(57)【要約】      （修正有）【課題】少量のポルトランドセメントを含有する超高性能コンクリートとその調合方法、及び調合に有用なプレミックスや混合物の提供。【解決手段】Ｄ９０値が１μｍよりも小さく、及び／又は、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇよりも大きい粒子を有する超微細粒度範囲の材料を０．２〜６３％、Ｄ９０値が３０μｍよりも小さい粒子を有する選択ポルトランドセメントを８〜６３％、及び、Ｄ１０及びＤ９０値が１〜１２０μｍであって、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇよりも小さい粒子を有する微細粒度範囲の、セメントとは異なる材料を２５〜８５％、ずつ含む結合材プレミックスであり、プレミックスに加えて、Ｄ１０及びＤ９０値が１２０〜５ｍｍである粒子を有する中粒度範囲の材料を２０〜６０％含み、前記超微細粒度範囲の材料が、前記超微細粒度範囲の材料の総質量の０〜１％のシリカフォームを含む結合材混合物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｄ９０値が１μｍよりも小さく、及び／又は、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇよりも大きい粒子を有する超微細粒度範囲の材料を質量比で１０％〜２５％、
選択ポルトランドセメントを質量比で８％〜２５％、
Ｄ１０値及びＤ９０値が１μｍ〜１２０μｍであって、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇよりも小さい粒子を有する微細粒度範囲の材料であってセメントとは異なるものを質量比で２５％〜４０％、及び
Ｄ１０及びＤ９０値が１２０μｍ〜５ｍｍの粒子を有する中粒度範囲の材料を質量比で２０％〜６０％
ずつ含み、
前記超微細粒度範囲の材料は、前記超微細粒度範囲の材料の総質量の０％〜１％未満のシリカフュームを含む
結合材混合物。
【請求項２】
前記超微細粒度範囲の材料を質量比で１０％〜２０％、
前記選択ポルトランドセメントを質量比で１０％〜２０％、
前記微細粒度範囲の材料を質量比で２５％〜３３％、及び、
前記中粒度範囲の材料を質量比で３５％〜５５％、
ずつ含む請求項１記載の結合材混合物。
【請求項３】
前記微細粒度範囲の材料はシリカフュームを含まない請求項１記載の結合材混合物。
【請求項４】
Ｄ１０値が５ｍｍよりも大きい粒子を有する大粒度範囲の材料をさらに含んでいる請求項１記載の結合材混合物。
【請求項５】
前記超微細粒度範囲の材料を質量比で１０％〜２０％、
前記選択ポルトランドセメントを質量比で８％〜２０％、
前記微細粒度範囲の材料を質量比で２５％〜３２％、
前記中粒度範囲の材料を質量比で２５％〜４８％、及び、
前記大粒度範囲の材料を質量比で２０％〜６０％、
ずつ含む請求項４記載の結合材混合物。
【請求項６】
可塑剤をさらに含み、
前記可塑剤の比率は、前記超微細粒度範囲の材料、前記選択ポルトランドセメント、及び前記微細粒度範囲の材料の総質量に対する前記可塑剤の乾燥抽出物の質量比で表して、０．０５％〜３％である、請求項１記載の結合材混合物。
【請求項７】
前記超微細粒度範囲の材料は、石灰石粉末、炭酸塩沈殿物、天然のポゾラン、人工のポゾラン、軽石、粉砕フライアッシュ、シリカ含有の炭化若しくは水和水硬性結合材から成る粉砕材料、及びそれらの混合物又は共粉砕物から成る群から選択される請求項１記載の結合材混合物。
【請求項８】
前記微細粒度範囲の材料は、フライアッシュ、ポゾラン、石灰石粉末、シリカ粉末、石灰、硫酸カルシウム、及びスラグから成る群から選択される、請求項１記載の結合材混合物。
【請求項９】
前記中粒度範囲の材料は、砂、及び微細な砂から成る群から選択される、請求項１記載の結合材混合物。
【請求項１０】
請求項１記載の結合材混合物及び水を含むコンクリート組成物。
【請求項１１】
Ｗが水の量を示し、Ｃがセメントの量を示すＷ／Ｃ比が０．５以上であって１未満である請求項１０記載のコンクリート組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少量のポルトランドセメントを含有する超高性能コンクリート、そのような
コンクリートの調合方法、及び、そのようなコンクリートの調合に有用なプレミックスや
混合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のコンクリート分野の技術進歩は、とりわけ圧縮強度の点で超高性能の、いわゆる
超高性能コンクリートを得ることができる革新的なセメント配合の進歩をもたらした。こ
れらの配合は、一般に、セメント及び骨材に加えて、例えば繊維、有機混和材料、又は、
一般的にセメント粒子よりも粒径が小さい「超微細」粒子である補足材料を用いることを
含む。また、従来の高性能又は超高性能コンクリートの配合は、セメント含有量が比較的
高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現実に、セメントの製造工程、より詳しくは、その必須の構成成分であるクリンカの製
造工程は、二酸化炭素排出量が多くなる原因である。このことは、クリンカ粒子の製造が
ａ）特に、石灰石及び粘土である原材料を粉砕して得られた未処理の粉体原料の予熱処
