JP2014148059A

JP2014148059A - 所望する特性を有するコンクリートの製造方法

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Publication number: JP2014148059A
Application number: JP2013016682A
Authority: JP
Inventors: Takashi Saito; 尚齋藤; Yasunori Suzuki; 康範鈴木; Norie Fukuoka; 紀枝福岡; Masao Kusano; 昌夫草野; Akira Yamada; 曜山田; Koji Sakai; 孝司堺; Kazuto Fukutome; 和人福留; Mamoru Sakamoto; 守坂本; Atsushi Saito; 淳齋藤; Takeki Matsuya; 武樹松家
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; Kagawa University NUC; Hazama Ando Corp
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; Kagawa University NUC; Hazama Ando Corp
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: JP6177534B2

Abstract

【課題】
既存のセメント製造プラントを用い、既存のセメントの混合割合を変化させて、強度等の所望する特性を有する任意のコンクリートを柔軟に製造することができる、所望する特性を有するコンクリートの製造方法を提供する。
【解決手段】
本発明のコンクリートの製造方法は、既存のコンクリートプラントを用いて所望の特性を有するコンクリートを、既存する２種以上のセメントを混合して製造するにあたり、既存のセメントがポルトランドセメントの場合には化合物組成を、既存のセメントが混合セメントの場合には化合物組成及び混合材量を、予め例えば粉末Ｘ線回折リートベルト法により分析し、所望するコンクリートの特性に応じて、該分析した既存の２種以上のセメントの混合割合量を定め、これらのセメントを混合して、所望の特性を有するコンクリートを製造する方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、所望する特性を有するコンクリートの製造方法に関し、特に既存のセメント製造プラントを利用し、既存のセメントを２種以上組み合わせてその混合割合を変化させることによって、所望する特性を有する任意のコンクリートを簡便な方法で製造することができる、所望する特性を有するコンクリートの製造方法に関するものである。

近年、世界レベルおよび日本レベルで温室効果ガスの削減目標が設定され、あらゆる分野で環境に対する配慮の重要性がますます増大している。
我が国では、短期目標として、２０１２年頃までに温室効果ガス全体の基準排出量を１９９０年比６％削減することを目標としている。
また、中期目標として２０２０年までに２５％以上の削減を、長期目標として２０５０年までに５０％以上の削減を目標に掲げている。

上記の削減目標に対して、あらゆる産業が低炭素技術開発に向けて活発に取り組んでいるなか、建設セクター・コンクリートセクターにおいても温室効果ガスの削減に取組む必要がある。

コンクリートの材料の中で最もＣＯ_２を排出する材料はセメントである。
従って、セメントの製造に対してＣＯ_２を削減することが、温室効果ガスの削減に最も効果的である。
そのため、コンクリート単位体積あたりのセメント量を減らすことがＣＯ_２を削減させる１つの有効な手段となる。その代表的な例が、高炉スラグ微粉末（以下、「高炉スラグ」と略記する）及び／又はフライアッシュをセメントに混合させた２成分系または３成分系混合セメントである。

一方、コンクリートの高性能化、高機能化に対する要求も益々高度化してきている。
そのために、建築・土木構造物の種類、設計条件、環境条件、施工条件や維持管理条件等のニーズに個々に応じたコンクリートを製造する対応が求められている。

これらのコンクリート製造への要求をセメント分野から対応すると、セメントを多品種化せざるを得ない。
しかしながら、現在のセメントの流通体制、レディーミクストコンクリートの製造設備を勘案すると、セメントの多品種化によって、コンクリート製造への要求に対応するには、かなりの制限があるのが現状である。

例えば、特表２００３−５２７２７５号公報（特許文献１）には、圧縮強度を向上させるために、水硬性セメント組成物であって、ポルトランドセメントを含有しかつＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−プロパノールアミンおよびＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）−Ｎ−（ヒドロキシエチル）アミンから成る群から選択されるヒドロキシルアミンを上記セメントの０．１重量パーセント以下であるが硬化したセメント組成物が１、３、７および２８日後に示す圧縮強度を向上させるに有効な量で含有する混合物を含んで成る水硬性セメント組成物が記載されている。

特開２００８−２３０８９２号公報（特許文献２）には、流動性の良否を判定できる特性評価方法により選定したシリカフュームを用いたコンクリートの製造方法として、セメント、シリカフューム、及び減水剤を含むセメント組成物に骨材と水とを配合するセメンシリカフュームを含有するセメントペーストを回転数７５００ｒｐｍ以上で遠心分離し、上澄み水の量を測定して自由水量を定量する、シリカフュームの特性評価方法により選定した自由水量が８％以上であるシリカフュームを用いる、セメントコンクリートの製造方法が記載されている。

