(57)【要約】【課題】  施工が簡易でコストの低廉でかつ鉄筋コンクリート構造物内の鋼材の腐食を防止し得る方法等を提供する。【解決手段】  鉄筋により構成される鉄筋構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、アルミナセメントと海水と細骨材と粗骨材をを練り混ぜて流動体状のフレッシュコンクリートを生成し、このフレッシュコンクリートを型枠内に充填して鉄筋構造体を埋設して硬化させた。この供試体ＡＬＳの鉄筋（かぶり２０ｍｍ、４０ｍｍ、７０ｍｍ）の表面の腐食面積は、水道水配合型普通ポルトランドセメントコンクリートＰＣＷや水道水配合型アルミナセメントコンクリートＡＬＳに比べて少なく、鉄筋の腐食防止効果が高い。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナセメントと、溶質として少なくとも塩化ナトリウムを含む水溶液である海水と、細骨材と、粗骨材を構成材料とし、これらを練り混ぜて流動体状のフレッシュコンクリートを生成した後に硬化させたことを特徴とする海水配合型アルミナセメントコンクリート。
【請求項２】
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
前記海水の単位質量あたり、ナトリウムイオン（Ｎａ+）が９２５０〜９３５０ｐｐｍ、マグネシウムイオン（Ｍｇ2+）が１１００〜１２００ｐｐｍ、カルシウムイオン（Ｃａ2+）が３００〜４００ｐｐｍ、カリウムイオン（Ｋ+）が３００〜４００ｐｐｍ、塩化物イオン（Ｃｌ-）が１７０５０〜１７１５０ｐｐｍ、硫酸イオン（ＳＯ42-）が２３５０〜２４５０ｐｐｍ、炭酸イオン（ＣＯ32-）が５０〜１５０ｐｐｍの比率で含有されること
を特徴とする海水配合型アルミナセメントコンクリート。
【請求項３】
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
前記アルミナセメントは、カルシウムアルミネート（ｍＣａＯ・ｎＡｌ2Ｏ3、ｍ及びｎは自然数）を含むこと
を特徴とする海水配合型アルミナセメントコンクリート。
【請求項４】
請求項３記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
前記アルミナセメントは、モノカルシウムアルミネート（ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）を主成分とすること
を特徴とする海水配合型アルミナセメントコンクリート。
【請求項５】
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
鋼からなる鉄筋により構成される鉄筋構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、前記練り混ぜた後のフレッシュコンクリートを前記型枠内に充填して前記鉄筋構造体の一部又は全体を前記フレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートと前記鉄筋構造体が外力に対し一体となって抵抗するように構成されたこと
を特徴とする海水配合型アルミナセメントコンクリート。
【請求項６】
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
鋼からなる鉄骨により構成される鉄骨構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、前記練り混ぜた後のフレッシュコンクリートを前記型枠内に充填して前記鉄骨構造体の一部又は全体を前記フレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートと前記鉄骨構造体が外力に対し一体となって抵抗するように構成されたこと
を特徴とする海水配合型アルミナセメントコンクリート。
【請求項７】
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
高い張力に抵抗し得るＰＣ鋼材により構成されるＰＣ鋼材構造体にあらかじめ予張力を導入した状態でコンクリート型枠内に配置した後に、前記練り混ぜた後のフレッシュコンクリートを前記型枠内に充填して前記ＰＣ鋼材構造体の一部又は全体を前記フレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートに前記予張力に起因する圧縮力であるプレストレスをプレテンション式で付与し、前記硬化後のコンクリートが外力に対し抵抗するように構成されたこと
を特徴とする海水配合型アルミナセメントコンクリート。
【請求項８】
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
高い張力に抵抗し得るＰＣ鋼材により構成されるＰＣ鋼材構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、前記練り混ぜた後のフレッシュコンクリートを前記型枠内に充填して前記ＰＣ鋼材構造体の一部又は全体を前記フレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、コンクリート硬化後に個々のＰＣ鋼材に張力を導入し当該張力に起因する圧縮力であるプレストレスを前記硬化後のコンクリートにポストテンション式で付与し、前記硬化後のコンクリートが外力に対し抵抗するように構成されたこと
