(57)【要約】【課題】産業副産物の利用を図りつつ、作業性、凝結性状、強度発現性に優れ、色彩も損ねないようなセメント組成物及びその製造方法を提供する。【解決手段】セメントクリンカー、せっこう、及び、ＪＩＳ Ａ ６２０１に適合し測色色差計によるＬ＊値が５０以上のフライアッシュ５質量％以下（０を含まない）を含有してなるセメント組成物であり、セメントクリンカーの測色色差計によるＬ＊値が４０〜５６の範囲である前記セメント組成物であり、測色色差計によるＬ＊値が５０〜５５の範囲である前記セメント組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントクリンカー、せっこう、及び、ＪＩＳ Ａ ６２０１に適合し測色色差計によるＬ＊値が５０以上のフライアッシュ５質量％以下（０を含まない）を含有してなるセメント組成物。
【請求項２】
セメントクリンカーの測色色差計によるＬ＊値が４０〜５６の範囲である請求項１に記載のセメント組成物。
【請求項３】
測色色差計によるＬ＊値が５０〜５５の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項４】
フライアッシュを石灰石に置換したセメント組成物との比較で、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて調製したモルタル硬化体の色差ΔＥ＊を１.５以下とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項５】
フライアッシュと石灰石を併用したセメント組成物との比較で、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて調製したモルタル硬化体の色差ΔＥ＊を１.５以下とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセメント組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木・建築分野で使用されるセメント組成物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントコンクリート（以下、コンクリートという）は、廉価であって、任意の形状の構造物を造成できる優れた材料である。コンクリートの構成材料の中で、コンクリートの諸物性に最も大きな影響を与えるのがセメントである。セメントの主な要求性能は、作業性に係るコンシステンシーや、仕上げに関連する凝結時間、さらに、構造設計や供用開始時期に関連する強度発現性などが挙げられる。一方で、あまりクローズアップされないが重要な要求性能として、“色”が挙げられる。セメントの色がコンクリートの色彩を印象づけるため、セメントの色は大切な因子であり、セメント用色彩色差計が検討されている（特許文献１）。
しかしながら、セメントの色を制御する技術開発はあまり検討されていないのが実情である。
さらに、近年では、セメントに求められる性能は多様化しており、環境性能も求められるようになった。セメントには、高炉スラグやフライアッシュなどの産業副産物の利用が許容されており、これらの利用拡大に期待が寄せられている。ところが、これら副産物を配合すると、セメントの色彩が変化し、その結果、そのセメントを用いたコンクリートの色合いが相違し、美観が損なわれてしまうという課題もあった。産業副産物の利用を図りつつ、作業性、凝結性状、強度発現性に優れ、色彩も損ねないようなセメントの開発が強く待たれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３００９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、産業副産物の利用を図りつつ、作業性、凝結性状、強度発現性に優れ、色彩も損ねないようなセメント組成物及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、（１）セメントクリンカー、せっこう、及び、ＪＩＳＡ ６２０１に適合し測色色差計によるＬ＊値が５０以上のフライアッシュ５質量％以下（０を含まない）を含有してなるセメント組成物、（２）セメントクリンカーの測色色差計によるＬ＊値が４０〜５６の範囲である（１）のセメント組成物、（３）測色色差計によるＬ＊値が５０〜５５の範囲である（１）又は（２）のセメント組成物、（４）フライアッシュを石灰石に置換したセメント組成物との比較で、ＪＩＳＲ ５２０１に準じて調製したモルタル硬化体の色差ΔＥ＊を１.５以下とする（１）〜（３）のいずれかのセメント組成物の製造方法、（５）フライアッシュと石灰石を併用したセメント組成物との比較で、ＪＩＳＲ ５２０１に準じて調製したモルタル硬化体の色差ΔＥ＊を１.５以下とする（１）〜（３）のいずれかのセメント組成物の製造方法、である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のセメント組成物及びその製造方法は、産業副産物の利用を図りつつ、作業性、凝結性状、強度発現性に優れ、色彩も損ねないなどの効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明で使用する部や％は特に規定のない限り質量基準である。
