(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを含有し、水と混練されて硬化することで硬化体を形成するセメント組成物であって、
セメントの質量に対して１．０質量％以上２．０質量％以下の硫酸カリウムと、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下のＡＥ減水剤とを含有することを特徴とするセメント組成物。
【請求項２】
セメントを含有するセメント組成物と水とが混練されてなるセメント混練物であって、
セメントの質量に対して１．０質量％以上２．０質量％以下の硫酸カリウムと、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下のＡＥ減水剤とを含有することを特徴とするセメント混練物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と混練されて硬化体を形成するセメント組成物、及び、セメント組成物と水とが混練されてなるセメント混練物に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントを含有したセメント組成物と水とを混練して硬化させることで硬化体を形成する際には、セメント組成物と水との混練物を型枠に流し込んだり、該混練物を既存の構造物の隙間に流し込んだりする場合がある。このため、斯かる混練物は、良好な流動性を有することが要求される。
【０００３】
混練物に良好な流動性を付与する方法としては、セメント組成物と混練される水（以下、混練水とも記す）の水量を比較的多く設定する方法が考えられる。しかしながら、斯かる方法では、形成される硬化体内に水分が比較的多く残存することになるため、硬化体が乾燥した後に硬化体内に微細な空隙が生じることになる。このような空隙が硬化体内に生じると、硬化体の強度や耐久性を低下させる要因となる。そこで、混練水の水量を比較的多く設定することなく混練物に流動性を付与することができる混和剤として、ＡＥ減水剤や、高性能ＡＥ減水剤が広く用いられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＡＥ減水剤は、セメントの配合量が多いセメント組成物や、フライアッシュや高炉スラグを多量に含有したセメント組成物に含有されると、所望する流動性を得にくいことが知られている。また、高性能ＡＥ減水剤は、ＡＥ減水剤よりも優れた流動性を混練物に付与することが可能であるが、ＡＥ減水剤よりも一般的に高価であるため、高性能ＡＥ減水剤を使用するとセメント組成物及び硬化体の製造コストが増加する要因となる。
【０００６】
そこで、本発明は、ＡＥ減水剤を用いた場合であっても、より良好な流動性を混練物に付与することができるセメント組成物を提供すると共に、より良好な流動性を有するセメント混練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】
【０００７】
本発明に係るセメント組成物は、セメントを含有し、水と混練されて硬化することで硬化体を形成するセメント組成物であって、セメントの質量に対して０．５質量％以上２．４質量％以下の硫酸カリウムと、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下のＡＥ減水剤とを含有することを特徴とする。
【０００８】
斯かる構成によれば、セメントの質量に対して０．５質量％以上２．４質量％以下の硫酸カリウムと、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下のＡＥ減水剤とを含有するセメント組成物と水とを混練して混練物を形成することで、ＡＥ減水剤を用いた場合であっても、より良好な流動性を混練物に付与することができる。
【０００９】
前記硫酸カリウムの含有量は、セメントの質量に対して１．０質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。
【００１０】
斯かる構成によれば、前記硫酸カリウムの含有量は、セメントの質量に対して１．０質量％以上２．０質量％以下であることで、ＡＥ減水剤を用いた場合であっても、更に良好な流動性を混練物に付与することができる。
【００１１】
本発明に係るセメント混練物は、セメントを含有するセメント組成物と水とが混練されてなるセメント混練物であって、セメントの質量に対して０．５質量％以上２．４質量％以下の硫酸カリウムと、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下のＡＥ減水剤とを含有することを特徴とする。
【００１２】
斯かる構成によれば、セメントの質量に対して０．５質量％以上２．４質量％以下の硫酸カリウムと、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下のＡＥ減水剤とを含有することで、ＡＥ減水剤を含有する場合であっても、セメント混練物がより良好な流動性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、ＡＥ減水剤を用いた場合であっても、より良好な流動性を混練物に付与することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
本発明に係るセメント組成物は、水と混練されて硬化することで硬化体を形成するものである。また、セメント組成物は、セメントと硫酸カリウムとＡＥ減水剤とを含有するものである。