しかし、従来のコンクリートの製造方法は、所望する特性を得るために、別途新たに添加剤を加えることで所望する特性のコンクリートを製造していた。

また、レディーミクストコンクリート工場においては、例えば上記のような高炉スラグ及び／又はフライアッシュをセメントに混合させた２成分系又は３成分系混合セメントやポルトランドセメント同士を混合した特殊ポルトランドセメントを用いたコンクリートを製造する場合には、セメント工場などで製造された混合セメント又は特殊ポルトランドセメントをセメントサイロに、少量使用の場合には混和材サイロに受け入れ、貯蔵ビン・計量ビンを経由して、他の材料と共に計量し、ミキサで練り混ぜて製造するのが一般的である。

しかしながら、レディーミクストコンクリート工場では、多くても普通ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、早強ポルトランドセメント（特に冬期）、中庸熱ポルトランドセメント及び低熱ポルトランドセメントの３種類ないし４種類のセメントが使用されるのが通常である。
また、セメントサイロや混和材サイロの数は限られており、上記２成分系または３成分系混合セメントや特殊ポルトランドセメントを用いたコンクリートを製造するには設備面の制約から困難となる。
特に、混合セメントにおいては、高炉スラグ、フライアッシュ等の混合材量を変化させて用いることは極めて困難である。

このように、レディーミクストコンクリート工場においては、温室効果ガスの削減およびコンクリートへの高度化・高機能化、多様品種への対応が、設備面の制約からなかなか進まなかった。

特表２００３−５２７２７５号公報特開２００８−２３０８９２号公報

本発明の目的は、上記課題を解決し、ニーズに応じて、既存のセメント製造プラントを用いて、既存のセメントの混合割合や化合物組成を変化させて、強度等の所望する特性を有する任意のコンクリートを、柔軟に容易に製造することができる、所望する特性を有するコンクリートの製造方法を提供することである。

本発明は、レディーミクストコンクリート工場における、温室効果ガスの削減及びコンクリートへの多様化・高機能化への対応を鋭意検討して、一般に使用されている普通ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、その他のポルトランドセメント等の品質を事前に分析し、適切な混合割合を定め、コンクリートの圧縮強度などを事前に確認した上で、計量器で所定の量を計量し、コンクリートミキサ等内で他の材料と練混ぜることにより、得られたコンクリートの均一性を確保し、これにより混合材料の混合率やポルトランドセメントの化合物組成を任意に変化させたコンクリートを柔軟に製造する方法である。

即ち、本発明は、既存のコンクリートプラントを用いて、所望の特性を有するコンクリートを既存する２種以上のセメントを混合して製造するにあたり、既存のセメントがポルトランドセメントの場合には化合物組成を、既存のセメントが混合セメントの場合には化合物組成及び混合材量を、それぞれ予め分析し、所望するコンクリートの特性に応じて、前記分析した既存の２種以上のセメントを混合する所定割合量を定め、該２種以上のセメントを既存のコンクリートプラントにて混合することを特徴とする、所望の特性を有するコンクリートの製造方法である。

好ましくは、上記本発明の所望の特性を有するコンクリートの製造方法は、既存のポルトランドセメントが、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント及び耐硫酸塩ポルトランドセメントからなる群より選ばれ、混合セメントは高炉セメント及び／又はフライアッシュセメントであることを特徴とする。

また、好ましくは、上記本発明の所望の特性を有するコンクリートの製造方法は、前記分析を粉末Ｘ線回折リートベルト法にて実施することを特徴とする。
さらに好ましくは、上記本発明の所望の特性を有するコンクリートの製造方法は、更にフライアッシュ又は高炉スラグを外割で配合することを特徴とする。

本発明により、所望する特性を有するコンクリートの製造を、既存のセメント製造プラントを用い、既存のセメントの混合割合や化合物組成を変化させることで、柔軟に製造することができることとなる。
これにより、ニーズに応じて多品種のセメントをそれぞれ製造する必要がなく、既存のセメントプラントを用いて容易に、強度等の所望する特性を有するコンクリートの製造が可能となり、柔軟な対応が可能となる。

