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特開2024-145396セメント組成物及びその製造方法、並びにセメントミルク
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024145396
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】セメント組成物及びその製造方法、並びにセメントミルク
(51)【国際特許分類】
C04B 28/02 20060101AFI20241004BHJP
C04B 14/28 20060101ALI20241004BHJP
C04B 24/24 20060101ALI20241004BHJP
E01C 7/10 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
C04B28/02
C04B14/28
C04B24/24 A
E01C7/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023057721
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】515181409
【氏名又は名称】ＭＵマテックス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(74)【代理人】
【識別番号】100182914
【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 善紀
(72)【発明者】
【氏名】田原 英男
(72)【発明者】
【氏名】木元 大輔
(72)【発明者】
【氏名】石隈 春輝
【テーマコード（参考）】
2D051
4G112
【Ｆターム（参考）】
2D051AE01
2D051AF01
2D051AF02
2D051AF14
2D051AG11
2D051EA07
2D051EB06
4G112MC11
4G112PA10
4G112PB26
(57)【要約】
【課題】製造時のＣＯ２排出量が削減されており、かつ、半たわみ性舗装の形成に適したセメントミルクを得ることが可能なセメント組成物を提供すること。
【解決手段】本開示の一側面は、セメント、細骨材及び混和材料を含有し、混和材料が、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含み、軽質炭酸カルシウムの密度が、２．６５ｇ／ｃｍ３以下であり、増粘剤の含有量が、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物を提供する。
【選択図】なし
【解決手段】本開示の一側面は、セメント、細骨材及び混和材料を含有し、混和材料が、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含み、軽質炭酸カルシウムの密度が、２．６５ｇ／ｃｍ３以下であり、増粘剤の含有量が、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物を提供する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セメント、細骨材及び混和材料を含有し、
前記混和材料が、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含み、
前記軽質炭酸カルシウムの密度が、２．６５ｇ／ｃｍ３以下であり、
前記増粘剤の含有量が、前記セメント、前記細骨材及び前記軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物。
前記混和材料が、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含み、
前記軽質炭酸カルシウムの密度が、２．６５ｇ／ｃｍ３以下であり、
前記増粘剤の含有量が、前記セメント、前記細骨材及び前記軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物。
【請求項2】
前記軽質炭酸カルシウムの含有量が、前記セメントの含有量１００質量部に対して５～８０質量部である、請求項１に記載のセメント組成物。
【請求項3】
水と混合され、セメントミルクとして半たわみ性舗装に用いられる、請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項4】
前記セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部混合してセメントミルクを調製したときの、前記セメントミルクの２０℃における粘度が、１５０～５００ｍＰａ・ｓである、請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項5】
前記セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部混合してセメントミルクを調製し、前記セメントミルクを３時間放置したときの、ブリーディング率が、３．５０体積％以下である、請求項１又は２に記載のセメント組成物。
【請求項6】
請求項１又は２に記載のセメント組成物と、水とを含む、セメントミルク。
【請求項7】
前記水の含有量が、前記セメント組成物１００質量部に対して４０～６０質量部である、請求項６に記載のセメントミルク。
【請求項8】
生石灰及び消石灰の少なくとも一方を水に分散させた石灰乳に、ＣＯ２を接触させることによって軽質炭酸カルシウムを調製する工程と、
