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(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】
(24)【登録日】2022-11-29
(45)【発行日】2022-12-07
(54)【発明の名称】セメント組成物
(51)【国際特許分類】
C04B 28/04 20060101AFI20221130BHJP
C04B 18/08 20060101ALI20221130BHJP
C04B 22/14 20060101ALI20221130BHJP
C04B 14/28 20060101ALI20221130BHJP
C04B 18/14 20060101ALI20221130BHJP
【ＦＩ】
C04B28/04
C04B18/08 Z
C04B22/14 B
C04B14/28
C04B18/14 A
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2018224692
(22)【出願日】2018-11-30
(65)【公開番号】P2020083733
(43)【公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-11-05
(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】久我 龍一郎
(72)【発明者】
【氏名】多田 真人
(72)【発明者】
【氏名】内田 俊一郎
【審査官】手島 理
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－２４７６９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－０９７４４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－１７５８５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２１５７４２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ２８／０４
Ｃ０４Ｂ １８／０８
Ｃ０４Ｂ ２２／１４
Ｃ０４Ｂ １４／２８
Ｃ０４Ｂ １８／１４
(57)【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ー粉末、石膏粉末、及び、フライアッシュ粉末を含むセメント組成物であって、上記ポルトランドセメントクリンカー粉末が、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末を含むものであり、
上記低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び上記早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の上記低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が、３０～４０質量％であり、
上記フライアッシュ粉末のブレーン比表面積が、１，５００～４，０００ｃｍ ２ ／ｇであり、
上記ポルトランドセメントクリンカー粉末及び上記石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の上記石膏粉末（ＳＯ３換算）の割合が、１．０～３．０質量％であり、
上記ポルトランドセメントクリンカー粉末、上記石膏粉末（ＳＯ３換算）及び上記フライアッシュ粉末の合計量１００質量％中の上記フライアッシュ粉末の割合が、１０質量％を超え、４０質量％以下であることを特徴とするセメント組成物。
【請求項2】
ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ以上の石灰石粉末、及び／又は、ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ以上の高炉スラグ粉末を含む請求項１に記載のセメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セメント組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
セメントの一部をフライアッシュで置換してなるフライアッシュ混合セメントは、水酸化カルシウムとフライアッシュのポゾラン反応により、安定なケイ酸カルシウム水和物等の化合物を生成して緻密な組織を形成する。そのため、フライアッシュ混合セメントは、水密性、化学抵抗性、及び、長期強度発現性に優れている。
また、ポゾラン反応による発熱量は、ポルトランドセメントの水和による発熱量に比べて少ないため、フライアッシュ混合セメントの水和熱は、ポルトランドセメントの水和熱よりも少なくなる。また、フライアッシュは、それ自体、球状の微粒子であるから、ボールベアリング作用により、コンクリート等の流動性を向上させることができ、それゆえ、コンクリート等の製造における単位水量を少なくすることができ、フライアッシュ混合セメントを用いた硬化体の乾燥収縮を小さくすることができる。
さらに、フライアッシュ混合セメントは、セメント製造時のＣＯ２排出量や、原料である石灰石や化石燃料などの天然資源の使用量を少なくすることができる点や、副産物であるフライアッシュを有効活用できる点などで、環境負荷の低減効果を有している。
また、ポゾラン反応による発熱量は、ポルトランドセメントの水和による発熱量に比べて少ないため、フライアッシュ混合セメントの水和熱は、ポルトランドセメントの水和熱よりも少なくなる。また、フライアッシュは、それ自体、球状の微粒子であるから、ボールベアリング作用により、コンクリート等の流動性を向上させることができ、それゆえ、コンクリート等の製造における単位水量を少なくすることができ、フライアッシュ混合セメントを用いた硬化体の乾燥収縮を小さくすることができる。
さらに、フライアッシュ混合セメントは、セメント製造時のＣＯ２排出量や、原料である石灰石や化石燃料などの天然資源の使用量を少なくすることができる点や、副産物であるフライアッシュを有効活用できる点などで、環境負荷の低減効果を有している。
【0003】
フライアッシュ混合セメントはこのように多くの長所を有するが、一般社団法人セメント協会のホームページによると、２０１４年度のフライアッシュ混合セメントの生産高は７４千ｔ／年である。該生産高は、セメントの総生産高（５６，７００千ｔ／年）の０．１３％に過ぎない。このようにフライアッシュ混合セメントが普及しない理由として、例えば、初期の強度発現性が低いため、所定の強度を得るまでに長期の養生を要する点等が挙げられる。
【0004】
かかるフライアッシュ混合セメントの強度発現性を向上させるための方法として、燃料となる石炭の性状や火力発電所の運転状態により品質が変動するフライアッシュの中から、好ましい品質を有するフライアッシュを評価して選別することなどが提案されている。
例えば、特許文献１では、石炭灰を大量に含む、強度発現性の良好なモルタルやコンクリート組成物のセメント／石炭灰比（質量比）は、石炭灰の２０％のスラリー液のｐＨが１１．０以上の場合に、０．５以上、該ｐＨが９．０以上、１１．０未満の場合に、０．７以上、該ｐＨが６．０以上、９．０未満の場合に、１．０以上に定めている。
また、特許文献２には、安定的に良好な強度発現性を有するセメントの製造に適したフライアッシュは、リートベルト解析法で求められる格子定数が０．４９３５ｎｍ以下であるα－石英を含み、ＢＥＴ比表面積が５．０ｍ２／ｇ以下であるものと記載されている。
例えば、特許文献１では、石炭灰を大量に含む、強度発現性の良好なモルタルやコンクリート組成物のセメント／石炭灰比（質量比）は、石炭灰の２０％のスラリー液のｐＨが１１．０以上の場合に、０．５以上、該ｐＨが９．０以上、１１．０未満の場合に、０．７以上、該ｐＨが６．０以上、９．０未満の場合に、１．０以上に定めている。
また、特許文献２には、安定的に良好な強度発現性を有するセメントの製造に適したフライアッシュは、リートベルト解析法で求められる格子定数が０．４９３５ｎｍ以下であるα－石英を含み、ＢＥＴ比表面積が５．０ｍ２／ｇ以下であるものと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平９－１５６９７１号公報
【文献】特開２０１１－２０８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１～２に記載された発明は、石炭灰の性質によってセメント／石炭灰比を変更する方法や、特殊な評価方法を用いてフライアッシュを選別する方法であり、フライアッシュ混合セメントの強度発現性を直接的に向上させるものではない。
そこで、本発明の目的は、フライアッシュを含む場合（例えば、１０質量％を超え、４０質量％以下）であっても、強度発現性（特に、材齢３～２８日におけるモルタル圧縮強さ）に優れ、かつ、水和熱の小さいセメント組成物を提供することである。
そこで、本発明の目的は、フライアッシュを含む場合（例えば、１０質量％を超え、４０質量％以下）であっても、強度発現性（特に、材齢３～２８日におけるモルタル圧縮強さ）に優れ、かつ、水和熱の小さいセメント組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末を含むポルトランドセメントクリンカー粉末、石膏粉末、並びに、フライアッシュ粉末を含むセメント組成物であって、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合と、ポルトランドセメントクリンカー粉末及び石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の石膏粉末（ＳＯ３換算）の割合と、ポルトランドセメントクリンカー粉末、石膏粉末（ＳＯ３換算）及びフライアッシュ粉末の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末の割合が、それぞれ、特定の数値範囲内であるセメント組成物によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
