(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントおよび塩素バイパスダストを含み、
前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、前記セメント１００質量部に対して０．１２〜０．１６質量部の割合で含まれており、且つ下記式：
Ｐ＝（前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（前記塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜０．４４であること、
を特徴とする蒸気養生製品用セメント組成物。
【請求項２】
セメントおよび塩素バイパスダスト、細骨材および水を含み、
前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、前記セメント１００質量部に対して０．１２〜０．１６質量部の割合で含まれており、且つ下記式：
Ｐ＝（前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（前記塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜０．４４であること、
を特徴とする蒸気養生製品用モルタル。
【請求項３】
セメントおよび塩素バイパスダスト、細骨材、粗骨材、混和剤および水を含み、
前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、前記セメント１００質量部に対して０．１２〜０．１６質量部の割合で含まれており、且つ下記式：
Ｐ＝（前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（前記塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜０．４４であること、
を特徴とする蒸気養生製品用コンクリート。
【請求項４】
セメントおよび塩素バイパスダストを混合する工程を有する蒸気養生製品用セメント組成物の製造方法であって、
前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、前記セメント１００質量部に対して０．１２〜０．１６質量部の割合で含まれ、且つ下記式：
Ｐ＝（前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（前記塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜０．４４となるように混合すること、
を特徴とする蒸気養生製品用セメント組成物の製造方法。
【請求項５】
セメントおよび塩素バイパスダストを混合する工程を有する蒸気養生製品用セメント組成物の強度改善方法であって、
前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、前記セメント１００質量部に対して０．１２〜０．１６質量部の割合で含まれ、且つ下記式：
Ｐ＝（前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（前記塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜０．４４となるように混合すること、
を特徴とする蒸気養生製品用セメント組成物の強度改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気養生製品用セメント組成物並びにこれを用いた蒸気養生製品用モルタル及び蒸気養生製品用コンクリートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート二次製品は一般に、コンクリートの成形工程、前養生工程、蒸気養生工程を経て製造され、このような蒸気養生工程を経て製造されるコンクリート二次製品は、蒸気養生製品と称される。このような蒸気養生製品用コンクリートの製造には、一般にセメント、無水石膏等からなるセメント組成物が使用される（例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３５８４７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のセメント組成物においては、コンクリート又はモルタルの蒸気養生直後の脱型時における圧縮強度（以下、「脱型強度」という）が十分とは言えなかった。
【０００４】
