(57)【要約】【課題】自己収縮や乾燥収縮等による収縮ひずみを低減することができ、収縮ひずみによるひび割れ等を防止することのできるコンクリート硬化体を提供する。【解決手段】コンクリート硬化体は、エコセメントと、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、及びＣａＯ−間隙物質系組成物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の組成物を含み、かつＣａＯの含有割合が５０〜９２質量％であるクリンカ組成物、及び石膏を含む膨張性混和材とを含む配合物を硬化させてなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エコセメントと、
３ＣａＯ・ＳｉＯ２−２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、及びＣａＯ−間隙物質系組成物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の組成物を含み、かつＣａＯの含有割合が５０〜９２質量％であるクリンカ組成物、及び石膏を含む膨張性混和材と
を含む配合物を硬化させてなることを特徴とするコンクリート硬化体。
【請求項２】
前記エコセメントのブレーン比表面積が、３５００〜５５００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート硬化体。
【請求項３】
前記膨張性混和材は、前記クリンカ組成物１００質量部に対して前記石膏５〜５０質量部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート硬化体。
【請求項４】
前記膨張性混和材は、さらに生石灰を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート硬化体。
【請求項５】
前記膨張性混和材は、前記クリンカ組成物と前記生石灰との合計１００質量部中前記クリンカ組成物を２０質量部以上含むものであり、前記クリンカ組成物と前記生石灰との合計１００質量部に対して、前記石膏５〜５０質量部を含むことを特徴とする請求項４に記載のコンクリート硬化体。
【請求項６】
前記コンクリート硬化体１ｍ３中に前記膨張性混和剤が１０〜４０ｋｇ含まれるように前記膨張性混和材を配合することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンクリート硬化体。
【請求項７】
前記配合物を蒸気養生により養生して硬化させてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のコンクリート硬化体。
【請求項８】
エコセメントと、
３ＣａＯ・ＳｉＯ２−２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、及びＣａＯ−間隙物質系組成物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の組成物を含み、かつＣａＯの含有割合が５０〜９２質量％であるクリンカ組成物、及び石膏を含む膨張性混和材と
を含むことを特徴とするコンクリート組成物。
【請求項９】
前記エコセメントのブレーン比表面積が、３５００〜５５００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする請求項８に記載のコンクリート組成物。
【請求項１０】
前記膨張性混和材は、前記クリンカ組成物１００質量部に対して前記石膏５〜５０質量部を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載のコンクリート組成物。
【請求項１１】
前記膨張性混和材は、さらに生石灰を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載のコンクリート組成物。
【請求項１２】
前記膨張性混和材は、前記クリンカ組成物と前記生石灰との合計１００質量部中前記クリンカ組成物を２０質量部以上含むものであり、前記クリンカ組成物と前記生石灰との合計１００質量部に対して、前記石膏５〜５０質量部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のコンクリート組成物。
【請求項１３】