前記軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む混和材料、セメント並びに細骨材を配合する工程と、を含む、セメント組成物の製造方法であって、
前記軽質炭酸カルシウムを調製する工程におけるＣＯ２収支が－３００ｋｇＣＯ２／ｔ以下であり、
前記増粘剤の配合量が、前記軽質炭酸カルシウム、前記セメント及び前記細骨材の配合量の合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物の製造方法。
前記軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む混和材料、セメント並びに細骨材を配合する工程と、を含む、セメント組成物の製造方法であって、
前記軽質炭酸カルシウムを調製する工程におけるＣＯ２収支が－３００ｋｇＣＯ２／ｔ以下であり、
前記増粘剤の配合量が、前記軽質炭酸カルシウム、前記セメント及び前記細骨材の配合量の合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物の製造方法。
【請求項9】
前記石灰乳に接触させる前記ＣＯ２が、セメント工場の排ガス由来のＣＯ２を含む、請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、セメント組成物及びその製造方法、並びにセメントミルクに関する。
【背景技術】
【0002】
半たわみ性舗装は、アスファルト舗装の「たわみ性」及びコンクリート舗装の「剛性」の両方を備える舗装であり、開粒度アスファルト混合物の空隙に、特殊なセメントミルクを浸透させることによって形成することができる。
【0003】
半たわみ性舗装を形成するためのセメント組成物には、硬化体の物性制御等を狙って、混和材料として、炭酸カルシウムが用いられることがある。例えば、特許文献１には、セメント、炭酸カルシウム粉末、再乳化形粉末樹脂、及び減水剤を含有することを特徴とする半たわみ性舗装用注入材が開示され、当該半たわみ性舗装用注入材によって、作業性が良く、かつ、注入時に材料の沈下が起きず、そして注入後における半たわみ性舗装の物性が良い半たわみ性舗装用注入材を提供するという課題が解決されると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１１－２７８９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、セメント製品を製造する際の二酸化炭素（ＣＯ２）排出量の削減が求められている。
【0006】
本開示は、製造時のＣＯ２排出量が削減されており、かつ、半たわみ性舗装の形成に適したセメントミルクを得ることが可能なセメン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】
【0007】
本発明者らは、セメント組成物において、軽質炭酸カルシウムを用い、かつ、増粘剤の含有量を調整することによって、上記課題を解決できることを見出した。
【0008】
本開示は、以下の［１］～［９］を提供する。
［１］
セメント、細骨材及び混和材料を含有し、
混和材料が、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含み、
軽質炭酸カルシウムの密度が、２．６５ｇ／ｃｍ３以下であり、
増粘剤の含有量が、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物。
［２］
軽質炭酸カルシウムの含有量が、セメントの含有量１００質量部に対して５～８０質量部である、［１］に記載のセメント組成物。
［３］
水と混合され、セメントミルクとして半たわみ性舗装に用いられる、［１］又は［２］に記載のセメント組成物。
［４］
セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部混合してセメントミルクを調製したときの、セメントミルクの２０℃における粘度が、１５０～５００ｍＰａ・ｓである、［１］～［３］のいずれかに記載のセメント組成物。
［５］
セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部混合してセメントミルクを調製し、セメントミルクを３時間放置したときの、ブリーディング率が、３．５０体積％以下である、［１］～［４］のいずれかに記載のセメント組成物。
［６］
［１］～［５］のいずれかに記載のセメント組成物と、水とを含む、セメントミルク。
［７］
水の含有量が、セメント組成物１００質量部に対して４０～６０質量部である、［６］に記載のセメントミルク。
［８］
生石灰及び消石灰の少なくとも一方を水に分散させた石灰乳に、ＣＯ２を接触させることによって軽質炭酸カルシウムを調製する工程と、
軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む混和材料、セメント並びに細骨材を配合する工程と、を含む、セメント組成物の製造方法であって、
軽質炭酸カルシウムを調製する工程におけるＣＯ２収支が－３００ｋｇＣＯ２／ｔ以下であり、
増粘剤の配合量が、軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の配合量の合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物の製造方法。
［９］
前記石灰乳に接触させる前記ＣＯ２が、セメント工場の排ガス由来のＣＯ２を含む、［８］に記載の製造方法。
［１］
セメント、細骨材及び混和材料を含有し、
混和材料が、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含み、
軽質炭酸カルシウムの密度が、２．６５ｇ／ｃｍ３以下であり、
