(57)【要約】【課題】本発明は、低コストで、優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる硬化体を容易に得られる水硬性組成物の製造方法等を提供することを課題とする。【解決手段】第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物とを混合することで水硬性組成物を製造する水硬性組成物の製造方法であって、前記水硬性組成物に含まれる全結合材のうちの１０体積％以上７０体積％以下の結合材と、前記結合材に対して１５体積％以上６０体積％以下の水と、前記水硬性組成物に含まれる全骨材のうちの３０体積％以上１００体積％以下の骨材とを、４５秒間以上混合することで前記第一の結合材含有混合物を製造し、結合材と水とを混合することで前記第二の結合材含有混合物を製造し、前記第一の結合材含有混合物と前記第二の結合材含有混合物とを、翼周速度１．５ｍ／ｓ以下となるように攪拌翼で混合する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物とを混合することで水硬性組成物を製造する水硬性組成物の製造方法であって、
前記水硬性組成物に含まれる全結合材のうちの１０体積％以上７０体積％以下の結合材と、
前記結合材に対して１５体積％以上６０体積％以下の水と、
前記水硬性組成物に含まれる全骨材のうちの３０体積％以上１００体積％以下の骨材とを、４５秒間以上混合することで前記第一の結合材含有混合物を製造し、
結合材と水とを混合することで前記第二の結合材含有混合物を製造し、
前記第一の結合材含有混合物と前記第二の結合材含有混合物とを、翼周速度１．５ｍ／ｓ以下となるように攪拌翼で混合する水硬性組成物の製造方法。
【請求項２】
前記水硬性組成物は、結合材を５重量％以上５０重量％以下、骨材を４０重量％以上９０重量％以下、水を５重量％以上２５重量％以下含む請求項１に記載の水硬性組成物の製造方法。
【請求項３】
前記第一の結合材含有混合物は、前記水硬性組成物に含まれる全結合材のうちの４０体積％以上７０体積％以下の結合材を含む請求項１又は２に記載の水硬性組成物の製造方法。
【請求項４】
前記第一の結合材含有混合物は、前記水硬性組成物に含まれる全骨材のうちの５０体積％以上１００体積％以下の骨材を含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水硬性組成物の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水硬性組成物の製造方法で得られた水硬性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水硬性組成物の製造方法およびその製造方法によって製造される水硬性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートやモルタルなどの硬化体は、水硬性組成物に含まれるセメント等の水硬性材料の水和反応によって水硬性組成物が硬化したものであるが、硬化後に、応力が作用したり、温度や湿度の変化が生じたりすることで、硬化体にひび割れが発生する場合がある。ひび割れが生じた硬化体は強度低下、外観の悪化の他に、漏水などの原因となるという問題がある。
【０００３】
そこで、近年、硬化後にひび割れが生じた場合にも水分が存在する状態であればひび割れを自然に閉塞する性質、いわゆる自己治癒性を有する水硬性硬化体が得られる組成物が検討されている。このような自己治癒性を有する硬化体を得るために、種々の自己治癒性を有する混合材（以下、自己治癒成分とも言う。）を水硬性組成物に配合することが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１乃至３には、セメント中の水酸化カルシウムなどと反応して不溶性の結晶を生成する作用のある膨張材が配合されたセメント組成物が記載されている。
特許文献４には、前記膨張材に加えて、さらに、膨潤性を有するアルミノシリケートが配合されたセメント組成物が記載されている。
特許文献５には、膨張材成分、潜在水硬性材料、酸化カルシウムなどの成分と、セメントと、水とを混練して造粒されたセメント混和材が記載されている。
特許文献６および７には、水溶性ケイ弗化物などの防水剤・止水剤・劣化抑制剤と、セメントとを混合して、多孔質体より成る担体に担荷されたセメント硬化体用骨材が記載されている。
【０００５】
すなわち特許文献１乃至７には、コンクリートにひび割れが発生した場合に水の存在下でセメント組成物中の成分と反応して結晶などを生成する成分、又は、膨張する自己治癒成分を水硬性組成物中に配合することで、ひび割れ自己治癒性を硬化体に付与することが記載されている。
【０００６】
しかし、特許文献１乃至７に記載の水硬性組成物は、通常の水硬性組成物の成分の他に、十分な自己治癒性を得るために、自己治癒成分を相当量配合する必要がある。