前記コンクリート組成物を硬化させた硬化体１ｍ３中に前記膨張性混和剤が１０〜４０ｋｇ含まれるように前記膨張性混和材を配合することを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに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、コンクリート硬化体及びコンクリート組成物に関し、特に、収縮が抑制されたコンクリート硬化体、及び当該コンクリート硬化体を製造するためのコンクリート組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント等の水硬性組成物は、その水和反応に伴い硬化し、硬化後のコンクリート又はモルタルは、自己収縮や乾燥収縮等により収縮して、収縮ひずみを生じる。特に、カルシウムサルホアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４）系の水硬性組成物は、水和反応により急速に硬化する性質を有するため、急速な水和反応により、コンクリート硬化体等の収縮ひずみ量がより大きくなる。
【０００３】
コンクリート硬化体等に収縮ひずみが生じると、それによりひび割れが生じることがある。発生したひび割れは、コンクリート硬化体等の美観を損なうだけではなく、コンクリート硬化体等の鋼材の腐食やコンクリート硬化体等の水密性の低下を招いたり、コンクリート硬化体等の強度が低下したりすることになる。このようなコンクリート硬化体等の収縮ひずみを抑制するために、従来、収縮低減剤や膨張材を添加したコンクリート硬化体等が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、急速に硬化するセメント等の水硬性組成物に膨張材を添加して硬化させたコンクリート硬化体等は、そのコンクリート硬化体等の収縮によるひずみ量を低減させる効果は十分ではなかった。そのため、完全には収縮を抑制することはできず、それにより依然としてコンクリート硬化体等にひび割れが生じてしまうという問題があった。また、水硬性組成物に収縮低減剤を添加して硬化させたコンクリート硬化体等は、収縮低減剤が高価であり、コンクリート硬化体等の製造にコストがかかってしまうとともに、完全には収縮を抑制することはできないという問題があった。
【０００５】
このような実情に鑑みて、本発明は、強度を早期に発現することができるとともに、自己収縮や乾燥収縮等による収縮ひずみを低減することができ、収縮ひずみによるひび割れ等の発生を防止することのできるコンクリート硬化体、及び当該コンクリート硬化体を製造することのできる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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、エコセメントと、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、及びＣａＯ−間隙物質系組成物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の組成物を含み、かつＣａＯの含有割合が５０〜９２質量％であるクリンカ組成物、及び石膏を含む膨張性混和材とを含む配合物を硬化させてなることを特徴とするコンクリート硬化体を提供する（請求項１）。
【０００７】
上記コンクリート硬化体は、膨張性混和材中の石膏（ＣａＳＯ４）とカルシウムアルミネート（特に、アルミン酸三カルシウム(Ｃ３Ａ)）との反応により、エトリンガイド（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）が生成され、このエトリンガイドにより、コンクリート硬化体の収縮を抑制することができる。したがって、上記発明（請求項１）によれば、自己収縮や乾燥収縮等の収縮を抑制することができ、収縮ひずみによるひび割れの発生を防止することができる。
【０００８】
ここで、本発明において「３ＣａＯ・ＳｉＯ２−２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物」とは、０．５質量％以上のエーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）と、０．５質量％以上のビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）と、ＣａＯ結晶と、間隙物質とを含有する組成物をいう。
【０００９】
また、本発明において「３ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物」とは、０．５質量％以上のエーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）と、ＣａＯ結晶と、間隙物質とを含有し、ビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）の含有率が０．５質量％未満の組成物をいう。
