(57)【要約】【課題】普通コンクリートと同等又はそれ以上の中性化抵抗性を有する高炉セメントコンクリートを提供すること。【解決手段】高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートを、セメント材と、骨材と、水と、シリコーンオイルと、を含有してなり、セメント材は、ポルトランドセメントと、高炉スラグと、からなり、シリコーンオイルの含有量が、高炉スラグの含有量の３．０質量％以上６０．０質量％以下であるフレッシュコンクリートとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートであって、
セメント材と、骨材と、水と、シリコーンオイルと、を含有してなり、
前記セメント材は、ポルトランドセメントと、高炉スラグと、からなり、
前記シリコーンオイルの含有量が、前記高炉スラグの含有量の３．０質量％以上６０．０質量％以下であるフレッシュコンクリート。
【請求項２】
前記シリコーンオイルが、アルキル変性シリコーンオイルである請求項１に記載のフレッシュコンクリート。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフレッシュコンクリートを硬化させて得ることができる高炉セメントコンクリート硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリート、及びそれを用いた高炉セメント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、温暖化防止のための環境対策として、コンクリート硬化体に由来するＣＯ２の発生量を抑制することが求められている。ＣＯ２の発生量を抑制するためには、鉄鋼産業の副産物である高炉スラグを普通ポルトランドセメントに置換した高炉セメントを用いることが有効であることが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、高炉セメントは、一方で、普通ポルトランドセメントを用いた普通コンクリートと比べて、中性化が速く耐久性の確保が難しいという問題があった。
【０００４】
ここで、コンクリートの中性化とは、大気中の二酸化炭素（ＣＯ２）がコンクリート内に侵入し、炭酸化反応を引き起こすことにより、本来アルカリ性である細孔溶液のｐｈを下げる現象である。中性化はコンクリート表面より進行し、鉄筋等の鋼材位置に達すると、不動態被膜を破壊する。これにより鋼材を腐食させ、腐食生成物の体積膨張により、コンクリートのひび割れや剥離を引き起こし、耐荷力等構造物の性能低下が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５―１５５８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＣＯ２発生量を大幅に抑制可能な環境配慮型のコンクリートでありながら、ＣＯ２発生量の多い普通コンクリートと同等又はそれ以上の中性化抵抗性を有する高炉セメントコンクリート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】
【０００７】
本発明者らは、高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートに適量のシリコーンオイルを添加することによって、高炉セメントコンクリートの中性化抵抗性を向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【０００８】
（１）  高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートであって、セメント材と、骨材と、水と、シリコーンオイルと、を含有してなり、前記セメント材は、ポルトランドセメントと、高炉スラグと、からなり、前記シリコーンオイルの含有量が、前記高炉スラグの含有量の３．０質量％以上６０．０質量％以下であるフレッシュコンクリート。
【０００９】
（１）の発明によれば、高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートにおける材料の配合を、高炉スラグ含有量対比における適量のシリコーンオイルを添加する独自の配合とした。これによれば、ＣＯ２発生量を大幅に抑制可能な環境配慮型のコンクリートでありながら、ＣＯ２発生量の多い普通コンクリートと同等又はそれ以上の優れた中性化抵抗性を有する高炉セメントコンクリートを得ることができる。
【００１０】
（２）  前記シリコーンオイルが、アルキル変性シリコーンオイルである（１）に記載のフレッシュコンクリート。
【００１１】
