特許 6495047 セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6495047

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/2252 20180101AFI20190325BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/2252

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-36048(P2015-36048)

(22)【出願日】2015年2月26日

(65)【公開番号】特開2016-156761(P2016-156761A)

(43)【公開日】2016年9月1日

【審査請求日】2017年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103539

【弁理士】

【氏名又は名称】衡田 直行

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100162145

【弁理士】

【氏名又は名称】村地 俊弥

(72)【発明者】

【氏名】森 寛晃

(72)【発明者】

【氏名】多田 克彦

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０７８５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２４９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２７６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７４５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３３４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７５６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８６０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５２８５６７９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７６

Ｇ０１Ｎ ３３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高炉スラグ微粉末を含む水硬性組成物を硬化させてなるセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を推定するための方法であって、
（Ａ） 上記セメント質硬化体において適宜定めた二次元領域を、電子線マイクロアナライザーによる分析のために、ピクセル単位に区画する工程と、
（Ｂ） 工程（Ａ）で定めた上記二次元領域の中から、高炉スラグ微粉末に相当する１つ以上のスラグ粒子の各粒子中のピクセル単位を選択し、電子線マイクロアナライザーを用いて、上記選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率を測定し、その測定結果に基いて、ＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を定める工程と、
（Ｃ） 工程（Ａ）で定めた上記二次元領域を構成するピクセル単位から、工程（Ｂ）で定めたＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位（ｘ）と、空隙に相当するピクセル単位（ｙ）とを除外して得られるピクセル単位について、電子線マイクロアナライザーを用いて、そのＳｉＯ_２含有率を測定し、得られた測定値の平均値を、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストのＳｉＯ_２含有率として定める工程と、
（Ｄ） 上記セメントのＳｉＯ_２含有率と、工程（Ｂ）で得た上記高炉スラグ微粉末に相当する各粒子中のピクセル単位のＳｉＯ_２含有率の測定値の平均値とに基いて、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストにおける、セメントペーストのＳｉＯ_２含有率と、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率の関係式を定める工程と、
（Ｅ） 工程（Ｄ）で定めた関係式に、工程（Ｃ）で得た上記セメントペーストのＳｉＯ_２含有率を適用して、上記セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を推定する工程、
を含むことを特徴とするセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【請求項2】

工程（Ａ）と工程（Ｃ）の間に、（Ｂ１）電子線マイクロアナライザーを用いて、工程（Ａ）で定めた上記二次元領域を構成するピクセル単位の各々のＣＯ_２含有率を測定し、その測定結果に基いて、ＣＯ_２含有率に関するしきい値を定める工程、を含み、
工程（Ｃ）において、工程（Ａ）で定めた上記二次元領域を構成するピクセル単位から、上記ピクセル単位（ｘ）及び（ｙ）とともに、工程（Ｂ１）で定めたＣＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位（ｚ）を除外する請求項１に記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【請求項3】

工程（Ｂ１）において、上記ＣＯ_２含有率に関するしきい値が、３５〜４５質量％の範囲内で適宜定めた値である請求項２に記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【請求項4】

工程（Ｂ）において、上記ＳｉＯ_２含有率に関するしきい値が、上記選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率の平均値に、適宜定めた調整値を加えてなる値、または、上記選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率の中の最大値もしくは該最大値に適宜定めた調整値を加えてなる値である請求項１〜３のいずれか１項に記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【請求項5】

工程（Ｃ）において、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＴｉＯ_２の合計の含有率が、４０〜６０質量％の範囲内で適宜定めた値未満であるピクセル単位を、上記空隙に相当するピクセル単位として定める請求項１〜４のいずれか１項に記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【請求項6】

工程（Ｄ）において、上記セメントのＳｉＯ_２含有率として、上記セメント質硬化体を構成する水硬性組成物の材料であるセメントのＳｉＯ_２含有率の実測値、または、標準的なセメントの既知のＳｉＯ_２含有率の値を用いる請求項１〜５のいずれか１項に記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【請求項7】

