｇ）及びフライアッシュ（関電舞鶴産フライアッシュＦＡII種、関電パワーテック（株））を、表１に記載の含有量で配合。
なお、表１中、ポルトランドセメント、シリカフューム及びフライアッシュの含有量は、全結合材における含有比率（質量％）を示す。
【００６６】
〔その他の配合成分〕
特定混和剤：マルトース（サンマルト−Ｓ、三和澱粉工業(株）製：分子量５００未満の糖類、糖組成：２糖類を９２％以上含有）
他の混和剤：化学混和剤チューポールＨＰ−１１（ポリカルボン酸コポリマー、竹本油脂（株））
細骨材：君津産山砂  表乾密度２．６４ｇ／ｃｍ３、吸水率１．４４％
粗骨材：八王子産硬質砂岩砕石５号砕石（２０１３）表乾密度２．６７ｇ／ｃｍ３、吸水率：０．５１％
粗骨材：八王子産硬質砂岩砕石６号砕石（１３０５）：表乾密度２．６７ｃｍ３、吸水率：０．５０％
【００６７】
（２．コンクリート組成物の物性）
調製した各例のコンクリート組成物について、スランプフロー及び空気量を、下記のように測定し、結果を表２に示した。
【００６８】
・スランプフロー（ｃｍ）：練混ぜ直後のコンクリート組成物について、ＪＩＳ Ａ １１５０（２００７年）に準拠して測定した。測定値の平均値と５０ｃｍに到達する時間を表２に示した。
・空気量（容積％）：練混ぜ直後のコンクリート組成物及び６０分間練り舟に静置したコンクリート組成物について、ＪＩＳ Ａ １１２８（２００５年）に準拠して測定した。
【００６９】
【表２】
2020193117.tif 000003
【００７０】
（３．コンクリート硬化体の物性）
調製したコンクリート組成物が硬化する際の温度変化を以下のようにして測定した。
直径１０ｃｍ高さ２０ｃｍの円筒形の型枠内に、コンクリート組成物を投入して供試体とし、発泡スチロール製の断熱養生層内に配置した。測定は供試体の中心部に熱電対ひずみ計を固定した状態で測定した。
また、型枠内で硬化し、養生して得たコンクリート硬化体について、圧縮強度を、下記のように測定した。
【００７１】
養生条件は、表に記載の通りである。
養生供試体の圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）：ＪＩＳ Ａ １１０８（２００６年）に準拠し、断熱養生層内で養生して構造体コンクリートの温度履歴を模して与えた供試体（ＪＡＳＳ５Ｔ−６０６（２０１５年）に準拠した簡易断熱養生供試体）を材齢２８日及び９１日で測定した。一般的に品質管理用に２０℃水中養生した場合は材齢２８日の条件でコンクリートの強度管理が行われるが、構造体コンクリートの強度発現は一般に材齢９１日で設計基準強度が発現していることが求められる。
結果を表３にまとめて示した。
【００７２】
【表３】
2020193117.tif 000004
【００７３】
表３の測定結果より、実施例１及び実施例３のコンクリート組成物では、特定混和剤を含まない比較例１及び比較例２のコンクリート組成物に対して、コンクリート硬化体の製造時におけるピーク温度が低く抑えられ、実施例２のコンクリート組成物では、コンクリート硬化体の製造時におけるピーク温度が若干低く抑えられると同時に、到達時間が遅延されていることがわかる。このことから、硬化時の急激な発熱及び熱収縮が抑制されることが確認された。特定混和剤を含んでいても、シリカフュームの含有量が本発明の範囲を超える比較例３は、コンクリート硬化体の製造時におけるピーク温度が低く抑えられるが、得られたコンクリート硬化体の圧縮強度は各実施例に比較して劣っていた。
【００７４】
また、特定混和剤の添加により、初期強度の発現は遅延され、添加量が多くなるとその傾向が顕著になるが、材齢を重ねることにより強度が発現され、経時することにより高強度のコンクリート硬化体を得られることが分かる。また、実施例のコンクリート組成物の硬化体は、材齢２８日を過ぎて、材齢９１日に至るまで強度向上傾向が継続しており、遅延剤としての糖類を含むコンクリート組成物は、本開示の範囲外のコンクリートでみられるような硬化体が初期に高温履歴を受け急激な水和反応を生じることに起因すると考えられている強度の頭打ち現象が抑制されていることが分かる。
【００７５】
〔実施例４〜実施例６、比較例４〜比較例９〕
（１．モルタル組成物の調製）
表４に記載の内容で、低熱ポルトランドセメントと、シリカフューム及びフライアッシュから選択される少なくとも１種と、混和剤と、細骨材と、水とを混合してモルタル組成物を調製した。水／結合材比は２０％及び３０％である。なお、モルタル組成物はコンクリートから粗骨材を除いただけであり、圧縮強度の絶対値は異なるが、基本的な物性は相関性が高く、特定混和剤の効果は組成物の単位容積当たりの含有量に依存することから、コンクリートで得られるのと同様の効果は発現すると考えられる。
【００７６】
モルタル組成物の練り混ぜは、容量１５リットルのソイルミキサーを用いて行なった。
下記処方中、細骨材を１／２量、結合材（シリカフュームセメント、低熱ポルトランドセメント、フライアッシュ）及び細骨材１／２量をこの順に投入した後、３０秒間空練りを行った。
その後、特定混和剤、他の混和剤、練混ぜ水を加え、水を添加後、低速（１６０ｒ．ｐ．ｍ）で６０秒間練混ぜた。練り混ぜ後にかき落しを行い、さらに低速で２４０秒間練り混ぜて、モルタル組成物をミキサーから排出した。
【００７７】
【表４】
2020193117.tif 000005
【００７８】
