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特開2024-3453コンクリート組成物、コンクリート硬化体、及び、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物
(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】P2024003453
(43)【公開日】2024-01-15
(54)【発明の名称】コンクリート組成物、コンクリート硬化体、及び、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物
(51)【国際特許分類】
C04B 28/02 20060101AFI20240105BHJP
C04B 22/08 20060101ALI20240105BHJP
C04B 18/14 20060101ALI20240105BHJP
C04B 22/14 20060101ALI20240105BHJP
E01D 1/00 20060101ALI20240105BHJP
【ＦＩ】
C04B28/02
C04B22/08 Z
C04B18/14 A
C04B22/14 B
E01D1/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022102610
(22)【出願日】2022-06-27
(71)【出願人】
【識別番号】000003296
【氏名又は名称】デンカ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000103769
【氏名又は名称】オリエンタル白石株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100207756
【弁理士】
【氏名又は名称】田口 昌浩
(74)【代理人】
【識別番号】100135758
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 高志
(74)【代理人】
【識別番号】100119666
【弁理士】
【氏名又は名称】平澤 賢一
(72)【発明者】
【氏名】本間 一也
(72)【発明者】
【氏名】田中舘 悠登
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 崇
(72)【発明者】
【氏名】俵 道和
(72)【発明者】
【氏名】吉澤 千秋
(72)【発明者】
【氏名】呉 承寧
【テーマコード（参考）】
2D059
4G112
【Ｆターム（参考）】
2D059AA01
2D059BB15
2D059GG01
4G112MB00
4G112MB23
4G112PA29
4G112PB05
4G112PB11
(57)【要約】
【課題】塩分浸透抑制効果が高く、アルカリシリカ反応が抑制され、自己収縮が抑制される、コンクリート組成物を提供する。
【解決手段】桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物であって、セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、高炉スラグ細骨材のみを含有する、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物である。
【選択図】なし
【解決手段】桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物であって、セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、高炉スラグ細骨材のみを含有する、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物であって、
セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、
石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、前記高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、前記高炉スラグ細骨材のみを含有する、
桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物。
セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、
石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、前記高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、前記高炉スラグ細骨材のみを含有する、
桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物。
【請求項2】
前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量中の前記カルシウムアルミネート粉末の量が、１質量％以上１０質量％以下である請求項１に記載のコンクリート組成物。
【請求項3】
前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の値が、３５００～１００００ｃｍ２／ｇである請求項１又は２に記載のコンクリート組成物。
【請求項4】
前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量中の前記高炉スラグ微粉末の量が、５～９０質量％である請求項１又は２に記載のコンクリート組成物。
【請求項5】
前記高炉スラグ細骨材を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量と前記高炉スラグ細骨材の量との合計量中の前記高炉スラグ細骨材の量が、２０～８０質量％である請求項１又は２に記載のコンクリート組成物。
【請求項6】
前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量に対するＳＯ３量が０．６～６質量％である請求項１又は２に記載されたコンクリート組成物。
【請求項7】
前記セメントが早強ポルトランドセメントまたは普通ポルトランドセメントである請求項１又は２に記載のコンクリート組成物。
【請求項8】
前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、前記水の量が１５～６５質量部である請求項１又は２に記載のコンクリート組成物。
【請求項9】
請求項１又は２に記載のコンクリート組成物を硬化させて得られる、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート硬化体。
【請求項10】
請求項９に記載のコンクリート硬化体を備える、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート組成物、コンクリート硬化体、及び、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、土木や建築分野において、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物の耐久性向上に対する要望が高まっている。
桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物の劣化要因として、塩害、アルカリシリカ骨材反応や自己収縮などによる劣化が挙げられる。塩害は塩化物イオンによる鉄筋の腐食により生じる劣化を総称するものである。アルカリシリカ骨材反応は、アルカリとシリカ骨材との化学反応のことである。自己収縮は、橋梁プレストレストコンクリート構造物の収縮により発生するものである。
桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物の劣化要因として、塩害、アルカリシリカ骨材反応や自己収縮などによる劣化が挙げられる。塩害は塩化物イオンによる鉄筋の腐食により生じる劣化を総称するものである。アルカリシリカ骨材反応は、アルカリとシリカ骨材との化学反応のことである。自己収縮は、橋梁プレストレストコンクリート構造物の収縮により発生するものである。
【0003】
塩害はおもに海岸近くの橋梁プレストレストコンクリート構造物で発生する。飛来塩分等に由来する塩化物イオンが表面から橋梁プレストレストコンクリート構造物の内部に浸透することにより鉄筋が腐食する。その結果、構造物としての耐力の低下やコンクリート片の剥落等の劣化を引き起こすこととなる。
【0004】
アルカリシリカ骨材反応は、セメントなどに含まれるアルカリと、骨材中の反応性シリカが水の存在下で反応することである。この反応によりケイ酸アルカリゲルが生成され、生成物が膨張することがある。この膨張により、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物にひび割れが発生することがある。
【0005】
自己収縮は、コンクリート組成物を撹拌し、橋梁プレストレストコンクリート構造物を作製している間に発生するものである。具体的には、セメントの水和反応の進行により水が消費され、橋梁プレストレストコンクリート構造物の体積が減少することで、発生するものである。自己収縮により、橋梁プレストレストコンクリート構造物に掛けたプレストレスのロスや、橋梁プレストレストコンクリート構造物にひび割れが発生することがある。
【0006】
これらに対して、塩害の影響を受けにくく、且つ、自己収縮を起こしにくいプレストレストコンクリート構造物を得るためには、例えば、通常のセメントに、比表面積が５０００～１００００ｃｍ２／ｇである高炉スラグ微粉末を混和することが有効とされ（特許文献１）、アルカリシリカ骨材反応を起こしにくいコンクリート構造物を得るためには、例えば、骨材に高炉スラグを混合することが有効とされている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２００６－８４４２号公報
【特許文献2】特開２００２－１０４８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記方法だと、実際の桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物にとっては、塩分浸透抑制効果とアルカリシリカ反応の抑制効果と自己収縮抑制効果が未だ小さく、対策として不十分であった。
そこで、本発明は、塩分浸透抑制効果が高く、アルカリシリカ反応が抑制され、自己収縮が抑制される、コンクリート組成物を提供するものである。
そこで、本発明は、塩分浸透抑制効果が高く、アルカリシリカ反応が抑制され、自己収縮が抑制される、コンクリート組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記課題の解決のために、鋭意研究を進めたところ、カルシウムアルミネート粉末、高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材と石膏に着目することで、塩分浸透抑制効果が高く、アルカリシリカ反応が抑制され、自己収縮が抑制されるコンクリート組成物が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【0010】
すなわち、本発明は以下の通りである。
［１］桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物であって、
セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、
石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、前記高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、前記高炉スラグ細骨材のみを含有する、
桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物。
［２］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量中の前記カルシウムアルミネート粉末の量が、１質量％以上１０質量％以下である［１］に記載のコンクリート組成物。
［３］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の値が、３５００～１００００ｃｍ２／ｇである［１］又は［２］に記載のコンクリート組成物。
［４］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量中の前記高炉スラグ微粉末の量が、５～９０質量％である［１］～［３］の何れかに記載のコンクリート組成物。
［５］前記高炉スラグ細骨材を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量と前記高炉スラグ細骨材の量との合計量中の前記高炉スラグ細骨材の量が、２０～８０質量％である［１］～［４］の何れかに記載のコンクリート組成物。
［６］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量に対するＳＯ３量が０．６～６質量％である［１］～［５］の何れかに記載されたコンクリート組成物。
［７］前記セメントが早強ポルトランドセメントまたは普通ポルトランドセメントである［１］～［６］の何れかに記載のコンクリート組成物。
［８］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、前記水の量が１５～６５質量部である［１］～［７］の何れかに記載のコンクリート組成物。
［９］上記［１］～［８］の何れかに記載のコンクリート組成物を硬化させて得られる、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート硬化体。
［１０］上記［９］に記載のコンクリート硬化体を備える、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物。
［１］桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物であって、
セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、
石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、前記高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、前記高炉スラグ細骨材のみを含有する、
桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート組成物。