を特徴とする海水配合型アルミナセメントコンクリート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミナセメントと海水と細骨材と粗骨材を練り混ぜた後に硬化させた海水配合型アルミナセメントコンクリートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンクリートの材料としてポルトランドセメントを用いた鉄筋コンクリートの場合、コンクリート内部はアルカリ性となっており、鉄筋などの鋼材の表面には、２０〜６０マイクロメートル程度の厚さの鉄の水酸化物（γ−Ｆｅ2Ｏ3・ｎＨ2Ｏ、ｎは自然数）の薄い皮膜（以下、「不動態皮膜」という。）が形成されているため電気化学的に安定であり、鋼材は腐食しにくくなっている。
【０００３】
しかし、港湾施設や海洋油田施設などの海岸又は海洋の環境におけるコンクリート構造物は、塩分を含んだ飛沫等に常にさらされているため、塩化物イオン（Ｃｌ-）がコンクリート表面から内部に浸透し、これに伴い鋼材表面の不動態皮膜が破壊され、鋼材の腐食を生じる場合があった。
【０００４】
従来、このような海洋環境下の鉄筋コンクリート構造物における鋼材の腐食防止対策としては、コンクリート部材自体を防食性部材で被覆する方法（特許文献１を参照）、コンクリート表面にコーティングを施す方法、エポキシ樹脂等で塗装した鉄筋を用いる方法などが採用されていた。
【０００５】
しかしながら、上記の対策は、施工が煩雑であったり高価であり、より簡易な施工でかつコストが低廉な鉄筋コンクリート構造物の鋼材腐食防止方法が要請されていた。
【特許文献１】特開平０５−１３２９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、施工が簡易でコストの低廉でかつ鉄筋コンクリート構造物内の鋼材の腐食を防止し得る方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、アルミナセメントと、溶質として少なくとも塩化ナトリウムを含む水溶液である海水と、細骨材と、粗骨材を構成材料とし、これらを練り混ぜて流動体状のフレッシュコンクリートを生成した後に硬化させたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
前記海水の単位質量あたり、ナトリウムイオン（Ｎａ+）が９２５０〜９３５０ｐｐｍ、マグネシウムイオン（Ｍｇ2+）が１１００〜１２００ｐｐｍ、カルシウムイオン（Ｃａ2+）が３００〜４００ｐｐｍ、カリウムイオン（Ｋ+）が３００〜４００ｐｐｍ、塩化物イオン（Ｃｌ-）が１７０５０〜１７１５０ｐｐｍ、硫酸イオン（ＳＯ42-）が２３５０〜２４５０ｐｐｍ、炭酸イオン（ＣＯ32-）が５０〜１５０ｐｐｍの比率で含有されること
を特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
前記アルミナセメントは、カルシウムアルミネート（ｍＣａＯ・ｎＡｌ2Ｏ3、ｍ及びｎは自然数）を含むこと
を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、
請求項３記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
前記アルミナセメントは、モノカルシウムアルミネート（ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）を主成分とすること
を特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
鋼からなる鉄筋により構成される鉄筋構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、前記練り混ぜた後のフレッシュコンクリートを前記型枠内に充填して前記鉄筋構造体の一部又は全体を前記フレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートと前記鉄筋構造体が外力に対し一体となって抵抗するように構成されたこと
を特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
鋼からなる鉄骨により構成される鉄骨構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、前記練り混ぜた後のフレッシュコンクリートを前記型枠内に充填して前記鉄骨構造体の一部又は全体を前記フレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートと前記鉄骨構造体が外力に対し一体となって抵抗するように構成されたこと
を特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項７に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
高い張力に抵抗し得るＰＣ鋼材により構成されるＰＣ鋼材構造体にあらかじめ予張力を導入した状態でコンクリート型枠内に配置した後に、前記練り混ぜた後のフレッシュコンクリートを前記型枠内に充填して前記ＰＣ鋼材構造体の一部又は全体を前記フレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートに前記予張力に起因する圧縮力であるプレストレスをプレテンション式で付与し、前記硬化後のコンクリートが外力に対し抵抗するように構成されたこと