工程（Ａ）において、上記二次元領域に含まれるピクセル単位の数が、５，０００個以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水硬性組成物を硬化させてなるセメント質硬化体から、セメント質硬化体を構成する成分を分析する種々の方法が知られている。
例えば、特許文献１には、（Ａ）セメント系硬化体において適宜定めた二次元領域をピクセル単位に区画した後、電子線マイクロアナライザーを用いて、ピクセル毎に化学組成を分析する工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で得られた分析結果に基いて、上記二次元領域内のピクセルから、特定のしきい値を基準として、結合材に相当するピクセル群を選択する工程と、（Ｃ）工程（Ｂ）で得られた、結合材に相当するピクセル群を対象として、該ピクセル群に属するピクセルの化学組成の平均値を算出することによって、セメント系硬化体中の結合材の化学組成の推定値を得る工程と、を含むことを特徴とするセメント系硬化体中の結合材の化学組成の推定方法が記載されている。

【0003】

また、特許文献２には、セメント水和物と非セメント水和物とが含まれるセメント硬化体の表面を、複数の小区画に区分し、前記各小区画に放射線を照射して前記セメント硬化体より発生する信号によって、各小区画における前記セメント水和物中に含まれる特定元素の濃度を測定する第一測定工程と、前記セメント硬化体の表面を、セメント水和物が変質する条件で処理する変質処理工程と、前記変質処理工程後の前記セメント硬化体の前記各小区画に放射線を照射して、前記セメント硬化体の表面より発生する信号によって、前記各小区画における特定元素の濃度を測定する第二測定工程と、前記各小区画について前記第一測定工程で測定した特定元素の濃度と、前記第二測定工程で測定した特定元素の濃度とを比較して、特定元素の濃度の変化率が所定の率である小区画を前記セメント水和物であると判定し、それ以外の小区画を非セメント水和物であると判定し、前記セメント水和物であると判定した小区画の前記第一測定工程で測定した特定元素の濃度から、セメント水和物の特定元素の濃度の基準濃度を求め、前記基準濃度よりも第一測定工程の特定元素の濃度が低い小区画を空隙であると判定する判定工程と、前記判定工程で判定された各小区画の数の割合から、セメント硬化体中のセメント水和物、非セメント水和物および空隙の比率を算出する算出工程とを実施するセメント硬化体の構成比率測定方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１３３４１２号公報

【特許文献2】特開２０１３−２０５３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された方法によれば、フライアッシュ、シリカフューム等の混和材や石灰岩からなる骨材が含まれている可能性のあるセメント系硬化体であっても、セメント及びフライアッシュ等の混和材を含む結合材全体の化学組成を推定することができる。
また、特許文献２に記載された方法によれば、セメント硬化体中のセメント水和物、非セメント水和物および空隙の構成比率を測定することができる。
しかし、特許文献１〜２に記載された方法では、セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を推定することは困難であった。
そこで、本発明は、セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を、高い精度で簡易に推定することができる方法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】

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、セメント質硬化体において適宜定めた二次元領域を、ピクセル単位に区画した後、該二次元領域の中から、高炉スラグ微粉末に相当する１つ以上のスラグ粒子の各粒子中のピクセル単位を選択し、電子線マイクロアナライザーを用いて、選択されたピクセル単位のＳｉＯ_２含有率を測定し、次いで、その測定結果に基づいてＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を定めた後、上記二次元領域を構成するピクセル単位から、特定の基準によって骨材及び空隙に相当するピクセル単位を除外して得られるピクセル単位（セメントペーストに相当するピクセル単位）について、電子線マイクロアナライザーを用いて、そのＳｉＯ_２含有率を測定し、得られた測定値の平均値を、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストのＳｉＯ_２含有率として定め、次いで、セメントのＳｉＯ_２含有率と、高炉スラグ微粉末に相当する各粒子中のピクセル単位のＳｉＯ_２含有率の測定値の平均値とに基づいて定めた関係式に、上述のセメントペーストのＳｉＯ_２含有率（セメントペーストに相当するピクセル単位におけるＳｉＯ_２含有率の測定値の平均値）を適用する方法によれば、前記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。