理及び脱炭素処理と、
ｂ）粉体原料を約１５００℃の温度で焼成又はクリンカ処理し、その後急冷する処理と
、を含んでいるためである。
【０００４】
これら２つの段階において、一方では脱炭素処理の直接生成物として、他方では温度を
上昇させるために焼成処理で行われる燃焼の副生成物としてＣＯ２が生成される。
【０００５】
現実に、従来のセメント及びコンクリート組成物の製造工程における高い二酸化炭素排
出量は、大きな環境問題となっており、現状では、高い経済的罰則の対象事項である。
【０００６】
それゆえ、二酸化炭素の関連物質の排出量を減らしつつ、高性能又は超高性能コンクリ
ートを製造することができる方法が強く求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため、本発明は、
−  Ｄ９０値が１μｍよりも小さく、及び／又は、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇより
も大きい粒子を有する超微細粒度範囲の材料を質量比で０．２％〜６３％、
−  Ｄ９０値が３０μｍよりも小さい粒子を有する、選択ポルトランドセメントを質
量比で８％〜６３％、及び、
−  Ｄ１０値及びＤ９０値が１μｍ〜１２０μｍであって、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２
／ｇよりも小さい粒子を有する微細粒度範囲の、セメントとは異なる材料を質量比で２５
％〜８５％、
ずつ含む結合材プレミックスを提供する。
【０００８】
本発明は、上記プレミックスと、Ｄ１０値及びＤ９０値が１２０μｍ〜５ｍｍの粒子を
有する中粒度範囲の材料とを含む結合材混合物も提供する。
【０００９】
本発明の他の主題事項は、水と混合された上記結合材混合物を備えたコンクリート組成
物である。
【００１０】
本発明の他の主題事項は、本発明に係る結合材混合物と水とを混合する段階を備えた本
発明に係るコンクリートの調合方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の目的は、以下に記載された確定的な利点の少なくとも１つを提供することであ
る。
【００１２】
有利には、本発明に係る組成物は、とりわけ４８時間後という短い時間で５０ＭＰａ以
上の高い機械的強度を有する。
【００１３】
本発明は、高性能又は超高性能コンクリートによって今まで達せられていないＣＯ２を
削減するニーズに応えることができる。このことは、本発明の下で使用されるセメント（
及び、特に、クリンカ）の量が、高性能及び超高性能コンクリートで従来必要とされてい
た量よりも少ないためである。
【００１４】
本発明で得られるコンクリートは、以下の利点の少なくとも１つを提供しようとしてい
る。
【００１５】
−  鉄筋コンクリートの鉄筋の腐食に対する性質は、従来の高性能又は超高性能コンク
リートの性質と少なくとも同等である。
【００１６】
−  空隙率及び透水性は、従来の高性能又は超高性能コンクリートと少なくとも同程度
か、むしろ低い。
【００１７】
−  塩化物イオンの拡散抵抗は、従来の高性能又は超高性能コンクリートの拡散抵抗と
少なくとも同程度である。
【００１８】
本発明は、様々な産業、特に建築産業、化学産業（混和材料製造業）、全ての建設市場
（建築物、土木工学、又は、プレキャスト工場）、装置の建設産業、又は、セメント産業
で利用可能であるという利点を有する。
【００１９】
本発明の他の利点及び特徴は、暗黙の制約なしで実例として明確に提供された以下の記
載及び例を読むことで明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、乾燥結合材混合物の実施例を調合するために使用されるセメントと超微細及び微細粒度範囲の材料の粒度分布プロファイルである。
【図２】図２は、乾燥結合材混合物の実施例を調合するために使用されるセメントと超微細、微細及び中粒度範囲の粒度分布プロファイルである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
「水硬性結合材」という表現は、本発明では、水と混合されて、一連の水和反応及び工
程により凝結硬化するペーストになり、硬化後に、水中でも強度及び安定性を保持する微
粉材料を意味していると理解される。
【００２２】
「コンクリート」という用語は、例えば高性能コンクリート、超高性能コンクリート、
高流動コンクリート、セルフレベリングコンクリート、自己充填コンクリート、繊維強化
コンクリート、レディーミクストコンクリート、又は、カラーコンクリートのような、水
硬性結合材、骨材、水、適宜の添加剤、及び適宜の無機添加剤の混合物を意味していると
理解される。「コンクリート」という用語は、ビシャン仕上げコンクリート、不活性又は
水洗コンクリート、又は、研磨コンクリートのような仕上げ処理を必要とするコンクリー
トを意味しているとも理解される。この定義づけは、プレストレストコンクリートを意味
しているとも理解される。「コンクリート」という用語は、モルタルも含む。この場合に
は、コンクリートは、水硬性結合材、砂、水、適宜の添加剤の混合物を含む。本発明に係
る「コンクリート」という用語は、生コンクリートと硬化コンクリートとの区別なく用い
られる。
【００２３】
「高性能コンクリート」という表現は、２８日目で５０ＭＰａ〜１００ＭＰａの圧縮強
