(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウムサルホアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＳＯ4 ）を２３〜６０重量％含むカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して、酒石酸（塩）を酒石酸換算で０．１〜１．０重量部含有する低収縮性セメント組成物（クエン酸、ヘプトン酸を含有するものを除く）であって、カルシウムサルホアルミネート組成物と酒石酸（塩）を同時に粉砕するか、若しくは、カルシウムサルホアルミネート組成物を粉砕後に酒石酸（塩）を添加混合するか、又は、カルシウムサルホアルミネート組成物を含むモルタル又はコンクリートを混練する工程において、酒石酸（塩）の粉末又は水溶液を添加することを特徴とする、低収縮性セメント組成物。
【請求項２】
カルシウムサルホアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＳＯ4 ）を２３〜６０重量％含むカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して、ホウ酸（塩）をホウ酸換算で０．１５〜０．５重量部及び酒石酸（塩）を酒石酸換算で０．１〜１．０重量部含有する低収縮性セメント組成物であって、カルシウムサルホアルミネート組成物とホウ酸（塩）及び酒石酸（塩）を同時に粉砕するか、若しくは、カルシウムサルホアルミネート組成物を粉砕後にホウ酸（塩）及び酒石酸（塩）を添加混合するか、又は、カルシウムサルホアルミネート組成物を含むモルタル又はコンクリートを混練する工程において、ホウ酸（塩）及び酒石酸（塩）の粉末又は水溶液を添加することを特徴とする、低収縮性セメント組成物。
【請求項３】
請求項1又は請求項２に記載の低収縮性セメント組成物を含むモルタル又はコンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カルシウムサルホアルミネート組成物を含有するコンクリートの収縮ひずみの低減を図ることのできる低収縮性セメント組成物並びに低収縮性セメント組成物及びこれを含むモルタル又はコンクリートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速道路の橋梁床版補強（増厚）工事が普及しているが、この工事において旧コンクリート床版上に５〜10ｃｍの薄層コンクリートを打ち継ぐ際、薄層コンクリート中の水分が旧コンクリートに奪われ、又は薄層コンクリート表面の水分が日光の直射や風等により蒸発し、又は車両通過による振動が硬化途中のコンクリートに伝わる等により、ひび割れが発生する場合が多い。特に、コンクリートの収縮によるひび割れ発生の危険性が増加し、大きな拘束力によりひび割れが発生し易い状況にある。
【０００３】
一般に、コンクリートの変形性能は、１ｍ当たり２００〜５００μと小さく、また引張強度も圧縮強度の１／９〜１／１３と小さい。したがって、これらを超える応力が作用した場合、コンクリートにひび割れが発生する。かかるひび割れは美観を損なうだけでなく、構造物の耐久性，鋼材の腐食，水密性等の低下を招くことになる。また、最近の高速道路の橋梁床版補強（増厚）工事は１スパンの長さが長く、連続してコンクリートの施工を可能にしうる技術が必要とされている。このため、当該工事において、従来よりも作業可能な時間（可使時間）を更に延長でき、スランプロスを小さくすることが必要となってきた。
【０００４】
かかる高速道路の橋梁床版補強（増厚）工事では、工期の短縮が要求されるため、速硬性のあるカルシウムサルホアルミネートを含有する組成物が多く用いられるが、該組成物を用いて製造したコンクリートは収縮ひずみが比較的大きく、ひび割れの発生が懸念されること、また、従来の凝結遅延剤では可使時間の延長に限界があり、添加量が多くなると強度低下を招き、更にコスト高になる等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、カルシウムサルホアルミネート組成物を含有するコンクリートのひび割れ発生を低減できると共に、可使時間の調節が可能で、強度発現性に優れた低収縮性セメント組成物とその製造方法を提供する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の課題を解決するために、（１）カルシウムサルホアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3・ＣａＳＯ4）を２３〜６０重量％含むカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して、酒石酸（塩）を酒石酸換算で０．１〜１．