を特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項８に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、
請求項１記載の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいて、
高い張力に抵抗し得るＰＣ鋼材により構成されるＰＣ鋼材構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、前記練り混ぜた後のフレッシュコンクリートを前記型枠内に充填して前記ＰＣ鋼材構造体の一部又は全体を前記フレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、コンクリート硬化後に個々のＰＣ鋼材に張力を導入し当該張力に起因する圧縮力であるプレストレスを前記硬化後のコンクリートにポストテンション式で付与し、前記硬化後のコンクリートが外力に対し抵抗するように構成されたこと
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る海水配合型アルミナセメントコンクリートは、アルミナセメントと、溶質として少なくとも塩化ナトリウムを含む水溶液である海水と、細骨材と、粗骨材を構成材料とし、これらを練り混ぜて流動体状のフレッシュコンクリートを生成した後に硬化させるようにしたものである。このフレッシュコンクリートを鉄筋コンクリート等に適用することにより、海洋環境下で、鉄筋の腐食を防止することができる、という利点がある。また、施工が容易で、かつコストが低廉である、という利点を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に説明する第１実施例は、アルミナセメントと海水と細骨材と粗骨材を構成材料とし、これらを練り混ぜて流動体状のフレッシュコンクリートを生成した後に硬化させるようにした無筋コンクリートである。また、第２実施例は、鋼からなる鉄筋により構成される鉄筋構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、アルミナセメントと海水と細骨材と粗骨材をを練り混ぜて流動体状のフレッシュコンクリートを生成し、このフレッシュコンクリートを型枠内に充填して鉄筋構造体をフレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートと鉄筋構造体が外力に対し一体となって抵抗するような鉄筋コンクリートとしたものである。このように、以下に説明する各実施例は、比較的簡単な施工により、海洋環境下での長期強度の向上、鉄筋コンクリート構造物中の鋼材の腐食防止を低廉なコストで行うことができ、本発明を実現するための構成として最良の形態である。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の第１実施例である海水配合型アルミナセメントコンクリートについて、図面等を参照しながら詳細に説明を行う。
【００１８】
第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートは、アルミナセメントと、練り混ぜ水としての海水と、細骨材と、粗骨材を構成材料とし、これらを練り混ぜて流動体状のフレッシュコンクリートを生成した後に硬化させるようにしたものである。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートは、鉄筋の配置されていないいわゆる「無筋コンクリート」であり、海洋環境下での長期のコンクリート強度を検証するためのものである。
【００１９】
第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートに用いたアルミナセメントの比重、ブレーン比表面積、組成は、以下の表１において「ＡＬ」の縦の欄に示す通りである。ここに、ブレーン比比表面積（ｃｍ2／ｇ）とは、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）に規定されているブレーン空気透過装置を用いて求めた比表面積の値である。ブレーン空気透過装置とは、粉体の単位質量当たりの表面積（比表面積）を試料ベットの空気透過性を利用して試験するための装置である。
【００２０】
【表１】
2005281112.tif 000003
【００２１】
また、上記の表１において「ＰＣ」の縦の欄に示す値は、対比用の普通ポルトランドセメントの比重、ブレーン比表面積、組成を示したものである。
【００２２】
上記の表１に示すように、第１実施例に用いたアルミナセメントにおいては、アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ2Ｏ3）が６０．６重量％で、生石灰（酸化カルシウム：ＣａＯ）が３２．５重量％で、合計が９３．１％と、その大部分を占めている。
【００２３】
次に、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートに使用した骨材の諸元を、表２に示す。
【００２４】
【表２】
2005281112.tif 000004
【００２５】