本発明を、以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の所望の特性を有するコンクリートの製造方法は、既存のコンクリートプラントを用いて、所望の特性を有するコンクリートを既存する２種以上のセメントを混合して製造するにあたり、既存のセメントがポルトランドセメントの場合には化合物組成を、既存のセメントが混合セメントの場合には化合物組成及び混合材量を、それぞれ予め分析し、所望するコンクリートの特性に応じて、該分析した既存の２種以上のセメントを混合する所定割合量を定め、該２種以上のセメントを既存のコンクリートプラントにて混合して、所望の特性を有するコンクリートの製造方法である。

本発明の方法においては、まず、レディーミクストコンクリート工場において使用されているポルトランドセメントについては化合物組成を、高炉セメントＢ種等の２成分系混合セメントについては、高炉スラグ等の混合材の量及びその母材のポルトランドセメントの化合物組成を、例えば、粉末Ｘ線回折リートベルト法によって分析する。

既存のポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント及び耐硫酸塩ポルトランドセメントからなる群より選ばれるものが例示でき、混合セメントとしては、高炉セメント及び／又はフライアッシュセメント等を例示することができ、これらの本発明の方法に用いることができる。

既存のセメントがポルトランドセメントの場合には化合物組成を、既存のセメントが混合セメントの場合には化合物組成及び混合材量を予め分析するにあたり、粉末Ｘ線回折リートベルト法を用いる場合には、まず、測定対象の試料に内部標準物質（例えばα−Ａｌ_２Ｏ_３など）を添加し、十分に均一となるよう混合する。次いで、得られた試料について粉末Ｘ線回折の測定を行い、これにより同定された結晶相についてリートベルト回折を実施する。

高炉セメントＢ種等の２成分系混合セメントにおける高炉スラグの混合割合は、以下の手法によって求める。
高炉スラグの混合割合は、下記式Ａから算出される。
なお、粉末Ｘ線回折の測定およびリートベルト回折は、例えば、下記表１に示す条件にて行うことができる。
式Ａ：Ｇ＝１００×（Ｉ‐Ｉ_０）／｛Ｉ×（１００‐Ｉ_０）／１００｝
上記式Ａ中、
Ｇ：高炉スラグの含有量（質量％）
Ｉ_０：内標準の内割り添加量（質量％）
Ｉ：内標準の定量解析値（質量％）
を示す。

また、２成分系混合セメントにおける母材であるポルトランドセメントの化合物組成は、以下の式Ｂより算出される。
式Ｂ：Ｃ（ｘ）＝ｃ（ｘ）×１００／（１００‐Ｉ）
上記式Ｂ中、
Ｃ（ｘ）：ポルトランドセメントの化合物ｘの含有量（質量％）
ｃ（ｘ）：ポルトランドセメントの化合物ｘの定量解析値（質量％）
を示す。

また、２成分系混合セメント中の高炉スラグの混合割合のみを求める場合には、粉末Ｘ線回折リートベルト法以外の方法として、選択溶解法が有効である。
選択溶解法とは、酸性溶液に混合セメントを浸漬し、スラグ以外の成分を選択的に溶解させ、重量変化からスラグ量を求める手法である。

次いで、例えば、上記の粉末Ｘ線回折リートベルト法によって得られた分析結果に基づき、目標とする２成分系または３成分系混合セメントおよびポルトランドセメント同士を混合させた特殊ポルトランドセメントを配合するための所要の混合割合を求め、ミキサ等で材料を混合して、所望する特性を有するコンクリートに用いる特殊セメントを調製する。

ここで、所望する特性には、圧縮強度、長期強度、断熱温度上昇、スランプ・空気量等のフレッシュコンクリートの性状、割裂引張強度・曲げ強度・静弾性係数などの力学的特性、乾燥収縮・自己収縮・ひび割れ抵抗性など体積変化に関する特性、透水係数などの水密性、断熱温度上昇を除く熱膨張係数・比熱・熱伝導率・熱拡散率などの熱的特性、耐火性、塩化物イオンの拡散係数・中性化深さ・アルカリシリカ反応性による膨張・化学的侵食・溶脱・凍害・すりへり等の耐久性等が例示でき、いずれも定量的評価が可能な指標を有するものであれば、本発明における所望特性として例示することができる。

所要の混合割合が得られたことを確認するために、例えば、混合セメントまたは特殊ポルトランドセメントの原材料であるポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュなどを目標混合割合で混合した結合材と、本発明により求めた混合割合で混合したポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、フライアッシュなどを混合した結合材を用いて、セメントペースト、モルタルまたはコンクリートの供試体を作製し、標準養生または促進養生を行って、所定材齢で、例えば圧縮強度試験を行い、目標混合率の結合材の性能が得られていることを確認する。