【００１６】
前記セメントとしては、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、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、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等のポルトランドセメントや、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や、速硬性セメント（例えば、超速硬セメント、アルミナセメント等）等の少なくとも一つを用いることができる。なお、前記速硬性セメントとは、水／粉体質量比が２２％である水との混練物の「セメントの物理試験方法（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１）」に従って測定される凝結の終結時間が１〜６０分であるセメントが挙げられる。
【００１７】
セメント組成物中のセメントの含有量としては、特に限定されるものではなく、例えば、１０．０質量％以上７０．０質量％以下であることが好ましく、１０．０質量％以上３０．０質量％以下であることがより好ましい。
【００１８】
セメント組成物中の硫酸カリウムの含有量は、セメントの質量に対して０．５質量％以上２．４質量％以下であり、１．０質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。また、セメント組成物中の硫酸カリウムの含有量は、ＡＥ減水剤の質量に対して２５．０質量％以上１０００．０質量％以下であることが好ましく、１００．０質量％以上８００．０質量％以下であることがより好ましい。
【００１９】
セメント組成物中のＡＥ減水剤の含有量は、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下であり、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下であることが好ましく、０．２５質量％以上１．０質量％以下であることがより好ましい。また、セメント組成物中のＡＥ減水剤の含有量は、硫酸カリウムの質量に対して１０質量％以上４００.０質量％以下であることが好ましく、１２．５質量％以上１００．０質量％以下であることがより好ましい。
【００２０】
ＡＥ減水剤とは、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４に規定された化学混和剤のうち、ＡＥ減水剤として区分されたものである。また、ＡＥ減水剤の成分としては、特に限定されるものではなく、例えば、リグニンスルホン酸塩、リグニンスルホン酸化合物と水溶性高分子との混合物、リグニンスルホン酸化合物類、特殊高分子界面活性剤、有機酸系誘導体、有機酸系誘導体と芳香族高分子化合物との混合物、水溶性コポリマー、変性ポリオールと特殊界面活性剤との混合物、リグニンスルホン酸化合物とポリオールとの複合体、高変性ポリオール複合体、変性リグニンスルホン酸化合物、変性リグニンスルホン酸化合物とセルロースエーテルとの複合体、リグニンスルホン酸塩とオキシカルボン酸塩との混合物、オキシカルボン酸塩、リグニンスルホン酸塩とポリカルボン酸系化合物との混合物、ヒドロキシ系複合体と天然樹脂酸塩との混合物、ヒドロキシ系複合体とリグニンスルホン酸誘導体との混合物、リグニンスルホン酸塩とセルロースエーテル系化合物との混合物、変性リグニンスルホン酸塩とセルロースエーテル系化合物との混合物が挙げられる。
【００２１】
上記のようなセメント組成物には、粗骨材や細骨材が含有されるものであってもよい。例えば、セメント組成物は、セメントと粗骨材と細骨材とを含むコンクリート組成物であってもよく、セメントと細骨材とを含むモルタル組成物であってもよい。
【００２２】
粗骨材や細骨材としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８  附属書Ａのレディミクストコンクリート用骨材に記載された骨材を用いることが好ましい。
【００２３】
粗骨材としては、特に限定されるものではなく、例えば、砕石、玉砂利（川砂利）、天然軽量粗骨材（パーライト、ヒル石等）、副産軽量粗骨材、人工軽量粗骨材、再生骨材等の少なくとも一つを用いることができる。
【００２４】
細骨材としては、特に限定されるものではなく、例えば、川砂、山砂、海砂、天然軽量細骨材（パーライト、ヒル石等）等の天然細骨材や砕砂、人工軽量細骨材、高炉スラグ細骨材等の人工細骨材、副産軽量細骨材等の少なくとも一つを用いることができる。
【００２５】
また、本発明に係るセメント組成物には、混和材が含有されてもよい。混和材としては、例えば、フライアッシュ、シリカフューム、セメントキルンダスト、高炉フューム、高炉水砕スラグ微粉末、高炉除冷スラグ微粉末、転炉スラグ微粉末、半水石膏、膨張材、石灰石微粉末、生石灰微粉末、ドロマイト微粉末、ナトリウム型ベントナイト、カルシウム型ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、活性白土、酸性白土、アロフェン、イモゴライト、シラス（火山灰）、シラスバルーン、カオリナイト、メタカオリン（焼成粘土）、合成ゼオライト、人造ゼオライト、人工ゼオライト、モルデナイト、クリノプチロライト等が挙げられる。これらは単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００２６】