上記の表２において、細骨材としては川砂を、粗骨材とては川砂利を、それぞれ使用した。第１実施例における細骨材の比重は２．６４で、粗骨材の比重は２．７６となっている。表２において、吸水率（％）とは、表面乾燥飽和状態において骨材粒子の内部に吸収されている自由水の質量（以下、「吸水量」という。）を、その骨材の絶対乾燥状態における骨材質量で除し、その結果を百分率で表した値である。第１実施例における細骨材の吸水率は１．８２％で、粗骨材の吸水率は１．１０％となっている。また、粗粒率とは、骨材のふるい分け試験の結果を用いて、公称寸法が０．１５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍ、２．５ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍ、及び８０ｍｍの各ふるいに留まる累計残留百分率（％）の総和を求め、この総和値を１００で除した値である。一般に、骨材の平均粒径が大きいものほど粗粒率の値は大きくなる。第１実施例における細骨材の粗粒率は２．８９で、粗骨材の粗粒率は６．６６となっている。
【００２６】
次に、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：海水）の配合諸元を、表４に示す。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの配合諸元、例えば、粗骨材の最大寸法、スランプ値、配合の各値は、以下の表３において「ＡＬＳ」の縦の欄に示す通りである。
【００２７】
【表３】
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【００２８】
表３において、Ｇmaxは、粗骨材の最大寸法を示している。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける粗骨材の最大寸法は２５ｍｍとなっている。また、表３において、スランプとは、コンクリートの軟らかさの程度を表すための指標値であり、円錐の上部を切り取った形状のスランプコーンの中にコンクリートを所定の方法で詰めた後に、スランプコーンを取り去り、この際のコンクリート頂部の下がり量を測定した値である。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおけるスランプの値は５．１ｃｍとなっている。
【００２９】
また、表３において、Ａｉｒは、空気量を示している。この空気量は、コンクリートの全体積に占める気泡の全体積の割合を百分率で表した値である。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける空気量は３．５％となっている。また、表３において、Ｗ／Ｃは、水セメント比を示している。この水セメント比は、練り混ぜるコンクリートにおける水の質量をセメントの質量で除した値である。また、表３において、Ｗ／Ｃは、水セメント比を示している。この水セメント比は、練り混ぜるコンクリートにおける水の質量をセメントの質量で除した値である。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける水セメント比は５２．８％となっている。また、表３において、ｓ／ａは、細骨材率を示している。この細骨材率は、コンクリート中において、全骨材の絶対容積に占める細骨材の絶対容積の比率を百分率で表した値である。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける細骨材率は３６％となっている。
【００３０】
また、表３において、Ｗは、単位水量を示している。この単位水量は、単位体積（例えば１立方メートル）のコンクリートを練り混ぜるために使用される練り混ぜ水の質量である。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける単位水量は１５３ｋｇ／ｍ3となっている。また、表３において、Ｃは、単位セメント量を示している。この単位セメント量は、単位体積（例えば１立方メートル）のコンクリートを練り混ぜるために使用されるセメントの質量である。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける単位セメント量は２９０ｋｇ／ｍ3となっている。また、表３において、Ｓは、単位細骨材量を示している。この単位細骨材量は、単位体積（例えば１立方メートル）のコンクリートを練り混ぜるために使用される細骨材の質量である。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける単位細骨材量は７１６ｋｇ／ｍ3となっている。また、表３において、Ｇは、単位粗骨材量を示している。この単位粗骨材量は、単位体積（例えば１立方メートル）のコンクリートを練り混ぜるために使用される粗骨材の質量である。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける単位粗骨材量は１２１２ｋｇ／ｍ3となっている。また、表３において、ＡＥＷＲＡは、単位ＡＥ減水剤量を示している。この単位ＡＥ減水剤量は、単位体積（例えば１立方メートル）のコンクリートを練り混ぜるために使用されるＡＥ減水剤の質量である。ＡＥ減水剤とは、ＡＥ剤と減水剤の両者の効果を兼ね備えた混和剤をいう。ここに、ＡＥ剤とは、その表面活性作用により、コンクリートの練り混ぜ中に、コンクリートの内部に多数の微細な独立した気泡を連行させる能力を持つ混和剤をいい、減水剤とは、その表面活性作用により、所定の軟らかさのコンクリートを造るのに必要な水量を減少させる能力を持つ混和剤をいう。第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートにおける単位ＡＥ減水剤量は２．９ｋｇ／ｍ3となっている。