通常の水硬性組成物の成分の他に自己治癒成分を配合した場合、流動性や強度発現性等の硬化体の性能に影響が生じるため水硬性組成物の配合の調整が煩雑になり、また、自己治癒成分のコストがかかるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６５８５６８号公報
【特許文献２】特開２００５−２３９４８２号公報
【特許文献３】特開２００７−３３２０１０号公報
【特許文献４】特開２００９−１９０９３７号公報
【特許文献５】特開２０１１−５７５２０号公報
【特許文献６】特開２００３−９５７１５号公報
【特許文献７】特許第４２８５６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、低コストで、優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる硬化体を容易に得られる水硬性組成物の製造方法及び水硬性組成物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】
【０００９】
本発明の水硬性組成物の製造方法は、
第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物とを混合することで水硬性組成物を製造する水硬性組成物の製造方法であって、
前記水硬性組成物に含まれる全結合材のうちの１０体積％以上７０体積％以下の結合材と、
前記結合材に対して１５体積％以上６０体積％以下の水と、
前記水硬性組成物に含まれる全骨材のうちの３０体積％以上１００体積％以下の骨材とを、４５秒間以上混合することで前記第一の結合材含有混合物を製造し、
結合材と水とを混合することで前記第二の結合材含有混合物を製造し、
前記第一の結合材含有混合物と前記第二の結合材含有混合物とを、翼周速度１．５ｍ／ｓ以下となるように攪拌翼で混合する。
【００１０】
前記本発明によれば、第一の結合材含有混合物に含まれている結合材のうちの一部を未反応のまま水硬性組成物に存在させることができる。かかる水硬性組成物の硬化体にひび割れが発生した場合に、ひび割れの断面に未反応の結合材を多く存在させることができ、該ひび割れ断面に水が供給された時に結合材による硬化反応が起きひび割れを閉塞して治癒することができる。
よって、結合材以外の特別な自己治癒成分を配合しなくても優れたひび割れの自己治癒性を有する硬化体が得られる。
従って、低コストで、且つ煩雑な配合調整をすることなく、優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる水硬性組成物が得られる。
【００１１】
本発明において、前記水硬性組成物は結合材を５重量％以上５０重量％以下、骨材を４０重量％以上９０重量％以下、水を５重量％以上２５重量％以下含んでいてもよい。
【００１２】
前記水硬性組成物が、結合材を５重量％以上５０重量％以下、骨材を４０重量％以上９０重量％以下、水を５重量％以上２５重量％以下含んでいる場合には、より優れたひび割れ自己治癒性を水硬性組成物に付与することができる。よって、低コストで、より優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる水硬性組成物が容易に得られる。
【００１３】
本発明において、前記第一の結合材含有混合物は、前記水硬性組成物に含まれる全結合材のうちの４０体積％以上７０体積％以下の結合材を含んでいてもよい。
【００１４】
前記第一の結合材含有混合物が、前記水硬性組成物に含まれる全結合材のうちの４０体積％以上７０体積％以下の結合材を含む場合には、より優れたひび割れの自己治癒性を有する硬化体が得られる。よって、低コストで、より優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる水硬性組成物が容易に得られる。
【００１５】
本発明において、前記第一の結合材含有混合物は、前記水硬性組成物に含まれる全骨材のうちの５０体積％以上１００体積％以下の骨材を含んでいてもよい。
【００１６】
前記第一の結合材含有混合物が、前記水硬性組成物に含まれる全骨材のうちの５０体積％以上１００体積％以下の骨材を含む場合には、より優れたひび割れの自己治癒性を有する硬化体が得られる。よって、低コストで、より優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる水硬性組成物が容易に得られる。
【００１７】
本発明の水硬性組成物は、前記各水硬性組成物の製造方法で得られる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低コストで、優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる硬化体を容易に得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の水硬性組成物の製造方法および水硬性組成物について説明する。