また、本発明に係るセメント組成物には、混和剤が含有されてもよい。混和剤としては、例えば、ＡＥ剤、流動化剤、分離低減剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、急結剤、収縮低減剤、起泡剤、発泡剤、防水剤等が挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上を使用することができる。特に、ＡＥ剤がセメント組成物に含有されることが好ましい。ＡＥ剤の含有量としては、特に限定されるものではなく、例えば、セメントの質量に対して０．０００５質量％以上０．０３０質量％以下であることが好ましく、０．００１質量％以上０．０１０質量％以下であることがより好ましい。また、セメント組成物中のＡＥ剤の含有量は、ＡＥ減水剤の質量に対して０．０２５質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上４．０質量％以下であることがより好ましい。なお、本発明に係るセメント組成物には、高性能ＡＥ減水剤は含有されないことが好ましい。高性能ＡＥ減水剤とは、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４に規定された化学混和剤のうち、高性能ＡＥ減水剤として区分されたものである。
【００２７】
以上のように構成されるセメント組成物は、水と混練されることでセメント混練物を形成する。水の配合量としては、特に限定されるものではなく、例えば、セメント組成物中のセメントに対する水の割合（Ｗ／Ｃ）が０．４以上０．６以下であることが好ましい。そして、斯かるセメント混練物が型枠や既存の構造物の隙間に流し込まれて硬化することで硬化体が形成される。
【００２８】
本発明に係るセメント混練物は、セメントを含有するセメント組成物と水とが混練されてなるものである。
【００２９】
セメント混練物中のセメントの含有量としては、特に限定されるものではなく、例えば、１０．０質量％以上７０．０質量％以下であることが好ましく、１０．０質量％以上３０．０質量％以下であることがより好ましい。
【００３０】
セメント混練物中の硫酸カリウムの含有量は、セメントの質量に対して０．５質量％以上２．４質量％以下であり、１．０質量％以上２．０質量％以下であることが好ましい。また、セメント混練物中の硫酸カリウムの含有量は、ＡＥ減水剤の質量に対して２５．０質量％以上１０００．０質量％以下であることが好ましく、１００．０質量％以上８００．０質量％以下であることがより好ましい。
【００３１】
セメント混練物中のＡＥ減水剤の含有量は、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下であり、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下であることが好ましく、０．２５質量％以上１．０質量％以下であることがより好ましい。また、セメント混練物中のＡＥ減水剤の含有量は、硫酸カリウムの質量に対して１０．０質量％以上４００．０質量％以下であることが好ましく、１２．５質量％以上１００．０質量％以下であることがより好ましい。
【００３２】
上記のセメント混練物は、硫酸カリウム及び／又はＡＥ減水剤を含有するセメント組成物が水と混練されて形成されてもよく、セメント組成物と、硫酸カリウム及び／又はＡＥ減水剤（つまり、セメント組成物と別物の硫酸カリウム及び／又はＡＥ減水剤）と、水とが混練されて形成されてもよい。
【００３３】
以上のように、本発明に係るセメント組成物、及び、セメント混練物によれば、ＡＥ減水剤を用いた場合であっても、より良好な流動性を混練物に付与することができる。
【００３４】
即ち、セメントの質量に対して０．５質量％以上２．４質量％以下の硫酸カリウムと、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下のＡＥ減水剤とを含有するセメント組成物と水とを混練して混練物を形成することで、ＡＥ減水剤を用いた場合であっても、より良好な流動性を混練物に付与することができる。
【００３５】
また、前記硫酸カリウムの含有量は、セメントの質量に対して１．０質量％以上２．０質量％以下であることで、ＡＥ減水剤を用いた場合であっても、更に良好な流動性を混練物に付与することができる。
【００３６】
また、セメントの質量に対して０．５質量％以上２．４質量％以下の硫酸カリウムと、セメントの質量に対して０．２質量％以上２．０質量％以下のＡＥ減水剤とを含有することで、セメント混練物は、ＡＥ減水剤を含有する場合であっても、より良好な流動性を得ることができる。
【００３７】
なお、本発明に係る収縮低減剤及びセメント組成物は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【実施例】
【００３８】
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。
【００３９】
＝使用材料＝
・高炉セメントＢ種（ＢＢ）：ＪＩＳ  Ｒ  ５２１１に規定されたもの（住友大阪セメント社製）
・フライアッシュセメントＢ種（ＦＢ）：ＪＩＳ  Ｒ  ５２１３に規定されたもの（宇部三菱社製）
・早強ポルトランドセメント（ＨＣ）：ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０に規定されたもの（住友大阪セメント社製）
・水：水道水
・細骨材：山砂
・粗骨材：砂岩砕石
