(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】P2024152436
(43)【公開日】2024-10-25
(54)【発明の名称】プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品
(51)【国際特許分類】
C04B 28/02 20060101AFI20241018BHJP
C04B 18/14 20060101ALI20241018BHJP
C04B 22/14 20060101ALI20241018BHJP
【ＦＩ】
C04B28/02
C04B18/14 A
C04B22/14 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023066626
(22)【出願日】2023-04-14
(71)【出願人】
【識別番号】000112196
【氏名又は名称】ピーエス・コンストラクション株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中瀬 博一
(72)【発明者】
【氏名】椎野 碧
【テーマコード（参考）】
4G112
【Ｆターム（参考）】
4G112MB33
4G112PA29
4G112PB12
(57)【要約】
【課題】高炉スラグ微粉末の置換率を増加させても、高い初期強度と優れた施工性とを確保できるプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品を提供する。
【解決手段】プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品であって、水Ｗと、ポルトランドセメントＣ及び高炉スラグ微粉末Ａからなる結合材Ｂと、エトリンガイト生成系早期脱型材ＦＤＥと、細骨材Ｓと、粗骨材Ｇと、を含有する。
【選択図】図３
【解決手段】プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品であって、水Ｗと、ポルトランドセメントＣ及び高炉スラグ微粉末Ａからなる結合材Ｂと、エトリンガイト生成系早期脱型材ＦＤＥと、細骨材Ｓと、粗骨材Ｇと、を含有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品であって、
少なくとも水と、ポルトランドセメント及び高炉スラグ微粉末からなる結合材と、エトリンガイト生成系早期脱型材と、細骨材と、粗骨材と、を含有し、セメントに対する前記高炉スラグ微粉末の置換率が５０質量％以上９０質量％以下であり、前記エトリンガイト生成系早期脱型材の添加量が１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下である
ことを特徴とするプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品。
少なくとも水と、ポルトランドセメント及び高炉スラグ微粉末からなる結合材と、エトリンガイト生成系早期脱型材と、細骨材と、粗骨材と、を含有し、セメントに対する前記高炉スラグ微粉末の置換率が５０質量％以上９０質量％以下であり、前記エトリンガイト生成系早期脱型材の添加量が１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下である
ことを特徴とするプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品。
【請求項2】
前記ポルトランドセメントは、早強ポルトランドセメントである
ことを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品。
ことを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品。
【請求項3】
前記結合材に対する前記水の割合である水結合材比は、３０質量％以上４２質量％以下である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品。
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品。
【請求項4】
材齢１日の前記コンクリート製品の圧縮強度は、３５Ｎ／ｍｍ２以上である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品。