第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物とを混合することで水硬性組成物を製造する水硬性組成物の製造方法であって、
前記水硬性組成物に含まれる全結合材のうちの１０体積％以上７０体積％以下の結合材と、
前記結合材に対して１５体積％以上６０体積％以下の水と、
前記水硬性組成物に含まれる全骨材のうちの３０体積％以上１００体積％以下の骨材とを、４５秒間以上混合することで前記第一の結合材含有混合物を製造し、
結合材と水とを混合することで前記第二の結合材含有混合物を製造し、
前記第一の結合材含有混合物と前記第二の結合材含有混合物とを、翼周速度１．５ｍ／ｓ以下となるように攪拌翼で混合する方法である。
【００２０】
《第一の結合材含有混合物》
第一の結合材含有混合物は、結合材と、骨材と、水とを含む。
【００２１】
結合材としては、水硬性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、例えば、セメント、高炉スラグ微粉末、ケイ酸質微粉末、石灰石微粉末、エトリンガイト系高強度混和材などが挙げられる。
中でも、セメントを用いることが、低コストで優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる水硬性組成物が得られやすいため好ましい。
【００２２】
セメントとしては、特に限定されるものではないが、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメント、エコセメント、アルミナセメント、超速硬セメント、グラウト用セメント、油井セメント等が挙げられる。
中でも、低熱ポルトランドセメントが未反応成分を温存する観点からみて好ましい。
【００２３】
第一の結合材含有混合物に含まれる結合材は、水硬性組成物中に含まれる全結合材のうちの１０体積％以上７０体積％以下、好ましくは４０体積％以上７０体積％以下、さらに好ましくは５０体積％以上７０体積％以下である。
結合材の含有量が前記範囲である場合には、水硬性組成物の硬化後にひび割れが生じた場合に、ひび割れ断面において、より高いひび割れ自己治癒性能を得ることができる。
【００２４】
骨材としては、粗骨材、細骨材等が挙げられる。
水硬性組成物をコンクリート用組成物として用いる場合には、粗骨材及び細骨材を用いることが好ましく、水硬性組成物をモルタル用組成物として用いる場合には、細骨材を用いることが好ましい。
【００２５】
粗骨材としては、山砂利、海砂利、川砂利、砕石、高炉スラグ粗骨材、人工軽量粗骨材、再生粗骨材等が挙げられる。
中でも、各種砂利、ＪＩＳ  Ａ  ５００５「コンクリート用砕石及び砕砂」に適合する砕石が安価であり且つ入手しやすいために好ましい。
砕石としては、石灰石砕石が、コンクリートの乾燥収縮を低減し、ひび割れそのものの発生を抑制し、あるいは、ひび割れの幅を小さくできるため、特に好ましい。
【００２６】
細骨材としては、山砂、海砂、川砂、砕砂、珪砂、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、フェロクロム細骨材、人工軽量細骨材、再生細骨材等が挙げられる。
中でも、陸砂、ＪＩＳ  Ａ  ５００５「コンクリート用砕石及び砕砂」に適合する砕砂が安価であり且つ入手しやすいために好ましい。
砕砂としては、石灰石砕砂が、コンクリートの乾燥収縮を低減し、ひび割れそのものの発生を抑制し、あるいは、ひび割れの幅を小さくできるため、特に好ましい。
【００２７】
第一の結合材含有混合物に含まれる骨材の総量は、水硬性組成物中に含まれる全骨材のうちの３０体積％以上１００体積％以下、好ましくは５０体積％以上１００体積％以下である。
骨材の含有量が前記範囲である場合には、水硬性組成物の硬化後にひび割れが生じた場合に、ひび割れ断面において、より高いひび割れ自己治癒性能を得ることができる。
【００２８】
第一の結合材含有混合物に含まれる水は、特に限定されるものではないが、例えば、上水道水、工業用水、地下水、河川水、雨水、蒸留水、化学分析用の高純度水（超純水、純水、イオン交換水）等が挙げられる。
好ましくは、セメント等の結合材の水和反応に悪影響を及ぼす有機物、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等の不純物を含有しないことが好ましい。
【００２９】
水の含有量は、第一の結合材含有混合物中に含まれる結合材に対する水結合材体積比率が１５体積％以上６０体積％以下、好ましくは、３０体積％以上４０体積％以下である。
水の含有量が前記範囲である場合には、水硬性組成物の硬化後にひび割れが生じた場合に、ひび割れ断面において、より高いひび割れ自己治癒性能を得ることができる。
【００３０】
