(57)【要約】【課題】  粘性が低く、骨材分離が無く、作業性が良く、短時間に硬化し、長期強度が伸びるセメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタルを提供すること。【解決手段】  カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと石膏からなる急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムを含有してなるセメント混和材、セメントと該急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムを含有してなるセメント混和材と、骨材とを含有してなるセメント組成物、並びに、セメントと該急硬材とからなる結合材と凝結遅延剤に、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムと、骨材と、水とを配合してなるセメントモルタルの製造方法を構成とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと石膏からなる急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムを含有してなることを特徴とするセメント混和材。
【請求項２】
セメントと、カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと石膏からなる急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムを含有してなるセメント混和材と、骨材とを含有してなることを特徴とするセメント組成物。
【請求項３】
さらに、減水剤を含有してなることを特徴とする請求項２に記載のセメント組成物。
【請求項４】
前記球状シリカが、セメントと前記急硬材からなる結合材100質量部に対して、10〜50質量部であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のセメント組成物。
【請求項５】
前記コロイダルシリカが、セメントと前記急硬材からなる結合材100質量部に対して、固形分換算で0.1〜５質量部であることを特徴とする請求項２〜請求項４のうちのいずれか一項に記載のセメント組成物。
【請求項６】
前記水酸化カルシウムが、セメントと前記急硬材からなる結合材100質量部に対して、0.01〜0.30質量部であることを特徴とする請求項２〜請求項５のうちのいずれか一項に記載のセメント組成物。
【請求項７】
セメントと、カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと石膏からなる急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムを含有してなるセメント混和材と、骨材と、水とを含有してなることを特徴とするセメントモルタル。
【請求項８】
さらに、減水剤を含有してなることを特徴とする請求項７に記載のセメントモルタル。
【請求項９】
セメントと前記急硬材からなる結合材と凝結遅延剤に、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、骨材、及び水を配合してなるセメントモルタルの製造方法であって、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を打設直前に混合することを特徴とするセメントモルタルの製造方法。
【請求項１０】
セメントと前記急硬材からなる結合材と、凝結遅延剤と、減水剤に、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、骨材、及び水を配合してなるセメントモルタルの製造方法であって、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を打設直前に混合することを特徴とするセメントモルタルの製造方法。
【請求項１１】
セメントと前記急硬材からなる結合材と、凝結遅延剤と、減水剤に、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、骨材、及び水を配合してなるセメントモルタルの製造方法であって、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を打設直前に混合することを特徴とするセメントモルタルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタル、特に、骨材の分離を低減したセメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築、土木分野では、モルタル又はコンクリートに急硬性を与えるものとして、カルシウムアルミネートガラス及び／又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと、石膏とを使用し、それらと、凝結遅延剤とを組み合わせ、セメントに使用し、凝結遅延剤の種類や量により、目標の硬化時間の調整を行っている。