【0008】
すなわち、本発明は、以下の［１］～［２］を提供するものである。
［１］ ポルトランドセメントクリンカー粉末、石膏粉末、及び、フライアッシュ粉末を含むセメント組成物であって、上記ポルトランドセメントクリンカー粉末が、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末を含むものであり、上記低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び上記早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の上記低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が、５～４０質量％であり、上記ポルトランドセメントクリンカー粉末及び上記石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の上記石膏粉末（ＳＯ３換算）の割合が、１．０～３．０質量％であり、上記ポルトランドセメントクリンカー粉末、上記石膏粉末（ＳＯ３換算）及び上記フライアッシュ粉末の合計１００質量％中の上記フライアッシュ粉末の割合が、１０質量％を超え、４０質量％以下であることを特徴とするセメント組成物。
［２］ ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ以上の石灰石粉末、及び／又は、ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ以上の高炉スラグ粉末を含む前記［１］に記載のセメント組成物。
［１］ ポルトランドセメントクリンカー粉末、石膏粉末、及び、フライアッシュ粉末を含むセメント組成物であって、上記ポルトランドセメントクリンカー粉末が、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末を含むものであり、上記低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び上記早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の上記低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が、５～４０質量％であり、上記ポルトランドセメントクリンカー粉末及び上記石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の上記石膏粉末（ＳＯ３換算）の割合が、１．０～３．０質量％であり、上記ポルトランドセメントクリンカー粉末、上記石膏粉末（ＳＯ３換算）及び上記フライアッシュ粉末の合計１００質量％中の上記フライアッシュ粉末の割合が、１０質量％を超え、４０質量％以下であることを特徴とするセメント組成物。
［２］ ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ以上の石灰石粉末、及び／又は、ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ以上の高炉スラグ粉末を含む前記［１］に記載のセメント組成物。
【発明の効果】
【0009】
本発明のセメント組成物は、フライアッシュを含む場合（例えば、１０質量％を超え、４０質量％以下）であっても、強度発現性（特に、材齢３～２８日におけるモルタル圧縮強さ）に優れ、かつ、水和熱の小さいものである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明のセメント組成物は、ポルトランドセメントクリンカー粉末、石膏粉末、及び、フライアッシュ粉末を含むセメント組成物であって、ポルトランドセメントクリンカー粉末が、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末を含むものであり、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が、５～４０質量％であり、ポルトランドセメントクリンカー粉末及び石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の石膏粉末（ＳＯ３換算）の割合が、１．０～３．０質量％であり、ポルトランドセメントクリンカー粉末、石膏粉末（ＳＯ３換算）及びフライアッシュ粉末の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末の割合が、１０質量％を超え、４０質量％以下であるものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
以下、本発明を詳細に説明する。
【0011】
１．セメント組成物の構成材料
（１）ポルトランドセメントクリンカー粉末
本発明で使用するポルトランドセメントクリンカー粉末（以下、単に「セメントクリンカー粉末」ともいう。）は、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末を含むものである。
セメントクリンカー粉末中の、ボーグ式を用いて算出したエーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ2；以下、「Ｃ３Ｓ」）ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の向上、及び、水和熱の低減の観点から、好ましくは４７．０～６４．０質量％、より好ましくは４９．０～６２．０質量％、特に好ましくは５１．０～６０．０質量％である。
また、セメントクリンカー粉末中の、ボーグ式を用いて算出したビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ2；以下、「Ｃ２Ｓ」ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の向上、及び、水和熱の低減の観点から、好ましくは９．０～３０．０質量％、より好ましくは１２．０～２７．０質量％、特に好ましくは１４．０～２５．０質量％である。
（１）ポルトランドセメントクリンカー粉末
本発明で使用するポルトランドセメントクリンカー粉末（以下、単に「セメントクリンカー粉末」ともいう。）は、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末を含むものである。
セメントクリンカー粉末中の、ボーグ式を用いて算出したエーライト（３ＣａＯ・ＳｉＯ2；以下、「Ｃ３Ｓ」）ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の向上、及び、水和熱の低減の観点から、好ましくは４７．０～６４．０質量％、より好ましくは４９．０～６２．０質量％、特に好ましくは５１．０～６０．０質量％である。
また、セメントクリンカー粉末中の、ボーグ式を用いて算出したビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ2；以下、「Ｃ２Ｓ」ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の向上、及び、水和熱の低減の観点から、好ましくは９．０～３０．０質量％、より好ましくは１２．０～２７．０質量％、特に好ましくは１４．０～２５．０質量％である。
【0012】
また、セメントクリンカー粉末中の、ボーグ式を用いて算出したアルミネート相（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３；以下、「Ｃ３Ａ」ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の向上、及び、水和熱の低減の観点から、好ましくは５．０～１０．５質量％、より好ましくは６．０～１０．０質量％、特に好ましくは７．０～９．５質量％である。
さらに、セメントクリンカー粉末中の、ボーグ式を用いて算出したフェライト相（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３；以下、「Ｃ４ＡＦ」ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の向上、及び、水和熱の低減の観点から、好ましくは８．０～９．０質量％、より好ましくは８．１～８．９質量％、特に好ましくは８．２～８．８質量％である。
さらに、セメントクリンカー粉末中の、ボーグ式を用いて算出したフェライト相（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３；以下、「Ｃ４ＡＦ」ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の向上、及び、水和熱の低減の観点から、好ましくは８．０～９．０質量％、より好ましくは８．１～８．９質量％、特に好ましくは８．２～８．８質量％である。
【0013】
なお、本明細書中、セメントクリンカー粉末中のＣ3Ｓ、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦの各含有率は、セメントクリンカー粉末全量（１００質量％）中の割合として、セメントクリンカー原料やセメントクリンカー粉末（焼成物）の化学成分に基づき、下記のボーグの計算式を用いて算出される。
