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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】2024-03-01
(45)【発行日】2024-03-11
(54)【発明の名称】水硬性組成物、水硬性組成物混合材料および硬化体
(51)【国際特許分類】
C04B 28/08 20060101AFI20240304BHJP
C04B 18/08 20060101ALI20240304BHJP
C04B 22/06 20060101ALI20240304BHJP
C04B 22/08 20060101ALI20240304BHJP
C04B 22/10 20060101ALI20240304BHJP
【ＦＩ】
C04B28/08
C04B18/08 Z
C04B22/06 Z
C04B22/08 B
C04B22/10
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2022531854
(86)(22)【出願日】2021-06-16
(86)【国際出願番号】 JP2021022805
(87)【国際公開番号】W WO2021256484
(87)【国際公開日】2021-12-23
【審査請求日】2022-09-06
(31)【優先権主張番号】P 2020105430
(32)【優先日】2020-06-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】荻野 正貴
(72)【発明者】
【氏名】大脇 英司
(72)【発明者】
【氏名】梶尾 知広
【審査官】酒井 英夫
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１４５０３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０９５７１８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ２／００－３２／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭酸カルシウムと、高炉スラグ微粉末と、膨張材と、消石灰とを含む水硬性組成物であって、前記炭酸カルシウムの割合が３０質量％～７０質量％の範囲内であり、
前記膨張材の割合が２～９質量％の範囲内であり、
前記消石灰の割合が２．３質量％以上であり、
前記炭酸カルシウム以外の粉体に占める前記高炉スラグ微粉末の割合が４０質量％以上であることを特徴とする、水硬性組成物。
【請求項2】
生石灰、フライアッシュ、ポルトランドセメントのうちの少なくとも１種類を含むことを特徴とする、請求項１に記載の水硬性組成物。
【請求項3】
前記炭酸カルシウム以外の材料中に３０質量％以下の割合でポルトランドセメントを含むことを特徴とする、請求項１に記載の水硬性組成物。
【請求項4】
請求項１に記載の水硬性組成物と硝酸塩化合物とを含む水硬性組成物混合材料であって、前記水硬性組成物１００質量％に対し、硝酸イオンに換算して１～３質量％の割合で前記硝酸塩化合物を含むことを特徴とする水硬性組成物混合材料。
【請求項5】
請求項１に記載の水硬性組成物と、繊維材料、骨材および化学混和剤のうちの少なくとも１種類とを含むことを特徴とする水硬性組成物混合材料。
【請求項6】
請求項１に記載の水硬性組成物と、硝酸塩化合物と、繊維材料、骨材および化学混和剤のうちの少なくとも１種類と、を含む水硬性組成物混合材料であって、前記水硬性組成物１００質量％に対し、硝酸イオンに換算して１～３質量％の割合で前記硝酸塩化合物を含むことを特徴とする水硬性組成物混合材料。
【請求項7】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水硬性組成物により形成されていることを特徴とする、硬化体。
【請求項8】
表面が研磨されていることを特徴とする、請求項７に記載の硬化体。
【請求項9】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の水硬性組成物混合材料により形成されていることを特徴とする、硬化体。
【請求項10】
表面が研磨されていることを特徴とする、請求項９に記載の硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、炭酸カルシウムを含有する水硬性組成物と、この水硬性組成物を含有する水硬性組成物混合材料と、水硬性組成物または水硬性組成物混合材料により形成された硬化体に関する。
【背景技術】
【0002】
建設部材を構築する際に、ＣＯ２（二酸化炭素）排出量の削減や耐火性の向上を目的として、コンクリート、モルタル、セメントペーストに炭酸カルシウムを添加する場合がある。例えば、特許文献１には、セメントと、炭酸カルシウムと、骨材と、添加剤と、多孔質材料とを含むセメント系材料が開示されている。
近年、ＣＯ２を回収して炭酸カルシウムを製造する技術が開発されている。この技術によって製造された炭酸カルシウムは、大気や排気ガス中のＣＯ２を固定している。水硬性組成物中に炭酸カルシウムを含有させれば、ＣＯ２を固定あるいは貯蔵し、ＣＯ２排出量の低減化を図ることができる。さらに、炭酸カルシウムは、高温時に吸熱反応が生じるため、周囲の熱を吸収し、自己消火性を発現する。そのため、炭酸カルシウムを使用した建築材料は、火災に強い材料となる。
近年、ＣＯ２を回収して炭酸カルシウムを製造する技術が開発されている。この技術によって製造された炭酸カルシウムは、大気や排気ガス中のＣＯ２を固定している。水硬性組成物中に炭酸カルシウムを含有させれば、ＣＯ２を固定あるいは貯蔵し、ＣＯ２排出量の低減化を図ることができる。さらに、炭酸カルシウムは、高温時に吸熱反応が生じるため、周囲の熱を吸収し、自己消火性を発現する。そのため、炭酸カルシウムを使用した建築材料は、火災に強い材料となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－０５１１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、大気中から回収したＣＯ２の安定した保持や貯蔵が可能であるとともに、費用の低減化を図ることが可能な水硬性組成物、この水硬性組成物を含有する水硬性組成物混合材料、および、水硬性組成物または水硬性組成物混合材料により形成された硬化体を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、炭酸カルシウムを含む水硬性組成物と、この水硬性組成物を含有する水硬性組成物混合材料と、水硬性組成物または水硬性組成物混合材料により形成された硬化体に関する。当該水硬性組成物に含まれる前記炭酸カルシウムの割合は３０質量％～９５質量％、好ましくは４０質量％～９５質量％、さらに好ましくは６０質量％～９５質量％の範囲内である。
水硬性組成物は、炭酸カルシウムに加えて、高炉スラグ微粉末、膨張材、消石灰、生石灰、フライアッシュおよびポルトランドセメントのうちの少なくとも１種類から選ばれる材料を含んでいるのが好ましい。特に、高炉スラグ微粉末、消石灰および膨張材を含んでいるのがより好ましい。この場合、水硬性組成物に含まれる前記炭酸カルシウムの割合は３０質量％～７０質量％が好ましい。
また、ポルトランドセメントを含む場合には、前記炭酸カルシウム以外の材料中の前記ポルトランドセメントの割合が７０質量％以下であり、３０質量％以下であるのがより好ましい。
また、膨張材は、水硬性組成物の材料全体に対して２～９質量％の割合であるのが好ましい。
かかる水硬性組成物によれば、硬化前に良好な流動性を発揮し、硬化後に必要な強度を発現するとともに、セメント使用量の減少によるＣＯ２排出量の低減化および炭酸カルシウムの使用によるＣＯ２の安定した保持や貯蔵が可能となる。また、当該水硬性組成物は、高炉スラグ微粉末やフライアッシュなどの産業副産物を多く含むため、資源の有効利用に貢献し、さらに炭酸カルシウムを多く含むので、耐火性に優れた部材を製造することが可能となる。
また、かかる水硬性組成物によれば、炭酸カルシウムの使用によるＣＯ２の保持に加え、供用期間中に中性化反応を生じ、大気中のＣＯ２を取り込むことが可能になる。
水硬性組成物は、炭酸カルシウムに加えて、高炉スラグ微粉末、膨張材、消石灰、生石灰、フライアッシュおよびポルトランドセメントのうちの少なくとも１種類から選ばれる材料を含んでいるのが好ましい。特に、高炉スラグ微粉末、消石灰および膨張材を含んでいるのがより好ましい。この場合、水硬性組成物に含まれる前記炭酸カルシウムの割合は３０質量％～７０質量％が好ましい。
また、ポルトランドセメントを含む場合には、前記炭酸カルシウム以外の材料中の前記ポルトランドセメントの割合が７０質量％以下であり、３０質量％以下であるのがより好ましい。
また、膨張材は、水硬性組成物の材料全体に対して２～９質量％の割合であるのが好ましい。
かかる水硬性組成物によれば、硬化前に良好な流動性を発揮し、硬化後に必要な強度を発現するとともに、セメント使用量の減少によるＣＯ２排出量の低減化および炭酸カルシウムの使用によるＣＯ２の安定した保持や貯蔵が可能となる。また、当該水硬性組成物は、高炉スラグ微粉末やフライアッシュなどの産業副産物を多く含むため、資源の有効利用に貢献し、さらに炭酸カルシウムを多く含むので、耐火性に優れた部材を製造することが可能となる。
また、かかる水硬性組成物によれば、炭酸カルシウムの使用によるＣＯ２の保持に加え、供用期間中に中性化反応を生じ、大気中のＣＯ２を取り込むことが可能になる。
【0006】
本発明による水硬性組成物を用いて鉄筋コンクリート構造を構成する場合には、供用期間中に必要以上に中性化反応が生じると、コンクリートの内部の鉄筋などの補強材の防錆効果が損なわれる場合がある。このような場合には、前記水硬性組成物１００質量％に対して、硝酸イオン（ＮＯ３－，式量６２）に換算して１～３質量％の割合で硝酸塩化化合物を含んでいるのが好ましい。
また、本発明の水硬性組成物混合材料は、上記水硬性組成物と、繊維材料、骨材および化学混和剤の少なくとも一種類の材料とを含んでいてもよい。
上記水硬性組成物または上記水硬性組成物混合材料に水を加えて混合し、所定の養生期間が経過すると、上記水硬性組成物または上記水硬性組成物混合材料により形成された硬化体が得られる。