【０００３】
セメント、カルシウムアルミネートガラス及び／又はアルミノケイ酸カルシウムガラス、石膏、凝結遅延剤、コロイダルシリカ、並びに、水を含有してなるセメント組成物を使用することによって、セメントコンクリートの粘性が高く、骨材や水の分離が少なく、硬化が早い、ドライアップの少ないセメントコンクリートが得られ、耐久性のあるセメント硬化体の提供が可能となることが提案されている（特許文献１）。
しかしながら、このセメント組成物を使用すると、作業性が良い、水結合材比が大きいときや、流動性が大きいときには、骨材分離が生じる場合があり、水結合材比を小さくすると、粘性が高く、作業性が悪化し、長期強度が伸びない場合があった。
【０００４】
また、セメント結合材、骨材、水、減水剤およびＡＥ剤からなるコンクリート配合物に、セメント結合材に対して0.02〜0.5重量％のスルホエチルセルロースのアルカリ金属塩を添加することによって、高流動性でありながら、骨材分離や沈降が少なくて充填性に富み、しかも、硬化したコンクリートが、耐凍害性等の耐久性に優れているコンクリート組成物が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
さらに、セメントに対する吸着特性である吸着率が10％以下である水溶性高分子、高性能減水剤および水硬性粉体を含有する水硬性組成物を使用することによって、高流動性、骨材分離抵抗性、強度の確保が可能となることから、コンクリートの使用方法、コンクリートの施工方法が飛躍的に改善され、特にコンクリート製品の製造においては、騒音解消、製造合理化への波及効果が大きくなることが提案されている（特許文献３）。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２、３には、スルホエチルセルロースのアルカリ金属塩や水溶性高分子を使用することによる硬化時間の遅れや、初期強度が小さく、粘性が高く、作業性が悪いなどの課題があった。
【０００７】
一方、半導体封止剤用エポキシ樹脂フィラーや、シリコーン、フェノール、及びポリエステルなどエンジニアリングプラスチックの各種樹脂のフィラーや化粧品に球状シリカは使用されている。
球状シリカと消石灰とを併用して、岩盤等に注入する注入材の施工方法が提案されているが、カルシウムアルミネートなどの急硬成分と併用するものではない（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−０７３６７９号公報
【特許文献２】特開平０５−０８５７９０号公報
【特許文献３】特開平０８−０１２４０７号公報
【特許文献４】特開２０１１−０５９０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、粘性が低く、骨材分離が無く、作業性が良く、短時間に硬化し、長期強度が伸びるセメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、特定のセメント混和材を使用することにより、上記課題を解決できる知見を得て本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
（１）カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと石膏からなる急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムを含有してなることを特徴とするセメント混和材である。
（２）セメントと、カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと石膏からなる急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムを含有してなるセメント混和材と、骨材とを含有してなることを特徴とするセメント組成物である。
（３）さらに、減水剤を含有してなることを特徴とする前記（２）のセメント組成物である。
（４）前記球状シリカが、セメントと前記急硬材とからなる結合材100質量部に対して、10〜50質量部であることを特徴とする前記（２）又は（３）のセメント組成物である。
（５）前記コロイダルシリカが、セメントと前記急硬材とからなる結合材100質量部に対して、固形分換算で0.1〜５質量部であることを特徴とする前記（２）〜（４）のうちのいずれかのセメント組成物である。
（６）前記水酸化カルシウムが、セメントと前記急硬材からなる結合材100質量部に対して、0.01〜0.30質量部であることを特徴とする前記（２）〜（５）のうちのいずれかのセメント組成物である。
（７）セメントと、カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと石膏からなる急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び水酸化カルシウムを含有してなるセメント混和材と、骨材と、水とを含有してなることを特徴とするセメントモルタルである。
（８）さらに、減水剤を含有してなることを特徴とする前記（７）のセメントモルタルである。