Ｃ3Ｓ（質量％）＝（４．０７×ＣａＯ（質量％））－（７．６０×ＳｉＯ2（質量％））－（６．７２×Ａｌ2Ｏ3（質量％））－（１．４３×Ｆｅ2Ｏ3（質量％））
Ｃ2Ｓ（質量％）＝（２．８７×ＳｉＯ2（質量％））－（０．７５４×Ｃ3Ｓ（質量％））
Ｃ3Ａ（質量％）＝（２．６５×Ａｌ2Ｏ3（質量％））－（１．６９×Ｆｅ2Ｏ3（質量％））
Ｃ4ＡＦ（質量％）＝３．０４×Ｆｅ2Ｏ3（質量％）
Ｃ3Ｓ（質量％）＝（４．０７×ＣａＯ（質量％））－（７．６０×ＳｉＯ2（質量％））－（６．７２×Ａｌ2Ｏ3（質量％））－（１．４３×Ｆｅ2Ｏ3（質量％））
Ｃ2Ｓ（質量％）＝（２．８７×ＳｉＯ2（質量％））－（０．７５４×Ｃ3Ｓ（質量％））
Ｃ3Ａ（質量％）＝（２．６５×Ａｌ2Ｏ3（質量％））－（１．６９×Ｆｅ2Ｏ3（質量％））
Ｃ4ＡＦ（質量％）＝３．０４×Ｆｅ2Ｏ3（質量％）
【0014】
なお、本発明において、セメントクリンカー粉末（低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末を含むもの）の調製に用いられる、低熱ポルトランドセメントクリンカー及び早強ポルトランドセメントクリンカーのＣ２Ｓの含有率等の鉱物組成は、調製によって得られるセメントクリンカー粉末のＣ２Ｓ等の含有率の数値が、上述した数値範囲内となるものであることが、好ましい。
また、セメントクリンカー粉末は、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末以外のポルトランドセメントクリンカー粉末（以下、「他のクリンカー粉末」ともいう。）を含んでいてもよいが、セメント組成物の流動性及び強度発現性等の観点から、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末のみからなるものが好ましい。
セメントクリンカー粉末の全量中の他のクリンカー粉末の割合は、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、特に好ましくは０質量％である。
また、セメントクリンカー粉末は、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末以外のポルトランドセメントクリンカー粉末（以下、「他のクリンカー粉末」ともいう。）を含んでいてもよいが、セメント組成物の流動性及び強度発現性等の観点から、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末、及び、早強ポルトランドセメントクリンカー粉末のみからなるものが好ましい。
セメントクリンカー粉末の全量中の他のクリンカー粉末の割合は、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、特に好ましくは０質量％である。
【0015】
セメントクリンカー粉末のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性、及び強度発現性、さらには粉砕のコスト低減の観点から、好ましくは３，７００～５，２００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，８００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，０００～４，８００ｃｍ２／ｇである。
【0016】
（２）石膏粉末
本発明で使用する石膏粉末としては、例えば、二水石膏、半水石膏、および無水石膏等の粉末が挙げられる。これらは１種を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。
中でも、セメント組成物の流動性および強度発現性の観点から、二水石膏と半水石膏の混合物を用いることが好ましい。二水石膏及び半水石膏の合計量１００質量％中の半水石膏の割合は、セメント組成物の流動性および強度発現性の観点から、ＳＯ３換算で、好ましくは１０～９５質量％、より好ましくは２０～９０質量％、特に好ましくは３０～８５質量％である。
また、石膏粉末のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは５，０００～１５，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは６，０００～１４，０００ｃｍ２／ｇである。
本発明で使用する石膏粉末としては、例えば、二水石膏、半水石膏、および無水石膏等の粉末が挙げられる。これらは１種を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。
中でも、セメント組成物の流動性および強度発現性の観点から、二水石膏と半水石膏の混合物を用いることが好ましい。二水石膏及び半水石膏の合計量１００質量％中の半水石膏の割合は、セメント組成物の流動性および強度発現性の観点から、ＳＯ３換算で、好ましくは１０～９５質量％、より好ましくは２０～９０質量％、特に好ましくは３０～８５質量％である。
また、石膏粉末のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは５，０００～１５，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは６，０００～１４，０００ｃｍ２／ｇである。
【0017】
（３）フライアッシュ粉末
本発明で使用するフライアッシュ粉末のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは１，５００～８，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは２，０００～７，０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは２，５００～６，０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは２，７００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは２，９００～４，０００ｃｍ２／ｇである。
また、フライアッシュ粉末の単位質量中の、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＳＯ3、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、及びＭｎＯの各々の質量は、下記式（１）を満たすものが好ましい。
（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）＝０．１０～１．５０ ・・・（１）
上記式（１）の左辺から導き出される質量比は、好ましくは０．１０～１．５０、より好ましくは０．２０～１．００、さらに好ましくは０．２５～０．８０、さらに好ましくは０．２８～０．７０、特に好ましくは０．３０～０．６０である。該質量比が上記数値範囲内であれば、セメント組成物の強度発現性がより向上する。また、該質量比が１．５０以下であれば、セメント組成物からなる硬化体の乾燥収縮をより小さくすることができる。
本発明で使用するフライアッシュ粉末のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは１，５００～８，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは２，０００～７，０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは２，５００～６，０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは２，７００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは２，９００～４，０００ｃｍ２／ｇである。
また、フライアッシュ粉末の単位質量中の、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＳＯ3、ＴｉＯ2、Ｐ2Ｏ5、及びＭｎＯの各々の質量は、下記式（１）を満たすものが好ましい。
（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）＝０．１０～１．５０ ・・・（１）
上記式（１）の左辺から導き出される質量比は、好ましくは０．１０～１．５０、より好ましくは０．２０～１．００、さらに好ましくは０．２５～０．８０、さらに好ましくは０．２８～０．７０、特に好ましくは０．３０～０．６０である。該質量比が上記数値範囲内であれば、セメント組成物の強度発現性がより向上する。また、該質量比が１．５０以下であれば、セメント組成物からなる硬化体の乾燥収縮をより小さくすることができる。
【0018】
フライアッシュ粉末中の石英の、リートベルト解析法を用いて得られた格子体積の値は、セメント組成物の強度発現性の向上、および、該セメント組成物からなる硬化体の乾燥収縮の低減の観点から、好ましくは１１３．５～１１４．５Å３、より好ましくは１１３．６～１１４．４Å３、特に好ましくは１１３．７～１１４．３Å３である。
なお、フライアッシュ粉末は、通常、石英を５～２５質量％の割合で含むものである。
フライアッシュ粉末中の石英の、リートベルト解析法を用いて得られた格子体積の値は、該フライアッシュ粉末のＸ線回折図に基づき、例えば、Ｂｒｕｋｅｒ社製の解析ソフト（商品名：「ＴＯＰＡＳ ｖｅｒ２．１」）、及び、ＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）のＰＤＦデータベースから得られる結晶構造データ（データベースの検索に用いられるＩＣＤＤ ｎｕｎｍｂｅｒ：３３１１６１（Ｑｕａｒｔｚ））を用いて得ることができる。