第一の結合材含有混合物は、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。
他の成分としては、例えば、セメント混和材、自己治癒促進成分、化学混和剤、繊維等が挙げられる。
【００３１】
セメント混和材としては、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、膨張材、ケイ酸質微粉末、石灰石微粉末、エトリンガイト系高強度混和材、超早強混和材等が挙げられる。
中でも、フライアッシュが未反応成分を温存する観点から好ましい。
前記セメント混和材を含むことで、流動性を向上させうるため好ましい。
【００３２】
セメント混和材の含有量は特に限定されるものではないが、例えば、水硬性組成物の５体積％以上１５体積％以下であることが好ましい。
【００３３】
自己治癒成分としては、尿素、増粘剤、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、ベントナイト、鉄、鉄化合物から選択される少なくとも一種以上等が挙げられる。
中でも、尿素、ベントナイトが膨潤作用による自己治癒効果が期待できる観点から好ましい。
前記自己治癒成分を含むことで、水硬性組成物に、より高いひび割れ自己治癒性能を得ることができる。
【００３４】
自己治癒成分の含有量は特に限定されるものではないが、例えば、水硬性組成物の０．１体積％以上３．０体積％以下、好ましくは、０．５体積％以上３．０体積％以下程度であることが挙げられる。
【００３５】
化学混和剤としては、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に適合するＡＥ剤、高性能減水剤、硬化促進剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤、凝結遅延剤、促進剤、急結剤、起泡剤、発泡剤、防錆剤、耐寒促進剤等が挙げられる。
中でも、収縮低減剤は、コンクリートの乾燥収縮を低減し、ひび割れそのものの発生を抑制し、ひび割れの幅を小さくできるため、特に好ましい。
【００３６】
化学混和剤の含有量は特に限定されるものではないが、例えば、全結合材の０．２重量％以上３重量％以下程度であることが好ましい。
【００３７】
繊維としては、鋼繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機系繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維等の有機系繊維等が挙げられる。前記繊維を含むことで、より高いひび割れ自己治癒性能を得ることができる。
中でも、ビニロン繊維が水や水和物との化学親和性が優れている観点から好ましい。
【００３８】
繊維の含有量は特に限定されるものではないが、例えば、全結合材の０．０５重量％以上１．０重量％以下、より好ましくは０．０５重量％以上０．５重量％以下であることが挙げられる。
【００３９】
本実施形態の第一の結合材含有混合物は、前記他の成分として、自己治癒促進成分、繊維から選択される少なくとも一種以上を含むことが、より高いひび割れ自己治癒性を得ることができるため好ましい。
特に、自己治癒促進成分及び繊維を含むことがより好ましい。
【００４０】
本実施形態の第一の結合材含有混合物を混合する装置としては、例えば、強制二軸式、強制一軸式等の強制練りミキサ、傾胴形ミキサ等の重力式ミキサが挙げられる。
前記ミキサ内に、まず、骨材、結合材、水等を投入して攪拌する。
混合条件は、強制練りミキサの場合には、翼周速度２．０ｍ／ｓ〜６．０ｍ／ｓ、回転数５０〜７０ｒｐｍ程度で４５秒間以上１２０秒間以下、好ましくは６０秒間以上１２０秒間以下混練する。
重力式ミキサの場合には、回転数３０〜９０ｒｐｍ程度で９０秒間以上１８０秒間以下、好ましくは１２０秒間以上１８０秒間以下混練する。
【００４１】
前述のような配合及び混合条件で得られた本実施形態の第一の結合材含有混合物は、混合物中に未反応の結合材の凝集体が存在している。従って、後述する第二の結合材含有混合物と混合した水硬性組成物が硬化した後にも未反応の結合材が存在しやすい。そのため、コンクリートやモルタル等の水硬性組成物の硬化体にひび割れが発生した場合に、ひび割れの断面に未反応の結合材を多く存在させることができる。よって、該ひび割れ断面に水が供給された時に結合材の水和による硬化反応が起き、ひび割れの自己治癒性を有する硬化体が得られる。
【００４２】
《第二の結合材含有混合物》
第二の結合材含有混合物は、結合材と、水とを含む。
【００４３】
結合材としては、前記第一の結合材含有混合物に含まれる結合材と同様なものが挙げられる。
中でも、セメント、特に、早強ポルトランドセメントを用いることが、低コストで優れたひび割れ自己治癒性を発揮しうる水硬性組成物を得られやすいため好ましい。
【００４４】
