(57)【要約】【課題】高じん性を有しつつ、常温養生のみで早期に高い圧縮強度を発現でき、かつ、自己収縮ひずみを低減できる、ペースト組成物を提供すること。【解決手段】セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、膨張材と、無機質微粉末と、高張力繊維とを含み、セメントは、Ｃ３Ｓを４０．０〜７５．０質量％及びＣ３Ａを２．７質量％未満含有し、かつ、４５μｍふるい残分が２５．０質量％未満であり、無機質微粉末が、石灰石粉、珪石粉、砕石粉及びスラグ粉からなる群より選ばれる少なくとも１種の微粉末を含有し、無機質微粉末を混合したときに、その混合物は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を８６〜１００質量％、かつ、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を７０質量％以上含有する、ペースト組成物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、膨張材と、無機質微粉末と、高張力繊維とを含むペースト組成物であって、
前記セメントは、Ｃ３Ｓを４０．０〜７５．０質量％及びＣ３Ａを２．７質量％未満含有し、かつ、４５μｍふるい残分が２５．０質量％未満であり、
前記無機質微粉末が、石灰石粉、珪石粉、砕石粉及びスラグ粉からなる群より選ばれる少なくとも１種の微粉末を含有し、
前記無機質微粉末を混合したときに、その混合物は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を８６〜１００質量％、かつ、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を７０質量％以上含有する、ペースト組成物。
【請求項２】
前記無機質微粉末のブレーン比表面積が３０００〜５０００ｃｍ２／ｇである、請求項１に記載のペースト組成物。
【請求項３】
前記セメント及び前記シリカフュームの合計量１００質量部に対して、前記無機質微粉末を１０〜６０質量部含む、請求項１又は２に記載のペースト組成物。
【請求項４】
前記シリカフュームの平均粒子径が０．０５〜２．０μｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のペースト組成物。
【請求項５】
前記セメント及び前記シリカフュームの合計量を基準として、前記シリカフュームを３〜３０質量％含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のペースト組成物。
【請求項６】
前記セメント及び前記シリカフュームの合計量１００質量部に対して、前記水を１０〜２５質量部、前記減水剤を０．５〜６．０質量部含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のペースト組成物。
【請求項７】
前記高張力繊維は、引張強度が１００〜１００００Ｎ／ｍｍ２、アスペクト比が４０〜２５０であり、前記ペースト組成物に対する含有率が０．３〜５．０体積％である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のペースト組成物。
【請求項８】
前記高張力繊維は、金属繊維、炭素繊維及びアラミド繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のペースト組成物。
【請求項９】
前記膨張材の含有量が５〜４０ｋｇ／ｍ３である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のペースト組成物。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項記載のペースト組成物と、細骨材とを含むモルタル組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペースト組成物及びモルタル組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、構造部材の軽量化、鉄筋使用量の削減などの要求に伴い、１５０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を発現し、しかも曲げ強度の高い超高強度コンクリートが提案されている。これらのコンクリートでは、セメント、ポゾラン質微粉末、骨材、高性能減水剤、金属繊維が使用され、熱養生によって超高強度化が図られている（特許文献１及び２参照）。また、引張応力下で擬似ひずみ硬化（初期ひびわれ発生後に引張応力が上昇する挙動）を示し、変形が増大してもひび割れ幅の抑制機能を有する、高じん性の繊維補強セメント複合材料が提案されている（特許文献３参照）。このセメント複合材料では、ポリビニルアルコール等の有機短繊維によって、高じん性化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８１００４号公報