【００１０】
さらに、本発明において「２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物」とは、０．５質量％以上のビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）と、ＣａＯ結晶と、間隙物質とを含有し、エーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）の含有率が０．５質量％未満の組成物をいう。
【００１１】
さらにまた、本発明において「ＣａＯ−間隙物質系組成物」とは、ＣａＯ結晶と、間隙物質とを含有し、エーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）及びビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）の含有率がともに０．５質量％未満のものをいう。
【００１２】
なお、本発明において「コンクリート硬化体」には、粗骨材及び細骨材を含む組成物を硬化させてなるコンクリートと、細骨材を含み粗骨材を含まない組成物を硬化させてなるモルタルとが含まれるものとする。
【００１３】
上記発明（請求項１）においては、前記エコセメントのブレーン比表面積が、３５００〜５５００ｃｍ２／ｇであることが好ましい（請求項２）。かかる発明（請求項２）によれば、エコセメントのブレーン比表面積が上記範囲内にあることで、強度発現性が良好であり、耐久性のよいコンクリート硬化体を得ることができる。
【００１４】
上記発明（請求項１，２）においては、前記膨張性混和材は、前記クリンカ組成物１００質量部に対して前記石膏５〜５０質量部を含むことが好ましい（請求項３）。
【００１５】
上記発明（請求項３）によれば、膨張性混和材における石膏の配合量が上記範囲内であれば、生成されたエトリンガイド（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）により、コンクリート硬化体の収縮を効果的に抑制することができる。
【００１６】
上記発明（請求項１，２）においては、前記膨張性混和材は、さらに生石灰を含むことが好ましい（請求項４）。かかる発明（請求項４）によれば、膨張性混和材に含まれる生石灰が水和反応に伴って膨張するため、コンクリート硬化体の収縮をさらに抑制することができる。
【００１７】
上記発明（請求項４）においては、前記膨張性混和材は、前記クリンカ組成物と前記生石灰との合計１００質量部中前記クリンカ組成物を２０質量部以上含むものであり、前記クリンカ組成物と前記生石灰との合計１００質量部に対して、前記石膏５〜５０質量部を含むことが好ましい（請求項５）。
【００１８】
上記発明（請求項５）における配合割合であれば、コンクリート硬化体が膨張しすぎることもなく、コンクリート硬化体の収縮を効果的に抑制することができ、収縮ひずみによるひび割れを防止することができる。
【００１９】
上記発明（請求項１〜５）においては、前記コンクリート硬化体１ｍ３中に前記膨張性混和剤が１０〜４０ｋｇ含まれるように前記膨張性混和材を配合することが好ましい（請求項６）。
【００２０】
上記発明（請求項６）による配合量であれば、コンクリートの早期強度発現性等を損なうことなくコンクリート硬化体の収縮を効果的に抑制することができ、収縮ひずみによるひび割れの発生を防止することができる。
【００２１】
上記発明（請求項１〜６）においては、前記配合物を蒸気養生により養生して硬化させてなることが好ましい（請求項７）。一般に、エコセメントを用いて製造したコンクリート硬化体は、普通ポルトランドセメント等を用いて製造したコンクリート硬化体に比較して、その圧縮強度が低いことが知られているが、かかる発明（請求項７）によれば、蒸気養生により養生して硬化させることで、普通ポルトランドセメントを用いた場合と同等の圧縮強度を得ることができる。
【００２２】
また、本発明は、エコセメントと、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、及びＣａＯ−間隙物質系組成物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の組成物を含み、かつＣａＯの含有割合が５０〜９２質量％であるクリンカ組成物、及び石膏を含む膨張性混和材とを含むことを特徴とするコンクリート組成物を提供する（請求項８）。
【００２３】
