セメント添加材及びセメント組成物
【課題】水粉体比の小さいセメント組成物であっても流動性を向上させることができ、さらに凝結時間を短縮することができるセメント添加材を提供する。
【解決手段】ＢＥＴ比表面積が異なる２種の無機粉末Ａ、Ｂを含有するセメント添加材であって、無機粉末Ａ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであり、かつ、無機粉末Ａ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上であるセメント添加材。無機粉末ＡのＢＥＴ比表面積は、好ましくは４〜１５ｍ２／ｇである。無機粉末Ａ、Ｂは、例えば、炭酸カルシウム微粉末、シリカフューム、またはこれらの組み合わせである。
【解決手段】ＢＥＴ比表面積が異なる２種の無機粉末Ａ、Ｂを含有するセメント添加材であって、無機粉末Ａ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであり、かつ、無機粉末Ａ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上であるセメント添加材。無機粉末ＡのＢＥＴ比表面積は、好ましくは４〜１５ｍ２／ｇである。無機粉末Ａ、Ｂは、例えば、炭酸カルシウム微粉末、シリカフューム、またはこれらの組み合わせである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントペースト、モルタル又はコンクリート（以下、セメント組成物と称する。）の材料として用いられるセメント添加材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物の高層化に伴って、高強度コンクリートの開発が進められている。
高強度コンクリートを製造するための最も効果的で一般的な方法として、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤を用いてコンクリート体を密実に成形し得る範囲内で、コンクリートの水セメント比をできるだけ小さくする方法が知られている。
しかし、水セメント比を小さくした場合、セメント組成物の粘性が増大するため、流動性が低下し、施工性が悪くなるという問題がある。特に、セメント組成物の水セメント比が小さくなり過ぎると、混練物の流動性が小さくなって、通常の流し込みや締め固めの方法ではセメント組成物を成形することができなくなるという問題がある。
【０００３】
ここで、セメント組成物の流動性を改善する手段として、シリカフュームを添加材として用いる方法が知られている（特許文献１）。シリカフュームは、金属シリコンやフェロシリコンの製造時に生じる副産物であり、比表面積が２０ｍ２／ｇ程度、平均粒径が０．１μｍ程度の、球状の超微粒子のシリカである。
また、セメント組成物の流動性を改善するための添加材として、炭酸カルシウムの微粉末を用いる方法が提案されている。
このような技術として、例えば、湿分が０．２０質量％未満であるコンクリート用炭酸カルシウム微粉末が提案されている（特許文献２）。この文献には、炭酸カルシウム微粉末のＢＥＴ比表面積として、０．８〜３．０ｍ２／ｇの数値範囲が記載されている。
また、モース硬度が１〜５の鉱物又は前記鉱物を５０重量％以上含む岩石を微粉砕し分級することにより得られた、平均粒径が０．０５〜０．５μｍであって、前記平均粒径が重量累積粒度分布の５０％径である鉱物の微粒子が提案されている（特許文献３）。この文献には、前記鉱物の例として炭酸塩鉱物が記載されている。
【特許文献１】特公昭６０−５９１８２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９８６６７号公報
【特許文献３】特開２００７−１２６３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、シリカフュームを使用することによって、セメント組成物の流動性を大きくすることができる。また、このシリカフュームと、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を併用することによって、セメント組成物の粘性が小さくなり、流動性が大きくなるので、水粉体比をより小さくして、セメント組成物を製造することが可能となる。
しかし、この流動性向上の効果を大きくするためには、減水剤の使用量を増やす必要があり、この場合、セメント組成物の凝結に長時間を要し、施工の効率が劣るという問題がある。また、セメント組成物の水粉体比が２０質量％未満の場合、流動性改善の効果が得られ難く、また、通常の流し込みや締め固めではセメント組成物を成形することが困難であるという問題がある。
【０００５】
特許文献２の技術では、特定の炭酸カルシウム微粉末を用いることによって、セメント組成物の流動性を向上させるとともに、水粉体比が比較的高い高流動コンクリートに対して、材料分離抵抗性を付与することができる。
しかし、セメント組成物の水粉体比が２０質量％未満の場合、流動性改善の効果が得られ難く、また、通常の流し込みや締め固めではセメント組成物を成形することが困難であるという問題がある。
特許文献３の技術では、セメント組成物の流動性をある程度向上させることができる。
しかし、セメント組成物の水粉体比が２０質量％未満の場合、流動性の向上の効果が不十分であるという問題がある。また、平均粒径０．０５〜０．５μｍという非常に小さな粒子を用いる必要があり、その粉砕、分級等の作業に長時間を要したり、超高圧水衝突式粉砕装置等の特殊な粉砕装置が必要であるなど、汎用性に欠けるという問題がある。
そこで、本発明は、水粉体比の小さいセメント組成物であっても流動性を向上させることができ、さらに凝結時間を短縮することができるセメント添加材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】
【０００６】
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、特定のＢＥＴ比表面積を有する２種のシリカフュームを含むセメント添加材を用いれば、前記の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］ ＢＥＴ比表面積が異なる２種のシリカフュームＡ、Ｂ（ただし、シリカフュームＡはシリカフュームＢよりも小さなＢＥＴ比表面積を有するものとする。）を含むセメント添加材であって、シリカフュームＡ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであり、かつ、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上であることを特徴とするセメント添加材。
[２] シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が、４〜１５ｍ２／ｇである上記[１]に記載のセメント添加材。