また、本発明の水硬性組成物混合材料は、上記水硬性組成物と、繊維材料、骨材および化学混和剤の少なくとも一種類の材料とを含んでいてもよい。
上記水硬性組成物または上記水硬性組成物混合材料に水を加えて混合し、所定の養生期間が経過すると、上記水硬性組成物または上記水硬性組成物混合材料により形成された硬化体が得られる。
【発明の効果】
【0007】
本発明の水硬性組成物、水硬性組成物混合材料および硬化体によれば、炭酸カルシウムを多く添加することで、ＣＯ２排出量の低減化とＣＯ２の安定した保持や貯蔵が可能になるとともに、費用の低減化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】水硬性組成物について実施した実験結果であって、炭酸カルシウムの割合と中性化速度との関係を示すグラフである。
【図2】水硬性組成物を含有する水硬性組成物混合材料の硬化体の材齢２８日の強度と単位セメント量との関係を示すグラフである。
【図3】水硬性組成物の炭酸カルシウムの割合と、当該水硬性組成物を含有する水硬性組成物混合材料の硬化体の材齢２８日における圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図4】水硬性組成物の炭酸カルシウム以外の粉体中のポルトランドセメントの割合と、炭酸カルシウム以外の粉体中のポルトランドセメントの割合が１００％であるときを基準としたときの圧縮強度比の関係を示すグラフである。
【図5】水硬性組成物混合材料において膨張材の添加量を変化させた場合における凝結始発からの経過日数と収縮ひずみの関係を示すグラフである。
【図6】水硬性組成物混合材料において膨張材の添加量を変化させた場合における凝結始発からの経過日数と収縮ひずみの関係を示すグラフである。
【図7】硬化体に対して実施した促進対候性試験結果であって、色差と促進時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本実施形態では、ＣＯ２排出量の低減化とＣＯ２の安定した保持や貯蔵を目的として、大気中からＣＯ２を多量に回収可能な水硬性組成物、水硬性組成物混合材料および硬化体について説明する。
本実施形態の水硬性組成物は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）に加えて、高炉スラグ、膨張材、消石灰、生石灰、フライアッシュおよびポルトランドセメントのうちの少なくとも１種類とを含む粉体からなる。
本実施形態の水硬性組成物混合材料は、上記水硬性組成物に加えて、砂や砂利等の骨材、コンクリート用化学混和剤等の薬剤、金属や高分子材料による繊維材料などを含有するものである。
水硬性組成物の硬化体は、上記水硬性組成物に水を混練して得たペーストを硬化させたものである。また、水硬性組成物混合材料の硬化体は、上記水硬性組成物混合材料に水を混練して得た混練物（フレッシュモルタルやフレッシュコンクリートに相当）を硬化させたものであり、モルタルやコンクリートに相当するものである。
本実施形態の水硬性組成物は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）に加えて、高炉スラグ、膨張材、消石灰、生石灰、フライアッシュおよびポルトランドセメントのうちの少なくとも１種類とを含む粉体からなる。
本実施形態の水硬性組成物混合材料は、上記水硬性組成物に加えて、砂や砂利等の骨材、コンクリート用化学混和剤等の薬剤、金属や高分子材料による繊維材料などを含有するものである。
水硬性組成物の硬化体は、上記水硬性組成物に水を混練して得たペーストを硬化させたものである。また、水硬性組成物混合材料の硬化体は、上記水硬性組成物混合材料に水を混練して得た混練物（フレッシュモルタルやフレッシュコンクリートに相当）を硬化させたものであり、モルタルやコンクリートに相当するものである。
【0010】
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の前記粉体中の割合（水硬性組成物中に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合）は、３０質量％～９５質量％の範囲内、好ましくは４０質量％～９５質量％、さらに好ましくは６０質量％～９５質量％の範囲内である。炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）として、例えば、石灰石を粉砕、分級した重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）と呼ばれる天然炭酸カルシウム、および化学反応で微細な結晶を析出させた軽質炭酸カルシウムと呼ばれる合成炭酸カルシシウムを使用可能である。なお、ＣＯ２を回収して製造された炭酸カルシウムも、カルシウムとＣＯ２の反応により合成されていることから、軽質炭酸カルシウムとして扱うことができる。
【0011】
高炉スラグには、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｒ５２１１「高炉セメント」で使用される高炉スラグ微粉末またはＪＩＳ Ａ６２０６「コンクリート用高炉スラグ」に適合する高炉スラグ微粉末を使用するのが望ましい。また、高炉スラグは、比表面積が２０００～１００００ｃｍ２／ｇのもの、好ましくは３５００～７０００ｃｍ２／ｇのものを使用するのが望ましい。
膨張材には、例えば、ＪＩＳ Ａ６２０２「コンクリート用膨張材」に規定される膨張材を使用すればよい。膨張材は、水硬性組成物全体に対して２～９質量％割合で添加するのが望ましい。
消石灰には、例えば、ＪＩＳ Ｒ９００１「工業用石灰」に規定されるものを使用すればよい。また、生石灰は水と接触すると消石灰になるため、例えば、ＪＩＳ Ｒ９００１「工業用石灰」に規定される生石灰を消石灰の代わりに使用することができる。なお、この場合には、生石灰が消石灰に変化する際に必要な水の量を補正しておくとよい。
フライアッシュには、例えばＪＩＳ Ａ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に適合するものを使用すればよい。
ポルトランドセメントには、普通ポルトランドセメントを使用するが、ポルトランドセメントには、この他、中庸熱ポルトランドセメント、低熱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、耐硫酸塩ポルトランドセメント等、ＪＩＳ Ｒ５２１０「ポルトランドセメント」において規定されるもの、およびＪＩＳ Ｒ５２１４「エコセメント」も使用可能である。
膨張材には、例えば、ＪＩＳ Ａ６２０２「コンクリート用膨張材」に規定される膨張材を使用すればよい。膨張材は、水硬性組成物全体に対して２～９質量％割合で添加するのが望ましい。
消石灰には、例えば、ＪＩＳ Ｒ９００１「工業用石灰」に規定されるものを使用すればよい。また、生石灰は水と接触すると消石灰になるため、例えば、ＪＩＳ Ｒ９００１「工業用石灰」に規定される生石灰を消石灰の代わりに使用することができる。なお、この場合には、生石灰が消石灰に変化する際に必要な水の量を補正しておくとよい。
フライアッシュには、例えばＪＩＳ Ａ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に適合するものを使用すればよい。
ポルトランドセメントには、普通ポルトランドセメントを使用するが、ポルトランドセメントには、この他、中庸熱ポルトランドセメント、低熱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、耐硫酸塩ポルトランドセメント等、ＪＩＳ Ｒ５２１０「ポルトランドセメント」において規定されるもの、およびＪＩＳ Ｒ５２１４「エコセメント」も使用可能である。
【0012】
水硬性組成物中にポルトランドセメントを含む場合には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中のポルトランドセメントの割合を７０質量％以下とし、３０質量％以下とすることが好ましい。
また、ポルトランドセメントと、高炉スラグまたはフライアッシュを用いる場合には、当該成分を予め混合してある、例えばＪＩＳ Ｒ５２１１「高炉セメント」、または、例えばＪＩＳ Ｒ５２１３「フライアッシュセメント」をそれぞれ単独で、あるいは混合して用いてもよい。
また、ポルトランドセメントと、高炉スラグまたはフライアッシュを用いる場合には、当該成分を予め混合してある、例えばＪＩＳ Ｒ５２１１「高炉セメント」、または、例えばＪＩＳ Ｒ５２１３「フライアッシュセメント」をそれぞれ単独で、あるいは混合して用いてもよい。
【0013】
本実施形態の水硬性組成物によれば、硬化後に必要な強度を発現する。さらに、本実施形態の水硬性組成物によれば、セメント使用量の削減あるいはポルトランドセメントの省略により、ポルトランドセメントの製造に伴うＣＯ２排出量の低減化と、大気や排気ガスから回収して固定したＣＯ２の安定した保持や貯蔵が可能となる。高炉スラグと、膨張材、消石灰、生石灰、フライアッシュおよびポルトランドセメントのうちの少なくとも１種類とを含む高環境配慮型の水硬性組成物に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を配合した本実施形態の水硬性組成物は、普通ポルトランドセメントに炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を配合した水硬性組成物に比べて、粉体量に対する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の比率を増加させても、強度低下を抑制することができる。また、高炉スラグを多く含む配合では強度低下をより抑えることができる。
また、本実施形態の水硬性組成物は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を多く含んでいるので、耐火性に優れた部材を製造することが可能となる。炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）は、高温（５００～９００℃）時にＣａＣＯ３→ＣａＯ＋ＣＯ２の吸熱反応を生じるため、本実施形態の水硬性組成物は、火災時の自己消火性を有している。