【００３１】
なお、上記の表３において「ＰＣＷ」の縦の欄に示す値は、対比用の普通ポルトランドセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水）の配合諸元を示したものであり、上記の表４において「ＡＬＷ」の縦の欄に示す値は、対比用のアルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水）の配合諸元を示したものである。また、表３において、ＡＥＡは、単位ＡＥ剤量（ミリリットル／ｍ3）を示している。
【００３２】
次に、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の組成を、表４に示す。
【００３３】
【表４】
2005281112.tif 000006
【００３４】
表４に示すように、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の比重は、１．０２２となっている。また、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水のｐＨは、７．７７となっている。
また、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の単位質量当たりのナトリウムイオン（Ｎａ+）の含有質量比率は、９２９０ｐｐｍとなっている。ここに、ｐｐｍとは、含有される質量が百万分のいくつかであるかを表す無次元量である。したがって、表４の海水１０００キログラム中には、ナトリウムイオン（Ｎａ+）が９２９０グラム（９．２９キログラム）含まれていることになる。また、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の単位質量当たりのカリウムイオン（Ｋ+）の含有質量比率は、３４６ｐｐｍとなっている。また、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の単位質量当たりのカルシウムイオン（Ｃａ2+）の含有質量比率は、３５６ｐｐｍとなっている。また、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の単位質量当たりのマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）の含有質量比率は、１１６７ｐｐｍとなっている。また、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の単位質量当たりの塩化物イオン（Ｃｌ-）の含有質量比率は、１７０８７ｐｐｍとなっている。また、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の単位質量当たりの硫酸イオン（ＳＯ42-）の含有質量比率は、２３７８ｐｐｍとなっている。また、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水の単位質量当たりの炭酸イオン（ＣＯ32-）の含有質量比率は、１１０ｐｐｍとなっている。なお、上記の海水としては、北緯３５゜、東経１３８゜付近の海域の海水を取水して使用した。
【００３５】
上記した諸元を有する第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートの無筋の円柱状供試体（直径１５０ｍｍ、高さ３００ｍｍ、打設後４日で脱型）と、対比用の普通ポルトランドセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水、打設後２８日で脱型）と、対比用のアルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水、打設後１日で脱型）を用いて、海洋環境下で長期の暴露試験を行った。暴露試験の方法としては、北緯３５゜、東経１３８゜付近の海岸付近に構築された暴露用プール（図示せず）の底に上記供試体を沈め、ポンプ（図示せず）と制御装置（図示せず）を用いて暴露用プール内に海水を注水し、６時間経過後に暴露用プール内の海水をすべて除去し、６時間経過後に暴露用プール内に海水を注水するという過程を自動的に繰り返した。注水した海水の組成は、表４の値と同一であった。また、注水時の供試体上の海水面の高さは約１．５メートル、排水時の供試体上の海水面の高さは零メートルであった。また、暴露期間は、２０年であった。なお、暴露期間内での供試体の凍結又は融解は無かった。試験開始時、試験開始後５年経過時、試験開始後１０年経過時、試験開始後１５年経過時、試験開始後２０年経過時に、供試体の圧縮試験を行い、圧縮強度を計測した。その結果を図１に示す。
【００３６】
図１において、横軸は、暴露期間又は圧縮試験時（年）である。また、縦軸は、圧縮強度（単位：メガパスカル）である。図１において、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：海水）の無筋の円柱状供試体の圧縮強度の経過は、「ＡＬＳ」と符号された白三角点を結ぶ線である。また、図１において、「ＰＣＷ」と符号された黒丸点を結ぶ線は、対比用の普通ポルトランドセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水）の無筋の円柱状供試体の圧縮強度の経過を示すグラフであり、「ＡＬＷ」と符号された黒三角点を結ぶ線は、対比用のアルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水）の無筋の円柱状供試体の圧縮強度の経過を示すグラフである。