増粘剤の含有量が、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物。
［２］
軽質炭酸カルシウムの含有量が、セメントの含有量１００質量部に対して５～８０質量部である、［１］に記載のセメント組成物。
［３］
水と混合され、セメントミルクとして半たわみ性舗装に用いられる、［１］又は［２］に記載のセメント組成物。
［４］
セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部混合してセメントミルクを調製したときの、セメントミルクの２０℃における粘度が、１５０～５００ｍＰａ・ｓである、［１］～［３］のいずれかに記載のセメント組成物。
［５］
セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部混合してセメントミルクを調製し、セメントミルクを３時間放置したときの、ブリーディング率が、３．５０体積％以下である、［１］～［４］のいずれかに記載のセメント組成物。
［６］
［１］～［５］のいずれかに記載のセメント組成物と、水とを含む、セメントミルク。
［７］
水の含有量が、セメント組成物１００質量部に対して４０～６０質量部である、［６］に記載のセメントミルク。
［８］
生石灰及び消石灰の少なくとも一方を水に分散させた石灰乳に、ＣＯ２を接触させることによって軽質炭酸カルシウムを調製する工程と、
軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む混和材料、セメント並びに細骨材を配合する工程と、を含む、セメント組成物の製造方法であって、
軽質炭酸カルシウムを調製する工程におけるＣＯ２収支が－３００ｋｇＣＯ２／ｔ以下であり、
増粘剤の配合量が、軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の配合量の合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である、セメント組成物の製造方法。
［９］
前記石灰乳に接触させる前記ＣＯ２が、セメント工場の排ガス由来のＣＯ２を含む、［８］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、製造時のＣＯ２排出量が削減されており、かつ、半たわみ性舗装の形成に適したセメントミルクを得ることが可能なセメント組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。なお、以下の説明では、「Ｘ～Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数字）と記載した場合、特に断らない限り「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。
【0011】
本明細書において例示する材料は特に断らない限り、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。組成物中の各成分の含有量は、組成物中の各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【0012】
＜セメント組成物＞
本開示に係るセメント組成物の一実施形態は、セメント、細骨材及び混和材料を含有し、混和材料が、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む。上記セメント組成物は、水硬性組成物ということもできる。
本開示に係るセメント組成物の一実施形態は、セメント、細骨材及び混和材料を含有し、混和材料が、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む。上記セメント組成物は、水硬性組成物ということもできる。
【0013】
セメントは、水と反応して、硬化する鉱物質の微粉末を意味する。セメントは、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定のポルトランドセメントであってよい。ポルトランドセメントは、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、中庸熱ポルトランドセメント、及び低熱ポルトランドセメント等であってもよい。また、他のセメントとして、例えば、ＪＩＳ Ｒ ５２１１：２００９「高炉セメント」に規定の高炉セメント、及びＪＩＳ Ｒ ５２１３：２０１９「フライアッシュセメント」に規定のフライアッシュセメントの少なくとも一方を用いると、セメント製造時の二酸化炭素排出量を小さくできるため好ましい。セメントは、普通ポルトランドセメント、及び早強ポルトランドセメントの少なくとも一方を含むことが好ましい。
【0014】
上記セメント組成物において、セメントの含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して、３０質量部以上、４０質量部以上、５０質量部以上、５５質量部以上、又は６０質量部以上であってよく、９０質量部以下、８０質量部以下、又は７０質量部以下であってよい。
【0015】
細骨材は、目開きが１０ｍｍである網ふるいを全部通り、目開きが５ｍｍである網ふるいを質量で８５％以上通るものであってよい。細骨材の例としては、珪砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂等が挙げられる。
【0016】
上記セメント組成物において、細骨材の含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して、５質量部以上、又は１０質量部以上であってよく、３０質量部以下、又は２０質量部以下であってよい。
