(57)【要約】【課題】  ポルトランドセメントと高炉スラグとよりなる高炉セメントを使用し、上記高炉スラグが元来有する高い流動性を有すると共に、かかる流動性の経時的な低下が小さい、高炉セメント使用のコンクリート組成物を提供する。【解決手段】  ブレーン比表面積３０００〜４０００ｃｍ２／ｇのポルトランドセメント３５〜６５質量％とブレーン比表面積３５００〜５０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ３５〜６５質量％よりなる高炉セメント、骨材、セメント分散剤及び水よりなり、上記水セメント比は４０〜６５％であることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーン比表面積３０００ｃｍ２／ｇ以上、４０００ｃｍ２／ｇ以下のポルトランドセメント３５〜６５質量％とブレーン比表面積３８００ｃｍ２／ｇを超え、５０００ｃｍ２／ｇ以下の高炉スラグ３５〜６５質量％よりなる高炉セメント、骨材、セメント分散剤及び水よりなることを特徴とするコンクリート組成物。
【請求項２】
ポルトランドセメントのブレーン比表面積が３２００ｃｍ２／ｇ以上、３７００ｃｍ２／ｇ未満である請求項１記載のコンクリート組成物。
【請求項３】
高炉スラグのブレーン比表面積が３９００ｃｍ２／ｇ以上、４４００ｃｍ２／ｇ以下である請求項１記載のコンクリート組成物。
【請求項４】
水セメント比が４０〜６５％である請求項１、２または３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、新規なコンクリート組成物に関するものである。さらに詳しくは、高炉セメントを使用したコンクリート組成物において、高炉セメントを構成するポルトランドセメントと高炉スラグの比表面積を調整することにより、高炉セメントの元来有する高い流動性を維持すると共に、かかる流動性の経時的な低下が小さいコンクリート組成物を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球環境問題の観点から、廃棄物、副産物の有効利用が重要な課題となってきている。大量処理の観点から、建設材料、特にセメント系材料への有効利用に期待されるところが大きい。製鉄所から発生する高炉スラグは、アルカリ刺激による潜在水硬性を有すると共に、流動性の向上効果をも有することから、高炉セメントとして広く利用されている。
【０００３】
しかしながら、高炉セメントを使用したコンクリート組成物は、高炉スラグの効果により高い流動性を有するものの、時間の経過に伴う流動性の低下が大きいという問題を有していた。
【０００４】
従来、上記高炉セメントの製造において、粉砕工程の改良によって初期強度を改善する方法は提案されている（特許文献１）が、上記流動性の低下を解決するものではなく、高炉セメントを使用するコンクリート組成物において、未だに大きな問題とされているのが現状である。
【０００５】
そのため、高炉セメントを使用したコンクリート組成物の製造時には、このような流動性の低下を予め予測して、現場での作業性が確保されるよう単位水量あるいはセメント分散剤の添加量を決定していたが、安定して良好な流動性を確保することは困難であった。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１２９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高炉セメントを使用したコンクリート組成物において、高い流動性を有すると共に、流動性の経時的な低下が小さいコンクリート組成物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】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を行ってきた。その結果、上記コンクリート組成物の流動性および流動性の経時的な低下は、高炉セメントを構成するポルトランドセメントおよび高炉スラグの比表面積と密接な関係があることについて知見を得た。かかる知見に基づき、更に研究を重ねた結果、ポルトランドセメントおよび高炉スラグの比表面積を特定範囲に調整することにより、高炉スラグによる高い流動性を発現すると共に、流動性の経時的な低下を高度に抑制することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、ブレーン比表面積３０００ｃｍ２／ｇ以上、４０００ｃｍ２／ｇ以下のポルトランドセメント３５〜６５質量％とブレーン比表面積３８００ｃｍ２／ｇを超え、５０００ｃｍ２／ｇ以下の高炉スラグ３５〜６５質量％よりなる高炉セメント、骨材、セメント分散剤及び水よりなることを特徴とするコンクリート組成物である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高炉セメントを使用したコンクリート組成物において、高炉スラグによる高い流動性を維持しながら、かかる流動性の経時的な低下を効果的に抑制することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１２】