度を有するコンクリートを意味していると理解される。「超高性能コンクリート」という
表現は、２８日目で１００ＭＰａ、一般的には１２０ＭＰａよりも大きい圧縮強度を有す
るコンクリートを意味していると理解される。
【００２４】
本発明によると、「骨材」という用語は、例えば微細な砂利、及び／又は、砂を示して
いる。
【００２５】
本発明によると、「無機添加剤」という用語は、所定の特性を改善するため、又は、特
定の特性をコンクリートに付与するためにコンクリート中に入れられる細かく粉砕された
無機材料を示している。これらは、例えばフライアッシュ（ＥＮ４５０規格の定義による
）、スラグ（ＮＦ  Ｐ  １８−５０６規格の定義による）、石灰石添加剤（ＮＦ  Ｐ  １
８−５０８規格の定義による）、及び、シリカ添加剤（ＮＦ  Ｐ  １８−５０９規格の定
義による）である。
【００２６】
「ポルトランドセメント」という表現は、本発明によると、例えば、セメント規格ＮＦ
ＥＮ  １９７−１に係るＣＥＭ  I、ＣＥＭ  II、ＣＥＭ  III、ＣＥＭ  IV、又は、Ｃ
ＥＭ  V型のセメントを意味していると理解される。
【００２７】
「選択ポルトランドセメント」という表現は、本発明によると、例えば、所定の粒度範
囲の粒子を保有するために、例えば従来のポルトランドセメントを得るために一般的に行
われる粉砕処理よりも徹底的な粉砕処理や例えばふるいや気流選別による選別又は分類の
ような準備処理が実施されるポルトランドセメントを意味していると理解される。
【００２８】
以下の明細書中では、特に指示されていなければ、百分率で示された比率は質量比に対
応する。
【００２９】
本発明は、
−  Ｄ９０値が１μｍよりも小さく、及び／又は、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇよりも
大きい粒子を有する超微細粒度範囲の材料を質量比で０．２％〜６３％、
−  Ｄ９０値が３０μｍよりも小さい粒子を有する選択ポルトランドセメントを質量比
で８％〜６３％、及び、
−  Ｄ１０値及びＤ９０値が１μｍ〜１２０μｍであって、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／
ｇよりも小さい粒子を有する微細粒度範囲の、セメントとは異なる材料を質量比で２５％
〜８５％、
ずつ含む結合材プレミックスを提供する。
【００３０】
好ましくは、プレミックスは、超高性能コンクリートの調合に用いられる。
【００３１】
好ましくは、結合材プレミックスは、
−  超微細粒度範囲の材料を質量比で１４％〜４５％、
−  選択ポルトランドセメントを質量比で１５％〜５０％、及び、
−  微細粒度範囲の材料を質量比で２５％〜６０％
ずつ含む。
【００３２】
本発明は、上記プレミックスと、Ｄ１０値及びＤ９０値が１２０μｍ〜５ｍｍの粒子を
有する中粒度範囲の材料とを含む結合材混合物も提供する。
【００３３】
有利には、結合材混合物は、
−  超微細粒度範囲の材料を質量比で０．２％〜２５％、
−  選択ポルトランドセメントを質量比で８％〜２５％、
−  微細粒度範囲の材料を質量比で２５％〜４０％、
−  中粒度範囲の材料を質量比で２０％〜６０％、
ずつ含む。
【００３４】
有利には、混合物は、
−  微細粒度範囲の材料を質量比で１０％〜２０％、
−  選択ポルトランドセメントを質量比で１０％〜２０％、
−  微細粒度範囲の材料を質量比で２５％〜３３％、及び、
−  中粒度範囲の材料を質量比で３５％〜５５％、
ずつ含む。
【００３５】
実施例では、結合材混合物は、付加的に、Ｄ１０値が５ｍｍよりも大きい粒子を有する
大粒度範囲の材料を含んでいる。
【００３６】
実施例では、混合物は、
−  超微細粒度範囲の材料を質量比で０．２％〜２０％、
−  選択ポルトランドセメントを質量比で８％〜２０％、
−  微細粒度範囲の材料を質量比で２５％〜３２％、
−  中粒度範囲の材料を質量比で２０％〜４８％、及び、
−  大粒度範囲の材料を質量比で２０％〜６０％、
ずつ含む。
【００３７】
上記混合物を構成する材料は、粒子の形態、すなわち、材料の単位要素の形態で存在し
ている。粒度分布は、構成成分をいくつかの「粒度範囲」に、すなわち、実質的に別々の
区分に分割設定することができる。
【００３８】
従って、超微細粒度範囲は、
（ｉ）  Ｄ９０値が１μｍよりも小さい粒子、又は、
（ii）  ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇよりも大きい粒子、又は
（iii）  Ｄ９０値が１μｍよりも小さく、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇよりも大きい粒
子
を有する。
【００３９】
微細粒度範囲は、Ｄ１０値及びＤ９０値が１μｍ〜１２０μｍであって、ＢＥＴ比表面
積が５ｍ２／ｇよりも小さい粒子の集合に対応する。中粒度範囲は、Ｄ１０値及びＤ９０
値が１２０μｍ〜５ｍｍの粒子の集合に対応する。そして、大粒度範囲は、Ｄ１０値が５
ｍｍよりも大きい粒子の集合に対応する。
【００４０】
Ｄ９０値は、粒子の体積に基づいた粒径分布において百分順位で９０番目に対応する、
すなわち、粒子の９０％がＤ９０値よりも小さい粒径を有し、１０％がＤ９０値よりも大
きい粒径を有していることに対応するＤＶ９０値も示している。同様に、Ｄ１０値は、粒