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品に関する。
【背景技術】
【0002】
気候変動対策の一環として、温室効果ガスである二酸化炭素排出量を削減することが全産業において求められている。建設業においては、資材調達、建設、解体といった事業活動の流れの中で、多くの二酸化炭素を排出する。コンクリート材料では、セメントの製造過程において化石燃料の使用や石灰石中の脱炭酸化により大量の二酸化炭素を排出している。持続可能な社会実現に向けて、建設業界の脱炭素化、環境負荷低減は大きな課題である。
【0003】
コンクリート製造時における二酸化炭素排出量を削減する方法の一つとして、セメントの一部を産業副産物である高炉スラグ微粉末に置換し、セメントの使用量を削減することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【0004】
一方、工場で製造するプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品では、工場の稼働率を上げるために、脱枠材齢（プレストレス導入時材齢）を短縮化することが望ましい。しかし、セメントに対する高炉スラグ微粉末の置換量を増加させるに伴い、初期強度が低下することが知られている。そのため、上述の高炉スラグ微粉末を混和したコンクリートをプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品に使用する場合、初期強度の確保が難しく、脱枠材齢（プレストレス導入時材齢）の短縮化が困難であるという問題があった。そこで、高炉スラグ微粉末を混和したコンクリートの初期強度の低下を防ぐために、粉末度の高い高炉スラグ微粉末の採用および水結合材比を小さくすることが行われている（例えば、特許文献２）。
【0005】
また、強度発現の遅れを改善する目的で、コンクリート製品のひび割れ対策を目的として一般的に使用されているエトリンガイト系のコンクリート用膨張材に、凝結促進効果を有する早期脱型効果を付与した混和材を添加する方法も知られている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１４－１１４１７６号公報
【特許文献2】特開２０１９－４８７４２号公報
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】膨張性を有する早期脱型材を用いたセメント硬化体の基礎物性に関する検討；土木学会第７６回年次学術講演会 Ｖ－１７ ２０２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
コンクリートにおける環境負荷低減の観点からは、セメントに対する高炉スラグ微粉末の置換率を増加させることが望ましい。しかしながら、高炉スラグ微粉末の置換率が増大するにつれて、初期強度は低下するため、プレストレス導入のために所定の初期強度が必要とされるプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品では高炉スラグ微粉末の置換率を増加させることが難しいという問題があった。
【0009】
また、特許文献２のように、所定の初期強度を確保するために水結合材比を小さくし、高炉スラグ微粉末の粉末度をより高くすると、フレッシュコンクリートの粘性が増大して施工性が低下するため、施工の可能な範囲での高炉スラグ微粉末の置換率にとどまっているという問題があった。
【0010】
そこで本発明は、高炉スラグ微粉末の置換率を増加させても、ポルトランドセメントのみを使用する場合（前記置換率＝０質量％）とほぼ同等の水結合材比や同じ養生方法を採用しつつ、初期強度低下の補填と優れた施工性とを確保できるプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の課題を解決するために、ここに開示するコンクリート製品の一態様は、プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品であって、少なくとも水と、ポルトランドセメント及び高炉スラグ微粉末からなる結合材と、エトリンガイト生成系早期脱型材と、細骨材と、粗骨材と、を含有し、セメントに対する前記高炉スラグ微粉末の置換率が５０質量％以上９０質量％以下であり、前記エトリンガイト生成系早期脱型材の添加量が１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする。