[３] シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上であり、かつ、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、６５／３５〜９９．９／０．１である上記[１]又は[２]に記載のセメント添加材。
[４] シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇであり、シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇを超え３０ｍ２／ｇ以下であり、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が３ｍ２／ｇ以上であり、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、７０／３０〜９９．９／０．１である上記[１]に記載のセメント添加材。
[５] 上記[１]〜[４]のいずれかに記載のセメント添加材及びセメントを含む粉体と、該粉体１００質量部に対して１０〜３５質量部の量で配合される水を含むことを特徴とするセメント組成物。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセメント添加材を用いれば、小さな水粉体比（例えば、１０〜３５質量％）を有するセメント組成物であっても、減水剤の使用量を増大させずに優れた流動性を得ることができる。
また、本発明のセメント添加材は、従来のセメント添加材（例えば、単一のＢＥＴ比表面積を有するシリカフューム）と比べて、セメント組成物の水粉体比が小さい場合に高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量を増大させる必要がなく、このように減水剤の使用量を少量に抑え得る結果として、凝結時間を短縮することができる。特に、炭酸カルシウム微粉末を使用した場合は、エーライトの水和を促進させることができるので、凝結時間をより短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のセメント添加材は、ＢＥＴ比表面積が異なる２種のシリカフュームＡ、Ｂ（ただし、シリカフュームＡはシリカフュームＢよりも小さなＢＥＴ比表面積を有するものとする。）を含むセメント添加材であって、シリカフュームＡ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであり、かつ、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上のものである。
【０００９】
本発明で用いるシリカフューム（シリカフュームＡ、Ｂ）のＢＥＴ比表面積は、４〜３０ｍ２／ｇ、好ましくは５〜２５ｍ２／ｇ、より好ましくは７〜２３ｍ２／ｇである。
ＢＥＴ比表面積が４ｍ２／ｇ未満では、ＢＥＴ比表面積が大きいシリカフュームと組み合わせて使用しても、小さな水粉体比（例えば、１０〜２０質量％）を有するセメント組成物の流動性を向上させることが困難となる。また、優れた流動性を確保するために高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量を増大させなければならない場合があり、この場合、凝結時間が遅延するため好ましくない。
ＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇを超えると、入手が困難となるうえに、ＢＥＴ比表面積が小さいシリカフュームと組み合わせて使用しても、小さな水粉体比（例えば、１０〜２０質量％）を有するセメント組成物の流動性を向上させることが困難となる。また、優れた流動性を確保するために高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量を増大させなければならない場合があり、この場合、凝結時間が遅延するため好ましくない。
なお、本明細書において、水粉体比が１０〜２０質量％であるセメント組成物を、「超低水粉体比のセメント組成物」と称することがある。
【００１０】
本発明で用いられる２種のシリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差は、２ｍ２／ｇ以上、好ましくは２．５ｍ２／ｇ以上、より好ましくは３ｍ２／ｇ以上である。
該差が２ｍ２／ｇ未満では、セメント組成物の流動性を向上させる効果を得ることが困難となる。
本発明において、シリカフュームＡ（すなわち、２種のシリカフュームのうち、ＢＥＴ比表面積が小さいほうのシリカフューム）のＢＥＴ比表面積は、超低水粉体比のセメント組成物の流動性を向上させる効果等の観点から、好ましくは４〜１５ｍ２／ｇ、より好ましくは５〜１３ｍ２／ｇ、特に好ましくは７〜１２ｍ２／ｇである。
【００１１】
本発明のセメント添加材の好適な例としては、シリカフュームＡ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇ（好ましくは、シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が４〜１５ｍ２／ｇ）であり、かつ、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上であるという条件に加えて、例えば、次の（１）〜（３）の条件を有するものが挙げられる。
（１） シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ未満であり、かつ、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、０．１／９９．９〜９９．９／０．１であるセメント添加材。
（２） シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上であり、かつ、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、６５／３５〜９９．９／０．１であるセメント添加材。
（３） シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇであり、シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇを超え３０ｍ２／ｇ以下であり、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が３ｍ２／ｇ以上であり、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、７０／３０〜９９．９／０．１であるセメント添加材。
【００１２】
