(57)【要約】 本発明は、セメントを含まないアルカリ活性結合材に関し、特に、セメントを代替して結合材としてアルカリ活性結合材を用いるモルタル及びコンクリートの圧縮強度を改善すると共に、急結特性、流動性の損失、及び経済性など低い現場適用性も改善できる新しい配合比のセメントを含まないアルカリ活性結合材、これを含むモルタル及びコンクリートに関する。 【解決手段】本発明のセメントを含まないアルカリ活性結合材によると、原材料を活性化させることができるアルカリ活性化剤の新しい配合により、既に知られているセメントを含まないアルカリ活性結合材よりも経済性及び現場適用性に優れたアルカリ活性結合材を提供できるのみでなく、セメントの使用によるセメントの毒性及びセメントの製造時に発生する二酸化炭素(ＣＯ２)、セメントの生産による天然資源の枯渇などの問題点を解決することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグ、フライアッシュ、メタカオリンで構成された群から選ばれる一つ以上の原材料と、
アルカリ性水酸化物と炭酸塩とを含有する複合アルカリ活性化剤を含むセメントを含まないアルカリ活性結合材。
【請求項２】
前記原材料は８８〜９６重量％含まれ、前記複合アルカリ活性化剤は４〜１２重量％含まれることを特徴とする請求項１に記載のセメントを含まないアルカリ活性結合材。
【請求項３】
前記複合アルカリ活性化剤は、アルカリ性水酸化物と炭酸塩とが２〜４:４〜６の重量比で含まれることを特徴とする請求項１に記載のセメントを含まないアルカリ活性結合材。
【請求項４】
前記アルカリ性水酸化物は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウムで構成された群から選ばれるいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載のセメントを含まないアルカリ活性結合材。
【請求項５】
前記炭酸塩は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムで構成された群から選ばれるいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載のセメントを含まないアルカリ活性結合材。
【請求項６】
セメントの代替として請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のセメントを含まないアルカリ活性結合材を含むことを特徴とするセメントを含まないモルタル。
【請求項７】
前記セメントを含まないアルカリ活性結合材と砂は１:２〜３の重量比で配合されることを特徴とする請求項６に記載のセメントを含まないモルタル。
【請求項８】
セメントの代替として請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のセメントを含まないアルカリ活性結合材を含むことを特徴とするセメントを含まないコンクリート。
【請求項９】
請求項８に記載のコンクリートで製造されることを特徴とするセメントを含まないコンクリート製品。
【請求項１０】
前記コンクリート製品は、レンガ、ブロック、タイル、下水管、境界石、コンクリート杭、プレストレストコンクリート(Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ)、コンクリートパネル、コンクリート管、マンホール、気泡コンクリート、コンクリート構造物を含むことを特徴とする請求項９に記載のセメントを含まないコンクリート製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントを含まないアルカリ活性結合材に関し、特に、セメントを代替して結合材としてアルカリ活性結合材を用いるモルタル及びコンクリートの圧縮強度を改善すると共に、急結特性、流動性の損失、及び経済性など低い現場適用性も改善できる新しい配合比のセメントを含まないアルカリ活性結合材、これを含むモルタル及びコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設業界で用いられるモルタル及びコンクリートは、結合材、水及び  骨材で構成されるが、ここで用いられる代表的な無機結合材であるセメント(又は、セメントクリンカー)は、製造工程中に、原料の主成分である石灰石(ＣａＣＯ３)を熱処理する過程で、莫大なエネルギーが消費され、多量のＣＯ２ガスが発生することになる。この際発生する二酸化炭素は世界中の温室ガス排出量の約７％に至る。
【０００３】
一方、温室ガスによる気候変化及び地球温暖化は、既に全ての国に深刻な威嚇となっており、地球温暖化及び気候変化に対する専門研究機関であるＩＰＣＣは、大気中温室ガス濃度を低くするための国際的な努力がなくては、大気温度は持続的に高くなると予想している。
【０００４】
