(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ムライトを８０質量％以上の含有率で含むムライト粉末と、アノーサイトを８０質量％以上の含有率で含むアノーサイト粉末のいずれか一方または両方を含むセメント混合用粉末、及び、ポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物、（Ｂ）水、及び、（Ｃ）骨材、を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化してなることを特徴とするセメント質硬化体。
【請求項２】
上記（Ａ）粉末状セメント組成物中、上記セメント混合用粉末の割合が１０〜６０質量％であり、上記ポルトランドセメントの割合が４０〜９０質量％である請求項１に記載のセメント質硬化体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセメント質硬化体を製造するための方法であって、
上記（Ａ）〜（Ｃ）の各材料を混練して、上記セメント混練物を調製するセメント混練物調製工程と、
上記セメント混練物を型枠内に打設する打設工程と、
上記型枠内の上記セメント混練物が硬化した後に、上記セメント混練物の硬化体を上記型枠から脱型する脱型工程と、
上記型枠から脱型した上記セメント混練物の硬化体を炭酸化養生して、上記セメント質硬化体を得る炭酸化養生工程、
を含むことを特徴とするセメント質硬化体の製造方法。
【請求項４】
上記脱型工程と、上記炭酸化養生工程の間に、上記セメント混練物の硬化体の圧縮強さを高めるための高強度化養生工程、を含む請求項３に記載のセメント質硬化体の製造方法。
【請求項５】
上記炭酸化養生工程の開始時における上記セメント混練物の硬化体の圧縮強さが、１５Ｎ／ｍｍ２以上である請求項３又は４に記載のセメント質硬化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント質硬化体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、地球温暖化の抑制のため、二酸化炭素の排出量の低減が重要な課題になっている。
セメント質硬化体の製造における、二酸化炭素の排出量を低減する方法として、セメント質硬化体の養生過程において二酸化炭素を吸収させることにより、セメント質硬化体を得るまでに排出される二酸化炭素の総量を低減する方法が知られている。
例えば、特許文献１には、粉体成分として、γ−Ｃ2Ｓ（記号γ）、製鋼スラグ粉末（記号Ｂ）の１種または２種と、ポルトランドセメント（記号Ｃ）を含有し、上記γ、Ｂ、Ｃの合計含有量に占めるγ、Ｂの合計が２５〜９５質量％であり、水セメント比Ｗ／Ｃが８０〜２５０％である配合のコンクリート混練物を硬化させたプレキャストコンクリートであって、硬化過程で炭酸化養生を経ることにより、表面から深さ２０ｍｍ以上の部位（ただし肉厚が２０ｍｍ未満の部分は肉厚全体）に炭酸化領域を形成してなるＣＯ2吸収プレキャストコンクリートが記載されている。
該プレキャストコンクリートは、炭酸化養生による二酸化炭素の吸収を利用することで、コンクリート製品を製造する際に排出される二酸化炭素の総量（トータル量）を大幅に低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６８４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の実施例では、炭酸化養生を６０℃の温度条件下で行っている。しかし、本発明者らが実験を行ったところ、炭酸化養生を２０℃の温度条件下で行った場合、γ−Ｃ2Ｓを含むセメント質硬化体では、二酸化炭素の排出量の低減効果は小さいことがわかった。また、特許文献１には、γ−Ｃ2Ｓは炭酸化により顕著な強度増進効果を発揮することが確認されたと記載されているが、本発明者らが、特許文献１に記載されているγ−Ｃ2Ｓを含むセメント質硬化体について実験を行ったところ、このような強度増進効果は、室温（２０℃程度）での養生を行ったものについては、認められなかった。
また、γ−Ｃ2Ｓの原料としては、産業廃棄物である副生水酸化カルシウムや、石灰石が挙げられる。しかし、副生水酸化カルシウムは、一般的に入手が困難であるという問題があった。また、石灰石を原料としてγ−Ｃ2Ｓを製造する場合、その製造過程において、二酸化炭素が排出されることから、二酸化炭素の排出量の低減効果が小さくなるという問題があった。