前記の（１）のセメント添加材において、シリカフュームＡとシリカフュームＢの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）は、０．１／９９．９〜９９．９／０．１、好ましくは１／９９〜９９／１、より好ましくは５／９５〜９５／５、さらに好ましくは１０／９０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０〜８０／２０である。該質量比が該数値範囲内であれば、セメント組成物の流動性が向上する。
前記の（２）のセメント添加材において、シリカフュームＡとシリカフュームＢの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）は、６５／３５〜９９．９／０．１、好ましくは７０／３０〜９９．９／０．１、より好ましくは８０／２０〜９９．５／０．５、特に好ましくは９０／１０〜９９／１である。該質量比が該数値範囲内であれば、セメント組成物の流動性が向上する。
前記の（３）のセメント添加材において、シリカフュームＡとシリカフュームＢの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）は、７０／３０〜９９．９／０．１、好ましくは８０／２０〜９９．５／０．５、より好ましくは９０／１０〜９９／１である。該質量比が該数値範囲内であれば、セメント組成物の流動性が向上する。
【００１３】
シリカフューム以外の無機粉末としては、例えば、炭酸カルシウム微粉末等が挙げられる。
炭酸カルシウム微粉末は、原料の入手の容易性やコスト等の観点から、本発明で好適に用いられる。
シリカフュームは、入手の容易性やコスト等の観点から、本発明で好適に用いられる。
炭酸カルシウム微粉末としては、工業用炭酸カルシウム、石灰石粉末等を使用することができる。中でも、安価である石灰石粉末を使用することが好ましい。その他、炭酸カルシウムを主成分とする貝殻やサンゴの粉砕物、又はこれらの加工物を使用してもよい。ここで、主成分とは、炭酸カルシウムを６０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上含むことをいう。
【００１４】
炭酸カルシウム微粉末の全有機炭素量は、超低水粉体比を有するセメント組成物の流動性の向上等の観点から、好ましくは０．１質量％未満、より好ましくは０．０５質量％未満、特に好ましくは０．０１質量％未満である。
炭酸カルシウムの全有機炭素量は、以下の一連の手順（ａ）〜（ｃ）からなる方法で測定することができる。
（ａ）炭酸カルシウム粉末に濃塩酸を発泡して溢れないように少しずつ添加する。
（ｂ）発泡がなくなるまで濃塩酸を添加した後、１３０℃で乾燥する。
（ｃ）乾燥後、元素分析計で全有機炭素量を測定する。
元素分析計としては、日本シイベルヘグナー社製の「ｖａｒｉｏ ＭＡＸ ＣＮ」等を使用することができる。
【００１５】
炭酸カルシウム微粉末としては、（Ａ）乾式粉砕のみにより得られた炭酸カルシウム微粉末、（Ｂ）乾式粉砕と分級を組み合わせた方法により得られた炭酸カルシウム微粉末、（Ｃ）湿式粉砕により得られた炭酸カルシウム微粉末、のいずれも用いることができる。
中でも、上記（Ａ）、（Ｂ）の炭酸カルシウム微粉末は、超水粉体比を有するセメント組成物であっても、流動性を向上させる効果が大きいことなどから、好ましく用いられる。
炭酸カルシウム微粉末は、例えばＢＥＴ比表面積が４ｍ２／ｇ未満の炭酸カルシウムを、乾式粉砕あるいは湿式粉砕し、ＢＥＴ比表面積を調整することにより得られる。
炭酸カルシウム微粉末を乾式粉砕により得る場合には、ＢＥＴ比表面積が４ｍ２／ｇ未満の炭酸カルシウムと、必要に応じて配合されるアミン類、グリコール類、アルコール類、石膏や滑石等の無機物、ポリカルボン酸系やナフタレン系等のセメント分散剤等の粉砕助剤とを乾式粉砕機に投入し、ＢＥＴ比表面積を調整する。乾式粉砕によって所定のＢＥＴ比表面積に調整された炭酸カルシウムは、そのまま、本発明のセメント添加材の材料として用いることができる。
乾式粉砕機としては、ボールミル、ロッドミル、振動ミル、竪型ミル、チューブミル、ローラーミル、ジェットミル、分級機を内蔵したハイブリッドミル等が挙げられる。また、乾式粉砕の際には、必要に応じて、分級を行うことができる。分級手段としては、風力分級機や篩等が挙げられる。
粉砕助剤の添加量は、炭酸カルシウム１００質量部に対して、好ましくは０〜２質量部、より好ましくは０〜１質量部、特に好ましくは０〜０．５質量部である。
【００１６】
炭酸カルシウム微粉末を湿式粉砕により得る場合には、例えば、ＢＥＴ比表面積が４ｍ２／ｇ未満の炭酸カルシウム、消泡剤、分散剤、及び水を湿式粉砕機に投入し、ＢＥＴ比表面積を調整する。湿式粉砕により所定のＢＥＴ比表面積に調整された炭酸カルシウム微粉末は、そのままスラリーの形態で、あるいは、乾燥させて粉体の形態で、本発明のセメント添加材の材料として用いることができる。
湿式粉砕機としては、ボールミル、撹拌ミル等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン系、アルコール系、ポリエーテル系などの合成物質、植物由来の天然物質又は石油精製由来の鉱物油系等の消泡剤が挙げられる。消泡剤の添加量は、炭酸カルシウム１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜０．２質量部、より好ましくは０．００５〜０．１質量部である。
分散剤としては、ポリカルボン酸系、ナフタリン系、メラミン系、アミノスルホン酸系、リグニンスルホン酸系、ポリスチレンスルホン酸系等の分散剤が挙げられる。分散剤の添加量は、炭酸カルシウム１００質量部に対して、固形分換算で、好ましくは０．１〜３．０質量部、より好ましくは０．４〜１．０質量部である。
湿式粉砕時の水の量は、炭酸カルシウム１００質量部に対して、好ましくは１０〜２３０質量部、より好ましくは２０〜１５０質量部、特に好ましくは２０〜６０質量部である。
【００１７】
本発明のセメント添加材は、特に、水粉体比が１０〜３５質量％である低水粉体比のセメント組成物の材料として好適に使用することができる。
特に、本発明のセメント添加材によれば、単一のＢＥＴ比表面積を有するシリカフューム等の従来の流動性改善材と異なり、水粉体比が１０〜２０質量％の超低水粉体比のセメント組成物であっても、セメント組成物の流動性を向上させることができる。また、この場合、減水剤の量を過度に増大させる必要がないため、超低水粉体比であるために多量の減水剤を必要とするセメント組成物と比べて、セメント組成物の凝結時間を短縮することができる。
なお、本発明において、水粉体比における水は、セメント組成物に含まれる全ての水をいい、例えば、炭酸カルシウムを湿式粉砕により得てスラリー状で使用する場合は、スラリーに含まれている水と、セメント組成物の配合水又は練り混ぜ水と称される水とを合わせたもの（合計量）をいう。