本発明で使用するセメントクリンカーとせっこうはＪＩＳ  Ｒ  ５２１０「ポルトランドセメント」に規定されるクリンカー及びせっこうに準じるものである。
【０００８】
本発明で使用するフライアッシュは、石炭火力発電所から発生する飛灰のことを指し、その品質については特に拘るものではないが、ＪＩＳ  Ｒ  ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されたフライアッシュI種〜IV種の品質に該当するものであり、かつ、測色色差計によるＬ＊値が５０以上のものである。中でも、I種、II種に相当するものの適用が好ましく、I種に相当するものの適用がより好ましい。また、フライアッシュの測色色差計による特性値が前記範囲にないと、本発明の効果、すなわち、作業性、凝結性状、強度発現性に優れ、色彩も損ねないなどの効果が得られない。
【０００９】
本発明で使用するフライアッシュの粉末度は、特に限定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積で、１５００ｃｍ２／ｇ以上であり、２５００ｃｍ２／ｇ以上が好ましい。１５００ｃｍ２／ｇ未満であると、Ｌ＊値が低くなる。
本発明で使用するフライアッシュの強熱減量は、８．０％以下であり、５．０％以下が好ましく、３．０％以下がより好ましい。８．０％を超えると、Ｌ＊値が低くなる。
本発明で使用するフライアッシュの密度は１．９５ｇ／ｃｍ３以上であり、２．１０ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、２．２０ｇ／ｃｍ３以上がより好ましい。１．９５ｇ／ｃｍ３未満であると、Ｌ＊値が低くなる。
【００１０】
本発明で使用するセメントクリンカーは、特に限定されるものではないが、測色色差計によるＬ＊値が４０〜５６の範囲である。セメントクリンカーの測色色差計による特性値は、セメントクリンカーに含まれるＦｅ２Ｏ３成分やＭｇＯ成分、その他の微量成分の影響を受けるほか、比表面積によっても影響を受ける。
【００１１】
本発明のセメント組成物は、測色色差計によるＬ＊値が５０〜５５の範囲である。Ｌ＊値が５０未満、または５５を超えると、粉体としての色差（ΔＥ※）が大きくなるため好ましくない。
また、フライアッシュを石灰石に置換した場合のセメント組成物との比較で、ＪＩＳＲ ５２０１に準じて調製したモルタル硬化体の色差ΔＥ※が、１.５以下である。モルタル硬化体の色差ΔＥ※が、１.５を超えると、硬化体の美観を損ねると共に、流通しているセメントとの色差（ΔＥ※）が大きくなる。
本発明における色差（ΔＥ※）とは、ＣＩＥ１９７９Ｌ※ａ※ｂ※表色系で示される色差式として与えられている一般的なものである。
【００１２】
本発明のセメント組成物においては、本発明のフライアッシュ以外のＪＩＳＲ ５２１０「ポルトランドセメント」に規定される少量混合成分を併用することも可能である。
【００１３】
本発明においてセメント組成物へのフライアッシュの混合率は、５％以下（０を含まない）であり、フライアッシュを混合する前のセメントクリンカー、せっこう、少量混合成分からなるセメントと比較して、粉体としての色差（ΔＥ※）及び両者のセメントを使用して作製したＪＩＳＲ ５２０１「セメントの物理試験方法」に規定されたモルタル供試体のいずれにおいても１.５以下になるような混合率であることが好ましい。色差（ΔＥ※）が１.５を超えるようなフライアッシュの混合率になると、本発明の効果、すなわち、作業性、凝結性状、強度発現性に優れ、色彩も損ねないという効果が得られない。
また、セメントクリンカー、せっこう、及び、ＪＩＳ Ａ ６２０１に適合し測色色差計によるＬ＊値が５０以上のフライアッシュを５％以下（０を含まない）を含有してなるセメント組成物において、各成分の配合割合は、通常、セメントクリンカー９０〜９４部、セッコウ４〜６部、フライアッシュ１〜５部が好ましい。
また、フライアッシュを一部石灰石に置換することで、色差（ΔＥ※）が小さいまま、作業性、凝結性状、強度発現性により優れた効果が得られる。
【００１４】
フライアッシュの混合方法は、セメントクリンカー、せっこう、少量混合成分、フライアッシュを同時に混合して粉砕しても良いし、フライアッシュ以外の材料を予め混合粉砕したものにフライアッシュを加えて混合しても良い。あるいは市販のポルトランドセメントにフライアッシュを加えて混合しても得られる。
【実施例】
【００１５】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１６】
「実験例１」
表１に示す様々なフライアッシュと、表２に示すセメントクリンカー（イ）を使用し、セメントクリンカー９２部、せっこう５部、フライアッシュ３部をボールミル（容量５０リットル）にて粉砕し、セメント組成物を調製した。セメント組成物のＬ＊値を測定するとともに、フライアッシュを石灰石に置換した際のセメント組成物との色差ΔＥも求めた。さらに、ＪＩＳＲ ５２０１に準じて調製したモルタルのコンシステンシー、凝結時間、圧縮強さを測定するとともに、モルタル硬化体のΔＥも求めた。結果を表３に示す。