また、本実施形態の水硬性組成物は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を多く含んでいるので、耐火性に優れた部材を製造することが可能となる。炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）は、高温（５００～９００℃）時にＣａＣＯ３→ＣａＯ＋ＣＯ２の吸熱反応を生じるため、本実施形態の水硬性組成物は、火災時の自己消火性を有している。
【0014】
以下、本実施形態の水硬性組成物について実施した実験結果について説明する。
（１）中性化速度
まず、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を０～５０質量％とし、その他の材料を表１の割合で混合した水硬性組成物の硬化体（ケースａ～ｊ）に対し、大気中のＣＯ２を吸収する速度（すなわち中性化速度）を、ＣＯ２濃度を５％とした促進条件下にて測定した。表１に示すように、ケースａ～ｃは、水硬性組成物を構成する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体材料として、高炉スラグ、膨張材、消石灰をそれぞれ異なる配合で含有させた。ケースｄでは、粉体材料としてポルトランドセメントと高炉スラグのみを含有させ、ケースｅでは、水硬性組成物を構成する粉体材料として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、ポルトランドセメントおよび高炉スラグを含有させた。また、ケースｆでは粉体材料としてポルトランドセメントと高炉スラグとフライアッシュを含有させた。なお、ケースｄ、ｆは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を使用せずに環境負荷の低減を図る場合の配合である。ケースｇでは粉体材料として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、ポルトランドセメント、高炉スラグおよびフライアッシュを含有させた。さらに、ケースｈ～ｊでは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体材料として、ポルトランドセメントのみを５０～１００質量％の範囲で添加した。
ここで、水硬性組成物の材料全体に対する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が３０質量％に満たないケースａ，ｂ，ｄ，ｆ，ｈ，ｉは比較例であり、３０質量％以上のケースｃ，ｅ，ｇ，ｊは実施例である。
（１）中性化速度
まず、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を０～５０質量％とし、その他の材料を表１の割合で混合した水硬性組成物の硬化体（ケースａ～ｊ）に対し、大気中のＣＯ２を吸収する速度（すなわち中性化速度）を、ＣＯ２濃度を５％とした促進条件下にて測定した。表１に示すように、ケースａ～ｃは、水硬性組成物を構成する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体材料として、高炉スラグ、膨張材、消石灰をそれぞれ異なる配合で含有させた。ケースｄでは、粉体材料としてポルトランドセメントと高炉スラグのみを含有させ、ケースｅでは、水硬性組成物を構成する粉体材料として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、ポルトランドセメントおよび高炉スラグを含有させた。また、ケースｆでは粉体材料としてポルトランドセメントと高炉スラグとフライアッシュを含有させた。なお、ケースｄ、ｆは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を使用せずに環境負荷の低減を図る場合の配合である。ケースｇでは粉体材料として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、ポルトランドセメント、高炉スラグおよびフライアッシュを含有させた。さらに、ケースｈ～ｊでは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体材料として、ポルトランドセメントのみを５０～１００質量％の範囲で添加した。
ここで、水硬性組成物の材料全体に対する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が３０質量％に満たないケースａ，ｂ，ｄ，ｆ，ｈ，ｉは比較例であり、３０質量％以上のケースｃ，ｅ，ｇ，ｊは実施例である。
【0015】
実験には、以下の材料を使用した。
水 ：上水道水
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積５．０m2/g
ポルトランドセメント：普通ポルトランドセメント 密度３．１６g/cm3、ブレーン比表面積３２７０cm2/g、ＪＩＳ Ｒ５２１０
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末４０００ 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤３０型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号，密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
フライアッシュ：フライアッシュII種 密度２．３０g/cm3、ブレーン比表面積４６４０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０１
水 ：上水道水
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積５．０m2/g
ポルトランドセメント：普通ポルトランドセメント 密度３．１６g/cm3、ブレーン比表面積３２７０cm2/g、ＪＩＳ Ｒ５２１０
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末４０００ 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤３０型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号，密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
フライアッシュ：フライアッシュII種 密度２．３０g/cm3、ブレーン比表面積４６４０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０１
【0016】
【表1】
【0017】
表１の配合による水硬性組成物Ｐに対して、水粉体比Ｗ／Ｐが０．５０となるように水Ｗを加えて混練し、得られた混練物（ペースト）でφ約３ｃｍ×高さ約５ｃｍの供試体を作製し、封かん養生した。供試体は、材齢２８日で脱型し、脱型後７日間、気温２０℃、湿度６０％で保管した。その後、底面の１面以外をアルミニウム製の接着テープでコーティングして、気温２０℃、湿度６０％、ＣＯ２濃度５％の環境に静置して、促進中性化試験を行った。
１４日間または２８日間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度１％のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧し、呈色しない範囲を中性化が進行した範囲として、促進中性化深さを測定した。測定結果を表２に示す。中性化は中性化期間の平方根に比例して進行することが知られており、中性化期間の平方根に対する促進中性化深さの変化の関係を直線で近似（線形近似）したときの、直線の傾きを中性化速度とすることができる。すなわち、中性化速度は促進中性化期間の平方根の変化に対する中性化深さの変化の割合を示したものである。図１に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合と中性化速度の関係を示す。
１４日間または２８日間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度１％のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧し、呈色しない範囲を中性化が進行した範囲として、促進中性化深さを測定した。測定結果を表２に示す。中性化は中性化期間の平方根に比例して進行することが知られており、中性化期間の平方根に対する促進中性化深さの変化の関係を直線で近似（線形近似）したときの、直線の傾きを中性化速度とすることができる。すなわち、中性化速度は促進中性化期間の平方根の変化に対する中性化深さの変化の割合を示したものである。図１に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合と中性化速度の関係を示す。
【0018】
【表2】
【0019】
表２および図１に示すように、ケースａ～ｃでは炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量を８．６質量％、２５質量％、５０質量％と増やしており、これらの配合の中性化速度は、それぞれ０．５０７、０．６４６、０．８６１cm/√ｄとなり、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が増えるにつれ中性化速度が増加している結果となった。
また、Ｗ／Ｐ＝０．５で固定した同一条件で粉体構成の違いの効果を確認しているケースｄ～ｇにおいても炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が増えるにつれ中性化速度が増加する結果となった。
さらに、ケースｈ～ｊでも炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が増えるにつれ中性化速度が増加している。
このように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が増えるほど、中性化速度が速くなる傾向にあった。なお、ケースｊの中性化速度は、同量の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含有するケースｃ，ｅ，ｇよりも小さい値であった。