【００１８】
本発明のセメント組成物は、上述のセメント添加材に加えて、セメント、水、及び必要に応じて配合される他の材料を含む。
必要に応じて配合される他の材料としては、粗骨材、細骨材、減水剤（特に高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤）、本発明のセメント添加材以外のセメント混和材（具体的には、本発明で規定するＢＥＴ比表面積の数値範囲内にある、シリカフュームＡ、Ｂ以外の第３の無機粉末や、本発明で規定するＢＥＴ比表面積の数値範囲を外れた無機粉末）等が挙げられる。
本発明において、粗骨材の配合量は、セメント組成物の機械的強度等の観点から、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、好ましくは０〜１５０質量％、より好ましくは０〜１００質量％、特に好ましくは０〜８０質量％である。
細骨材の配合量は、セメント組成物の機械的強度等の観点から、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、好ましくは５〜２００質量％、より好ましくは１０〜１５０質量％、特に好ましくは２０〜１００質量％である。
【００１９】
減水剤の配合量は、セメント組成物の流動性及び凝結時間の観点から、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、固形分換算で、好ましくは０．１〜７質量％、より好ましくは０．２〜５質量％、特に好ましくは０．３〜３質量％である。
【００２０】
セメント組成物には、ＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇである、シリカフュームＡ、Ｂ以外の１種又は２種以上の無機粉末を配合することもできる。ただし、材料の入手や調製等の手間を考慮すると、本発明で規定するＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇの数値範囲内においては、シリカフュームＡ、Ｂの２種のみを含むことが好ましい。
セメント組成物の材料として、ＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであるシリカフュームを３種以上用いる場合、本発明で規定するシリカフュームＡ、Ｂは、配合量の最も大きい２種の組み合わせを意味するものとする。また、この場合、ＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであるすべてのシリカフュームの合計量中のシリカフュームＡ、Ｂの合計量は、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上である。
【００２１】
セメント組成物には、ＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇの範囲を外れた無機粉末を配合することもできる。ただし、該無機粉末の配合量は、本発明の効果を大きく損ねないために、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、好ましくは０〜４０質量％、より好ましくは０〜３０質量％、特に好ましくは０〜２０質量％である。
【００２２】
本発明で用いるシリカフュームＡ、Ｂ以外のセメント混和材として、高炉スラグ、フライアッシュ等が挙げられる。また、炭酸カルシウム粉末等も使用可能である。
本発明で用いるシリカフュームＡ、Ｂ以外のセメント混和材の配合量は、セメント組成物の機械的強度、流動性等の観点から、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、好ましくは０〜５０質量％、より好ましくは０〜４０質量％、特に好ましくは０〜３０質量％である。
【００２３】
セメント組成物における、本発明のセメント添加材の配合量は、セメントとセメント添加材との合計量１００質量％に対して、好ましくは５０質量％以下であり、より好ましくは３０質量％以下である。また、本発明のセメント添加材の配合量は、セメントとセメント添加材との合計量１００質量％に対して、好ましくは３質量％以上であり、より好ましくは５質量％以上である。
セメント添加材の配合量が、セメントとセメント添加材との合計量１００質量％に対して、３質量％未満または５０質量％を超えると、超低水粉体比のセメント組成物の流動性を向上させる効果が低下する場合があるため、好ましくない。また、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量を多くしなければならない場合があり、セメント組成物の凝結時間が遅延するおそれがある。
本発明のセメント添加材は、シリカフュームＡとシリカフュームＢを予め混合してプレミックス材として使用してもよいし、あるいは、シリカフュームＡとシリカフュームＢを分けて用意しておき、セメント組成物の調製時に、シリカフュームＡ、シリカフュームＢ、及び他の材料をそれぞれミキサに投入して、セメント組成物を製造するように使用してもよい。
本発明のセメント組成物における水粉体比（本発明のセメント添加材とセメントの合計に対する水の質量割合）は、水粉体比が低い場合に高い流動性を得ようとする本発明の目的を考慮すると、好ましくは２５質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１８質量％以下、特に好ましくは１６質量％以下である。
水粉体比の下限値は、特に限定されないが、通常、１０質量％である。
本発明のセメント組成物がモルタルである場合、モルタルの流動性は、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行わないで測定したフロー値で、好ましくは１４０ｍｍ以上、より好ましくは１５０ｍｍ以上である。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例によって本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
（１）セメント ；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製、比重３．２２）
（２）細骨材 ；小笠産陸砂
（３）高性能減水剤Ａ；コアフローＮＦ−２００（太平洋マテリアル社製）
高性能減水剤Ｂ；レオビルドＳＰ−８ＨＵ（ポゾリス物産社製）
（４）消泡剤Ａ ；ＡＦ−２０（太平洋マテリアル社製）
消泡剤Ｂ ；マイクロエア４０４（ポゾリス物産社製）
（５）水 ；水道水
（６）無機粉末ａ ；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積１１ｍ２／ｇ）