［２］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量中の前記カルシウムアルミネート粉末の量が、１質量％以上１０質量％以下である［１］に記載のコンクリート組成物。
［３］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の値が、３５００～１００００ｃｍ２／ｇである［１］又は［２］に記載のコンクリート組成物。
［４］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量中の前記高炉スラグ微粉末の量が、５～９０質量％である［１］～［３］の何れかに記載のコンクリート組成物。
［５］前記高炉スラグ細骨材を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量と前記高炉スラグ細骨材の量との合計量中の前記高炉スラグ細骨材の量が、２０～８０質量％である［１］～［４］の何れかに記載のコンクリート組成物。
［６］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計量に対するＳＯ３量が０．６～６質量％である［１］～［５］の何れかに記載されたコンクリート組成物。
［７］前記セメントが早強ポルトランドセメントまたは普通ポルトランドセメントである［１］～［６］の何れかに記載のコンクリート組成物。
［８］前記高炉スラグ微粉末を含有し、前記セメントの量と前記カルシウムアルミネート粉末の量と前記高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、前記水の量が１５～６５質量部である［１］～［７］の何れかに記載のコンクリート組成物。
［９］上記［１］～［８］の何れかに記載のコンクリート組成物を硬化させて得られる、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート硬化体。
［１０］上記［９］に記載のコンクリート硬化体を備える、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物。
【発明の効果】
【0011】
本発明のコンクリート組成物は、塩分浸透抑制効果が高く、アルカリシリカ反応による膨張が原因のひび割れを抑制することができ、自己収縮によるプレストレスのロスやひび割れを抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を詳細に説明する。以下の記載はあくまでも例示であって、本発明の明細書等の内容を逸脱しない範囲で、本発明の適用が可能である。
【0013】
［コンクリート組成物］
本発明のコンクリート組成物は、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するものである。ここで、プレストレストコンクリート橋梁構造物は、例えば、壁高欄、プレストレストコンクリート桁やプレストレストコンクリート床などを含む。本発明のコンクリート組成物は、セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、高炉スラグ細骨材のみを含有する。
本発明のコンクリート組成物は、桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するものである。ここで、プレストレストコンクリート橋梁構造物は、例えば、壁高欄、プレストレストコンクリート桁やプレストレストコンクリート床などを含む。本発明のコンクリート組成物は、セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、高炉スラグ細骨材のみを含有する。
【0014】
＜カルシウムアルミネート粉末＞
カルシウムアルミネート粉末は特に、塩分浸透抑制効果のためと、自己収縮抑制効果を強める目的で使用される。ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末（以下、単に「カルシウムアルミネート粉末」ということがある。）は、カルシアを含む原料とアルミナを含む原料等を混合して、キルンでの焼成や電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３を主成分とする化合物を総称するものである。本発明に係るカルシウムアルミネートは、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．１５～０．７の範囲にあることが好ましい。ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．１５～０．７の範囲にあることで、短い養生期間で優れた塩分浸透抑制効果（塩化物イオンの浸透を抑制する効果）が得られ、十分な可使時間が確保できる。以上の観点から、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比は０．３～０．７の範囲であることがより好ましく、０．４～０．６の範囲であることがさらに好ましい。
カルシウムアルミネート粉末は特に、塩分浸透抑制効果のためと、自己収縮抑制効果を強める目的で使用される。ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末（以下、単に「カルシウムアルミネート粉末」ということがある。）は、カルシアを含む原料とアルミナを含む原料等を混合して、キルンでの焼成や電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３を主成分とする化合物を総称するものである。本発明に係るカルシウムアルミネートは、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．１５～０．７の範囲にあることが好ましい。ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．１５～０．７の範囲にあることで、短い養生期間で優れた塩分浸透抑制効果（塩化物イオンの浸透を抑制する効果）が得られ、十分な可使時間が確保できる。以上の観点から、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比は０．３～０．７の範囲であることがより好ましく、０．４～０．６の範囲であることがさらに好ましい。
【0015】
セメントの量とカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計量中のカルシウムアルミネート粉末の量は、１質量％以上であることが好ましい。セメントの量とカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計量中のカルシウムアルミネート粉末の量が１質量％以上であると、カルシウムアルミネート粉末の水和で生成されたハイドロカルマイトが増加し、塩化物イオンの固定が促進され、硬化体内部への塩化物イオンの浸透が抑制される。また、塩化物イオンの浸透性を抑制することができるという観点と自己収縮抑制効果を高めることができるという観点から、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計量中のＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量が１質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。
【0016】