上記発明（請求項８）によれば、このようなコンクリート組成物を硬化させることで、収縮ひずみが低減されたコンクリート硬化体又はモルタルを製造することができる。
【００２４】
ここで、本発明において「コンクリート組成物」には、エコセメントと膨張性混和材と水とを含む組成物を混練したセメントペースト、エコセメントと膨張性混和材とを含み、水を含まない組成物を混練したプレミックスモルタル又はプレミックスコンクリート等の、未だ硬化していない組成物が含まれるものとする。
【００２５】
上記発明（請求項８）においては、前記エコセメントのブレーン比表面積が、３５００〜５５００ｃｍ２／ｇであることが好ましい（請求項９）。また、上記発明（請求項８，９）においては、前記膨張性混和材は、前記クリンカ組成物１００質量部に対して前記石膏５〜５０質量部を含むことが好ましく（請求項１０）、前記膨張性混和材は、さらに生石灰を含むことが好ましい（請求項１１）。
【００２６】
さらに、上記発明（請求項１１）においては、前記膨張性混和材は、前記クリンカ組成物と前記生石灰との合計１００質量部中前記クリンカ組成物を２０質量部以上含むものであり、前記クリンカ組成物と前記生石灰との合計１００質量部に対して、前記石膏５〜５０質量部を含むことが好ましい（請求項１２）。
【００２７】
さらにまた、上記発明（請求項８〜１２）においては、前記コンクリート組成物を硬化させた硬化体１ｍ３中に前記膨張性混和剤が１０〜４０ｋｇ含まれるように前記膨張性混和材を配合することが好ましい（請求項１３）。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のコンクリート硬化体によれば、コンクリート硬化体の強度を早期に発現することができるとともに、自己収縮や乾燥収縮等の収縮を抑制することができ、収縮ひずみによるひび割れ等の発生を防止することができる。また、本発明のコンクリート組成物によれば、収縮ひずみによるひび割れ等の発生を防止可能なコンクリート硬化体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態に係るコンクリート硬化体について詳細に説明する。なお、本実施形態においては、コンクリート硬化体を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、モルタル、セメントペースト、プレミックスモルタル、プレミックスコンクリート等にも適用することができるものである。
【００３０】
本実施形態に係るコンクリート硬化体は、エコセメントと、膨張性混和材とを含む配合物を硬化させたものである。
エコセメントとしては、ＪＩＳ−Ｒ５２１４に規定されているエコセメントを使用することができる。
【００３１】
具体的には、エコセメントは、１０〜２５質量％のＣ３Ａ、１０〜２０質量％のＣ４ＡＦ、０．１質量％以下の塩素、石膏、Ｃ３Ｓ及び／又はＣ２Ｓを含有するものであり、かつ、Ｃ３ＡとＣ４ＡＦとの合計量が２０〜３５質量％であることが好ましい。
【００３２】
エコセメントのアルミニウム源は、主として焼却灰に由来するものであるため、Ｃ３Ａの含有量が１０質量％未満であると、焼却灰の使用量が少なくなり、廃棄物の有効利用及び再資源化の観点から好ましくなく、Ｃ３Ａの含有量が２５質量％を超えると、注水直後の瞬結や凝結が促進されることで可使時間を確保するのが困難となるおそれがある。
【００３３】
また、Ｃ４ＡＦの含有量が１０質量％未満であると、Ｃ３Ａの含有量が多くなり、可使時間を確保するのが困難となるおそれがあり、Ｃ４ＡＦの含有量が２０質量％を超えると、凝結時間等のエコセメントの物性に悪影響を及ぼすおそれがある。さらに、Ｃ３ＡとＣ４ＡＦとの合計量が３５質量％を超えると、クリンカを製造する際にキルン内に溶融物が付着するおそれがある。
【００３４】
さらにまた、塩素の含有量が０．１質量％を超えると、コンクリート硬化体中の単位セメント量が多くなった場合に、日本工業規格（ＪＩＳ−Ａ５３０８）又は日本建築学会（ＪＡＳＳ ５）で規定されている「コンクリート１ｍ３中の塩素の重量（Ｃｌの重量）が０．３ｋｇ以下」の範囲を超えてしまうおそれがある。
【００３５】
エコセメントに含まれる石膏は、エコセメントの凝結調整及び強度増進を担うものであり、無水石膏、二水石膏、半水石膏のいずれも使用することができる。石膏の配合量は、ＳＯ３換算で１．５〜６．０質量％であることが好ましく、特に３．５〜４．５質量％であることが好ましい。石膏の配合量がＳＯ３換算で１．５質量％未満であると、エコセメントが凝結異常を起こすおそれがあり、６．０質量％を超えるとコンクリート硬化体の膨張量が大きくなり過ぎて、コンクリート硬化体の耐久性及び寸法安定性が低下するおそれがある。
【００３６】