【0012】
前記ポルトランドセメントは、早強ポルトランドセメントであることが好ましい。
【0013】
前記結合材に対する前記水の割合である水結合材比は、３０質量％以上４２質量％以下であることが好ましい。
【0014】
材齢１日の前記コンクリートの圧縮強度は、３５Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によると、プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品において、高炉スラグ微粉末の置換率を増加させても、ポルトランドセメントのみを使用する場合（前記置換率＝０質量％）とほぼ同等の水結合材比や同じ養生方法を採用しつつ、初期強度低下の補填と優れた施工性とを確保できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】蒸気養生工程を経るコンクリートの経過時間と蒸気養生の設定温度との関係を示す図。
【図2】置換率Ａ／Ｂ＝０質量％の場合における、結合材水比Ｂ／Ｗと、材齢１日のコンクリートの圧縮強度との関係を示すグラフ。
【図3】水結合材比３２質量％、置換率Ａ／Ｂ＝９０質量％混和における、早期脱型材ＦＤＥの添加量と、材齢１日のコンクリートの圧縮強度との関係を示すグラフ。
【図4】水結合材比３２質量％、早期脱型材ＦＤＥの添加量＝０ｋｇ／ｍ３における、置換率Ａ／Ｂと、材齢１日のコンクリートの圧縮強度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0017】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号又は符号を付している。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号又は符号を付している。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【0018】
本明細書において、「フレッシュコンクリート」とは、材料練混ぜ直後から凝結が開始するまでの状態にあるコンクリートを意味する。
【0019】
＜コンクリート製品＞
本実施形態に係るコンクリート製品（本明細書において、単に「コンクリート」ともいう。）は、工場で製造されるプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品である。
本実施形態に係るコンクリート製品（本明細書において、単に「コンクリート」ともいう。）は、工場で製造されるプレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品である。
【0020】
コンクリートは、水Ｗと、ポルトランドセメントＣ及び高炉スラグ微粉末Ａからなる結合材Ｂと、エトリンガイト生成系早期脱型材ＦＤＥと、細骨材Ｓと、粗骨材Ｇを含有する。
【0021】
［ポルトランドセメント］
ポルトランドセメントＣとしては、特に限定されず、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等の一般的なポルトランドセメントを使用できる。
ポルトランドセメントＣとしては、特に限定されず、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等の一般的なポルトランドセメントを使用できる。
【0022】
なお、ポルトランドセメントＣは、早強ポルトランドセメントであることが好ましい。
【0023】
［高炉スラグ微粉末］
高炉スラグ微粉末Ａの種類、粉末度は特定しないが、ＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に適合するものが好ましい。密度は、限定する意図ではないが、例えば２～５ｇ／ｃｍ３とすることができる。また、比表面積が５０００～１００００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末６０００、８０００等が特に好ましい。
