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特開2024-93298炭酸化埋設型枠用セメント組成物、炭酸化埋設型枠用結合材、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物、および炭酸化埋設型枠
(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】P2024093298
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】炭酸化埋設型枠用セメント組成物、炭酸化埋設型枠用結合材、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物、および炭酸化埋設型枠
(51)【国際特許分類】
C04B 28/04 20060101AFI20240702BHJP
C04B 22/14 20060101ALI20240702BHJP
C04B 18/14 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
C04B28/04
C04B22/14 B
C04B18/14 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022209588
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【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】100141966
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 範彦
(74)【代理人】
【識別番号】100103539
【弁理士】
【氏名又は名称】衡田 直行
(72)【発明者】
【氏名】溝口 愛実
(72)【発明者】
【氏名】河野 克哉
【テーマコード（参考）】
4G112
【Ｆターム（参考）】
4G112PA28
4G112PB11
(57)【要約】
【課題】本発明は、炭酸化により強度および遮塩性が向上する、炭酸化埋設型枠用セメント組成物および炭酸化埋設型枠等を提供する。
【解決手段】本発明は、ポルトランドセメントクリンカＡを０～７５質量％、
下記鉱物を下記（ａ）および（ｂ）の割合で含むクリンカＢを２５～１００質量％、並びに、
石膏を前記クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、ＳＯ３換算で１～５質量部を含む、炭酸化埋設型枠用セメント組成物等である。
（ａ）２ＣａＯ・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を０～１５質量部、並びに、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３s・ＳｉＯ２および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を合計で１０～１００質量部
（ｂ）２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を０～２１０質量部
【選択図】なし
【解決手段】本発明は、ポルトランドセメントクリンカＡを０～７５質量％、
下記鉱物を下記（ａ）および（ｂ）の割合で含むクリンカＢを２５～１００質量％、並びに、
石膏を前記クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、ＳＯ３換算で１～５質量部を含む、炭酸化埋設型枠用セメント組成物等である。
（ａ）２ＣａＯ・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を０～１５質量部、並びに、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３s・ＳｉＯ２および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を合計で１０～１００質量部
（ｂ）２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を０～２１０質量部
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポルトランドセメントクリンカＡを０～７５質量％、
下記鉱物を下記（ａ）および（ｂ）の割合で含むクリンカＢを２５～１００質量％、並びに、
石膏を前記クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、ＳＯ３換算で１～５質量部を含む、炭酸化埋設型枠用セメント組成物。
（ａ）２ＣａＯ・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を０～１５質量部、並びに、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３s・ＳｉＯ２および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を合計で１０～１００質量部
（ｂ）２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を０～２１０質量部
下記鉱物を下記（ａ）および（ｂ）の割合で含むクリンカＢを２５～１００質量％、並びに、
石膏を前記クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、ＳＯ３換算で１～５質量部を含む、炭酸化埋設型枠用セメント組成物。
（ａ）２ＣａＯ・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を０～１５質量部、並びに、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３s・ＳｉＯ２および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を合計で１０～１００質量部
（ｂ）２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を０～２１０質量部
【請求項2】
請求項１に記載の炭酸化埋設型枠用セメント組成物８０～９５質量％、およびシリカフュームを５～２０質量％含む、炭酸化埋設型枠用結合材。
【請求項3】
請求項１に記載の炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または請求項２に記載の炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、水を３０～５５質量部、および骨材を含む、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物。
【請求項4】
さらに、請求項２に記載の炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、膨張材を１～４質量部含む請求項３に記載の炭酸化埋設型枠用水硬性組成物。
【請求項5】
請求項３または４に記載の埋設型枠用水硬性組成物を用いた炭酸化埋設型枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、炭酸化埋設型枠用セメント組成物、該セメント組成物を含む炭酸化埋設型枠用結合材、該結合材を含む炭酸化埋設型枠用水硬性組成物、および該水硬性組成物を用いた炭酸化埋設型枠に関する。なお、前記炭酸化埋設型枠用水硬性組成物とは、フレッシュ状態のモルタルおよびコンクリート、並びに、モルタルおよびコンクリートの硬化体を意味する。
【0002】
コンクリート用型枠は、一般に、打設したコンクリートの硬化後に撤去するが、埋設型枠は、コンクリートの打設後も撤去せずにコンクリート構造物の一部として残るモルタル製またはコンクリート製の型枠である。したがって、埋設型枠は、型枠を撤去しないから、現場作業の工期が短縮し、危険な箇所への足場の設置や足場の撤去作業が不要なため、労働災害のリスクが軽減するなどの利点がある。
【0003】
埋設型枠は、打設したコンクリートの性能に影響することなく、供用後もコンクリート構造物の一部となるから、埋設型枠に用いる水硬性組成物の組織は密実であることが望ましい。そして、水硬性組成物の組織を密実にするには、一般に、低水セメント比の配合を選択するが、低水セメント比の水硬性組成物は流動性が低い。また、通常、埋設型枠は肉薄なため、コンクリート構造物への外部からの塩分の浸透も課題になる。
【0004】
ところで、近年、地球温暖化の抑制のため、セメントコンクリートの分野において地球温暖化の主な原因物質である二酸化炭素の総排出量を低減する方法が提案されている。
該方法は、例えば、水硬性組成物の混練過程や硬化過程で生成するセメント水和物と二酸化炭素の反応を利用して、水硬性組成物を炭酸化する方法である。この方法によれば、二酸化炭素の総排出量の低減のほか、水硬性組成物の組織の緻密化により強度や耐久性が向上する。
ちなみに、前記二酸化炭素の総排出量とは、セメントの製造過程で排出される二酸化炭素量から、水硬性組成物の混練物や硬化体が吸収して固定する二酸化炭素量を差し引いた二酸化炭素量をいう。