エコセメントのブレーン比表面積は、３５００〜５５００ｃｍ２／ｇであることが好ましく、特に３８００〜４５００ｃｍ２／ｇであることが好ましい。ブレーン比表面積が３５００ｃｍ２／ｇ未満であると、強度発現性が著しく低下するおそれがあり、５５００ｃｍ２／ｇを超えると、所定のスランプを得るための単位水量が増加し、乾燥収縮が増大するおそれがあり、それにより耐久性が低下するおそれがある。
【００３７】
このようなエコセメントの原料としては、例えば、都市ごみ焼却灰、下水汚泥焼却灰、貝殻、下水汚泥に生石灰を混合した下水汚泥乾粉、その他の一般廃棄物等の混合物を用いることができ、さらに、この混合物に、石灰石、粘土、珪石、アルミ灰、ボーキサイト、鉄等を混合して成分を調整したものであってもよい。このような原料を１２００〜１４５０℃で焼成して得られたクリンカを粉砕し、その粉砕物に石膏を添加することで、又は得られたクリンカに石膏を添加して粉砕することで、エコセメントを製造することができる。
【００３８】
膨張性混和材は、クリンカ組成物と石膏とを含むものであり、好ましくは生石灰をさらに含むものである。上記クリンカ組成物は、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、３ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、２ＣａＯ・ＳｉＯ２−ＣａＯ−間隙物質系組成物、及びＣａＯ−間隙物質系組成物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の組成物を含み、かつＣａＯの含有割合が５０〜９２質量％のものである。このような膨張性混和材がコンクリート組成物に含まれることにより、得られるコンクリート硬化体の初期水和時の収縮ひずみを低減することができ、収縮ひずみによるひび割れの発生を防止することができる。
【００３９】
膨張性混和材中のクリンカ組成物に含まれる間隙物質は、セメントクリンカ鉱物中のエーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）やビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）の間を埋める鉱物に類するものである。このような間隙物質としては、例えば、２ＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３等のカルシウムフェライト鉱物；３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３等のカルシウムアルミネート鉱物；６ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、６ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３等のカルシウムアルミノフェライト鉱物等が挙げられる。
【００４０】
クリンカ組成物中のＣａＯの含有割合は、クリンカ組成物の全質量に対して５０〜９２質量％である。ＣａＯの含有割合が５０質量％未満であると、早期に強度を発現するのが困難となるおそれがあり、９２質量％を超えると、相対的に間隙物質の含有量が減少し、コンクリート硬化体の収縮を抑制するのが困難になるおそれがある。
【００４１】
クリンカ組成物は、エーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）やビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）を含むものであってもよいし、これらのエーライトやビーライトを含まないものであってもよいが、これらのエーライトやビーライトを含むクリンカ組成物は、ＣａＯの水和速度を大幅に抑制することができ、これらのエーライトやビーライトの水和物がセメントの強度発現に貢献する。
【００４２】
クリンカ組成物は、石灰質原料、粘土原料、珪石、スラグ類、石膏等の原料を上記組成になるように混合して原料混合物を調製し、目標とするクリンカの鉱物組成が得られるまで、この原料混合物をロータリーキルン等にて１３００〜１６００℃の温度で十分に焼き締めて、焼成することで得られる。
【００４３】
なお、原料混合物を焼成する際に、鉱化剤（フラックス）を原料混合物に添加してもよい。これにより、クリンカ組成物の製造効率を高めることができる。鉱化剤としては、セメント系化合物を焼成する際に一般に使用されるものを用いることができる。具体的には、ＣａＳＯ４、ＣａＦ２、Ｆｅ２Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の化合物を含む石膏、蛍石、蛇紋岩等を鉱化剤として使用することができる。これらの鉱化剤の添加量は、原料混合物の質量に対して約１０質量％以下であればよい。