【0007】

すなわち、本発明は、以下の［１］〜［７］を提供するものである。
［１］ 高炉スラグ微粉末を含む水硬性組成物を硬化させてなるセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を推定するための方法であって、（Ａ） 上記セメント質硬化体において適宜定めた二次元領域を、電子線マイクロアナライザーによる分析のために、ピクセル単位に区画する工程と、（Ｂ） 工程（Ａ）で定めた上記二次元領域の中から、高炉スラグ微粉末に相当する１つ以上のスラグ粒子の各粒子中のピクセル単位を選択し、電子線マイクロアナライザーを用いて、上記選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率を測定し、その測定結果に基いて、ＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を定める工程と、（Ｃ）工程（Ａ）で定めた上記二次元領域を構成するピクセル単位から、工程（Ｂ）で定めたＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位（ｘ）と、空隙に相当するピクセル単位（ｙ）とを除外して得られるピクセル単位について、電子線マイクロアナライザーを用いて、そのＳｉＯ_２含有率を測定し、得られた測定値の平均値を、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストのＳｉＯ_２含有率として定める工程と、（Ｄ） 上記セメントのＳｉＯ_２含有率と、工程（Ｂ）で得た上記高炉スラグ微粉末に相当する各粒子中のピクセル単位のＳｉＯ_２含有率の測定値の平均値とに基いて、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストにおける、セメントペーストのＳｉＯ_２含有率と、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率の関係式を定める工程と、（Ｅ） 工程（Ｄ）で定めた関係式に、工程（Ｃ）で得た上記セメントペーストのＳｉＯ_２含有率を適用して、上記セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を推定する工程、を含むことを特徴とするセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【0008】

［２］ 工程（Ａ）と工程（Ｃ）の間に、（Ｂ１）電子線マイクロアナライザーを用いて、工程（Ａ）で定めた上記二次元領域を構成するピクセル単位の各々のＣＯ_２含有率を測定し、その測定結果に基いて、ＣＯ_２含有率に関するしきい値を定める工程、を含み、工程（Ｃ）において、工程（Ａ）で定めた上記二次元領域を構成するピクセル単位から、上記ピクセル単位（ｘ）及び（ｙ）とともに、工程（Ｂ１）で定めたＣＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位（ｚ）を除外する前記［１］に記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。
［３］ 工程（Ｂ１）において、上記ＣＯ_２含有率に関するしきい値が、３５〜４５質量％の範囲内で適宜定めた値である前記［２］に記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。
［４］ 工程（Ｂ）において、上記ＳｉＯ_２含有率に関するしきい値が、上記選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率の平均値に、適宜定めた調整値を加えてなる値、または、上記選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率の中の最大値もしくは該最大値に適宜定めた調整値を加えてなる値である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。
［５］ 工程（Ｃ）において、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＴｉＯ_２の合計の含有率が、４０〜６０質量％の範囲内で適宜定めた値未満であるピクセル単位を、上記空隙に相当するピクセル単位として定める前記［１］〜［４］のいずれかに記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。
［６］ 工程（Ｄ）において、上記セメントのＳｉＯ_２含有率として、上記セメント質硬化体を構成する水硬性組成物の材料であるセメントのＳｉＯ_２含有率の実測値、または、標準的なセメントの既知のＳｉＯ_２含有率の値を用いる前記［１］〜［５］のいずれかに記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。
［７］ 工程（Ａ）において、上記二次元領域に含まれるピクセル単位の数が、５，０００個以上である前記［１］〜［６］のいずれかに記載のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明の推定方法によれば、セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を、高い精度で簡易に推定することができる。
例えば、セメント質硬化体の作製後に、該硬化体の材料である高炉スラグ微粉末の配合量を確認したい場合に、本発明の推定方法を用いれば、高炉スラグ微粉末の配合量を迅速かつ容易に推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】セメントペーストのＳｉＯ_２含有率と、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明のセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率の推定方法は、高炉スラグ微粉末を含む水硬性組成物を硬化させてなるセメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を推定するための方法であって、（Ａ）上記セメント質硬化体において適宜定めた二次元領域を、電子線マイクロアナライザーによる分析のために、ピクセル単位に区画する工程と、（Ｂ）工程（Ａ）で定めた上記二次元領域の中から、高炉スラグ微粉末に相当する１つ以上のスラグ粒子の各粒子中のピクセル単位を選択し、電子線マイクロアナライザーを用いて、上記選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率を測定し、その測定結果に基いて、ＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を定める工程と、（Ｃ）工程（Ａ）で定めた上記二次元領域を構成するピクセル単位から、工程（Ｂ）で定めたＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位（ｘ）と、空隙に相当するピクセル単位（ｙ）とを除外して得られるピクセル単位について、電子線マイクロアナライザーを用いて、そのＳｉＯ_２含有率を測定し、得られた測定値の平均値を、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストのＳｉＯ_２含有率として定める工程と、（Ｄ）上記セメントのＳｉＯ_２含有率と、工程（Ｂ）で得た上記高炉スラグ微粉末に相当する各粒子中のピクセル単位のＳｉＯ_２含有率の測定値の平均値とに基いて、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストにおける、セメントペーストのＳｉＯ_２含有率と、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率の関係式を定める工程と、（Ｅ）工程（Ｄ）で定めた関係式に、工程（Ｃ）で得た上記セメントペーストのＳｉＯ_２含有率を適用して、上記セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を推定する工程、を含むものである。
以下、工程ごとに詳しく説明する。