該方法は、例えば、水硬性組成物の混練過程や硬化過程で生成するセメント水和物と二酸化炭素の反応を利用して、水硬性組成物を炭酸化する方法である。この方法によれば、二酸化炭素の総排出量の低減のほか、水硬性組成物の組織の緻密化により強度や耐久性が向上する。
ちなみに、前記二酸化炭素の総排出量とは、セメントの製造過程で排出される二酸化炭素量から、水硬性組成物の混練物や硬化体が吸収して固定する二酸化炭素量を差し引いた二酸化炭素量をいう。
【0005】
そして、前記水硬性組成物に用いるセメント組成物は、例えば、
特許文献１では、（１）アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、およびフマル酸の不飽和カルボン酸、並びに、これらの不飽和カルボン酸の、塩、酸ハライド、および酸無水物からなる化合物群から選ばれた１種または２種以上の化合物を繰返し単位として有するビニル重合体、（２）ビーライト、（３）セメントを含む結合材を含有し、かつ、セメントを含む結合材およびビーライトからなる無機成分粉末中のビーライト含有量が４０％以上である炭酸化硬化体用セメント組成物が提案されている。
特許文献２では、ポリマー混和剤、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２、およびセメントを含む結合材を含有する炭酸化硬化体用セメント組成物が提案されている。
特許文献３では、ビーライトを３８重量％以上含有する炭酸化建材用セメントが提案されている。
また、セメント質硬化体は、
特許文献４では、ムライトとアノーサイトのいずれか一方または両方を含むセメント混合用粉末とポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物、水、および骨材を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化してなるセメント質硬化体が提案されている。
特許文献５では、Ｃ２Ｓ（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）１００質量部に対し、Ｃ２ＡＳ（２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）を１０～２００質量部含有し、かつ、Ｃ３Ａ（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）が２０質量部以下である焼成物の粉砕物と、ポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物と、水と、骨材の各材料を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化したセメント質硬化体が提案されている。
特許文献１では、（１）アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、およびフマル酸の不飽和カルボン酸、並びに、これらの不飽和カルボン酸の、塩、酸ハライド、および酸無水物からなる化合物群から選ばれた１種または２種以上の化合物を繰返し単位として有するビニル重合体、（２）ビーライト、（３）セメントを含む結合材を含有し、かつ、セメントを含む結合材およびビーライトからなる無機成分粉末中のビーライト含有量が４０％以上である炭酸化硬化体用セメント組成物が提案されている。
特許文献２では、ポリマー混和剤、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２、およびセメントを含む結合材を含有する炭酸化硬化体用セメント組成物が提案されている。
特許文献３では、ビーライトを３８重量％以上含有する炭酸化建材用セメントが提案されている。
また、セメント質硬化体は、
特許文献４では、ムライトとアノーサイトのいずれか一方または両方を含むセメント混合用粉末とポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物、水、および骨材を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化してなるセメント質硬化体が提案されている。
特許文献５では、Ｃ２Ｓ（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）１００質量部に対し、Ｃ２ＡＳ（２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）を１０～２００質量部含有し、かつ、Ｃ３Ａ（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）が２０質量部以下である焼成物の粉砕物と、ポルトランドセメントを含む粉末状セメント組成物と、水と、骨材の各材料を含むセメント混練物の硬化体を、炭酸化したセメント質硬化体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００４－０１８２９８号公報
【特許文献2】特開２００４－１０７１２９号公報
【特許文献3】特開平１０－１９４７９８号公報
【特許文献4】特開２０１６－１５３３５７号公報
【特許文献5】特開２０１６－４７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明は、前記発明をさらに発展させて、炭酸化により、強度および遮塩性が向上するとともに、二酸化炭素の総排出量を低減できる炭酸化埋設型枠等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】
【0008】
本発明は、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、二酸化炭素を固定する２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、および長期に水和反応が持続する２ＣａＯ・ＳｉＯ２等を含む水硬性組成物を用いた炭酸化埋設型枠は、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成からなる炭酸化埋設型枠等である。
【0009】
［１］ポルトランドセメントクリンカＡを０～７５質量％、
下記鉱物を下記（ａ）および（ｂ）の割合で含むクリンカＢを２５～１００質量％、並びに、
石膏を前記クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、ＳＯ３換算で１～５質量部を含む、炭酸化埋設型枠用セメント組成物。
（ａ）２ＣａＯ・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を０～１５質量部、並びに、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３s・ＳｉＯ２および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を合計で１０～１００質量部
（ｂ）２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を０～２１０質量部
［２］前記［１］に記載の炭酸化埋設型枠用セメント組成物を８０～９５質量％、および、シリカフュームを５～２０質量％含む、炭酸化埋設型枠用結合材。
［３］前記［１］に記載の炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記［２］に記載の炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、水を３０～５５質量部、および骨材を含む、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物。
［４］さらに、前記［２］に記載の炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、膨張材を１～４質量部含む前記［３］に記載の炭酸化埋設型枠用水硬性組成物。
［５］前記［３］または［４］に記載の炭酸化埋設型枠用水硬性組成物を用いた炭酸化埋設型枠。
下記鉱物を下記（ａ）および（ｂ）の割合で含むクリンカＢを２５～１００質量％、並びに、
石膏を前記クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、ＳＯ３換算で１～５質量部を含む、炭酸化埋設型枠用セメント組成物。
（ａ）２ＣａＯ・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を０～１５質量部、並びに、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３s・ＳｉＯ２および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を合計で１０～１００質量部
（ｂ）２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２ １００質量部に対し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３を０～２１０質量部
［２］前記［１］に記載の炭酸化埋設型枠用セメント組成物を８０～９５質量％、および、シリカフュームを５～２０質量％含む、炭酸化埋設型枠用結合材。