第二の結合材含有混合物中の結合材の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば、水硬性組成物中の全結合材のうちの３０体積％以上９０体積％以下、好ましくは３０体積％以上６０体積％以下である。
【００４５】
第二の結合材含有混合物に含まれる水は、特に限定されるものではないが、例えば、前記第一結合材含有混合物に含まれる水と同様のものが挙げられる。
好ましくは、セメント等の結合材の水和反応に悪影響を及ぼす有機物、塩化物イオン等の不純物を含有しないことが好ましい。
【００４６】
水の含有量は、第二の結合材含有混合物中に含まれる結合材に対する水／結合材体積比率が１００体積％以上２５０体積％以下、好ましくは、１５０体積％以上２５０体積％以下である。
【００４７】
水の含有量が前記範囲である場合には、第二の結合材含有混合物を均一に混合することがしやすいと同時に、前記第一の結合材含有混合物と混合して得られた水硬性組成物の硬化後にひび割れが生じた場合に、ひび割れ断面において、より高いひび割れ自己治癒性能を得ることができる。
【００４８】
第二の結合材含有混合物は骨材を含んでいてもよい。骨材としては、前記第一の結合材含有混合物に含まれる骨材と同様なものが挙げられる。
骨材の含有量は、水硬性組成物中に含まれる全骨材のうちの０体積％超５０体積％以下、好ましくは０体積％超３０体積％以下である。
【００４９】
第二の結合材含有混合物は、必要に応じてさらに他の成分を含んでいてもよい。
他の成分としては、前記第一の結合材含有成分と同様に、例えば、セメント混和材、自己治癒促進成分、化学混和剤、繊維等が挙げられる。
【００５０】
本実施形態の第二の結合材含有混合物を混合する装置としては、特に限定されるものではないが、例えば、前記第一の結合材含有混合物を混合する装置と同様の装置等が挙げられる。
また第二の結合材含有混合物を混合する混合条件は、特に限定されるものではないが、強制練りミキサの場合には、翼周速度２．０ｍ／ｓ〜６．０ｍ／ｓ、回転数５０〜７０ｒｐｍ程度で４５秒間以上１２０秒間以下、好ましくは６０秒間以上１２０秒間以下混練する。
重力式ミキサの場合には、回転数３０〜９０ｒｐｍ程度で９０秒間以上１８０秒間以下、好ましくは１２０秒間以上１８０秒間以下混練する。
混合時間が前記範囲であることにより、第二の結合材含有混合物を均一に混合することができる。
【００５１】
前述のような配合及び混合条件で得られた本実施形態の第二の結合材含有混合物は、結合材、水、必要に応じて配合されたその他の成分が均一に混合された混合物となる。従って、前述の第一の結合材含有混合物と混合した水硬性組成物において第一結合材含有混合物中に含まれる未反応の結合材の凝集体を維持しつつ、適度な強度を有する硬化体が得られる水硬性組成物とすることができる。
【００５２】
尚、前記第一の結合材含有混合物と、第二の結合材含有混合物とはそれぞれ同時に製造してもよく、いずれか一方を製造してから連続して他方を製造してもよい。
【００５３】
《水硬性組成物》
本実施形態では、前記第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物とを混合することで水硬性組成物を製造する。
本実施形態の水硬性組成物としては、例えば、コンクリート用組成物、モルタル用組成物等が挙げられる。
【００５４】
前記第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物とを混合する方法としては、攪拌翼を備えた攪拌装置を用いて混合する方法等が挙げられる。
具体的には、強制二軸式、強制一軸式等の強制練りミキサ、傾胴形ミキサ等の重力式ミキサが挙げられる。
混合条件としては、翼周速度０．１ｍ／ｓ以上１．５ｍ／ｓ以下、好ましくは、０．１ｍ／ｓ以上０．５ｍ／ｓ以下である。回転速度は、例えば、１０ｒｐｍ以下、好ましくは５ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下である。
混合時間としては、６０秒間以上１８０秒間以下、好ましくは９０秒間以上１８０秒間以下等が挙げられる。
【００５５】
尚、本実施形態において翼周速度とは、撹拌翼の長さ（ｍ）と回転数（ｒｐｍ）と円周率の積を６０で除した値を意味する。
攪拌翼の長さとは、攪拌翼の先端部から回転軸の中心までの長さをいう。
【００５６】
前記混合条件で第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物とを混合することで、水硬性組成物中に第一の結合材含有混合物中に存在している未反応の結合材を比較的多く存在させることができる。従って、水硬性組成物の硬化後にも未反応の結合材が存在しやすい。そのため、コンクリートやモルタル等の水硬性組成物の硬化体にひび割れが発生した場合に、ひび割れの断面に未反応の結合材を多く存在させることができる。よって、該ひび割れ断面に水が供給された時に結合材の水和による硬化反応が起き、ひび割れを閉塞する自己治癒性を有する硬化体が得られる。
【００５７】