【００３７】
図１の結果からわかるように、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：海水）の無筋の円柱状供試体の圧縮強度曲線（ＡＬＳ）は、試験開始後５〜１０年の期間は、アルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水）の無筋の円柱状供試体の圧縮強度曲線（ＡＬＷ）よりもやや低いが、試験開始後２０年経過時点では、逆転し、アルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水）の無筋の円柱状供試体の圧縮強度曲線（ＡＬＷ）よりも高い値を示す。これにより、第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：海水）の無筋の円柱状供試体は、長期（２０年以上）の強度は、他のセメントと水道水を用いたセメントコンクリートよりも高くなることがわかる。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明の第２実施例である海水配合型アルミナセメントコンクリートについて、図面等を参照しながら詳細に説明を行う。
【００３９】
第１実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートは、鋼からなる鉄筋により構成される鉄筋構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、アルミナセメントと海水と細骨材と粗骨材をを練り混ぜて流動体状のフレッシュコンクリートを生成し、このフレッシュコンクリートを型枠内に充填して鉄筋構造体をフレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートと鉄筋構造体が外力に対し一体となって抵抗するような鉄筋コンクリートとしたものである。
【００４０】
第２実施例の海水配合型アルミナセメントコンクリートでは、フレッシュコンクリートの諸元は、上記した第１実施例とまったく同一である。異なる点は、第１実施例とは異なる構成の供試体を作製して各種試験を行った点である。
【００４１】
図２は、第２実施例の供試体の構成を示したものである。この供試体は、直径１５０ｍｍ、高さ３００ｍｍの円柱状に形成されている。そして、内部には、直径９ｍｍで長さ１８０ｍｍの丸棒状の鉄筋が３本埋設されている。鉄筋のうちの１本は、円柱側面から２０ｍｍの深さ（かぶり厚さ）の位置に、円柱の中心線（円対称中心線）に平行な方向に向けて埋設されている。また、２本目の鉄筋は、円柱側面から４０ｍｍの深さ（かぶり厚さ）の位置に、円柱の中心線（円対称中心線）に平行な方向に向けて埋設されている。また、３本目の鉄筋は、円柱側面から７０ｍｍの深さ（かぶり厚さ）の位置に、円柱の中心線（円対称中心線）に平行な方向に向けて埋設されている。なお、３本の鉄筋は、円柱の円の中心を通る弦の上に並ぶように配置されている。また、コンクリートの打設は、図２（Ａ）における上から下へ向かう方向に行われた。
【００４２】
また、円柱の上下方向については、円柱の上端面から下方に６０ｍｍの深さの位置に各鉄筋の上端が位置し、円柱の下端面から上方に６０ｍｍの内部の位置に各鉄筋の下端が位置するように配置されている。また、円柱の上端面の全面と、下端面の全面には、エポキシ樹脂が塗布され、エポキシ樹脂の皮膜が形成されている。このように構成することにより、この円柱状供試体が海水中に浸漬された場合に、塩化物イオンは、円柱の上端面や下端面からは浸透せずに、円柱の側面のみから浸透するように配慮されている。
【００４３】
なお、上記した丸棒状鉄筋（直径９ｍｍ、長さ１８０ｍｍ）の成分を表５に示す。
【００４４】
【表５】
2005281112.tif 000007
【００４５】
上記のような構成の第２実施例の鉄筋入り円柱状供試体（打設後４日で脱型）を、第１実施例の場合と同じ暴露用プールに収容し、第１実施例の場合と同様に、ポンプ（図示せず）と制御装置（図示せず）を用いて暴露用プール内に海水を注水し、６時間経過後に暴露用プール内の海水をすべて除去し、６時間経過後に暴露用プール内に海水を注水するという過程を自動的に繰り返した。注水した海水の組成は、表４の値と同一であった。また、注水時の供試体上の海水面の高さは約１．５メートル、排水時の供試体上の海水面の高さは零メートルであった。また、暴露期間は、３０年であった。なお、暴露期間内での供試体の凍結又は融解は無かった。また、対比用に、普通ポルトランドセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水、打設後２８日で脱型）と、対比用のアルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水、打設後１日で脱型）についても、第２実施例の場合と同一の暴露試験を行った。
【００４６】