［３］前記［１］に記載の炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記［２］に記載の炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、水を３０～５５質量部、および骨材を含む、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物。
［４］さらに、前記［２］に記載の炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、膨張材を１～４質量部含む前記［３］に記載の炭酸化埋設型枠用水硬性組成物。
［５］前記［３］または［４］に記載の炭酸化埋設型枠用水硬性組成物を用いた炭酸化埋設型枠。
【発明の効果】
【0010】
本発明の炭酸化埋設型枠等は、炭酸化により、強度および遮塩性が向上するとともに、二酸化炭素の総排出量を低減できる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、前記のとおり、特定量のクリンカＡ、クリンカＢ、および石膏を含む炭酸化埋設型枠用セメント組成物等である。
なお、これ以降は、鉱物の記載を簡略にするため、２ＣａＯ・ＳｉＯ２は「Ｃ２Ｓ」、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３は「Ｃ３Ａ」、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２は「Ｃ２ＡＳ」、および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３は「Ｃ４ＡＦ」と略記する。
なお、これ以降は、鉱物の記載を簡略にするため、２ＣａＯ・ＳｉＯ２は「Ｃ２Ｓ」、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３は「Ｃ３Ａ」、２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２は「Ｃ２ＡＳ」、および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３は「Ｃ４ＡＦ」と略記する。
【0012】
以下、本発明を、炭酸化埋設型枠用セメント組成物、炭酸化埋設型枠用結合材、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物、および炭酸化埋設型枠に分けて説明する。
【0013】
１．炭酸化埋設型枠用セメント組成物
本発明の炭酸化埋設型枠用セメント組成物は、ポルトランドセメントクリンカＡを０～７５質量％、前記（ａ）および（ｂ）の割合で各鉱物を含むクリンカＢを２５～１００質量％、および、クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、石膏をＳＯ３換算で１～５質量部含む組成物である。
クリンカＡが０～７５質量％およびクリンカＢが２５～１００質量％であれば、炭酸化の速度が高く、また炭酸化埋設型枠が炭酸化する領域が広く、さらに強度が高い。なお、クリンカＡおよびクリンカＢの含有率は、好ましくは、クリンカＡが１０～６０質量％およびクリンカＢが４０～９０質量％、より好ましくは、クリンカＡが２０～４０質量％およびクリンカＢが６０～８０質量％である。
本発明の炭酸化埋設型枠用セメント組成物は、ポルトランドセメントクリンカＡを０～７５質量％、前記（ａ）および（ｂ）の割合で各鉱物を含むクリンカＢを２５～１００質量％、および、クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、石膏をＳＯ３換算で１～５質量部含む組成物である。
クリンカＡが０～７５質量％およびクリンカＢが２５～１００質量％であれば、炭酸化の速度が高く、また炭酸化埋設型枠が炭酸化する領域が広く、さらに強度が高い。なお、クリンカＡおよびクリンカＢの含有率は、好ましくは、クリンカＡが１０～６０質量％およびクリンカＢが４０～９０質量％、より好ましくは、クリンカＡが２０～４０質量％およびクリンカＢが６０～８０質量％である。
【0014】
次に、本発明の炭酸化埋設型枠用セメント組成物に含まれる、クリンカＡ、クリンカＢ、クリンカＢの製造方法、および石膏について説明する。
（１）クリンカＡ
クリンカＡは、普通、早強、中庸熱、および低熱等のポルトランドセメントのクリンカから選ばれる１種以上が挙げられる。クリンカＡは、本発明の炭酸化埋設型枠用セメント組成物において、主に、強度発現性を担う。
そのため、クリンカＡのブレーン比表面積は、好ましくは２５００～５０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３０００～４５００ｃｍ２／ｇである。なお、クリンカＡは、単独で粉砕するほかに、クリンカＢおよび石膏等の１種以上と同時に粉砕してもよい。また、クリンカＡは、粉砕の手間が省けるから、前記クリンカの代わりに、市販の普通、早強、中庸熱、および低熱等のポルトランドセメントから選ばれる１種以上を用いてもよい。
（１）クリンカＡ
クリンカＡは、普通、早強、中庸熱、および低熱等のポルトランドセメントのクリンカから選ばれる１種以上が挙げられる。クリンカＡは、本発明の炭酸化埋設型枠用セメント組成物において、主に、強度発現性を担う。
そのため、クリンカＡのブレーン比表面積は、好ましくは２５００～５０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３０００～４５００ｃｍ２／ｇである。なお、クリンカＡは、単独で粉砕するほかに、クリンカＢおよび石膏等の１種以上と同時に粉砕してもよい。また、クリンカＡは、粉砕の手間が省けるから、前記クリンカの代わりに、市販の普通、早強、中庸熱、および低熱等のポルトランドセメントから選ばれる１種以上を用いてもよい。
【0015】
（２）クリンカＢ
クリンカＢ中の各鉱物、これらの含有割合、および、これらの意義は、以下のとおりである。
（ａ）Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、Ｃ３Ａは０～１５質量部、並びに、Ｃ２ＡＳおよびＣ４ＡＦは合計で１０～１００質量部である。
Ｃ３Ａの含有割合が、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、１５質量部を超えるクリンカＢの製造は困難である。なお、Ｃ３Ａの含有割合は、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、好ましくは０～１０質量部、より好ましくは０～５質量部である。また、Ｃ２ＡＳおよびＣ４ＡＦの合計の含有割合が、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、１０質量部未満では、水和反応の速度が遅いＣ２Ｓが多くなり炭酸化が進み難いため、材齢初期において二酸化炭素の吸収量が少なく、１００質量部を超えると、Ｃ２Ｓの割合が減少するため、長期にわたる二酸化炭素の吸収量が減少する。なお、Ｃ２ＡＳおよびＣ４ＡＦの合計の含有割合は、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、好ましくは２０～９０質量部、より好ましくは３０～８０質量部である。
（ｂ）Ｃ２ＡＳ１００質量部に対し、Ｃ４ＡＦは０～２１０質量部である。
Ｃ４ＡＦの含有割合がＣ２ＡＳ１００質量部に対し、２１０質量部を超えると初期材齢の水和活性が低下する。なお、Ｃ４ＡＦの含有割合は、Ｃ２ＡＳ１００質量部に対し、より好ましくは０～１２０質量部、さらに好ましくは１０～１００質量部である。
クリンカＢの鉱物組成（Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、Ｃ２ＡＳ、およびＣ４ＡＦの含有割合：質量％）は、各鉱物の理論プロファイルを、本発明のクリンカ粉末の粉末Ｘ線回折チャート（実測プロファイル）にフィッティングしてリートベルト解析により定量でき、この定量には市販の解析ソフトが使用できる。また、顕微鏡観察や電子線後方散乱回折を用いたポイントカウンティングなどによっても定量できる。
クリンカＢ中の各鉱物、これらの含有割合、および、これらの意義は、以下のとおりである。
（ａ）Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、Ｃ３Ａは０～１５質量部、並びに、Ｃ２ＡＳおよびＣ４ＡＦは合計で１０～１００質量部である。
Ｃ３Ａの含有割合が、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、１５質量部を超えるクリンカＢの製造は困難である。なお、Ｃ３Ａの含有割合は、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、好ましくは０～１０質量部、より好ましくは０～５質量部である。また、Ｃ２ＡＳおよびＣ４ＡＦの合計の含有割合が、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、１０質量部未満では、水和反応の速度が遅いＣ２Ｓが多くなり炭酸化が進み難いため、材齢初期において二酸化炭素の吸収量が少なく、１００質量部を超えると、Ｃ２Ｓの割合が減少するため、長期にわたる二酸化炭素の吸収量が減少する。なお、Ｃ２ＡＳおよびＣ４ＡＦの合計の含有割合は、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、好ましくは２０～９０質量部、より好ましくは３０～８０質量部である。