そこで本発明は、ポルトランドセメント以外の粉末材料（特に、ポルトランドセメントに比べて、粉末の製造時の二酸化炭素の排出量が少ないもの）を含むものの、例えば、６０℃等の高温ではなく、常温（２０℃程度）で養生を行った場合であっても、養生過程において多量の二酸化炭素を吸収することにより、排出される二酸化炭素の総量を大幅に低減することができ、かつ、粉末材料の全量がポルトランドセメントからなる場合を基準としたときに、圧縮強さの低下の割合が小さいセメント質硬化体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】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の粉末状セメント組成物（特定の鉱物成分を含むセメント混合用粉末と、ポルトランドセメントを含むもの）と水と骨材を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化してなるセメント質硬化体によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［６］を提供するものである。
［１］  （Ａ）ムライトとアノーサイトのいずれか一方または両方を含むセメント混合用粉末、及び、ポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物、（Ｂ）水、及び、（Ｃ）骨材、を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化してなることを特徴とするセメント質硬化体。
［２］  上記（Ａ）粉末状セメント組成物中、上記セメント混合用粉末の割合が１０〜６０質量％であり、上記ポルトランドセメントの割合が４０〜９０質量％である前記［１］に記載のセメント質硬化体。
［３］  上記セメント混合用粉末は、石炭灰を８００℃以上で加熱処理したもの又は該加熱処理したものの粉砕物であり、かつ、非晶質の含有率が５５質量％以下の粉末である前記［１］又は［２］に記載のセメント質硬化体。
［４］  上記セメント混合用粉末は、石炭灰と高炉スラグ微粉末のいずれか一方または両方に成分調整材を加えて、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が０．５以下、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３の質量比が１．５以上、かつ、ＳｉＯ２、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の合計量の割合が９０質量％以上となるように成分調整してなる混合物を、８００℃以上で加熱処理したもの又は該加熱処理したものの粉砕物であり、かつ、非晶質の含有率が５５質量％以下の粉末である前記［１］又は［２］に記載のセメント質硬化体。
［５］  前記［１］〜［４］のいずれかに記載のセメント質硬化体を製造するための方法であって、上記（Ａ）〜（Ｃ）の各材料を混練して、上記セメント混練物を調製するセメント混練物調製工程と、上記セメント混練物を型枠内に打設する打設工程と、上記型枠内の上記セメント混練物が硬化した後に、上記セメント混練物の硬化体を上記型枠から脱型する脱型工程と、上記型枠から脱型した上記セメント混練物の硬化体を炭酸化養生して、上記セメント質硬化体を得る炭酸化養生工程、を含むことを特徴とするセメント質硬化体の製造方法。
［６］  上記脱型工程と、上記炭酸化養生工程の間に、上記セメント混練物の硬化体の圧縮強さを高めるための高強度化養生工程、を含む前記［５］に記載のセメント質硬化体の製造方法。
［７］  上記炭酸化養生工程の開始時における上記セメント混練物の硬化体の圧縮強さが、１５Ｎ／ｍｍ２以上である前記［５］又は［６］に記載のセメント質硬化体の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のセメント質硬化体によれば、例えば、６０℃等の高温ではなく、２０℃程度で養生を行った場合であっても、養生過程において多量の二酸化炭素を吸収することにより、二酸化炭素の排出量を大幅に低減することができる。