（２）の発明によれば、（１）の発明の実施時における中性化抵抗性向上の効果発現の安定性を更に高めることができる。
【００１２】
（３）  （１）又は（２）に記載のフレッシュコンクリートを硬化させて得ることができる高炉セメントコンクリート硬化体。
【００１３】
（３）の発明によれば、従来、環境配慮型の高炉セメントコンクリートとしては望ましいものでありながら、その硬化体としての物性の制約により、適用範囲に制限のあった高炉セメントコンクリートを、より広い範囲の建造物に適用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、普通セメントコンクリートに比べて中性化抵抗性の劣る高炉セメントコンクリートを対象に、普通コンクリートと同等以上の優れた中性化抵抗性を有する高炉セメントコンクリートを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリート、及び同フレッシュコンクリートを硬化させてなる高炉セメントコンクリート硬化体の実施形態について説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１６】
＜高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリート＞
本発明の高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリート（以下、単に「フレッシュコンクリート」とも言う）は、セメント材として、ポルトランドセメントの一部を高炉スラグで置換した高炉セメントを用いたコンクリート材料である。本発明のフレッシュコンクリートは、当該フレッシュコンクリート中に適量のシリコーンオイルが含有されている点を特徴とする。セメント材や骨材等については、従来公知の一般的な高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートの配合と同様の各材料を特に限定なく用いることができる。
【００１７】
尚、本明細書における「骨材」とは、特にことわりの無い限り、細骨材及び粗骨材を含む広義の骨材を示すものとする。よって、本明細書における「コンクリート」には、セメント材と細骨材と粗骨材とからなる狭義のコンクリートに加えて、セメント材と細骨材とからなる所謂「モルタル」も含むものとする。
【００１８】
本発明のフレッシュコンクリートは、高炉セメント、水、骨材、及び、適量のシリコーンオイルを含んでなるコンクリート材料をミキサーに投入して混練することにより得ることができる。フレッシュコンクリートにおける水セメント比は、５５％程度であることが好ましく、４０％以上６０％の範囲であれば、中性化抵抗性に優れたフレッシュコンクリートとすることができる。尚、フレッシュコンクリートは、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、その他の添加剤として、分離防止剤、凝結促進剤、防錆剤、防水剤、防腐剤等の各種の添加剤が含有されているものであってもよい。
【００１９】
セメント材として用いることができる高炉セメントは、普通ポルトランドセメントの一部を高炉スラグで代替したセメント材である。この高炉セメントは、更に、必要に応じて添加材として、炭酸カルシウムや石膏等を、それぞれ、所定の比率で含有してなるものであることが好ましい。ここで、セメント材とは、「日本建築学会：建築工事標準仕様書・同解説ＪＡＳＳ５，２００９．２」に記載のある通り、セメント、及びセメントと高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム等の水硬性無機質粉末の混合物の総称で、骨材を結合し、コンクリートの強度発現に寄与する粉状の物質のことを言う。
【００２０】
又、高炉セメントは、ＪＩＳ規定により、セメント材中の高炉スラグの含有量に応じて、Ａ種（５％を超え３０％以下）、Ｂ種（３０％を超え６０％以下）及びＣ種（６０％を超え７０％以下）の３種に分類されているが、本発明においては、シリコーンオイルの添加量を最適化することによって、上記Ａ種〜Ｃ種相当のいずれの高炉セメントも用いることができる。
【００２１】
セメント材の原料である高炉スラグとしては、粉末状の高炉スラグ粉末を好ましく用いることができる。この高炉スラグ粉末は、高炉で銑鉄を製造する際に副生する高炉スラグを溶融状態で水冷・破砕して得られる水砕スラグを粉末状にしたものを使用することができる。
【００２２】
高炉スラグとともに用いるポルトランドセメントは、特に限定なく従来公知のものを用いることができる。具体的には、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、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントを適宜用いることができる。