子の体積に基づいた粒径分布において百分順位で１０番目に対応する、すなわち、粒子の
１０％がＤ１０値よりも小さい粒径を有し、９０％がＤ１０値よりも大きい粒径を有して
いることに対応するＤＶ１０値も示している。
【００４１】
換言すれば、微細粒度範囲の粒子の少なくとも８０％（好ましくは、少なくとも９０％
、より好ましくは、少なくとも９５％、又は、少なくとも９９％）は、１μｍ〜１２０μ
ｍの粒径を有し、中粒度範囲の粒子の少なくとも８０％（好ましくは、少なくとも９０％
、より好ましくは、少なくとも９５％、又は、少なくとも９９％）は、１２０μｍ〜５ｍ
ｍの粒径を有し、大粒度範囲の粒子の少なくとも９０％（好ましくは、少なくとも９５％
、又は、少なくとも９９％）は、５ｍｍよりも大きい粒径を有し、そして、上記（ｉ）及
び（iii）の場合に対応する実施形態によれば、超微細粒度範囲の粒子の少なくとも９０
％（好ましくは９５％、より好ましくは、少なくなくとも９９％）は、１μｍよりも小さ
い粒径を有する。そして、４つ（超微細、微細、中及び、大）の粒度範囲は、実質的に別
々の粒度区分に対応する。
【００４２】
粒子の集合のＤ１０又はＤ９０値は、一般的に、６３μｍよりも小さい粒径の粒子では
レーザ粒度分析により、６３μｍよりも大きい粒径の粒子では篩い分けにより決定される
。
【００４３】
ＢＥＴ比表面積とは、起伏、不規則性、表面又は内部空間、又は孔の存在を考慮した、
粒子の総表面積の測定値である。
【００４４】
他の実施形態によると、微細範囲と超微細範囲の粒度が重複していてもよい。すなわち
、超微細範囲及び微細範囲それぞれの１０％よりも多くの粒子が同じ粒度範囲にあっても
よい。
【００４５】
超微細と微細範囲とが粒度ではなく、ＢＥＴ比表面積のみが異なる場合の例として、超
微細粒子が水和水硬性の粉砕結合材を有する場合がある。この例では、超微細粒子は、（
材料の空隙率が原因で）１００ｍ２／ｇ程度の比表面積のため、１０μｍ程度の粒径を有
していてもよい。
【００４６】
実施形態によると、セメントと微細粒度範囲とを備えた集合は、Ｄ１０値及びＤ９０値
が１〜２０μｍの粒子を有する。換言すれば、この実施形態によると、セメント又は微細
粒度範囲の材料の粒子の少なくとも８０％（好ましくは、少なくとも９０％、より好まし
くは、少なくとも９５％、又は、少なくとも９９％）は、１〜２０μｍの粒径を有する。
この実施形態は、粒度分布プロファイルに中断部があり、混合物には、直径２０〜１２０
μｍの粒子がほとんど含まれていない。
【００４７】
上述した様々な実施形態は、粒状物又は粒子の最適化されたパッキング形態に対応する
。本発明は、上述したように、空練モルタル用のこれらの混合物に対応し、中粒度範囲の
材料又は大粒度範囲の材料を有しない結合材プレミックスも提供する。前記結合材プレミ
ックスは、コンクリートの調合前又は調合時に中及び大粒度範囲の材料と混合される。
【００４８】
上記組成物において、セメントは、ＡＰＣ（人工ポルトランドセメント）型のポルトラ
ンドセメントで、特に欧州規格ＥＮ  １９７−１に記載されたセメントから選択されたポ
ルトランドセメントである。例えば、ＣＥＭ  I、又は、ＣＥＭ  II  ５２．５Ｎ、又は
、Ｒ、又は、（海洋建設用の）ＰＭセメント、又は、（海洋建設、硫酸塩水用の）ＰＭＥ
Ｓセメントを用いることができる。セメントは、ＨＥＳ（早強性）型の性質を有していて
もよい。いくつかの場合には、特にＣＥＭ  II型の場合には、ポルトランドセメントは、
純粋なクリンカではなく、少なくとも１つの添加材料（例えば、スラグ、ポゾラン、フラ
イアッシュ、か焼頁岩、又は、石灰岩）が３７％までの範囲の量で混合されたものが供給
される。これらの場合には、上述したセメントの量は、特にクリンカの量に対応する一方
、添加材料は、適切な粒度範囲内に設定される。
【００４９】
大粒度範囲は、例えば、微細な砂利、及び／又は、砂利、及び／又は、小石を有してい
てもよい。
【００５０】
中粒度範囲は、例えば、砂、又は、微細な砂を有していてもよい。
【００５１】
微細粒度範囲は、例えば、フライアッシュ、（天然及び人工の）ポゾラン、石灰石粉末
、シリカ粉末、生石灰、硫酸カルシウム（特に、無水状又は半水和状の石膏）及び、スラ
グから選択された１つ以上の材料を有していてもよい。
【００５２】
「充填材」という用語は、時々、ほとんどの微細粒度範囲の材料を示すために用いられ
る。
【００５３】
超微細粒度範囲は、例えば、乾燥状態にある、石灰石粉末、炭酸塩沈殿物、天然及び人
工のポゾラン、軽石、粉砕フライアッシュ、シリカ含有の炭化又は水和水硬性結合材から
成る粉砕材料、及び、それらの混合物又は共粉砕物から成る群から選択される材料を有し
ていてもよい。特に、超微細粒度範囲の材料は、ほとんどシリカフュームを含んでいない
。「ほとんど〜ない」という表現は、シリカフュームの量は、重量で、超微細粒度範囲の
材料の総質量の１％よりも少ないことを意味していると理解される。
【００５４】
「シリカ含有の水和水硬性結合材から成る粉砕材料」という用語は、特に、ＦＲ２７０
８５９２の明細書に記載された生産物を示す。
【００５５】
有利には、本発明に係る結合材混合物又はプレミックスに、可塑剤又は超可塑剤を、結
合材プレミックスに対する可塑剤の乾燥抽出物の質量比で表して、０．０５％〜３％、好