また、Ｗ／Ｐ＝０．５で固定した同一条件で粉体構成の違いの効果を確認しているケースｄ～ｇにおいても炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が増えるにつれ中性化速度が増加する結果となった。
さらに、ケースｈ～ｊでも炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が増えるにつれ中性化速度が増加している。
このように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量が増えるほど、中性化速度が速くなる傾向にあった。なお、ケースｊの中性化速度は、同量の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含有するケースｃ，ｅ，ｇよりも小さい値であった。
【0020】
そして、図１に示されるように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を添加しない場合のケースｈ，ｄ，ｆの比較から、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中のポルトランドセメントの量を３０質量％以下に減じると中性化速度を大きな値とすることができる。
一方，水硬性組成物（粉体）の材料全体に対する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量を３０質量％以上とすると、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体の配合にかかわらず、ポルトランドセメントの量を３０質量％以下としたケースｆ（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を使用せずに環境負荷の低減を図る場合の配合）と同等以上の中性化速度になることが期待でき、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量を４０質量％以上とすると、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体の配合にかかわらず、ポルトランドセメントの量を３０質量％以下としたケースｄ（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を使用せずに環境負荷の低減を図る場合の配合）と同等以上の中性化速度になることが期待できる。
すなわち、粉体中の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量を３０質量％以上、好ましくは４０質量％以上とすれば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体の構成に関わらず粉体中のポルトランドセメントの割合を低下させた場合と同等以上の効果がえられる。
このようにして、中性化速度を大きくした水硬性配合物は、硬化後において、大気中のＣＯ２をより多く取り込む事が期待でき、供用中に大気中のＣＯ２を固定する量の増加が期待できることが確認できた。
一方，水硬性組成物（粉体）の材料全体に対する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量を３０質量％以上とすると、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体の配合にかかわらず、ポルトランドセメントの量を３０質量％以下としたケースｆ（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を使用せずに環境負荷の低減を図る場合の配合）と同等以上の中性化速度になることが期待でき、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量を４０質量％以上とすると、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体の配合にかかわらず、ポルトランドセメントの量を３０質量％以下としたケースｄ（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を使用せずに環境負荷の低減を図る場合の配合）と同等以上の中性化速度になることが期待できる。
すなわち、粉体中の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の量を３０質量％以上、好ましくは４０質量％以上とすれば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体の構成に関わらず粉体中のポルトランドセメントの割合を低下させた場合と同等以上の効果がえられる。
このようにして、中性化速度を大きくした水硬性配合物は、硬化後において、大気中のＣＯ２をより多く取り込む事が期待でき、供用中に大気中のＣＯ２を固定する量の増加が期待できることが確認できた。
【0021】
水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が等しいケースｃ，ｇ，ｅ，ｊを比較すると、水硬性組成物に占める高炉スラグの割合が増えると（すなわち、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体に占める高炉スラグの割合が増えると）、中性化速度が早くなる傾向にあった。したがって、水硬性組成物に高炉スラグを含有させる場合には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体に占める高炉スラグの割合を、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体（高炉スラグ、ポルトランドセメント、膨張材、消石灰、フライアッシュ）の中で大きくすることが好ましく、さらには、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体に占める高炉スラグの割合を４０質量％以上とすることがより好ましい。
【0022】
（２）圧縮強度
水硬性組成物を構造部材として使用する場合には、作用荷重に耐え得る圧縮強度を有していることが望ましい。そこで、水硬性組成物と細骨材（砂）とを含有する水硬性組成物混合材料について、水硬性組成物における炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合、水硬性組成物における炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の各材料の種類や量、水粉体比、を変更した場合における硬化後の圧縮強度（材齢７日強度、材齢２８日強度）を測定した。
水硬性組成物を構造部材として使用する場合には、作用荷重に耐え得る圧縮強度を有していることが望ましい。そこで、水硬性組成物と細骨材（砂）とを含有する水硬性組成物混合材料について、水硬性組成物における炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合、水硬性組成物における炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の各材料の種類や量、水粉体比、を変更した場合における硬化後の圧縮強度（材齢７日強度、材齢２８日強度）を測定した。
【0023】
実験には、以下の材料を使用した。
水 ：上水道水
ポルトランドセメント：普通ポルトランドセメント 密度３．１６g/cm3、比表面積 ３２７０cm2/g、ＪＩＳ Ｒ５２１０
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤３０型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
フライアッシュ：II種 密度２．３０g/cm3、比表面積 ４６４０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３） ：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積 ５.０m2/g
細骨材 :君津産山砂，津久見産砕砂，度会産砕砂の混合物 表乾密度２．６０g/cm3 吸水率 ２．０７％
水 ：上水道水
ポルトランドセメント：普通ポルトランドセメント 密度３．１６g/cm3、比表面積 ３２７０cm2/g、ＪＩＳ Ｒ５２１０
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤３０型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
フライアッシュ：II種 密度２．３０g/cm3、比表面積 ４６４０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３） ：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積 ５.０m2/g
細骨材 :君津産山砂，津久見産砕砂，度会産砕砂の混合物 表乾密度２．６０g/cm3 吸水率 ２．０７％
【0024】
表３に配合を示す。また、表４に強度試験結果を示す。なお、表４には、水硬性組成物に高炉スラグを含むケース１～４と、水硬性組成物がポルトランドセメントと炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）とからなるケースＡ，Ｂとの間で、水粉体比（Ｗ／Ｐ）および炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が同一の場合における強度の比率（圧縮強度比＝ケース１～４／ケースＡ，Ｂ）を示す。ここで、ケース１～４およびケースＡ，Ｂの後に付加した「２５」、「５０」等の数字は、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合（質量％）を示している。したがって、ケース１～４およびケースＡ，Ｂのうち、「０」、「２５」、「９９」の数字が付されたものは比較例であり、それ以外は実施例である。また、表４において、例えば、ケース１－５０およびケース２－５０の欄に記載された圧縮強度比は、ケースＡ－５０の強度に対する比率であり、ケース４－７０の欄に記載された圧縮強度比は、ケースＢ－７０の強度に対する比率である。また、ケース１－２５およびケース２－２５の欄に記載された圧縮強度比は、ケースＡ－２５の強度に対する比率である。