したがって温室ガスの前記ＣＯ２の排出規制と関連してセメント製造業種のＣＯ２縮小目標値の設定により、今後セメントクリンカーの生産量縮小は不可避であり、世界のセメント需要量は２１世紀初期まで毎年２.５〜５.８％程度ずつ増加すると予想されているので、交通議定書の遵守とセメント需要の増加を同時に満たすためには、前記ＣＯ２の排出を減少させるか、ＣＯ２の排出が全くない新しい無機結合材の開発が要望されている。
【０００５】
現在、このような問題を認識し、ＣＯ２を減少させるために国内外のコンクリート製造業者は、地球環境にやさしいコンクリートに対する関心の増加と共に、通常、ポルトランドセメント(ＯＰＣ)の製造時に排出される二酸化炭素量を減少させるための技術開発に努力している。
【０００６】
なお、米国のコンクリート産業は、‘Ｖｉｓｉｏｎ２０３０:Ａ Ｖｉｓｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ’で地球環境にやさしいコンクリートを作るための計画を発表した。
【０００７】
セメント産業での炭酸ガス問題は、原料採掘から焼成、分解、輸送、そして建設に至るまで各段階でのエネルギー節減問題を積極的に考慮するべきであり、このような努力は、これに対する結果として高炉スラグやフライアッシュのような産業部産物をセメントに対して一部置換したコンクリートの使用が段々と普及している。
【０００８】
製鉄所で発生する高炉スラグを積極的に活用する場合、石灰石に対する依存度を低くして環境負荷の低減効果と共に、産業廃棄物のリサイクルのような地球環境問題を低減する効果も期待でき、コンクリートの長期強度増進及び耐久性増進の効果も期待することができる。
【０００９】
なお、セメントの部分代替材として高炉スラグ又はフライアッシュを混入し、アルカリ活性化剤を使って強度性能を高めたアルカリ活性結合材に対する研究が国内外で活発に進められている。
【００１０】
ところで、コンクリート分野における地球環境にやさしい材料の開発を目標にして先行研究されたセメントの代替材として用いられる、セメントを含まないアルカリ活性結合材は、主にケイ酸ナトリウムを活性化剤として用いたセメントを含まないアルカリ活性コンクリートの研究が進められてきて、アルカリ活性コンクリートに対する配合強度のモデルが提示された。
【００１１】
しかしながら、要求される強度確保のためにアルカリ活性化剤の添加量が増加して初期流動性を速く損失し、急結する傾向を有し、また、添加量の増加により、経済性の面でも製造コストの上昇など低い現場適用性を解決しなければならない問題点がある。
【００１２】
従って、上述の問題点を解決できる新しい組成のセメントを含まないアルカリ活性結合材に対する技術開発が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者は、上記のような従来技術の問題点を解決するために研究を重ねた結果、セメントを含まないアルカリ活性結合材に含まれるアルカリ活性化剤の含有量及び配合比を調節して、現場適用性を向上させたセメントを含まないアルカリ活性結合材を開発するに至った。
【００１４】
従って、本発明の目的は、適用したモルタル及び/又はコンクリートの圧縮強度を改善すると共に、急結特性、流動性の損失など低い現場適用性も改善できる新しい組成の複合アルカリ活性化剤を含有するセメントを含まないアルカリ活性結合材、これを含むセメントを含まないモルタル及びコンクリートを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、アルカリ活性化剤を最適配合で組み合わせて、即ち、複合アルカリ活性化剤を用いることにより、必要な強度を得るためのアルカリ活性化剤の添加量を減少させることができ、経済性の改善されたセメントを含まないアルカリ活性結合材、これを含むセメントを含まないモルタル及びコンクリートを提供することにある。
【００１６】
本発明の又他の目的は、既存のアルカリ活性結合材よりも均一な強度を得ることができ、製品安定性に優れたセメントを含まないアルカリ活性結合材、これを含むセメントを含まないモルタル及びコンクリートを提供することにある。
【００１７】
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及しない又他の目的は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記のような目的を達成するために、本発明は、スラグ、フライアッシュ、メタカオリンで構成された群から選ばれる一つ以上の原材料、及びアルカリ性水酸化物と炭酸塩を含有する複合アルカリ活性化剤を含む、セメントを含まないアルカリ活性結合材を提供する。
【００１９】
望ましい実施例において、前記原材料は８８〜９６重量％含まれ、前記複合アルカリ活性化剤は４〜１２重量％含まれる。
【００２０】
望ましい実施例において、前記複合アルカリ活性化剤はアルカリ性水酸化物と炭酸塩が２〜４:４〜６の重量比で含まれる。
【００２１】
望ましい実施例において、前記アルカリ性水酸化物は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウムで構成された群から選ばれるいずれか一つ以上である。
【００２２】