また、本発明のセメント質硬化体は、ポルトランドセメント以外の粉末材料（特に、ポルトランドセメントに比べて、粉末の製造時の二酸化炭素の排出量が少ないもの）を含むものの、例えば、６０℃等の高温ではなく、２０℃程度で養生を行った場合であっても、粉末材料の全量がポルトランドセメントからなる場合を基準としたときに、圧縮強さの低下の割合が小さいものである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明のセメント質硬化体は、（Ａ）ムライトとアノーサイトのいずれか一方または両方を含むセメント混合用粉末、及び、ポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物、（Ｂ）水、及び、（Ｃ）骨材、を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化してなるものである。
ここで、「炭酸化」とは、セメント質硬化体中のアルカリ性の成分が、二酸化炭素と反応して、該アルカリ性の成分のｐＨを低下させることをいう。
以下、本発明を詳しく説明する。
【０００８】
［（Ａ）粉末状セメント組成物］
上記粉末状セメント組成物は、セメント混合用粉末とポルトランドセメントを含む。
上記セメント混合用粉末は、ムライトとアノーサイトのいずれか一方または両方を含むものである。また、上記セメント混合用粉末が、上述した鉱物成分の両方（二種）を含む場合、セメント混合用粉末中の各鉱物成分の配合比率は、特に限定されるものではない。
上記セメント混合用粉末中の、ムライトとアノーサイトの含有率（これら二種の鉱物成分を含む場合、合計の含有率）は、好ましくは２５質量％以上、より好ましくは３０質量％以上である。該含有率が２５質量％以上であれば、二酸化炭素の排出量の低減効果が大きくなる。
上記セメント混合用粉末が、ムライト粉末またはアノーサイト粉末である場合、ムライト粉末またはアノーサイト粉末中の、ムライトまたはアノーサイトの含有率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上である。該含有率が８０質量％以上であれば、二酸化炭素の排出量の低減効果が大きくなる。
【０００９】
上記セメント混合用粉末は、ムライト及びアノーサイト以外の成分を含有していてもよい。
上記セメント混合用粉末中のムライト及びアノーサイト以外のその他の成分としては、特に限定されるものではないが、例えば、非晶質相、ＳｉＯ２、クリストバライトやウォラストナイト等が挙げられる。
上記セメント混合用粉末としては、例えば、市販のムライト粉末（ムライトの含有率が９９質量％以上のもの）や、長石粉砕物（アノーサイト粉末；アノーサイトの含有率が９０質量％以上のもの）に加えて、以下のもの（他の粉末）を例示することができる。
他の粉末の一例として、石炭灰を８００℃以上（好ましくは８５０℃以上、より好ましくは９００℃以上）で加熱処理したもの又は該加熱処理したものの粉砕物であり、かつ、非晶質の含有率が５５質量％以下（好ましくは５３質量％以下、より好ましくは５１質量％以下）の粉末が挙げられる。
該加熱処理における加熱温度の上限は、特に限定されるものではないが、通常、加熱に要するコストの観点から、１，５００℃、好ましくは１，２００℃である。
【００１０】
他の粉末の他の一例として、石炭灰と高炉スラグ微粉末のいずれか一方または両方に成分調整材を加えて、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が０．５以下（好ましくは０．４５以下、より好ましくは４．０以下、さらに好ましくは０．３５以下、特に好ましくは３．０以下）、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３の質量比が１．５以上（好ましくは１．７以上、より好ましくは１．９以上）、かつ、ＳｉＯ２、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の合計量の割合が９０質量％以上（好ましくは９１質量％以上、より好ましくは９２質量％以上）となるように成分調整してなる混合物を、８００℃以上（好ましくは９００℃以上、より好ましくは１，０００℃以上）で加熱処理したもの又は該加熱処理したものの粉砕物であり、かつ、非晶質の含有率が５５質量％以下（好ましくは５３質量％以下、より好ましくは５１質量％以下）の粉末等が挙げられる。