【0017】
軽質炭酸カルシウムは、石灰石を原料として化学的に製造されるものであり、石灰石を粉砕・分級することによって製造される重質炭酸カルシウムとは異なるものである。軽質炭酸カルシウムは、具体的には、石灰乳に二酸化炭素を反応させることによって調製することができる。
【0018】
上記セメント組成物において、軽質炭酸カルシウムの密度は、２．６５ｇ／ｃｍ３以下である。なお、重質炭酸カルシウムは、主に、結晶構造として最安定であるカルサイト（密度：約２．７１ｇ／ｃｍ３）からなるため、密度は約２．７ｇ／ｃｍ３となる。本明細書において、密度は、特に断らない限り、真密度を意味する。本明細書において、軽質炭酸カルシウムの密度は、ピクノメーターを用いたピクノメーター法によって求めることが好ましい。軽質炭酸カルシウムの密度は、例えば、気相置換法、又は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１によって定められる「セメントの物理試験方法」、「７密度試験」のルシャテリエフラスコを使用する方法で求めてもよい。
【0019】
軽質炭酸カルシウムのブレーン比表面積は、１０００ｃｍ２／ｇ以上、１５００ｃｍ２／ｇ以上、２０００ｃｍ２／ｇ以上、２３００ｃｍ２／ｇ以上、２５００ｃｍ２／ｇ以上、又は２７００ｃｍ２／ｇ以上であってよい。軽質炭酸カルシウムのブレーン比表面積は、７０００ｃｍ２／ｇ以下、６０００ｃｍ２／ｇ以下、５０００ｃｍ２／ｇ以下、４０００ｃｍ２／ｇ以下、３５００ｃｍ２／ｇ以下、又は３０００ｃｍ２／ｇ以下であってよい。本明細書において、ブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に記載の方法に準じて測定される値を意味する。
【0020】
軽質炭酸カルシウムの含有量は、セメントの含有量１００質量部に対して、１質量部以上、５質量部以上、１０質量部以上、２０質量部以上、又は３０質量部以上であってよい。軽質炭酸カルシウムの含有量は、セメントの含有量１００質量部に対して、１００質量部以下、９０質量部以下、８０質量部以下、７０質量部以下、６０質量部以下、５０質量部以下、又は４０質量部以下であってよい。軽質炭酸カルシウムの含有量は、セメントの含有量１００質量部に対して、例えば、１～１００質量部、又は５～８０質量部であってよい。
【0021】
軽質炭酸カルシウムの含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して１質量部以上、５質量部以上、１０質量部以上、１５質量部以上、又は２０質量部以上であってよい。軽質炭酸カルシウムの含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して５０質量部以下、４０質量部以下、又は３０質量部以下であってよい。
【0022】
増粘剤としては、例えば、セルロース系増粘剤、デンプン系増粘剤、グアーガム系増粘剤、ビニル系増粘剤等の有機系増粘剤、及び、ベントナイト、カオリナイト、タルク等の無機系増粘剤が挙げられる。これらのうちの１種を単独で、又は２種類以上を併用して用いてよい。
【0023】
増粘剤の含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である。増粘剤の含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．０３質量部未満、又は０．０２質量部以下であってよい。増粘剤の含有量が上記上限値以下である場合、得られるセメントミルクの粘度がより低くなってセメントミルクの舗装体への注入性が向上し、半たわみ性舗装の形成により適したものとなりやすい。増粘剤の含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して０．００１質量部以上、又は０．００５質量部以上であってよい。増粘剤の含有量が上記下限値以上である場合、得られるセメントミルクの粘度がより高くなり、セメントミルクの材料分離が起こりにくく、ブリーディング率がより小さくなり、強度を維持しやすくなる。
【0024】
ポリマーは、セメント用ポリマー、セメント混和用ポリマー等として公知のものであってよい。ポリマーは、例えば、再乳化粉末ポリマー、水溶性ポリマー、及び液状ポリマーからなる群より選ばれる少なくとも１種であってよい。再乳化粉末ポリマーの例としては、酢酸ビニル系ポリマー、及びアクリル酸エステル系ポリマーなどが挙げられる。酢酸ビニル系ポリマーとしては、エチレン酢酸ビニル、及び酢酸ビニルビニルバーサテート（ＶＡＶｅｏＶａ）等が挙げられる。アクリル酸エステル系ポリマーとしては、スチレンアクリル酸エステル、及びポリアクリル酸エステル等が挙げられる。水溶性ポリマーの例としては、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、及びポリアクリル酸塩などが挙げられる。セルロース誘導体としては、メチルセルロース、及びヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げられる。ポリアクリル酸塩としては、ポリアクリル酸カルシウム、ポリアクリル酸マグネシウム等が挙げられる。液状ポリマーの例としては、不飽和ポリエステル樹脂、及びエポキシ樹脂が挙げられる。
【0025】
上記セメント組成物において、ポリマーの含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して、０．１質量部以上、０．５質量部以上、又は０．７質量部以上であってよい。また、ポリマーの含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して、５質量部以下、３質量部以下、又は２質量部以下であってよい。