【0012】

［工程（Ａ）］
工程（Ａ）は、セメント質硬化体において適宜定めた二次元領域を、電子線マイクロアナライザーによる分析のために、ピクセル単位に区画する工程である。
本発明において、「セメント質硬化体」とは、セメント、水、高炉スラグ微粉末、及び、他の任意材料（減水剤、粗骨材、細骨材等）からなる水硬性組成物の硬化体をいう。具体的には、コンクリート硬化体、モルタル硬化体、またはペースト硬化体を意味する。

【0013】

セメント質硬化体を構成するセメントの種類は、特に限定されず、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、シリカセメント（Ａ、Ｂ、Ｃ種）、フライアッシュセメント（Ａ、Ｂ、Ｃ種）等が挙げられる。

【0014】

「セメント質硬化体において適宜定めた二次元領域」とは、平坦な表面を有するセメント質硬化体における当該平坦な表面の中の適宜定めた一部の領域、または、セメント質硬化体を適宜の位置で切断した場合における平坦な切断面の中の適宜定めた一部の領域を意味する。
二次元領域は、電子顕微鏡等による拡大観察によって、粗骨材が存在せずかつ細骨材がなるべく少ない領域を選択して定めることが望ましい。

【0015】

ピクセル単位とは、電子線マイクロアナライザーを用いて、セメント質硬化体の化学組成を測定するための測定単位（１回の測定操作で測定される対象）である微小な領域をいう。
ピクセル単位は、特に形状が限定されるものではないが、通常、一辺が特定の寸法を有する正方形の領域である。
ピクセル単位の一辺の寸法は、好ましくは０．１〜１０μｍ、より好ましくは０．３〜５μｍ、特に好ましくは０．６〜２μｍである。該値が０．１μｍ以上であれば、非常に高性能の電子線マイクロアナライザーを必要とせずに測定ができ、測定装置のコストの面から実用的である。該値が１０μｍ以下であれば、高炉スラグ微粉末の含有率を推定する精度をより向上させることができる。

【0016】

化学組成の分析対象である二次元領域に含まれるピクセル単位の数は、好ましくは５０００個以上、より好ましくは１万〜１００万個、さらに好ましくは２万〜５０万個、特に好ましくは３万〜２５万個である。該値が５０００個以上であれば、高炉スラグ微粉末の含有率を推定する精度をより向上させることができる。該値が１００万個以下であれば、電子線マイクロアナライザーを用いた測定の負担が過大になることを防ぐことができる。
本発明において、電子線マイクロアナライザーを用いたピクセル単位の化学組成の測定は、セメント等の結合材を構成する主な９つの元素である、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＴｉＯ_２の各元素（酸化物換算）、及び、石灰岩（ＣａＣＯ_３）等からなる材料やエポキシ樹脂を構成する主な元素の一つである炭素（酸化物換算としてはＣＯ_２）の定量として行われる。