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】
図２は、単位セメント量（kg/m3）と材齢２８日（２８ｄ）における圧縮強度（表４参照）をグラフにしたものである。水硬性組成物混合材料の特性を明確にするため、Ｗ／Ｐを０．５に統一し、Ｗ／Ｐを０．５とした混練物の硬化体（モルタル）の結果を掲載した。ケースＡ（水硬性組成物を構成する粉体材料のうち、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体材料を全てポルトランドセメントとしたケース）では、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が高くなり、ポルトランドセメントの使用量（単位セメント量）が少なくなると強度が低下した。一方、ケース１～３（水硬性組成物を構成する粉体材料のうち、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体材料としてポルトランドセメント以外の粉体を含むケース）は、単位セメント量が少ない配合においてもケースＡと比較して圧縮強度は顕著に大きくなった。このように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含有する水硬性組成物は、ポルトランドセメントの使用量を大きく減じても実用上、十分な強度を有する。
【0028】
図２において、点線Ａ～Ｄは、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が同じ割合の配合物の強度を結んだ近似線である。水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が２５質量％である点線Ａ（比較例）は、単位セメント量が小さくなると強度が低下し、水硬性組成物の使用材料や割合を調整しても強度の改善効果が得られていない。一方、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が５０～９０質量％である点線Ｂ～Ｄ（実施例）においては、単位セメント量が小さくなると強度が増加していることがわかる。すなわち、本実施形態による水硬性組成物および水硬性組成物混合材料は、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が高いほど、圧縮強度を弱めることなく単位セメント量を削減できるという大きな効果が得られる。
【0029】
また、図２における直線ｉ～ivは、各ケースについて，炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を除いた粉体に占めるポルトランドセメントの割合が等しい配合物の強度変化の近似線を引いたものである。近似線は水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が５０質量％以上であり、強度の効果が認められた測定点を対象としている。直線ｉは炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を除いた粉体に占めるポルトランドセメントの割合が１００質量％の場合であり、直線ii、iii、ivはそれぞれ、３０質量％、１５質量％、０質量％の場合である。図２の直線ｉ～iiiから分かるように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を除いた粉体に占めるポルトランドセメントの割合が小さいほど、単位セメント量の増加に対する強度の増加率が大きくなる。すなわち、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を除いた粉体として、高炉スラグ、膨張材、消石灰、フライアッシュを使用し、ポルトランドセメントの割合を減らせば、単位セメント量を大きく増やさずとも圧縮強度を高めることができるという大きな効果が得られる。
【0030】
図３は、表４に示した２８日（２８ｄ）における圧縮強度比をグラフにしたものである。図２および図３、表４に示すように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が２５質量％(ケース１－２５，２－２５，３－２５，４－２５)では、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）とポルトランドセメントのみのケースＡ－２５，Ｂ－２５よりも圧縮強度が低くなる結果となった。一方、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が５０質量％以上（ケース１－５０、１－７０、１－９０、２－５０、２－７０、２－９０、３－７０、４－７０）になると、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）とポルトランドセメントのみのケースＡ－５０、Ａ－７０、Ａ－９０、Ｂ－５０、Ｂ－７０よりも圧縮強度が高くなることが確認できた。すなわち、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が２５質量％を超えると圧縮強度比が１を超える可能性があり、図３のグラフから、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が３０質量％を超えると圧縮強度比が１を超えることが確認できる。したがって、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が３０質量％以上であれば、ポルトランドセメントを、高炉スラグと、膨張材、消石灰、生石灰、フライアッシュおよびポルトランドセメントのうちの少なくとも１種類を用いた材料に置き換えた場合であっても、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）とポルトランドセメントのみの水硬性組成物混合材料と同等以上の強度を発現できる。水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が４０質量％以上であると、圧縮強度比が概ね１．２を超えるため好ましく、さらには６０質量％以上であると圧縮強度比が概ね１．４を超えるためより好ましい。
【0031】
図４は、図２に示した直線ii～ivの傾きについて、直線ｉに対する比率を示したものである。直線ｉ～ivの傾きは単位セメント量あたりの圧縮強度を示すものであるから、直線ｉに対する直線ii～ivの傾きの比率は、同一の単位セメント量における圧縮強度の比率とみなすことができ、縦軸にはこれを圧縮強度比として示した。
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中のポルトランドセメントの割合が小さくなると、圧縮強度比は高くなり、本発明の効果を確認することができる。炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中のポルトランドセメントの割合が７０質量％以下になると圧縮強度比は２を超え、３０質量％以下になると圧縮強度比はおおむね４を超えることから、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中のポルトランドセメントの割合は７０質量％以下とすることが好ましく、３０質量％以下とすることがより好ましい。
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中のポルトランドセメントの割合が小さくなると、圧縮強度比は高くなり、本発明の効果を確認することができる。炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中のポルトランドセメントの割合が７０質量％以下になると圧縮強度比は２を超え、３０質量％以下になると圧縮強度比はおおむね４を超えることから、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中のポルトランドセメントの割合は７０質量％以下とすることが好ましく、３０質量％以下とすることがより好ましい。
【0032】
また、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中に占めるポルトランドセメントの割合を３０質量％以下としたケース１－５０、１－７０、１－９０と、２－５０、２－７０、２－９０の結果から分かるように、高炉スラグの割合が増えるにつれて圧縮強度が高くなる傾向にある。したがって、水硬性組成物において、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中に占めるポルトランドセメントの割合が３０質量％以下である場合には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）以外の粉体中に占める高炉スラグの割合を７０質量％以上とすることが好ましく、８０質量％以上とすることがより好ましい。
【0033】
（３）炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４２～７０％の間で変化させた場合の圧縮強度
次に、本実施形態の水硬性組成物と細骨材（砂）と粗骨材（砂利）とを含有する水硬性組成物混合材料について、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４２～７０％の間で変化させ、性状を確認した。具体的には、水硬性組成物混合材料と水との混練物（以下「フレッシュコンクリート」と称する場合がある。）のスランプまたはスランプフローと、混練物の硬化体（以下「コンクリート」と称する場合がある。）の圧縮強度（材齢１日強度、材齢７日強度、材齢２８日強度）を測定した。圧縮強度用の試験体（コンクリート）は材齢２日で脱型し、その後は２０℃標準水中養生を行った。また、実施例３３，３５，３８では２０℃で２時間の封かん養生を行ってから６０℃で２．５時間の蒸気養生を行い、材齢１日の圧縮強度を測定した。