また、高炉スラグ微粉末の量に対するＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を主成分とするカルシウムアルミネート粉末の量が１質量％以上２３質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１０質量％未満であることがより好ましい。高炉スラグ微粉末の量に対するＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を主成分とするカルシウムアルミネート粉末の量が１質量％以上２３質量％以下である場合、塩分浸透抑制効果が得られる。
【0017】
本発明に係るカルシウムアルミネート粉末は、ブレーン比表面積の値が２０００～６０００ｃｍ２／ｇの範囲であることが好ましい。カルシウムアルミネート粉末のブレーン比表面積の値が２０００ｃｍ２／ｇ以上であると、塩分浸透抑制効果を十分に発揮することができる。一方、カルシウムアルミネート粉末のブレーン比表面積の値が６０００ｃｍ２／ｇ以下であると、水和反応による発熱の制御が容易である。なお、ブレーン比表面積の値が６０００ｃｍ２／ｇを超えても、塩分浸透抑制効果の更なる向上は期待できない。以上の観点から、カルシウムアルミネートのブレーン比表面積の値は２５００～５０００ｃｍ２／ｇが好ましく、３０００～４０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。
【0018】
本発明に係るカルシウムアルミネート粉末には、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３のほか、不純物が含まれることがある。不純物としては、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｂ２Ｏ等が挙げられる。これらの不純物の存在は、カルシウムアルミネート粉末を焼成する際の生成反応を助長する効果を発揮するものもあり、好ましい面もあるので、カルシウムアルミネート粉末の総計で１０質量％以下の範囲で存在しても差し支えない。
【0019】
＜石膏を含有する高炉スラグ微粉末＞
高炉スラグ微粉末は、塩分浸透抑制効果をより高め、アルカリシリカ反応を抑え、自己収縮抑制効果を高める目的で使用する。高炉スラグ微粉末は、銑鉄を製造するときに発生する鉄鋼スラグを粉砕して製造される、一般的な高炉セメントやコンクリート用混和材として用いられているものである。高炉スラグ微粉末は、ブレーン比表面積の値が３５００～１００００ｃｍ２／ｇであることが好ましく、５０００～７０００ｃｍ２／ｇであることがより好ましい。高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の値が３５００ｃｍ２／ｇ以上であることで、塩分浸透抑制効果が高くなり、自己収縮抑制効果を高め、アルカリシリカ反応を抑制することができ、１００００ｃｍ２／ｇ以下であることで、流動性が得られ、ワーカビリティーを確保できる。
高炉スラグ微粉末は、塩分浸透抑制効果をより高め、アルカリシリカ反応を抑え、自己収縮抑制効果を高める目的で使用する。高炉スラグ微粉末は、銑鉄を製造するときに発生する鉄鋼スラグを粉砕して製造される、一般的な高炉セメントやコンクリート用混和材として用いられているものである。高炉スラグ微粉末は、ブレーン比表面積の値が３５００～１００００ｃｍ２／ｇであることが好ましく、５０００～７０００ｃｍ２／ｇであることがより好ましい。高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の値が３５００ｃｍ２／ｇ以上であることで、塩分浸透抑制効果が高くなり、自己収縮抑制効果を高め、アルカリシリカ反応を抑制することができ、１００００ｃｍ２／ｇ以下であることで、流動性が得られ、ワーカビリティーを確保できる。
【0020】
セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計量中の高炉スラグ微粉末の量が、５～９０質量％であることが好ましく、１０～８０質量％であることがより好ましい。セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計量中の高炉スラグ微粉末の量が、５質量％以上、９０質量％以下であることで、塩分浸透抑制効果を高め、自己収縮抑制効果を高め、アルカリシリカ反応を抑えることが可能である。
【0021】
＜高炉スラグ微粉末に含まれる石膏＞
石膏は高炉スラグ微粉末に含有されている。石膏としては、硫酸カルシウムを含み、無水石膏、半水石膏、及び、二水石膏等が挙げられる。なかでも、自己収縮抑制の観点から、石膏は無水石膏であることが好ましい。「石膏を含有する高炉スラグ微粉末」に含まれる石膏量は０．５～６．５質量％であることが好ましく、１．５～５．５質量％であることがより好ましい。高炉スラグ微粉末に含まれる石膏量は０．５～６．５質量％であるとき、自己収縮を抑制することが可能となる。
石膏は高炉スラグ微粉末に含有されている。石膏としては、硫酸カルシウムを含み、無水石膏、半水石膏、及び、二水石膏等が挙げられる。なかでも、自己収縮抑制の観点から、石膏は無水石膏であることが好ましい。「石膏を含有する高炉スラグ微粉末」に含まれる石膏量は０．５～６．５質量％であることが好ましく、１．５～５．５質量％であることがより好ましい。高炉スラグ微粉末に含まれる石膏量は０．５～６．５質量％であるとき、自己収縮を抑制することが可能となる。
【0022】
石膏を含む高炉スラグ微粉末にさらに無水石膏を追加することや、試製のＳＯ３量の少ないセメントを使用することで、ＳＯ３量を調整することが可能である。セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末との合計量に対するＳＯ３量が０．６～６質量％であることが好ましく、０．８～４.５質量％であることがより好ましい。セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末との合計量に対するＳＯ３量が０．６質量％以上であることで、自己収縮が抑制され、６質量％以下であることで、塩分浸透抑制効果を高めることが可能となる。なお、ＳＯ３量はＪＩＳＲ５２０２「セメントの化学分析方法」に準じて確認することができる。
【0023】
＜高炉スラグ細骨材＞
高炉スラグ細骨材は、特に、アルカリシリカ反応を抑制することと塩分浸透を抑制することを目的として使用される。高炉スラグ細骨材は、高炉で銑鉄を製造する際に副生される高炉スラグを粒度調整した細骨材であり、その主成分はＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯである。そして、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量と高炉スラグ細骨材の量との合計量中の高炉スラグ細骨材の量が、２０～８０質量％であることが好ましく、５０～７０質量％であることがより好ましい。セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量と高炉スラグ細骨材の量との合計量中の高炉スラグ細骨材の量が、２０質量％以上８０質量％以下であるとき、アルカリシリカ反応を抑制する効果を発揮し、塩分浸透抑制効果を高めることが可能となる。