該加熱処理における加熱温度の上限は、特に限定されるものではないが、通常、加熱に要するコストの観点から、１，５００℃、好ましくは１，２００℃である。
ここで、石炭灰を含むことによって成分の調整が必要とされる場合における成分調整材としては、高炉スラグ、石灰石、セメントクリンカ製造用混合原料等が挙げられる。
高炉スラグ微粉末を含むことによって成分の調整が必要とされる場合における成分調整材としては、珪石、石炭灰、粘土等が挙げられる。
なお、本明細書中、セメント混合用粉末の原料である高炉スラグ微粉末や、成分調整材として用いられる高炉スラグとしては、高炉水砕スラグや徐冷スラグが挙げられる。
【００１１】
本発明において、廃棄物の有効利用、及び、得られるセメント質硬化体の圧縮強さを大きくする観点からは、セメント混合用粉末として、石炭灰（より好ましくはフライアッシュ）を加熱処理したもの又は該加熱処理したものの粉砕物を使用することが好ましい。
【００１２】
上記セメント混合用粉末のブレーン比表面積は、好ましくは２，５００〜１０，０００ｃｍ2／ｇ、より好ましくは３，０００〜９，０００ｃｍ2／ｇである。該ブレーン比表面積が２，５００ｃｍ2／ｇ以上であれば、二酸化炭素の排出量の低減効果が大きくなる。また、得られるセメント質硬化体の圧縮強さが大きくなる。該ブレーン比表面積が１０，０００ｃｍ2／ｇ以下であれば、粉砕する手間がかからず、製造のコストを低くすることができる。
【００１３】
上記粉末状セメント組成物中、上記セメント混合用粉末の割合は、好ましくは１０〜６０質量％、より好ましくは１５〜５５質量％、特に好ましくは２０〜５０質量％である。該割合が１０質量％以上であれば、二酸化炭素の排出量の低減効果が大きくなる。また、得られるセメント質硬化体の圧縮強さが大きくなる。該割合が６０質量％以下であれば、脱型の時期が早くなり、セメント質硬化体からなる製品の生産効率が向上する。
【００１４】
本発明で用いられるポルトランドセメントは、特に限定されるものではなく、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、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使用することができる。中でも、強度発現性やコストの観点から、普通ポルトランドセメントまたは早強ポルトランドセメントが好ましい。
【００１５】
上記粉末状セメント組成物中、上記ポルトランドセメントの割合は、好ましくは４０〜９０質量％、より好ましくは４５〜８５質量％、特に好ましくは５０〜８０質量％である。該割合が４０質量％以上であれば、脱型の時期が早くなり、セメント質硬化体からなる製品の生産効率が向上する。該割合が９０質量％以下であれば、二酸化炭素の排出量の低減効果が大きくなる。また、得られるセメント質硬化体の圧縮強さが大きくなる。
【００１６】
［（Ｂ）水］
上記セメント混練物において、粉末状セメント組成物１００質量％に対する水の配合比（以下、「水／粉末状セメント組成物の質量比」ともいう。）は、好ましくは３０〜１００質量％、より好ましくは４０〜７０質量％である。該比が３０質量％以上であれば、二酸化炭素の排出量の低減効果が大きくなる。また、セメント混練物のワーカビリティが向上する。該比が１００質量％以下であれば、セメント質硬化体の圧縮強さが大きくなる。
【００１７】
［（Ｃ）骨材］
本発明で用いられる骨材としては、細骨材のみ、または、細骨材と粗骨材の組み合わせが挙げられる。
細骨材としては、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂またはこれらの混合物等を使用することができる。粗骨材としては、川砂利、山砂利、陸砂利、砕石またはこれらの混合物等を使用することができる。
骨材の配合量（細骨材と粗骨材を併用する場合はその合計量）は、粉末状セメント組成物１００質量部に対して、好ましくは２００〜７００質量部、より好ましくは２００〜６００質量部である。該配合量が前記範囲内であれば、セメント質硬化体の圧縮強さが大きくなり、また、セメント質硬化体の収縮率が小さくなる。    