高炉スラグ微粉末Ａの種類、粉末度は特定しないが、ＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に適合するものが好ましい。密度は、限定する意図ではないが、例えば２～５ｇ／ｃｍ３とすることができる。また、比表面積が５０００～１００００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末６０００、８０００等が特に好ましい。
【0024】
結合材Ｂの一部として高炉スラグ微粉末Ａを用いることにより、ポルトランドセメントＣの使用量を低減でき、二酸化炭素排出量の低減に寄与できる。
【0025】
［早期脱型材］
早期脱型材ＦＤＥにはエトリンガイト生成系の早期脱型材を使用する。
早期脱型材ＦＤＥにはエトリンガイト生成系の早期脱型材を使用する。
【0026】
早期脱型材ＦＤＥの比表面積は、限定する意図ではないが、例えば２５００ｃｍ２／ｇ以上６０００ｃｍ２／ｇ以下とすることができ、好ましくは４５００ｃｍ２／ｇ以上５５００ｃｍ２／ｇ以下である。
【0027】
［膨脹材］
コンクリート製品は膨張材ＥＸを含んでもよい。膨張材ＥＸとしては特に限定されず、公知の一般的な膨脹材を使用できる。
コンクリート製品は膨張材ＥＸを含んでもよい。膨張材ＥＸとしては特に限定されず、公知の一般的な膨脹材を使用できる。
【0028】
［水、骨材及び添加剤］
水Ｗとしては、特に限定されず、上水道水等の一般的なコンクリートに使用される水を使用できる。コンクリートに対する水Ｗの添加量は、特に限定されず、一般的なコンクリートに使用される添加量、例えば１００～２００ｋｇ／ｍ３等とすればよい。
水Ｗとしては、特に限定されず、上水道水等の一般的なコンクリートに使用される水を使用できる。コンクリートに対する水Ｗの添加量は、特に限定されず、一般的なコンクリートに使用される添加量、例えば１００～２００ｋｇ／ｍ３等とすればよい。
【0029】
細骨材Ｓとしては、特に限定されず、一般的にコンクリートに使用される細骨材を採用できる。例えば砂、破砂、多孔質骨材等の天然骨材を含むものを採用できる。粗骨材Ｇとしては、例えば砂利や砕石等の天然骨材を含むものを採用できる。
【0030】
コンクリートには、例えば減水剤、ＡＥ剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、収縮低減剤等の各種添加剤を添加してもよい。添加剤は、例えば水Ｗに含有させてコンクリートに添加すればよい。コンクリートに対する添加剤の添加量は、添加剤の機能に応じて適宜調整されるが、例えば２～１０ｋｇ／ｍ３とすることができる。
【0031】
［水結合材比］
結合材Ｂに対する水Ｗの割合、すなわち、コンクリートの水結合材比Ｗ／Ｂは、好ましくは３０質量％以上４２質量％以下、より好ましくは３０質量％超４２質量％以下、さらに好ましくは３１質量％以上４１質量％以下、特に好ましくは３１質量％以上３５質量％以下である。水結合材比Ｗ／Ｂを上記範囲とすることにより、初期強度低下を補填しつつ施工性を向上できる。
結合材Ｂに対する水Ｗの割合、すなわち、コンクリートの水結合材比Ｗ／Ｂは、好ましくは３０質量％以上４２質量％以下、より好ましくは３０質量％超４２質量％以下、さらに好ましくは３１質量％以上４１質量％以下、特に好ましくは３１質量％以上３５質量％以下である。水結合材比Ｗ／Ｂを上記範囲とすることにより、初期強度低下を補填しつつ施工性を向上できる。
【0032】
［結合材の添加量］
コンクリートに対する結合材Ｂの添加量は、水Ｗの添加量との関係で、水結合材比Ｗ／Ｂが上記範囲を満たすように調整すればよい。
コンクリートに対する結合材Ｂの添加量は、水Ｗの添加量との関係で、水結合材比Ｗ／Ｂが上記範囲を満たすように調整すればよい。
【0033】
［置換率］
本明細書において、「セメントに対する高炉スラグ微粉末Ａの置換率Ａ／Ｂ」とは、結合材Ｂを全てポルトランドセメントとした場合に対して当該ポルトランドセメントを高炉スラグ微粉末Ａで置き換えた割合を意味している。具体的に、「セメントに対する高炉スラグ微粉末Ａの置換率Ａ／Ｂ」とは、結合材Ｂ中における高炉スラグ微粉末Ａの含有量（質量％）で表される。置換率Ａ／Ｂは、５０質量％以上９０質量％以下であり、６０質量％以上９０質量％以下であることより好ましく、７０質量％以上９０質量％以下であることが特に好ましい。置換率Ａ／Ｂが大きいほど、ポルトランドセメントＣの使用量を低減できるから、二酸化炭素排出量を多く低減できる。