ましくは０．５％〜２％の濃度で加えてもよい。可塑剤の量は、所望のペーストの質に応
じて、特に、高流動コンクリートが必要とされているか否かによっても決定される。広が
り測定によって、配合に用いられる超可塑剤の種類と量を決定することができる。
【００５６】
本発明によると、「超可塑剤」という用語は、減水剤と、V.S. Ramachandran著、Noyes
出版社、１９８４年発行の「コンクリート混和材料ハンドブック  特性、科学及び技術（
Concrete Admixtures Handbook, Properties, Science and Technology）」と題された作
品に記載されているような超可塑剤との両方を意味していると理解される。
【００５７】
減水剤は、所定の性能のために、コンクリートに混合される水の量を一般的に１０％〜
１５％減少する添加剤として定義される。減水剤は、例えば、リグノスルホン酸塩、ヒド
ロキシカルボン酸、炭化水素及び他の専門的な有機化合物、例えば、グリセロール、ポリ
ビニルアルコール、ナトリウムアルミノメチルシリコネート、スルファニル酸及び、カゼ
インを含む。
【００５８】
超可塑剤は、通常の減水剤と化学的に異なる新しい減水剤の分野に属し、混合する水の
量を３０％減少することができる。超可塑剤は、一般的に、４つのグループに分類される
。即ち、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（ＳＮＦ）（一般的には、ナトリ
ウム塩）と、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物（ＳＭＦ）と、変性リグノスル
ホン酸塩（ＭＬＳ）と、その他である。新世代の超可塑剤は、くし構造を有する分散剤型
の組成物である。これらの分散剤は、カルボキシル基、及び／又は、スルホン基、及び／
又は、ホスホン酸基型のイオン性官能基、好ましくはカルボキシル基型、好ましくは水溶
性のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、共重合体又は他の鎖のグラフ
ト鎖のイオン性官能基を携えている。必要とされる超可塑剤の量は、一般的に、セメント
の反応性に依存している。セメントの反応性が低ければ低いほど、必要な超可塑剤の量は
少なくなる。アルカリ金属の総量を減らすために、超可塑剤はナトリウム塩ではなくカル
シウム塩の形態で使用してもよい。
【００５９】
他の公知の添加剤又は混和材料を本発明において使用してもよく、例えば、消泡剤（例
えば、ポリジメチルシロキサン）を使用してもよい。それらは、溶液、固体の形態で、又
は、好ましくは、樹脂、油、又は、好ましくは水中のエマルションの形態でシリコーンを
有していてもよい。さらに詳しくは、好適なシリコーンは、ＲＳiＯ０．５及びＲ２ＳiＯ
特性基を有している。これらの式における同一の又は異なるＲ基は、水素又は１〜８の炭
素原子のアルキル基であることが好ましく、特にメチル基が好ましい。特性基の数は、３
０〜１２０であることが好ましい。
【００６０】
本発明に係る混合物は、（一般的には、粘度、及び／又は、流動制限を増加させるため
に）増粘剤、及び／又は、流動制限を変更する試薬を含んでいてもよい。この種の試薬は
、セルロース誘導体、例えばカルボキシメチル、メチル、エチル、ヒドロキシエチル、及
びヒドロキシプロピルエーテルのナトリウム塩のような水溶性セルロースエーテル、アル
ギン酸塩、及び、キサン、カラゲーニン、又は、グアーガムを有している。また、これら
の試薬の混合物を用いてもよい。
【００６１】
本発明に係る混合物は、ガラス材料の水和反応を促進可能な活性剤を含んでいてもよい
。この種の試薬は、ナトリウム塩、及び／又は、カルシウム塩を有している。
【００６２】
本発明に係る混合物は、促進剤、及び／又は、ＡＥ剤、及び／又は、遅緩剤を含んでい
てもよい。
【００６３】
混合物は、例えば金属繊維、有機繊維、又は、ガラス繊維、又はそれらの組み合わせ等
の繊維を含んでいてもよい。
【００６４】
本発明に係るコンクリートは、上記混合物又は上記結合材プレミックスと水とを混合す
ることにより調合される。コンクリートは、上記混合物又は上記結合材プレミックスの様
々な構成材料同士を水と共に互いに、以下の比率で直接混合することによって調合しても
よい。
【００６５】
−  超微細粒度範囲の材料を１０〜５５０ｋｇ／ｍ３、
−  選択ポルトランドセメントを１３０〜４５０ｋｇ／ｍ３、
−  微細粒度範囲の材料を２００〜８００ｋｇ／ｍ３、
−  中粒度範囲の材料を５００〜１３００ｋｇ／ｍ３、
−  水を１５０〜３００  Ｌ／ｍ３。
【００６６】
「ｋｇ／ｍ３」という用語は、生産される生コンクリート１ｍ３当たりに使用される材
料の質量を意味していると理解される。
【００６７】
問題としている材料は、特定の実施形態によれば、本発明に係る結合材混合物及びプレ
ミックスに関して上述した材料と同じ特徴を有している。
【００６８】
比Ｗ／Ｂ（ここで、Ｗは水の量を示し、Ｂは結合材の量（全ての集合材料（ポルトラン
ドセメント  ＋  超微細及び微細粒度範囲））を示す）は、一般的には、０．１〜０．５
であり、好ましくは０．１３〜０．３である。対照的に、比Ｗ／Ｃ（ここで、Ｗは水の量
を示し、Ｃはセメントの量を示す）は、加えられるセメントの量が少ないため、従来の高
性能又は超高性能コンクリートよりも大きい。比Ｗ／Ｃは、好ましくは０．２〜２であり