（７）無機粉末ｂ ；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積２２ｍ２／ｇ）
（８）無機粉末ｃ ；平均粒径１０μｍの炭酸カルシウム粉末を湿式粉砕した後、乾燥して得た炭酸カルシウム微粉末（ＢＥＴ比表面積２０ｍ２／ｇ、炭酸カルシウムの含有量：９８．５質量％）
（９）無機粉末ｄ ；乾式粉砕及び分級により得た、ＢＥＴ比表面積８．０ｍ２／ｇの炭酸カルシウム微粉末（炭酸カルシウムの含有量：９８．５質量％、全有機炭素量：０．０１質量％未満）
【００２５】
２．モルタル評価試験１
上記材料を使用して、細骨材／粉体比（質量）を１．５、高性能減水剤／粉体比（質量）を０．０２５、消泡剤／粉体比（質量）を０．０００１とし、表１に示す水粉体比となるようにセメント添加材の配合量を定めて、モルタル（実施例１〜１０、参考例１〜２、比較例１〜７）を調製した。
モルタルの調製には、ホバートミキサを使用し、各材料を個別にミキサに投入し、表１に示す混練時間で、低速で混練した。
各モルタルのフロー値を「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法） １１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行わないで測定した。
結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
３．モルタル評価試験の結果の考察１
表１に示す結果から、本発明のセメント添加材を使用した、水粉体比が１６質量％であるセメント組成物（実施例１〜５）は、フロー値が２３６ｍｍ以上と大きく、無機粉末ａと無機粉末ｂのいずれかを単独で使用したセメント組成物（比較例１〜２）及び無機粉末ａ、ｂを使用しないセメント組成物（比較例３）よりも、流動性を向上させることが確認できた。
また、本発明のセメント添加材を使用した、水粉体比が１４質量％であるセメント組成物（実施例６〜１０）は、フロー値が１４５ｍｍ以上と大きく、無機粉末ａを単独で使用したセメント組成物（比較例４）よりも、流動性を向上させることが確認できた。なお、無機粉末ｂを単独で用いた場合（比較例５）、無機粉末ｃを単独で用いた場合（比較例６）、及び無機粉末ｂ、ｃを使用しない場合（比較例７）は、混練が不可能であった。
【００２８】
４．モルタル評価試験２
上記材料を使用して、水／粉体比（質量）を０．１３、高性能減水剤Ｂ／粉体比（質量）を０．００５、消泡剤Ｂ／粉体比（質量）を０．０００１とし、細骨材／粉体比（質量）、及びセメント添加材の配合量が表２に示す値となるようにモルタル（参考例４〜７、比較例８〜１０）を調製した。
モルタルの調製には、ホバートミキサを使用し、各材料を個別にミキサに投入し、表２に示す混練時間で、低速で混練した。
各モルタルのフロー値を「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法） １１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行わないで測定した。
結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】
５．モルタル評価試験の結果の考察２
表２から、無機粉末ａ、ｄを使用しない場合（比較例１０）は、混練が不可能であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントペースト、モルタル又はコンクリート（以下、セメント組成物と称する。）の材料として用いられるセメント添加材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物の高層化に伴って、高強度コンクリートの開発が進められている。
高強度コンクリートを製造するための最も効果的で一般的な方法として、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤を用いてコンクリート体を密実に成形し得る範囲内で、コンクリートの水セメント比をできるだけ小さくする方法が知られている。
しかし、水セメント比を小さくした場合、セメント組成物の粘性が増大するため、流動性が低下し、施工性が悪くなるという問題がある。特に、セメント組成物の水セメント比が小さくなり過ぎると、混練物の流動性が小さくなって、通常の流し込みや締め固めの方法ではセメント組成物を成形することができなくなるという問題がある。
【０００３】
ここで、セメント組成物の流動性を改善する手段として、シリカフュームを添加材として用いる方法が知られている（特許文献１）。シリカフュームは、金属シリコンやフェロシリコンの製造時に生じる副産物であり、比表面積が２０ｍ２／ｇ程度、平均粒径が０．１μｍ程度の、球状の超微粒子のシリカである。
また、セメント組成物の流動性を改善するための添加材として、炭酸カルシウムの微粉末を用いる方法が提案されている。
このような技術として、例えば、湿分が０．２０質量％未満であるコンクリート用炭酸カルシウム微粉末が提案されている（特許文献２）。この文献には、炭酸カルシウム微粉末のＢＥＴ比表面積として、０．８〜３．０ｍ２／ｇの数値範囲が記載されている。
また、モース硬度が１〜５の鉱物又は前記鉱物を５０重量％以上含む岩石を微粉砕し分級することにより得られた、平均粒径が０．０５〜０．５μｍであって、前記平均粒径が重量累積粒度分布の５０％径である鉱物の微粒子が提案されている（特許文献３）。この文献には、前記鉱物の例として炭酸塩鉱物が記載されている。
【特許文献１】特公昭６０−５９１８２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９８６６７号公報
【特許文献３】特開２００７−１２６３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、シリカフュームを使用することによって、セメント組成物の流動性を大きくすることができる。また、このシリカフュームと、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を併用することによって、セメント組成物の粘性が小さくなり、流動性が大きくなるので、水粉体比をより小さくして、セメント組成物を製造することが可能となる。
しかし、この流動性向上の効果を大きくするためには、減水剤の使用量を増やす必要があり、この場合、セメント組成物の凝結に長時間を要し、施工の効率が劣るという問題がある。また、セメント組成物の水粉体比が２０質量％未満の場合、流動性改善の効果が得られ難く、また、通常の流し込みや締め固めではセメント組成物を成形することが困難であるという問題がある。
【０００５】
特許文献２の技術では、特定の炭酸カルシウム微粉末を用いることによって、セメント組成物の流動性を向上させるとともに、水粉体比が比較的高い高流動コンクリートに対して、材料分離抵抗性を付与することができる。