本明細書において、「セメントに対する高炉スラグ微粉末Ａの置換率Ａ／Ｂ」とは、結合材Ｂを全てポルトランドセメントとした場合に対して当該ポルトランドセメントを高炉スラグ微粉末Ａで置き換えた割合を意味している。具体的に、「セメントに対する高炉スラグ微粉末Ａの置換率Ａ／Ｂ」とは、結合材Ｂ中における高炉スラグ微粉末Ａの含有量（質量％）で表される。置換率Ａ／Ｂは、５０質量％以上９０質量％以下であり、６０質量％以上９０質量％以下であることより好ましく、７０質量％以上９０質量％以下であることが特に好ましい。置換率Ａ／Ｂが大きいほど、ポルトランドセメントＣの使用量を低減できるから、二酸化炭素排出量を多く低減できる。
【0034】
［早期脱型材の添加量］
コンクリートにおける早期脱型材ＦＤＥの添加量は、１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下であり、１０ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。早期脱型材ＦＤＥの添加量を上記範囲とすることにより、水結合材比Ｗ／Ｂを３０質量％超とし、置換率Ａ／Ｂを増大させても十分な初期強度を確保できる。そうして、初期強度低下の補填と優れた施工性を両立できる。
コンクリートにおける早期脱型材ＦＤＥの添加量は、１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下であり、１０ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。早期脱型材ＦＤＥの添加量を上記範囲とすることにより、水結合材比Ｗ／Ｂを３０質量％超とし、置換率Ａ／Ｂを増大させても十分な初期強度を確保できる。そうして、初期強度低下の補填と優れた施工性を両立できる。
【0035】
［膨脹材の添加量］
コンクリートにおける膨脹材ＥＸの添加量は、３０ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。膨脹材ＥＸの添加量を上記範囲とすることにより、コンクリート製品のひび割れ等を効果的に抑制できる。
コンクリートにおける膨脹材ＥＸの添加量は、３０ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましく、１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下であることがより好ましい。膨脹材ＥＸの添加量を上記範囲とすることにより、コンクリート製品のひび割れ等を効果的に抑制できる。
【0036】
＜コンクリートの製造方法＞
コンクリートの製造方法は、限定する意図ではないが、例えば、コンクリートが含有する上述した材料、すなわち、少なくとも、水Ｗと、セメントＣ及び高炉スラグ微粉末Ａからなる結合材Ｂと、早期脱型材ＦＤＥと、細骨材Ｓと、粗骨材Ｇと、を計量し練り混ぜる練り混ぜ工程と、練り混ぜたフレッシュコンクリートを型枠の内側に打設する打設工程と、そのフレッシュコンクリートを蒸気養生する蒸気養生工程と、型枠を脱枠する脱枠工程と、脱枠後外部から供給された水等により湿潤養生する湿潤養生工程と、を含む。
コンクリートの製造方法は、限定する意図ではないが、例えば、コンクリートが含有する上述した材料、すなわち、少なくとも、水Ｗと、セメントＣ及び高炉スラグ微粉末Ａからなる結合材Ｂと、早期脱型材ＦＤＥと、細骨材Ｓと、粗骨材Ｇと、を計量し練り混ぜる練り混ぜ工程と、練り混ぜたフレッシュコンクリートを型枠の内側に打設する打設工程と、そのフレッシュコンクリートを蒸気養生する蒸気養生工程と、型枠を脱枠する脱枠工程と、脱枠後外部から供給された水等により湿潤養生する湿潤養生工程と、を含む。
【0037】
また、蒸気養生工程では、フレッシュコンクリートの外気を、基準温度（例えば２０℃）で保持（前置き）し、その後、昇温し（例えば、２５℃／３時間）、最高温度（例えば４５℃）で保持し、その後、降温（例えば、２５℃／６時間）する。このように、蒸気養生工程において、フレッシュコンクリートの水和発熱による温度変化に応じて外気を変温するので、水和反応による硬化を促し、早期に強度を発現させることができる。なお、外気の湿度は例えば９５質量％とすることができる。
【0038】
＜コンクリートの圧縮強度＞