【００４４】
膨張性混和材には、上記クリンカ組成物とともに石膏が含まれる。膨張性混和材に石膏が含まれることで、エトリンガイド（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）が生成されるため、これによりコンクリート硬化体の収縮を抑制することができるとともに、コンクリート硬化体の初期強度（簡易蒸気養生時の脱型強度）を高めることができる。
【００４５】
石膏としては、一般に市販されている石膏を使用することができる。石膏は、その結晶形態により無水石膏、半水石膏、二水石膏に分類されるが、いずれの石膏を使用してもよく、好ましくは無水石膏を使用することができる。
【００４６】
膨張性混和材における石膏の配合量は、クリンカ組成物１００質量部に対し、５〜５０質量部であることが好ましい。膨張性混和材に生石灰が含まれる場合には、石膏の配合量は、クリンカ組成物と生石灰との合計量１００質量部に対し、５〜５０質量部であることが好ましい。石膏の配合量が５質量部未満であると、コンクリート硬化体の収縮を抑制することが困難であり、また早期に強度が発現しないおそれがあり、５０質量部を超えると、コンクリート硬化体の膨張ひび割れが生じるおそれがある。
【００４７】
膨張性混和材は、さらに生石灰を含むことが好ましい。生石灰は、水和反応に伴い膨張及び発熱するため、コンクリート硬化体の収縮をさらに抑制することができるとともに、膨張性混和材全体の発熱量が高まり、コンクリート硬化体の早期強度発現性をさらに向上させることができる。
【００４８】
生石灰は、その焼成度によって極軟焼生石灰、軟焼生石灰、中焼生石灰、硬焼生石灰、極硬焼生石灰に分類され、その評価方法としては一般に日本石灰協会の４Ｎ塩酸による粗粒滴定試験法が使用されている。この粗粒滴定試験法によれば、生石灰は、滴定に使用した４Ｎ塩酸の総量をもって分類され、極軟焼生石灰は４Ｎ塩酸の使用量が８００ｍＬ以上のものであり、軟焼生石灰は４Ｎ塩酸の使用量が６５０ｍＬ以上８００ｍＬ未満のものであり、中焼生石灰は４Ｎ塩酸の使用量が３００ｍＬ以上６５０ｍＬ未満のものであり、硬焼生石灰は４Ｎ塩酸の使用量が１３０ｍＬ以上３００ｍＬ未満のものであり、極硬焼生石灰は４Ｎ塩酸の使用量が１３０ｍＬ未満のものである。
【００４９】
膨張性混和材に含まれ得る生石灰としては、一般に市販されている生石灰であればよいが、上記のようにして分類される生石灰のうち、４Ｎ塩酸の使用量が６５０ｍＬ以下の生石灰を使用することが好ましく、特に４Ｎ塩酸の使用量が４００ｍＬ以下の生石灰を使用することが好ましい。このような生石灰を含むことで、フレッシュコンクリートのワーカビリティーを良好にすることができる。
【００５０】
膨張性混和材に生石灰を含む場合、生石灰の含有量は、上記クリンカ組成物と生石灰との合計質量の８０質量％以下であることが好ましい。生石灰の含有量が、クリンカ組成物と生石灰との合計質量の８０質量％を超えると、水和反応によるコンクリート硬化体の膨張量が増大しすぎてしまうおそれがある。
【００５１】
膨張性混和材は、上記クリンカ組成物及び石膏を含み、好ましくは生石灰をさらに含むものであって、これらの混合物を粉砕した混合粉砕物であることが好ましい。この混合粉砕物は、上記クリンカ組成物、石膏、生石灰のそれぞれを粉砕してから混合したものでもよいし、上記クリンカ組成物、石膏及び生石灰のそれぞれを混合してから粉砕したものでもよい。粉砕は、ボールミル、ロールミル等の通常のセメントの粉砕に使用する粉砕機を使用して行うことができる。
【００５２】
このようにして得られた混合粉砕物のブレーン比表面積は、３０００〜６０００ｃｍ２／ｇであることが好ましく、特に４０００〜５０００ｃｍ２／ｇであることが好ましい。
【００５３】
膨張性混和材は、コンクリート硬化体１ｍ３中に１０〜４０ｋｇを占める量を配合することが好ましく、コンクリート硬化体１ｍ３中に２０〜３０ｋｇを占める量を配合することがより好ましい。１０ｋｇ未満であると、コンクリート硬化体の収縮ひずみを低減することができず、コンクリート硬化体にひび割れが生じるおそれがあり、４０ｋｇを超えると、コンクリート硬化体が過大に膨張してしまい当該コンクリート硬化体の強度が低下するおそれがある。
【００５４】