０重量部含有する低収縮性セメント組成物（クエン酸、ヘプトン酸を含有するものを除く）であって、カルシウムサルホアルミネート組成物と酒石酸（塩）を同時に粉砕するか、若しくは、カルシウムサルホアルミネート組成物を粉砕後に酒石酸（塩）を添加混合するか、又は、カルシウムサルホアルミネート組成物を含むモルタル又はコンクリートを混練する工程において、酒石酸（塩）の粉末又は水溶液を添加することを特徴とする、低収縮性セメント組成物、を提供する。（２）カルシウムサルホアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＳＯ4 ）を２３〜６０重量％含むカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して、ホウ酸（塩）をホウ酸換算で０．１５〜０．５重量部及び酒石酸（塩）を酒石酸換算で０．１〜１．０重量部含有する低収縮性セメント組成物であって、カルシウムサルホアルミネート組成物とホウ酸（塩）及び酒石酸（塩）を同時に粉砕するか、若しくは、カルシウムサルホアルミネート組成物を粉砕後にホウ酸（塩）及び酒石酸（塩）を添加混合するか、又は、カルシウムサルホアルミネート組成物を含むモルタル又はコンクリートを混練する工程において、ホウ酸（塩）及び酒石酸（塩）の粉末又は水溶液を添加することを特徴とする、低収縮性セメント組成物を提供する。さらに、（３）前記低収縮性セメント組成物を含むモルタル又はコンクリートを提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるカルシウムサルホアルミネート組成物は、速硬性成分であるカルシウムサルホアルミネートを２３〜６０重量％含み、その他の成分として、エーライト（3ＣａＯ・ＳｉＯ2）、ビーライト（2ＣａＯ・ＳｉＯ2）、カルシウムアルミネ−トフェライト（4ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3）、カルシウムアルミネート（3ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）等のクリンカ鉱物や石膏、石灰石、スラグ、フライアッシュ、珪石粉末等の混和材の１種又は２種以上を含む組成物である。カルシウムサルホアルミネートの含有量が２３重量％以上では速硬性が十分であり、６０重量％を超えると十分な可使時間が確保できない。
【０００８】
また、本発明に係る低収縮性セメント組成物は、カルシウムサルホアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3・ＣａＳＯ4）を２３〜６０重量％含むカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して、酒石酸（塩）を酒石酸換算で０．１〜１．０重量部含有する低収縮性セメント組成物（クエン酸、ヘプトン酸を含有するものを除く）である。又、カルシウムサルホアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3・ＣａＳＯ4）を２３〜６０重量％含むカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して、ホウ酸（塩）をホウ酸換算で０．１５〜０．５重量部及び酒石酸（塩）を酒石酸換算で０．１〜１．０重量部含有する低収縮性セメント組成物である。前記カルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対し、ホウ酸（塩）の添加量がホウ酸換算で０．１５重量部未満又は酒石酸（塩）の添加量が酒石酸換算で０．１重量部未満では、収縮ひずみ低減効果が小さい。一方、カルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対し、ホウ酸（塩）及び酒石酸（塩）の添加量がホウ酸及び酒石酸換算で合計で１．５重量部を超えると、初期の強度発現性が損なわれる傾向にある。
【０００９】
尚、酒石酸（塩）又はホウ酸（塩）の単独使用で十分な収縮ひずみ低減効果が得られるが、両者の併用は、相乗効果を発揮して特に有効であるため、より好ましい。
【００１０】
また、低収縮性セメント組成物は、カルシウムサルホアルミネート組成物とホウ酸（塩）及び／又は酒石酸（塩）を同時に粉砕するか、若しくは、カルシウムサルホアルミネート組成物を粉砕後にホウ酸（塩）及び／又は酒石酸（塩）を添加混合して製造する。特に、ホウ酸（塩）及び／又は酒石酸（塩）は、カルシウムサルホアルミネート組成物に添加して同時に粉砕すると、ホウ酸（塩）や酒石酸（塩）は被粉砕性が良好であり微粉末となるため、収縮ひずみの低減や可使時間の延長の効果が一段と向上するのでより好ましい。また、カルシウムサルホアルミネート組成物を含むモルタル又はコンクリートを混練する工程において、ホウ酸（塩）及び／又は酒石酸（塩）の粉末又は水溶液を添加して、低収縮性のモルタル又はコンクリートを製造できる。