（９）セメントと急硬材からなる結合材と凝結遅延剤に、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、骨材、及び水を配合してなるセメントモルタルの製造方法であって、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を打設直前に混合することを特徴とするセメントモルタルの製造方法である。
（１０）セメントと急硬材からなる結合材と、凝結遅延剤と、減水剤に、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、骨材、及び水を配合してなるセメントモルタルの製造方法であって、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を打設直前に混合することを特徴とするセメントモルタルの製造方法である。
（１１）セメントと急硬材からなる結合材と、凝結遅延剤と、減水剤に、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、骨材、及び水を配合してなるセメントモルタルの製造方法であって、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を打設直前に混合することを特徴とするセメントモルタルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のセメント混和材、セメント組成物、及びそれを用いたセメントモルタルを使用することにより、粘性が低く、骨材分離が無く、作業性が良く、長期強度が伸びる効果が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳しく説明する。
なお、本発明における部や％は、特に断らない限り質量規準で示す。
【００１４】
本発明で使用するセメントは、通常市販されている普通、早強、中庸熱、低熱、及び超早強等の各種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した各種混合セメント、並びに、エコセメントなどが挙げられ、これらを微粉末化して使用することも可能である。
【００１５】
本発明で使用するカルシウムアルミネートガラス（以下、ＣＡガラスという）は、カルシア（CaO）を含む原料と、アルミナ（Al2O3）を含む原料等を混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、CaO、Al2O3を主たる成分とし、水和活性を有する物質の総称である。
ＣＡガラスは、例えば、溶融体を圧縮空気や高圧水等により急冷することによって得られるガラス質である。
ＣＡガラス中のCaO、Al2O3の割合は特に限定されるものではないが、急硬性や作業性の面から、CaO30〜70部、Al2O330〜70部が好ましい。
また、ＣＡガラス中のガラス化率は80％以上が、強度発現性が良好であることから好ましい。
ＣＡガラスの粒度は、急硬性や初期強度発現性の面から、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で3,000cm2/g以上が好ましい。
【００１６】
本発明で使用するアルミノケイ酸カルシウムガラス（以下、ＣＡＳガラスという）は、カルシア（CaO）を含む原料と、アルミナ（Al2O3）を含む原料、及び酸化ケイ素（SiO2）を含む原料等を混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、CaO、Al2O3、及びSiO2を主たる成分とし、水和活性を有する物質の総称である。
ＣＡＳガラスは、例えば、溶融体を圧縮空気や高圧水等により急冷することによって得られるガラス質である。
ＣＡＳガラス中のCaO、Al2O3、及びSiO2の割合は、急硬性、作業性、初期強度発現性、及び長期的な強度の伸びの面から、CaO30〜60部、Al2O320〜60部、及びSiO2５〜25部が好ましい。
また、ＣＡＳガラス中のガラス化率は80％以上が強度発現上好ましい。
ＣＡＳガラスの粒度は、急硬性や初期強度発現性の面から、ブレーン値で3,000cm2/g以上が好ましい。
【００１７】
本発明で使用する石膏は市販のいずれの石膏も使用できるが、強度発現性の面で、II型無水石膏の使用が好ましく、天然無水石膏、副産無水石膏が使用可能である。
石膏の粒度は、初期強度発現性の面から、ブレーン値で3,000cm2/g以上が好ましい。
石膏の使用量は、初期強度発現性や長期強度発現性の面から、ＣＡガラス又はＣＡＳガラスと石膏からなる急硬材100部中、30〜80部が好ましい。
【００１８】
急硬材の使用量は、初期強度発現性や長期強度発現性の面から、セメントと急硬材からなる結合材100部中、５〜30部が好ましい。
【００１９】
本発明では、施工時の作業性保持の面から、凝結遅延剤を使用する。
凝結遅延剤は、粉状で使用可能である。
【００２０】
凝結遅延剤としては、オキシカルボン酸類やアルカリ金属炭酸塩類が挙げられる。これらの中では、硬化時間をコントロールでき、硬化後の強度発現性が良好な面で、オキシカルボン酸類とアルカリ金属炭酸塩類を併用することが好ましい。
【００２１】