しかし、セメント組成物の水粉体比が２０質量％未満の場合、流動性改善の効果が得られ難く、また、通常の流し込みや締め固めではセメント組成物を成形することが困難であるという問題がある。
特許文献３の技術では、セメント組成物の流動性をある程度向上させることができる。
しかし、セメント組成物の水粉体比が２０質量％未満の場合、流動性の向上の効果が不十分であるという問題がある。また、平均粒径０．０５〜０．５μｍという非常に小さな粒子を用いる必要があり、その粉砕、分級等の作業に長時間を要したり、超高圧水衝突式粉砕装置等の特殊な粉砕装置が必要であるなど、汎用性に欠けるという問題がある。
そこで、本発明は、水粉体比の小さいセメント組成物であっても流動性を向上させることができ、さらに凝結時間を短縮することができるセメント添加材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】
【０００６】
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、特定のＢＥＴ比表面積を有する２種のシリカフュームを含むセメント添加材を用いれば、前記の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］ ＢＥＴ比表面積が異なる２種のシリカフュームＡ、Ｂ（ただし、シリカフュームＡはシリカフュームＢよりも小さなＢＥＴ比表面積を有するものとする。）を含むセメント添加材であって、シリカフュームＡ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであり、かつ、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上であることを特徴とするセメント添加材。
[２] シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が、４〜１５ｍ２／ｇである上記[１]に記載のセメント添加材。
[３] シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上であり、かつ、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、６５／３５〜９９．９／０．１である上記[１]又は[２]に記載のセメント添加材。
[４] シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇであり、シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇを超え３０ｍ２／ｇ以下であり、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が３ｍ２／ｇ以上であり、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、７０／３０〜９９．９／０．１である上記[１]に記載のセメント添加材。
[５] 上記[１]〜[４]のいずれかに記載のセメント添加材及びセメントを含む粉体と、該粉体１００質量部に対して１０〜３５質量部の量で配合される水を含むことを特徴とするセメント組成物。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセメント添加材を用いれば、小さな水粉体比（例えば、１０〜３５質量％）を有するセメント組成物であっても、減水剤の使用量を増大させずに優れた流動性を得ることができる。
また、本発明のセメント添加材は、従来のセメント添加材（例えば、単一のＢＥＴ比表面積を有するシリカフューム）と比べて、セメント組成物の水粉体比が小さい場合に高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量を増大させる必要がなく、このように減水剤の使用量を少量に抑え得る結果として、凝結時間を短縮することができる。特に、炭酸カルシウム微粉末を使用した場合は、エーライトの水和を促進させることができるので、凝結時間をより短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のセメント添加材は、ＢＥＴ比表面積が異なる２種のシリカフュームＡ、Ｂ（ただし、シリカフュームＡはシリカフュームＢよりも小さなＢＥＴ比表面積を有するものとする。）を含むセメント添加材であって、シリカフュームＡ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであり、かつ、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上のものである。
【０００９】
本発明で用いるシリカフューム（シリカフュームＡ、Ｂ）のＢＥＴ比表面積は、４〜３０ｍ２／ｇ、好ましくは５〜２５ｍ２／ｇ、より好ましくは７〜２３ｍ２／ｇである。
ＢＥＴ比表面積が４ｍ２／ｇ未満では、ＢＥＴ比表面積が大きいシリカフュームと組み合わせて使用しても、小さな水粉体比（例えば、１０〜２０質量％）を有するセメント組成物の流動性を向上させることが困難となる。また、優れた流動性を確保するために高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量を増大させなければならない場合があり、この場合、凝結時間が遅延するため好ましくない。
ＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇを超えると、入手が困難となるうえに、ＢＥＴ比表面積が小さいシリカフュームと組み合わせて使用しても、小さな水粉体比（例えば、１０〜２０質量％）を有するセメント組成物の流動性を向上させることが困難となる。また、優れた流動性を確保するために高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量を増大させなければならない場合があり、この場合、凝結時間が遅延するため好ましくない。
なお、本明細書において、水粉体比が１０〜２０質量％であるセメント組成物を、「超低水粉体比のセメント組成物」と称することがある。
【００１０】
本発明で用いられる２種のシリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差は、２ｍ２／ｇ以上、好ましくは２．５ｍ２／ｇ以上、より好ましくは３ｍ２／ｇ以上である。
該差が２ｍ２／ｇ未満では、セメント組成物の流動性を向上させる効果を得ることが困難となる。
本発明において、シリカフュームＡ（すなわち、２種のシリカフュームのうち、ＢＥＴ比表面積が小さいほうのシリカフューム）のＢＥＴ比表面積は、超低水粉体比のセメント組成物の流動性を向上させる効果等の観点から、好ましくは４〜１５ｍ２／ｇ、より好ましくは５〜１３ｍ２／ｇ、特に好ましくは７〜１２ｍ２／ｇである。