【特許文献２】特開２００６−２９８６７９号公報
【特許文献３】特開２００７−１２６３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、超高強度コンクリートを熱養生する場合は、工場で型枠を使用して製造するため、建設現場までの製品の運搬が必要である。また、コンクリート製品の形状や大きさは、使用する型枠や養生装置の形状により制約を受けるため、超高強度コンクリートの設計の自由度が制限される。一方、擬似ひずみ硬化特性を示す高じん性セメント系材料は、現場施工が可能であるが、圧縮及び引張強度は通常のコンクリートと同程度である。このため、熱養生が不要であり、現場施工が可能な、高じん性かつ高強度の材料が求められている。また、構造物の耐久性、長寿命化、高品質化などの観点から、コンクリートの収縮は小さいほうが望ましい。そのため、上記材料には、自己収縮によるひずみを低減することが求められている。
【０００５】
そこで本発明は、高じん性を有しつつ、常温養生のみで早期に高い圧縮強度を発現でき、かつ、自己収縮ひずみを低減できる、ペースト組成物及びモルタル組成物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】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の鉱物組成及び粒度分布を有するセメントと特定の粒度を有する無機質微粉末を、シリカフューム、水、減水剤、消泡剤、膨張材及び高張力繊維と組み合わせることにより、高じん性を有しつつ、熱養生しなくともペースト組成物及びモルタル組成物の強度を向上でき、かつ、自己収縮ひずみを低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、膨張材と、無機質微粉末と、高張力繊維とを含み、セメントは、Ｃ３Ｓを４０．０〜７５．０質量％及びＣ３Ａを２．７質量％未満含有し、かつ、４５μｍふるい残分が２５．０質量％未満であり、無機質微粉末が、石灰石粉、珪石粉、砕石粉及びスラグ粉からなる群より選ばれる少なくとも１種の微粉末を含有し、無機質微粉末を混合したときに、その混合物は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を８６〜１００質量％、かつ、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を７０質量％以上含有する、ペースト組成物を提供する。このようなペースト組成物は、高じん性を有しつつ、常温養生のみで早期に高い圧縮強度を発現でき、かつ、自己収縮ひずみを低減できる。
【０００８】
無機質微粉末のブレーン比表面積が３０００〜５０００ｃｍ２／ｇであると、ペースト組成物の流動性を向上できる。また、本発明のペースト組成物は、セメント及びシリカフュームの合計量１００質量部に対して、無機質微粉末を１０〜６０質量部含むことにより、組成物の流動性が更に向上し、施工性により優れたものとなる。
【０００９】
シリカフュームの平均粒子径が０．０５〜２．０μｍであると、ペースト組成物の強度を更に向上できる。そして、本発明のペースト組成物は、セメント及びシリカフュームの合計量を基準として、シリカフュームを３〜３０質量％含むことが好ましい。
【００１０】
本発明のペースト組成物は、セメント及びシリカフュームの合計量１００質量部に対して、水を１０〜２５質量部、減水剤を０．５〜６．０質量部含むことが好ましい。これにより、ペースト組成物の強度がより一層向上する。
【００１１】
本発明のペースト組成物において、高張力繊維は、引張強度が１００〜１００００Ｎ／ｍｍ２、アスペクト比が４０〜２５０であり、ペースト組成物に対する含有率が外割りで０．３〜５．０体積％であることによって、高いじん性と高い圧縮強度及び引張強度を得やすくなる。また、上記高張力繊維は、金属繊維、炭素繊維及びアラミド繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維であると、ペースト組成物の強度をより一層向上できる。
【００１２】
膨張材の含有量は、５〜４０ｋｇ／ｍ３であれば、ペースト組成物の自己収縮ひずみを低減しやすくなる。
【００１３】