（ｂ）Ｃ２ＡＳ１００質量部に対し、Ｃ４ＡＦは０～２１０質量部である。
Ｃ４ＡＦの含有割合がＣ２ＡＳ１００質量部に対し、２１０質量部を超えると初期材齢の水和活性が低下する。なお、Ｃ４ＡＦの含有割合は、Ｃ２ＡＳ１００質量部に対し、より好ましくは０～１２０質量部、さらに好ましくは１０～１００質量部である。
クリンカＢの鉱物組成（Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、Ｃ２ＡＳ、およびＣ４ＡＦの含有割合：質量％）は、各鉱物の理論プロファイルを、本発明のクリンカ粉末の粉末Ｘ線回折チャート（実測プロファイル）にフィッティングしてリートベルト解析により定量でき、この定量には市販の解析ソフトが使用できる。また、顕微鏡観察や電子線後方散乱回折を用いたポイントカウンティングなどによっても定量できる。
【0016】
（３）クリンカＢの製造方法
本発明に用いるクリンカＢは、産業廃棄物、一般廃棄物、および建設発生土から選ばれる１種以上を原料として、１０００～１４５０℃で焼成して製造する。
該製造方法は、（ａ）原料調合工程、（ｂ）焼成・冷却工程、および（ｃ）粉砕工程を含む。
本発明に用いるクリンカＢは、産業廃棄物、一般廃棄物、および建設発生土から選ばれる１種以上を原料として、１０００～１４５０℃で焼成して製造する。
該製造方法は、（ａ）原料調合工程、（ｂ）焼成・冷却工程、および（ｃ）粉砕工程を含む。
【0017】
以下に、（ａ）原料調合工程、（ｂ）焼成・冷却工程、および（ｃ）粉砕工程について説明する。
（ａ）原料調合工程
該工程では、原料として、産業廃棄物、一般廃棄物、および建設発生土から選ばれる１種以上の廃棄物を用いて、クリンカＢの鉱物組成の範囲になるように調合する。前記廃棄物を原料に用いることは、廃棄物の有効利用の観点から好ましい。
そして、前記産業廃棄物は、石炭灰、生コンクリートスラッジ、コンクリート廃材、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥、建設廃材、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉二次灰、およびボーリング廃土等から選ばれる１種以上が挙げられる。また、前記一般廃棄物は、下水汚泥、都市ごみ焼却灰、下水汚泥乾粉、貝殻、および下水汚泥焼却灰等から選ばれる１種以上が挙げられる。さらに、前記建設発生土は、建設現場や工事現場等から発生する土壌、残土、および廃土壌等から選ばれる１種以上が挙げられる。
（ａ）原料調合工程
該工程では、原料として、産業廃棄物、一般廃棄物、および建設発生土から選ばれる１種以上の廃棄物を用いて、クリンカＢの鉱物組成の範囲になるように調合する。前記廃棄物を原料に用いることは、廃棄物の有効利用の観点から好ましい。
そして、前記産業廃棄物は、石炭灰、生コンクリートスラッジ、コンクリート廃材、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥、建設廃材、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉二次灰、およびボーリング廃土等から選ばれる１種以上が挙げられる。また、前記一般廃棄物は、下水汚泥、都市ごみ焼却灰、下水汚泥乾粉、貝殻、および下水汚泥焼却灰等から選ばれる１種以上が挙げられる。さらに、前記建設発生土は、建設現場や工事現場等から発生する土壌、残土、および廃土壌等から選ばれる１種以上が挙げられる。
【0018】
また、前記廃棄物だけでは、クリンカＢの鉱物組成が前記範囲内になるように調合するのが難しい場合は、カルシウム原料、ケイ素原料、アルミニウム原料、および鉄原料等の天然原料を用いて補ってもよい。ここで、カルシウム原料は、石灰石、生石灰、消石灰、および製鋼スラグ等から選ばれる１種以上が挙げられ、ケイ素原料は、珪石および粘土等が挙げられ、アルミニウム原料は、粘土等が挙げられ、鉄原料は、鉄滓および鉄ケーキ等が挙げられる。
【0019】
また、前記原料の粒度を調整する必要がある場合は、ボールミル等の粉砕機で所定の粒度になるまで粉砕して調整する。また、前記原料は、焼成を容易にするため造粒してもよい。この造粒方法は、転動造粒法、押出し造粒法、および圧縮造粒法等が挙げられる。
【0020】
（ｂ）焼成・冷却工程
前記調合した原料をロータリーキルン等の焼成炉で焼成した後、クーラーで冷却してクリンカＢを得る。
ここでの焼成温度は、１０００～１４５０℃である。焼成温度が１０００℃未満では、クリンカＢ中のフリーライムを減らすことが難しく、１４５０℃を超えると調合原料が溶融してクリンカＢが減少するおそれがある。なお、前記焼成温度は、好ましくは１１５０～１３５０℃、より好ましくは１２００～１３５０℃である。
また、焼成時間は、好ましくは３０～１５０分である。該時間が３０分未満では焼成が十分でなく、１５０分を超えると生産性が低下する。なお、前記焼成時間は、より好ましくは４０～１２０分である。
また、焼成炉は、特に制限されないが、連続生産が可能で製造効率が高いから、好ましくはロータリーキルンである。
また、焼成用の燃料は重油のほかに、石炭、廃油、廃タイヤ、および廃プラスチック等の燃料代替廃棄物も使用できる。
なお、クリンカＢの鉱物組成（Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、Ｃ２ＡＳ、およびＣ４ＡＦの含有割合：質量％）は、クリンカＢの調合原料中またはクリンカＢ中のＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３の各含有率（質量％）から、以下の式を用いて算出できる。
Ｃ２Ｓ＝１．０２×ＣａＯ＋０．９５×ＳｉＯ２－１．６９×Ａｌ２Ｏ３－０．３６×Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ３Ａ＝１．６１×ＣａＯ－３．００×ＳｉＯ２－２．２６×Ｆｅ２Ｏ３（ただし、Ｃ３Ａがマイナスになる場合は、Ｃ３Ａは「０」とみなす。）
Ｃ２ＡＳ＝－１．６３×ＣａＯ＋３．０４×ＳｉＯ２＋２．６９×Ａｌ２Ｏ３＋０．５７×Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３
前記調合した原料をロータリーキルン等の焼成炉で焼成した後、クーラーで冷却してクリンカＢを得る。
ここでの焼成温度は、１０００～１４５０℃である。焼成温度が１０００℃未満では、クリンカＢ中のフリーライムを減らすことが難しく、１４５０℃を超えると調合原料が溶融してクリンカＢが減少するおそれがある。なお、前記焼成温度は、好ましくは１１５０～１３５０℃、より好ましくは１２００～１３５０℃である。
また、焼成時間は、好ましくは３０～１５０分である。該時間が３０分未満では焼成が十分でなく、１５０分を超えると生産性が低下する。なお、前記焼成時間は、より好ましくは４０～１２０分である。
また、焼成炉は、特に制限されないが、連続生産が可能で製造効率が高いから、好ましくはロータリーキルンである。
また、焼成用の燃料は重油のほかに、石炭、廃油、廃タイヤ、および廃プラスチック等の燃料代替廃棄物も使用できる。
なお、クリンカＢの鉱物組成（Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、Ｃ２ＡＳ、およびＣ４ＡＦの含有割合：質量％）は、クリンカＢの調合原料中またはクリンカＢ中のＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３の各含有率（質量％）から、以下の式を用いて算出できる。
Ｃ２Ｓ＝１．０２×ＣａＯ＋０．９５×ＳｉＯ２－１．６９×Ａｌ２Ｏ３－０．３６×Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ３Ａ＝１．６１×ＣａＯ－３．００×ＳｉＯ２－２．２６×Ｆｅ２Ｏ３（ただし、Ｃ３Ａがマイナスになる場合は、Ｃ３Ａは「０」とみなす。）
Ｃ２ＡＳ＝－１．６３×ＣａＯ＋３．０４×ＳｉＯ２＋２．６９×Ａｌ２Ｏ３＋０．５７×Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３
【0021】
（ｃ）粉砕工程
粉砕方法は、特に制限されず、例えば、ボールミルやロッドミル等の粉砕機を用いて粉砕するとよい。
また、クリンカＢのブレーン比表面積は、水和反応の促進、二酸化炭素の吸収量の増大、および炭酸化埋設型枠の強度発現性の向上のため、好ましくは２５００～５０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３０００～４５００ｃｍ２／ｇである。
また、前記粉砕の効率を高めるために、好ましくは粉砕助剤を添加して粉砕するとよい。該粉砕助剤は、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、およびトリイソプロパノールアミン等から選ばれる１種以上が挙げられる。これらの粉砕助剤の添加割合は、クリンカＢ１００質量部に対し、好ましくは０．０１～１質量部である。なお、クリンカＢは、単独で粉砕するほかに、クリンカＡおよび石膏等の１種以上と同時に粉砕してもよい。
粉砕方法は、特に制限されず、例えば、ボールミルやロッドミル等の粉砕機を用いて粉砕するとよい。
また、クリンカＢのブレーン比表面積は、水和反応の促進、二酸化炭素の吸収量の増大、および炭酸化埋設型枠の強度発現性の向上のため、好ましくは２５００～５０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３０００～４５００ｃｍ２／ｇである。