なお、フライアッシュ粉末は、通常、石英を５～２５質量％の割合で含むものである。
フライアッシュ粉末中の石英の、リートベルト解析法を用いて得られた格子体積の値は、該フライアッシュ粉末のＸ線回折図に基づき、例えば、Ｂｒｕｋｅｒ社製の解析ソフト（商品名：「ＴＯＰＡＳ ｖｅｒ２．１」）、及び、ＩＣＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｄａｔａ）のＰＤＦデータベースから得られる結晶構造データ（データベースの検索に用いられるＩＣＤＤ ｎｕｎｍｂｅｒ：３３１１６１（Ｑｕａｒｔｚ））を用いて得ることができる。
【0019】
（４）その他の構成材料（石灰石粉末及び／又は高炉スラグ粉末）
本発明のセメント組成物は、さらに、石灰石粉末及び／又は高炉スラグ粉末を含むことができる。
石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ２／ｇ以上、好ましくは５，２００～１５，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは５，４００～１４，０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは５，５００～１３，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは５，７００～１２，０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ以上であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができる。
高炉スラグ粉末のブレーン比表面積は、３，０００ｃｍ２／ｇ以上、好ましくは３，２００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，５００～５，５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，８００～５，２００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，０００～５，０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ以上であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができる。
本発明のセメント組成物は、さらに、石灰石粉末及び／又は高炉スラグ粉末を含むことができる。
石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ２／ｇ以上、好ましくは５，２００～１５，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは５，４００～１４，０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは５，５００～１３，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは５，７００～１２，０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ以上であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができる。
高炉スラグ粉末のブレーン比表面積は、３，０００ｃｍ２／ｇ以上、好ましくは３，２００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，５００～５，５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，８００～５，２００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，０００～５，０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ以上であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上させることができる。
【0020】
２．セメント組成物の組成（構成材料の配合）
本発明のセメント組成物において、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合は、５～４０質量％、好ましくは１０～３５質量％、より好ましくは１５～３０質量％である。該割合が５質量％未満であれば、セメント組成物の水和熱が高くなる。また、セメント組成物の長期強度発現性が低下する。該割合が４０質量％を超えると、セメント組成物の強度発現性が低下する。また、上記割合を、上記数値範囲内にすることで、ボーグ式を用いて算出した、セメントクリンカー粉末中のＣ３Ｓ等の含有率を上述した数値範囲内にすることができる。
本発明のセメント組成物において、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合は、５～４０質量％、好ましくは１０～３５質量％、より好ましくは１５～３０質量％である。該割合が５質量％未満であれば、セメント組成物の水和熱が高くなる。また、セメント組成物の長期強度発現性が低下する。該割合が４０質量％を超えると、セメント組成物の強度発現性が低下する。また、上記割合を、上記数値範囲内にすることで、ボーグ式を用いて算出した、セメントクリンカー粉末中のＣ３Ｓ等の含有率を上述した数値範囲内にすることができる。
【0021】
本発明のセメント組成物において、セメントクリンカー粉末と石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の石膏粉末（ＳＯ３換算）の割合は、１．０～３．０質量％、好ましくは１．５～２．９質量％、より好ましくは１．８～２．８質量％、特に好ましくは１．８～２．６質量％である。該割合が１．０質量％未満であれば、セメント組成物の流動性が低下する。該割合が３．０質量％を超えると、セメント組成物の強度発現性が低下する。
また、セメントクリンカー粉末と石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の全ＳＯ３量の割合は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは１．５～３．５質量％、より好ましくは１．７～３．２質量％、さらに好ましくは２．０～３．０質量％、特に好ましくは２．３～３．０質量％である。
また、セメントクリンカー粉末と石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の全ＳＯ３量の割合は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは１．５～３．５質量％、より好ましくは１．７～３．２質量％、さらに好ましくは２．０～３．０質量％、特に好ましくは２．３～３．０質量％である。
【0022】
本発明のセメント組成物において、セメントクリンカー粉末、石膏粉末（ＳＯ３換算）及びフライアッシュ粉末の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末の割合は、１０質量％を超え、４０質量％以下、好ましくは１２～３５質量％、より好ましくは１５～３０質量％、特に好ましくは１６～２５質量％である。該割合が１０質量％以下であれば、セメント組成物の流動性が低下する。また、セメント組成物の水和熱が大きくなる。また、フライアッシュの有効活用を促進する観点から好ましくない。該割合が４０質量％を超えると、セメント組成物の強度発現性が低下する。
【0023】
本発明のセメント組成物において、セメントクリンカー粉末、石膏粉末（ＳＯ３換算）、フライアッシュ粉末、並びに、石灰石粉末及び／又は高炉スラグ粉末の合計量１００質量％中の石灰石粉末及び／又は高炉スラグ粉末の割合は、好ましくは０～１０．０質量％、より好ましくは１．０～９．０質量％、特に好ましくは２．０～８．０質量％である。該割合が上記数値範囲内であると、セメント組成物の強度発現性がより向上する。
【0024】
本発明のセメント組成物は、上述した構成材料（セメントクリンカー粉末、石膏粉末、フライアッシュ粉末、並びに、石灰石粉末及び／又は高炉スラグ粉末）の他に、必要に応じて、珪石粉末を、セメントクリンカー粉末１００質量部に対して、５．５質量部以下の量で含んでいてもよい。
また、本発明のセメント組成物のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは３，５００～５，５００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，６００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，７００～４，５００ｃｍ２／ｇである。
また、本発明のセメント組成物のブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは３，５００～５，５００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，６００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，７００～４，５００ｃｍ２／ｇである。
【0025】
３．セメント組成物の製造方法
本発明のセメント組成物の製造方法としては、例えば、以下の（ａ）～（ｃ）の方法が挙げられる。