また、粗骨材を用いる場合、細骨材率は、好ましくは５〜６０％である。細骨材率が前記範囲内であれば、セメント混練物のワーカビリティや成形のし易さが向上する。
【００１８】
［その他の材料］
また、上記セメント混練物には、本発明の目的を阻害しない範囲内で、必要に応じて他の材料を配合してもよい。必要に応じて配合される他の材料としては、減水剤、消泡剤、収縮低減剤等の各種添加剤や、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ微粉末等の各種混和材が挙げられる。
【００１９】
［セメント質硬化体の製造方法］
本発明のセメント質硬化体の製造方法は、上述の粉末状セメント組成物と、水と、骨材の各材料を混練して、セメント混練物を調製するセメント混練物調製工程と、上記セメント混練物を型枠内に打設する打設工程と、上記型枠内の上記セメント混練物が硬化した後に、上記セメント混練物の硬化体を上記型枠から脱型する脱型工程と、上記型枠から脱型した上記セメント混練物の硬化体を炭酸化養生して、セメント質硬化体を得る炭酸化養生工程、を含む。
【００２０】
上記セメント混練物調製工程において、各材料を混練する方法は、特に限定されるものではない。また、混練に用いる装置も特に限定されるものではなく、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等の慣用のミキサを使用することができる。
【００２１】
上記打設工程において、上記セメント混練物は所望の型枠内に打設される。打設方法としては、特に限定されるものではなく、流し込み成形等の慣用の方法を使用することができる。
上記セメント混練物を型枠内に打設した後、脱型するまでの養生方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、気中養生、湿空養生、水中養生、及び蒸気養生等の一般的な養生方法を採用することができる。
【００２２】
上記炭酸化養生工程における二酸化炭素ガスの濃度は、好ましくは１体積％以上、より好ましくは３体積％以上、特に好ましくは５体積％以上である。該濃度が１体積％以上であれば、炭酸化養生工程における二酸化炭素の吸収量を大きくすることができる。
二酸化炭素ガスの濃度の上限は、特に限定されるものではなく、二酸化炭素ガスの濃度が高いほど、二酸化炭素の吸収量を増加させることができるが、養生設備等のコストを低くする観点から、好ましくは９０体積％以下、より好ましくは７０体積％以下、特に好ましくは５０体積％以下である。
【００２３】
また、上記炭酸化養生工程における温度は、特に限定されるものではないが、好ましくは５〜１００℃、より好ましくは１０〜５０℃、さらに好ましくは１２〜３５℃、特に好ましくは１５℃以上３０℃未満である。
炭酸化養生における温度が、上記数値範囲内であれば、セメント質硬化体からなる製品の生産性が向上し、セメント質硬化体の圧縮強さが大きくなる。
また、本発明のセメント質硬化体は、比較的低温（例えば、５℃以上３０℃未満）で炭酸化養生を行った場合であっても、二酸化炭素の排出量の低減効果が大きいものである。
また、上記炭酸化養生工程における相対湿度は、特に限定されるものではないが、好ましくは３０〜９０％、より好ましくは４０〜８０％である。該相対湿度が、上記数値範囲内であれば、セメント質硬化体からなる製品の生産性が向上し、セメント質硬化体の圧縮強さが大きくなる。
【００２４】
上記炭酸化養生工程は、脱型工程において、セメント混練物の硬化体を型枠から脱型した直後から行ってもよいが、セメント質硬化体の圧縮強さを高める観点から、上記脱型工程と上記炭酸化養生工程の間に、高強度化養生工程を設けてもよい。
高強度化養生工程を行うことで、型枠から脱型したセメント混練物の硬化体を、その圧縮強さが、好ましくは１５Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは２０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは３０Ｎ／ｍｍ２以上にすることができる。炭酸化養生工程の開始時におけるセメント混練物の硬化体の圧縮強さが上記数値範囲内であれば、炭酸化養生後のセメント質硬化体の圧縮強さを高めることができる。