また、本発明は、上述したペースト組成物と、細骨材とを含むモルタル組成物を提供する。このようなモルタル組成物も、高じん性を有しつつ、常温養生のみで早期に高い圧縮強度を発現でき、かつ、自己収縮ひずみを低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高じん性を有しつつ、常温養生のみで早期に高い圧縮強度を発現でき、かつ、自己収縮ひずみを低減できる、ペースト組成物及びモルタル組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１〜９及び比較例１〜３の組成物の材齢１８２日後における自己収縮ひずみを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るペースト組成物及びモルタル組成物の好適な実施形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
（ペースト組成物）
本実施形態のペースト組成物は、セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、膨張材と、無機質微粉末と、高張力繊維とを含むものである。
【００１８】
セメントの鉱物組成は、Ｃ３Ｓ量が４０．０〜７５．０質量％であり、Ｃ３Ａ量が２．７質量％未満である。セメントのＣ３Ｓ量は、好ましくは４５．０〜７３．０質量％、より好ましくは４８．０〜７０．０質量％であり、更に好ましくは５０．０〜６８．０質量％である。Ｃ３Ａ量は好ましくは２．３質量％未満であり、より好ましくは２．１質量％未満であり、更に好ましくは１．９質量％未満である。Ｃ３Ｓ量が４０．０質量％未満では圧縮強度が低くなる傾向があり、７５．０質量％を超えるとセメントの焼成自体が困難となる傾向がある。また、Ｃ３Ａ量が２．７質量％以上では流動性が悪くなる。なお、Ｃ３Ａ量の下限値は特に限定されないが、０．１質量％程度である。
【００１９】
また、セメントのＣ２Ｓ量は好ましくは９．５〜４０．０質量％であり、より好ましくは１０．０〜３５．０質量％であり、更に好ましくは１２．０〜３０．０質量％である。Ｃ４ＡＦ量は好ましくは９．０〜１８．０質量％、より好ましくは１０．０〜１５．０質量％であり、更に好ましくは１１．０〜１５．０質量％である。このようなセメントの鉱物組成の範囲であれば、ペースト組成物の高い圧縮強度及び高い流動性を確保しやすくなる。
【００２０】
また、セメントの粒度は、４５μｍふるい残分の上限は、２５．０質量％未満であり、好ましくは２０．０質量％であり、より好ましくは１８．０質量％であり、更に好ましくは１５．０質量％である。４５μｍふるい残分の下限は０．０質量％であり、好ましくは１．０質量％であり、より好ましくは２．０質量％であり、更に好ましくは３．０質量％である。セメントの粒度がこの範囲であれば、高い圧縮強度を確保でき、また、このセメントを使用して調製したスラリーは適度な粘性があるため、繊維を添加した場合には、十分な分散性が確保できる。
【００２１】
セメントのブレーン比表面積は、好ましくは２５００〜４８００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは２８００〜４０００ｃｍ２／ｇ、更に好ましくは３０００〜３６００ｃｍ２／ｇであり、特に好ましくは３２００〜３５００ｃｍ２／ｇである。セメントのブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ未満ではペースト組成物の強度が低くなる傾向があり、４８００ｃｍ２／ｇを超えると低水セメント比での流動性が低下する傾向にある。
【００２２】
本実施形態に係るセメントの製造にあたっては、通常のセメントと特に異なる操作を行う必要はない。上記セメントは、石灰石、珪石、スラグ、石炭灰、建設発生土、高炉ダスト等の原料の調合を目標とする鉱物組成に応じて変え、実機キルンで焼成した後、得られたクリンカーに石膏を加えて所定の粒度に粉砕することによって製造することができる。焼成するキルンには、一般的なＮＳＰキルンやＳＰキルン等を使用することができ、粉砕には一般的なボールミル等の粉砕機が使用可能である。また、必要に応じて、２種以上のセメントを混合することもできる。
【００２３】
シリカフュームは、金属シリコン、フェロシリコン、電融ジルコニア等を製造する際に発生する排ガス中のダストを集塵して得られる副産物であり、主成分は、アルカリ溶液中で溶解する非晶質のＳｉＯ２である。シリカフュームの平均粒子径は、好ましくは０．０５〜２．０μｍ、より好ましくは０．１０〜１．５μｍ、更に好ましくは０．１８〜０．２８μｍ、特に好ましくは０．２０〜０．２８μｍである。このようなシリカフュームを用いることで、ペースト組成物の高い圧縮強度及び高い流動性を確保しやすくなる。
【００２４】