次に、本実施形態の水硬性組成物と細骨材（砂）と粗骨材（砂利）とを含有する水硬性組成物混合材料について、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４２～７０％の間で変化させ、性状を確認した。具体的には、水硬性組成物混合材料と水との混練物（以下「フレッシュコンクリート」と称する場合がある。）のスランプまたはスランプフローと、混練物の硬化体（以下「コンクリート」と称する場合がある。）の圧縮強度（材齢１日強度、材齢７日強度、材齢２８日強度）を測定した。圧縮強度用の試験体（コンクリート）は材齢２日で脱型し、その後は２０℃標準水中養生を行った。また、実施例３３，３５，３８では２０℃で２時間の封かん養生を行ってから６０℃で２．５時間の蒸気養生を行い、材齢１日の圧縮強度を測定した。
【0034】
実験には、以下の材料を使用した。
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積５m2/g
細骨材 :君津産山砂，津久見産砕砂，度会産砕砂の混合物 表乾密度２．６０g/cm3 吸水率 ２．０７％
粗骨材 ：青梅産砕石 最大粒径２０mm 表乾密度２．６６g/cm3 吸水率０．６０％
表５に本実験の配合を示す。また、表６に強度試験結果を示す。
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積５m2/g
細骨材 :君津産山砂，津久見産砕砂，度会産砕砂の混合物 表乾密度２．６０g/cm3 吸水率 ２．０７％
粗骨材 ：青梅産砕石 最大粒径２０mm 表乾密度２．６６g/cm3 吸水率０．６０％
表５に本実験の配合を示す。また、表６に強度試験結果を示す。
【0035】
【表5】
【0036】
【表6】
【0037】
表６に示すように、実施例３１，３２，３３，３４，３６，３７のフレッシュコンクリートは、いずれもスランプフローが４６.０ｃｍを超えており、高い流動性を示した。これらは、材料分離も起こらず、高流動コンクリートとして施工可能なフレッシュコンクリートであった。また、実施例３５、３８のフレッシュコンクリートは、スランプが１３．５ｃｍ、２０ｃｍある。このように、高流動でない通常のフレッシュコンクリートも製造可能である。なお、ＪＩＳ Ａ ５３０８において普通コンクリートのスランプまたはスランプフローの範囲が定められている。ＪＩＳの規定によると、スランプが５．５～２２．５ｃｍ、または、スランプフローが３７．５～７０．０ｃｍであることが求められるが、今回製造したフレッシュコンクリートはいずれもこの水準を満足していた。
【0038】
実施例３１～３８は、材齢７日の時点で圧縮強度が１７～４０Ｎ／ｍｍ２となり、材齢２８日では、２２～５５Ｎ／ｍｍ２であった。水和活性のない炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を水硬性組成物の全粉体中の４２～７０％と多量に添加しても、２０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を担保することができた。また、Ｗ／Ｐを０．２４１以下とすることで、４０Ｎ／ｍｍ２を超える高強度のコンクリートを製造できた。
以上のとおり、水硬性組成物を構成する粉体中の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４２～７０質量％とした配合について、鉄筋コンクリートなどの構造部材に使用される一般的なコンクリートと同様のワーカビリティを有するフレッシュコンクリートを製造できること、および、一般的なコンクリートの同程度の圧縮強度を有するコンクリートを製造できることを確認できた。
以上のとおり、水硬性組成物を構成する粉体中の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４２～７０質量％とした配合について、鉄筋コンクリートなどの構造部材に使用される一般的なコンクリートと同様のワーカビリティを有するフレッシュコンクリートを製造できること、および、一般的なコンクリートの同程度の圧縮強度を有するコンクリートを製造できることを確認できた。
【0039】
（４）硝酸塩化合物または亜硝酸塩化合物を含有する水硬性組成物混合材料の中性化速度
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４５質量％、その他の材料を表７の割合とした水硬性組成物と硝酸塩化合物の混合材料（水硬性組成物混合材料）に対し、Ｗ／Ｐが０．３０５となるように水を混合して水硬性組成物混合材料のペーストを作製し、これを硬化させた。なお、硝酸塩化合物に結合水が含まれる場合、添加する水の量はその結合水の値を除したものとした。また、添加する硝酸塩化合物の量は、水硬性組成物１００質量％に対し、窒素原子（Ｎ）の量が０．４５質量％（硝酸イオン（ＮＯ３ －）に換算して２質量％）となるようにした。なお、硝酸塩化合物は、粉体の状態で水硬性組成物と混合してもよいし、水に溶解させてから、水硬性組成物と混合してもよい。なお、Ｃａ（ＮＯ２）２・Ｈ２Ｏ、ＮａＮＯ２は、亜硝酸塩化合物であるが、本発明においては亜硝酸塩化合物として記載し、亜硝酸イオン（ＮＯ２ －）は硝酸イオン（ＮＯ３ －）として換算した。
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４５質量％、その他の材料を表７の割合とした水硬性組成物と硝酸塩化合物の混合材料（水硬性組成物混合材料）に対し、Ｗ／Ｐが０．３０５となるように水を混合して水硬性組成物混合材料のペーストを作製し、これを硬化させた。なお、硝酸塩化合物に結合水が含まれる場合、添加する水の量はその結合水の値を除したものとした。また、添加する硝酸塩化合物の量は、水硬性組成物１００質量％に対し、窒素原子（Ｎ）の量が０．４５質量％（硝酸イオン（ＮＯ３ －）に換算して２質量％）となるようにした。なお、硝酸塩化合物は、粉体の状態で水硬性組成物と混合してもよいし、水に溶解させてから、水硬性組成物と混合してもよい。なお、Ｃａ（ＮＯ２）２・Ｈ２Ｏ、ＮａＮＯ２は、亜硝酸塩化合物であるが、本発明においては亜硝酸塩化合物として記載し、亜硝酸イオン（ＮＯ２ －）は硝酸イオン（ＮＯ３ －）として換算した。
【0040】
実験には、以下の材料を使用した。
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積５．０m2/g
Ｃａ（ＮＯ２）２・Ｈ２Ｏ：関東化学社製、関東化学社１級規格適合品（純度９０．０％以上（滴定法））
Ｃａ（ＮＯ３）２・４Ｈ２Ｏ：関東化学社製、ＪＩＳ Ｋ８５４９（純度９９．０％以上（差数法））
Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ：関東化学社製、ＪＩＳＫ８５６７（純度９９．０％以上（滴定法））
ＮａＮＯ２：関東化学社製、ＪＩＳＫ８０１９（純度９８．５％以上（滴定法））
ＮａＮＯ３：関東化学社製、ＪＩＳＫ８５４２（純度９９．０％以上（滴定法））
ＫＮＯ３：関東化学社製、ＪＩＳＫ８５４８（純度９９．０％以上（滴定法））
ＮＨ４ＮＯ３：関東化学社製、ＪＩＳＫ８５４５（純度９９．０％以上（滴定法））
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積５．０m2/g
Ｃａ（ＮＯ２）２・Ｈ２Ｏ：関東化学社製、関東化学社１級規格適合品（純度９０．０％以上（滴定法））
Ｃａ（ＮＯ３）２・４Ｈ２Ｏ：関東化学社製、ＪＩＳ Ｋ８５４９（純度９９．０％以上（差数法））
Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ：関東化学社製、ＪＩＳＫ８５６７（純度９９．０％以上（滴定法））
ＮａＮＯ２：関東化学社製、ＪＩＳＫ８０１９（純度９８．５％以上（滴定法））
ＮａＮＯ３：関東化学社製、ＪＩＳＫ８５４２（純度９９．０％以上（滴定法））
ＫＮＯ３：関東化学社製、ＪＩＳＫ８５４８（純度９９．０％以上（滴定法））
ＮＨ４ＮＯ３：関東化学社製、ＪＩＳＫ８５４５（純度９９．０％以上（滴定法））
【0041】
【表7】
【0042】
表７の配合からなる水硬性組成物混合材料に所定量の水を混合して得たペーストを用いてφ約３ｃｍ×高さ約５ｃｍの供試体を作製し、封かん養生した。材齢２８日で脱型し、脱型後７日間、気温２０℃、湿度６０％で保管した。その後、底面の１面以外をアルミニウム製の接着テープでコーティングして、気温２０℃、湿度６０％、ＣＯ２濃度５％の環境に静置して、促進中性化試験を行った。
所定の期間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度１％のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧し、呈色しない範囲を中性化が進行した範囲として、促進中性化深さを測定した。測定結果を表８に示す。中性化は中性化期間の平方根に比例して進行することが知られており、中性化期間の平方根に対する促進中性化深さの変化の関係を直線で近似（線形近似）したときの、直線の傾きを中性化速度とすることができる。すなわち、中性化速度は促進中性化期間の平方根の変化に対する中性化深さの変化の割合を示したものである。
所定の期間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度１％のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧し、呈色しない範囲を中性化が進行した範囲として、促進中性化深さを測定した。測定結果を表８に示す。中性化は中性化期間の平方根に比例して進行することが知られており、中性化期間の平方根に対する促進中性化深さの変化の関係を直線で近似（線形近似）したときの、直線の傾きを中性化速度とすることができる。すなわち、中性化速度は促進中性化期間の平方根の変化に対する中性化深さの変化の割合を示したものである。
【0043】
【表8】
【0044】
表８に示すように、亜硝酸カルシウム１水和物（Ｃａ（ＮＯ２）２・Ｈ２Ｏ）、硝酸カルシウム４水和物（Ｃａ（ＮＯ３）２・４Ｈ２Ｏ）、硝酸マグネシウム６水和物（Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）を添加した際には顕著な中性化抑制効果がみられ、硝酸塩を含まない場合に比べて、中性化速度は６０％以下に減少した。