【0017】

［工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）は、工程（Ａ）で定めた二次元領域の中から、高炉スラグ微粉末に相当する１つ以上のスラグ粒子の各粒子中のピクセル単位を選択し、電子線マイクロアナライザーを用いて、選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率を測定し、その測定結果に基いて、ＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を定める工程である。
高炉スラグ微粉末に相当するスラグ粒子は、電子顕微鏡を用いた背面反射電子像観察を行い、工程（Ａ）で定めた二次元領域の中に存在する粒子の形状や輝度から判断することができる。具体的には、二次元領域において、角ばっており、かつ、輝度の高い粒子（明るく表示される粒子）が高炉スラグ微粉末に相当するスラグ粒子である。

【0018】

本工程では、１つのスラグ粒子に対して、該スラグ粒子に相当するピクセル単位群のうち、任意のピクセル単位（好ましくは、スラグ粒子の略中央に存在する１つのピクセル単位）を選択する。測定の対象であるスラグ粒子の数は、本発明における高炉スラグ微粉末の含有率の推定の精度を高める観点から、好ましくは３つ以上、より好ましくは５つ以上、特に好ましくは８つ以上である。

【0019】

ＳｉＯ_２含有率に関するしきい値は、選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率を測定し、得られた測定値の平均値（質量％）に、適宜定めた調整値（質量％）を加えてなる値（以下、「調整平均値」ともいう。）、または、選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率の中の最大値（質量％）もしくは該最大値（質量％）に適宜定めた調整値（質量％）を加えてなる値（以下、「調整最大値」ともいう。）である。
調整平均値における上記調整値は、好ましくは１〜５質量％（より好ましくは２〜４質量％）の間の特定の値（例えば、３質量％）である。
調整最大値における上記調整値は、好ましくは０．１〜５質量％（より好ましくは０．５〜２質量％）の間の特定の値（例えば、１質量％）である。
選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率の平均値、または選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率の中の最大値に、上記数値範囲内の調整値を加えることで、高炉スラグ微粉末の含有率を推定する精度をより向上させることができる。
ＳｉＯ_２含有率に関するしきい値として、調整平均値または調整最大値のいずれを選択してもよい。中でも、高炉スラグ微粉末の含有率を推定する精度をより向上させる観点から、調整平均値と調整最大値を比較して、大きい方の値をしきい値として選択することが好ましい。

【0020】

なお、本工程において選択されたピクセル単位の各々のＳｉＯ_２含有率の平均値は、推定の対象であるセメント質硬化体を構成する水硬性組成物の材料である、高炉スラグ微粉末のＳｉＯ_２含有率を意味する。また、該ＳｉＯ_２含有率は、後述する工程（Ｄ）において、セメントペーストのＳｉＯ_２含有率とセメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率の関係式を定める際に使用される。

【0021】

［工程（Ｃ）］
工程（Ｃ）は、工程（Ａ）で定めた二次元領域を構成するピクセル単位から、工程（Ｂ）で定めたＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位（ｘ）と、空隙に相当するピクセル単位（ｙ）とを除外して得られるピクセル単位について、電子線マイクロアナライザーを用いて、そのＳｉＯ_２含有率を測定し、得られた測定値の平均値を、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストのＳｉＯ_２含有率として定める工程である。
工程（Ｂ）で定めたＳｉＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位は、石灰岩以外の材料からなる骨材（例えば、陸砂、砕砂、砂岩骨材等）に相当すると判断することができる。
空隙に相当するピクセル単位は、電子線マイクロアナライザーを用いたピクセル単位の化学組成の測定によって得られた、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＴｉＯ_２の合計の含有率から判断することができる。具体的には、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＴｉＯ_２の合計の含有率が、好ましくは４０〜６０質量％（より好ましくは４５〜５５質量％）の範囲内で適宜定めた値（例えば、５０質量％）をしきい値として、該しきい値未満であるピクセル単位は、空隙に相当すると判断することができる。