本実施形態のペースト組成物において、セメント及びシリカフュームの合計量を基準として、シリカフュームを、好ましくは３〜３０質量％、より好ましくは５〜２０質量％、更に好ましくは１０〜１８質量％、特に好ましくは１０〜１５質量％含む。また、ペースト組成物１ｍ３当たりのシリカフュームの単位量は、好ましくは３６〜３６０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは６１〜２４２ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは１２１〜２１８ｋｇ／ｍ３である。
【００２５】
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を使用することができる。低水セメント比での流動性確保の観点から、減水剤として、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を用いることが好ましく、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を用いることがより好ましい。本実施形態に係るペースト組成物は、セメントとシリカフュームの合量１００質量部に対して、減水剤を好ましくは０．５〜６．０質量部、より好ましくは１．０〜４．０質量部、更に好ましくは１．８〜３．０質量部、特に好ましくは２．０〜３．０質量部含む。また、ペースト組成物１ｍ３当たりの減水剤の単位量は、好ましくは６〜８３ｋｇ／ｍ３、より好ましくは１３〜５５ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは１８〜４２ｋｇ／ｍ３である。
【００２６】
消泡剤としては、特殊非イオン配合型界面活性剤、ポリアルキレン誘導体、疎水性シリカ、ポリエーテル系等が挙げられる。この場合、セメントとシリカフュームの合量１００質量部に対して、消泡剤を好ましくは０．０１〜２．０質量部、より好ましくは０．０２〜１．５質量部、更に好ましくは０．０３〜１．０質量部含む。また、ペースト組成物１ｍ３当たりの消泡剤の単位量は、好ましくは０．１０〜２８ｋｇ／ｍ３、より好ましくは０．２０〜２１ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは０．４０〜１４ｋｇ／ｍ３である。
【００２７】
膨張材としては、金属粉、カルシウムサルフォアルミネート(ＣＳＡ系)及びＣａＯを主成分とする石灰系などの膨張材を使用することができる。カルシウムサルフォアルミネート系膨張材としては、アウインを挙げることができ、特にエリントガイトを生成する膨張材が好ましい。石灰系膨張材としては、生石灰、生石灰―石膏混合系及び仮焼ドロマイト等を挙げることができ、中でも生石灰及び／又は生石灰―石膏混合系が好ましい。これらの膨張材は１種を単独で、又は２種以上を併用して使用することができる。
【００２８】
膨張材の含有量は、ペースト組成物１ｍ３当たり、好ましくは５〜４０ｋｇ、より好ましくは１０〜３５ｋｇ、更に好ましくは１５〜３５ｋｇ、特に好ましくは２０〜３５ｋｇである。含有量が少ないと膨張性に寄与せず、含有量が多いと過剰膨張するため、好ましくない。
【００２９】
無機質微粉末としては、石灰石粉、珪石粉、砕石粉、スラグ粉等の微粉末を使用することができる。無機質微粉末は、石灰石粉、珪石粉、砕石粉、スラグ粉等をブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上となるまで粉砕又は分級した微粉末であり、ペースト組成物の流動性を改善することできる。無機質微粉末のブレーン比表面積は３０００〜５０００ｃｍ２／ｇであることが好ましく、３２００〜４５００ｃｍ２／ｇであることがより好ましく、３４００〜４３００ｃｍ２／ｇであることが更に好ましく、３６００〜４３００ｃｍ２／ｇであることが特に好ましい。
【００３０】
本実施形態に係る無機質微粉末を混合したときに、その混合物は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を８６〜１００質量％、かつ、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を７０質量％以上含有する。粒径０．１５ｍｍ以下の粒群は、好ましくは８８〜１００質量％、より好ましくは９０〜１００質量％、更に好ましくは９２〜１００質量％含まれる。粒径０．１５ｍｍ以下の粒群が８５質量％より少ないと、繊維が絡みやすく、均一に分散せず、硬化体が不均一になるおそれがある。また、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群は、好ましくは７５質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは８５質量％以上含まれる。粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群が７０質量％より少ないと、繊維が絡みやすくファイバーボールができやすくなる恐れがある。