したがって、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウムの添加により、水硬性組成物混合材料の硬化体について、中性化速度を抑制できることが確認できた。
したがって、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウムの添加により、水硬性組成物混合材料の硬化体について、中性化速度を抑制できることが確認できた。
【0045】
（５）化学混和剤を含有する水硬性組成物混合材料の中性化速度
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４５質量％、その他の材料を表９の割合とした水硬性組成物と化学混和剤の混合材料（水硬性組成物混合材料）に対し、Ｗ／Ｐが０．３０５となるように水を混合して水硬性組成物混合材料のペーストを作製し、これを硬化させた。得られた硬化体に対し、促進中性化試験を行い、中性化速度を算出した。測定結果を表１０に示す。
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４５質量％、その他の材料を表９の割合とした水硬性組成物と化学混和剤の混合材料（水硬性組成物混合材料）に対し、Ｗ／Ｐが０．３０５となるように水を混合して水硬性組成物混合材料のペーストを作製し、これを硬化させた。得られた硬化体に対し、促進中性化試験を行い、中性化速度を算出した。測定結果を表１０に示す。
【0046】
なお、本実験には、以下の材料を使用した。
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末４０００ 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積５．０m2/g
化学混和剤：マスターセットＦＺＰ９９、ポゾリスソリューションズ社製、硝酸イオン換算含有量２４質量％
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末４０００ 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積５．０m2/g
化学混和剤：マスターセットＦＺＰ９９、ポゾリスソリューションズ社製、硝酸イオン換算含有量２４質量％
【0047】
【表9】
【0048】
表９の配合からなる水硬性組成物混合材料に所定量の水を混合して得たペーストを用いてφ約３ｃｍ×高さ約５ｃｍの供試体を作製し、封かん養生した。材齢２８日で脱型し、脱型後７日間、気温２０℃、湿度６０％で保管した。その後、底面の１面以外をアルミニウム製の接着テープでコーティングして、気温２０℃、湿度６０％、ＣＯ２濃度５％の環境に静置して、促進中性化試験を行った。
所定の期間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度１％のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧し、呈色しない範囲を中性化が進行した範囲として、促進中性化深さを測定した。測定結果を表１０に示す。中性化は中性化期間の平方根に比例して進行することが知られており、中性化期間の平方根に対する促進中性化深さの変化の関係を直線で近似（線形近似）したときの、直線の傾きを中性化速度とすることができる。すなわち、中性化速度は促進中性化期間の平方根の変化に対する中性化深さの変化の割合を示したものである。
所定の期間経過後に、供試体を割裂し、断面に濃度１％のフェノールフタレインのアルコール溶液を噴霧し、呈色しない範囲を中性化が進行した範囲として、促進中性化深さを測定した。測定結果を表１０に示す。中性化は中性化期間の平方根に比例して進行することが知られており、中性化期間の平方根に対する促進中性化深さの変化の関係を直線で近似（線形近似）したときの、直線の傾きを中性化速度とすることができる。すなわち、中性化速度は促進中性化期間の平方根の変化に対する中性化深さの変化の割合を示したものである。
【0049】
【表10】
【0050】
表１０に示すように、硝酸イオン（ＮＯ３
－）を含む化学混和剤を水硬性組成物１００質量％に対して６質量％以上（ＮＯ３
－に換算して１質量％以上）添加した際には顕著な中性化抑制効果がみられ、硝酸塩を含まない場合に比べて中性化速度は半減した。さらに、化学混和剤の量を増やすほど、中性化速度は小さくなった。
したがって、水硬性組成物１００質量％に対し、硝酸塩を硝酸イオンに換算して１質量％以上添加することで、水硬性組成物混合材料の硬化体の中性化速度を抑制できることが確認できた。
したがって、水硬性組成物１００質量％に対し、硝酸塩を硝酸イオンに換算して１質量％以上添加することで、水硬性組成物混合材料の硬化体の中性化速度を抑制できることが確認できた。
【0051】
（６）膨張材の添加量を変化させた場合の性状
次に、膨張材を含有する水硬性組成物について、性状を確認した。膨張材は、水硬性組成物（粉体）に占める割合を２～９質量％の範囲内で変化させた。本実験では、水硬性組成物と細骨材（砂）と粗骨材（砂利）とを含む水硬性組成物混合材料を水と混練し、得られた混練物（以下「フレッシュコンクリート」と称する場合がある。）についてスランプまたはスランプフロー、凝結の始発および終結時間を測定し、さらに、混練物の硬化体（以下「コンクリート」と称する場合がある。）について圧縮強度（材齢２８日強度）および自己収縮ひずみを測定した。
凝結の始発時間および終結時間の測定方法はJIS A 1147:2019 コンクリートの凝結時間試験方法に準拠して実施した。
次に、膨張材を含有する水硬性組成物について、性状を確認した。膨張材は、水硬性組成物（粉体）に占める割合を２～９質量％の範囲内で変化させた。本実験では、水硬性組成物と細骨材（砂）と粗骨材（砂利）とを含む水硬性組成物混合材料を水と混練し、得られた混練物（以下「フレッシュコンクリート」と称する場合がある。）についてスランプまたはスランプフロー、凝結の始発および終結時間を測定し、さらに、混練物の硬化体（以下「コンクリート」と称する場合がある。）について圧縮強度（材齢２８日強度）および自己収縮ひずみを測定した。
凝結の始発時間および終結時間の測定方法はJIS A 1147:2019 コンクリートの凝結時間試験方法に準拠して実施した。
【0052】
また、自己収縮ひずみの測定方法は、公益社団法人日本コンクリート工学会・超流動コンクリート研究委員会報告書IIに記載の高流動コンクリートの自己収縮試験方法に準拠して実施した。すなわち、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍのコンクリート角柱供試体の中央に埋め込み型ひずみ計を設置し、コンクリート打設後、材齢２日で脱型し、気温２０℃の室内においてビニールにて封かんした後、材齢３０日までの収縮量を測定し、その測定値を自己収縮ひずみとした。
表１１に本実験の配合を示す。また、表１２および図５，６に圧縮強度試験の結果を示す。
表１１に本実験の配合を示す。また、表１２および図５，６に圧縮強度試験の結果を示す。
【0053】
なお、実験には、以下の材料を使用した。
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末４０００ 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６g/cm3、BET比表面積５．０m2/g
細骨材 ：君津産山砂，津久見産砕砂，度会産砕砂の混合物 表乾密度２．６０g/cm3 吸水率 ２．０７％
粗骨材 ：青梅産砕石 最大粒径２０mm 表乾密度２．６６g/cm3 吸水率 ０．６０％
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末４０００ 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６g/cm3、BET比表面積５．０m2/g
細骨材 ：君津産山砂，津久見産砕砂，度会産砕砂の混合物 表乾密度２．６０g/cm3 吸水率 ２．０７％
粗骨材 ：青梅産砕石 最大粒径２０mm 表乾密度２．６６g/cm3 吸水率 ０．６０％
【0054】
【表11】
【0055】
【表12】
【0056】
表１２に示すように、全ての実施例においてスランプが１９cmまたはスランプフローが４０.０～６０.０ｃｍであり、普通コンクリートとしてＪＩＳ Ａ ５３０８に定められるスランプが６．５～２２．５ｃｍ、または、スランプフローが３７．５～７０．０ｃｍの範囲にあり、適切な流動性を示した。また、材齢２８日の圧縮強度は３０Ｎ／ｍｍ２を超えており、十分な圧縮強度を有していた。すなわち、実施例６１～６６の水硬性組成物混合材料は、水硬性組成物に占める膨張材の割合を２～９質量％（膨張材の使用量を１４～５７kg/m3）と変化させた場合にも、コンクリートとして製造および施工可能な性質を有していた。
【0057】
また、表１２および図５に示すように、実施例６１および実施例６２は、自己収縮ひずみがそれぞれ－４４２×１０－６、－４１７×１０－６と大きい値を示した。一方、水硬性組成物に占める膨張材の割合を６質量％または９質量％（膨張材の使用量を４１kg/m3または５７kg/m3）にした実施例６３および実施例６４は、自己収縮ひずみがそれぞれ－３４７×１０－６、－０．１６×１０－６と大きく減少した。実施例６１～６４よりも単位水量が大きい実施例６５，６６においても、膨張材の割合を増やすことで、自己収縮ひずみが減少した（図６参照）
水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が４０～５２質量％である配合において、膨張材の割合を２～９質量％と変化させた場合に、通常のコンクリートと同様の手法でコンクリートを製造可能であること、自己収縮ひずみを膨張材の添加で制御可能であることを確認できた。
水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合が４０～５２質量％である配合において、膨張材の割合を２～９質量％と変化させた場合に、通常のコンクリートと同様の手法でコンクリートを製造可能であること、自己収縮ひずみを膨張材の添加で制御可能であることを確認できた。
【0058】
（７）繊維材料を添加した場合の性状