望ましい実施例において、前記炭酸塩は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムで構成された群から選ばれるいずれか一つ以上である。
【００２３】
また、本発明は、セメントの代替材として、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のセメントを含まないアルカリ活性結合材を含むことを特徴とするセメントを含まないモルタルを提供する。
【００２４】
望ましい実施例において、前記セメントを含まないアルカリ活性結合材と砂とは１:２〜３の重量比で配合される。
【００２５】
また、本発明は、セメントの代替材として、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のセメントを含まないアルカリ活性結合材を含むことを特徴とするセメントを含まないコンクリートを提供する。
【００２６】
また、本発明は、請求項８に記載のコンクリートで製造されることを特徴とするセメントを含まないコンクリート製品を提供する。
【００２７】
望ましい実施例において、前記コンクリート製品は、レンガ、ブロック、タイル、下水管、境界石、コンクリート杭、プレストレストコンクリート(Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ)、コンクリートパネル、コンクリート管、マンホール、気泡コンクリート、コンクリート構造物を含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は次のような優れた効果を有する。
【００２９】
本発明によると、適用されたモルタル及び/又はコンクリートの圧縮強度を改善すると共に、急結特性、流動性の損失など低い現場適用性も改善することができる。
【００３０】
なお、本発明によると、アルカリ活性化剤を最適配合で組み合わせて、即ち、複合アルカリ活性化剤を用いることにより、必要な強度を得るためのアルカリ活性化剤の添加量を減少させて経済性を向上させることができる。
【００３１】
なお、本発明によると、既存のアルカリ活性結合材を適用したものよりも均一な強度を得ることができ、製品安定性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例により製造されたセメントを含まないアルカリ活性結合材１〜２５を適用してそれぞれ製造されたセメントを含まないモルタル１〜２５の材齢２８日圧縮強度を３次元的に示すグラフである。
【図２】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル１〜５の材齢と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図３】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル１〜５の材齢２８日圧縮強度を示す棒グラフである。
【図４】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル６〜１０の材齢と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図５】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル６〜１０の材齢２８日圧縮強度を示す棒グラフである。
【図６】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル１１〜１５の材齢と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図７】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル１１〜１５の材齢２８日圧縮強度を示す棒グラフである。
【図８】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル１６〜２０の材齢と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図９】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル１６〜２０の材齢２８日圧縮強度を示す棒グラフである。
【図１０】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル２１〜２５の材齢と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図１１】図１に示すセメントを含まないモルタルのうちセメントを含まないモルタル２１〜２５の材齢２８日圧縮強度を示す棒グラフである。
【図１２】本発明のセメントを含まないアルカリ活性複合材に含まれた複合アルカリ活性化剤の含有量によるセメントを含まないモルタルの凝結特性を示すグラフである。
【図１３】本発明のセメントを含まないアルカリ活性複合材に含まれた複合アルカリ活性化剤の含有量によるセメントを含まないモルタルの凝結特性を示すグラフである。