オキシカルボン酸類とは、オキシカルボン酸又はその塩であり、具体的には、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、及びリンゴ酸等のオキシカルボン酸又はこれらの塩の一種又は二種以上の使用が可能であり、その塩としては、ナトリウム塩やカリウム塩が好ましい。これらの中では、使用量と正比例して凝結時間が長くなり、コントロールがしやすく、凝結遅延剤をスラリー化した場合にカルシウム成分と錯塩を形成し、析出しにくいグルコン酸や酒石酸が好ましい。
【００２２】
アルカリ金属炭酸塩類（以下、炭酸アルカリという）としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、及び炭酸カリウムなどの炭酸塩や、炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウムなどの重炭酸塩が挙げられ、これらのうち、硬化後の強度発現性が良好な面で、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、炭酸カリウムがより好ましい。
【００２３】
オキシカルボン酸類と炭酸アルカリを併用した場合の両者の混合割合は、硬化時間をコントロールする面や強度発現性の面から、炭酸アルカリ100部に対して、オキシカルボン酸類５〜200部が好ましい。
【００２４】
凝結遅延剤の使用量は、施工の作業時間や温度等により変動するため、一義的に決定することは難しい。通常、硬化時間のコントロールの面や、施工性、強度発現性の面から、セメントと急硬材からなる結合材100部に対して、0.1〜５部が好ましい。
【００２５】
本発明で使用する骨材として、通常、最大粒径５mm以下の細骨材が使用される。
骨材としては、天然砂、珪砂、及び石灰砂等が挙げられるが、モース硬度５以上の硬質骨材が高強度を得る面から好ましい。具体的には、硬質陶器、硬質磁器、金属、天然又は人工のコランダム（鋼玉）、エメリー、正長石、溶融石英、黄玉、溶融アルミナ、及び溶融ジルコニアなどが挙げられる。
骨材の使用量は、強度発現性や施工性の面から、結合材100部に対して、５〜200部が好ましい。
【００２６】
本発明で球状シリカは、練混ぜや混合が短時間に実施でき、骨材の分離を防ぎ、ポンプ圧送時の抵抗を少なくするのに有効である。
本発明で使用する球状シリカとは、粉砕した原料珪石を高温の火炎中で溶融し、表面張力により球状化させた白色粉体で、SiO2と表記される。溶融シリカともいう。
球状シリカは、半導体封止剤用エポキシ樹脂フィラーや、シリコーン、フェノール、及びポリエステルなどエンジニアリングプラスチックの各種樹脂のフィラー、並びに、化粧品等に使用されている。
球状シリカの粒度を表す比表面積は、ＢＥＴ法で５〜20m2/gが好ましく、10〜20m2/gがより好ましい。この範囲より小さいと骨材の分離防止効果や長期強度増進が得にくい場合が有り、この範囲より大きいと粘性が大きすぎ、充填不良や、結合材と水との混合が不充分となる場合がある。
球状シリカの使用量は、結合材100部に対して、５〜50部が好ましく、10〜45部がより好ましい。この範囲より少ないと骨材の分離防止効果が得にくい場合があり、この範囲より多いと粘性が大きすぎ、充填不良や結合材と水の混合が不充分となる場合がある。
【００２７】
コロイダルシリカは、通常、ＩＣ平坦化用研磨材、シリコンウエハー研磨材、各種コーティング用充填材、及び合成ガラスの原料として使用され、断熱性耐火物の吹付け施工にも使用されている。
本発明でコロイダルシリカは、硬化時間を早くし、使用されるセメント、気温、及び配合等により硬化時間が長くなる場合に有効である。
本発明で使用するコロイダルシリカは、粒径が10〜20ｍμ程度の微粒子である。ケイ酸化合物から独特の方法で不純物を除去して無水ケイ酸化合物のゾルとし、安定性を保持するために、ｐＨ９〜11、水溶液濃度20〜40％に調整されたものである。
本発明で使用するコロイダルシリカは、通常、水に分散して使用する。
コロイダルシリカの使用量は、結合材100部に対して、固形分濃度で0.1〜５部が好ましく、0.2〜４部がより好ましい。固形分濃度がこの範囲より少ないと硬化反応を早める効果が得にくい場合があり、この範囲より多いと硬化反応が早すぎ、結合材と水の混合が不充分となる場合がある。
【００２８】
本発明で使用する水酸化カルシウムとは、化学式Ca(OH)2で表されるカルシウムの水酸化物であり、消石灰とも呼ばれる。水酸化カルシウムの固体は、カルシウムイオンと水酸化物イオンからなるイオン結晶である。
水酸化カルシウム（以下、消石灰という）の水溶液は強いアルカリ性を示し、二酸化炭素を簡易的に検出する試薬としても使用されている。
また、消石灰は、火力発電所の排ガス中の硫黄酸化物の除去、酸性化した河川や土壌の中和剤、及び凝集剤としても使用されている。
消石灰、砂、及び海草抽出物を練ったものは漆喰と呼ばれ、壁や天井に塗られる。固まるまでに時間がかかるが長持ちする内外装材である。この漆喰は、空気中の二酸化炭素を吸収することによって炭酸カルシウムを生成して固まる。