【００３１】
本実施形態に係る無機質微粉末は、セメント及びシリカフュームの合計量１００質量部に対して、１０〜６０質量部含むことが好ましく、より好ましくは２０〜６０質量部、更に好ましくは３０〜６０質量部、特に好ましくは４０〜６０質量部である。セメント及びシリカフュームの合計量１００質量部に対し、無機質微粉末が１０質量部未満又は６０質量部より多いと、流動性が悪くなる傾向にある。
【００３２】
高張力繊維としては、金属繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられる。金属繊維として、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス合金繊維等を使用することができる。高張力繊維の繊維径は０．０５〜１．２０ｍｍが好ましく、０．０８〜０．７０ｍｍがより好ましく、０．１０〜０．３５ｍｍが更に好ましく、０．１２〜０．２０ｍｍが特に好ましい。高張力繊維の繊維長は３〜６０ｍｍが好ましく、５〜３５ｍｍがより好ましく、７〜２０ｍｍが更に好ましく、９〜１５ｍｍが特に好ましい。高張力繊維のアスペクト比（繊維長／繊維径）は４０〜２５０が好ましく、５０〜２００がより好ましく、６０〜１７０が更に好ましく、７０〜１４０が特に好ましい。高張力繊維の引張強度は１００〜１００００Ｎ／ｍｍ２が好ましく、５００〜５０００Ｎ／ｍｍ２より好ましく、２０００〜３０００Ｎ／ｍｍ２が更に好ましく、１５００〜２５００Ｎ／ｍｍ２が特に好ましい。高張力繊維の密度は、１〜２０ｇ／ｃｍ３が好ましく、３〜１５ｇ／ｃｍ３がより好ましく、５〜１０ｇ／ｃｍ３が更に好ましい。このような高張力繊維を用いることで、ペースト組成物に高いじん性、高い圧縮強度、高い引張強度及び高い流動性を付与しやすくなる。
【００３３】
本実施形態に係るペースト組成物は、ペースト組成物に対して外割りで（すなわち、ペースト組成物における、高張力繊維を除いた組成物１００体積％に対して）高張力繊維を好ましくは０．３〜５．０体積％、より好ましくは０．５〜４．０体積％、更に好ましくは１．０〜２．５体積％、特に好ましくは１．５〜２．５体積％含むことによって、高いじん性が得られやすくなる。なお、５．０体積％を超えるとペースト組成物の練混ぜが困難になる場合がある。また、ペースト組成物１ｍ３に対する高張力繊維の配合量は、好ましくは２３〜３９３ｋｇ、より好ましくは３９〜３１４ｋｇ、更に好ましくは７９〜１９６ｋｇである。
【００３４】
また、本実施形態に係るペースト組成物は、セメントとシリカフュームの合量１００質量部に対して、水を好ましくは１０〜２５質量部、より好ましくは１２〜２０質量部、更に好ましくは１３〜１８質量部、特に好ましくは１５〜１８質量部含む。ペースト組成物１ｍ３当たりの単位水量は、好ましくは１３７〜３４４ｋｇ／ｍ３、より好ましくは１６５〜２７５ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは１７８〜２４８ｋｇ／ｍ３である。
【００３５】
本実施形態に係るペースト組成物には、必要に応じて、収縮低減剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、ガラス繊維、合成樹脂粉末、ポリマーエマルジョン、ポリマーディスパージョン等を１種以上添加してもよい。
【００３６】
（モルタル組成物）
本実施形態のモルタル組成物は、上述した本実施形態のペースト組成物と細骨材を含むものである。
【００３７】
細骨材としては、特に制限されないが、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、石灰石骨材、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材等を使用することができる。なお、細骨材の粒度は、１０ｍｍふるいを全部通り、５ｍｍふるいを８５質量％以上通過するものが好ましい。
【００３８】
細骨材と無機質微粉末の混合物は、粒径０．１５ｍｍ以下の粒群を４０〜８０質量％、好ましくは４５〜８０質量％含み、より好ましくは５０〜７５質量％含む。また、上記混合物は、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒群を３０〜８０質量％、好ましくは３５〜７０質量％含み、より好ましくは４０〜６５質量％含む。無機質微粉末の含有量が３０質量％以下では、スラリーの粘性が低すぎるため高張力繊維が十分に分散しない恐れがある。