、より好ましくは０．５〜１である。
【００６９】
比Ｗ／Ｃ及び比Ｗ／Ｂは、特に、セメントの量、及び、所望する最終的な機械的特性に
応じて調整される。セメントの量が低ければ低いほど、比も相対的に低くなる。当業者は
、ルーチン試験により、試料の圧縮強度の測定値に応じて、セメントの量、組成物の微細
粒子、超微細粒子の量に応じた水の量を決定することができる。
【００７０】
本発明に係るコンクリート組成物の調合方法の有利な実施形態によると、使用される水
の量は、１５０〜３００Ｌ／ｍ３であり、より好ましくは１８０〜２５０Ｌ／ｍ３である
。
【００７１】
コンクリートは、例えば金属補強材で補強してもよい。
【００７２】
コンクリートは、固定されたケーブル又は線材でプレテンションしてもよく、又、固定
されていないケーブル、又は、線材、又は、スリーブ、又は、棒材でポストテンションし
てもよい。
【００７３】
プレテンション又はポストテンション方式でのプレストレスは、本発明に係る製品に特
に適している。
【００７４】
実施形態によれば、本発明に係る配合されたコンクリート組成物は、最適化されたパッ
キング（粒度及び混和の選択）、最適化された水和反応（例えば、石灰石粉末やフライア
ッシュ等の多数の成分がこの反応に関与する）、及び、最適化された水の必要量を保証す
るために、様々なパラメータ（材料の選択、及び、その濃度）を複雑に最適化し、その結
果として得られるものである。
【００７５】
本発明によって得られるコンクリート組成物は、混合後４８時間で５０ＭＰａ以上、及
び／又は、混合後２８日で１００ＭＰａ以上、及び／又は、混合して熱処理後、例えば凝
結後２０℃で２日、その後９０℃で２日放置した後に１２０ＭＰａ以上の圧縮強度を有す
る。
【００７６】
本発明の様々な目的及び利点は、全ての配合パラメータの徹底的な最適化によって得ら
れ、特に、
−  様々な粒子の最適なパッキングを可能にする実質的に別々の粒度範囲、特に微細範
囲、中範囲、大範囲、及び、超微細範囲に材料を区画する結合材混合物の開発、
−  セメントに加えて、セメント及びその最適化された選択及び比率に関して支配的と
なり得る、微細粒度範囲に属する非セメント質の結合材材料の存在、
−  超微細粒子の使用、特に水和結合機能に関与可能なポゾラン反応をする要素の使用
、
−  必要な水の調整、及び、
−  様々な混和材料の最適化
によって得られる。
【００７７】
好ましくは、本発明に係るコンクリートは、流動又は高流動（自己充填、又は、セルフ
レベリング）コンクリートである。
【００７８】
本発明に係るコンクリートは、固体成分と水との混合、形取り（例えば、成形、注ぎ、
注入、ポンプ注入、押出し、又は、カレンダ成形）、及び、硬化を含む、当業者に公知の
方法によって調合されてもよい。
【００７９】
本発明は、さらに
−  上記超微細粒度範囲の材料を１０〜２００ｋｇ／ｍ３、好ましくは、２０〜１００
ｋｇ／ｍ３、
−  １３０〜３５０ｋｇ／ｍ３、好ましくは１５０〜３００ｋｇ／ｍ３のポルトランド
セメントに応じた量の選択ポルトランドセメント水和物、
−  上記微細粒度範囲の材料を２００〜６００ｋｇ／ｍ３、好ましくは３００〜５００
ｋｇ／ｍ３、
−  上記中粒度範囲の材料を５００〜８００ｋｇ／ｍ３、好ましくは５００〜７００ｋ
ｇ／ｍ３、
−  上記大粒度範囲の材料を５００〜１３００ｋｇ／ｍ３、好ましくは８００〜１１０
０ｋｇ／ｍ３、
を有する硬化コンクリートから成る要素に関する。
【００８０】
本発明は、さらに、本発明に係る混合物を水と混合する段階を有するコンクリート組成
物の調合方法に関する。
【００８１】
さらに、本発明は、本発明に係る結合材プレミックスと、上記中粒度範囲の材料、上記
大粒度範囲の材料及び水とを混合する段階を有するコンクリート組成物の調合方法に関す
る。
【００８２】
さらに、本発明は、
−  上記超微細粒度範囲の材料を１０〜２００ｋｇ／ｍ３、好ましくは２０〜１００ｋ
ｇ／ｍ３、
−  選択ポルトランドセメントを１３０〜３５０ｋｇ／ｍ３、好ましくは１５０〜３０
０ｋｇ／ｍ３、
−  上記微細粒度範囲の材料を２００〜６００ｋｇ／ｍ３、好ましくは３００〜５００
ｋｇ／ｍ３、
−  上記中粒度範囲の材料を５００〜８００ｋｇ／ｍ３、好ましくは５００〜７００ｋ
ｇ／ｍ３、
−  適宜、超可塑剤、及び／又は、促進剤、及び／又は、ＡＥ剤、及び／又は、増粘剤
、及び／又は、遅緩剤と、
−  水
を混合する段階を有するコンクリート組成物の調合方法に関する。
【００８３】
本発明に係るコンクリート組成物の調合方法の有利な実施形態によると、使用される水
の量は１５０〜３００Ｌ／ｍ３、好ましくは１８０〜２５０Ｌ／ｍ３である。
【００８４】
コンクリートは、機械的特性を改善するために硬化後に熱処理をしてもよい。コンクリ
ートの養生としても知られているポストセッティング処理が一般的に環境温度（例えば、
２０℃〜９０℃）、好ましくは６０℃〜９０℃の温度で実施される。処理温度は、環境圧
力下で水の沸点よりも低くしなければならない。ポストセッティングの熱処理温度は、一
般的に、１００℃よりも低い。熱処理が高圧下で実施されるオートクレーブにコンクリー
トが打設される場合には、より高い養生温度に設定してもよい。
【００８５】
ポストセッティングの熱処理の持続時間は、例えば、６時間〜４日間、好ましくは約２