そこで、本発明は、蒸気養生後の脱型強度を十分に向上させることができる蒸気養生製品用セメント組成物、並びにこれを用いた蒸気養生製品用モルタルおよび蒸気養生製品用コンクリート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】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、モルタル又はコンクリートの蒸気養生後の脱型強度の増加に、従来、その処分に苦慮していた塩素バイパスダストの特定条件下での使用が効果的であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明は、セメントおよび塩素バイパスダストを含み、塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、セメント１００質量部に対して０．１１〜１．６質量部の割合で含まれており、且つ下記式：
Ｐ＝（前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（前記塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜１．４であることを特徴とする蒸気養生製品用セメント組成物である。
【０００７】
この蒸気養生製品用セメント組成物によれば、当該セメント組成物、細骨材および水を含む蒸気養生製品用モルタル、又は、当該セメント組成物、細骨材、粗骨材、混和剤および水を含む蒸気養生製品用コンクリートの蒸気養生後の脱型強度を十分に向上させることができる。また、従来、その処分に苦慮していた塩素バイパスダストの有効利用も図られる。
【０００８】
なお、塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの割合がセメント１００質量部に対して０．１１質量部未満である場合、１．６質量部を超える場合には、蒸気養生製品用セメント組成物を用いたコンクリート又はモルタルの蒸気養生後の脱型強度を十分に向上させることができない。Ｐが上記範囲を外れる場合も同様である。
【０００９】
また本発明は、セメントおよび塩素バイパスダスト、細骨材および水を含み、前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、前記セメント１００質量部に対して０．１１〜１．６質量部の割合で含まれており、且つ下記式：
Ｐ＝（前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（前記塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜１．４であることを特徴とする蒸気養生製品用モルタルである。
【００１０】
この蒸気養生製品用モルタルによれば、当該蒸気養生製品用モルタルの蒸気養生後の脱型強度を十分に向上させることができる。また、従来、その処分に苦慮していた塩素バイパスダストの有効利用も図られる。
【００１１】
また本発明は、セメントおよび塩素バイパスダスト、細骨材、粗骨材、混和剤および水を含み、前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、前記セメント１００質量部に対して０．１１〜１．６質量部の割合で含まれており、且つ下記式：
Ｐ＝（前記塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（前記塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜１．４であることを特徴とする蒸気養生製品用コンクリートである。
【００１２】
この蒸気養生製品用コンクリートによれば、当該蒸気養生製品用コンクリートの蒸気養生後の脱型強度を十分に向上させることができる。また、従来、その処分に苦慮していた塩素バイパスダストの有効利用も図られる。
【００１３】
本発明の蒸気養生製品用セメント組成物、蒸気養生製品用モルタル及び蒸気養生製品用コンクリートにおいては、Ｐが０．５〜１．４であることが好ましい。
【００１４】
この場合、セメント組成物を用いたコンクリート又はモルタルの蒸気養生製品の蒸気養生後の脱型強度をより十分に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のセメント組成物、蒸気養生製品用コンクリートおよび蒸気養生製品用モルタルによれば、モルタルおよびコンクリートの蒸気養生後の脱型強度を十分に向上させることができ、従来、その処分に苦慮していた塩素バイパスダストの有効利用も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
（蒸気養生製品用セメント組成物）
本発明の蒸気養生製品用セメント組成物は、セメントおよび塩素バイパスダストを含み、塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、セメント１００質量部に対して０．１１〜１．６質量部の割合で含まれており、且つ下記式：