コンクリート硬化体は、さらに粗骨材を含んでいてもよい。粗骨材としては、例えば、砂利、砕石又はこれらの混合物等を使用することができる。コンクリート硬化体に含まれる粗骨材の粒径は、５〜２５ｍｍであることが好ましい。コンクリート硬化体における粗骨材の配合量は、コンクリート硬化体の硬化後の機械的強度やフレッシュコンクリートの作業性（流動性）等の観点から、水硬性組成物１００質量部に対して、０〜５００質量部であることが好ましく、１００〜２００質量部であることがより好ましい。
【００５５】
コンクリート硬化体には、さらに細骨材が含まれていてもよい。細骨材としては、例えば、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂又はこれらの混合物等を使用することができる。細骨材の粒径は、５ｍｍ以下であることが好ましい。コンクリート硬化体に含まれる細骨材の配合量は、水硬性組成物１００質量部に対して、０〜５００質量部であることが好ましく、１００〜２００質量部であることがより好ましい。
【００５６】
コンクリート硬化体における細骨材率（全骨材(粗骨材及び細骨材)容積の中で細骨材容積が占める割合）は、０〜１００％であり、コンクリートの作業性等の観点から、３０〜７０％であることが好ましい。
【００５７】
本実施形態に係るコンクリート硬化体は、コンクリート硬化体の収縮ひずみの低減効果を妨げない限り、上記エコセメント及び上記膨張性混和材以外の他の成分を含んでいてもよい。コンクリート硬化体は、例えば、エーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）、ビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）等を含むポルトランドセメントクリンカ；クエン酸等のオキシカルボン酸、リグニンスルホン酸等の凝結遅延剤；リグニン系、ナフタリンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤等；その他の添加剤等を含んでいてもよい。コンクリート硬化体におけるポルトランドセメントクリンカ、凝結遅延剤又は各種減水剤の配合量は、コンクリート硬化体の収縮ひずみの低減効果を妨げることのない量であればよい。
【００５８】
上記エコセメントと上記膨張性混和材とを含む配合物に所定量の水を添加して混練することで、セメントペーストを得ることができる。そして、得られたセメントペーストを型枠等に流し込み、養生して硬化させることにより、本実施形態に係るコンクリート硬化体を製造することができる。コンクリートの養生方法としては、例えば、加温養生、水中養生、蒸気養生、オートクレーブ養生等が挙げられるが、これらのうち蒸気養生により養生することが好ましい。一般に、エコセメントを用いたコンクリート硬化体は、普通ポルトランドセメント等を用いたコンクリート硬化体に比較して、その圧縮強度が低いことが知られているが、蒸気養生により養生することで、後述の実施例の記載から明らかなように、普通ポルトランドセメントを用いた場合と同等の圧縮強度を得ることができる。
【００５９】
コンクリートの可使時間（ミキサーからコンクリートを排出した後からコンクリートのスランプ値が３ｃｍ未満になるまでの時間）を確保するとともに、早期に強度を発現させ、かつ収縮ひずみを低減させるために、水の配合量は、水結合材比が２５〜６５質量％となる量であることが好ましく、特に３０〜４５質量％となる量であることが好ましい。
【００６０】
このようにして得られたコンクリート硬化体は、上記膨張性混和材を含むことでコンクリート硬化体の収縮を抑制することができるため、収縮ひずみによるひび割れ等の発生を防止することができる。したがって、本実施形態に係るコンクリート硬化体は、ヒューム管、コンクリートパイル、ボックスカルバート等のコンクリート製品等として好適に使用することができる。
【００６１】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例及び試験例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例及び試験例に何ら制限されるものではない。
【００６３】
〔エコセメントの製造〕
乾燥した都市ごみ焼却灰３２．０質量％、石灰石６４．２質量％、鉄原料２．４質量％、ソーダ灰（炭酸ナトリウム９９．６質量％含有，セントラル硝子社製）１．４質量％を配合し成分調整した原料を、ロータリーキルンを用いて１３００〜１４５０℃にて焼成した。得られたクリンカを縦型ミルで粉砕した後、半水石膏をＳＯ３換算で２．１質量％添加し、混合してエコセメントＥＣを製造した。得られたエコセメントのブレーン比表面積は、４１００ｃｍ２／ｇであった。原料の鉱物組成を表１に示し、得られたエコセメントのクリンカ鉱物組成を表２に示す。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