好ましくは、前記性能を室内で確認後、レディーミクストコンクリート工場において、セメント製造プラントのコンクリートミキサを用いて、前記で求めた混合割合で混合したポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、フライアッシュなどを混合した結合材を用いて、実際の製造時と同量のコンクリートを製造するのが望ましい。

また必要に応じて、更にフライアッシュ又は高炉スラグ等を、得られたコンクリート組成物に外割で配合することも可能である。

本発明によればレディーミクストコンクリート工場において、セメントサイロまたは混和材サイロなどの入替えをほとんど必要とせず、コンクリート製造における温室効果ガスの削減およびコンクリートへの高度化・高機能化への対応を柔軟に進めることができる。

本発明を以下の実施例及び比較例により詳細に説明する。

（実施例１）
普通ポルトランドセメント：高炉スラグ：フライアッシュが６０：２０：２０の質量配合割合で混合された３成分系混合セメントを用いたコンクリートを、セメントサイロが２本のみ存在し、混和材サイロは存在がないレディーミクストコンクリート工場において製造する場合を例示する。
この場合、フライアッシュ用のサイロが存在せず、フライアッシュは、別途人力投入となる。

１）まず、レディーミクストコンクリート工場において使用されている普通ポルトランドセメントについては化合物組成を、高炉セメントＢ種の２成分系混合セメントについては、高炉スラグである混合材の量及びその母材であるポルトランドセメントの化合物組成を、表１に示す条件で粉末Ｘ線回析リートベルト法によって分析した。
その結果を表２に示す。
なお、セメントバラ車で納入された合計５個のサンプルをそれぞれ採取して、分析した。

２）上記の粉末Ｘ線回折リートベルト法によって分析した表２に示す結果に基づき、目標とする上記３成分系混合セメントを配合するための所要の混合割合を以下の手順により求める。
i）上記リートベルト分析によって得られた高炉セメントＢ種のスラグ混合率（β_１）は、下記式（１）で表される。
但し、式中、Ｃ_１は高炉セメントＢ種中のポルトランドセメントの質量、Ｓは高炉セメントＢ種中の高炉スラグの質量を示す。

ii）上記３成分系セメントにおける普通ポルトランドセメントの質量（Ｃ_Ｔ）と高炉スラグの質量（Ｓ）比は、Ｃ_Ｔ：Ｓ＝６：２であるので、普通ポルトランドセメント及び高炉スラグの合計量に対する高炉スラグの量は、以下の式（２）で表される。

iii）高炉セメントＢ種（Ｃ_１＋Ｓ）に、普通ポルトランドセメント添加配合分（Ｃ_１ＡＤ）を累加計量する場合において、全結合材質量（Ｃ_１＋Ｓ＋Ｃ_１ＡＤ）に対するＳの質量比は、下記式（３）で表され、前記式（２）より１／４となる。

ここで、高炉セメントＢ種（（Ｃ_１＋Ｓ）に対する普通ポルトランドセメント添加配合分（Ｃ_１ＡＤ）は、β_２として以下の式（４）で表され、上記β_１とβ_２との関係は、以下の式（５）及び式（６）で示される。

iv）次いで、高炉セメントＢ種（Ｃ_１＋Ｓ）に普通ポルトランドセメント追加分（Ｃ_１ＡＤ）を累加計算したものに対する３成分系セメント中のフライアッシュの質量（Ｆ）の比は、式（７）で表される。

ここで、３成分系セメント中のフライアッシュの質量比を、以下の式（８）で示すβ_３とすると、高炉セメントＢ種（Ｃ_１＋Ｓ）に普通ポルトランドセメント追加分（Ｃ_１ＡＤ）を累加計量したものに対する３成分系セメント中のフライアッシュの質量（Ｆ）の比は、式（９）〜（１０）で表される。

v）上記i）〜iv）より、高炉セメントＢ種に累加する普通ポルトランドセメント添加配合分（Ｃ_１ＡＤ）は、表２の高炉セメントＢ種の混合材量を上記式（６）及び式（１０）に代入すると、Ｃ_１ＡＤ＝４β_１−１＝０．７２となる。
また、かかる普通ポルトランドセメント（Ｃ_１ＡＤ）を高炉セメントＢ種に累加した配合量に対する添加フライアッシュ配合量は１／４（質量）となる。