Ｐ＝（塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの質量）／（塩素バイパスダストに由来する遊離石灰の質量）１／２
で表されるＰが０．１４〜１．４であることを特徴とする。
【００１８】
この蒸気養生製品用セメント組成物によれば、当該セメント組成物、細骨材および水を含む蒸気養生製品用モルタル、又は、当該セメント組成物、細骨材、粗骨材、混和剤および水を含む蒸気養生製品用コンクリートの蒸気養生後の脱型強度を十分に向上させることができる。
【００１９】
なお、塩化物イオン量は、セメント１００質量部に対して１．６質量部を若干超過しても、コンクリート及びモルタルの流動性や強度発現に大きな悪影響を及ぼす。
【００２０】
一方、塩化物イオン量は、セメント１００質量部に対して０．１１質量部未満であると、脱型強度が大きく低下する。
【００２１】
「塩素バイパスダスト」とは、セメント製造において、原燃料から持ち込まれる塩素化合物を、クリンカー焼成過程で低減するための設備で発生する粉粒体を言う。より詳しくは、ＳＰ方式（多段サイクロン予熱方式）またはＮＳＰ方式（仮焼炉付多段サイクロン予熱方式）によるセメント製造方式が適用されるセメント製造装置であって、原燃料を予熱する予熱部及び予熱部で予熱された原燃料を焼成して原燃料中に含まれる塩化物を揮発させて除去するロータリキルンを備えるセメント製造装置において、予熱部から焼成用ロータリーキルンの投入口までの範囲で、主としてそれ以降のキルン内焼成帯までの高温処理で揮発し、その燃焼ガスとともに予熱部又は仮焼部に逆流する塩素化合物を含む高温ガスの一部を抽出し、冷却過程で凝縮する成分をも含む粉粒体を集塵機で捕集して得られるものを言う。
【００２２】
コンクリートおよびモルタルの蒸気養生後の脱型強度は、セメント組成物中の塩素バイパスダストから持ち込まれる塩化物イオン量のみならず、この塩化物イオン量と、塩素バイパスダストに由来する遊離石灰量との比が大きく関係し、この関係は、従来ではみられなかった新たな知見である。即ち、コンクリート及びモルタルの蒸気養生後の脱型強度が、塩素バイパスダストに由来する塩化物イオン量の増加につれて向上するものの、その効果は塩素バイパスダスト中に混在する活性な遊離石灰によって阻害される。このため、両者の比が脱型強度の指標になるものと考えられる。なお、遊離石灰の質量についてその平方根を採用した理由は、脱型強度と塩化物イオン量／（遊離石灰量）１／２との関係が線形になることによる。
【００２３】
Ｐは好ましくは０．５０〜１．４である。この場合、Ｐがこの範囲を外れる場合と比較して、コンクリートおよびモルタルの蒸気養生後の脱型強度をより十分に向上させることができる。
【００２４】
Ｐの値の調整は、例えば塩素バイパスダストをオートサンプラーにて採取し、塩化物イオン量、遊離石灰量を測定し、目的範囲となるものを採取することにより行うことができる。こうして塩素バイパスダスト中の塩化物イオンの含有率が分かれば、塩素バイパスダストの質量から、塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンの量が決定される。このため、セメント１００質量部に対する塩化物イオンの量を０．１１〜１．６質量部の範囲にするためには、セメントに対して投入する塩素バイパスダストの量を適宜調整すればよい。
【００２５】
なお、塩素バイパスダストの構成成分は、抽気する部位や抽気条件（抽気ガス量、ガス温度、同伴する原料または仮焼原料量）によって大幅に異なる。主要な構成成分としては、揮発成分に由来する塩化カリウム、ＩＩ型無水石膏、硫酸塩等のほかに、仮焼原料（遊離石灰を含む）を挙げることができる。また、粉粒体の粒度組成も異なる。ちなみに、塩素バイパスダスト中の主要構成成分を例示すると、次の通りである。即ち、塩化物イオンが１〜４０質量％、より一般的には５〜３５質量％であり、Ｎａ２Ｏが０．１〜５質量％、より一般的には０．５〜３質量％であり、Ｋ２Ｏが２〜３５質量％、より一般的には５〜３０質量％であり、全ＣａＯが５〜６０質量％であり、遊離石灰（f.ＣａＯ）が２〜４０質量％、より一般的には５〜３５質量％である。各構成成分の種類によってコンクリートおよびモルタルの物性への影響度が異なる。
【００２６】
セメントとしては、例えばポルトランドセメント、高炉セメント等を用いることができる。ポルトランドセメントとしては、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００３「ポルトランドセメント」に記載されている各種のポルトランドセメントが使用でき、使用するポルトランドセメントの種類は、設計強度および経済性等を考慮して決定される。また、高炉セメントとしては、ＪＩＳ Ｒ ５２１１:２００３「高炉セメント」に記載されているものが問題なく使用できるが、より好ましくは高炉セメントＡ種またはB種である。