【0026】
上記セメント組成物において、セメントの含有量１００質量部に対するポリマーの含有量は、０．５質量部以上、０．８質量部以上、１．０質量部以上、又は１．３質量部以上であってよい。当該質量比は、５．０質量部以下、４．０質量部以下、３．０質量部以下、又は２．０質量部以下であってよい。
【0027】
混和材料は、速硬性混和材を含んでいてよい。セメントの一部を速硬性混和材に置き換えることによって、セメントミルクに速硬性を付与することができる。速硬性混和材は、カルシウムアルミネートと石こうとの混合物であってよい。速硬性混和材の含有量は、セメント及び速硬性混和材の合計１００質量部に対して、１０質量部以上、又は１５質量部以上であってよい。速硬性混和材の含有量は、セメント及び速硬性混和材の合計１００質量部に対して、４０質量部以下、又は３５質量部以下であってよい。
【0028】
混和材料は、軽質炭酸カルシウム、増粘剤、ポリマー、及び速硬性混和材以外のその他の成分（以下、単に「その他の成分」ともいう。）を含んでいてもよい。その他の成分の例としては、消泡剤、減水剤、ＡＥ剤、保水剤、硬化促進剤、凝結調整剤（凝結遅延剤等）、鉄筋防錆材、膨張剤、シリカフューム等が挙げられる。その他の成分の含有量は、セメント、細骨材及び軽質炭酸カルシウムの合計１００質量部に対して、０．０１質量部以上であってよく、０．３質量部以下であってよい。
【0029】
上記セメント組成物に対して、水を混合することによって、セメントミルクを作製することができる。上記セメント組成物と水とを混合することで得られるセメントミルクは、半たわみ性舗装に好適である。よって、上記セメント組成物は、水と混合され、セメントミルクとして半たわみ性舗装に用いられるものであってよい。
【0030】
上記セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部混合してセメントミルクを調製したときの、セメントミルクの２０℃における粘度は、１５０～５００ｍＰａ・ｓであってよい。当該粘度は、２００～４００ｍＰａ・ｓであってよく、３００～４００ｍＰａ・ｓであってもよい。上記粘度が上記下限値以上である場合、ブリーディングの発生をより抑制し易くなる。また、上記粘度が上記上限値以下である場合、セメントミルクの充填性が向上する傾向にある。セメントミルクの２０℃における粘度は、Ｂ型粘度計で測定される値を意味する。セメントミルクの２０℃における粘度は、より具体的には、実施例に記載の方法で測定される。
【0031】
上記セメント組成物１００質量部に対して、水を５０質量部混合してセメントミルクを調製し、上記セメントミルクを３時間放置したときの、ブリーディング率は、３．５０体積％以下であってよい。当該ブリーディング率は、３．３０体積％以下、３．００体積％以下、又は２．７０体積％以下であってよい。
【0032】
上記ブリーディング率は、以下の方法で求められる値を意味する。２０±３℃の環境下で、セメントミルク１０００ｍＬを水密で強固な容器に流しこみ、蓋をして、セメントミルク製造時の注水時刻から３時間後まで水平な台上で放置した場合に、表面に浸み出す水の量（ブリーディング水量）を１ｍＬ単位で測定する。その測定値に基づいて、下記式によって、ブリーディング率を求める。ブリーディング率は、より具体的には、実施例に記載の方法で測定される。なお、ブリーディング率の数値は、少数第３位を四捨五入し、小数点以下２桁までの値を求める。
ブリーディング率（体積％）
＝（ブリーディング水量（ｍＬ）／１０００ｍＬ）×１００
ブリーディング率（体積％）
＝（ブリーディング水量（ｍＬ）／１０００ｍＬ）×１００
【0033】
＜セメントミルク＞
本開示に係るセメントミルクの一実施形態は、上記セメント組成物と、水とを含む。水の含有量は、セメント組成物１００質量部に対して、２０質量部以上、３０質量部以上、３５質量部以上、又は４０質量部以上であってよい。水の含有量は、セメント組成物１００質量部に対して、８０質量部以下、７０質量部以下、６５質量部以下、又は６０質量部以下であってよい。水の含有量は、３０～７０質量部、又は４０～６０質量部であってよい。
本開示に係るセメントミルクの一実施形態は、上記セメント組成物と、水とを含む。水の含有量は、セメント組成物１００質量部に対して、２０質量部以上、３０質量部以上、３５質量部以上、又は４０質量部以上であってよい。水の含有量は、セメント組成物１００質量部に対して、８０質量部以下、７０質量部以下、６５質量部以下、又は６０質量部以下であってよい。水の含有量は、３０～７０質量部、又は４０～６０質量部であってよい。
【0034】
上述のとおり、上記セメント組成物と水とを混合することで得られるセメントミルクは、半たわみ性舗装に好適である。本開示は、アスファルト混合物の空隙に、上記セメントミルクを充填することを含む、半たわみ舗装の施工方法を提供するともいえる。アスファルト混合物は、例えば、骨材（砕石、砂等）、フィラー（石粉等）、及びアスファルトの混合物であってよい。上記施工方法は、アスファルト混合物を敷き均すことを含んでいてよい。敷き均したアスファルト混合物においては、骨材等の粒子間に空隙が存在する。アスファルト混合物の空隙に、セメントミルクを充填した後、セメントミルクを硬化させることによって、半たわみ舗装を施工することができる。
【0035】
＜セメント組成物の製造方法＞
本開示に係るセメント組成物の製造方法の一実施形態は、生石灰及び消石灰の少なくとも一方を水に分散させた石灰乳に、ＣＯ２を接触させることによって軽質炭酸カルシウムを調製する工程（以下、「軽質炭酸カルシウム調製工程」ともいう。）と、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む混和材料、セメント並びに細骨材を配合する工程（以下、「配合工程」ともいう。）と、を含む。