高炉スラグ細骨材は、特に、アルカリシリカ反応を抑制することと塩分浸透を抑制することを目的として使用される。高炉スラグ細骨材は、高炉で銑鉄を製造する際に副生される高炉スラグを粒度調整した細骨材であり、その主成分はＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯである。そして、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量と高炉スラグ細骨材の量との合計量中の高炉スラグ細骨材の量が、２０～８０質量％であることが好ましく、５０～７０質量％であることがより好ましい。セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量と高炉スラグ細骨材の量との合計量中の高炉スラグ細骨材の量が、２０質量％以上８０質量％以下であるとき、アルカリシリカ反応を抑制する効果を発揮し、塩分浸透抑制効果を高めることが可能となる。
【0024】
＜高炉スラグ細骨材以外の細骨材＞
高炉スラグ細骨材以外の細骨材としては、通常のコンクリートに使用するものと同様の細骨材が使用可能である。即ち、川砂、砕砂、石灰砂、けい砂、色砂、及び人工軽量骨材等が使用可能であり、これらを組み合わせることも可能である。高炉スラグ細骨材を使用しない場合、高炉スラグ細骨材以外の細骨材の使用量は、セメントの量と高炉スラグ微粉末の量とカルシウムアルミネートの量との合計量１００質量部に対して、２０～２７０質量部が好ましい。このとき、良好な流動性が得られる。
高炉スラグ細骨材以外の細骨材としては、通常のコンクリートに使用するものと同様の細骨材が使用可能である。即ち、川砂、砕砂、石灰砂、けい砂、色砂、及び人工軽量骨材等が使用可能であり、これらを組み合わせることも可能である。高炉スラグ細骨材を使用しない場合、高炉スラグ細骨材以外の細骨材の使用量は、セメントの量と高炉スラグ微粉末の量とカルシウムアルミネートの量との合計量１００質量部に対して、２０～２７０質量部が好ましい。このとき、良好な流動性が得られる。
【0025】
＜セメント＞
セメントとして、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、又は、高炉セメントの内から１種又は２種以上を混合して、用いることができる。特に、塩分浸透抑制の観点から、セメントとして、早強ポルトランドセメント又は普通ポルトランドセメントを用いることが好ましい。
セメントとして、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、又は、高炉セメントの内から１種又は２種以上を混合して、用いることができる。特に、塩分浸透抑制の観点から、セメントとして、早強ポルトランドセメント又は普通ポルトランドセメントを用いることが好ましい。
【0026】
製造コストや強度発現性の観点から、セメントのブレーン比表面積の値は、２，５００～７，０００ｃｍ２／ｇであることが好ましく、３，０００～４，５００ｃｍ２／ｇであることがより好ましい。ブレーン比表面積の値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）に準拠して求められる。
【0027】
＜粗骨材＞
本発明で使用する粗骨材としては、通常のコンクリートに使用するものと同様の粗骨材が使用可能である。即ち、川砂利、砕石、石灰石、けい石、色砂利、及び人工軽量骨材等が使用可能であり、これらを組み合わせることも可能である。粗骨材の使用量としては、セメントの量と高炉スラグ微粉末の量とカルシウムアルミネート粉末の量の合計量１００質量部に対して、粗骨材が１００～５００質量部であることが好ましい。このとき、十分な強度が発現できる。
本発明で使用する粗骨材としては、通常のコンクリートに使用するものと同様の粗骨材が使用可能である。即ち、川砂利、砕石、石灰石、けい石、色砂利、及び人工軽量骨材等が使用可能であり、これらを組み合わせることも可能である。粗骨材の使用量としては、セメントの量と高炉スラグ微粉末の量とカルシウムアルミネート粉末の量の合計量１００質量部に対して、粗骨材が１００～５００質量部であることが好ましい。このとき、十分な強度が発現できる。
【0028】
＜水＞
本発明で使用する水は、水道水が使用可能である。コンクリート組成物は、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、水の量が１５～６５質量部であることが好ましく、２５～４５質量部であることがより好ましい。セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、水の量が１５質量部以上であるとき、可使時間を長くでき、水の量が６５質量部以下であるとき、よりブリーディングを防止することができる。
本発明で使用する水は、水道水が使用可能である。コンクリート組成物は、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、水の量が１５～６５質量部であることが好ましく、２５～４５質量部であることがより好ましい。セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、水の量が１５質量部以上であるとき、可使時間を長くでき、水の量が６５質量部以下であるとき、よりブリーディングを防止することができる。
【0029】
本発明では、減水剤を使用することができる。減水剤は、セメント、カルシウムアルミネート粉末や高炉スラグ微粉末に対する分散作用や空気連行作用を有し、流動性改善や強度増進するものの総称であり、具体的には、ナフタレンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、及びポリカルボン酸系減水剤などが挙げられる。本発明では、ポリカルボン酸系減水剤が好ましい。セメントの量とカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、減水剤の量は０．３～３．０質量部であることが好ましく、０．３～２．０質量部であることがより好ましい。セメントの量とカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、減水剤の量が０．３～３．０質量部であるとき、流動性の保持が良好となり、材料分離を抑制することができる。
【0030】
本発明では、空気量調整剤を使用することができる。空気量調整剤は、練り混ぜで巻き込む空気量を調整する目的で使用するものである。具体的には、ポリアルキレングリコール系界面活性剤、アルキルエーテル系陰イオン界面活性剤、ロジン系界面活性剤、およびアルキルホスフェート系界面活性剤などがあげられる。本発明では、ロジン系界面活性剤が好ましい。セメントの量とカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、空気量調整剤は０．００１～０．０３０質量部（１００倍希釈溶液では０．１～３．０質量部）であることが好ましく、０．００５～０．０１５質量部（１００倍希釈溶液では０．５～１．５質量部）であることがより好ましい。セメントの量とカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計１００質量部に対して、空気量調整剤が０．００１～０．０３０質量部であるとき、流動性の低下を抑制することができる。
【0031】