【００２７】
（蒸気養生製品用モルタルおよびコンクリート）
本発明の蒸気養生製品用モルタルは、セメントおよび塩素バイパスダスト、細骨材および水を含み、塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、セメント１００質量部に対して０．１１〜１．６質量部の割合で含まれており、且つ上記式で表されるＰが０．１４〜１．４であることを特徴とする。
【００２８】
また本発明の蒸気養生製品用コンクリートは、セメントおよび塩素バイパスダスト、細骨材、粗骨材、混和剤および水を含み、塩素バイパスダストに由来する塩化物イオンが、セメント１００質量部に対して０．１１〜１．６質量部の割合で含まれており、且つＰが０．１４〜１．４であることを特徴とする。
【００２９】
セメントおよび塩素バイパスダストとしては、上記と同様のものが用いられる。細骨材としては、例えば海砂が用いられ、粗骨材としては、例えば砕石が用いられる。混和剤としては、ＪＩＳ  Ｒ  ６２０４：２０００「コンクリート用化学混和剤」に記載されている、スルフォン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤あるいは高性能ＡＥ減水剤の何れもが使用できるが、中でも、初期強度（脱型強度）発現性の点から、ポリカルボン酸系の減水剤あるいは高性能ＡＥ減水剤が特に好ましい。なお、蒸気養生製品用モルタルにおいては、上記混和剤が含まれていてもよい。
【００３０】
本発明の蒸気養生製品用モルタルおよびコンクリートを製造する場合、セメント組成物のうち、塩素バイパスダスト（粉粒体）は、モルタルあるいはコンクリートの練混ぜ時に骨材、化学混和剤等、モルタルまたはコンクリート調製の際に添加される他の材料とともに混合しても良いが、取扱い性（二次製品工場のサイロの数に限りがあることや、セメントとダストの２系統の輸送コストがかかることなど）の点から、セメントの粉砕時にセメントクリンカーおよび石膏とともに混合粉砕するか、または高炉スラグの微粉砕時に混合粉砕し、これを骨材、化学混和剤等、モルタルまたはコンクリート調製の際に添加される他の材料とともに混合して用いることがより好ましい。
【００３１】
本発明のセメント組成物と、骨材および水とを混練して調製したモルタルまたはコンクリートは、成形、蒸気養生して硬化体となる。本発明のセメント組成物は、使用するセメントの種類（高炉スラグ混入率）にもよるが、通常は２０〜６０分の前養生時間を取れば、２〜５時間の蒸気養生後に、強度特性に優れた硬化体を与える。
【００３２】
本発明のセメント組成物は、流し込み製品、即時脱型製品、セメントボード、遠心成型製品など、二次製品全般に使用できる。また、本発明のセメント組成物は、オートクレーブ養生を行うＡＬＣ製品などにも使用できる。
【実施例】
【００３３】
以下に、実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３４】
＜使用材料＞
（１）セメント
セメントとして、宇部興産（株）製の高炉セメントＢ種を用いた。この高炉セメント中の塩化物イオン含有率は、０．０１１質量％および遊離石灰量含有量は０．２１質量％である。
（２）塩素バイパスダスト
塩素バイパスダストとしては、表１に示すように、塩化物イオンおよび遊離石灰としての生石灰量が互いに異なる塩素バイパスダストＡ及び塩素バイパスダストＢの２種類を用いた。なお、表１中の塩化物イオンの含有率については、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０２：１９９９「ポルトランドセメントの化学分析方法」、その他の成分、即ち酸化ナトリウム、酸化カリウムの含有率については、ＪＩＳ  Ｍ  ８８５３：１９９８「セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学分析方法」に準じて測定した。
【表１】
0004695981.tif 000002
（３）細骨材
細骨材としては、海砂（表乾密度２．５７ｇ／ｃｍ３、吸水率１．９７%、粗粒率 ２．７１）を用いた。
（４）粗骨材
粗骨材としては、砕石２００５（表乾密度 ２．７２ｇ／ｃｍ３、吸水率０．５７%、粗粒率 ６．５８）を用いた。
（５）混和剤
混和剤としては、花王（株）製 マイティ２１ＶＳ（カルボキシル基含有ポリエーテル系化合物）からなる減水剤を用いた。
（６）練混ぜ水
練混ぜ水としては、水道水を用いた。
【００３５】
（実施例１〜２、参考例３〜５）