（比較例１）
実施例１で用いたポルトランドセメント、フライアッシュ、高炉スラグを、質量比６０：２０：２０で混合した結合材を調製した。

（試験例１）
所要の普通ポルトランドセメント：高炉スラグ：フライアッシュが６０：２０：２０の質量配合割合で得られたことを確認するために、比較例１の混合セメントの原材料であるポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュをそれぞれ目標混合割合で混合した結合材と、上記実施例１で得られた普通ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、フライアッシュを混合した結合材を用いて、以下の表３に示す配合のコンクリートの供試体を作製した。

なお、各材料は、以下のものを使用した。
細骨材には川砂であり、その物性は表乾密度２．６２ｇ／ｃｍ^３、吸水率１．０４％である。
粗骨材は砕石２００５であり、その物性は表乾密度２．７２ｇ／ｃｍ^３、吸水率０．５７％、実積率６０．７％である。
Ａｄは、ＢＡＳＦジャパン（株）製の高性能ＡＥ減水剤ＳＰ８ＳＶである。
普通ポルトランドセメントは住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．１５ｇ／ｃｍ^３、比表面積３３５０ｃｍ^２／ｇである。
高炉セメントＢ種は住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．０３ｇ／ｃｍ^３、比表面積３８３０ｃｍ^２／ｇである。
高炉スラグはエスメント中部（株）製であり、その物性は密度２．８９ｇ／ｃｍ^３、比表面積４２００ｃｍ^２／ｇである。
フライアッシュは（株）ジェイペック製であり、その物性は密度２．３９ｇ／ｃｍ^３、比表面積４１１０ｃｍ^２／ｇである。

各コンクリートを打設後、供試体型枠を１日で脱型するまで２０℃で封かんし、その後２０℃で標準水中養生して材齢３日、７日、２８日で圧縮強度試験を行った。
なお、圧縮強度試験は、ＪＩＳＡ１１０８に従って実施した。
その結果を表４（室内試験）に示す。

上記表４の結果より、目標混合率の結合材（比較例１）に対して実施例１で得られた結合材の圧縮強度の平均値に差がなく、目標混合割合の結合材の性能が得られていることが確認された。

また、前記レディーミクストコンクリート工場にて、実施例１の普通ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、フライアッシュを混合した結合材を調製し、この結合材を用いて、コンクリートを製造し、養生条件は上記と同様にしてコンクリート供試体を作製し、材齢７日、材齢２８日における圧縮強度をＪＩＳＡ１１０８に従って測定した。
その結果を表５（実機試験）に示す。

表５に示すように、表４と同様の目標混合割合の結合材（比較例１）を用いた場合と同等の強度が得られることを確認した。

（実施例２）
ポルトランドセメント：高炉スラグ：フライアッシュが６０：２０：２０の質量配合割合で混合された３成分系混合セメントを用いたコンクリートを、セメントサイロが３本のみ存在し（普通ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、低熱ポルトランドセメント）、混和材サイロは存在しないレディーミクストコンクリート工場において製造する場合を例示する。
この場合、フライアッシュ用のサイロは存在せず、フライアッシュは別途人力投入となる。

１）まず、レディーミクストコンクリート工場において使用されている低熱ポルトランドセメントについては化合物組成を、高炉セメントＢ種の２成分系混合セメントについては、高炉スラグの混合材の量及び母材である普通ポルトランドセメントの化合物組成を、上記表１に示す粉末Ｘ線回折リートベルト法によって分析した。
その結果を表６に示す。
なお、セメントバラ車で納入された合計５個のサンプルをそれぞれ採取して分析した。

２）上記実施例１の２）に従って、上記式（６）及び式（１０）より、Ｃ_１ＡＤ＝４β_１−１＝０．７２となる。また、かかる低熱ポルトランドセメント（Ｃ_１ＡＤ）を高炉セメントＢ種に累加した配合量に対する添加フライアッシュ配合量は１／４（質量）となる。
高炉セメントＢ種に低熱ポルトランドセメント添加配合分を混合した時の全ポルトランドセメントの化合物組成は、表７に示すように算出され、中庸熱ポルトランドセメントの化合物組成に関するＪＩＳ規格を満足することがわかる。

（比較例２）
実施例２で用いた低熱ポルトランドセメント、フライアッシュ、普通ポルトランドセメント及び高炉スラグを、目標混合割合となるように、質量比３３．５：２０：２６．５：２０で混合した結合材を調製した。