また、前記粉砕の効率を高めるために、好ましくは粉砕助剤を添加して粉砕するとよい。該粉砕助剤は、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、およびトリイソプロパノールアミン等から選ばれる１種以上が挙げられる。これらの粉砕助剤の添加割合は、クリンカＢ１００質量部に対し、好ましくは０．０１～１質量部である。なお、クリンカＢは、単独で粉砕するほかに、クリンカＡおよび石膏等の１種以上と同時に粉砕してもよい。
【0022】
（４）石膏
本発明の炭酸化埋設型枠用セメント組成物中の石膏の含有割合は、クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、ＳＯ３換算で１～５質量部である。石膏の含有割合が１～５質量部であれば、強度発現性が高い。なお、石膏の含有割合は、ＳＯ３換算で、好ましくは１．５～４質量部、より好ましくは１．５～３質量％である。
また、前記石膏は、二水石膏、排煙脱硫石膏、リン酸石膏、チタン石膏、フッ酸石膏、精錬石膏、半水石膏、および無水石膏から選ばれる１種以上が挙げられる。
本発明の炭酸化埋設型枠用セメント組成物中の石膏の含有割合は、クリンカＡおよびクリンカＢの合計１００質量部に対し、ＳＯ３換算で１～５質量部である。石膏の含有割合が１～５質量部であれば、強度発現性が高い。なお、石膏の含有割合は、ＳＯ３換算で、好ましくは１．５～４質量部、より好ましくは１．５～３質量％である。
また、前記石膏は、二水石膏、排煙脱硫石膏、リン酸石膏、チタン石膏、フッ酸石膏、精錬石膏、半水石膏、および無水石膏から選ばれる１種以上が挙げられる。
【0023】
２．炭酸化埋設型枠用結合材
本発明の炭酸化埋設型枠用結合材は、好ましくは前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物を８０～９５質量％、およびシリカフュームを５～２０質量％含む。シリカフュームの含有割合が前記範囲にあれば、強度発現性が高く、また遮塩性に優れる。なお、より好ましくは前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物８５～９５質量％、およびシリカフューム５～１５質量％、さらに好ましくは前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物９０～９５質量％、およびシリカフューム５～１０質量％である。
また、前記シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、好ましくは１５～２５ｍ２／ｇ、より好ましくは１７～２３ｍ２／ｇ、さらに好ましくは１８～２２ｍ２／ｇである。シリカフュームのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ未満では、炭酸化埋設型枠用結合材の強度発現性が低下するおそれがあり、２５ｍ２／ｇを超えると、炭酸化埋設型枠用結合材の流動性が低下するおそれがある。
本発明の炭酸化埋設型枠用結合材は、要求される強度発現性、および耐久性等の特性に応じて、フライアッシュ、シリカ粉末、および石灰石粉末等の混和材を１種類以上含んでもよい。
本発明の炭酸化埋設型枠用結合材は、好ましくは前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物を８０～９５質量％、およびシリカフュームを５～２０質量％含む。シリカフュームの含有割合が前記範囲にあれば、強度発現性が高く、また遮塩性に優れる。なお、より好ましくは前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物８５～９５質量％、およびシリカフューム５～１５質量％、さらに好ましくは前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物９０～９５質量％、およびシリカフューム５～１０質量％である。
また、前記シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、好ましくは１５～２５ｍ２／ｇ、より好ましくは１７～２３ｍ２／ｇ、さらに好ましくは１８～２２ｍ２／ｇである。シリカフュームのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ未満では、炭酸化埋設型枠用結合材の強度発現性が低下するおそれがあり、２５ｍ２／ｇを超えると、炭酸化埋設型枠用結合材の流動性が低下するおそれがある。
本発明の炭酸化埋設型枠用結合材は、要求される強度発現性、および耐久性等の特性に応じて、フライアッシュ、シリカ粉末、および石灰石粉末等の混和材を１種類以上含んでもよい。
【0024】
３．炭酸化埋設型枠用水硬性組成物
本発明の炭酸化埋設型枠用水硬性組成物は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、水を３０～５５質量部、および骨材を含む。水の含有割合が前記範囲にあれば、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の強度発現性、および遮塩性が高い。なお、水は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは３５～５０質量部、より好ましくは３５～４５質量部である。
炭酸化埋設型枠用水硬性組成物に用いる骨材は細骨材が好ましく、細骨材は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは１０～３００質量部含む。細骨材の含有割合が前記範囲にあれば、前記炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の強度発現性、および流動性が高い。なお、細骨材は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、より好ましくは２０～２００質量部、さらに好ましくは５０～１５０質量部である。
また、前記細骨材は、好ましくは、クリンカ細骨材、珪砂、石灰石細骨材、川砂、山砂、陸砂、および軽量細骨材等から選ばれる１種以上が挙げられる。
前記細骨材の粒度は、最大粒径が好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは１～３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１～０．６ｍｍの粒度を有する粒体を、５０質量％以上含む細骨材（例えば、珪砂５号、珪砂６号、および珪砂７号から選ばれる１種以上）が挙げられる。
本発明の炭酸化埋設型枠用水硬性組成物は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、水を３０～５５質量部、および骨材を含む。水の含有割合が前記範囲にあれば、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の強度発現性、および遮塩性が高い。なお、水は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは３５～５０質量部、より好ましくは３５～４５質量部である。
炭酸化埋設型枠用水硬性組成物に用いる骨材は細骨材が好ましく、細骨材は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは１０～３００質量部含む。細骨材の含有割合が前記範囲にあれば、前記炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の強度発現性、および流動性が高い。なお、細骨材は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、より好ましくは２０～２００質量部、さらに好ましくは５０～１５０質量部である。
また、前記細骨材は、好ましくは、クリンカ細骨材、珪砂、石灰石細骨材、川砂、山砂、陸砂、および軽量細骨材等から選ばれる１種以上が挙げられる。
前記細骨材の粒度は、最大粒径が好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは１～３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１～０．６ｍｍの粒度を有する粒体を、５０質量％以上含む細骨材（例えば、珪砂５号、珪砂６号、および珪砂７号から選ばれる１種以上）が挙げられる。
【0025】
また、前記クリンカ細骨材は、Ｃ２Ｓ、およびＣ２ＡＳ等を含む細骨材であって、Ｃ２ＡＳの含有割合は、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し５～１００質量部であり、かつ、Ｃ２Ｓ１００質量部に対しＣ３Ａを２０質量部以下含む細骨材である。Ｃ２ＡＳの含有割合が５質量部以上では、骨材の焼成温度が高い場合でも、フリーライム（未反応のＣａＯ）が増加し難く、焼成が容易で、また、二酸化炭素の吸収量はより多くなる。また、Ｃ２ＡＳの含有割合が１００質量部以下では、クリンカ細骨材を製造する際に、高温下で発生する融液の量が減少するため、焼成が可能な温度範囲が広がる。また、相対的に、骨材中のＣ２Ｓの量が多くなるため、炭酸化埋設型枠の強度が高くなる。