【００１７】
＜試験方法、試験装置＞
モルタルの調製：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて調製。
コンシステンシー：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じてテーブルフローを測定。
凝結時間：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて、セメントペーストの凝結時間を測定。
圧縮強さ：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて、材齢２８日の圧縮強さを測定した。セメントクリンカー（イ）９２部、セッコウ５部、石灰石３部からなるセメント組成物を用いた場合を１００とした場合の相対値を求めた。
測色色差計：日本電色工業社製、製品名：ＺＥ６０００を用いた。
【００１８】
＜使用材料＞
フライアッシュ：ＪＩＳ  Ｒ  ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されたフライアッシュI種〜II種、ブレーン比表面積２５００ｃｍ２／ｇ以上
セメントクリンカー（イ）：普通ポルトランドセメントクリンカー、クリンカーの粒度５ｍｍ以下
せっこう：ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に原材料として規定されているせっこう、粒度５ｍｍ以下。
石灰石：ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に少量混合成分として規定されている石灰石、粒度５ｍｍ以下
細骨材：ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１で使用する標準砂（５ｍｍ下）
水：水道水
【００１９】
【表１】
2017210397.tif 000002
【００２０】
【表２】
2017210397.tif 000003
【００２１】
【表３】
2017210397.tif 000004
【００２２】
表３より、本発明において、ＪＩＳ Ａ ６２０１に適合し測色色差計によるＬ＊値が５０以上であるセメント組成物を用いた場合には、フロー値が大きく、凝結時間が短く、圧縮強さが大きいことが分かる。
【００２３】
「実験例２」
フライアッシュＡを使用し（実験No.1-2）、フライアッシュＡの配合割合を表４に示すように変化したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に併記した。
【００２４】
【表４】
2017210397.tif 000005
【００２５】
表４より、ＪＩＳ Ａ ６２０１に適合し、かつ、測色色差計によるＬ＊値が５０以上のフライアッシュを５部以内で含有するセメント組成物を用いた場合には、フロー値が大きく、凝結時間が短く、圧縮強さが大きいことが分かる。
【００２６】
「実験例３」
表５に示す様々なセメントクリンカーを使用し、セメントクリンカー９２部、セッコウ５部、フライアッシュＡ３部からなるセメント組成物を調製したこと以外は実験例１と同様に行った（実験No.1-2,3-1,3-2）。比較のために、フライアッシュＡを石灰石に置換して使用した場合も行った（実験No.1-1,3-3,3-4）。結果を表５に併記した。
【００２７】
【表５】
2017210397.tif 000006
【００２８】
表５より、セメントクリンカーの測色色差計によるＬ＊値が４０〜５６の範囲であるものを適用すると、得られる硬化体の色差がより小さくなることがわかる。また、石灰石を用いた場合と比較して、フライアッシュを適用した場合の方が、フロー値が大きく、凝結時間が短く、圧縮強さが大きくなることもわかる。
【００２９】
「実験例４」
表６に示すように、フライアッシュと石灰石を併用し、セメントクリンカー９０部、セッコウ５部、フライアッシュ３部、及び石灰石２部からなるセメント組成物を調製したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表６に併記した。
【００３０】
【表６】
2017210397.tif 000007
【００３１】
表６より、フライアッシュと石灰石を併用すると、得られる硬化体の色差がより小さくなることがわかる。また、石灰石を用いた場合と比較して、フライアッシュと石灰石を併用した場合の方が、フロー値が大きく、凝結時間が短く、圧縮強さが大きくなることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のセメント組成物及びその製造方法は、産業副産物の利用を図りつつ、作業性、凝結性状、強度発現性に優れ、色彩も損ねないなどの効果を奏するため、特に、土木建築分野で好適に用いられる。