（試験例２）
所要のポルトランドセメント：高炉スラグ：フライアッシュが６０：２０：２０の質量配合割合で得られたことを確認するために、比較例２の混合セメントの原材料である普通ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュを目標混合割合で混合した結合材と、上記実施例２で得られた低熱ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、フライアッシュを混合した結合材を用いて、以下の表８に示す配合のコンクリートの供試体を作製した。

なお、各材料は、以下のものを使用した。
細骨材には川砂であり、その物性は表乾密度２．６２ｇ／ｃｍ^３、吸水率１．０４％である。
粗骨材は砕石２００５であり、その物性は表乾密度２．７２ｇ／ｃｍ^３、吸水率０．５７％、実積率６０．７％である。
Ａｄは、ＢＡＳＦジャパン（株）製の高性能ＡＥ減水剤ＳＰ８ＳＶである。
低熱ポルトランドセメントは住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．２４ｇ／ｃｍ^３、比表面積３８００ｃｍ^２／ｇである。
普通ポルトランドセメントは住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．１５ｇ／ｃｍ^３、比表面積３３５０ｃｍ^２／ｇである。
高炉セメントＢ種は住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．０３ｇ／ｃｍ^３、比表面積３８３０ｃｍ^２／ｇである。
高炉スラグはエスメント中部（株）製であり、その物性は密度２．８９ｇ／ｃｍ^３、比表面積４２００ｃｍ^２／ｇである。
フライアッシュは（株）ジェイペック製であり、その物性は密度２．３９ｇ／ｃｍ^３、比表面積４１１０ｃｍ^２／ｇである。

各コンクリートを打設後、供試体型枠を１日で脱型するまで２０℃で封かんし、その後２０℃で標準水中養生して材齢３日、７日、２８日で圧縮強度試験を行った。
また、コンクリートの断熱温度上昇試験を行った。
その結果を表９（室内試験）に示す。
なお、圧縮強度試験は、ＪＩＳＡ１１０８に従い、断熱温度上昇試験は、特公平０６−０５０２９２号公報の図１〜図４に記載された装置を用いて，社団法人日本コンクリート工学協会（現公益社団法人日本コンクリート工学会）の品質評価試験方法研究委員会報告書の７１頁から７３頁（１９９８年１２月発刊）に記載された『コンクリートの断熱温度上昇試験方法（案）』に従って実施した。

上記表９の結果より、目標混合割合の結合材（比較例２）に対して実施例２で得られた結合材の圧縮強度平均値および断熱温度上昇に差がなく、目標混合割合の結合材の性能が得られていることを確認した。

また、前記レディーミクストコンクリート工場にて、実施例２の普通ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、フライアッシュを混合した結合材を調製し、この結合材を用いて、コンクリートを製造し、養生条件は上記と同様にしてコンクリート供試体を作製し、材齢７日、材齢２８日における圧縮強度をＪＩＳＡ１１０８に従って測定した。
その結果を表１０（実機試験）に示す。

（実施例３）
ポルトランドセメント：高炉スラグ：フライアッシュが６０：２０：２０の質量配合割合で混合された３成分系混合セメントを用いたコンクリートを、セメントサイロが３本のみ存在し（普通ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、早強ポルトランドセメント）、混和材サイロは存在しないレディーミクストコンクリート工場において製造する場合を例示する。
この場合、フライアッシュ用のサイロは存在せず、フライアッシュは別途人力投入となる。

１）まず、レディーミクストコンクリート工場において使用されている早強ポルトランドセメントについては化合物組成を、高炉セメントＢ種の２成分系混合セメントについては、高炉スラグの混合材の量及び母材である普通ポルトランドセメントの化合物組成を、上記表１に示す粉末Ｘ線回折リートベルト法によって分析した。
その結果を表１１に示す。
なお、セメントバラ車で納入された合計５個のサンプルをそれぞれ採取して分析した。

２）上記実施例１の２）に従って、上記式（６）及び式（１０）より、Ｃ_１ＡＤ＝４β_１−１＝０．７２となる。また、かかる早強ポルトランドセメント（Ｃ_１ＡＤ）を高炉セメントＢ種に累加した配合量に対する添加フライアッシュ配合量は１／４（質量）となる。
高炉セメントＢ種に早強ポルトランドセメント添加配合分を混合した時の全ポルトランドセメントの化合物組成は、表１２のように算出され、早強ポルトランドセメントにより近くなったことがわかる。