本発明において、高炉セメントを構成するポルトランドセメントは、ポルトランドセメントクリンカーと石膏とからなる組成物であれば、特に制限なく使用することができる。実用上は、普通、早強、中庸熱及び低熱等の各種ポルトランドセメントが好適に使用できる。
【００１３】
本発明において、ポルトランドセメントとして普通ポルトランドセメントを使用する場合は、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０「ポルトランドセメント」に規定された無機質混合材を含有してもよい。
【００１４】
本発明において、ポルトランドセメントのブレーン値は３０００ｃｍ２／ｇ以上、４０００ｃｍ２／ｇ以下に調整されることが重要である。上記ブレーン値が４０００ｃｍ２／ｇを超えると、後述の高炉スラグのブレーン値の範囲で、得られるコンクリートの初期の流動性を高く維持することが困難となると共に、流動性の経時的な低下も大きくなる。一方、３０００ｃｍ２／ｇより小さいと、得られるコンクリートの初期の流動性は向上するが、流動性の経時的な低下が大きくなる。得られるコンクリートの初期の流動性を維持しながら、流動性の経時的な低下をより小さくする好適な範囲として、３２００ｃｍ２／ｇ以上、３７００ｃｍ２／ｇ未満に調整されることが望ましい。
【００１５】
本発明において、ポルトランドセメントの調整方法は、ポルトランドセメントクリンカー、石膏および無機質混合材が所定の割合に配合される方法であれば特に制限なく使用できる。それぞれの成分を個別に粉砕したものを混合する方法、任意の２成分を同時に粉砕し、別途粉砕した残りの１成分と混合する方法、全ての成分を同時に粉砕する方法等が使用できる。
【００１６】
本発明において、高炉セメントを構成する高炉スラグは、製鉄所より副産物として発生する高炉スラグを粉砕したものであれば、特に制限なく使用することができる。
【００１７】
本発明において、高炉スラグは、石膏を含有してもよい。この場合、高炉スラグ及び石膏をそれぞれ個別に粉砕したものを混合してもよいし、同時に粉砕されたものを使用してもよい。
【００１８】
本発明において、高炉スラグのブレーン値は３８００ｃｍ２／ｇを超え、５０００ｃｍ２／ｇ以下に調整されることが重要である。上記ブレーン値が３８００ｃｍ２／ｇ以下である場合、前記ポルトランドセメントのブレーン値との組合せにおいて、得られるコンクリート組成物の初期の流動性は向上するが、流動性の経時的な低下が大きくなる。また、５０００ｃｍ２／ｇを超えると、得られるコンクリート組成物の初期の流動性が低下すると共に、流動性の経時的な低下も大きくなる。得られるコンクリート組成物の初期の流動性を維持しながら、流動性の経時的な低下をより小さくする好適な範囲として、３９００ｃｍ２／ｇ以上、４４００ｃｍ２／ｇ以下に調整されることが望ましい。  
本発明において、高炉セメントのポルトランドセメントと高炉スラグとの混合割合は、ポルトランドセメントの含有率が３５〜６５質量％に調整されることが重要である。上記ポルトランドセメントの含有率が６５質量％を超えると、得られるコンクリート組成物の初期の流動性が低下するとともに、経時的な低下が大きくなる。また、３５重量％に満たない場合は、硬化後のコンクリート組成物の強度が低下するため好ましくない。
【００１９】
本発明において、高炉セメント中の石膏の合計量は、ＳＯ３換算で高炉セメントの０．５〜５．０質量％に調整されることが望ましい。０．５質量％未満では、凝結調整効果が発揮されず、ポルトランドセメント中の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の水和が活発となり、十分な施工時間を確保することが出来ない。また、５．０質量％を超えると、ポルトランドセメント中の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と石膏あるいは高炉スラグと石膏との水和反応が促進されるため流動性が低下する。