本実施形態の水硬性組成物の配合は特に限定されるものではないが、例えば、前記水硬性組成物は、結合材を５重量％以上５０重量％以下、好ましくは２０重量％以上５０重量％以下、骨材を４０重量％以上９０重量％以下、好ましくは４０重量％以上６５重量％以下、水を５重量％以上２５重量％以下、好ましくは８重量％以上１５重量％以下含むことが挙げられる。
水硬性組成物の配合が前記範囲である場合には、水硬性組成物中に未反応の結合材を十分に存在させておくことができると同時に、硬化体として適度な強度が得られる。
【００５８】
より具体的には、以下のような配合が挙げられる。
【００５９】
（コンクリート）
水硬性組成物がコンクリート用水硬性組成物である場合には、例えば、以下のような配合が挙げられる。
結合材の量は、２００〜１１００ｋｇ、好ましくは、３００〜８００ｋｇである。
粗骨材の量は、５００〜１２００ｋｇ、好ましくは７００〜１０００ｋｇである。細骨材の量は、５００〜１２００ｋｇ、好ましくは６００〜９００ｋｇである。
化学混和剤等の液体成分も含む水の量は、１５０〜２５０ｋｇ、好ましくは、１６０〜１９０ｋｇである。
【００６０】
（モルタル）
水硬性組成物がモルタル用水硬性組成物である場合には、例えば、以下のような配合が挙げられる。
結合材の量は、３００〜１５００ｋｇ、好ましくは６００〜１１００ｋｇである。
細骨材の量は、９００〜２０００ｋｇ、好ましくは１０００〜１４００ｋｇである。
化学混和剤等の液体成分も含む水の量は、１５０〜７００ｋｇ、好ましくは２００〜３００ｋｇである。
【００６１】
第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物との混合比率としては、第一の結合材含有混合物由来の結合材が、水硬性組成物中に含まれる全結合材のうちの１０体積％以上７０体積％以下、第一の結合材含有混合物由来の骨材が水硬性組成物中に含まれる全骨材のうちの３０体積％以上１００体積％以下になるように適宜決定することができるが、例えば、第一の結合材含有混合物：第二の結合材含有混合物の体積比率が１：０．３〜１：２程度であることが好ましい。
【００６２】
尚、本実施形態の水硬性組成物には、前記第一、第二の結合材含有混合物以外にさらに、その他の成分を配合してもよい。
この場合にも、第一の結合材含有混合物に含まれる結合材が水硬性組成物に含まれる全結合材のうちの１０体積％以上７０体積％以下になるように、及び、第一の結合材含有混合物に含まれる骨材が前記水硬性組成物に含まれる全骨材のうちの３０体積％以上１００体積％以下になるように配合を調整する。
【００６３】
本実施形態の水硬性組成物は、未反応の結合材が存在しているため、硬化後に生じたひび割れの断面において、雨水、地下水等によって水が供給された場合にペースト層中の未反応の結合材が水和反応を起して、ひび割れを閉塞することができる。
すなわち、水硬性組成物中に存在する未反応の結合材の水和反応によってひび割れを閉塞するため、結合材以外の自己治癒能力を有する特殊な混和材等を配合しなくても、あるいは、前記混和材等を多量に配合しなくてもひび割れの自己治癒性能を発揮しうる。よって、自己治癒成分による流動性の低下、硬化後の硬化体強度の過剰な上昇、自己収縮の増大、コストの高騰等の問題を抑制しうる。
また、結合材以外の自己治癒成分を配合しなくてもよいため、自己治癒成分の貯蔵装置や供給装置が不要になり、より、硬化体の製造コストを低減できる。
【００６４】
本実施形態の水硬性組成物は、高いひび割れ自己治癒性能を発揮しうるため、従来自己治癒が困難であったひび割れ幅が０．２〜０．３ｍｍ程度の比較的大きいひび割れでも、自己治癒することが可能となる。
【００６５】
本実施形態の水硬性組成物は、例えば、コンクリート高架橋の上部工・床版底面および橋脚・橋台側面、トンネルの覆工コンクリート、農業用水路などのコンクリート底面および側面、オフィスビル又はマンションなどのスラブ・壁、トンネル用セグメント、ボックスカルバート、Ｌ型擁壁などの擁壁製品、Ｕ字構、ヒューム管、電柱、コンクリートブロック、コンクリートパネルなどのように、漏水が発生しやすく、且つひび割れの修復が困難であった構造物に好適に使用することができる。
これらの構造物にひび割れが発生した場合であって、ひび割れ箇所に、降雨、降雪、地下水の浸透、河川水、海水などの流入、散水、注水操作などにより水が供給されると、硬化体中の未反応の結合材等が、水と水和物生成反応等を生じることで、ひび割れを効果的に自己治癒させることができる。
【００６６】
コンクリート等の硬化体にひび割れが発生した場合には、従来は、ひび割れに有機性または無機性の充填材料を注入する補修工事を行ったり、ひび割れが発生しても構造物に悪影響を与えないようにコンクリートに防水工事、止水工事を施したりするなどの対策がとられている。しかし、かかる補修工事、防水工事、止水工事などは、大きな費用を必要とする上に、コンクリートの施工工事と同時に防水工事や止水工事を行う場合には、構造物の工期の長期化を招く。特に、コンクリートが、トンネル、鉄道高架橋、自動車高架橋などの構造物である場合には、構造物の供用開始後にこれらのひび割れに対する補修工事を施すことは、交通規制や供用停止などの措置が必要であり、非常に困難であった。