本発明では、消石灰をコロイダルシリカと併用することにより、コロイダルシリカ単独使用より、さらに、硬化時間を早くし、使用されるセメント、気温、及び配合等により、硬化時間が長くなる場合に有効である。
消石灰の粒度を表す比表面積は、ＢＥＴ法で１〜50m2/gが好ましく、10〜50m2/gがより好ましい。この範囲より小さいと硬化時間をさらに早くする効果が得にくい場合が有り、この範囲より大きいと硬化時間が早すぎて施工ができない場合や、効果が頭打ちになる場合がある。
消石灰の使用量は、結合材100部に対して、0.01〜0.5部が好ましく、0.05〜0.3部がより好ましい。この範囲より少ないと効果が得にくい場合があり、この範囲より多いと粘性が大きすぎ、充填不良や結合材と水の混合が不充分となる場合がある。
【００２９】
本発明で使用する水は、結合材の水和を阻害しなければ良く、通常、水道水が使用される。
本発明において、水結合材比（Ｗ／Ｐ）は、20〜55％が好ましく、25〜50％がより好ましい。この範囲より少ないとセメントの粘性が大きくなり、作業性や施工性が低下する場合があり、この範囲より多いと所定の耐久性や３時間等の初期強度が得にくい場合がある。
【００３０】
本発明では、さらに、減水剤を使用することが可能である。
減水剤とは、流動性を得るものであり、液体や粉体いずれも使用でき、具体的には、リグニンスルホン酸塩やその誘導体、高性能ＡＥ減水剤や高性能減水剤等が挙げられ、これらの一種又は二種以上が使用可能である。これらの中では、流動性が大きい面で、高性能ＡＥ減水剤や高性能減水剤が好ましい。
【００３１】
高性能ＡＥ減水剤としては、ポリカルボン酸エーテル化合物等のポリカルボン酸系化合物、変性リグニンスルホン酸と分子間架橋ポリマー、及び活性持続ポリマーなどの複合体やアミノスルホン酸系化合物等が挙げられる。また、高性能減水剤としては、ポリエチレングリコールなどのポリオール誘導体系化合物、芳香族スルホン酸系化合物、ポリカルボン酸エーテル化合物等のポリカルボン酸系化合物、メラミン系化合物、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中では、凝結遅延が少なく、流動性や練り混ぜ性能が大きい点で、芳香族スルホン酸系化合物、メラミン系化合物、及びポリカルボン酸エーテル化合物等が好ましい。
【００３２】
減水剤の使用量は、モルタルのワーカビリティーの面や初期強度発現性の面から、固形分換算で、結合材100部に対して、0.01〜３部が好ましい。
【００３３】
各材料の混合方法は特に限定されるものではないが、本発明では、セメントと、カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラスと石膏からなる急硬材とからなる結合材と、凝結遅延剤に、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰と、骨材と、水とを配合・混合することが好ましい。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を実験例にて詳細に説明するが、本発明はこれら実験例に限られるものではない。
【００３５】
実験例１
セメント80部、ＣＡガラス10部、及び石膏10部からなる結合材100部と、凝結遅延剤1.2部に、表１に示す球状シリカａ、コロイダルシリカ、及び消石灰Ａと、骨材200部と水50部を配合し、モルタルミキサを用い、均一に混合し、骨材分離抵抗性を評価した。
なお、JIS R 5201  セメントの物理試験方法に示される落下無しのフロー値が295〜300mmになるように減水剤量を調整して配合した。
また、JIS R 5201  セメントの物理試験方法に準じて練り混ぜ、モルタルを調製し、モルタル硬化体を作成し、硬化時間と圧縮強度を測定した。結果を表１に併記する。
なお、コロイダルシリカは水溶液であるので、コロイダルシリカ中の水も混練り水に加えその合計が50部となるようにした。
比較のため、球状シリカの代わりにシリカフュームを使用して同様の実験を行った。結果を表１に併記する。
【００３６】
＜使用材料＞
セメント  ：早強ポルトランドセメント、太平洋セメント、住友大阪セメント、及びデンカセメントの３種混合品、ブレーン値4,550cm2/g、密度3.14g/cm3
ＣＡガラス  ：CaO／Al2O3＝49／51、ガラス化率100％、ブレーン値4,410cm2/g、密度2.90g/cm3
石膏      ：II型無水石膏、ブレーン値4,520cm2/g、密度2.92g/cm3
凝結遅延剤：グルコン酸／炭酸カリウム質量比３／７の混合物
球状シリカａ：溶融シリカ、比表面積13.4m2/g、密度2.21g/cm3
コロイダルシリカ：市販品、40％濃度、ｐＨ10.0、密度1.21g/cm3
消石灰Ａ  ：試薬、比表面積30m2/g
骨材      ：珪石４号、５号（質量比１：１）混合品、モース硬度７、最大粒径５mm以下
水        ：水道水
減水剤    ：ポリカルボン酸エーテル化合物、粉体
シリカフューム：フェロシリコン副生品、比表面積18.4m2/g、密度2.27g/cm3
【００３７】
＜測定方法＞
ブレーン値：JIS R 5201の7.1（比表面積）に準じて測定
比表面積  ：ＢＥＴ法、JIS Z 8830に準じて測定