表４において、記載した各成分は、粗骨材を使用していないことを除くと、実施例２〜３、比較例２〜３と同じであり、各成分を表４に記載の配合量含む。
【００７９】
（２．コンクリート組成物の物性）
調製した各例のモルタル組成物について、フロー試験及び空気量を、下記のように測定し、結果を表５に示した。
【００８０】
・フロー（ｃｍ）：練混ぜ直後のコンクリート組成物について、ＪＩＳ Ａ ６２０７（２０１６年）に準拠して測定した。測定値の平均値と２０ｃｍに到達する時間を表５に示した。
・空気量（容積％）：練混ぜ直後のコンクリート組成物及び６０分間練り舟に静置したコンクリート組成物について、ＪＩＳ Ａ １１２８（２００５年）に準拠して測定した。
【００８１】
【表５】
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【００８２】
（３．モルタル硬化体の物性）
調製したモルタル組成物の効果物性の評価方法は、供試体の寸法を直径５ｃｍ高さ１０ｃｍとした以外は、コンクリート組成物の場合と同じとした。
結果を表６にまとめて示した。
【００８３】
【表６】
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【００８４】
表６の測定結果より、実施例４、５は、コンクリート組成物の実施例２、３と類似の条件であり、モルタル組成物であってもコンクリート組成物と同様の効果が認められる。すなわち、ピーク温度が大幅に低く抑えられるか、ピーク温度が若干低く抑えられると同時に、到達時間が遅延されていることがわかる。
また、特定混和剤の添加により、初期強度の発現は遅延され、添加量が多くなるとその傾向が顕著になるが、材齢を重ねることにより強度が発現され、経時することにより高強度のコンクリート硬化体を得られることが分かる。
実施例６は、本開示のコンクリート組成物の第２実施形態に係り、水結合材比が３０％でシリカフュームを含まず、低熱ポルトランドセメント及びフライアッシュを結合材として含む例である。実施例６では、特定混和剤の添加により、ピーク温度が若干低く抑えられると同時に到達時間が遅延され、初期強度の発現は遅延され、材齢を重ねることにより強度が発現されていることが分かる。
【００８５】
〔実施例７、８〕
（１．膨張材及び収縮低減剤から選ばれる１種以上をさらに添加したコンクリート組成物）
実施例２に対し、結合材の５質量％外割りで膨張材を添加したこと以外は同じである実施例７、実施例２に対し、収縮低減剤６ｋｇ/ｍ３を水に代替したこと以外は同じである実施例８のコンクリート組成物を、実施例３と同じように練り混ぜた。
比較例１と、実施例２、７、８で得たコンクリート組成物について、直径１０ｃｍ高さ２０ｃｍの円筒形の型枠の内面に、型枠とコンクリート組成物との付着を切るためのテフロン（登録商標）シート、中心部にひずみ計（ＫＭ−１００ＢＴ、熱電対付き、東京測器（株））を設置した中に打込み、ＪＡＳＳ５Ｔ−６０６（２０１５年）に準拠し、簡易断熱養生を行い、高温履歴下でのひずみを測定した。結果を下記表７に示す。
なお、対照のため、既述の実施例２及び比較例１の処方及び評価結果を表７に併記する。
【００８６】
【表７】
2020193117.tif 000008
【００８７】
表７の測定結果より、比較例１に比べて、フライアッシュと特殊混和材を含む実施例２は材齢９１日における自己収縮率が小さくなっている。
実施例７及び実施例８では、実施例２に比べて、同等のピーク温度時間、ピーク温度であり、かつ、実施例２よりもさらに自己収縮率が小さくなっている。特定混和剤と膨張材、収縮低減剤を含むことで、高強度コンクリートの自己収縮がより低減され、変形が拘束されることによるひび割れがさらに生じ難くなっていることがわかる。
【００８８】
〔実施例９〕
実施例９では、長さ２４０ｃｍ、幅１７０ｃｍ、高さ１２０ｃｍの、以下に示す他のコンクリート組成物の硬化体を作製し（工程Ａ）、１０日後に、長さ１８０ｃｍ、幅４０ｃｍ、高さ４０ｃｍの実施例１のコンクリート組成物を型枠内に打込み、本開示のコンクリート組成物の硬化体を作製した（工程Ｂ）。
その１０日後に、長さ１８０ｃｍ、幅４０ｃｍ、高さ４０ｃｍとなるように、他のコンクリート組成物を打込み、さらに硬化体を形成する（工程Ａ）ことを繰り返し、図１に示す構造のコンクリート構造体を作製した。
【００８９】
(他のコンクリート組成物）
実施例１で用いたコンクリート組成物の第１実施形態において、特定混和剤である糖類（マルトースＳ）を含有しない以外は、同様にして他のコンクリート組成物を調製した。
【００９０】
その後、硬化体の打継部を目視にて確認したところ、ひび割れは認められなかった。このことから、本開示のコンクリート組成物を用いた、コンクリート硬化体の製造方法により得られるコンクリート硬化体は、打継部におけるひび割れが抑制され、均質な打継部を有するコンクリート硬化体（構造体）が得られることが確認された。
【符号の説明】
【００９１】
１０  コンクリート構造体
１２  硬化体（コンクリート組成物の硬化体）
１４  コンクリート硬化体
２０  コンクリート構造体
【図１】
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【図２】
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