材齢１日のコンクリートの圧縮強度、すなわち初期強度は、３５Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましく、４０．６Ｎ／ｍｍ２以上とすることがより好ましい。なお、後述する実験例で目標とするコンクリートの圧縮強度は、実験値のばらつきを想定した上で、大部分の実験値がその初期強度を下回らないことが保証されるように決定し、４０．６Ｎ／ｍｍ２以上とした。
材齢１日のコンクリートの圧縮強度、すなわち初期強度は、３５Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましく、４０．６Ｎ／ｍｍ２以上とすることがより好ましい。なお、後述する実験例で目標とするコンクリートの圧縮強度は、実験値のばらつきを想定した上で、大部分の実験値がその初期強度を下回らないことが保証されるように決定し、４０．６Ｎ／ｍｍ２以上とした。
【0039】
これにより、高炉スラグ微粉末の置換率を増加させたプレキャスト・プレストレス・コンクリート製品は、ポルトランドセメントのみを使用する場合（前記置換率＝０質量％）と同じようにコンクリート打設翌日にプレストレス導入が可能となる。
【0040】
＜実験例＞
次に、具体的に実施した実験例について説明する。
次に、具体的に実施した実験例について説明する。
【0041】
１．試験条件
［テストピースの作製］
後述する圧縮強度試験用のテストピース（直径１０×２０ｃｍ）を以下の材料、配合及び条件を用いて作製した。
［テストピースの作製］
後述する圧縮強度試験用のテストピース（直径１０×２０ｃｍ）を以下の材料、配合及び条件を用いて作製した。
【0042】
－材料－
ポルトランドセメントＣ：早強ポルトランドセメント（密度３．１４ｇ／ｃｍ３）
高炉スラグ微粉末Ａ：高炉スラグ微粉末６０００（密度２．９１ｇ／ｃｍ３、比表面積：約６０００ｃｍ２／ｇ）
早期脱型材ＦＤＥ：エトリンガイト生成系（密度２．５５ｇ／ｃｍ３）
膨脹材ＥＸ：エトリンガイトと石灰の複合系（密度３．０８ｇ／ｃｍ３）
水Ｗ：上水道水
細骨材Ｓ：陸砂と砕砂を等量混合して使用
陸砂（行方市産、表乾密度２．５８ｇ／ｃｍ３、吸水率２．５８質量％）
砕砂（鹿沼市産、表乾密度２．６２ｇ／ｃｍ３、吸水率１．１４質量％）
粗骨材Ｇ：砕石２００５（鹿沼市産、表乾密度２．６４ｇ／ｃｍ３、吸水率０．６４質量％）
高性能減水剤ＳＰ：ポリカルボン酸系
ＡＥ剤ＡＥ：陰イオン界面活性剤
－配合－
水結合材比Ｗ／Ｂ：３２質量％、３６質量％、４１質量％
置換率Ａ／Ｂ：０質量％、５０質量％、６０質量％、７０質量％、８０質量％、９０質量％
早期脱型材ＦＤＥ：０ｋｇ／ｍ３、１０ｋｇ／ｍ３、２０ｋｇ／ｍ３
膨脹材ＥＸ：０ｋｇ／ｍ３、１０ｋｇ／ｍ３、２０ｋｇ／ｍ３、３０ｋｇ／ｍ３
水Ｗの添加量（基準：コンクリート）：１６０ｋｇ／ｍ３
粗骨材Ｇの添加量（基準：コンクリート）：９８５ｋｇ／ｍ３
単位細骨材量は早期脱型材ＦＤＥの添加量に応じて調整した。
ポルトランドセメントＣ：早強ポルトランドセメント（密度３．１４ｇ／ｃｍ３）
高炉スラグ微粉末Ａ：高炉スラグ微粉末６０００（密度２．９１ｇ／ｃｍ３、比表面積：約６０００ｃｍ２／ｇ）
早期脱型材ＦＤＥ：エトリンガイト生成系（密度２．５５ｇ／ｃｍ３）
膨脹材ＥＸ：エトリンガイトと石灰の複合系（密度３．０８ｇ／ｃｍ３）
水Ｗ：上水道水
細骨材Ｓ：陸砂と砕砂を等量混合して使用
陸砂（行方市産、表乾密度２．５８ｇ／ｃｍ３、吸水率２．５８質量％）
砕砂（鹿沼市産、表乾密度２．６２ｇ／ｃｍ３、吸水率１．１４質量％）
粗骨材Ｇ：砕石２００５（鹿沼市産、表乾密度２．６４ｇ／ｃｍ３、吸水率０．６４質量％）
高性能減水剤ＳＰ：ポリカルボン酸系
ＡＥ剤ＡＥ：陰イオン界面活性剤
－配合－
水結合材比Ｗ／Ｂ：３２質量％、３６質量％、４１質量％
置換率Ａ／Ｂ：０質量％、５０質量％、６０質量％、７０質量％、８０質量％、９０質量％
早期脱型材ＦＤＥ：０ｋｇ／ｍ３、１０ｋｇ／ｍ３、２０ｋｇ／ｍ３
膨脹材ＥＸ：０ｋｇ／ｍ３、１０ｋｇ／ｍ３、２０ｋｇ／ｍ３、３０ｋｇ／ｍ３
水Ｗの添加量（基準：コンクリート）：１６０ｋｇ／ｍ３
粗骨材Ｇの添加量（基準：コンクリート）：９８５ｋｇ／ｍ３
単位細骨材量は早期脱型材ＦＤＥの添加量に応じて調整した。
【0043】
練り上がり時の目標スランプフローを５０±７．５ｃｍ、目標空気量を４．５±１．５％とし、高性能減水剤ＳＰとＡＥ剤ＡＥの添加量でそれらを調整した。
【0044】
－作製手順－
上記材料を上記配合で以下の手順で混練した。
上記材料を上記配合で以下の手順で混練した。