本発明のコンクリート組成物は、セメント、カルシウムアルミネート、高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、水、及び細骨材や粗骨材の他に、膨張材、急硬材、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、空気量調整剤（消泡剤）、増粘剤、従来の防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、高分子エマルジョン、凝結調整剤、ベントナイト等の粘土鉱物、ハイドロタルサイト等のアニオン交換体、石灰石微粉末等の混和材料からなる群のうちの１種又は２種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。
【0032】
［桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート硬化体］
コンクリート組成物を混合装置により混合したコンクリートを型枠等に流し込み、養生し、硬化させてコンクリート硬化体を得ることができる。桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート硬化体には、鋼材を引っ張りながら型枠等の中に入れコンクリートを養生し、硬化後に鋼材を引っ張るのを止めることでコンクリート硬化体に圧力を掛けるプレテンション型や、コンクリートに筒状のものを入れ、コンクリート硬化体となった後に鋼材を入れて引っ張ることで、コンクリート硬化体の両端に圧力を掛けるポストテンション型がある。
コンクリート組成物を混合装置により混合したコンクリートを型枠等に流し込み、養生し、硬化させてコンクリート硬化体を得ることができる。桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物に使用するコンクリート硬化体には、鋼材を引っ張りながら型枠等の中に入れコンクリートを養生し、硬化後に鋼材を引っ張るのを止めることでコンクリート硬化体に圧力を掛けるプレテンション型や、コンクリートに筒状のものを入れ、コンクリート硬化体となった後に鋼材を入れて引っ張ることで、コンクリート硬化体の両端に圧力を掛けるポストテンション型がある。
【0033】
［桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物］
本発明の桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物は、コンクリート硬化体を備えるものであって、橋梁などとして使用できる。そのような桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物は、例えば、桟橋構造の他に、壁高欄、プレストレストコンクリート桁やプレストレストコンクリート床などを含む。
本発明の桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物は、コンクリート硬化体を備えるものであって、橋梁などとして使用できる。そのような桟橋構造を含む橋梁プレストレストコンクリート構造物は、例えば、桟橋構造の他に、壁高欄、プレストレストコンクリート桁やプレストレストコンクリート床などを含む。
【実施例0034】
［実験例１］
表１に記載の通り、コンクリート組成物を調製し硬化させ、コンクリート硬化体を得た。得られたコンクリート硬化体の各例について、塩化物イオン浸透深さと塩化物イオンの実効拡散係数とを求めることで、塩分浸透抑制効果について評価し、また、膨張性を判定し、アルカリシリカ骨材反応の抑制効果について評価し、さらに、歪み（ひずみ）を計測し、自己収縮抑制効果について評価した。なお、実験例１では、プレストレストコンクリートとして、コンクリート硬化体に圧力を掛ける前の状態で試験した。
以下に、コンクリート組成物の使用材料と評価方法について示す。
表１に記載の通り、コンクリート組成物を調製し硬化させ、コンクリート硬化体を得た。得られたコンクリート硬化体の各例について、塩化物イオン浸透深さと塩化物イオンの実効拡散係数とを求めることで、塩分浸透抑制効果について評価し、また、膨張性を判定し、アルカリシリカ骨材反応の抑制効果について評価し、さらに、歪み（ひずみ）を計測し、自己収縮抑制効果について評価した。なお、実験例１では、プレストレストコンクリートとして、コンクリート硬化体に圧力を掛ける前の状態で試験した。
以下に、コンクリート組成物の使用材料と評価方法について示す。
【0035】
＜使用材料＞
・セメント（表１～２でＣと表記する。）：太平洋セメント株式会社製の普通ポルトランドセメント（表１～２でＮと表記する。）であって、ブレーン比表面積の値が３４１０ｃｍ２／ｇであり、比重が３．１６ｇ／ｃｍ３であるもの、又は、太平洋セメント株式会社製の早強ポルトランドセメント（表１～２でＨと表記する。）であって、ブレーン比表面積の値が４６８０ｃｍ２／ｇであり、比重が３．１４ｇ／ｃｍ３であるものを使用した。
・カルシウムアルミネート（表１～２でＣＡ２と表記する。）：試製品。試薬１級の炭酸カルシウムと試薬１級の酸化アルミニウムとを所定の割合で混合した。次に、混合した試料を電気炉により１５００℃で溶融した後、徐冷してカルシウムアルミネートを合成した。そして、合成した試料を、ブレーン比表面積の値が３５００ｃｍ２／ｇとなるように粉砕した。比重を２．９７ｇ／ｃｍ３とした。なお、カルシウムアルミネートのＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３（モル比）を約０．５とした。
・高炉スラグ微粉末（表１～２でＧＧＢＳと表記する。）：ＪＩＳＡ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に規定される高炉スラグ微粉末４０００（表１～２では、４０００と表記する。）、又は、高炉スラグ微粉末６０００（表１～２では、６０００と表記する。）、又は、高炉スラグ微粉末８０００（表１～２では、８０００と表記する。）を用いた。各高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の値は、高炉スラグ微粉末４０００では４０５０ｃｍ２／ｇであり、高炉スラグ微粉末６０００では５８００ｃｍ２／ｇであり、高炉スラグ微粉末８０００では８７００ｃｍ２／ｇであった。高炉スラグ微粉末中の石膏の含有量はＳＯ３量に換算して２．８９質量％であった。高炉スラグ微粉末は、無水石膏を含む。表１のＳＯ３量は、セメントと高炉スラグ微粉末とに含まれるＳＯ３量である。
・細骨材：ＪＩＳＡ５００５に規定されるコンクリート用砕砂Ａ（大泉砕石株式会社製の普通砕砂。表１～２では、Ｓと表記する。）、又は、高炉スラグ細骨材（ＪＩＳＡ５０１１－１に規定される１．２ｍｍ高炉スラグ細骨材。表１～２では、ＢＦＳと表記する。）を使用した。なお、No.1-1～No.1-4の細骨材率を４６．０体積％とし、No.1-5～No.1-26の細骨材率を４２．０体積％とした。
・粗骨材（表１～２では、Ｇと表記する。）：硬化体の膨張性（１２ヶ月での膨張性）の試験には、アルカリシリカ反応性を有する粗骨材（最大寸法が２５ｍｍの砂利）を用い、それ以外の試験には、ＪＩＳＡ５００５に規定されるコンクリート用砕石２００５Ａ（大泉砕石株式会社製の最大寸法が２０ｍｍの普通砕石）を用いた。
・水（表１～２でＷと表記する。）：水道水
なお、表１～２では、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計量をＢ１の量と表記し、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量と高炉スラグ細骨材の量との合計量をＢ２の量と表記した。
空気量調整剤を用いて、空気量を４．５体積％とした。