本開示に係るセメント組成物の製造方法の一実施形態は、生石灰及び消石灰の少なくとも一方を水に分散させた石灰乳に、ＣＯ２を接触させることによって軽質炭酸カルシウムを調製する工程（以下、「軽質炭酸カルシウム調製工程」ともいう。）と、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む混和材料、セメント並びに細骨材を配合する工程（以下、「配合工程」ともいう。）と、を含む。
【0036】
石灰乳は、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）の懸濁液であり、生石灰（ＣａＯ）及び消石灰の少なくとも一方を水に分散させることによって調製される。なお、生石灰を水に分散させると、生石灰と水との反応によって消石灰が生成する。
【0037】
石灰乳にＣＯ２を接触させることによって、軽質炭酸カルシウムが調製される。石灰乳にＣＯ２を接触させることは、例えば、石灰乳にＣＯ２を吹き込むことであってもよい。石灰乳に接触させるＣＯ２は、排ガス由来のＣＯ２を含んでいてよい。排ガス由来のＣＯ２は、例えば、セメント工場の排ガス由来のＣＯ２であってよい。石灰乳に接触させるＣＯ２として、セメント工場の排ガス由来のＣＯ２を用いることによって、セメント組成物を製造する際の見かけのＣＯ２排出量をより低減することが可能となる。なお、セメント組成物を製造する際の見かけのＣＯ２排出量とは、セメント組成物を製造する際（セメント組成物の原料を製造する際も含む。以下同じ。）に排出されるＣＯ２の量から、セメント組成物を製造する際に消費されるＣＯ２の量を差し引くことによって求められる値を意味する。
【0038】
軽質炭酸カルシウム調製工程におけるＣＯ２収支は、０ｋｇＣＯ２／ｔ以下、－１５０ｋｇＣＯ２／ｔ以下、又は－３００ｋｇＣＯ２／ｔ以下であってよい。軽質炭酸カルシウム調製工程におけるＣＯ２収支は、軽質炭酸カルシウムを１ｔ製造することによって排出されるＣＯ２の質量（ｋｇ）から、軽質炭酸カルシウムを１ｔ製造することによって炭酸カルシウムに吸着、固定化されるＣＯ２の質量（ｋｇ）を差し引くことによって求めることができる。また、軽質炭酸カルシウム調製工程におけるＣＯ２収支は、例えば、－１０００ｋｇＣＯ２／ｔ以上、又は－５００ｋｇＣＯ２／ｔ以上であってもよい。
【0039】
セメント組成物の軽質炭酸カルシウムの効果によるＣＯ２収支（セメント組成物１ｔを製造するときの軽質炭酸カルシウムの効果によるＣＯ２収支）は、例えば、－５０ｋｇＣＯ２／ｔ以下、又は－８０ｋｇＣＯ２／ｔ以下であってもよい。また、セメント組成物の軽質炭酸カルシウムの効果によるＣＯ２収支は、例えば、－５００ｋｇＣＯ２／ｔ以上、又は－２５０ｋｇＣＯ２／ｔ以上であってもよい。
【0040】
配合工程において用いられる混和材料は、軽質炭酸カルシウム、増粘剤及びポリマーを含む。軽質炭酸カルシウムとしては、上記セメント組成物における軽質炭酸カルシウムとして上述した軽質炭酸カルシウムを用いることができる。
【0041】
セメントの配合量１００質量部に対する軽質炭酸カルシウムの配合量は、上記セメント組成物におけるセメントの含有量１００質量部に対する軽質炭酸カルシウムの含有量として上述した数値範囲内であってよい。
【0042】
軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の配合量の合計１００質量部に対する軽質炭酸カルシウムの配合量は、上記セメント組成物における、軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の合計１００質量部に対する軽質炭酸カルシウムの含有量として上述した数値範囲内であってよい。
【0043】
増粘剤としては、上記セメント組成物における増粘剤として上述した増粘剤を用いることができる。
【0044】
増粘剤の配合量は、軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の配合量の合計１００質量部に対して０．０３質量部以下である。
【0045】
軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の配合量の合計１００質量部に対する増粘剤の配合量は、上記セメント組成物における、軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の合計１００質量部に対する増粘剤の含有量として上述した数値範囲内であってよい。
【0046】
ポリマーとしては、上記セメント組成物におけるポリマーとして上述したポリマーを用いることができる。
【0047】
軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の配合量の合計１００質量部に対するポリマーの配合量は、上記セメント組成物における、軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の合計１００質量部に対するポリマーの含有量として上述した数値範囲内であってよい。
【0048】
セメントの配合量１００質量部に対するポリマーの配合量は、上記セメント組成物におけるセメントの含有量１００質量部に対するポリマーの含有量として上述した数値範囲内であってよい。
【0049】
混和材料は、速硬性混和材を含んでいてよく、その他の成分を含んでいてもよい。速硬性混和材、及びその他の成分としては、それぞれ、上記セメント組成物における速硬性混和材、及びその他の成分として上述した速硬性混和材、及びその他の成分を用いることができる。
【0050】