従って、本実施形態の水硬性組成物を、かかる構造物に用いた場合には、ひび割れが自己治癒されることにより、前記のような補修工事、防水工事、止水工事などが不要または低減されるという利点がある。
【００６７】
尚、本実施形態にかかる水硬性組成物の製造方法およびその製造方法で得られた水硬性組成物は以上のとおりであるが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例および比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６９】
水硬性組成物として各実施例及び比較例のコンクリート用の水硬性組成物を作製した。
各水硬性組成物の配合は表１に示すとおりであり、使用した材料は、以下のとおりである。
【００７０】
（水）
上水道水（略記号Ｗ、千葉県船橋市産）
（結合材）
（１）普通ポルトランドセメント（略記号ＮＣ、住友大阪セメント社製、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０適合品、密度＝３．１５ｇ／ｃｍ３、Ｃ３Ｓ含有量＝５６質量％、Ｃ２Ｓ含有量＝１７質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量＝５．２質量％、ＳＯ３含有量＝１．９質量％、ブレーン比表面積＝３４００ｃｍ２／ｇ、最大粒径＝４５μｍ以下）
（２）早強ポルトランドセメント（略記号ＨＣ、住友大阪セメント社製、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０適合品、密度＝３．１３ｇ／ｃｍ３、Ｃ３Ｓ含有量＝６５質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量＝５．０質量％、ＳＯ３含有量＝２．８質量％、ブレーン比表面積＝４４００ｃｍ２／ｇ、最大粒径＝４５μｍ以下）
（３）低熱ポルトランドセメント（略記号ＬＣ、住友大阪セメント社製、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０適合品、密度＝３．２４ｇ／ｃｍ３、Ｃ２Ｓ含有量＝５６質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量＝２．７質量％、ＳＯ３含有量＝２．０質量％、ブレーン比表面積＝３４００ｃｍ２／ｇ、最大粒径＝４５μｍ以下）
（４）高炉スラグ微粉末（略記号ＳＧ、エスメント社製、ＪＩＳ  Ａ  ６２０６適合品、密度＝２．７６ｇ／ｃｍ３、ブレーン比表面積＝４２００ｃｍ２／ｇ）
（５）フライアッシュ（略記号ＦＡ、ジェイペック社製、ＪＩＳ  Ａ  ６２０１適合品、密度＝２．４６ｇ／ｃｍ３、ＳｉＯ２含有量＝６２質量％、ブレーン比表面積＝４２５０ｃｍ２／ｇ）
（６）石灰石微粉末（略記号ＬＳ、カルファインダーＣＦ−９０、近江鉱業社製、密度＝２．６８ｇ／ｃｍ３、ＣａＣＯ３含有量＝９１．２質量％、ブレーン比表面積＝５２００ｃｍ２／ｇ）
（７）尿素（略記号ＵＲＥＡ、１級尿素、キシダ化学社製、分子式ＮＨ２ＣＯＮＨ２）
（８）ビニロン繊維（略記号ＶＦ、クラレ社製、繊維長さ６ｍｍ）
【００７１】
（細骨材）
千葉県富津産陸砂（略記号Ｓ、表乾密度＝２．５８ｇ／ｃｍ３、吸水率＝２．１％、ＦＭ＝２．６５、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８の附属書Ａの砂利及び砂に適合）
【００７２】
（粗骨材）
茨城県桜川市産硬質砂岩砕石２００５（略記号Ｇ、表乾密度＝２．６５ｇ／ｃｍ３、吸水率＝０．６％、ＦＭ＝６．６７、ＪＩＳ  Ａ  ５００５の砕石２００５適合品）
【００７３】
（化学混和剤）
高性能ＡＥ減水剤（略記号ＳＰ、マスターグレニウムＳＰ８Ｎ、ＢＡＳＦジャパン社製、ポリカルボン酸系、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４適合品）
【００７４】
【表１】
2015110325.tif 000002
【００７５】
表１に示す各配合の材料を用いて表２に示す条件で、コンクリートを以下のとおり作製した。
（実施例１乃至２１）
第一の結合材含有混合物（表中のＡ）、第二の結合材含有混合物（表中のＢ）を、各材料をそれぞれ太平洋機工社製の二軸式強制練りミキサ（攪拌翼長さ０．２ｍ）で混合することで作製した。
混合条件は、第一の結合材含有混合物は回転数５０ｒｐｍで、表２に記載の混合時間で混合した。
第二の結合材含有混合物は回転数５０ｒｐｍで、９０秒間混合した。混合温度はいずれも２０±３℃であった。