・セメント（表１～２でＣと表記する。）：太平洋セメント株式会社製の普通ポルトランドセメント（表１～２でＮと表記する。）であって、ブレーン比表面積の値が３４１０ｃｍ２／ｇであり、比重が３．１６ｇ／ｃｍ３であるもの、又は、太平洋セメント株式会社製の早強ポルトランドセメント（表１～２でＨと表記する。）であって、ブレーン比表面積の値が４６８０ｃｍ２／ｇであり、比重が３．１４ｇ／ｃｍ３であるものを使用した。
・カルシウムアルミネート（表１～２でＣＡ２と表記する。）：試製品。試薬１級の炭酸カルシウムと試薬１級の酸化アルミニウムとを所定の割合で混合した。次に、混合した試料を電気炉により１５００℃で溶融した後、徐冷してカルシウムアルミネートを合成した。そして、合成した試料を、ブレーン比表面積の値が３５００ｃｍ２／ｇとなるように粉砕した。比重を２．９７ｇ／ｃｍ３とした。なお、カルシウムアルミネートのＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３（モル比）を約０．５とした。
・高炉スラグ微粉末（表１～２でＧＧＢＳと表記する。）：ＪＩＳＡ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に規定される高炉スラグ微粉末４０００（表１～２では、４０００と表記する。）、又は、高炉スラグ微粉末６０００（表１～２では、６０００と表記する。）、又は、高炉スラグ微粉末８０００（表１～２では、８０００と表記する。）を用いた。各高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の値は、高炉スラグ微粉末４０００では４０５０ｃｍ２／ｇであり、高炉スラグ微粉末６０００では５８００ｃｍ２／ｇであり、高炉スラグ微粉末８０００では８７００ｃｍ２／ｇであった。高炉スラグ微粉末中の石膏の含有量はＳＯ３量に換算して２．８９質量％であった。高炉スラグ微粉末は、無水石膏を含む。表１のＳＯ３量は、セメントと高炉スラグ微粉末とに含まれるＳＯ３量である。
・細骨材：ＪＩＳＡ５００５に規定されるコンクリート用砕砂Ａ（大泉砕石株式会社製の普通砕砂。表１～２では、Ｓと表記する。）、又は、高炉スラグ細骨材（ＪＩＳＡ５０１１－１に規定される１．２ｍｍ高炉スラグ細骨材。表１～２では、ＢＦＳと表記する。）を使用した。なお、No.1-1～No.1-4の細骨材率を４６．０体積％とし、No.1-5～No.1-26の細骨材率を４２．０体積％とした。
・粗骨材（表１～２では、Ｇと表記する。）：硬化体の膨張性（１２ヶ月での膨張性）の試験には、アルカリシリカ反応性を有する粗骨材（最大寸法が２５ｍｍの砂利）を用い、それ以外の試験には、ＪＩＳＡ５００５に規定されるコンクリート用砕石２００５Ａ（大泉砕石株式会社製の最大寸法が２０ｍｍの普通砕石）を用いた。
・水（表１～２でＷと表記する。）：水道水
なお、表１～２では、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計量をＢ１の量と表記し、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量と高炉スラグ細骨材の量との合計量をＢ２の量と表記した。
空気量調整剤を用いて、空気量を４．５体積％とした。
【0036】
＜評価方法＞
・塩化物イオン浸透深さ
調製したコンクリート組成物について、寸法が１０×１０×４０ｃｍの供試体を作製し、材齢２８日まで温度２０℃で水中養生を施した。ＪＳＣＥ－Ｇ ５７２「浸せきによるコンクリート中の塩化物イオンの見掛けの拡散係数試験方法」に準じて、１０質量％のＮａＣｌ水溶液に供試体を浸漬させ、浸漬４週、８週、１３週、２６週、５２週の時点で、この供試体を供試体の長手方向に対して垂直に切断した。切断した断面に対して硝酸銀溶液噴霧法により塩化物イオンの浸透深さを測定した。具体的には、切断した断面の外縁部から供試体の断面が褐色に変色しなかった部分までの距離をノギスで各１０点を測定し、その平均値を塩化物イオン浸透深さとした。
・塩化物イオン浸透深さ
調製したコンクリート組成物について、寸法が１０×１０×４０ｃｍの供試体を作製し、材齢２８日まで温度２０℃で水中養生を施した。ＪＳＣＥ－Ｇ ５７２「浸せきによるコンクリート中の塩化物イオンの見掛けの拡散係数試験方法」に準じて、１０質量％のＮａＣｌ水溶液に供試体を浸漬させ、浸漬４週、８週、１３週、２６週、５２週の時点で、この供試体を供試体の長手方向に対して垂直に切断した。切断した断面に対して硝酸銀溶液噴霧法により塩化物イオンの浸透深さを測定した。具体的には、切断した断面の外縁部から供試体の断面が褐色に変色しなかった部分までの距離をノギスで各１０点を測定し、その平均値を塩化物イオン浸透深さとした。
【0037】
・塩化物イオン濃度の実効拡散係数
調製したコンクリート組成物について、寸法がφ１０×５ｃｍの供試体を作製し、材齢２８日まで温度２０℃で水中養生を施した。ＪＳＣＥ－Ｇ５７１「電気泳動によるコンクリート中の塩化物イオンの実効拡散係数試験方法」に準じて、電気泳動セルに供試体を設置し、陰極側に０．５ｍｏｌ／Ｌの塩化ナトリウム水溶液を入れ、陽極側に０．３ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を入れ、直流電圧１５Ｖを両極間に印加した。そして、両極のセル溶液中の塩化物イオン濃度をＪＩＳＫ０１０１に準じて測定し、経過時間に対する塩化物イオン濃度のグラフを作成した。グラフ中で定常状態と考えられる領域にある５点以上の測定点に対し、回帰直線をフィッティングした。そのときの回帰直線の傾きから塩化物イオンの定常状態における流束を求め、その値を基にして、塩化物イオン濃度の実効拡散係数を求めた。
調製したコンクリート組成物について、寸法がφ１０×５ｃｍの供試体を作製し、材齢２８日まで温度２０℃で水中養生を施した。ＪＳＣＥ－Ｇ５７１「電気泳動によるコンクリート中の塩化物イオンの実効拡散係数試験方法」に準じて、電気泳動セルに供試体を設置し、陰極側に０．５ｍｏｌ／Ｌの塩化ナトリウム水溶液を入れ、陽極側に０．３ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を入れ、直流電圧１５Ｖを両極間に印加した。そして、両極のセル溶液中の塩化物イオン濃度をＪＩＳＫ０１０１に準じて測定し、経過時間に対する塩化物イオン濃度のグラフを作成した。グラフ中で定常状態と考えられる領域にある５点以上の測定点に対し、回帰直線をフィッティングした。そのときの回帰直線の傾きから塩化物イオンの定常状態における流束を求め、その値を基にして、塩化物イオン濃度の実効拡散係数を求めた。
【0038】
・硬化体の膨張性（１２ヶ月での膨張性）
調製したコンクリート組成物について、寸法がφ１０×２０ｃｍの供試体を作製し、材齢２８日まで温度２０℃で水中養生を施した。供試体を飽和ＮａＣｌ溶液浸漬法（デンマーク法）に準じて、温度５０℃の飽和ＮａＣｌ水溶液に浸漬し、浸漬１２か月の時点での長さの変化量を計測し、１２ヶ月での膨張性（膨張量）を求めた。計測した値が、０．１０％未満である場合を膨張性がない（表１～２で「膨張性無し」と記載する。）とし、０．１０％以上０．４０％未満である場合を膨張性が不明確である（表１～２で「不明確」と記載する。）とし、０．４０％以上である場合を膨張性がある（表１～２で「膨張性有り」と記載する。）とした。