（比較例３）
実施例３で用いた早強ポルトランドセメント、フライアッシュ、普通ポルトランドセメント及び高炉スラグを、目標混合割合となるように、質量比３３．５：２０：２６．５：２０で混合した結合材を調製した。

（試験例３）
所要のポルトランドセメント：高炉スラグ：フライアッシュが６０：２０：２０の質量配合割合で得られたことを確認するために、比較例３の混合セメントの原材料である普通ポルトランドセメント、早熱ポルトランドセメント、高炉スラグ、フライアッシュを目標混合割合で混合した結合材と、上記実施例３で得られた早強ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、フライアッシュを混合した結合材を用いて、以下の表１３に示す配合のコンクリートの供試体を作製した。

なお、各材料は、以下のものを使用した。
細骨材には川砂であり、その物性は表乾密度２．６２ｇ／ｃｍ^３、吸水率１．０４％である。
粗骨材は砕石２００５であり、その物性は表乾密度２．７２ｇ／ｃｍ^３、吸水率０．５７％、実積率６０．７％である。
Ａｄは、ＢＡＳＦジャパン（株）製の高性能ＡＥ減水剤ＳＰ８ＳＶである。
普通ポルトランドセメントは住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．１５ｇ／ｃｍ^３、比表面積３３５０ｃｍ^２／ｇである。
早強ポルトランドセメントは住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．１３ｇ／ｃｍ^３、比表面積４６５０ｃｍ^２／ｇである。
高炉セメントＢ種は住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．０３ｇ／ｃｍ^３、比表面積３８３０ｃｍ^２／ｇである。
高炉スラグはエスメント中部（株）製であり、その物性は密度２．８９ｇ／ｃｍ^３、比表面積４２００ｃｍ^２／ｇである。
フライアッシュは（株）ジェイペック製であり、その物性は密度２．３９ｇ／ｃｍ^３、比表面積４１１０ｃｍ^２／ｇである。

各コンクリートを打設後、供試体型枠を１日で脱型するまで２０℃で封かん生し、その後２０℃で標準水中養生して材齢３日、７日、２８日で圧縮強度試験を行った。
その結果を表１４（室内試験）に示す。
なお、圧縮強度試験は、ＪＩＳＡ１１０８に従って実施した。

上記表１４の結果より、目標混合割合の結合材（比較例３）に対して実施例３で得られた結合材の圧縮強度平均値および断熱温度上昇に差がなく、目標混合割合の結合材の性能が得られていることを確認した。

また、前記レディーミクストコンクリート工場にて、実施例３のポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、フライアッシュを混合した結合材を調製し、この結合材を用いて、コンクリートを製造し、養生条件は上記と同様にしてコンクリート供試体を作製し、材齢７日、材齢２８日における圧縮強度をＪＩＳＡ１１０８に従って測定した。
その結果を表１５（実機試験）に示す。

（実施例４）
低熱ポルトランドセメントと早強ポルトランドセメントを質量比０．４：０．６の質量配合割合で混合したコンクリートを、セメントサイロが３本のみ存在し（普通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）、混和材サイロは存在しないレディーミクストコンクリート工場において製造する場合を例示する。

１）まず、レディーミクストコンクリート工場において使用されている低熱ポルトランドセメント及び早強ポルトランドセメントについては化合物組成を、上記表１に示す粉末Ｘ線回折リートベルト法によって分析した。
その結果を表１６示す。
なお、セメントバラ車で納入された合計５個のサンプルをそれぞれ採取して分析した。

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を０．４：０．６の質量割合で混合した時の、特殊ポルトランドセメントの化合物組成は、以下の表１７のように算出され、中庸熱ポルトランドセメントの化合物組成に関するＪＩＳ規格を満足するものであった。

（比較例４）
ＪＩＳ規格を満足する中庸熱ポルトランドセメントを比較例４とした。

（試験例４）
ＪＩＳ規格に該当する中庸熱ポルトランドセメントが得られたことを確認するために、上記実施例４で得られた低熱ポルトランドセメントと早強ポルトランドセメントを混合した結合材と、比較例４の中庸熱ポルトランドセメントを用いて、以下の表１８に示す配合のコンクリートの供試体を作製した。