【0045】
すなわち、ミキサを使用して、ポルトランドセメントＣ、高炉スラグ微粉末Ａ及び細骨材Ｓを混合した状態で４５秒間空練りし、続いて、混和剤を含む水Ｗを投入して９０秒間１次練混ぜを行い、その後、粗骨材Ｇを投入して６０秒間２次練混ぜを行った。
【0046】
そして、練混ぜたフレッシュコンクリートをφ１０×２０ｃｍの円形型枠に打設し、可変恒温恒室槽内において蒸気養生を次のとおり行った。
【0047】
図１は、蒸気養生工程を経るコンクリートの経過時間（時間）と蒸気養生の設定温度（℃）との関係を示す図である。
【0048】
具体的には、図１に示すように、温度２０℃で前置きを３時間、その後、３時間をかけて温度４５℃まで給温し、温度４５℃で４時間保持し、さらに６時間かけて温度２０℃まで下げて、完了した。また、蒸気養生期間の湿度は９５質量％とした。
【0049】
そして、フレッシュコンクリートの打設から２４時間経過後に脱枠した（材齢１日で脱枠）。こうして、材齢１日のテストピースを得た。
【0050】
［圧縮強度試験］
圧縮強度試験は、ＪＩＳ Ａ １１０８に準拠して行った。
圧縮強度試験は、ＪＩＳ Ａ １１０８に準拠して行った。
【0051】
［目標性状］
プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品の目標性状は以下の通りとした。
プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品の目標性状は以下の通りとした。
【0052】
【0053】
【表1】
【0054】
なお、結合材水比Ｂ／Ｗは、水Ｗに対する結合材Ｂの質量比である。また、表１中、置換率Ａ／Ｂ＝９０質量％、早期脱型材ＦＤＥ添加量及び膨脹材ＥＸ添加量がいずれも２０ｋｇ／ｍ３のサンプルが２つ存在する。これら２つのサンプルの材齢１日圧縮強度の値が異なるのは、サンプルに含有される空気量に違いがあるためである。すなわち、サンプルに含有される空気量が多いほど圧縮強度は低下する。
【0055】
（１）置換率Ａ／Ｂ＝０質量％（早強ポルトランドセメントのみ）の場合
図２は、置換率Ａ／Ｂ＝０質量％、すなわち結合材Ｂとして早強ポルトランドセメントのみを使用した場合における、結合材水比Ｂ／Ｗ（水結合材比Ｗ／Ｂ）と、材齢１日のコンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）との関係を示すグラフである。
図２は、置換率Ａ／Ｂ＝０質量％、すなわち結合材Ｂとして早強ポルトランドセメントのみを使用した場合における、結合材水比Ｂ／Ｗ（水結合材比Ｗ／Ｂ）と、材齢１日のコンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）との関係を示すグラフである。
【0056】
図２に示すように、Ｂ／Ｗが大きくなる、すなわちＷ／Ｂが小さくなるに従い、圧縮強度が大きくなることがわかる。
【0057】
（２）置換率Ａ／Ｂの違い
図４は、早期脱型材ＦＤＥ添加量＝０ｋｇ／ｍ３における、置換率Ａ／Ｂと、材齢１日のコンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）との関係を示すグラフである。なお、水結合材比Ｗ／Ｂは３２質量％である。
図４は、早期脱型材ＦＤＥ添加量＝０ｋｇ／ｍ３における、置換率Ａ／Ｂと、材齢１日のコンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）との関係を示すグラフである。なお、水結合材比Ｗ／Ｂは３２質量％である。
【0058】
図４に示すように、置換率Ａ／Ｂが大きくなるにつれて、圧縮強度が小さくなることがわかる。
【0059】
（３）早期脱型材ＦＤＥ添加量の違い
図３は、置換率Ａ／Ｂ＝９０質量％における、早期脱型材ＦＤＥ添加量と、材齢１日のコンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）との関係を示すグラフである。なお、水結合材比Ｗ／Ｂは３２質量％である。
図３は、置換率Ａ／Ｂ＝９０質量％における、早期脱型材ＦＤＥ添加量と、材齢１日のコンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）との関係を示すグラフである。なお、水結合材比Ｗ／Ｂは３２質量％である。
【0060】