以下のようにして蒸気養生製品用モルタルを作製した。即ち、高炉セメント及び塩素バイパスダストからなるセメント組成物、細骨材並びに、混和剤を含む水（すなわち、混和剤＋水）を、２０℃の恒温室においてホバートミキサで３分間混練し、モルタルを調整した。このとき、混練した各成分の組成は、表２に示す通りとし、使用した塩素バイパスダストの種類は表３に示す通りとした。また、モルタルのフローは、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」記載のフローコーンを用いた０打でのフローが２００ｍｍとなるように、混和剤添加量で調整した。
【表２】
0004695981.tif 000003
【００３６】
上記のようにして得られたモルタルを圧縮強度試験用の供試体とし、５０ｍｍ×高さ１００ｍｍの円筒形鋼製型枠で成形した。この成形体について、混練開始から３０分間の前養生時間が経過した後、温度７０℃、相対湿度９８％に保った恒温恒湿器に入れ４時間の蒸気養生を行い、硬化体を得た。養生終了後、恒温恒湿器から硬化体を取り出し、当該硬化体について、ＪＩＳＡ １１０８：１９９９「コンクリートの圧縮試験方法」に規定されている方法に準じて脱型強度を測定した。結果を表３に示す。また、Ｐと脱型強度との関係を図１に示す。更に、当該硬化体について、蒸気養生終了後、気中養生した場合の材齢１４日強度も測定した。結果を表３に示す。
【００３７】
（比較例１）
塩素バイパスダストを水に投入しなかったこと以外は実施例２と同様にしてモルタルを調整し、このモルタルから、実施例１と同様にして硬化体を得た。そして、この硬化体について、実施例１と同様にして脱型強度及び材齢１４日強度を測定した。結果を表３に示す。
【００３８】
（参考例６）
以下のようにして蒸気養生製品用コンクリートを作製した。即ち、まず高炉セメント及び塩素バイパスダストＢからなるセメント組成物、細骨材、粗骨材並びに混和剤を含む水を、２０℃の恒温室において強制２軸ミキサで２分間混練し、コンクリートを調整した。このとき、混練した各成分の組成は、表２に示す通りとし、コンクリートのスランプは、ＪＩＳ  Ａ  １１０１：１９９７「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠して測定した。目標スランプは８ｃｍとし、スランプの調整は、混和剤の添加量を調整することにより行った。
【００３９】
上記のようにして得られたコンクリートを圧縮強度試験用の供試体とし、径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの円筒形鋼製型枠で成形した。この成形体について、混練開始から３０分間の前養生時間が経過した後、湿度９８％に保った恒温恒湿器に入れ、最高温度７０℃まで５５℃／ｈで昇温し、昇温時間を含めて４時間の蒸気養生を行い、硬化体を得た。養生終了後、恒温恒湿器から硬化体を取り出し、この硬化体について、実施例１と同様にして脱型強度を測定した。また、当該硬化体について、実施例１と同様にして材齢１４日強度も測定した。これらの結果を表３に示す。
【００４０】
（比較例２）
塩素バイパスダストを水に投入しなかったこと以外は参考例６と同様にしてコンクリートを調製し、このコンクリートから、参考例６と同様にして硬化体を得た。そして、この硬化体について、実施例１と同様にして脱型強度及び材齢１４日強度を測定した。結果を表３に示す。
【表３】
0004695981.tif 000004
【００４１】
実施例１〜２、参考例３〜５及び比較例１の結果より、セメントと組合せて使用する塩素バイパスダストに由来する塩化物イオン量がセメント１００質量部に対して０．１１質量部〜１．６質量部の範囲にあり、且つＰが０．１４〜１．４の範囲にあれば、比較例１（BB単味）に比べて脱型強度に優れていることがわかる。
【００４２】
また、参考例６及び比較例２の結果からも、セメントと組合せて使用する塩素バイパスダストに由来する塩化物イオン量がセメント１００質量部に対して０．１１質量部〜１．６質量部の範囲にあり、且つＰが０．１４〜１．４の範囲にあれば、比較例２（BB単味）に比べて脱型強度に優れていることがわかる。
【００４３】
なお、この場合の脱型強度は、塩素バイパスダストに由来する遊離石灰量が増加すると抑制され、遊離石灰量を限定する必要があることを意味している。また、実施例１〜２、参考例３〜６に係るセメント組成物を使用した場合の混和剤添加率は、塩素バイパスダストを使用しない比較例１，２（BB単味）とほぼ同等であり、流動性に大きな悪影響を及ぼすこともない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１〜２、参考例３〜６に係るモルタル及びコンクリートの脱型強度とＰとの関係を示すグラフである。
【図１】
0004695981.tif 000005