【００１１】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、これらは例示であり本発明を限定するものではない。
【００１２】
（セメント組成物の調整）
カルシウムサルホアルミネートを２３重量％、エーライト（3ＣａＯ・ＳｉＯ2）を２９重量％、ビーライト（2ＣａＯ・ＳｉＯ2）を１９重量％、カルシウムアルミネ−トフェライト（4ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3）を６重量％、カルシウムアルミネート（3ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）を５重量％、無水石膏を１８重量％含有するカルシウムサルホアルミネート組成物を用いて、表１に示す配合のセメント組成物を調整した。尚、表１中の数値はカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対するホウ酸又は酒石酸の重量部を示す。
【００１３】
（使用薬品）
ホウ酸；工業薬品（ＵＳ  ＢＯＲＡＸ社製）
酒石酸；１級試薬（和光純薬社製）
クエン酸；工業薬品（和光純薬社製）
ヘプトン酸ナトリウム；工業薬品（クローダジャパン社製）
【００１４】
【表１】
0004298838.tif 000002
【００１５】
（試験例）
表１に示すセメント組成物をセメントとして使用し表２に示す配合のコンクリートを用いて、日本コンクリート工学協会（ＪＣＩ）の「高流動コンクリート自己収縮試験方法（仮称）」に従い収縮ひずみを測定した。また、コンクリートの練り混ぜ直後からスランプが３ｃｍ以下になるまでの時間を可使時間として測定した。更に、JIS A 1132「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」及びJIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に従い、材齢３時間後の圧縮強度を測定した。以上の試験は、全て環境温度２０℃の下で行った。
尚、実用上必要なコンクリートの性能は、収縮ひずみで０〜−５００μまで、可使時間で２５分以上、材齢３時間後の圧縮強度で２４Ｎ／ｍｍ2以上である。
【００１６】
【表２】
0004298838.tif 000003
【００１７】
【表３】
0004298838.tif 000004
【００１８】
表３より、ホウ酸をカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して０．１５〜０．５重量部含有するセメント組成物（試験例Ａ〜Ｅ）は、収縮ひずみ、可使時間、圧縮強度共に、実用上の要求性能を満たしている。これに対して、ホウ酸が０．１０重量部と少ないセメント組成物（比較例Ｐ）は収縮ひずみが−５４８μと大きく、また、可使時間が２０分と短い。また、ホウ酸が０．６０重量部と多いセメント組成物（比較例Ｑ）は、圧縮強度が２１．７Ｎ／ｍｍ2と低く実用的でない。
【００１９】
また、酒石酸をカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して０．１０〜１．００重量部含有するセメント組成物（実施例Ｆ〜Ｊ）は、収縮ひずみ、可使時間、圧縮強度共に、実用上の要求性能を満たしている。これに対して、酒石酸が０．０５％と少ないセメント組成物（比較例Ｒ）は収縮ひずみが−５２９μと大きく、また、可使時間が１５分と短い。また、酒石酸が１．３０％と多いセメント組成物（比較例Ｓ）は、圧縮強度が１９．３Ｎ／ｍｍ2以下と低く実用的でない。
【００２０】
更に、ホウ酸と酒石酸をカルシウムサルホアルミネート組成物１００重量部に対して、それぞれ０．１５〜０．５０％及び０．１０〜１．００％含有するセメント組成物（実施例Ｋ〜Ｎ）は、それぞれ単独で使用した場合（試験例A〜E、実施例F〜Ｊ）よりも更に優れた収縮ひずみ低減効果を発揮することが分かる。しかし、ホウ酸と酒石酸の添加量が合計で1.5重量部を超えると（比較例Ｕ）、材齢３時間における圧縮強度は測定不能になり、初期の強度発現性が著しく損なわれる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の低収縮性セメント組成物は、以下の効果を有する。
▲１▼コンクリートの収縮ひずみを低減することができ、ひび割れ防止対策として有効である。
▲２▼可使時間が長く確保できるため、可使時間を長く設定する橋梁床版補強（増厚）工事において、現場トラブル時の待機時間にも十分対応が可能であり、施工不可能なコンクリートの発生が無くなる。
▲３▼ホウ酸（塩）及び酒石酸（塩）を併用すると、収縮ひずみ低減効果が更に高まる。
▲４▼可使時間を一定とした場合は、比較的高価な凝結遅延剤の添加量を減じることができコスト低減が図れる。