なお、Ｃ２ＡＳの含有割合は、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、好ましくは６～７５質量部、より好ましくは７～５０質量部、さらに好ましくは８～４０質量部、特に好ましくは１２～３０質量部である。
なお、Ｃ２ＡＳの含有割合は、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、好ましくは６～７５質量部、より好ましくは７～５０質量部、さらに好ましくは８～４０質量部、特に好ましくは１２～３０質量部である。
【0026】
前記クリンカ細骨材は、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の流動性が向上するから、好ましくはＣ３Ａ（アルミネート相）をＣ２Ｓ１００質量部に対し２０質量部以下含む骨材である。前記含有割合が２０質量部を超えると、流動性が低下するおそれがある。なお、Ｃ３Ａの含有割合は、Ｃ２Ｓ１００質量部に対し、より好ましくは１５質量部以下、さらに好ましくは１０質量部以下、特に好ましくは５質量部以下である。
【0027】
前記クリンカ細骨材中のＣ２Ｓの含有率は、炭酸化埋設型枠の強度が向上するから、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上である。
また、前記クリンカ細骨材中のＣ２ＡＳの含有率は、好ましくは５～２５質量％、より好ましくは６～２０質量％、さらに好ましくは７～１５質量％である。前記含有率が５質量％以上では、骨材中のフリーライムが増加し難く、また、二酸化炭素の吸収量がより多くなり、２５質量％以下では、炭酸化埋設型枠の強度が向上する。
前記クリンカ細骨材中のフリーライムの含有率は、骨材の膨張劣化を防止するため、好ましくは２質量％以下、より好ましくは０．２～１．５質量％である。
なお、クリンカ細骨材の鉱物組成（Ｃ２Ｓ、Ｃ２ＡＳ、およびＣ３Ａの含有率：質量％）は、前記クリンカＢの鉱物組成と同様の方法で求めることができる。
また、クリンカ細骨材中の鉱物は、前記Ｃ２Ｓ等のほかに、Ｃ４ＡＦ、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ムライト、アノーサイト、非晶質相、ＳｉＯ２、クリストバライト、ランキナイト、およびウォラストナイト等から選ばれる１種以上が挙げられる。なお、クリンカ細骨材中の、Ｃ２Ｓ、Ｃ２ＡＳ、およびＣ３Ａ以外の含有物の合計の含有率は、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは５質量％以下である。
また、前記クリンカ細骨材中のＣ２ＡＳの含有率は、好ましくは５～２５質量％、より好ましくは６～２０質量％、さらに好ましくは７～１５質量％である。前記含有率が５質量％以上では、骨材中のフリーライムが増加し難く、また、二酸化炭素の吸収量がより多くなり、２５質量％以下では、炭酸化埋設型枠の強度が向上する。
前記クリンカ細骨材中のフリーライムの含有率は、骨材の膨張劣化を防止するため、好ましくは２質量％以下、より好ましくは０．２～１．５質量％である。
なお、クリンカ細骨材の鉱物組成（Ｃ２Ｓ、Ｃ２ＡＳ、およびＣ３Ａの含有率：質量％）は、前記クリンカＢの鉱物組成と同様の方法で求めることができる。
また、クリンカ細骨材中の鉱物は、前記Ｃ２Ｓ等のほかに、Ｃ４ＡＦ、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ムライト、アノーサイト、非晶質相、ＳｉＯ２、クリストバライト、ランキナイト、およびウォラストナイト等から選ばれる１種以上が挙げられる。なお、クリンカ細骨材中の、Ｃ２Ｓ、Ｃ２ＡＳ、およびＣ３Ａ以外の含有物の合計の含有率は、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、さらに好ましくは５質量％以下である。
【0028】
前記クリンカ細骨材の製造方法は、例えば、産業廃棄物、一般廃棄物、および建設発生土から選ばれる１種以上を含む焼成用骨材材料を、１２５０～１５００℃で焼成して焼成物を得る焼成工程、該焼成物を粉砕して粉砕物を得る粉砕工程、および該粉砕物を分級してクリンカ細骨材を得る分級工程を含む製造方法等が挙げられる。
前記焼成用骨材材料、該材料の焼成温度、および焼成方法は、一般のセメントの製造に用いる焼成用クリンカ材料、該材料の焼成温度、および焼成方法と同じである。
また、分級工程において、篩等の一般的な分級方法を用いて、所望の粒度分布を有する細骨材を得ることもできる。
なお、通常のセメントクリンカの焼成工程で得られるクリンカを、前記クリンカ細骨材として用いてもよい。
また、細骨材が、クリンカ細骨材と、クリンカ細骨材以外の骨材の両方を含む場合、細骨材の全量中のクリンカ細骨材の含有率は、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、さらに好ましくは８０質量％以上である。前記含有率が４０質量％以上であれば、より多くの二酸化炭素を固定して強度および耐久性が向上する。
粗骨材は、特に限定されず、例えば、川砂利、山砂利、陸砂利、海砂利、砕石、石灰石粗骨材、スラグ粗骨材、軽量粗骨材、クリンカ粗骨材、ガラス骨材、およびＣＣＵ粗骨材（再生骨材、廃コンクリート、高炉スラブ、および製鋼スラグから選ばれる１種以上に二酸化炭素を固定した粗骨材）等が挙げられる。これらの粗骨材は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
炭酸化埋設型枠用水硬性組成物中の骨材の含有割合（細骨材と粗骨材を併用する場合はその合計量）は、炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは５０～７５０質量部、より好ましくは１００～５００質量部である。前記含有割合が前記範囲内であれば炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の強度がより大きくなる。
なお、前記炭酸化埋設型枠用水硬性組成物は、要求される強度や流動性等の特性に応じて、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、消泡剤、および収縮低減剤等の混和剤を含んでもよい。前記減水剤の中でも、流動性、および強度発現性がより向上するため、好ましくは高性能ＡＥ減水剤、および高性能減水剤であり、その含有割合は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは０．２～５質量部、より好ましくは０．５～４質量部、さらに好ましくは１～３質量部である。
また、前記炭酸化埋設型枠用水硬性組成物は、前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、膨張材を１～４質量部含んでもよい。膨張材を含むことにより、炭酸化埋設型枠の圧縮強度、曲げ強度、引張強度、および遮塩性がより向上する。なお、膨張材は前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは２～４質量部である。
炭酸化埋設型枠用水硬性組成物は、二酸化炭酸の固定量が向上するから、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、二酸化炭素回収装置から得た使用済みのアルカノールアミン等のアミン類を添加してもよい。これらのアミン類の添加割合は、炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは０．０１～１質量部である。
前記焼成用骨材材料、該材料の焼成温度、および焼成方法は、一般のセメントの製造に用いる焼成用クリンカ材料、該材料の焼成温度、および焼成方法と同じである。
また、分級工程において、篩等の一般的な分級方法を用いて、所望の粒度分布を有する細骨材を得ることもできる。
なお、通常のセメントクリンカの焼成工程で得られるクリンカを、前記クリンカ細骨材として用いてもよい。
また、細骨材が、クリンカ細骨材と、クリンカ細骨材以外の骨材の両方を含む場合、細骨材の全量中のクリンカ細骨材の含有率は、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、さらに好ましくは８０質量％以上である。前記含有率が４０質量％以上であれば、より多くの二酸化炭素を固定して強度および耐久性が向上する。
粗骨材は、特に限定されず、例えば、川砂利、山砂利、陸砂利、海砂利、砕石、石灰石粗骨材、スラグ粗骨材、軽量粗骨材、クリンカ粗骨材、ガラス骨材、およびＣＣＵ粗骨材（再生骨材、廃コンクリート、高炉スラブ、および製鋼スラグから選ばれる１種以上に二酸化炭素を固定した粗骨材）等が挙げられる。これらの粗骨材は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
炭酸化埋設型枠用水硬性組成物中の骨材の含有割合（細骨材と粗骨材を併用する場合はその合計量）は、炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは５０～７５０質量部、より好ましくは１００～５００質量部である。前記含有割合が前記範囲内であれば炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の強度がより大きくなる。