【0022】

後述する工程（Ｂ１）において、ＣＯ_２含有率に関するしきい値を定めた場合、本工程において、ＣＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位を、石灰岩からなる成分または粗大な空隙に侵入したエポキシ樹脂等に相当すると判断することができ、該ピクセル単位を除外することができる。
なお、本発明において、しきい値は特定のピクセル単位を除外するための目安として適宜定めた値であることから、本明細書中、「しきい値を超える」及び「しきい値未満」は、各々、「しきい値以上」及び「しきい値以下」に置き換えることができる。

【0023】

本工程において、上述した特定のピクセル単位を除外することで、二次元領域を構成する全ピクセル単位から、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストに相当するピクセル単位を抽出することができる。
上述した特定のピクセル単位を除外して得られるピクセル単位（セメントペーストに相当するもの）の数は、好ましくは５，０００個以上、より好ましくは１万個以上、特に好ましくは２万個以上である。電子線マイクロアナライザーを用いた測定の対象であるピクセル単位は、非常に微小な面積を有するものである。そのため、セメントペーストに相当するピクセル単位群に属するピクセル単位の相互間であっても、化学組成のばらつきが大きい。そこで、セメントペーストに相当するピクセル単位群に属する非常に多数のピクセル単位の化学組成の平均値を算出することによって、より高い精度でセメントペーストの化学組成を得ることができる。

【0024】

［工程（Ｂ１）］
工程（Ａ）と工程（Ｃ）の間に、工程（Ｂ１）として、電子線マイクロアナライザーを用いて、工程（Ａ）で定めた二次元領域を構成するピクセル単位の各々のＣＯ_２含有率を測定し、その測定結果に基いて、ＣＯ_２含有率に関するしきい値を定める工程を含んでもよい。
工程（Ｃ）において、工程（Ｂ１）で定めたＣＯ_２含有率に関するしきい値を超えるピクセル単位を、石灰岩やエポキシ樹脂に相当するピクセル単位をみなすことで、ピクセル単位（ｘ）、（ｙ）とともに、石灰岩からなる材料（石灰岩骨材、石灰岩粉末等）、または、粗大な空隙に侵入したエポキシ樹脂（電子線マイクロアナライザーを用いる際に、セメント質硬化体の試料の表面に適用するもの）等に相当するピクセル単位（ｚ）を除外することができる。
本発明において、セメント質硬化体中に石灰岩からなる材料（石灰岩骨材、石灰岩粉末等）が含まれる場合や、電子線マイクロアナライザーを用いる際にエポキシ樹脂を用いて試料を固化する場合等には、本工程を行うことが好ましい。本工程を行い、工程（Ｃ）において、工程（Ｂ１）で定めたしきい値を用いて特定のピクセル単位（石灰岩からなる骨材や、エポキシ樹脂に相当するピクセル単位）を除外することで、本発明における高炉スラグ微粉末の含有率の推定の精度をより高めることができる。

【0025】

ＣＯ_２含有率に関するしきい値は、好ましくは３５〜４５質量％（より好ましくは３８〜４２質量％）の範囲内で適宜定めた値（例えば、４０質量％）である。
なお、ＣＯ_２含有率は、気体の二酸化炭素を意味するものではなく、セメント質硬化体中の石灰岩からなる材料や、エポキシ樹脂を、電子線マイクロアナライザーを用いて測定した場合における炭素原子（Ｃ）の酸化物換算の濃度である。
また、工程（Ａ）と工程（Ｃ）の間において行われる、工程（Ｂ）と工程（Ｂ１）の順序は特に限定されるものではない。