【図１４】本発明のセメントを含まないアルカリ活性複合材に含まれた複合アルカリ活性化剤の含有量によるセメントを含まないモルタルの凝結特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明で使用された用語は現在広く使われている一般的なものを選択したが、特定の場合は出願人が任意に選定した用語もあるので、この場合には、単純な用語の名称でない発明の詳細な説明部分に記載された意味を考慮して、その意味が把握されなければならない。
【００３４】
以下、望ましい実施例及び図面を参照して本発明の技術的構成を詳細に説明する。
【００３５】
但し、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。明細書全体に亘って同じ構成要素に対しては同じ参照番号を付す。
【００３６】
本発明の複合アルカリ活性化剤を含む、セメントを含まないアルカリ活性結合材は、セメントを代替できるセメントを含まないアルカリ活性結合材、これを含むセメントを含まないモルタル又はコンクリートであって、特に、原材料としてスラグ、フライアッシュ、メタカオリンのうちいずれか一つ以上を使用し、アルカリ活性化剤として水酸化イオン(ＯＨ-)を含有するアルカリ性水酸化物と炭酸イオン(ＣＯ３２-)を含有する炭酸塩とを一定の重量比で配合した複合アルカリ活性化剤を使用することにその技術的特徴がある。
【００３７】
即ち、本発明では、既存のセメントを含まないアルカリ活性結合材に単独で使用された複合アルカリ活性化剤、即ち、アルカリ性無機質材料の代わりに二以上のアルカリ性無機質材料が特定の配合比で配合された複合アルカリ活性化剤を使用することにより、適用されたモルタル又はコンクリートの強度のみでなく、現場適用性が著しく改善される。
【００３８】
なお、本発明は、セメントの使用によるセメントの毒性及びセメントの製造時に発生する二酸化炭素(ＣＯ２)、セメントの生産による天然資源の枯渇などの問題点を解決し、アルカリ性無機質材料の添加量を減少させることにより、経済性を改善させ、且つ均一な強度を得ることができ、製品安定性に優れる。
【００３９】
より具体的には、本発明のセメントを含まないアルカリ活性結合材は、原材料が８８〜９６重量％含まれ、複合アルカリ活性化剤が４〜１２重量％含まれ、原材料は粉末度４,０００ｃｍ２/ｇ以上のものを使用することが可能であり、特に、スラグは高炉スラグ、電気炉スラグ、転炉スラグのうちいずれか一つ以上が使用されるが、望ましくは高炉スラグが良い。
【００４０】
また、複合アルカリ活性化剤は、アルカリ性水酸化物と炭酸塩とが２〜４:４〜６の重量比で含まれることが望ましいが、より望ましくはアルカリ性水酸化物と炭酸塩とが３:５の重量比で含まれることが良い。
【００４１】
ここで、アルカリ性水酸化物は、アルカリ性であり、水酸化イオン(ＯＨ-)を含有する全ての化合物であって、望ましくは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウムからなる群より選ばれるいずれか一つ以上である。
【００４２】
また、炭酸塩は、炭酸の水素が金属に置換された塩、即ち、二酸化炭素又は水酸化物で構成される化合物であって、炭酸イオン(ＣＯ３２-)を含有するが、望ましくは、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムからなる群より選ばれるいずれか一つ以上である。
【００４３】
以下、実施例で使用される「ＧＧＢＳ」は、高炉スラグを一定の大きさの粉末に微粉砕したものであって、高炉スラグ微粉末(Ｇｒｏｕｎｄ ＧｒａｎｕｌａｔｅｄＢｌａｓｔ Ｆｕｒａｎｃｅ Ｓｌａｇ)を意味する。
【００４４】
(実施例１)
ＧＧＢＳ９６重量％、水酸化ナトリウム２重量％、炭酸ナトリウム２重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１を製造した。
【００４５】
(実施例２)
ＧＧＢＳ９５重量％、水酸化ナトリウム２重量％、炭酸ナトリウム３重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材２を製造した。
【００４６】
(実施例３)
ＧＧＢＳ９４重量％、水酸化ナトリウム２重量％、炭酸ナトリウム４重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材３を製造した。
【００４７】
(実施例４)
ＧＧＢＳ９３重量％、水酸化ナトリウム２重量％、炭酸ナトリウム５重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材４を製造した。
【００４８】
(実施例５)
ＧＧＢＳ９２重量％、水酸化ナトリウム２重量％、炭酸ナトリウム６重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材５を製造した。
【００４９】
(実施例６)
ＧＧＢＳ９５重量％、水酸化ナトリウム３重量％、炭酸ナトリウム２重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材６を製造した。