上記高強度化養生工程における養生方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、気中養生、湿空養生、水中養生、及び蒸気養生等の一般的な養生方法を採用することができる。なお、高強度化養生工程における「養生」には、炭酸化養生は含まれないものとする。
【００２５】
なお、本発明においては、上記製造方法によって得られたセメント質硬化体は、上記セメント混合用粉末に代えて、上記粉末状セメント組成物に含まれるポルトランドセメントと同じポルトランドセメントを用いた場合に比べて、セメント質硬化体の製造に際して排出される二酸化炭素の量が１５％以上（より好ましくは２０％以上、さらに好ましくは３０％以上、特に好ましくは４０％以上）低減され、かつ、セメント質硬化体の圧縮強さの低下の割合が５０％以下（より好ましくは４０％以下）であるものが好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
使用材料は、以下に示すとおりである。
（１）ムライト粉末：伊藤忠セラテック社製、「ＭＭＳ−３２５ＭＥＳＨ」（ブレーン比表面積：４，０００ｃｍ2／ｇ；ムライトの含有率が９９質量％以上のもの）
（２）アノーサイト粉末：長石粉砕物（ブレーン比表面積：６，０００ｃｍ2／ｇ；アノーサイトの含有率が９０質量％以上のもの）
（３）フライアッシュ加熱粉砕物：フライアッシュ（ブレーン比表面積：３，５００ｃｍ2／ｇ；ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比：０．１；ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３の質量比：１．９；ＳｉＯ２、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の合計量の割合：９３質量％）を９００℃で３０分間加熱処理したものの粉砕物（ブレーン比表面積：４，０００ｃｍ2／ｇ；非晶質の含有率：５０質量％；ムライトとアノーサイトの合計の含有率：３０質量％）
（４）γ−Ｃ2Ｓ粉末：試薬である炭酸カルシウム粉末と試薬である二酸化珪素粉末を、電気炉で焼成したもの（ブレーン比表面積：６，０００ｃｍ2／ｇ；γ−Ｃ2Ｓ（γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ2）の含有率が９５質量％以上のもの；ムライトとアノーサイトを含まないもの）
（５）普通ポルトランドセメント：太平洋セメント社製
（６）細骨材：「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）」の標準砂
（７）水：上水道水
【００２７】
（８）混合用粉末（ａ）：フライアッシュに石灰石粉末を加えて、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が０．３、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３の質量比が３．０、ＳｉＯ２、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の合計量の割合が９４質量％となるように成分調整した混合物を、１，０００℃で２時間加熱処理したものの粉砕物（ブレーン比表面積：４，０００ｃｍ2／ｇ；非晶質の含有率：４２質量％；ムライトとアノーサイトの合計の含有率：４０質量％）
（９）混合用粉末（ｂ）：高炉水砕スラグ粉末に珪石粉末を加えて、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が０．４、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３の質量比が２．３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の合計量の割合が９２質量％となるように成分調整した混合物を、９００℃で２時間加熱処理したものの粉砕物（ブレーン比表面積：４，０００ｃｍ2／ｇ；非晶質の含有率：５０質量％；ムライトとアノーサイトの合計の含有率：３５質量％）