【００１１】
本発明のセメント添加材の好適な例としては、シリカフュームＡ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇ（好ましくは、シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が４〜１５ｍ２／ｇ）であり、かつ、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上であるという条件に加えて、例えば、次の（１）〜（３）の条件を有するものが挙げられる。
（１） シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ未満であり、かつ、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、０．１／９９．９〜９９．９／０．１であるセメント添加材。
（２） シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上であり、かつ、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、６５／３５〜９９．９／０．１であるセメント添加材。
（３） シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇであり、シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇを超え３０ｍ２／ｇ以下であり、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が３ｍ２／ｇ以上であり、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、７０／３０〜９９．９／０．１であるセメント添加材。
【００１２】
前記の（１）のセメント添加材において、シリカフュームＡとシリカフュームＢの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）は、０．１／９９．９〜９９．９／０．１、好ましくは１／９９〜９９／１、より好ましくは５／９５〜９５／５、さらに好ましくは１０／９０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０〜８０／２０である。該質量比が該数値範囲内であれば、セメント組成物の流動性が向上する。
前記の（２）のセメント添加材において、シリカフュームＡとシリカフュームＢの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）は、６５／３５〜９９．９／０．１、好ましくは７０／３０〜９９．９／０．１、より好ましくは８０／２０〜９９．５／０．５、特に好ましくは９０／１０〜９９／１である。該質量比が該数値範囲内であれば、セメント組成物の流動性が向上する。
前記の（３）のセメント添加材において、シリカフュームＡとシリカフュームＢの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）は、７０／３０〜９９．９／０．１、好ましくは８０／２０〜９９．５／０．５、より好ましくは９０／１０〜９９／１である。該質量比が該数値範囲内であれば、セメント組成物の流動性が向上する。
【００１３】
シリカフューム以外の無機粉末としては、例えば、炭酸カルシウム微粉末等が挙げられる。
炭酸カルシウム微粉末は、原料の入手の容易性やコスト等の観点から、本発明で好適に用いられる。
シリカフュームは、入手の容易性やコスト等の観点から、本発明で好適に用いられる。
炭酸カルシウム微粉末としては、工業用炭酸カルシウム、石灰石粉末等を使用することができる。中でも、安価である石灰石粉末を使用することが好ましい。その他、炭酸カルシウムを主成分とする貝殻やサンゴの粉砕物、又はこれらの加工物を使用してもよい。ここで、主成分とは、炭酸カルシウムを６０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上含むことをいう。
【００１４】
炭酸カルシウム微粉末の全有機炭素量は、超低水粉体比を有するセメント組成物の流動性の向上等の観点から、好ましくは０．１質量％未満、より好ましくは０．０５質量％未満、特に好ましくは０．０１質量％未満である。
炭酸カルシウムの全有機炭素量は、以下の一連の手順（ａ）〜（ｃ）からなる方法で測定することができる。
（ａ）炭酸カルシウム粉末に濃塩酸を発泡して溢れないように少しずつ添加する。
（ｂ）発泡がなくなるまで濃塩酸を添加した後、１３０℃で乾燥する。
（ｃ）乾燥後、元素分析計で全有機炭素量を測定する。
元素分析計としては、日本シイベルヘグナー社製の「ｖａｒｉｏ ＭＡＸ ＣＮ」等を使用することができる。
【００１５】
炭酸カルシウム微粉末としては、（Ａ）乾式粉砕のみにより得られた炭酸カルシウム微粉末、（Ｂ）乾式粉砕と分級を組み合わせた方法により得られた炭酸カルシウム微粉末、（Ｃ）湿式粉砕により得られた炭酸カルシウム微粉末、のいずれも用いることができる。
中でも、上記（Ａ）、（Ｂ）の炭酸カルシウム微粉末は、超水粉体比を有するセメント組成物であっても、流動性を向上させる効果が大きいことなどから、好ましく用いられる。
炭酸カルシウム微粉末は、例えばＢＥＴ比表面積が４ｍ２／ｇ未満の炭酸カルシウムを、乾式粉砕あるいは湿式粉砕し、ＢＥＴ比表面積を調整することにより得られる。
炭酸カルシウム微粉末を乾式粉砕により得る場合には、ＢＥＴ比表面積が４ｍ２／ｇ未満の炭酸カルシウムと、必要に応じて配合されるアミン類、グリコール類、アルコール類、石膏や滑石等の無機物、ポリカルボン酸系やナフタレン系等のセメント分散剤等の粉砕助剤とを乾式粉砕機に投入し、ＢＥＴ比表面積を調整する。乾式粉砕によって所定のＢＥＴ比表面積に調整された炭酸カルシウムは、そのまま、本発明のセメント添加材の材料として用いることができる。
乾式粉砕機としては、ボールミル、ロッドミル、振動ミル、竪型ミル、チューブミル、ローラーミル、ジェットミル、分級機を内蔵したハイブリッドミル等が挙げられる。また、乾式粉砕の際には、必要に応じて、分級を行うことができる。分級手段としては、風力分級機や篩等が挙げられる。
粉砕助剤の添加量は、炭酸カルシウム１００質量部に対して、好ましくは０〜２質量部、より好ましくは０〜１質量部、特に好ましくは０〜０．５質量部である。
【００１６】
炭酸カルシウム微粉末を湿式粉砕により得る場合には、例えば、ＢＥＴ比表面積が４ｍ２／ｇ未満の炭酸カルシウム、消泡剤、分散剤、及び水を湿式粉砕機に投入し、ＢＥＴ比表面積を調整する。湿式粉砕により所定のＢＥＴ比表面積に調整された炭酸カルシウム微粉末は、そのままスラリーの形態で、あるいは、乾燥させて粉体の形態で、本発明のセメント添加材の材料として用いることができる。