【表２】
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【００６６】
〔実施例１〜４〕
細骨材Ｓ（静岡県御前崎産陸砂，表乾密度：２．６１ｇ／ｃｍ３，吸水率：１．７０％，粗粒率：２．７３）と、粗骨材Ｇ（茨城県岩瀬産砕石２００５，表乾密度：２．６５ｇ／ｃｍ３，吸水率：０．８７％，粗粒率：６．６８）と、上記のようにして得られたエコセメントＥＣ（密度：３．１７ｇ／ｃｍ３）と、膨張性混和材Ｅｘ（商品名：太平洋Ｎ−ＥＸ，太平洋マテリアル社製，密度：３．１９ｇ／ｃｍ３，比表面積：４５２０ｃｍ２／ｇ）とを１５秒間空練りし、水Ｗと、高性能減水剤ＳＰ（ポリカルボン酸系高性能減水剤，商品名：レオビルド８０００Ｓ，ＮＭＢ社製）とを投入してさらに９０秒間混練した。各原料の配合割合を表３に示す。
【００６７】
〔比較例１〜４〕
膨張性混和材Ｅｘの代わりに膨張材Ｅｘ（商品名：太平洋ジプカル，密度：２．９６ｇ／ｃｍ３，比表面積：３３００ｃｍ２／ｇ）を使用した以外は、実施例１〜４と同様にして混練した。なお、比較例１は、膨張材Ｅｘを混入しなかった。各原料の配合割合を表３に示す。
【００６８】
〔比較例５〜７〕
エコセメントＥＣの代わりに普通ポルトランドセメントＮＣ（太平洋セメント社製，密度：３．１６ｇ／ｃｍ３，比表面積：３２８０ｃｍ２／ｇ）を使用した以外は、実施例１〜４と同様にして混練した。なお、比較例５は、膨張性混和材Ｅｘを混入しなかった。各原料の配合割合を表３に示す。
【００６９】
【表３】
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【００７０】
実施例１〜４及び比較例１〜７にて得られたフレッシュコンクリートを鋼製の型枠に流し込み、蒸気養生又は水中養生により養生し、コンクリート硬化体を得た。蒸気養生は、２０℃の恒温室内にて３時間前置きし、昇温速度２０℃／ｈで恒温室内の温度を６５℃まで上昇させて、６５℃の恒温室内にて３時間養生し、その後、自然冷却をし、２０℃、相対湿度６０％の条件下で気中乾燥することで行った。また、水中養生は、２０℃、相対湿度８０％にて材齢１日まで養生し、その後２０℃にて材齢７日まで水中で養生し、その後所定の材齢まで２０℃、相対湿度６０％にて養生することで行った。
【００７１】
〔試験例１〕拘束膨張ひずみ試験
実施例１〜３及び比較例１，３，５，６により得られたコンクリート硬化体について、ＪＩＳ−Ａ６２０２に規定するＢ法に基づいて、拘束膨張ひずみ試験を行った。なお、蒸気養生により得られたコンクリート硬化体については、材齢１日のコンクリート硬化体を試験体として使用し、水中養生により得られたコンクリート硬化体については、材齢１日、３日及び７日のコンクリート硬化体を試験体として使用した。結果を表４に示す。
【００７２】
【表４】
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【００７３】
表４に示すように、実施例１〜３により得られたコンクリート硬化体は、比較例１，３，５，６により得られたコンクリート硬化体に比して、膨張量が大きいことが確認された。これにより、本実施例の配合により得られたコンクリート硬化体は、自己収縮、乾燥収縮等の収縮が起こることがなく、収縮ひずみによるひび割れの発生を防止することができると考えられる。
【００７４】
〔試験例２〕圧縮強度試験及びヤング率測定試験
実施例１〜４及び比較例１〜７により得られたコンクリート硬化体について、ＪＩＳ−Ａ１１０８に基づいて圧縮強度試験を行うとともに、コンクリート硬化体のヤング率を測定した。この圧縮強度試験は、蒸気養生により得られたコンクリート硬化体については、材齢１日、１４日及び９１日のものについて行い、水中養生により得られたコンクリート硬化体については、材齢２８日及び９１日のものについて行った。結果を表５に示す。
【００７５】
【表５】
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【００７６】
表５に示すように、蒸気養生により得られた実施例１〜４の材齢９１日のコンクリート硬化体は、その圧縮強度が５０．８１〜５４．３４Ｎ／ｍｍ２である一方、比較例１〜４の材齢９１日のコンクリート硬化体は、その圧縮強度が４７．８２〜５５．５９Ｎ／ｍｍ２であり、比較例５〜７の材例９１日のコンクリート硬化体は、その圧縮強度が５１．０９〜５４．１１Ｎ／ｍｍ２であった。このことから、本発明のコンクリート硬化体であって、蒸気養生により得られたものは、比較例５〜７の普通ポルトランドセメントを使用したコンクリート硬化体と同等の圧縮強度を得られることが確認された。