【００２０】
本発明において、高炉セメントは、ブレーン値が上述の範囲に調整されたポルトランドセメントと高炉スラグとを、上述の含有率になるよう混合することにより製造される。
【００２１】
本発明において、ポルトランドセメントと高炉スラグとを混合する方法は、特に制限されない。公知の混合機により予め混合し高炉セメントとする方法、コンクリート組成物の製造時にそれぞれ個別に添加する方法等が使用できる。
【００２２】
本発明において、コンクリート組成物の水セメント比は、４０〜６５％に調整されることが望ましい。４０％より小さい場合、セメントの水和反応が活発になり、流動性の経時的な低下が大きくなり好ましくない。６５％を超えると、硬化後のコンクリート組成物の強度が低下するため好ましくない。
【００２３】
本発明において、細骨材及び粗骨材は、一般にコンクリートに使用されるものであれば、特に制限なく使用できる。
【００２４】
上記細骨材を具体的に例示すれば、川砂、海砂、山砂、丘砂、硬質砂岩砕砂、石灰岩砕砂、高炉スラグ砕砂等が挙げられる。また、上記粗骨材を具体的に例示すれば、川砂利、硬質砂岩砕石、石灰岩砕石、高炉スラグ砕石等が挙げられる。
【００２５】
本発明において、セメント分散剤は、高炉セメントを分散させる効果を有するものであれば特に限定されない。
【００２６】
上記セメント分散剤を具体的に例示すれば、ＡＥ減水剤、流動化剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等が挙げられる。
【００２７】
本発明において、コンクリート組成物を製造する方法は、特に制限されない。コンクリートミキサなど公知の混合機が好適に使用できる。
本発明のコンクリート組成物は、本発明を構成する高炉セメント、骨材、セメント分散剤及び水の他に、本発明の効果を著しく阻害しない範囲で、空気量調製剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、防錆剤、分離低減剤、増粘剤、膨張材、鉱物質微粉末、石膏等を添加配合しても構わない。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例により本発明の構成および効果を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
実施例１〜５
ブレーン値４０１０ｃｍ２／ｇの高炉スラグ４２質量％と表２に示すブレーン値の異なる５種類の普通ポルトランドセメント５８質量％とを混合することにより高炉セメントを得た。普通ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメントクリンカー９４質量％と２水石膏６質量％とを混合粉砕し所定のブレーン値に調整したものである。この高炉セメントと、水、細骨材、粗骨材及びセメント分散剤を表１に示す割合で配合したコンクリート組成物を調整し、コンクリートのスランプ値の経時変化を３０分まで測定した。試験は、３４±１℃に調整した恒温室で行った。結果を表２に示す。
【００３０】
なお、スランプの残存率は、以下のとおり算出した。
【００３１】
スランプの残存率（％）＝各経過時点のスランプ／直後のスランプ×１００
実施例６〜７
ブレーン値３４５０ｃｍ２／ｇの普通ポルトランドセメントを使用し、表２に示すブレーン値の異なる２種類の高炉スラグを使用した以外は、実施例１〜５と同様の試験を行った。結果を表２に示す。
【００３２】
比較例１〜３
表２に示すブレーン値の異なる３種類の普通ポルトランドセメントを使用した以外は、実施例１〜５と同様の試験を行った。結果を表２に示す。
【００３３】
比較例４〜５
ブレーン値３４５０ｃｍ２／ｇの普通ポルトランドセメントを使用し、表２に示すブレーン値の異なる２種類の高炉スラグを使用した以外は、実施例１〜５と同様の試験を行った。結果を表２に示す。
【００３４】
表２に示すように、本発明により製造されたコンクリート組成物は、練り混ぜ直後の流動性が高く、流動性の経時的な低下も小さいことがわかる。
【００３５】
【表１】
2005272260.tif 000002
【００３６】
【表２】
2005272260.tif 000003
実施例８及び比較例６、７
実施例４において、高炉スラグと普通ポルトランドセメントとの混合割合を表3に示す割合として高炉セメントを得た以外は、実施例４と同様にしてコンクリート組成物を得、実施例１〜５と同様の試験を行った。結果を表３に併せて示す。
【００３７】
【表３】
2005272260.tif 000004