図３に示すように、早期脱型材ＦＤＥの添加量が増加するにつれて、材齢１日の圧縮強度は大きくなることがわかる。
【0061】
【0062】
【表2】
【0063】
近似式Ｆ１、Ｆ２、Ｆ６に基づいて、水結合材比Ｗ／Ｂ、置換率Ａ／Ｂ及び早期脱型材ＦＤＥの添加量の異なる、圧縮強度試験を実施していないケースについて、圧縮強度を算出した。結果を表３に示す。
【0064】
【表3】
【0065】
表３に示すように、高炉スラグ微粉末Ａを混和したコンクリートにおいて、材齢１日の圧縮強度低下を補填する観点から、早期脱型材ＦＤＥを添加し、且つその添加量を増大させることが有効であることがわかる。また、早期脱型材ＦＤＥの添加量の増加に伴い、水結合材比Ｗ／Ｂ及び高炉スラグ微粉末Ａの置換率Ａ／Ｂの増大が可能であることがわかる。
【0066】
特に、水結合材比Ｗ／Ｂが３３質量％以上３７質量％未満、好ましくは３５質量％以上３６質量％以下では、材齢１日のコンクリートの圧縮強度を特性値で４０．８Ｎ／ｍｍ２以上とする観点から、早期脱型材ＦＤＥ添加量を３０ｋｇ／ｍ３とすることにより、置換率Ａ／Ｂを８０質量％以下とすることができる。
【0067】
さらに、水結合材比Ｗ／Ｂが３０質量％以上３３質量％未満、好ましくは３１質量％以上３２質量％以下では、材齢１日のコンクリートの圧縮強度を特性値で４０．８Ｎ／ｍｍ２以上とする観点から、早期脱型材ＦＤＥ添加量を１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下とすることにより、置換率Ａ／Ｂを９０質量％以下とすることができる。
【0068】
なお、二酸化炭素排出量低減の観点からは、所望の初期強度を満足する条件で、置換率Ａ／Ｂをより多くすることが望ましい。
【0069】
＜特徴及び作用効果＞
本実施形態に係るコンクリートは、プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品であって、水と、ポルトランドセメント及び高炉スラグ微粉末からなる結合材と、エトリンガイト生成系早期脱型材と、細骨材と、粗骨材と、を含有し、セメントに対する前記高炉スラグ微粉末の置換率が５０質量％以上９０質量％以下であり、前記エトリンガイト生成系早期脱型材の添加量が１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする。
本実施形態に係るコンクリートは、プレキャスト・プレストレスト・コンクリート製品であって、水と、ポルトランドセメント及び高炉スラグ微粉末からなる結合材と、エトリンガイト生成系早期脱型材と、細骨材と、粗骨材と、を含有し、セメントに対する前記高炉スラグ微粉末の置換率が５０質量％以上９０質量％以下であり、前記エトリンガイト生成系早期脱型材の添加量が１０ｋｇ／ｍ３以上３０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする。
【0070】
コンクリートは、高炉スラグ微粉末Ａを含むから、ポルトランドセメントＣの使用量を低減することができ、二酸化炭素排出量を低減できる。また、高炉スラグ微粉末Ａを含むコンクリートは、置換率Ａ／Ｂの増加に伴い、初期強度が低下する傾向にあるところ、エトリンガイト生成系早期脱型材を含有することにより、初期強度低下の補填をすることができる。さらに、高炉スラグ微粉末Ａを含むコンクリートは、従来水結合材比Ｗ／Ｂを小さくして初期強度を確保していたが、エトリンガイト生成系早期脱型材を含有することにより初期強度低下の補填が可能であるから、水結合材比Ｗ／Ｂを高くすることができる。そうして、フレッシュコンクリートの粘性の増大を抑制し、施工性を高めることができる。
【0071】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係るコンクリート及びコンクリートの製造方法は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【0072】
Ａ 高炉スラグ微粉末
Ｂ 結合材
Ａ／Ｂ 置換率
Ｃ ポルトランドセメント
Ｓ 細骨材
Ｇ 粗骨材
Ｗ 水
Ｗ／Ｂ 水結合材比
Ｂ／Ｗ 結合材水比
Ｂ 結合材
Ａ／Ｂ 置換率
Ｃ ポルトランドセメント
Ｓ 細骨材
Ｇ 粗骨材
Ｗ 水
Ｗ／Ｂ 水結合材比
Ｂ／Ｗ 結合材水比
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】