その後、第一の結合材含有混合物と、第二の結合材含有混合物とを、太平洋機工社製の二軸式強制練りミキサ（攪拌翼長さ０．２ｍ）で混合した。
この際、翼周速度は０．３ｍ／ｓ〜１．５ｍ／ｓ、混合時間は６０秒間〜１８０秒間の範囲から表２に示す各条件を選定し、温度２０±３℃で混合した。
【００７６】
【表２】
2015110325.tif 000003
【００７７】
（比較例１乃至１４）
比較例１及び２として、表１に示す配合の第二の結合材含有混合物のみを用いた水硬性組成物を作製した。第二の結合材含有混合物の混合は前記実施例と同様の方法で行なった。
比較例３乃至１４は、表１に示す配合で且つ表２に示す条件で、前記実施例と同様の方法で作製した。
【００７８】
《止水性の測定》
各実施例、比較例の水硬性組成物を用いて止水性を評価した。その評価方法は以下の通りである。
各組成物を型枠に入れ２０±３℃、１日間養生し、その後、脱型して２０±２℃の水中で２７日間養生させて、直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの円柱供試体を作製した。
【００７９】
割裂（破断）させた前記円柱供試体に、長さ２００ｍｍ×幅５ｍｍ×厚さ０．２ｍｍのパラフィン製フィルム２枚を円柱の側面両端部に挟みながら２つの破断面を正確に合わせた後、内径９５〜１１５ｍｍ可変式×幅１２ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製結束バンドを２本用いて円柱供試体の外部（側面部分）を２箇所拘束し、デジタルマイクロスコープを用いて円柱供試体に導入したひび割れ部のひび割れ幅を観察（供試体上下面をそれぞれ２箇所ずつ計測）しながら、鋼製結束バンドの張力を調節することによって、円柱供試体上下面の表面部分のひび割れ幅が約０．２〜０．３ｍｍとなるように調整した。この後、円柱供試体上面（供試体作製時の型枠上部側）に通水用の内径９５ｍｍ×高さ８０ｍｍの塩化ビニル製パイプを接続し、円柱供試体とパイプの接続部および円柱供試体側面のひび割れ部分をシーリングした。
かかる供試体を２０℃恒温室内に敷設した鋼製グレーチング上に鉛直に静置し、割裂によりひび割れを導入した材齢２８日から、円柱供試体の上部に接続した塩化ビニル製パイプに上水道水を注水し、常時８ｃｍの水頭を与えて円柱供試体のひび割れからの漏水量を７日間測定して止水性の評価を、以下の５段階の指標で評価した。
なお、止水性の評価は、３本の円柱供試体の平均値を用いて評価を行った。
【００８０】
評価Ａ：通水開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の１％以下となる場合
評価Ｂ：通水開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の１％超〜５％となる場合
評価Ｃ：通水開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の５％超〜１０％となる場合
評価Ｄ：通水開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の１０超〜２５％となる場合
評価Ｅ：通水開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の２５％を超える場合
ここで、初期漏水量とは、初回通水開始から５分間の漏水量を表している。
【００８１】
各実施例、比較例の供試体について、自己治癒による止水性を評価した結果を表２に示す。
【００８２】
表２から明らかなように、各実施例についての止水性は何れもＢ以上の評価であった。
一方、各比較例は以下のような結果であった。
比較例１、比較例２については、第一の結合材含有混合物を混合していないため、自己治癒による止水性は確認できなかった。
比較例３、４については、第一の結合材含有混合物の水結合材比が小さすぎる、又は大きすぎて適切な範囲を逸脱していたため、自己治癒による止水性は確認できなかった。
比較例５は、第一の結合材含有混合物の結合材の水硬性組成物中の全結合材に対する割合が低すぎて、適切な範囲を逸脱していたため、自己治癒による止水性は確認できなかった。
比較例６は、第一の結合材含有混合物の結合材の水硬性組成物中の全結合材に対する割合が高すぎて、適切な範囲を逸脱しており、供試体が硬化せず止水性評価を実施できなかった。
比較例７は、骨材全量に対する第１群の骨材の比率が本発明の範囲である３０体積％以上１００体積％以下を逸脱していたため、自己治癒による止水性は確認できなかった。
比較例８及び９は、第一の結合材含有混合物の混合時間が３０秒、比較例１２は４０秒と短すぎて適切な範囲を逸脱していたため、自己治癒による止水性は確認できなかった。
比較例１０及び１１は、第一の結合材含有混合物と第二の結合材含有混合物とを混合する際の翼周速度が２．０ｍ／ｓ、比較例１３及び１４は１．７ｍ／ｓと適切な翼周速度を超えているため、自己治癒による止水性は確認できなかった。