モルタルフローの停止時間：JIS R 5201  セメントの物理試験方法に示される方法でフローコーンを静かに持ち上げ、落下運動が無い状態での、モルタルの動き初めから停止するまでの時間（秒）。
骨材分離抵抗性：調製したモルタルを、空気を追い出しながら、φ５cm、高さ10cmの型枠に充填し、硬化後、底から５cmの位置で２つに切断、上部と下部の質量を測定し、体積を98.1cm3として、次のように算出し、骨材分離抵抗性とした。
骨材分離抵抗性＝切断上部の密度／切断下部の密度
硬化時間  ：接水から、練り上がり温度が１℃上昇するまでの時間（分）
圧縮強度  ：JIS R 5201  セメントの物理試験方法に準じて測定
【００３８】
【表１】
2014015356.tif 000002
【００３９】
表１より、セメントと、ＣＡガラス系急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰を含有してなるセメント混和材と、骨材と、水とを含有してなるモルタルにおいて、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の３成分全て無混和の実験、３成分のうち１成分を単独で使用した実験、並びに、３成分中の２成分を使用した実験（実験No.1- 1〜実験No.1- 7）では、モルタルフローの停止時間が長く、骨材分離抵抗性が小さく、硬化時間が長く、３時間の初期強度も低い。また、球状シリカの代わりに類似するシリカフュームを使用した実験No.1-26や実験No.1-27では、モルタルフローの停止時間が最も長くなり、粘性が強くて作業性が悪くなることがわかる。
球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の３成分を使用した３成分系の実験No.1- 8〜実験No.1-25では、モルタルフローの停止時間が短く、骨材分離抵抗性が大きく、硬化時間が短く、３時間の初期強度も高い。
特に、３成分系の実験で、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の３成分が適量であると、モルタルフローの停止時間が短く、骨材分離抵抗性が大きく、硬化時間が短く、３時間の初期強度も高く、より好ましい（実験No.1- 9〜実験No.1-13、実験No.1-16〜実験No.1-19、実験No.1-22〜実験No.1-24）。
【００４０】
実験例２
ＣＡガラスの代わりにＣＡＳガラスを用い、表２に示す球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰Ａを用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００４１】
＜使用材料＞
ＣＡＳガラス：CaO/Al2O3/SiO2＝50/40/10、ガラス化率100％、ブレーン値4,630cm2/g、密度2.95g/cm3
【００４２】
【表２】
2014015356.tif 000003
【００４３】
表２より、セメントと、ＣＡＳガラス系急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰を含有してなるセメント混和材と、骨材と、水とを含有してなるモルタルにおいて、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の３成分全て無混和の実験、３成分のうち１成分を単独で使用した実験、並びに、３成分中の２成分を使用した実験（実験No.2- 1〜実験No.2- 7）では、モルタルフローの停止時間が長く、骨材分離抵抗性が小さく、硬化時間が長く、３時間の初期強度も低い。また、球状シリカの代わりに類似するシリカフュームを使用した実験No.2-26や実験No.2-27では、モルタルフローの停止時間が最も長くなり、粘性が強くて作業性が悪くなることがわかる。
３成分系の実験No.2- 8〜実験No.2-25は、モルタルフローの停止時間が短く、骨材分離抵抗性が大きく、硬化時間が短く、３時間の初期強度も高い。
特に、３成分系の実験で、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の３成分が適量であると、モルタルフローの停止時間が短く、骨材分離抵抗性が大きく、硬化時間が短く、３時間の初期強度も高く、より好ましい（実験No.2- 9〜実験No.2-13、実験No.2-16〜実験No.2-19、実験No.2-22〜実験No.2-24）。
【００４４】
実験例３
表３に示す球状シリカを使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００４５】
＜使用材料＞
球状シリカｂ：溶融シリカ、比表面積5.1m2/g、密度2.21g/cm3
球状シリカｃ：溶融シリカ、比表面積10m2/g、密度2.21g/cm3
球状シリカｄ：溶融シリカ、比表面積16.6m2/g、密度2.21g/cm3
球状シリカｅ：溶融シリカ、比表面積19.5m2/g、密度2.21g/cm3
【００４６】
【表３】
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【００４７】