調製したコンクリート組成物について、寸法がφ１０×２０ｃｍの供試体を作製し、材齢２８日まで温度２０℃で水中養生を施した。供試体を飽和ＮａＣｌ溶液浸漬法（デンマーク法）に準じて、温度５０℃の飽和ＮａＣｌ水溶液に浸漬し、浸漬１２か月の時点での長さの変化量を計測し、１２ヶ月での膨張性（膨張量）を求めた。計測した値が、０．１０％未満である場合を膨張性がない（表１～２で「膨張性無し」と記載する。）とし、０．１０％以上０．４０％未満である場合を膨張性が不明確である（表１～２で「不明確」と記載する。）とし、０．４０％以上である場合を膨張性がある（表１～２で「膨張性有り」と記載する。）とした。
【0039】
・自己収縮抑制効果（歪み）
調製したコンクリート組成物について、寸法が１０×１０×４０ｃｍの供試体を作製し、温度２０℃で封かん養生を施した。供試体の長さの変化量を弾性係数が低くコンクリートの硬化過程から測定可能な低弾性型の埋め込みひずみ計で計測し、変化量を供試体の長さで除して、歪みを求めた。コンクリートの凝結始発時点での歪みを０とした。
以下の表１に、その結果を示す。
調製したコンクリート組成物について、寸法が１０×１０×４０ｃｍの供試体を作製し、温度２０℃で封かん養生を施した。供試体の長さの変化量を弾性係数が低くコンクリートの硬化過程から測定可能な低弾性型の埋め込みひずみ計で計測し、変化量を供試体の長さで除して、歪みを求めた。コンクリートの凝結始発時点での歪みを０とした。
以下の表１に、その結果を示す。
【0040】
【表1】
【0041】
表１より、実施例のコンクリート組成物を硬化させて得られるコンクリート硬化体は、塩化物イオン浸透深さが比較的小さく、塩化物イオンの実効拡散係数が比較的小さいので、塩分浸透抑制効果が高いといえる。また、実施例のコンクリート硬化体は、アルカリシリカ反応が抑制されることが分かった。また、実施例のコンクリート硬化体は、自己収縮を起こさないため、プレストレスのロスやひび割れを抑制することができる。
【0042】
［実験例２］
表２に記載の通り、ＳＯ３量を調整したコンクリート組成物を調製し硬化させ、コンクリート硬化体を得た。得られたコンクリート硬化体の各例について、実験例1と同様の試験をして、特に、歪み（ひずみ）に着目し、自己収縮抑制効果がどのようにＳＯ３量に依存しているかについて評価した。実験例２では実験例１と同様に、プレストレストコンクリートとして、コンクリート硬化体に圧力を掛ける前の状態で試験した。以下に、コンクリート組成物の使用材料と評価方法について示す。
表２に記載の通り、ＳＯ３量を調整したコンクリート組成物を調製し硬化させ、コンクリート硬化体を得た。得られたコンクリート硬化体の各例について、実験例1と同様の試験をして、特に、歪み（ひずみ）に着目し、自己収縮抑制効果がどのようにＳＯ３量に依存しているかについて評価した。実験例２では実験例１と同様に、プレストレストコンクリートとして、コンクリート硬化体に圧力を掛ける前の状態で試験した。以下に、コンクリート組成物の使用材料と評価方法について示す。
【0043】
＜使用材料＞
・セメント：ＳＯ３量を調整した試製の早強ポルトランドセメントを使用した。早強ポルトランドセメントで使用されるセメントクリンカーに市販の二水石膏を追加しＳＯ３量を調整して、混合粉砕することで試製の早強ポルトランドセメントを製造した。ブレーン比表面積の値や比重は実験例１で使用した早強ポルトランドセメントと同様である。
・カルシウムアルミネート：実験例１と同様のカルシウムアルミネートを使用した。
・高炉スラグ微粉末：実験例１と同様に、ＪＩＳＡ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に規定される高炉スラグ微粉末６０００を使用した。高炉スラグ微粉末６０００のブレーン比表面積の値は５８００ｃｍ２／ｇであった。高炉スラグ微粉末は、無水石膏などを含むことがあるが、実験例１とその量は異なる。高炉スラグ微粉末にさらに市販品の無水石膏を追加し、ＳＯ３量を調整したものも用意した。表２のＳＯ３量は、早強ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末と追加された石膏とに含まれるＳＯ３量である。
・追加された石膏：市販品の無水石膏を使用し、ＳＯ３量の調整に使用した。
・細骨材：実験例１と同様の普通砕砂を使用した。細骨材率を４２．０体積％とした。
・粗骨材：実験例１と同様のものを使用した。
・減水剤（表１～２でＳＰと表記する。）：ポリカルボン酸系減水剤（マスターグレニウム（登録商標）ＳＰ８ＳＶ）を使用した。
・空気量調整剤（表１～２でＡＥと表記する。）：ロジン系界面活性剤（ポゾリスソリューション株式会社製、マスターエア（登録商標）２０２）を１００倍に希釈した溶液を使用し、コンクリート組成物に含まれる空気量を４．５体積％とした。
・水：水道水
・セメント：ＳＯ３量を調整した試製の早強ポルトランドセメントを使用した。早強ポルトランドセメントで使用されるセメントクリンカーに市販の二水石膏を追加しＳＯ３量を調整して、混合粉砕することで試製の早強ポルトランドセメントを製造した。ブレーン比表面積の値や比重は実験例１で使用した早強ポルトランドセメントと同様である。
・カルシウムアルミネート：実験例１と同様のカルシウムアルミネートを使用した。
・高炉スラグ微粉末：実験例１と同様に、ＪＩＳＡ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に規定される高炉スラグ微粉末６０００を使用した。高炉スラグ微粉末６０００のブレーン比表面積の値は５８００ｃｍ２／ｇであった。高炉スラグ微粉末は、無水石膏などを含むことがあるが、実験例１とその量は異なる。高炉スラグ微粉末にさらに市販品の無水石膏を追加し、ＳＯ３量を調整したものも用意した。表２のＳＯ３量は、早強ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末と追加された石膏とに含まれるＳＯ３量である。
・追加された石膏：市販品の無水石膏を使用し、ＳＯ３量の調整に使用した。
・細骨材：実験例１と同様の普通砕砂を使用した。細骨材率を４２．０体積％とした。
・粗骨材：実験例１と同様のものを使用した。
・減水剤（表１～２でＳＰと表記する。）：ポリカルボン酸系減水剤（マスターグレニウム（登録商標）ＳＰ８ＳＶ）を使用した。
・空気量調整剤（表１～２でＡＥと表記する。）：ロジン系界面活性剤（ポゾリスソリューション株式会社製、マスターエア（登録商標）２０２）を１００倍に希釈した溶液を使用し、コンクリート組成物に含まれる空気量を４．５体積％とした。
・水：水道水
【0044】
＜評価方法＞
実験例１と同様の試験を行い、同様の評価方法で評価を行った。
以下の表２に、その結果を示す。
実験例１と同様の試験を行い、同様の評価方法で評価を行った。
以下の表２に、その結果を示す。
【0045】
【表2】
【0046】
表２より、実施例のうち、No.2-4～2-7では歪みが正の値を示すことがあり、自己収縮抑制効果をよく確認できた。このことから、セメントと、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末と粗骨材と水とを含有し、石膏を含有する高炉スラグ微粉末、高炉スラグ細骨材、前記高炉スラグ細骨材以外の細骨材のうち少なくとも２つ以上、又は、前記高炉スラグ細骨材のみを含有するコンクリート組成物を硬化させて得られるコンクリート硬化体は、セメントの量とＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を含有するカルシウムアルミネート粉末の量と高炉スラグ微粉末の量との合計量に対するＳＯ３量が０．６～６質量％であるとき、自己収縮を起こさないため、プレストレスのロスやひび割れを抑制することができる。