【００５０】
(実施例７)
ＧＧＢＳ９４重量％、水酸化ナトリウム３重量％、炭酸ナトリウム３重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材７を製造した。
【００５１】
(実施例８)
ＧＧＢＳ９３重量％、水酸化ナトリウム３重量％、炭酸ナトリウム４重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材８を製造した。
【００５２】
(実施例９)
ＧＧＢＳ９２重量％、水酸化ナトリウム３重量％、炭酸ナトリウム５重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材９を製造した。
【００５３】
(実施例１０)
ＧＧＢＳ９１重量％、水酸化ナトリウム３重量％、炭酸ナトリウム６重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１０を製造した。
【００５４】
(実施例１１)
ＧＧＢＳ９４重量％、水酸化ナトリウム４重量％、炭酸ナトリウム２重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１１を製造した。
【００５５】
(実施例１２)
ＧＧＢＳ９３重量％、水酸化ナトリウム４重量％、炭酸ナトリウム３重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１２を製造した。
【００５６】
(実施例１３)
ＧＧＢＳ９２重量％、水酸化ナトリウム４重量％、炭酸ナトリウム４重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１３を製造した。
【００５７】
(実施例１４)
ＧＧＢＳ９１重量％、水酸化ナトリウム４重量％、炭酸ナトリウム５重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１４を製造した。
【００５８】
(実施例１５)
ＧＧＢＳ９０重量％、水酸化ナトリウム４重量％、炭酸ナトリウム６重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１５を製造した。
【００５９】
(実施例１６)
ＧＧＢＳ９３重量％、水酸化ナトリウム５重量％、炭酸ナトリウム２重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１６を製造した。
【００６０】
(実施例１７)
ＧＧＢＳ９２重量％、水酸化ナトリウム５重量％、炭酸ナトリウム３重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１７を製造した。
【００６１】
(実施例１８)
ＧＧＢＳ９１重量％、水酸化ナトリウム５重量％、炭酸ナトリウム４重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１８を製造した。
【００６２】
(実施例１９)
ＧＧＢＳ９０重量％、水酸化ナトリウム５重量％、炭酸ナトリウム５重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材１９を製造した。
【００６３】
(実施例２０)
ＧＧＢＳ８９重量％、水酸化ナトリウム５重量％、炭酸ナトリウム６重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材２０を製造した。
【００６４】
(実施例２１)
ＧＧＢＳ９２重量％、水酸化ナトリウム６重量％、炭酸ナトリウム２重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材２１を製造した。
【００６５】
(実施例２２)
ＧＧＢＳ９１重量％、水酸化ナトリウム６重量％、炭酸ナトリウム３重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材２２を製造した。
【００６６】
(実施例２３)
ＧＧＢＳ９０重量％、水酸化ナトリウム６重量％、炭酸ナトリウム４重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材２３を製造した。
【００６７】
(実施例２４)
ＧＧＢＳ８９重量％、水酸化ナトリウム６重量％、炭酸ナトリウム５重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材２４を製造した。
【００６８】
(実施例２５)
ＧＧＢＳ８８重量％、水酸化ナトリウム６重量％、炭酸ナトリウム６重量％を均一に混合してセメントを含まないアルカリ活性結合材２５を製造した。
【００６９】
(実施例２６)
水(Ｗ)と実施例１で得られたセメントを含まないアルカリ活性結合材１(Ｂ)との配合重量比(Ｗ/Ｂ)が５０％であり、アルカリ活性結合材１(Ｂ)と細骨材(Ａ)との配合重量比(Ｂ/Ａ)が１:２.４５となるように配合し、均一に撹拌してセメントを含まないモルタル１を製造した。
【００７０】
(実施例２７〜実施例５０)