【0026】

［工程（Ｄ）］
工程（Ｄ）は、セメントのＳｉＯ_２含有率と、工程（Ｂ）で得た高炉スラグ微粉末に相当する各粒子中のピクセル単位のＳｉＯ_２含有率の測定値の平均値とに基いて、セメントおよび高炉スラグ微粉末からなるセメントペーストにおける、セメントペーストのＳｉＯ_２含有率と、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率の関係式を定める工程である。
セメントのＳｉＯ_２含有率としては、本発明の方法の対象であるセメント質硬化体を構成する水硬性組成物の材料であるセメントの入手が可能である場合は、該セメントのＳｉＯ_２含有率の実測値を用いることができ、上記セメントの入手が不可能である場合には、標準的なセメントの既知のＳｉＯ_２含有率の値を用いることができる。
標準的なセメントの既知のＳｉＯ_２含有率としては、市販の普通セメントや低熱セメント等において一般的に公表されているセメントのＳｉＯ_２の含有率や、社団法人セメント協会が販売している化学分析用セメント標準物質の成分組成として公表されているセメントのＳｉＯ_２の含有率等が挙げられる。これらの中で、本発明の方法の対象であるセメント質硬化体を構成する水硬性組成物の材料であるセメントに最も近いと考えられるセメントのＳｉＯ_２の含有率（例えば、低熱セメントを使用した可能性が高い場合、市販の低熱セメントについて公表されているＳｉＯ_２の含有率）を適宜選択して用いることが好ましい。

【0027】

セメントペーストのＳｉＯ_２含有率と、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率の関係式は、セメントのＳｉＯ_２含有率と、工程（Ｂ）で得た高炉スラグ微粉末に相当する各粒子中のピクセル単位（高炉スラグ粒子中の未反応の部分に相当するもの）のＳｉＯ_２含有率の測定値の平均値とに基づいて得ることができる。
具体的には、セメントのＳｉＯ_２含有率（図１中、「セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率」が０質量％である場合における「セメントペーストのＳｉＯ_２含有率」に該当）、及び、工程（Ｂ）で得た高炉スラグ微粉末に相当する各粒子中のピクセル単位のＳｉＯ_２含有率の測定値の平均値（図１中、「セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率」が１００質量％である場合における「セメントペーストのＳｉＯ_２含有率」に該当）を用いて、セメントペーストのＳｉＯ_２含有率（ｘ）とセメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率（ｙ）の関係式ｙ＝ａｘ＋ｂ（ａおよびｂは定数である。）を定めることができる。

【0028】

［工程（Ｅ）］
工程（Ｅ）は、工程（Ｄ）で定めた関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）に、工程（Ｃ）で得たセメントペーストのＳｉＯ_２含有率を代入して、セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率（セメントと高炉スラグ微粉末からなるセメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率）を推定する工程である。

【実施例】

【0029】

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［実施例］
（１）コンクリート硬化体の作製
普通ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末を混合して、高炉スラグ微粉末の含有率が４０質量％である高炉セメントを調製した。その後、「ＪＩＳ Ａ １１３８（試験室におけるコンクリートの作り方）」に準拠して、水を１６２ｋｇ／ｍ^３、高炉セメントを２９５ｋｇ／ｍ^３、細骨材（山砂）を８３０ｋｇ／ｍ^３、粗骨材（安山岩砕石）を９９４ｋｇ／ｍ^３、ＡＥ減水剤を０．７４ｋｇ／ｍ^３の各配合量で混練し、コンクリートを調製した。その後、型枠内に、調製したコンクリートを打設して、φ１００×２００ｍｍの供試体を作製した。成型後、供試体に対して標準水中養生を行った。
使用した普通ポルトランドセメント及び高炉スラグ微粉末の化学組成を、蛍光Ｘ線分析を用いて測定した。それぞれの結果を表１に示す。