なお、前記炭酸化埋設型枠用水硬性組成物は、要求される強度や流動性等の特性に応じて、ＡＥ剤、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、消泡剤、および収縮低減剤等の混和剤を含んでもよい。前記減水剤の中でも、流動性、および強度発現性がより向上するため、好ましくは高性能ＡＥ減水剤、および高性能減水剤であり、その含有割合は、前記炭酸化埋設型枠用セメント組成物１００質量部、または前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは０．２～５質量部、より好ましくは０．５～４質量部、さらに好ましくは１～３質量部である。
また、前記炭酸化埋設型枠用水硬性組成物は、前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、膨張材を１～４質量部含んでもよい。膨張材を含むことにより、炭酸化埋設型枠の圧縮強度、曲げ強度、引張強度、および遮塩性がより向上する。なお、膨張材は前記炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは２～４質量部である。
炭酸化埋設型枠用水硬性組成物は、二酸化炭酸の固定量が向上するから、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、二酸化炭素回収装置から得た使用済みのアルカノールアミン等のアミン類を添加してもよい。これらのアミン類の添加割合は、炭酸化埋設型枠用結合材１００質量部に対し、好ましくは０．０１～１質量部である。
【0029】
４．炭酸化埋設型枠
本発明の炭酸化埋設型枠は、二酸化炭素による中性化深さが、好ましくは４ｍｍ以上である。該中性化深さが４ｍｍ以上であれば、炭酸化により、強度および遮塩性が向上する。なお、該中性化深さは、好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは２０ｍｍ以上であり、炭酸化時間等の短縮（炭酸化の効率）のため、好ましくは１００ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下である。なお、前記中性化深さは、ＪＩＳ Ａ １１５２「コンクリートの中性化深さの測定方法」に準拠して測定するとよい。
本発明の炭酸化埋設型枠は、二酸化炭素による中性化深さが、好ましくは４ｍｍ以上である。該中性化深さが４ｍｍ以上であれば、炭酸化により、強度および遮塩性が向上する。なお、該中性化深さは、好ましくは１０ｍｍ以上、より好ましくは２０ｍｍ以上であり、炭酸化時間等の短縮（炭酸化の効率）のため、好ましくは１００ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下である。なお、前記中性化深さは、ＪＩＳ Ａ １１５２「コンクリートの中性化深さの測定方法」に準拠して測定するとよい。
【0030】
また、前記炭酸化埋設型枠の圧縮強度は、好ましくは６０Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは７０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは８０Ｎ／ｍｍ２以上である。
また、前記炭酸化埋設型枠の曲げ強度は、埋設型枠として用いた場合のコンクリートの充填時の変形防止のため、好ましくは５Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは６Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは７Ｎ／ｍｍ２以上である。
また、前記炭酸化埋設型枠の引張強度は、埋設型枠として用いた場合のひび割れ防止のため、好ましくは３Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４Ｎ／ｍｍ２以上である。
また、前記炭酸化埋設型枠の塩分浸透深さは、遮塩性と、埋設型枠として用いた場合の内部に打設されたコンクリートの劣化防止のため、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以上、さらに好ましくは１３ｍｍ以下である。
また、前記炭酸化埋設型枠の曲げ強度は、埋設型枠として用いた場合のコンクリートの充填時の変形防止のため、好ましくは５Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは６Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは７Ｎ／ｍｍ２以上である。
また、前記炭酸化埋設型枠の引張強度は、埋設型枠として用いた場合のひび割れ防止のため、好ましくは３Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは４Ｎ／ｍｍ２以上である。
また、前記炭酸化埋設型枠の塩分浸透深さは、遮塩性と、埋設型枠として用いた場合の内部に打設されたコンクリートの劣化防止のため、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以上、さらに好ましくは１３ｍｍ以下である。
【0031】
本発明の炭酸化埋設型枠の製造は、通常の埋設型枠の製造と同様の方法で行うことができる。
炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の混練手段は、特に限定されず、モルタルやコンクリートの練り混ぜにおいて一般に使用されるミキサを使用できる。具体的には、縦型ミキサ、横型ミキサ、ナウターミキサ、傾胴ミキサ、強制ミキサ、および二軸ミキサ等が挙げられる。
炭酸化埋設型枠用水硬性組成物の混練手段は、特に限定されず、モルタルやコンクリートの練り混ぜにおいて一般に使用されるミキサを使用できる。具体的には、縦型ミキサ、横型ミキサ、ナウターミキサ、傾胴ミキサ、強制ミキサ、および二軸ミキサ等が挙げられる。
【0032】
また、製造した埋設型枠を炭酸化する方法は、埋設型枠を二酸化炭素に晒して炭酸化養生する方法のほかに、二酸化炭素をより多く吸収するため、炭酸化埋設型枠用水硬性組成物等の混練時に、該混練物中に二酸化炭素を吹き込む方法が挙げられる。
【0033】
また、前記炭酸化における二酸化炭素の濃度は、好ましくは１体積％以上、より好ましくは１０体積％以上、さらに好ましくは５０体積％以上、特に好ましくは６０体積％以上である。該濃度が１体積％以上であれば、炭酸化において二酸化炭素の固定量をより多くできる。
二酸化炭素の濃度が高いほど、二酸化炭素の吸収量が多くなるが、炭酸化の設備費等を低減する等のため、二酸化炭素の濃度は、好ましくは９０体積％以下、より好ましくは８５体積％以下、さらに好ましくは８０体積％以下である。
二酸化炭素の濃度が高いほど、二酸化炭素の吸収量が多くなるが、炭酸化の設備費等を低減する等のため、二酸化炭素の濃度は、好ましくは９０体積％以下、より好ましくは８５体積％以下、さらに好ましくは８０体積％以下である。
【0034】
また、前記炭酸化における温度は、好ましくは５～１００℃、より好ましくは１０～７０℃、さらに好ましくは１５～５０℃、特に好ましくは２０～３５℃である。前記温度が５℃以上で、炭酸化の効率や炭酸化埋設型枠の強度がより高くなり、１００℃を超えると、炭酸化に要するエネルギーコストが過大になる。
また、前記炭酸化における相対湿度は、好ましくは２０～９０％、より好ましくは３０～８０％、特に好ましくは４０～７０％である。前記相対湿度が２０％以上で、炭酸化の効率や炭酸化埋設型枠の強度等がより高くなり、９０％を超えると設備等にかかるコストが過大になる。
また、前記炭酸化における相対湿度は、好ましくは２０～９０％、より好ましくは３０～８０％、特に好ましくは４０～７０％である。前記相対湿度が２０％以上で、炭酸化の効率や炭酸化埋設型枠の強度等がより高くなり、９０％を超えると設備等にかかるコストが過大になる。
【実施例0035】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
（１）クリンカＡ
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
ブレーン比表面積は３１００ｃｍ２／ｇで、該セメントの化学組成を表１に示す。
１．使用材料
（１）クリンカＡ
普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
ブレーン比表面積は３１００ｃｍ２／ｇで、該セメントの化学組成を表１に示す。
【0036】
【表1】
【0037】
（２）クリンカＢ
下水汚泥、建設発生土、石灰石、および粘土を原料に用いて、表２に示す化学組成に従い調合した後、ロータリーキルンで表２に示す温度で焼成して、表３に示す鉱物組成のクリンカＢを製造した。焼成燃料は重油のほかに、廃油や廃プラスチックを使用した。
なお、表３に示すクリンカＢの鉱物組成は下記（i）～（iii）の方法で算出した。
（i）クリンカＢを粉砕した後、Ｄ８ ＡＤＶＡＮＣＥ Ａ－２５型（ブルカージャパン社製）を用いて粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）パターンを取得した。
（ii）前記粉末ＸＲＤの測定条件は、ターゲットＣｕＫα、管球条件４０ｋＶ- ４０ｍＡ、走査範囲２θ=５～６５°、ステップ幅０．０２３°/ｓｔｅｐ、および測定時間０．１３秒/ｓｔｅｐである。