・フライアッシュ（ＦＡ）：フライアッシュＩＩ種（東北電力能代火力発電所産）
・硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）：試薬（大塚化学社製）
・ＡＥ減水剤（Ｎｏ．７０）：マスターポゾリスＮｏ．７０（主成分：リグニンスルホン酸化合物とポリオールの複合体、ＢＡＳＦジャパン社製）
・ＡＥ減水剤（ＮＣ）：プラストクリート２０Ｎ（主成分：変性ポリオールと特殊界面活性剤、日本シーカ社製）
・ＡＥ減水剤（Ｓ）：フローリックＳ（主成分：リグニンスルホン酸塩とオキシカルボン酸塩、フローリック社製）
・高性能ＡＥ減水剤（ＳＰ）：マスターグレニウムＳＰ８ＳＶ（主成分：ポリカルボン酸エーテル系化合物、ＢＡＳＦジャパン社製）
【００４０】
＜スランプと空気量の測定＞
実施例２，３，５〜１０及び比較例１〜９では、下記表１のように上記の各セメントを結合材とし、実施例１２，１３及び比較例１０，１１では、下記表１のように上記の早強ポルトランドセメント（ＨＣ）とフライアッシュ（ＦＡ）との混合物を結合材とし、下記表１及び２の配合で各使用材料を混練してセメント混練物を形成した。セメント混練物を形成する際の水と結合材と粗骨材と細骨材との配合については、下記表１に示す。
【００４１】
そして、セメント混練物の練り上がり直後（混練後０分）のスランプ及び空気量と、アジテータで９０分間攪拌した後（混練後９０分）のスランプ及び空気量とを測定した。測定結果については、下記表２に示す。なお、スランプの測定は、ＪＩＳ  Ａ  １１０１に規定する方法に基づいて行い、空気量の測定は、ＪＩＳ  Ａ  １１１８に規定する方法に基づいて行った。
【００４２】
【表１】
0006667333.tif 000002
【００４３】
【表２】
0006667333.tif 000003
【００４４】
＜まとめ＞
表２を見ると、実施例２，３と比較例１，２とを比較すると、各実施例の方が混練直後のスランプが高いことが認められる。また、実施例５，６と比較例３，４とを比較すると、各実施例の方が混練直後のスランプが高いことが認められる。また、実施例１２，１３と比較例１０，１１とを比較すると、各実施例の方が混練直後のスランプが高いことが認められる。つまり、硫酸カリウム及びＡＥ減水剤の含有量が本願発明の範囲であるセメント組成物を用いることで、ＡＥ減水剤を含有する場合であっても、セメントの種類に影響されることなく、混練直後の混練物に良好な流動性（スランプ）を付与することが可能となる。
【００４５】
また、実施例２，３と比較例１，２とを比較し、実施例５，６と比較例３，４とを比較し、実施例１２，１３と比較例１０，１１とを比較すると、混練直後のスランプと９０分後のスランプとの差は、各実施例の方が小さいことが認められる。つまり、混練直後からの流動性の経時的な低下を各実施例の方が少なくすることが可能となる。
【００４６】
また、実施例７，８と比較例５，６とを比較すると、各実施例の方が混練直後のスランプが高いことが認められ、実施例９，１０と比較例７，８とを比較すると、各実施例の方が混練直後のスランプが高いことが認められる。つまり、硫酸カリウム及びＡＥ減水剤の含有量が本願発明の範囲であるセメント組成物を用いることで、ＡＥ減水剤の種類に影響されることなく、混練直後の混練物に良好な流動性（スランプ）を付与することが可能となる。
【００４７】
各実施例と比較例９とを比較すると、各実施例の方が混練直後のスランプが高いことが認められる。つまり、硫酸カリウム及びＡＥ減水剤の含有量が本願発明の範囲であるセメント組成物を用いることで、ＡＥ減水剤に代えて高性能ＡＥ減水剤を使用することでは得られない混練直後の混練物の良好な流動性（スランプ）を得ることが可能となる。
【００４８】
また、実施例２，３のそれぞれにおける混練直後のスランプと混練後９０分のスランプとの差と、比較例１，２のそれぞれにおける混練直後のスランプと混練後９０分のスランプとの差を比較すると、各実施例のスランプの差の方が各比較例のスランプの差よりも小さいことが認められる。つまり、実施例２，３のセメント組成物（セメント混練物）とすることで、比較例１，２のセメント組成物（セメント混練物）よりも経時的なスランプの低下を抑制することができる。
【００４９】
また、実施例５，６のそれぞれにおける混練直後のスランプと混練後９０分のスランプとの差と、比較例３，４のそれぞれにおける混練直後のスランプと混練後９０分のスランプとの差を比較すると、各実施例のスランプの差の方が各比較例のスランプの差よりも小さいことが認められる。つまり、実施例５，６のセメント組成物（セメント混練物）とすることで、比較例３，４のセメント組成物（セメント混練物）よりも経時的なスランプの低下を抑制することができる。
【００５０】
また、実施例１２，１３のそれぞれにおける混練直後のスランプと混練後９０分のスランプとの差と、比較例１０，１１のそれぞれにおける混練直後のスランプと混練後９０分のスランプとの差を比較すると、各実施例のスランプの差の方が各比較例のスランプの差よりも小さいことが認められる。つまり、実施例１２，１３のセメント組成物（セメント混練物）とすることで、比較例１０，１１のセメント組成物（セメント混練物）よりも経時的なスランプの低下を抑制することができる。
【００５１】
また、実施例７〜１０のそれぞれにおける混練直後のスランプと混練後９０分のスランプとの差を見ると、０．５ｃｍ以上２ｃｍ以下の範囲の比較的小さい数値になることが認められる。つまり、実施例７〜１０のセメント組成物（セメント混練物）とすることで、経時的なスランプの低下を抑制することができる。