【0030】

【表1】

【0031】

（２）電子線マイクロアナライザーによる分析
成型から７日経過後に、脱型して得られたコンクリート供試体の中心付近から、４０×４０×２０ｍｍの板状の試料を切り出して、得られた試料を、エポキシ樹脂を用いて包埋した。エポキシ樹脂が硬化した後、分析を行う面を研磨し、次いで、研磨した面に導電性物質として炭素を蒸着させた。
その後、炭素を蒸着させた面の中の、極力骨材を含まない二次元領域（以下、「領域１」ともいう。）を適宜定めた。領域１に対して、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて分析を行った。この際、ＥＰＭＡ装置としては、日本電子社製の電子線マイクロアナライザーＪＸＡ−８１００を使用した。ピクセル単位は、一辺の長さが１μｍの正方形とした。ピクセル単位の数は、縦横方向に各々２００個、総数で４０，０００個とした。つまり、測定対象の二次元領域（領域１）は、２００μｍ×２００μｍの正方形とした。

【0032】

まず、二次元領域の中から、高炉スラグ微粉末に相当するスラグ粒子を９個選択し、各スラグ粒子の略中央に存在するピクセル単位を、電子線マイクロアナライザーを用いて、各々、測定した。測定に際し、電子線マイクロアナライザーのプローブ径は０．５μｍ未満とした。
選択された各ピクセル単位（Ｎｏ．１〜９）から得られた９種の元素（セメントを構成する主な９種の元素：Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｎａ、Ｋ、Ｔｉ）の酸化物換算の含有率を表２に示す。
表２中、各スラグ粒子のＳｉＯ_２含有率の中の最大値である３５．０質量％に、調整値として１．０質量％を加えた３６．０質量％を、ＳｉＯ_２含有率のしきい値として定めた。

【0033】

【表2】

【0034】

次いで、二次元領域を構成する全ピクセル単位の、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｎａ、Ｋ、Ｔｉ、Ｃの酸化物換算の含有率を、電子線マイクロアナライザーを用いて、各々、測定した。
二次元領域を構成する全ピクセル単位から、「ＳｉＯ_２含有率のしきい値を超えるピクセル単位」、「ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、及びＴｉＯ_２の合計の含有率が５０質量％未満であるピクセル単位」、および「ＣＯ_２含有率が４０質量％を超えるピクセル単位」のいずれかに該当するピクセル単位を除外し、２９，００５個のピクセル単位を抽出した。

【0035】

抽出した２９，００５個のピクセル単位（セメントペーストに相当するもの）の各々について、９種の元素（Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｎａ、Ｋ、Ｔｉ）の各々の酸化物換算の含有率を、電子線マイクロアナライザーを用いて、測定した。
そして、９種の元素の各々について、これら（２９，００５個のピクセル単位）の元素の含有率の平均値を算出し、得られた値をセメントペーストの各元素の含有率の測定値とした。結果を表３に示す。
また、前記の炭素を蒸着させた面において、領域１とは位置が異なる二次元領域を三か所適宜定めて（以下、「領域２」〜「領域４」という。）、これら「領域２」〜「領域４」の各々について、領域１と同様にして、セメントペーストの９種の元素の各々の酸化物換算の含有率の測定値を得た。

【0036】

【表3】

【0037】

（３）高炉スラグ微粉末の含有率の推定
セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末に相当する９個のスラグ粒子のＳｉＯ_２含有率の平均値（表２中、ＳｉＯ_２含有率の平均値：３２．８質量％）、及び、使用した普通ポルトランドセメントのＳｉＯ_２含有率（表１中、普通ポルトランドセメントのＳｉＯ_２含有率：２０．６質量％）から、セメントペーストのＳｉＯ_２含有率（ｘ）と、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率（ｙ）との関係式（１）を以下のとおり定めた（図１参照）。
ｙ＝８．１９６７ｘ−１６８．８５ （１）
セメントペーストのＳｉＯ_２の含有率（表３中、ＳｉＯ_２含有率の平均値：２５．５質量％）を、上記関係式（１）のｘに代入したところ、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の含有率（ｙ）は４０．２質量％であった。該値は、セメントペースト中の高炉スラグ微粉末の実際の含有率（４０．０質量％）に非常に近い数値である。
このように、本発明の推定方法によれば、セメント質硬化体中の高炉スラグ微粉末の含有率を高い精度で推定することができた。

【図1】