セメント及び速硬性混和材の配合量の合計１００質量部に対する速硬性混和材の配合量は、上記セメント組成物における、セメント及び速硬性混和材の合計１００質量部に対する速硬性混和材の含有量として上述した数値範囲内であってよい。
【0051】
軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の配合量の合計１００質量部に対するその他の成分の配合量は、上記セメント組成物における、軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の合計１００質量部に対するその他の成分の含有量として上述した数値範囲内であってよい。
【0052】
セメント、及び細骨材としては、それぞれ、上記セメント組成物におけるセメント、及び細骨材として上述したセメント、及び細骨材を用いることができる。
【0053】
軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の配合量の合計１００質量部に対するセメント、及び細骨材の配合量は、それぞれ、上記セメント組成物における、軽質炭酸カルシウム、セメント及び細骨材の合計１００質量部に対するセメント、及び細骨材の含有量として上述した数値範囲内であってよい。
【実施例0054】
以下、実施例及び比較例を参照して本開示の内容をより詳細に説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0055】
以下の実施例及び比較例では、原料として、以下の表１に示す成分を用いた。
【0056】
【表1】
【0057】
［重質炭酸カルシウム及び軽質炭酸カルシウムの分析］
上記重質炭酸カルシウム（ＬＳＰ）及び軽質炭酸カルシウム（ＥＴ）について、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０「セメントの化学分析方法」に準じて、化学組成を求めた。結果を表２に示す。表２には、強熱減量（ｉｇ．ｌоｓｓとも表記することがある）の値を併記した。強熱減量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０の「５．強熱減量の定量方法」における「５．２ 高炉セメント及び高炉スラグ以外の場合」に記載の方法に準じて測定した値である。また、ＬＳＰ及びＥＴについて、全自動ピクノメーター（株式会社アントンパール・ジャパン製、商品名「全自動ピクノメーター Ｐｅｎｔａｐｙｃ５２００ｅ」）を用いて真密度を求めた。結果を表３に示す。ＥＴについて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に記載の方法に準じて、ブレーン比表面積を求めたところ、２８４０ｃｍ２／ｇであった。
上記重質炭酸カルシウム（ＬＳＰ）及び軽質炭酸カルシウム（ＥＴ）について、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０「セメントの化学分析方法」に準じて、化学組成を求めた。結果を表２に示す。表２には、強熱減量（ｉｇ．ｌоｓｓとも表記することがある）の値を併記した。強熱減量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０の「５．強熱減量の定量方法」における「５．２ 高炉セメント及び高炉スラグ以外の場合」に記載の方法に準じて測定した値である。また、ＬＳＰ及びＥＴについて、全自動ピクノメーター（株式会社アントンパール・ジャパン製、商品名「全自動ピクノメーター Ｐｅｎｔａｐｙｃ５２００ｅ」）を用いて真密度を求めた。結果を表３に示す。ＥＴについて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５「セメントの物理試験方法」に記載の方法に準じて、ブレーン比表面積を求めたところ、２８４０ｃｍ２／ｇであった。
【0058】
【表2】
【0059】
【表3】
【0060】
［セメント組成物及びセメントミルクの製造］
表４に示す配合比で各成分を混合することによって、比較例１、２及び実施例１に係るセメント組成物を製造した。また、各セメント組成物１００質量部に対して、それぞれ５０質量部の水を添加し、スリーワンモーター ＢＬ１２００（タービン羽根付き）を用いて、回転数８００ｒｐｍで２分間練り混ぜることによって、比較例１、２及び実施例１に係るセメントミルクを調製した。
表４に示す配合比で各成分を混合することによって、比較例１、２及び実施例１に係るセメント組成物を製造した。また、各セメント組成物１００質量部に対して、それぞれ５０質量部の水を添加し、スリーワンモーター ＢＬ１２００（タービン羽根付き）を用いて、回転数８００ｒｐｍで２分間練り混ぜることによって、比較例１、２及び実施例１に係るセメントミルクを調製した。
【0061】
［評価］
製造したセメントミルク及びセメント組成物について、以下の試験を行い、各試験での評価値を求めた。結果を表４に示す。また、各評価値の好適範囲を表５に示す。評価値が表５に示す好適範囲内である場合、半たわみ性舗装の形成に適したセメントミルクといえる。
製造したセメントミルク及びセメント組成物について、以下の試験を行い、各試験での評価値を求めた。結果を表４に示す。また、各評価値の好適範囲を表５に示す。評価値が表５に示す好適範囲内である場合、半たわみ性舗装の形成に適したセメントミルクといえる。
【0062】
＜ＣＯ２収支＞
混和材料として用いた軽質炭酸カルシウムの製造時のＣＯ２収支は－３９０ｋｇ／ｔであった。これは、軽質炭酸カルシウムを１ｔ製造することによって炭酸カルシウムに吸着、固定化されるＣＯ２の質量が４４０ｋｇであり、軽質炭酸カルシウムを１ｔ製造することによって排出されるＣＯ２の質量が５０ｋｇであることに由来する。実施例１及び比較例２のセメント組成物では、セメント、細骨材、混和材料の合計１０１．１４質量部に対して、軽質炭酸カルシウムを２２質量部配合しているため、軽質炭酸カルシウムの効果によるＣＯ２収支はセメント組成物１ｔ当たり、－８４．８ｋｇと算定された。軽質炭酸カルシウムに代えて重質炭酸カルシウムを用いた比較例１については、便宜上、当該ＣＯ２収支を０として記載した。