（ａ）予め、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏を同時に粉砕して低熱ポルトランドセメントクリンカー含有粉末（以下、「ＬＣ」ともいう。）を作製し、また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏を同時に粉砕して早強ポルトランドセメントクリンカー含有粉末（以下、「ＨＣ」ともいう。）を作製し、次いで、ＬＣと、ＨＣと、フライアッシュ粉末と、必要に応じて石灰石粉末（ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ以上のもの）及び／又は高炉スラグ粉末（ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ以上のもの）を混合する方法
該方法において、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは３，３００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，３５０～５，５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，４００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，４００～４，０００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは４，２００～４，７００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，２５０～４，６５０ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，３００～４，６００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。
本発明のセメント組成物の製造方法としては、例えば、以下の（ａ）～（ｃ）の方法が挙げられる。
（ａ）予め、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏を同時に粉砕して低熱ポルトランドセメントクリンカー含有粉末（以下、「ＬＣ」ともいう。）を作製し、また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏を同時に粉砕して早強ポルトランドセメントクリンカー含有粉末（以下、「ＨＣ」ともいう。）を作製し、次いで、ＬＣと、ＨＣと、フライアッシュ粉末と、必要に応じて石灰石粉末（ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ２／ｇ以上のもの）及び／又は高炉スラグ粉末（ブレーン比表面積が３，０００ｃｍ２／ｇ以上のもの）を混合する方法
該方法において、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは３，３００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，３５０～５，５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，４００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，４００～４，０００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは４，２００～４，７００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，２５０～４，６５０ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，３００～４，６００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。
【0026】
（ｂ）予め、低熱ポルトランドセメントクリンカーと、石膏と、必要に応じて石灰石及び／又は高炉スラグを同時に粉砕して低熱ポルトランドセメントクリンカー含有粉末（ＬＣ）を作製し、また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏を同時に粉砕して早強ポルトランドセメントクリンカー含有粉末（ＨＣ）を作製し、次いで、ＬＣと、ＨＣと、フライアッシュ粉末を混合する方法
該方法において、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石及び／又は高炉スラグの粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは３，３００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，３５０～５，５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，４００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，４００～４，０００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。なお、該粉砕によって、粉砕物に含まれる石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ２／ｇ以上のものとなる。また、該粉砕によって、粉砕物に含まれる高炉スラグ粉末のブレーン比表面積は、３，０００ｃｍ２／ｇ以上のものとなる。
また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは４，２００～４，７００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，２５０～４，６５０ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，３００～４，６００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。
該方法において、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石及び／又は高炉スラグの粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは３，３００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，３５０～５，５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，４００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，４００～４，０００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。なお、該粉砕によって、粉砕物に含まれる石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ２／ｇ以上のものとなる。また、該粉砕によって、粉砕物に含まれる高炉スラグ粉末のブレーン比表面積は、３，０００ｃｍ２／ｇ以上のものとなる。
また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは４，２００～４，７００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，２５０～４，６５０ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，３００～４，６００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。
【0027】
（ｃ）予め、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏を同時に粉砕して低熱ポルトランドセメントクリンカー含有粉末（ＬＣ）を作製し、また、早強ポルトランドセメントと、石膏と、必要に応じて石灰石及び／又は高炉スラグを同時に粉砕して早強ポルトランドセメントクリンカー含有粉末（ＨＣ）を作製し、次いで、ＬＣと、ＨＣと、フライアッシュ粉末を混合する方法
該方法において、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは３，３００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，３５０～５，５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，４００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，４００～４，０００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。
また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石及び／又は高炉スラグの粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは４，２００～４，７００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，２５０～４，６５０ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，３００～４，６００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。なお、該粉砕によって、粉砕物に含まれる石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ２／ｇ以上のものとなる。また、該粉砕によって、粉砕物に含まれる高炉スラグ粉末のブレーン比表面積は、３，０００ｃｍ２／ｇ以上のものとなる。