なお、各材料は、以下のものを使用した。
細骨材には川砂であり、その物性は表乾密度２．６２ｇ／ｃｍ^３、吸水率１．０４％である。
粗骨材は砕石２００５であり、その物性は表乾密度２．７２ｇ／ｃｍ^３、吸水率０．５７％、実積率６０．７％である。
Ａｄは、ＢＡＳＦジャパン（株）製の高性能ＡＥ減水剤ＳＰ８ＳＶである。
早強ポルトランドセメントは住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．１３ｇ／ｃｍ^３、比表面積４６５０ｃｍ^２／ｇである。
低熱ポルトランドセメントは住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．２４ｇ／ｃｍ^３、比表面積３８００ｃｍ^２／ｇである。
中庸熱ポルトランドセメントは住友大阪セメント（株）製であり、その物性は密度３．２１ｇ／ｃｍ^３、比表面積３３９０ｃｍ^２／ｇである。

各コンクリートを打設後、供試体型枠を１日で脱型するまで２０℃で封かんし、その後２０℃で標準水中養生して材齢３日、７日、２８日で圧縮強度試験を行った。
また、コンクリートの断熱温度上昇試験を行った。
その結果を表１９（室内試験）に示す。
なお、圧縮強度試験は、ＪＩＳＡ１１０８に従って実施し、断熱温度上昇試験は特公平０６−０５０２９２号公報の図１〜図４に記載された装置を用いて、社団法人日本コンクリート工学協会（現公益社団法人日本コンクリート工学会）の品質評価試験方法研究委員会報告書の７１頁から７３頁（１９９８年１２月発刊）に記載された『コンクリートの断熱温度上昇試験方法（案）』に従って実施した。

上記表１９の結果より、実施例４のコンクリートの断熱温度上昇は、比較例４の中庸熱ポルトランドセメントを用いたコンクリートより終局値と断熱温度上昇速度に関する係数ともにやや大きいものの、コンクリートの圧縮強度も比較例４として測定した中庸熱ポルトランドセメントを用いたコンクリートの圧縮強度より強度発現が早くなっており、温度ひび割れ低減効果を有する。

また、前記レディーミクストコンクリート工場にて、実施例４の早強ポルトランドセメントと低熱ポルトランドセメントを混合した結合材を調製し、この結合材を用いて、コンクリートを製造し、養生条件は上記と同様にしてコンクリート供試体を作製し材齢２８日における圧縮強度をＪＩＳＡ１１０８に従って測定した。
その結果を表２０（実機試験）に示す。

上記実施例、比較例及び試験例に示すように、本発明の方法により、通常用いられているポルトランドセメント、高炉セメントＢ種、その他のポルトランドセメントの品質を、事前に、例えば粉末Ｘ線回折リートベルト法によって分析して適切な混合割合を定め、コンクリートの圧縮強度等の所望する特性を事前に確認した上で、計量器で所定の量を計量し、レディーミクストコンクリートプラント等のコンクリートミキサ内で、これらのセメントと他の材料と練混ぜて均一にすることで、混合材料の混合率やポルトランドセメントの化合物組成を任意に変化させた、所望する特性を有するコンクリートを柔軟に製造することができるものである。

本発明によれば、既存のセメント等の材料を用いて、既存のレディーミクストコンクリートプラント等のコンクリートミキサを用いて、所望する特性を有する任意のコンクリートを製造するのに適用することができる。

Claims

既存のコンクリートプラントを用いて、所望の特性を有するコンクリートを既存する２種以上のセメントを混合して製造するにあたり、既存のセメントがポルトランドセメントの場合には化合物組成を、既存のセメントが混合セメントの場合には化合物組成及び混合材量を、それぞれ予め分析し、所望するコンクリートの特性に応じて、該分析した既存の２種以上のセメントを混合する所定割合量を定め、該２種以上のセメントを既存のコンクリートプラントにて混合することを特徴とする、所望の特性を有するコンクリートの製造方法。
請求項１記載の所望の特性を有するコンクリートの製造方法において、既存のポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント及び耐硫酸塩ポルトランドセメントからなる群より選ばれ、混合セメントは高炉セメント及び／又はフライアッシュセメントであることを特徴とする、所望の特性を有するコンクリートの製造方法。
請求項１又は２記載の所望の特性を有するコンクリートの製造方法において、前記分析を粉末Ｘ線回折リートベルト法にて実施することを特徴とする、所望の特性を有するコンクリートの製造方法。
請求項１乃至３いずれかの項記載の所望の特性を有するコンクリートの製造方法において、更にフライアッシュ又は高炉スラグ微粉末を外割で配合することを特徴とする、所望の特性を有するコンクリートの製造方法。