日に設定すればよい。熱処理は、凝結後開始され、一般的には、少なくとも凝結後少なく
とも１日で開始され、好ましくは、２０℃で１日〜７日寝かされたコンクリートに対し実
施される。
【００８６】
熱処理は、乾燥又は湿潤環境で、又は、交互にこれら２つの環境にするサイクル、例え
ば湿潤環境下で２４時間処理後、乾燥環境下で２４時間処理するサイクルで実施してもよ
い。
【００８７】
本発明に係る乾燥結合材混合物、及び、関連する混合コンクリートの実施例を調合する
ために使用される様々な材料の粒度分布プロファイルが図１及び２に示されている。Ｘ軸
はμｍの寸法であり、Ｙ軸は体積百分率である。
【００８８】
以下の測定方法が使用された。
【００８９】
レーザ粒度分析法
様々な粉末の粒度曲線は、Ｍａｌｖｅｒｎ社のＭＳ２０００レーザ粒度測定装置を用い
て得られる。この測定は、適切な媒質（例えば、水媒体）で実施される。粒度は、０．０
２μｍ〜２μｍでなければならない。光源は、赤色Ｈｅ−Ｎｅレーザ（６３２ｎｍ）及び
青色ダイオード（４６６ｎｍ）により供給される。光学モデルは、Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ
の光学モデルであり、計算マトリックスは、多分散型のマトリックスである。
【００９０】
バックグラウンドノイズの測定は、まず、２０００ｒｅｖ／ｍｉｎのポンプ速度、８０
０ｒｅｖ／ｍｉｎの攪拌速度で実施され、ノイズ測定は、超音波が存在しない状態で、１
０秒間実施される。そして、レーザの光強度が少なくとも８０％であり、バックグラウン
ドノイズの減少指数曲線が得られていることが確認される。そうでない場合には、セルの
レンズを洗浄しなければならない。
【００９１】
その後、以下のパラメータで、試料に対して第１の測定が実施される。即ち、２０００
ｒｅｖ／ｍｉｎのポンプ速度、８００ｒｅｖ／ｍｉｎの攪拌速度、超音波なし、１０％〜
２０％の暗度限界である。試料は、暗度が１０％よりも若干大きくなるように導入される
。暗度の安定後、浸漬と測定との間隔を１０秒にして、測定が実施される。測定時間は、
３０秒（３００００の回折画像が解析される）である。こうして得られた粒度分布曲線に
おいては、粉末の一部が塊になっているかもしれないという事実を考慮すべきである。
【００９２】
次に、第２の測定が超音波の存在下で（セルを空にせずに）実施される。ポンプ速度は
、２５００ｒｅｖ／ｍｉｎに設定され、攪拌速度は１０００ｒｅｖ／ｍｉｎに設定され、
超音波は１００％（３０ワット）で出力される。こうした条件を３分間維持し、その後、
初期パラメータ、即ち、ポンプ速度が２０００ｒｅｖ／ｍｉｎ、攪拌速度が８００ｒｅｖ
／ｍｉｎ、超音波なしに戻される。（可能な限り気泡を除去するために）１０秒経過後、
３０秒間（３００００の画像が解析される）の測定が実施される。この第２の測定は、超
音波分散による非凝集性粉末に対応する。
【００９３】
各測定は、結果の安定性を確認するために少なくとも２回繰り返される。装置は、各作
業セッション前に、粒度曲線が分かっている標準サンプル（Ｓｉｆｒａｃｏ  Ｃ１０シリ
カ）を用いて較正される。本明細書で与えられた測定と示された範囲は、全て超音波存在
下で得られた値である。
【００９４】
ＢＥＴ比表面積の測定方法
異なる粉末の比表面積は、以下のように測定される。以下の質量の粉末試料を採取する
。即ち、３０ｍ２／ｇよりも大きい推定比表面積では０．１〜０．２ｇ、１０〜３０ｍ２
／ｇの推定比表面積では０．３ｇ、３〜１０ｍ２／ｇの推定比表面積では１ｇ、２〜３ｍ
２／ｇの推定比表面積では１．５ｇ、１．５〜２ｍ２／ｇの推定比表面積では２ｇ、１〜
１．５ｍ２／ｇの推定比表面積では３ｇである。
【００９５】
試料の体積に応じて、３ｃｍ３又は９ｃｍ３のセルが使用される。測定用セルアセンブ
リ（セル＋ガラスロッド）が計量される。その後、セルに試料が加えられる。この生成物
は、セルの首部先端から１ｍｍよりも近い位置にあってはならない。アセンブリ（セル＋
ガラスロッド＋試料）が計量される。測定セルが脱ガス装置に設置され、試料が脱ガスさ
れる。脱ガスパラメータは、ポルトランドセメント、石膏、又は、ポゾランでは３０分／
４５℃であり、スラグ、フライアッシュ、アルミナセメント、石灰石では３時間／２００
℃であり、制御アルミナでは４時間／３００℃である。セルは、脱ガス後、ストッパで素
早く栓をされる。アセンブリが計量され、その結果が書き留められる。測定をするために
ストッパを一時的に取り外し、全ての計量がストッパなしで実施される。試料の質量は、
セルと脱ガス済み試料の合計質量からセルの質量を差し引くことによって得られる。
【００９６】
次に、試料を測定装置に設置し、試料の分析が実施される。分析装置は、Ｂｅｃｋｍａ
ｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ社のＳＡ３１００である。測定は、所定の温度、ここでは液体窒素の
温度、即ち、約−１９６℃における試料への窒素の吸着に基づいている。装置は、吸着質
が飽和蒸気圧にある参照セルの圧力と、吸着質が既知の体積で注入される試料セルの圧力
とを測定する。これらの測定結果は、等温吸着曲線となる。この測定方法において、セル
の無駄なスペースを知っておく必要があるため、このスペースが分析前にヘリウムで測定
される。
【００９７】
予め計算しておいた試料の質量がパラメータとして入力される。ソフトウェアを使用し