該方法において、低熱ポルトランドセメントクリンカーと石膏の粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは３，３００～６，０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３，３５０～５，５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３，４００～５，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，４００～４，０００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。
また、早強ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石及び／又は高炉スラグの粉砕は、粉砕物のブレーン比表面積が、好ましくは４，２００～４，７００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４，２５０～４，６５０ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４，３００～４，６００ｃｍ２／ｇとなるまで行うことが好ましい。なお、該粉砕によって、粉砕物に含まれる石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ２／ｇ以上のものとなる。また、該粉砕によって、粉砕物に含まれる高炉スラグ粉末のブレーン比表面積は、３，０００ｃｍ２／ｇ以上のものとなる。
【0028】
本発明のセメント組成物は、水、及び、必要に応じて配合される他の材料（例えば、細骨材、粗骨材、セメント分散剤等）と混合されることによって、ペースト、モルタル、又はコンクリートとして使用される。
セメント分散剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、又はポリカルボン酸系等の、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。
本発明のセメント組成物を、モルタル又はコンクリートとして使用する場合には、骨材として、モルタルやコンクリートの製造に使用される通常の細骨材（例えば、川砂、陸砂、砕砂等）や粗骨材（例えば、川砂利、山砂利、砕石等）を使用することができる。また、骨材の一部または全部として、溶融スラグ（例えば、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、及び下水汚泥焼却灰から選ばれる一種以上を溶融して製造されたもの）、高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、コンクリート廃材等の廃棄物を使用することもできる。
なお、必要に応じて、本発明の目的に支障のない範囲内で、空気連行剤、消泡剤等の混和剤を使用してもよい。
セメント分散剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、又はポリカルボン酸系等の、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。
本発明のセメント組成物を、モルタル又はコンクリートとして使用する場合には、骨材として、モルタルやコンクリートの製造に使用される通常の細骨材（例えば、川砂、陸砂、砕砂等）や粗骨材（例えば、川砂利、山砂利、砕石等）を使用することができる。また、骨材の一部または全部として、溶融スラグ（例えば、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、及び下水汚泥焼却灰から選ばれる一種以上を溶融して製造されたもの）、高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、コンクリート廃材等の廃棄物を使用することもできる。
なお、必要に応じて、本発明の目的に支障のない範囲内で、空気連行剤、消泡剤等の混和剤を使用してもよい。
【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、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）低熱ポルトランドセメント１（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：２６．７質量％、Ｃ２Ｓ：５６．７質量％、Ｃ３Ａ：１．８質量％、Ｃ４ＡＦ：９．１質量％、石膏（ＳＯ３換算）：１．８質量％、全ＳＯ３量：２．３質量％、ブレーン比表面積：３，４４０ｃｍ２／ｇ
（２）低熱ポルトランドセメント２（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：２６．７質量％、Ｃ２Ｓ：５６．７質量％、Ｃ３Ａ：１．８質量％、Ｃ４ＡＦ：９．１質量％、石膏（ＳＯ３換算）：１．８質量％、全ＳＯ３量：２．３質量％、ブレーン比表面積：４，５００ｃｍ２／ｇ
（３）低熱ポルトランドセメント３（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：２６．７質量％、Ｃ２Ｓ：５６．７質量％、Ｃ３Ａ：１．８質量％、Ｃ４ＡＦ：９．１質量％、石膏（ＳＯ３換算）：１．８質量％、全ＳＯ３量：２．３質量％、ブレーン比表面積：５，５００ｃｍ２／ｇ
（４）早強ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：６５．２質量％、Ｃ２Ｓ：８．６質量％、Ｃ３Ａ：９．５質量％、Ｃ４ＡＦ：８．４質量％、石膏（ＳＯ３換算）：２．３質量％、全ＳＯ３量：３．０質量％、ブレーン比表面積：４，６００ｃｍ２／ｇ
（５）普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：６０．１質量％、Ｃ２Ｓ：１３．１質量％、Ｃ３Ａ：９．０質量％、Ｃ４ＡＦ：９．８質量％、石膏（ＳＯ３換算）：２．０質量％、ブレーン比表面積：３，２５０ｃｍ２／ｇ
（６）フライアッシュ粉末１；ブレーン比表面積：３，７６０ｃｍ２／ｇ、質量比（（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）：０．５１、石英の格子体積（Å３）：１１３．９
（７）フライアッシュ粉末２；ブレーン比表面積：５，０００ｃｍ２／ｇ、質量比（（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）：０．５１、石英の格子体積（Å３）：１１３．９
（８）石灰石粉末；ブレーン比表面積：８，５００ｃｍ２／ｇ
（９）細骨材；「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に定める標準砂
（１０）減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「マスターグレニウムＳＰ８Ｎ」
（１１）消泡剤；非イオン界面活性剤、日華化学社製、商品名「フォームレックス７４７」
（１２）水；水道水
［使用材料］
（１）低熱ポルトランドセメント１（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：２６．７質量％、Ｃ２Ｓ：５６．７質量％、Ｃ３Ａ：１．８質量％、Ｃ４ＡＦ：９．１質量％、石膏（ＳＯ３換算）：１．８質量％、全ＳＯ３量：２．３質量％、ブレーン比表面積：３，４４０ｃｍ２／ｇ
（２）低熱ポルトランドセメント２（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：２６．７質量％、Ｃ２Ｓ：５６．７質量％、Ｃ３Ａ：１．８質量％、Ｃ４ＡＦ：９．１質量％、石膏（ＳＯ３換算）：１．８質量％、全ＳＯ３量：２．３質量％、ブレーン比表面積：４，５００ｃｍ２／ｇ
（３）低熱ポルトランドセメント３（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：２６．７質量％、Ｃ２Ｓ：５６．７質量％、Ｃ３Ａ：１．８質量％、Ｃ４ＡＦ：９．１質量％、石膏（ＳＯ３換算）：１．８質量％、全ＳＯ３量：２．３質量％、ブレーン比表面積：５，５００ｃｍ２／ｇ
（４）早強ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：６５．２質量％、Ｃ２Ｓ：８．６質量％、Ｃ３Ａ：９．５質量％、Ｃ４ＡＦ：８．４質量％、石膏（ＳＯ３換算）：２．３質量％、全ＳＯ３量：３．０質量％、ブレーン比表面積：４，６００ｃｍ２／ｇ
（５）普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）；Ｃ３Ｓ：６０．１質量％、Ｃ２Ｓ：１３．１質量％、Ｃ３Ａ：９．０質量％、Ｃ４ＡＦ：９．８質量％、石膏（ＳＯ３換算）：２．０質量％、ブレーン比表面積：３，２５０ｃｍ２／ｇ
（６）フライアッシュ粉末１；ブレーン比表面積：３，７６０ｃｍ２／ｇ、質量比（（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）：０．５１、石英の格子体積（Å３）：１１３．９
（７）フライアッシュ粉末２；ブレーン比表面積：５，０００ｃｍ２／ｇ、質量比（（Ｎａ2Ｏ＋０．６５８×Ｋ2Ｏ）／（ＭｇＯ＋ＳＯ3＋ＴｉＯ2＋Ｐ2Ｏ5＋ＭｎＯ）：０．５１、石英の格子体積（Å３）：１１３．９
（８）石灰石粉末；ブレーン比表面積：８，５００ｃｍ２／ｇ