図３は、上記の３０年間の暴露試験が終了した第２実施例の鉄筋入り円柱状供試体（打設後４日で脱型、以下「ＡＬＳ」という。）と、対比用の普通ポルトランドセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水、打設後２８日で脱型、以下「ＰＣＷ」という。）と、対比用のアルミナセメントコンクリート（練り混ぜ水：水道水、打設後１日で脱型、以下「ＡＬＷ」という。）について、表面から深度２０ｍｍの鉄筋の箇所と、表面から深度４０ｍｍの鉄筋の箇所と、表面から深度７０ｍｍの鉄筋の箇所において、ダイヤモンドカッター等で切断し、鉄筋の表面の腐食の面積を調べた。この結果、３０年間の暴露試験が終了した第２実施例の鉄筋入り円柱状供試体「ＡＬＳ」は、他の２つの対比用供試体に比べて、腐食の程度が極めて少なかった。このことから、練り混ぜ水に海水を用いた海水配合型アルミナセメントコンクリートは、海洋環境下での鉄筋コンクリートの鋼材の腐食防止に有効であることがわかる。
【００４７】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではない。上記各実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４８】
例えば、上記実施例においては、アルミナセメントとして、表１の「ＡＬ」欄に示す組成のものを使用したが、本発明は、この組成には限定されない。一般に、アルミナセメントは、カルシウムアルミネート（ｍＣａＯ・ｎＡｌ2Ｏ3、ｍ及びｎは自然数）を含む。カルシウムアルミネートとしては、まず、モノカルシウムアルミネート（ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）が挙げられる。また、他のカルシウムアルミネートとして、５ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3が挙げられる。したがって、本発明に用いるアルミナセメントとしては、上記のモノカルシウムアルミネート（ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）、５ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3、及び他のカルシウムアルミネート（ｍＣａＯ・ｎＡｌ2Ｏ3、ｍ及びｎは自然数）が使用可能である。
【００４９】
また、上記実施例においては、海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いた海水として、表４の組成のものを例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、他の組成の海水であってもよい。上記した実施例において明らかとなったように、海水で練り混ぜたアルミナセメントコンクリートは、内部の鋼材の腐食防止等に効果がある。上記実施例における海水のイオン含有率の値を中心として、上下に５０〜１００ｐｐｍ程度の範囲においても、上記の効果が認められ得ると考えられる。したがって、本発明の海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに使用し得る海水の単位質量当たりのナトリウムイオン（Ｎａ+）の含有質量比率としては、９２９０ｐｐｍを中心として上下に約５０ｐｐｍ程度の範囲、すなわち、９２５０〜９３５０ｐｐｍのものは使用可能であると考えられる。同様にして、海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いる海水の単位質量当たりのカリウムイオン（Ｋ+）の含有質量比率は、３００〜４００ｐｐｍのものが使用可能であると考えられる。また、海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いる海水の単位質量当たりのカルシウムイオン（Ｃａ2+）の含有質量比率は、３００〜４００ｐｐｍのものが使用可能であると考えられる。また、海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いる海水の単位質量当たりのマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）の含有質量比率は、１１００〜１２００ｐｐｍのものが使用可能であると考えられる。また、海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いる海水の単位質量当たりの塩化物イオン（Ｃｌ-）の含有質量比率は、１７０５０〜１７１５０ｐｐｍのものが使用可能であると考えられる。また、海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いる海水の単位質量当たりの硫酸イオン（ＳＯ42-）の含有質量比率は、２３５０〜２４５０ｐｐｍのものが使用可能であると考えられる。また、海水配合型アルミナセメントコンクリートの練り混ぜに用いる海水の単位質量当たりの炭酸イオン（ＣＯ32-）の含有質量比率は、５０〜１５０ｐｐｍのものが使用可能であると考えられる。また、さらに、一般には、練り混ぜ水としての海水は、溶質として少なくとも塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含む水溶液であればよいと考えられる。
【００５０】
また、上記実施例においては、細骨材として川砂を用い粗骨材として川砂利を用いる例について説明したが、本発明はこれには限定されず、他の骨材、例えば、岩を破砕して作製した細骨材又は粗骨材、あるいは人工骨材（コンクリート等により形成された骨材）であってもよい。あるいは、これら各種の材質の骨材を適宜に混合して用いてもよい。また、表３に示す各配合値（単位水量、単位セメント量などの各単位量、又は水セメント比、細骨材率等の数値）は、通常の配合値であるから、本発明における海水配合型アルミナセメントコンクリートの配合値は、上記実施例の数値には限定されず、他の数値の配合にも適用可能である。