混和材料として用いた軽質炭酸カルシウムの製造時のＣＯ２収支は－３９０ｋｇ／ｔであった。これは、軽質炭酸カルシウムを１ｔ製造することによって炭酸カルシウムに吸着、固定化されるＣＯ２の質量が４４０ｋｇであり、軽質炭酸カルシウムを１ｔ製造することによって排出されるＣＯ２の質量が５０ｋｇであることに由来する。実施例１及び比較例２のセメント組成物では、セメント、細骨材、混和材料の合計１０１．１４質量部に対して、軽質炭酸カルシウムを２２質量部配合しているため、軽質炭酸カルシウムの効果によるＣＯ２収支はセメント組成物１ｔ当たり、－８４．８ｋｇと算定された。軽質炭酸カルシウムに代えて重質炭酸カルシウムを用いた比較例１については、便宜上、当該ＣＯ２収支を０として記載した。
【0063】
＜粘度＞
セメントミルクの製造直後（製造後６０秒以内）の粘度を、Ｂ型回転式粘度計（ＢＲＯＯＫ ＦＩＥＬＤ社製、商品名「ＬＶＤＶ－Ａ」）を用いて測定した。測定は、室温２０℃の環境下で行った。
セメントミルクの製造直後（製造後６０秒以内）の粘度を、Ｂ型回転式粘度計（ＢＲＯＯＫ ＦＩＥＬＤ社製、商品名「ＬＶＤＶ－Ａ」）を用いて測定した。測定は、室温２０℃の環境下で行った。
【0064】
＜Ｐロート流下時間＞
ＪＳＣＥ－Ｆ５２１－１９９９「プレパックドコンクリートの注入モルタルの流動性試験方法（Ｐ漏斗による方法）」に準じて、セメントミルクのＰロート流下時間を測定した。測定は、室温２０℃の環境下で行った。
ＪＳＣＥ－Ｆ５２１－１９９９「プレパックドコンクリートの注入モルタルの流動性試験方法（Ｐ漏斗による方法）」に準じて、セメントミルクのＰロート流下時間を測定した。測定は、室温２０℃の環境下で行った。
【0065】
＜ブリーディング率＞
容量が１０００ｍＬであり、水密で強固な容器（アズワン株式会社製、商品名「ディスポカップ（ブロー成形） １０００ｍＬ」）を準備した。２０±３℃の環境下で、以下の試験を行った。準備した容器に、セメントミルクを１０００ｍＬのラインまで流し込み、試料の表面が平滑になるように容器を軽く叩いた。次に、試料を入れた容器を振動しないような水平な台の上に置き、プラスチック板で蓋をした。試験中、水を吸い取るときを除き、常に蓋をしておいた。セメントミルク製造時の注水時刻から３時間経過後に、試料表面に浸み出した水を吸い取った。メスシリンダーを用いて、吸い取った水の量（ブリーディング水量）を１ｍＬ単位で測定した。以上の試験の結果に基づいて、下記式によって、ブリーディング率を算出した。なお、少数第３位を四捨五入し、小数点以下２桁までの値を求めた。
ブリーディング率（体積％）
＝（ブリーディング水量（ｍＬ）／１０００ｍＬ）×１００
容量が１０００ｍＬであり、水密で強固な容器（アズワン株式会社製、商品名「ディスポカップ（ブロー成形） １０００ｍＬ」）を準備した。２０±３℃の環境下で、以下の試験を行った。準備した容器に、セメントミルクを１０００ｍＬのラインまで流し込み、試料の表面が平滑になるように容器を軽く叩いた。次に、試料を入れた容器を振動しないような水平な台の上に置き、プラスチック板で蓋をした。試験中、水を吸い取るときを除き、常に蓋をしておいた。セメントミルク製造時の注水時刻から３時間経過後に、試料表面に浸み出した水を吸い取った。メスシリンダーを用いて、吸い取った水の量（ブリーディング水量）を１ｍＬ単位で測定した。以上の試験の結果に基づいて、下記式によって、ブリーディング率を算出した。なお、少数第３位を四捨五入し、小数点以下２桁までの値を求めた。
ブリーディング率（体積％）
＝（ブリーディング水量（ｍＬ）／１０００ｍＬ）×１００
【0066】
＜凝結時間＞
ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５ ９．４．３「凝結の始発及び終結の測定」に準じて、凝結時間（始発及び終結）を求めた。ただし、測定の間隔は１０分単位とした。
ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５ ９．４．３「凝結の始発及び終結の測定」に準じて、凝結時間（始発及び終結）を求めた。ただし、測定の間隔は１０分単位とした。
【0067】
＜硬化体の圧縮強さ及び曲げ強さ＞
供試体作製時のモルタルとして、所定のモルタルに変えて上記セメントミルクを使用して、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５に準じて、４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの供試体を作製した。ただし、供試体はセメントミルクを流し込みで作製し翌日脱型、材齢７日まで水中養生し、材齢７日の供試体（硬化体）の圧縮強さ及び曲げ強さを求めた。試験は、室温２０℃の環境下で行った。
供試体作製時のモルタルとして、所定のモルタルに変えて上記セメントミルクを使用して、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：２０１５に準じて、４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの供試体を作製した。ただし、供試体はセメントミルクを流し込みで作製し翌日脱型、材齢７日まで水中養生し、材齢７日の供試体（硬化体）の圧縮強さ及び曲げ強さを求めた。試験は、室温２０℃の環境下で行った。
【0068】
【表4】
【0069】
【表5】