表３より、３成分系の実験で、球状シリカの比表面積を変えた実験No.3- 1〜実験No.3- 4では、比表面積が大きい場合は、硬化時間が短く、３時間の初期強度が高くなることがわかる（実験No.3- 4）。
【００４８】
実験例４
表４に示す消石灰を使用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
【００４９】
＜使用材料＞
消石灰Ｂ  ：微粉消石灰、比表面積50m2/g、市販品
消石灰Ｃ  ：微粉消石灰、比表面積25m2/g、市販品
消石灰Ｄ  ：微粉消石灰、比表面積10m2/g、市販品
消石灰Ｅ  ：微粉消石灰、比表面積１m2/g、市販品
消石灰Ｆ  ：工業用特号消石灰、比表面積0.3m2/g、市販品  
【００５０】
【表４】
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【００５１】
表４より、３成分系の実験で、消石灰の比表面積を変えた実験No.4- 1〜実験No.4- 5では、比表面積が大きい場合は、骨材分離抵抗性が大きく、硬化時間が短く、３時間の初期強度も高くなることがわかる（実験No.4- 1）。
【００５２】
実験例５
セメント80部、ＣＡガラス10部、及び石膏10部からなる結合材100部と、凝結遅延剤1.2部に、球状シリカａ30部、固形分換算のコロイダルシリカ１部、消石灰Ａ0.1部、及び骨材200部を配合し、表５に示す水を混合してモルタルを調製し、実験例１と同様に評価した。結果を表５に併記する。
【００５３】
【表５】
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【００５４】
表５より、セメントと、ＣＡガラス系急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰を含有してなるセメント混和材と、骨材と、水とを含有してなるモルタルにおいて、水結合材比が小さくなるほど、所定の流動性を得るために、減水剤が必要になり、水結合材比が小さくなるほど、骨材分離抵抗性は大きく、硬化時間が短く、強度が高くことがわかる。
【００５５】
実験例６
セメント80部、ＣＡガラス10部、及び石膏10部からなる結合材100部と、凝結遅延剤1.2部に、球状シリカａ30部と骨材200部を配合し、水45部を混合してモルタルを調製し、60分静置させた。
その後に、固形分換算のコロイダルシリカ１部、消石灰Ａ0.1部、及び水５部を混合し、60分静置させたモルタルと混合し、実験例１と同様に評価した。結果を表６に併記する。
【００５６】
【表６】
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【００５７】
表６より、セメントと、ＣＡガラス系急硬材、凝結遅延剤、及び球状シリカを含有してなるセメント混和材と、骨材と、水とを含有してなるモルタルの静置60分後に、コロイダルシリカ、消石灰、及び水の一部を使用したものを混合した製造方法である実験No.6- 1では、全材料を一括練りした実験No.1-11に比べ、硬化時間が長く、大きい３時間強度が得られることがわかる。
【００５８】
実験例７
生コンプラントで、セメント80部、ＣＡガラス10部、及び石膏10部からなる結合材100部と凝結遅延剤1.2部に、球状シリカａ30部と骨材200部を配合し、水45部を混合してモルタルを調製し、アジテータ車で60分保持した後、固形分換算のコロイダルシリカ１部、消石灰Ａ0.1部、及び水５部を混合し、アジテータ車のモルタルと混合し、ポンプ圧送試験を実施した。
５インチの水平圧送管で10ｍ圧送し、吐出量25m3時の圧力を測定し、その損失を測定した。
球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰を配合しないものは、水平圧送管が閉塞したため、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰を配合しないものに、市販の増粘剤３部を配合して、モルタルを調製した。結果を表７に併記する。
【００５９】
＜使用材料＞
増粘剤    ：高流動コンクリート用増粘剤、水溶性セルロースエーテル、市販品
【００６０】
＜測定方法＞
水平圧送管の圧力損失：水平圧送管に取り付けた圧力センサーで圧力を0.1秒間隔で測定し、定常状態の平均値から求めた。単位は(N/mm2)/ｍ。
【００６１】
【表７】
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【００６２】
表７より、モルタルのポンプ圧送試験において、セメントと、ＣＡガラス系急硬材、凝結遅延剤、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰と、骨材と、水とを含有したモルタルを使用した実験No.7- 2は、３成分無混和で増粘剤を混和した実験No.7- 1に比べ、圧力損失が半減する。３成分無混和の実験No.1- 1は、骨材の分離を生じ、圧送管が閉塞した。圧力損失が半減する実験No.7-2は、圧送速度や吐出量を大きくすることができ、良好な施工性が優れることがわかった。