【００２３】
シリコーンオイルは、特に種類を限定されないが、非反応性の変性シリコーンオイルを好ましく用いることができる。このようなシリコーンオイルとしては、アルキル変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、アルキルアルコキシ変性シリコーンオイル等が挙げられるが、アルキル変性シリコーンオイルを特に好ましく用いることができる。
【００２４】
本発明のフレッシュコンクリートにおける、シリコーンオイルの含有量は、セメント材中の高炉スラグの含有量の３．０質量％以上６０．０質量％以下であればよく、１０．０質量％以上であることが好ましい。シリコーンオイルの含有量が、上記範囲にあることにより、フレッシュコンクリートに優れた中性化抵抗性を備えさせることができる。例えば、高炉スラグセメントして汎用的に用いられており、セメント材における高炉スラグ置換率が４５％程度である「Ｂ種高炉スラグセメント」をセメント材として用いる場合であれば、シリコーンオイルの含有量は、当該セメント材に対する質量比で１．５質量％以上程度の含有量であればよい。
【００２５】
＜高炉セメントコンクリート硬化体＞
本発明の高炉セメントコンクリート硬化体は、上記の高炉セメントコンクリート用のフレッシュコンクリートを硬化させて得ることができるコンクリート硬化体である。本発明のフレッシュコンクリートから高炉セメントコンクリート硬化体への硬化の方法は特に限定されず、従来方法を適宜採用することができる。この高炉セメントコンクリート硬化体は、従来の普通コンクリート硬化体と同様、鋼管コンクリート部材やコンクリート杭等、各種建造物等のコンクリート構造体を構成するコンクリート硬化体として使用することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明について、実施例を挙げて詳細に説明する。尚、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
【００２７】
［実施例、比較例、及び参考例の試験体］
セメント材の種類及び、シリコーンオイルの添加量と、コンクリート硬化体の中性化抵抗性との相関を検証するため、以下の試験を行った。下記の通りの調合のフレッシュコンクリートからなる硬化体を実施例及び比較例の各試験体として、下記の中性化抵抗性試験を行った。
【００２８】
実施例、比較例、及び参考例の各試験体を形成するコンクリートのフレッシュコンクリートのセメント材として、高炉スラグ置換率の異なる高炉セメント（表１において、それぞれ、「ＢＡ」「ＢＢ」「ＢＣ」と記載）又は、普通セメント（表１において「ＯＰＣ」と記載）を用いた。高炉セメントは、高炉スラグ微粉末による普通セメント（ＯＰＣ）の置換率が、それぞれ２５％（ＢＡ）、４５％（ＢＢ）、６５％（ＢＣ）である高炉セメントを用いた。又、骨材としては、白老産陸砂を用いた。セメント材と骨材の比率は、いずれのフレッシュコンクリートにおいても１：３とした。又、水セメント比は、いずれのフレッシュコンクリートにおいても５５％とした。
【００２９】
シリコーンオイルとしては、アルキル変性シリコーンオイルを用いた。シリコーンオイルの添加量は、表１に記載の通り、各試験体毎に異なる量のシリコーンオイルを添加した。尚、表１中におけるシリコーンオイルに関する数値（質量％）は、各試験体のフレッシュコンクリート中におけるセメント材質量に対するシリコーンオイルの含有量比（質量％）と、セメント材に含有される高炉スラグ質量に対するシリコーンオイルの含有量比（質量％）とを示している。
【００３０】
［中性化抵抗性試験］
セメント材の種類及びシリコーンオイルの添加量と、中性化深さとの関係を表１に示す。中性化深さの測定は、２０℃、６０％ＲＨ、５％ＣＯ２濃度の促進環境下に２８日間（４ｗ）及び５６日間（８ｗ）曝露し、「ＪＩＳ  Ａ  １１５２  コンクリートの中性化深さ測定方法」により行った。
【００３１】
【表１】
2018008848.tif 000002
【００３２】
表１より、高炉スラグセメントにおいて、シリコーンオイルの添加量が高炉スラグの含有量に対して一定量比以上となったときに、中性化抵抗性が著しく向上することが分かる。尚、参考例の普通ポルトランドセメントにおいても同様の効果は発現しているが、高炉スラグセメントを用いた実施例における同効果ほど顕著なものではない。以上より、本発明のフレッシュコンクリートを用いたコンクリート硬化体は、高炉スラグセメントを用いたものでありながら普通ポルトランドセメントを用いたものと同等以上の高い中性化抵抗性を備えるものであることが確認された。