【００３９】
細骨材と無機質微粉末の混合物は、セメント及びシリカフュームの合計量１００質量部に対して、細骨材を１０〜６０質量部、無機質微粉末を１０〜６０質量部含むことが好ましく、細骨材を１５〜３０質量部、無機質微粉末を１５〜３０質量部含むことがより好ましく、細骨材を２０〜３０質量部、無機質微粉末を２０〜３０質量部含むことが更に好ましい。また、モルタル組成物１ｍ３当たりの細骨材及び無機質微粉末の混合物の単位量は、好ましくは１４０〜９８０ｋｇ／ｍ３、より好ましくは３００〜９００ｋｇ／ｍ３、更に好ましくは６００〜９００ｋｇ／ｍ３である。
【００４０】
さらに、上記実施形態に係るモルタル組成物に、粗骨材を適量組み合わせることにより、コンクリートを調製してもよい。粗骨材の量や、水の量は、目標圧縮強度、じん性、目標スランプに応じて適時変えればよい。粗骨材としては、砂利、砕石、石灰石骨材、高炉スラグ粗骨材、電気炉酸化スラグ粗骨材等を使用することができる。また、５ｍｍの篩いに８５質量％以上留まる粗骨材がより好ましい。
【００４１】
本実施形態に係るペースト組成物又はモルタル組成物の製造方法は、特に限定されないが、水、減水剤及び高張力繊維（有機繊維を配合する場合は有機繊維も）以外の材料の一部又は全部を予め混合しておき、次に、水、減水剤を添加してミキサに入れて練り混ぜることによって製造することが好ましい。また、繊維材料は、ペースト組成物またはモルタル組成物を製造した後にミキサに添加し、更に練り混ぜることが好ましい。モルタル組成物の練混ぜに使用するミキサは特に限定されず、モルタル用ミキサ、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、グラウトミキサ等を使用することができる。
【００４２】
上記実施形態におけるペースト組成物又はモルタル組成物は、高強度が求められるＰＣ梁、高耐久性パネル、ブロック耐震壁などに有効である。また、高張力繊維を添加することによって、橋梁等の鉄筋量を減らすことが可能となる。さらに、橋梁の補修・補強等にも有効である。
【００４３】
以上、本実施形態のペースト組成物及びモルタル組成物によれば、高じん性を有しつつ、常温養生のみで早期に高い圧縮強度を発現でき、かつ、自己収縮ひずみを低減できる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４５】
［使用材料の準備］
実施例及び比較例のペースト組成物又はモルタル組成物を作製するために、以下に示す材料を準備した。
【００４６】
（１）セメント（Ｃ）：
石灰石、珪石、スラグ、石炭灰、建設発生土、銅ガラミ等の原料を調合し、キルンで焼成した後、石膏を加えて粉砕することにより、ポルトランドセメントを調製した。得られたセメントの化学成分を、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０２‐２０１０「セメントの化学分析方法」に従って測定し、鉱物組成を下記のボーグ式により算出した。得られたセメントの鉱物組成を表１に示す。
Ｃ３Ｓ量＝（４．０７×ＣａＯ）−（７．６０×ＳｉＯ２）−（６．７２×Ａｌ２Ｏ３）−（１．４３×Ｆｅ２Ｏ３）−（２．８５×ＳＯ３）
Ｃ２Ｓ量＝（２．８７×ＳｉＯ２）−（０．７５４×Ｃ３Ｓ）
Ｃ３Ａ量＝（２．６５×Ａｌ２Ｏ３）−（１．６９×Ｆｅ２Ｏ３）
Ｃ４ＡＦ量＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３
【００４７】
また、得られたセメントの４５μｍふるい残分を、セメント協会標準試験方法  ＪＣＡＳ  Ｋ−０２「４５μｍ網ふるいによるセメントの粉末度試験方法」に準じて測定した。また、ブレーン比表面積をＪＩＳ  Ｒ  ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に準じて測定した。結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
（２）シリカフューム（ＳＦ）：平均粒子径０．２４μｍ
シリカフュームの平均粒子径は、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置（堀場製作所製、商品名「ＬＡ−９５０Ｖ２」）を用いて測定した粒子径分布より、粒子径−通過分積算％曲線を算出し、粒子径−通過分積算％曲線より通過分積算が５０体積％となる粒子径を求めた。試料分散媒は０．２％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、測定前に出力６００Ｗのホモジナイザーにて１０分間分散処理した。粒度分布の演算はＭｉｅ散乱理論に従った。粒子屈折率は１．４５−０．００ｉ、溶媒屈折率は１．３３３とした。各粒度の通過分積算（体積％）を表２に示す。