次に、本実施形態の水硬性組成物、繊維材料、細骨材および粗骨材を含有する水硬性組成物混合材料の硬化体（以下「コンクリート」と称する場合がある。）について、性状を確認した。具体的には、水硬性組成物混合材料と水との混練物（以下「フレッシュコンクリート」と称する場合がある。）のスランプまたはスランプフローと、混練物の硬化体の圧縮強度（材齢１日強度、材齢２日強度、材齢２８日強度）を測定した。
次に、本実施形態の水硬性組成物、繊維材料、細骨材および粗骨材を含有する水硬性組成物混合材料の硬化体（以下「コンクリート」と称する場合がある。）について、性状を確認した。具体的には、水硬性組成物混合材料と水との混練物（以下「フレッシュコンクリート」と称する場合がある。）のスランプまたはスランプフローと、混練物の硬化体の圧縮強度（材齢１日強度、材齢２日強度、材齢２８日強度）を測定した。
【0059】
実験には、以下の材料を使用した。
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ブレーン比表面積 ４３５０cm2/g
細骨材 :行方産陸砂と佐野産石灰砕砂の混合物 表乾密度２．６４g/cm3 吸水率 １．９１％
粗骨材 ：佐野産石灰砕石 最大粒径２０mm 表乾密度２．７１g/cm3 吸水率 ０．９７％
繊維材料：鋼繊維、３５mm長（Dramix3D、ベカルトジャパン社製）
化学混和剤：マスターセットＦＺＰ９９、ポゾリスソリューションズ社製、硝酸イオン換算含有量２４質量％
表１３に本実験の配合を示す。また、表１４に強度試験結果を示す。
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ブレーン比表面積 ４３５０cm2/g
細骨材 :行方産陸砂と佐野産石灰砕砂の混合物 表乾密度２．６４g/cm3 吸水率 １．９１％
粗骨材 ：佐野産石灰砕石 最大粒径２０mm 表乾密度２．７１g/cm3 吸水率 ０．９７％
繊維材料：鋼繊維、３５mm長（Dramix3D、ベカルトジャパン社製）
化学混和剤：マスターセットＦＺＰ９９、ポゾリスソリューションズ社製、硝酸イオン換算含有量２４質量％
表１３に本実験の配合を示す。また、表１４に強度試験結果を示す。
【0060】
【表13】
【0061】
【表14】
【0062】
表１４に示すように、実施例７１、７２、７３、７４は、フレッシュコンクリート（鋼繊維添加後の水硬性組成物混合材料）のスランプフローが５０.０ｃｍを超えており、高い流動性を示した。鋼繊維や骨材の材料分離も生じておらず、良好に施工可能なフレッシュコンクリートを製造できた。なお、ＪＩＳ Ａ ５３０８において普通コンクリートのスランプフローの範囲が定められており、スランプフローが３７．５～７０．０ｃｍであることが求められている。今回製造した鋼繊維混入後のフレッシュコンクリートはいずれもこの水準を満足していた。
【0063】
実施例７１、７２、７３、７４は、材齢１日の時点で圧縮強度が５～１０Ｎ／ｍｍ２となり、材齢２日の時点で圧縮強度は１４～２３Ｎ／ｍｍ２であった。また、材齢２８日の時点で圧縮強度は４０～５８Ｎ／ｍｍ２であった。炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）は、水和活性を有しないが、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４６．４質量％と多量にしても、４０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を担保することができた。また、鋼繊維を添加することにより曲げ強度に加えて圧縮強度の増強が期待できる。例えば、実施例７２は、実施例６６（表１１参照）に対して鋼繊維が添加された材料と実質的に同一であるが、材齢２８日の圧縮強度を比較すると、鋼繊維が添加されていない実施例６６は３４Ｎ／ｍｍ２であったのに対し、鋼繊維を添加した実施例７２は４３Ｎ／ｍｍ２であった。
以上の結果から、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を高くし、さらに、繊維材料を添加した水硬性組成物混合材料でも、通常の繊維補強コンクリートと同様のワーカビリティ、圧縮強度を備えたコンクリートを製造可能であることを確認できた。
以上の結果から、水硬性組成物に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を高くし、さらに、繊維材料を添加した水硬性組成物混合材料でも、通常の繊維補強コンクリートと同様のワーカビリティ、圧縮強度を備えたコンクリートを製造可能であることを確認できた。
【0064】
（８）研磨の効果
次に、本実施形態の水硬性組成物と細骨材と粗骨材とを含有する水硬性組成物混合材料の硬化体について、硬化体の表面を研磨した場合の効果を確認した。以下の水硬性組成物混合材料では、水硬性組成物中に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４１．３質量％とした。そして、水硬性組成物混合材料（水硬性組成物、細骨材および粗骨材）に水を加えて混練し、混練物（フレッシュコンクリート）を型枠に流し込んで硬化させ、１５cm×１５cm×厚さ１cmの直方体の供試体を作製した。作製した供試体は、材齢１４日まで屋外（外気温０～７℃）にて封かん養生した後に脱型し、その後、石材研磨機を用いて粒度＃４００による研磨を行った。表１５に配合を示す。
次に、本実施形態の水硬性組成物と細骨材と粗骨材とを含有する水硬性組成物混合材料の硬化体について、硬化体の表面を研磨した場合の効果を確認した。以下の水硬性組成物混合材料では、水硬性組成物中に占める炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の割合を４１．３質量％とした。そして、水硬性組成物混合材料（水硬性組成物、細骨材および粗骨材）に水を加えて混練し、混練物（フレッシュコンクリート）を型枠に流し込んで硬化させ、１５cm×１５cm×厚さ１cmの直方体の供試体を作製した。作製した供試体は、材齢１４日まで屋外（外気温０～７℃）にて封かん養生した後に脱型し、その後、石材研磨機を用いて粒度＃４００による研磨を行った。表１５に配合を示す。
【0065】
なお、実験には、以下の材料を使用した。
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積 ５.０m2/g
細骨材 ：稲田産花崗岩砕砂 表乾密度２．６０g/cm3 吸水率 ０．３８％
粗骨材 ：稲田産花崗岩砕石 最大粒径１２mm 表乾密度２．６２g/cm3 吸水率 ０．６４％
水 ：上水道水
高炉スラグ ：高炉スラグ微粉末4000 密度２．８９g/cm3、ブレーン比表面積４４８０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０６
膨張材 ：膨張剤30型（石灰系膨張材） 密度３．１５g/cm3、ブレーン比表面積３８１０cm2/g、ＪＩＳ Ａ６２０２
消石灰 ：消石灰特号 密度２．２０g/cm3、６００μmふるい全通、ＪＩＳ Ｒ９００１
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：軽質炭酸カルシウム 密度２．６７g/cm3、ＢＥＴ比表面積 ５.０m2/g
細骨材 ：稲田産花崗岩砕砂 表乾密度２．６０g/cm3 吸水率 ０．３８％
粗骨材 ：稲田産花崗岩砕石 最大粒径１２mm 表乾密度２．６２g/cm3 吸水率 ０．６４％
【0066】
【表15】
【0067】
供試体（水硬性組成物混合材料の硬化体）を気温２０℃の室内で保管し、材齢２８日後に促進耐候性試験機（XER-W75：岩崎電気製）を用いて、乾湿サイクル２時間（乾燥１０２分，湿潤１８分）、照射強度６０Ｗ／ｍ２、の条件で促進試験を５０００時間行った。０，５００，１０００，２０００，３０００，４０００，５０００時間にて、分光色差計（NF333：日本電色工業製）を用いて、供試体の２４か所の硬化部分（非骨材部分）のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間（ＪＩＳ Ｚ８７８１－４）を測定して平均値を算出し、０時間の時の供試体との色差を評価した。図７に促進時間と色差の関係を示す。
【0068】
作製した供試体は研磨により平滑となり、骨材の欠けなどの欠損もなく、大理石などの石材を模した仕上げ材とすることができた。図７に示すように、５０００時間経過しても色の変化は観察されず，紫外線による変色などを受けないことを確認できた。
また，別途作製した直径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの円柱供試体を封かん養生し、材齢２８日にて圧縮強度試験したところ、圧縮強度は３６．２Ｎ／ｍｍ２であった。
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を多量に含む水硬性組成物混合材料の硬化体に対して研磨仕上げを施すことにより、石材を模した仕上げ材とすることができた。また、耐候性試験により、硬化体に変色などが生じないことが確認できた。
また，別途作製した直径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍの円柱供試体を封かん養生し、材齢２８日にて圧縮強度試験したところ、圧縮強度は３６．２Ｎ／ｍｍ２であった。
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を多量に含む水硬性組成物混合材料の硬化体に対して研磨仕上げを施すことにより、石材を模した仕上げ材とすることができた。また、耐候性試験により、硬化体に変色などが生じないことが確認できた。
【0069】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、高炉スラグ、膨張材、消石灰、生石灰、フライアッシュおよびポルトランドセメントを構成する材料は、前記実施形態で示したものに限定されるものではない。
例えば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、高炉スラグ、膨張材、消石灰、生石灰、フライアッシュおよびポルトランドセメントを構成する材料は、前記実施形態で示したものに限定されるものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】