（１０）混合用粉末（ｃ）：高炉水砕スラグ粉末に珪石粉末を加えて、ＣａＯ／ＳｉＯ２の質量比が０．７、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３の質量比が２．３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の合計量の割合が９２質量％となるように成分調整した混合物を、１，０００℃で３時間加熱処理したものの粉砕物（ブレーン比表面積：４，０００ｃｍ2／ｇ；非晶質の含有率：６質量％；ムライトとアノーサイトを含まないもの）
【００２８】
［参考例１］
上記普通ポルトランドセメントと上記細骨材を１：３の質量比で、ホバートミキサに投入後、空練りして、これらの混合物を得た。得られた混合物と水を、水／粉末状セメント組成物の質量比が５０質量％となるように混合して、モルタルを調製した。
得られたモルタルを、４×４×１６ｃｍの型枠内に充填した後、温度２０℃の条件下で
２４時間湿空養生を行い、次いで、脱型を行った。その後、脱型したモルタル硬化体を、材齢２８日までは温度２０℃の条件下で水中養生を行い、材齢５６日までは、温度２０℃、相対湿度６０％の条件下で、促進中性化槽内において炭酸化養生を行った。炭酸化養生における二酸化炭素ガスの濃度は５体積％であった。
【００２９】
水中養生後の供試体、及び、炭酸化養生後の供試体を用いて、「ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠して、モルタルの圧縮強さを測定した。それぞれの結果を表１に示す。
また、供試体１本あたりの、二酸化炭素吸収量を、熱重量分析（ＴＧ）から算出した。
また、供試体の材料の組成から算出される二酸化炭素排出量から、二酸化炭素吸収量を減じることで、排出される二酸化炭素の総量を算出した。それぞれの結果を表２に示す。
さらに、炭酸化養生後の４×４×１６ｃｍの供試体から、モルタルカッターを用いて、４×４×４ｃｍの立方供試体を３個切り出した。切断は４×４×１６ｃｍの供試体の端面より略２０ｍｍの部分から開始して、供試体の長手方向に垂直な方向に切断面を有するようにして行った。切断の結果、得られた供試体の両端部分の部材については使用せずに処分した。
該立方供試体の切断面にフェノールフタレインを塗布した。その結果、切断面の中央部分が、略正方形状に変色した。このことから、切断面の中央部分は中性化されていないことがわかった。
【００３０】
［実施例１］
普通ポルトランドセメントの代わりに、上記普通ポルトランドセメントと上記ムライト粉末（セメント混合用粉末）を、粉末状セメント組成物（普通ポルトランドセメントとムライト粉末の混合物）中、セメント混合用粉末（ムライト粉末）の含有率が２５質量％となるように混合した粉末状セメント組成物を用いた以外は、参考例１と同様にして、供試体を得た。
得られた供試体について、参考例１と同様にして、モルタルの圧縮強さ、二酸化炭素排出量、及び二酸化炭素吸収量等を測定または算出し、得られた結果から、排出される二酸化炭素の総量、圧縮強さの低減率、及び排出される二酸化炭素の総量の低減率を算出した。
なお、圧縮強さの低減率（単位：％）は、下記式（１）によって算出されるものである。
｛（参考例１の炭酸化養生後の圧縮強さ−供試体の炭酸化養生後の圧縮強さ）／参考例１の炭酸化養生後の圧縮強さ｝×１００      （１）
また、排出される二酸化炭素の総量の低減率（単位：％）は、下記式（２）によって算出されるものである。
｛（参考例１の排出される二酸化炭素の総量−供試体の排出される二酸化炭素の総量）／参考例１の排出される二酸化炭素の総量｝×１００      （２）
【００３１】
また、参考例１と同様にして、４×４×４ｃｍの立方供試体を３個切り出して、フェノールフタレインを塗布したところ、切断面の中央部分が略円形状に変色した。変色部分の面積は、参考例１における変色部分の面積よりも小さかったことから、切断面の中央部分は、中性化されていないものの、参考例１と比べて、中性化が進んでいることがわかった。
【００３２】
［実施例２〜３］
粉末状セメント組成物の材料として、表１に示す材料を用いた以外は実施例１と同様にして、モルタルの圧縮強さ等の測定、及び排出される二酸化炭素の総量等の算出を行った。
また、参考例１と同様にして、４×４×４ｃｍの立方供試体を３個切り出して、フェノールフタレインを塗布したところ、実施例２及び実施例３で得られた供試体のいずれも切断面の中央部分が略円形状に変色した。変色部分の面積は、参考例１における変色部分の面積よりも小さかったことから、切断面の中央部分は、中性化されていないものの、参考例１と比べて、中性化が進んでいることがわかった。