セメントを含まないアルカリ活性結合材１の代わりに実施例２〜実施例２５で得られたセメントを含まないアルカリ活性結合材２〜２５をそれぞれ使用したことを除いては、実施例２６と同様の方法でセメントを含まないモルタル２〜２５をそれぞれ製造した。
【００７１】
(実験例１)
実施例２６〜実施例５０で製造されたセメントを含まないモルタル１〜２５を室温で養生して硬化体を形成し、複合アルカリ活性化剤の含有量による材齢圧縮強度を実験してその結果を図１〜図１１に示す。
【００７２】
図１〜図１１を参照すると、セメントを含まないモルタルに適用したセメントを含まないアルカリ活性結合材に含まれた複合アルカリ活性化剤の含有量が８〜１０重量％である際、３０ＭＰａ以上の強度が発現されたことが分かる。
【００７３】
また、実施例１〜実施例５で得られたセメントを含まないアルカリ活性結合材(ＮａＯＨ２重量％)及び実施例６〜実施例１０で得られたセメントを含まないアルカリ活性結合材(ＮａＯＨ３重量％)では、炭酸ナトリウム(Ｎａ２ＣＯ３)の添加量が５重量％となるまでは圧縮強度が線形に増加し、それ以上が添加されると強度が低下する傾向性を見せた。しかしながら、実施例１１〜実施例２５で得られたセメントを含まないアルカリ活性結合材(ＮａＯＨ４重量％以上)では、炭酸ナトリウムの添加量を増加させると、持続的に圧縮強度が上昇する結果を確認することができた。
【００７４】
(実験例２)
実施例２６〜実施例５０で製造されたセメントを含まないモルタル１〜２５を用いて複合アルカリ活性化剤の含有量によるセメントを含まないモルタルの凝結特性を実験してその結果を図１２〜図１４に示す。
【００７５】
図１２〜図１４を参照すると、複合アルカリ活性化剤、即ち、水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウムの組み合わせは、セメントを含まないモルタルの凝結特性にも注目するほどの影響を及ぼしたことが分かる。
【００７６】
即ち、水酸化ナトリウムを単独で添加する場合には添加量が増加するにつれ凝結時間が減少するのに対し、炭酸ナトリウムを水酸化ナトリウムと組み合わせて添加する場合には、全体複合アルカリ活性化剤に対する添加量を比較する際、炭酸ナトリウムの添加量が増加するほど凝結時間が増加することが分かる。
【００７７】
これは、特に、水酸化ナトリウム６重量％の凝結曲線と、水酸化ナトリウム３重量％と炭酸ナトリウム４重量％及び５重量％を組合わせた凝結曲線から確認することができる。
【００７８】
また、水酸化ナトリウムの添加量の増加がモルタルの凝結時間の減少に支配的に作用するが、このような凝結特性は炭酸ナトリウムを添加させることにより制御され、即ち炭酸ナトリウムの添加量を増加させることにより、凝結を効果的に遅延させることができることが分かる。
【００７９】
具体的に開示しないが、以上の実験結果はコンクリートにおいても同様である。
【００８０】
したがって、前記実験結果から、本発明に係るセメントを含まないアルカリ活性結合材は、水酸化イオン(ＯＨ-)と炭酸イオン(ＣＯ３２-)とを含有した複合アルカリ活性化剤を使用することにより、即ち、「水酸化イオン(ＯＨ-)＋炭酸イオン(ＣＯ３２-)」の陰イオン基を組み合わせると、前記セメントを含まないアルカリ活性結合材を適用したモルタル及び/又はコンクリートで安定的で且つ均一な強度発現を可能にするので、強度性能が改善されるのみでなく、複合アルカリ活性化剤の陰イオン基の配合比を調節することから凝結時間を制御できることが分かる。
【００８１】
また、本発明は、セメントを含まないアルカリ活性結合材を含むコンクリートで軽量レンガ、レンガ、歩道ブロック、護岸ブロック、魚道ブロック、下水管、境界石、コンクリート管を含む、セメントを含まないコンクリート２次製品を製造できるのみでなく、セメントを含まないコンクリート構造部材も製造することができる。このように本発明のセメントを含まないコンクリート製品は、コンクリート２次製品及びコンクリート構造部材を含む非ナトリウム系アルカリ活性結合材を含むが、その強度の発現が安定的で且つ均一であるのみでなく、発現した強度が維持され、品質が向上する。
【００８２】
また、実施例で示さないが、上記のような実験結果は、セメントを含まないアルカリ活性結合材に含まれる複合アルカリ活性化剤に含まれる陰イオン基、即ち、「水酸化イオン(ＯＨ-)＋炭酸イオン(ＣＯ３２-)」が一定の配合比で存在すると陰イオンと結合される陽イオンを異にしても、例えば、水酸化バリウムと炭酸カルシウムの組み合わせが複合アルカリ活性化剤として使用された場合も類似した結果を有する。また、上述した実施例及び実験例に使用したセメントを含まないアルカリ活性結合材の高炉スラグの代替としてフライアッシュを使用しても、上述したことと類似する結果を得ることができた。
【００８３】
【図３】
2013517202.tif 000003
【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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