【００５０】
【表２】
2014019586.tif 000004
【００５１】
（３）無機質微粉末
（Ａ）珪石粉：密度２．６２ｇ／ｃｍ３、ブレーン比表面積３８２０ｃｍ２／ｇ
（Ｂ）石灰石微粉末：密度２．７１ｇ／ｃｍ３、ブレーン比表面積４２８０ｃｍ２／ｇ
【００５２】
（４）細骨材
砕砂：密度２．６２ｇ／ｃｍ３、粗粒率２．８０
【００５３】
上記無機質微粉末及び細骨材の粒度を、ＪＩＳ  Ａ  １１０２−２００６「骨材のふるい分け試験方法」を参考として測定した。次いで、無機質微粉末、又は無機質微粉末と細骨材を混合して所定の粒度になるように調整した。結果を表３に示す。
【００５４】
【表３】
2014019586.tif 000005
【００５５】
（５）減水剤：ポリカルボン酸系高性能減水剤（固形分濃度２５質量％）
（６）消泡剤：特殊非イオン配合型界面活性剤
消泡剤中のＰＯＰ、ＰＯＥ及びアルキル鎖の構造単位のモル比を表４に示す。
【００５６】
【表４】
2014019586.tif 000006
【００５７】
（７）膨張材：市販３銘柄（Ａ、Ｂ、Ｃ）を使用した。なお、銘柄ＡはＮ−ＥＸ（商品名；太平洋マテリアル社製、石灰系膨張材）、銘柄Ｂはハイパーエクスパン（商品名；太平洋マテリアル社製、石灰系膨張材）、銘柄ＣはパワーＣＳＡ（商品名；電気化学工業社製、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材）である。
【００５８】
（８）高張力繊維：鋼繊維（東京製綱社製、商品名「ＣＷ９４１６」）、密度：７．８７ｇ／ｃｍ３、繊維径０．１６ｍｍ、繊維長１３ｍｍ、アスペクト比８１．２５、引張強度２２００Ｎ／ｍｍ２
（９）練混ぜ水（Ｗ）：上水道水
【００５９】
［ペースト組成物又はモルタル組成物の作製］
ペースト組成物又はモルタル組成物の作製を、表５の配合組成に基づき、以下の通りに行った。
【００６０】
セメント、膨張材、シリカフューム、消泡剤、無機質微粉末および細骨材をコンクリート用二軸ミキサに加え、３０秒間撹拌した。次に、減水剤を含む練混ぜ水をミキサ内に投入して１０分間撹拌し、さらに、鋼繊維を投入して３分間撹拌し、実施例１〜６及び比較例１〜２のペースト組成物、並びに、実施例７〜９及び比較例３のモルタル組成物を作製した。
【００６１】
【表５】
2014019586.tif 000007
【００６２】
［ペースト組成物又はモルタル組成物の評価］
（１）フレッシュ性状
（試験方法）
実施例１〜６及び比較例１〜２のペースト組成物、並びに、実施例７〜９及び比較例３のモルタル組成物を用いて、スランプフローを測定した。スランプフローは、ＪＩＳ  Ａ  １１５０−２００７「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準じ、測定した。
【００６３】
（２）強度試験
実施例１〜６及び比較例１〜２のペースト組成物、並びに、実施例７〜９及び比較例３のモルタル組成物を用いて、ＪＩＳ  Ａ  １１３２−２００６「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」に準じて５ｃｍ×１０ｃｍの円柱供試体を作製し、ＪＩＳ  Ａ  １１０８−２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じて圧縮強度試験を行った。供試体は試験材齢まで２０℃で水中養生した。
【００６４】
（３）自己収縮
実施例１〜６及び比較例１〜２のペースト組成物、並びに、実施例７〜９及び比較例３のモルタル組成物を、埋込型ゲージ（東京測器研究所製）を中心に配した１０×１０×４０ｃｍ型枠（鋼製）に打設し、自己収縮ひずみを計測した。なお、型枠面内側にはスチレンボードとポリテトラフルオロエチレンシートを配し、ペーストまたはモルタルが拘束を受けない状態で測定を行い、測定終了までは封緘状態を保った。
【００６５】
（評価結果）
表６に、スランプフロー試験、圧縮強度試験及び自己収縮測定の結果を示す。また、実施例１〜６及び比較例１〜２のペースト組成物、並びに、実施例７〜９及び比較例３のモルタル組成物の材齢１８２日後における自己収縮ひずみを図１に示す。
【００６６】
【表６】
2014019586.tif 000008
【００６７】
表６に示すとおり、実施例１〜９では、スランプフロー及び圧縮強度が良好であり、自己収縮ひずみも小さくなった。
【００６８】
これに対し、比較例１〜３では、自己収縮ひずみが大きくなった。
【図１】
2014019586.tif 000009