【００３３】
［比較例１］
粉末状セメント組成物の材料として、表１に示す材料を用いた以外は実施例１と同様にして、モルタルの圧縮強さ等の測定、及び排出される二酸化炭素の総量等の算出を行った。
また、参考例１と同様にして、４×４×４ｃｍの立方供試体を３個切り出して、フェノールフタレインを塗布したところ、切断面の中央部分が略正方形状に変色した。また、変色部分の面積は、参考例１における変色部分の面積よりも若干大きいものであった。このことから、切断面の中央部分は、中性化されておらず、かつ、参考例１と比べて、若干中性化が進んでいないことがわかった。
【００３４】
［実施例４］
普通ポルトランドセメントの代わりに、上記普通ポルトランドセメントと上記ムライト粉末を、粉末状セメント組成物（普通ポルトランドセメントとムライト粉末の混合物）中、セメント混合用粉末（ムライト粉末）の含有率が４５質量％となるように混合した粉末状セメント組成物を用いた以外は、参考例１と同様にして、モルタルの圧縮強さ等の測定、及び排出される二酸化炭素の総量等の算出を行った。
また、参考例１と同様にして、４×４×４ｃｍの立方供試体を３個切り出して、フェノールフタレインを塗布したところ、切断面に変色が見られなかった。このことから、供試体の中央部分にまで中性化が進んでいることがわかった。
【００３５】
［実施例５〜６］
粉末状セメント組成物の材料として、表１に示す材料を用いた以外は実施例４と同様にして、モルタルの圧縮強さ等の測定、及び排出される二酸化炭素の総量等の算出を行った。
また、参考例１と同様にして、４×４×４ｃｍの立方供試体を３個切り出して、フェノールフタレインを塗布したところ、実施例５及び実施例６で得られた供試体のいずれも切断面に変色が見られなかった。このことから、供試体の中央部分にまで中性化が進んでいることがわかった。
【００３６】
［比較例２］
粉末状セメント組成物の材料として、表１に示す材料を用いた以外は実施例４と同様にして、モルタルの圧縮強さ等の測定、及び排出される二酸化炭素の総量等の算出を行った。
また、参考例１と同様にして、４×４×４ｃｍの立方供試体を３個切り出して、フェノールフタレインを塗布したところ、切断面の中央部分が、略正方形状に変色した。また、変色部分の面積は、参考例１における変色部分の面積よりも大きいものであった。このことから、切断面の中央部分は、中性化されておらず、かつ、参考例１と比べて、中性化が進んでいないことがわかった。
結果を表１〜２に示す。
【００３７】
【表１】
0006563270.tif 000002
【００３８】
【表２】
0006563270.tif 000003
【００３９】
［実施例７〜８、比較例３］
粉末状セメント組成物の材料として、表３に示す材料を用いた以外は実施例１と同様にして、モルタルの圧縮強さ等の測定、及び排出される二酸化炭素の総量等の算出を行った。
【００４０】
［実施例９〜１０、比較例４］
粉末状セメント組成物の材料として、表３に示す材料を用いた以外は実施例４と同様にして、モルタルの圧縮強さ等の測定、及び排出される二酸化炭素の総量等の算出を行った。
結果を表３〜４に示す。
【００４１】
【表３】
0006563270.tif 000004
【００４２】
【表４】
0006563270.tif 000005
【００４３】
表１〜４より、ムライトとアノーサイトのいずれか一方または両方を含むセメント混合用粉末を用いたセメント質硬化体（実施例１〜３）の圧縮強さの低減率は、ムライト及びアノーサイトを含まないセメント混合用粉末（比較例１）の圧縮強さの低減率よりも小さいことがわかる。このことは、実施例４〜６と比較例２、実施例７〜８と比較例３、実施例９〜１０と比較例４を、各々、比較した場合でも同様である。
また、ムライトとアノーサイトのいずれか一方または両方を含むセメント混合用粉末を用いたセメント質硬化体（実施例１〜３）の排出される二酸化炭素の総量の低減率は、ムライト及びアノーサイトを含まないセメント混合用粉末（比較例１）の排出される二酸化炭素の総量の低減率よりも大きいことがわかる。このことは、実施例４〜６と比較例２、実施例７〜８と比較例３、実施例９〜１０と比較例４を、各々、比較した場合でも同様である。