（９）細骨材；「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に定める標準砂
（１０）減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「マスターグレニウムＳＰ８Ｎ」
（１１）消泡剤；非イオン界面活性剤、日華化学社製、商品名「フォームレックス７４７」
（１２）水；水道水
【0030】
［実施例１］
低熱ポルトランドセメント１と早強ポルトランドセメントとフライアッシュ粉末１と石灰石粉末を、各材料が以下（１）～（３）の条件を満たすような量で混合して、セメント組成物１を調製した。
（１）低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が１５質量％であること
（２）低熱ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント及びフライアッシュ粉末の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末の割合が１８．６質量％であること
（３）低熱ポルトランドセメント１、早強ポルトランドセメント、フライアッシュ粉末及び石灰石粉末の合計量１００質量％中の石灰石粉末の割合が３．７質量％であること
低熱ポルトランドセメント１と早強ポルトランドセメントとフライアッシュ粉末１と石灰石粉末を、各材料が以下（１）～（３）の条件を満たすような量で混合して、セメント組成物１を調製した。
（１）低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が１５質量％であること
（２）低熱ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント及びフライアッシュ粉末の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末の割合が１８．６質量％であること
（３）低熱ポルトランドセメント１、早強ポルトランドセメント、フライアッシュ粉末及び石灰石粉末の合計量１００質量％中の石灰石粉末の割合が３．７質量％であること
【0031】
［実施例２］
低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が３０質量％となるように、各材料の量を定めた以外は実施例１と同様にして、セメント組成物２を調製した。
［実施例３］
低熱ポルトランドセメント１の代わりに低熱ポルトランドセメント２を使用した以外は実施例１と同様にして、セメント組成物３を調製した。
［実施例４］
低熱ポルトランドセメント１の代わりに低熱ポルトランドセメント２を使用した以外は実施例２と同様にして、セメント組成物４を調製した。
低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が３０質量％となるように、各材料の量を定めた以外は実施例１と同様にして、セメント組成物２を調製した。
［実施例３］
低熱ポルトランドセメント１の代わりに低熱ポルトランドセメント２を使用した以外は実施例１と同様にして、セメント組成物３を調製した。
［実施例４］
低熱ポルトランドセメント１の代わりに低熱ポルトランドセメント２を使用した以外は実施例２と同様にして、セメント組成物４を調製した。
【0032】
［実施例５］
低熱ポルトランドセメント１の代わりに低熱ポルトランドセメント３を使用した以外は実施例１と同様にして、セメント組成物５を調製した。
［実施例６］
低熱ポルトランドセメント１の代わりに低熱ポルトランドセメント３を使用した以外は実施例２と同様にして、セメント組成物６を調製した。
［実施例７］
フライアッシュ粉末１の代わりにフライアッシュ粉末２を使用した以外は実施例５と同様にして、セメント組成物７を調製した。
［実施例８］
フライアッシュ粉末１の代わりにフライアッシュ粉末２を使用した以外は実施例６と同様にして、セメント組成物８を調製した。
低熱ポルトランドセメント１の代わりに低熱ポルトランドセメント３を使用した以外は実施例１と同様にして、セメント組成物５を調製した。
［実施例６］
低熱ポルトランドセメント１の代わりに低熱ポルトランドセメント３を使用した以外は実施例２と同様にして、セメント組成物６を調製した。
［実施例７］
フライアッシュ粉末１の代わりにフライアッシュ粉末２を使用した以外は実施例５と同様にして、セメント組成物７を調製した。
［実施例８］
フライアッシュ粉末１の代わりにフライアッシュ粉末２を使用した以外は実施例６と同様にして、セメント組成物８を調製した。
【0033】
［比較例１］
早強ポルトランドセメントとフライアッシュ粉末１を、早強ポルトランドセメント及びフライアッシュ粉末１の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末１の割合が１８．０質量％となるような量で混合して、セメント組成物９を調製した。
［比較例２］
低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が５０質量％となるように、各材料の量を定めた以外は実施例１と同様にして、セメント組成物１０を調製した。
早強ポルトランドセメントとフライアッシュ粉末１を、早強ポルトランドセメント及びフライアッシュ粉末１の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末１の割合が１８．０質量％となるような量で混合して、セメント組成物９を調製した。
［比較例２］
低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が５０質量％となるように、各材料の量を定めた以外は実施例１と同様にして、セメント組成物１０を調製した。
【0034】
［比較例３］
普通ポルトランドセメントとフライアッシュ粉末１を、普通ポルトランドセメント及びフライアッシュ粉末１の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末１の割合が１８．０質量％となるように混合して、セメント組成物１１を調製した。
普通ポルトランドセメントとフライアッシュ粉末１を、普通ポルトランドセメント及びフライアッシュ粉末１の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末１の割合が１８．０質量％となるように混合して、セメント組成物１１を調製した。
【0035】
得られた各セメント組成物１～１１における、低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合と、ポルトランドセメントクリンカー粉末（実施例１～８及び比較例２：低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末と早強ポルトランドセメントクリンカー粉末からなるもの、比較例１：早強ポルトランドセメントクリンカー粉末、比較例３：普通ポルトランドセメントクリンカー粉末）及び石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の石膏粉末（ＳＯ３換算）の割合と、ポルトランドセメントクリンカー粉末、石膏粉末（ＳＯ３換算）及びフライアッシュ粉末の合計量１００質量％中のフライアッシュ粉末の割合を、表１に示す。
表１中、「低熱クリンカー」は、「低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末」を略したものである。
また、「低熱クリンカー」の種類「１」、「２」、「３」は、各々、「低熱ポルトランドセメント１中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末」、「低熱ポルトランドセメント２中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末」、「低熱ポルトランドセメント３中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末」を略したものである。
表１中、「低熱クリンカー」は、「低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末」を略したものである。
また、「低熱クリンカー」の種類「１」、「２」、「３」は、各々、「低熱ポルトランドセメント１中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末」、「低熱ポルトランドセメント２中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末」、「低熱ポルトランドセメント３中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末」を略したものである。
【0036】
セメント組成物１、３、５、７に含まれるポルトランドセメントクリンカー粉末中、Ｃ３Ｓの含有率は５９．４質量％、Ｃ２Ｓの含有率は１５．４質量％、Ｃ３Ａの含有率は８．４質量％、Ｃ４ＡＦの含有率は８．５質量％であった。
また、セメント組成物２、４、６、８に含まれるポルトランドセメントクリンカー粉末中、Ｃ３Ｓの含有率は５３．７質量％、Ｃ２Ｓの含有率は２３．０質量％、Ｃ３Ａの含有率は７．２質量％、Ｃ４ＡＦの含有率は８．６質量％であった。
また、セメント組成物１０に含まれるポルトランドセメントクリンカー粉末中、Ｃ３Ｓの含有率は４６．０質量％、Ｃ２Ｓの含有率は３２．７質量％、Ｃ３Ａの含有率は５．７質量％、Ｃ４ＡＦの含有率は８．８質量％であった。
実施例１～８及び比較例２において得られたセメント組成物１～８、１０中のセメントクリンカー粉末と石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の全ＳＯ３量の割合は、２．７～２．９質量％であった。