（iii）ＸＲＤパターンをＤＩＦＦＲＡＣ.ＥＶＡ（ブルカージャパン社製）により定性分析したところ、Ｃ２Ｓ（β-Ｃ２Ｓ）、Ｃ２ＡＳ、およびＣ４ＡＦのピークが認められた。そして、ＤＩＦＦＲＡＣ．ＴＯＰＡＳ ｖｅｒ.６（ブルカージャパン社製）により、リートベルト法によって、Ｃ２Ｓ（β-Ｃ２Ｓ）、Ｃ２ＡＳ、およびＣ４ＡＦの各鉱物の理論プロファイルを、粉末ＸＲＤの結果から得られた実測プロファイルにフィッティングすることにより各鉱物相の含有率を求めた。
下水汚泥、建設発生土、石灰石、および粘土を原料に用いて、表２に示す化学組成に従い調合した後、ロータリーキルンで表２に示す温度で焼成して、表３に示す鉱物組成のクリンカＢを製造した。焼成燃料は重油のほかに、廃油や廃プラスチックを使用した。
なお、表３に示すクリンカＢの鉱物組成は下記（i）～（iii）の方法で算出した。
（i）クリンカＢを粉砕した後、Ｄ８ ＡＤＶＡＮＣＥ Ａ－２５型（ブルカージャパン社製）を用いて粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）パターンを取得した。
（ii）前記粉末ＸＲＤの測定条件は、ターゲットＣｕＫα、管球条件４０ｋＶ- ４０ｍＡ、走査範囲２θ=５～６５°、ステップ幅０．０２３°/ｓｔｅｐ、および測定時間０．１３秒/ｓｔｅｐである。
（iii）ＸＲＤパターンをＤＩＦＦＲＡＣ.ＥＶＡ（ブルカージャパン社製）により定性分析したところ、Ｃ２Ｓ（β-Ｃ２Ｓ）、Ｃ２ＡＳ、およびＣ４ＡＦのピークが認められた。そして、ＤＩＦＦＲＡＣ．ＴＯＰＡＳ ｖｅｒ.６（ブルカージャパン社製）により、リートベルト法によって、Ｃ２Ｓ（β-Ｃ２Ｓ）、Ｃ２ＡＳ、およびＣ４ＡＦの各鉱物の理論プロファイルを、粉末ＸＲＤの結果から得られた実測プロファイルにフィッティングすることにより各鉱物相の含有率を求めた。
【0038】
【表2】
【0039】
【表3】
【0040】
（３）二水石膏
（４）細骨材
珪砂６号である。
（５）シリカフューム
ＢＥＴ比表面積は２０ｍ２／ｇで、密度は２．３３ｇ／ｃｍ３である。
（６）膨張材
石灰系コンクリート用膨張材で、商品名は太平洋Ｎ－ＥＸ（太平洋マテリアル社製）である。
（７）減水剤
リグニンスルホン酸塩とポリオールの複合体で、商品名はマスターポゾリスＮｏ．７０（マスターポゾリス社製）である。
（８）佐倉市上水道水
（４）細骨材
珪砂６号である。
（５）シリカフューム
ＢＥＴ比表面積は２０ｍ２／ｇで、密度は２．３３ｇ／ｃｍ３である。
（６）膨張材
石灰系コンクリート用膨張材で、商品名は太平洋Ｎ－ＥＸ（太平洋マテリアル社製）である。
（７）減水剤
リグニンスルホン酸塩とポリオールの複合体で、商品名はマスターポゾリスＮｏ．７０（マスターポゾリス社製）である。
（８）佐倉市上水道水
【0041】
２．セメント組成物および結合材の製造
クリンカＢ１００質量部に対し、二水石膏をＳＯ３換算で２．０質量部添加した後、ブレーン比表面積が３４４０ｃｍ２／ｇになるまで、バッチ式ボールミルで粉砕した。次に、クリンカＡおよびクリンカＢのそれぞれに含まれる石膏を除いた質量を基準にして、表４の配合に従いクリンカＡ、クリンカＢを混合して、セメント組成物ａ～ｅを製造した。さらに、表５の配合に従い、セメント組成物ｂ～ｄとシリカフュームを混合して各結合材を製造した。
クリンカＢ１００質量部に対し、二水石膏をＳＯ３換算で２．０質量部添加した後、ブレーン比表面積が３４４０ｃｍ２／ｇになるまで、バッチ式ボールミルで粉砕した。次に、クリンカＡおよびクリンカＢのそれぞれに含まれる石膏を除いた質量を基準にして、表４の配合に従いクリンカＡ、クリンカＢを混合して、セメント組成物ａ～ｅを製造した。さらに、表５の配合に従い、セメント組成物ｂ～ｄとシリカフュームを混合して各結合材を製造した。
【0042】
【表4】
【0043】
３．水硬性組成物および供試体の製造
珪砂／セメント体積比が２．０で、表５に示す配合に従い、珪砂（全量の半分の量）、セメント組成物、および残りの半分の量の珪砂、および膨張材の順に、容量が１４リットルのホバートミキサに投入して、２０±３℃の室内において、３０秒間空練りした。
次に、前記各材料を混練しながら、それぞれに減水剤を溶かした水を投入し、さらに６０秒間混練してモルタルを掻き落とした後、続けて６０秒間混練して排出し、各水硬性組成物（ただし、１バッチの混練量は４リットルである。）を製造した。
さらに、該水硬性組成物を用いて、直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの圧縮強度測定用および引張強度測定用の供試体、および縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、長さ４００ｍｍの曲げ強度試験用の供試体、および直径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍの塩分浸透深さの測定用の供試体を製造した。
さらに、前記供試体を打設後1日で脱型し、二酸化炭素濃度８０体積％、温度３０℃、および相対湿度６０％で炭酸化養生を、２８日間行った。
珪砂／セメント体積比が２．０で、表５に示す配合に従い、珪砂（全量の半分の量）、セメント組成物、および残りの半分の量の珪砂、および膨張材の順に、容量が１４リットルのホバートミキサに投入して、２０±３℃の室内において、３０秒間空練りした。
次に、前記各材料を混練しながら、それぞれに減水剤を溶かした水を投入し、さらに６０秒間混練してモルタルを掻き落とした後、続けて６０秒間混練して排出し、各水硬性組成物（ただし、１バッチの混練量は４リットルである。）を製造した。
さらに、該水硬性組成物を用いて、直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの圧縮強度測定用および引張強度測定用の供試体、および縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、長さ４００ｍｍの曲げ強度試験用の供試体、および直径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍの塩分浸透深さの測定用の供試体を製造した。
さらに、前記供試体を打設後1日で脱型し、二酸化炭素濃度８０体積％、温度３０℃、および相対湿度６０％で炭酸化養生を、２８日間行った。
【0044】
【表5】
【0045】
４．圧縮強度、曲げ強度、引張強度、および塩分浸透深さの測定
次に、前記養生後の供試体を用いて、圧縮強度等を下記の方法で測定した。
（i）圧縮強度の測定
ＪＳＣＥ－Ｇ ５０５「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法(案)」に準拠して、圧縮強度を測定した。
（ii）曲げ強度の測定
ＪＩＳ Ｒ １１０６「コンクリートの曲げ強度試験方法」に準拠して、曲げ強度を測定した。
（iii）引張強度の測定
前記養生後の供試体を試験機の加圧板上に横に載置して、ＪＩＳ Ａ １１１３「コンクリートの割裂引張強度試験方法」に準拠して、引張強度を測定した。
（iv）塩分浸透深さの測定
前記養生後の供試体の側面を樹脂でシールして１０質量%の塩化ナトリウム水溶液に３ケ月間浸漬した後、該供試体を高さ方向に割裂した。そして、この割裂した面に、０．１Ｍの硝酸銀水溶液を噴霧して呈色した部分の長さを、ＪＩＳ Ａ １１５２「コンクリートの中性化深さの測定方法」に準拠して測定して、これを塩分浸透深さとした。
これらの測定結果を表６に示す。
次に、前記養生後の供試体を用いて、圧縮強度等を下記の方法で測定した。
（i）圧縮強度の測定
ＪＳＣＥ－Ｇ ５０５「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法(案)」に準拠して、圧縮強度を測定した。
（ii）曲げ強度の測定
ＪＩＳ Ｒ １１０６「コンクリートの曲げ強度試験方法」に準拠して、曲げ強度を測定した。
（iii）引張強度の測定
前記養生後の供試体を試験機の加圧板上に横に載置して、ＪＩＳ Ａ １１１３「コンクリートの割裂引張強度試験方法」に準拠して、引張強度を測定した。
（iv）塩分浸透深さの測定
前記養生後の供試体の側面を樹脂でシールして１０質量%の塩化ナトリウム水溶液に３ケ月間浸漬した後、該供試体を高さ方向に割裂した。そして、この割裂した面に、０．１Ｍの硝酸銀水溶液を噴霧して呈色した部分の長さを、ＪＩＳ Ａ １１５２「コンクリートの中性化深さの測定方法」に準拠して測定して、これを塩分浸透深さとした。
これらの測定結果を表６に示す。
【0046】
【表6】
【0047】
５．測定結果について
表５に示すように、セメント組成物ｂおよびセメント組成物ｅをそれぞれ１００質量部含み、水／結合材比が４０％と同じ実施例１および比較例１を比べると、表６に示すように、圧縮強度、曲げ強度、および引張強度のいずれも、実施例１が比較例１よりも高い。また、塩分浸透深さは実施例１が比較例１よりも浅いことから、実施例１は遮塩性がより高い。したがって、本発明の炭酸化埋設型枠等は、炭酸化により、強度および遮塩性が向上するとともに、二酸化炭素の総排出量を低減できる。
表５に示すように、セメント組成物ｂおよびセメント組成物ｅをそれぞれ１００質量部含み、水／結合材比が４０％と同じ実施例１および比較例１を比べると、表６に示すように、圧縮強度、曲げ強度、および引張強度のいずれも、実施例１が比較例１よりも高い。また、塩分浸透深さは実施例１が比較例１よりも浅いことから、実施例１は遮塩性がより高い。したがって、本発明の炭酸化埋設型枠等は、炭酸化により、強度および遮塩性が向上するとともに、二酸化炭素の総排出量を低減できる。