、線形回帰によって、実験曲線からＢＥＴ比表面積が決定される。比表面積が２１．４ｍ
２／ｇのシリカに対する１０回の測定から得られた再現標準偏差は０．０７であった。比
表面積が０．９ｍ２／ｇのセメントに対する１０回の測定から得られた再現標準偏差は０
．０２であった。制御は、参照製品で２週間毎に一回実施される。制御は、製造業者から
供給される参照アルミナで１年に二回実施される。
【００９８】
圧縮強度の測定方法
常時、直径７ｃｍ、高さ１４ｃｍの円筒形試料の圧縮強度が測定される。圧縮試験中に
サンプルに対し加えられる力を３．８５ｋＮ／秒の割合で増加させる。
【００９９】
広がりの測定方法
広がり（動的：衝撃を伴う−通常２０−約１秒間隔、又は、静的：衝撃を伴わない）は
、約１２ｍｍの高さから落下させ、円形の衝撃テーブル（直径３００ｍｍ、厚さ５．９ｍ
ｍ、質量約４．１ｋｇ）で測定される。試験試料（５００ｍｌ）が高さ５０ｍｍ、上部直
径７０ｍｍ、下部直径１００ｍｍを有する截頭状の型を用いて準備される。脱型後の試料
の流動が止まった後、静的な広がり（衝撃を伴わない）が測定される。
【実施例】
【０１００】
本発明は、以下の限定されない実施例に記載されている。これらの実施例において、使
用される材料は以下の供給業者から入手可能である。
【０１０１】
Ｄｕｒｃａｌ  １                              Ｏｍｙａ社、フランス
超可塑剤  Ｆ２                                Ｃｈｒｙｓｏ社、フランス
ＨＳＣセメント・Ｌｅ  Ｔｅｉｌ                Ｌａｆａｒｇｅ社、フランス
Ｂｅ０１砂                                    Ｓｉｆｒａｃｏ社、フランス
Ｃａｒｌｉｎｇ製フライアッシュ・Ｂａｎｄ６    Ｓｕｒｃｈｉｓｔｅ社、フランス
【０１０２】
Ｄｕｒｃａｌ１は、超微細粒度範囲の材料に対応している。Ｄｕｒｃａｌ１は、Ｄ１０
値が０．８μｍで、Ｄ９０値が８μｍで、ＢＥＴ比表面積が約５．６１ｍ２／ｇである。
Ｃａｒｌｉｎｇ製フライアッシュ・Ｂａｎｄ６は、微細粒度範囲の材料に対応している。
Ｃａｒｌｉｎｇ製フライアッシュ・Ｂａｎｄ６は、Ｄ１０値が２．７μｍで、Ｄ９０値が
１１６μｍである。選択ポルトランドセメント（ＨＳＣセメント・Ｌｅ  Ｔｅｉｌ）は、
Ｄ１０値が２．１μｍで、Ｄ９０値が１６．６μｍである。Ｂｅ０１砂は、Ｄ９０値が約
３００μｍで、Ｄ１０値が約２００μｍである。
【０１０３】
セメントは、Ａｌｐｉｎｅ  ５０  ＡＴＰ分離機を使用して、気流分級により調製され
る。原理は、初期集団を２つの部分（超微細粒子を別に考慮するならば、３つの部分）に
分離することになる。２つの部分とは、特大部と呼ばれ、初期材料の最も粗い粒子で構成
された部分と、初期の材料の微細粒子で構成された部分である。選別機の回転速度及び空
気の流速は、２０μｍの粒子が分離されるように調整される。
【０１０４】
本発明に係る乾燥結合材混合物の実施例を調合するために使用されるセメントと超微細
及び微細粒度範囲の材料の粒度分布プロファイルは、図１に示されている。乾燥結合材混
合物の実施例を調合するために使用されるセメントと超微細、微細及び中粒度範囲の粒度
分布プロファイルは、図２に示されている。これらの図において、曲線Ｃ１はＤｕｒｃａ
ｌ１の粒度分布プロファイルに対応し、曲線Ｃ２はセメントの粒度分布プロファイルに対
応し、曲線Ｃ３はフライアッシュの粒度分布プロファイルに対応し、曲線Ｃ４はＢｅ０１
砂の粒度分布プロファイルに対応する。
【０１０５】
使用された材料の粒度分布プロファイル（６３μｍよりも小さい平均粒径の粒子はレー
ザ粒子粒度分析により、６３μｍよりも大きい平均粒径の粒子は篩い分けにより決定され
る）は、図１に示されており、材料が別々の粒度範囲に区画されることが強調されている
。
【０１０６】
実施例１
本発明に係る生コンクリートの実施例は、以下に従って実施される。
【０１０７】
質量による相対的な組成
選択セメント（ＨＳＣ）              １．００
充填材（Ｄｕｒｃａｌ １）           ０．８６
フライアッシュ                      ２．４８
砂（Ｂｅ０１）                      ３．９１
超可塑剤（Ｆ２）                    ０．０９７
Ｗ／Ｂ                              ０．１５８
【０１０８】
混合物は、Ｒａｙｎｅｒｉ型の混合機で生産される。熱処理が加えられるときには、混
合物は、凝結後２０℃で２４時間放置し、その後９０℃で４８時間維持することで構成さ
れる。
【０１０９】
凝結後のコンクリート組成物は、以下の特性を有する。
【０１１０】
【表１】
2015078118.tif 000002
【０１１１】
衝撃を伴わない１３分間の広がり（ｍｍ）                    ２７５
４８時間後の圧縮強度（ＭＰａ）                            ７６．７
熱処理を伴わない２８日目の圧縮強度（ＭＰａ）              １１６
熱処理後の圧縮強度（ＭＰａ）                              １４７
【図１】
2015078118.tif 000003
【図２】
2015078118.tif 000004