実施例１～８及び比較例２において得られたセメント組成物１～８、１０中のセメントクリンカー粉末のブレーン比表面積は、４，０００～４，８００ｃｍ２／ｇであった。
また、実施例１～８及び比較例１～３において得られたセメント組成物１～１１中の石膏粉末のブレーン比表面積は、８，０００～１２，０００ｃｍ２／ｇであった。
さらに、実施例１～８及び比較例１～３において得られたセメント組成物１～１１のブレーン比表面積は、３，７００～４，５００ｃｍ２／ｇであった。
なお、セメント組成物中の特定の材料（例えば、石膏粉末）のブレーン比表面積は、セメント組成物を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して、セメント組成物中の材料の粒子を特定し、該粒子の平均粒径を求めた後、該平均粒径から推定することができる。
また、セメント組成物２、４、６、８に含まれるポルトランドセメントクリンカー粉末中、Ｃ３Ｓの含有率は５３．７質量％、Ｃ２Ｓの含有率は２３．０質量％、Ｃ３Ａの含有率は７．２質量％、Ｃ４ＡＦの含有率は８．６質量％であった。
また、セメント組成物１０に含まれるポルトランドセメントクリンカー粉末中、Ｃ３Ｓの含有率は４６．０質量％、Ｃ２Ｓの含有率は３２．７質量％、Ｃ３Ａの含有率は５．７質量％、Ｃ４ＡＦの含有率は８．８質量％であった。
実施例１～８及び比較例２において得られたセメント組成物１～８、１０中のセメントクリンカー粉末と石膏粉末（ＳＯ３換算）の合計量１００質量％中の全ＳＯ３量の割合は、２．７～２．９質量％であった。
実施例１～８及び比較例２において得られたセメント組成物１～８、１０中のセメントクリンカー粉末のブレーン比表面積は、４，０００～４，８００ｃｍ２／ｇであった。
また、実施例１～８及び比較例１～３において得られたセメント組成物１～１１中の石膏粉末のブレーン比表面積は、８，０００～１２，０００ｃｍ２／ｇであった。
さらに、実施例１～８及び比較例１～３において得られたセメント組成物１～１１のブレーン比表面積は、３，７００～４，５００ｃｍ２／ｇであった。
なお、セメント組成物中の特定の材料（例えば、石膏粉末）のブレーン比表面積は、セメント組成物を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して、セメント組成物中の材料の粒子を特定し、該粒子の平均粒径を求めた後、該平均粒径から推定することができる。
【0037】
得られたセメント組成物について、以下の評価を行った。
（１）モルタルフローの測定
水とセメント組成物の質量比（水／セメント組成物）が０．３、細骨材とセメント組成物の質量比（細骨材／セメント組成物）が１．４、消泡剤とセメント組成物の質量比（消泡剤／セメント組成物）が０．００１、セメント分散剤とセメント組成物の質量比（セメント分散剤／セメント組成物）が０．００６５となる量で、セメント組成物等のこれら材料を混合して、モルタルを調製した。これら材料の混練は、ホバートミキサーを用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠（ただし、混練時間は、ここに記載されている時間よりも２分間長いものとした。）して行った。なお、混練に際して、セメント分散剤と消泡剤は水と同時にミキサーに投入した。
得られたモルタルについて、「ＪＩＳ Ａ １１７１（ポリマーセメントモルタルの試験方法）」に記載されたスランプコーンを用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」のフロー試験に準拠して、混練直後のモルタルフロー値を、１５回の落下運動を行わないで測定した。
（２）モルタル圧縮強さの測定
「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠して、材齢３日、７日、２８日の各時点におけるモルタル圧縮強さを測定した。
（３）水和熱の測定
「ＪＩＳ Ｒ ５２０３（セメントの物理試験方法）」に準拠して、材齢７日、２８日の各時点における水和熱を測定した。
それぞれの結果を表２に示す。
（１）モルタルフローの測定
水とセメント組成物の質量比（水／セメント組成物）が０．３、細骨材とセメント組成物の質量比（細骨材／セメント組成物）が１．４、消泡剤とセメント組成物の質量比（消泡剤／セメント組成物）が０．００１、セメント分散剤とセメント組成物の質量比（セメント分散剤／セメント組成物）が０．００６５となる量で、セメント組成物等のこれら材料を混合して、モルタルを調製した。これら材料の混練は、ホバートミキサーを用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠（ただし、混練時間は、ここに記載されている時間よりも２分間長いものとした。）して行った。なお、混練に際して、セメント分散剤と消泡剤は水と同時にミキサーに投入した。
得られたモルタルについて、「ＪＩＳ Ａ １１７１（ポリマーセメントモルタルの試験方法）」に記載されたスランプコーンを用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」のフロー試験に準拠して、混練直後のモルタルフロー値を、１５回の落下運動を行わないで測定した。
（２）モルタル圧縮強さの測定
「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠して、材齢３日、７日、２８日の各時点におけるモルタル圧縮強さを測定した。
（３）水和熱の測定
「ＪＩＳ Ｒ ５２０３（セメントの物理試験方法）」に準拠して、材齢７日、２８日の各時点における水和熱を測定した。
それぞれの結果を表２に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
表２から、比較例１（早強ポルトランドセメントとフライアッシュ粉末を混合してなるもの）のセメント組成物の材齢３日におけるモルタル圧縮強さ（３７．２Ｎ／ｍｍ２）及び材齢７日におけるモルタル圧縮強さ（４５．３Ｎ／ｍｍ２）は、各々、実施例１～８の材齢３日におけるモルタル圧縮強さ（２８．７～３４．７Ｎ／ｍｍ２）及び材齢７日におけるモルタル圧縮強さ（３７．８～４４．７Ｎ／ｍｍ２）よりも大きかったが、比較例１のセメント組成物の材齢２８日におけるモルタル圧縮強さ（５４．２Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１～８の材齢２８日におけるモルタル圧縮強さ（５６．４～６０．０Ｎ／ｍｍ２）よりも小さかった。また、比較例１のセメント組成物の各材齢における水和熱（材齢３日：３７２Ｊ、材齢７日：４０５Ｊ）は、実施例１～８の各材齢における水和熱（材齢７日：３１０～３５０Ｊ、材齢２８日：３６４～３９１Ｊ）よりも大きかった。
すなわち、比較例１のセメント組成物は、実施例１～８のセメント組成物と比較して、材齢３日及び７日におけるモルタル圧縮強さは大きいものの、水和熱が大きいという点で劣っていることがわかる。
すなわち、比較例１のセメント組成物は、実施例１～８のセメント組成物と比較して、材齢３日及び７日におけるモルタル圧縮強さは大きいものの、水和熱が大きいという点で劣っていることがわかる。
【0041】
また、比較例２（低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末及び早強ポルトランドセメントクリンカー粉末の合計量１００質量％中の低熱ポルトランドセメントクリンカー粉末の割合が５０質量％であるもの）のセメント組成物の各材齢における水和熱（材齢３日：２６５Ｊ、材齢７日：３１２Ｊ）は、実施例１～８の各材齢における水和熱よりも小さかったが、各材齢におけるモルタル圧縮強さ（材齢３日：２２．３Ｎ／ｍｍ２、材齢７日：２９．７Ｎ／ｍｍ２、材齢２８日：５４．２Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１～８の各材齢におけるモルタル圧縮強さよりも小さかった。
すなわち、比較例２のセメント組成物は、実施例１～８のセメント組成物と比較して、水和熱は小さいものの、各材齢におけるモルタル圧縮強さは小さいという点で劣っていることがわかる。
すなわち、比較例２のセメント組成物は、実施例１～８のセメント組成物と比較して、水和熱は小さいものの、各材齢におけるモルタル圧縮強さは小さいという点で劣っていることがわかる。
【0042】
さらに、比較例３（普通ポルトランドセメントとフライアッシュ粉末を混合してなるもの）のセメント組成物の各材齢における水和熱（材齢３日：３０７Ｊ、材齢７日：３５０Ｊ）は、実施例１～８の各材齢における水和熱よりも小さかったが、材齢３日におけるモルタル圧縮強さ（２７．６Ｎ／ｍｍ２）及び材齢２８日におけるモルタル圧縮強さ（５４．９Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１～８の各材齢におけるモルタル圧縮強さよりも小さく、材齢７日におけるモルタル圧縮強さ（４１．７Ｎ／ｍｍ２）は、実施例１～８の材齢７日におけるモルタル圧縮強さと同程度であった。また、比較例３のモルタルフロー（２８８ｍｍ）は、実施例１～８におけるモルタルフロー（２９５～３１０ｍｍ）よりも小さかった。
すなわち、比較例３のセメント組成物は、実施例１～８のセメント組成物と比較して、水和熱が小さいものの、モルタル圧縮強さが小さく（特に材齢３日及び２８日）かつモルタルフローが小さいという点で劣っていることがわかる。
すなわち、比較例３のセメント組成物は、実施例１～８のセメント組成物と比較して、水和熱が小さいものの、モルタル圧縮強さが小さく（特に材齢３日及び２８日）かつモルタルフローが小さいという点で劣っていることがわかる。