【００５１】
また、上記したように、アルミナセメントと海水と細骨材と粗骨材を構成材料とし、これらを練り混ぜて生成した流動体状のフレッシュコンクリート（以下、「海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリート」という。）は、鉄筋を埋設すると、海洋環境下で鉄筋の腐食を防止することができる。このことから、鋼からなる鉄筋により構成される鉄筋構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、練り混ぜた後の海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリートを型枠内に充填して鉄筋構造体の一部又は全体を海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートと鉄筋構造体が外力に対し一体となって抵抗するように構成した海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいても、海洋環境下で鋼材の腐食を防止することができると考えられる。
【００５２】
また、海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリートは、鋼材である鉄骨にも適用可能である。すなわち、鋼からなる鉄骨により構成される鉄骨構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、練り混ぜた後の海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリートを型枠内に充填して鉄骨構造体の一部又は全体を海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートと鉄骨構造体が外力に対し一体となって抵抗するように構成した海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいても、海洋環境下で鋼材の腐食を防止することができると考えられる。
【００５３】
また、同様に、海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリートは、鋼材であるＰＣ鋼材を用いたプレストレストコンクリートにも適用可能である。例えば、高い張力に抵抗し得るＰＣ鋼材により構成されるＰＣ鋼材構造体にあらかじめ予張力を導入した状態でコンクリート型枠内に配置した後に、練り混ぜた後の海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリートを型枠内に充填してＰＣ鋼材構造体の一部又は全体を海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、硬化後のコンクリートに予張力に起因する圧縮力であるプレストレスをプレテンション式で付与し、硬化後のコンクリートが外力に対し抵抗するように構成した海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいても、海洋環境下で鋼材の腐食を防止することができると考えられる。
【００５４】
また、高い張力に抵抗し得るＰＣ鋼材により構成されるＰＣ鋼材構造体をコンクリート型枠内に配置した後に、練り混ぜた後の海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリートを型枠内に充填してＰＣ鋼材構造体の一部又は全体を海水配合型アルミナセメントフレッシュコンクリート内に埋設して硬化させ、コンクリート硬化後に個々のＰＣ鋼材に張力を導入し当該張力に起因する圧縮力であるプレストレスを硬化後のコンクリートにポストテンション式で付与し、硬化後のコンクリートが外力に対し抵抗するように構成した海水配合型アルミナセメントコンクリートにおいても、海洋環境下で鋼材の腐食を防止することができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、海岸や海洋の環境におけるコンクリート構造物を構築する土木・建築業等で実施可能であり、これらの産業で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施例である海水配合型アルミナセメントコンクリートの無筋の円柱状供試体の海洋環境下での２０年暴露試験における各時期の圧縮強度試験結果を示すグラフである。
【図２】本発明の第２実施例である鉄筋入りの海水配合型アルミナセメントコンクリートの円柱状供試体の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例である鉄筋入りの海水配合型アルミナセメントコンクリートの円柱状供試体における腐食の程度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
ＡＬＳ  海水配合型アルミナセメントコンクリート
ＡＬＷ  水道水配合型アルミナセメントコンクリート
ＰＣＷ  水道水配合型普通ポルトランドセメントコンクリート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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