湿式粉砕機としては、ボールミル、撹拌ミル等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン系、アルコール系、ポリエーテル系などの合成物質、植物由来の天然物質又は石油精製由来の鉱物油系等の消泡剤が挙げられる。消泡剤の添加量は、炭酸カルシウム１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜０．２質量部、より好ましくは０．００５〜０．１質量部である。
分散剤としては、ポリカルボン酸系、ナフタリン系、メラミン系、アミノスルホン酸系、リグニンスルホン酸系、ポリスチレンスルホン酸系等の分散剤が挙げられる。分散剤の添加量は、炭酸カルシウム１００質量部に対して、固形分換算で、好ましくは０．１〜３．０質量部、より好ましくは０．４〜１．０質量部である。
湿式粉砕時の水の量は、炭酸カルシウム１００質量部に対して、好ましくは１０〜２３０質量部、より好ましくは２０〜１５０質量部、特に好ましくは２０〜６０質量部である。
【００１７】
本発明のセメント添加材は、特に、水粉体比が１０〜３５質量％である低水粉体比のセメント組成物の材料として好適に使用することができる。
特に、本発明のセメント添加材によれば、単一のＢＥＴ比表面積を有するシリカフューム等の従来の流動性改善材と異なり、水粉体比が１０〜２０質量％の超低水粉体比のセメント組成物であっても、セメント組成物の流動性を向上させることができる。また、この場合、減水剤の量を過度に増大させる必要がないため、超低水粉体比であるために多量の減水剤を必要とするセメント組成物と比べて、セメント組成物の凝結時間を短縮することができる。
なお、本発明において、水粉体比における水は、セメント組成物に含まれる全ての水をいい、例えば、炭酸カルシウムを湿式粉砕により得てスラリー状で使用する場合は、スラリーに含まれている水と、セメント組成物の配合水又は練り混ぜ水と称される水とを合わせたもの（合計量）をいう。
【００１８】
本発明のセメント組成物は、上述のセメント添加材に加えて、セメント、水、及び必要に応じて配合される他の材料を含む。
必要に応じて配合される他の材料としては、粗骨材、細骨材、減水剤（特に高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤）、本発明のセメント添加材以外のセメント混和材（具体的には、本発明で規定するＢＥＴ比表面積の数値範囲内にある、シリカフュームＡ、Ｂ以外の第３の無機粉末や、本発明で規定するＢＥＴ比表面積の数値範囲を外れた無機粉末）等が挙げられる。
本発明において、粗骨材の配合量は、セメント組成物の機械的強度等の観点から、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、好ましくは０〜１５０質量％、より好ましくは０〜１００質量％、特に好ましくは０〜８０質量％である。
細骨材の配合量は、セメント組成物の機械的強度等の観点から、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、好ましくは５〜２００質量％、より好ましくは１０〜１５０質量％、特に好ましくは２０〜１００質量％である。
【００１９】
減水剤の配合量は、セメント組成物の流動性及び凝結時間の観点から、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、固形分換算で、好ましくは０．１〜７質量％、より好ましくは０．２〜５質量％、特に好ましくは０．３〜３質量％である。
【００２０】
セメント組成物には、ＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇである、シリカフュームＡ、Ｂ以外の１種又は２種以上の無機粉末を配合することもできる。ただし、材料の入手や調製等の手間を考慮すると、本発明で規定するＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇの数値範囲内においては、シリカフュームＡ、Ｂの２種のみを含むことが好ましい。
セメント組成物の材料として、ＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであるシリカフュームを３種以上用いる場合、本発明で規定するシリカフュームＡ、Ｂは、配合量の最も大きい２種の組み合わせを意味するものとする。また、この場合、ＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであるすべてのシリカフュームの合計量中のシリカフュームＡ、Ｂの合計量は、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上である。
【００２１】
セメント組成物には、ＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇの範囲を外れた無機粉末を配合することもできる。ただし、該無機粉末の配合量は、本発明の効果を大きく損ねないために、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、好ましくは０〜４０質量％、より好ましくは０〜３０質量％、特に好ましくは０〜２０質量％である。
【００２２】
本発明で用いるシリカフュームＡ、Ｂ以外のセメント混和材として、高炉スラグ、フライアッシュ等が挙げられる。また、炭酸カルシウム粉末等も使用可能である。
本発明で用いるシリカフュームＡ、Ｂ以外のセメント混和材の配合量は、セメント組成物の機械的強度、流動性等の観点から、本発明のセメント添加材とセメントの合計量（１００質量％）に対する割合（外割）で、好ましくは０〜５０質量％、より好ましくは０〜４０質量％、特に好ましくは０〜３０質量％である。
【００２３】
セメント組成物における、本発明のセメント添加材の配合量は、セメントとセメント添加材との合計量１００質量％に対して、好ましくは５０質量％以下であり、より好ましくは３０質量％以下である。また、本発明のセメント添加材の配合量は、セメントとセメント添加材との合計量１００質量％に対して、好ましくは３質量％以上であり、より好ましくは５質量％以上である。
セメント添加材の配合量が、セメントとセメント添加材との合計量１００質量％に対して、３質量％未満または５０質量％を超えると、超低水粉体比のセメント組成物の流動性を向上させる効果が低下する場合があるため、好ましくない。また、高性能減水剤や高性能ＡＥ減水剤の使用量を多くしなければならない場合があり、セメント組成物の凝結時間が遅延するおそれがある。
本発明のセメント添加材は、シリカフュームＡとシリカフュームＢを予め混合してプレミックス材として使用してもよいし、あるいは、シリカフュームＡとシリカフュームＢを分けて用意しておき、セメント組成物の調製時に、シリカフュームＡ、シリカフュームＢ、及び他の材料をそれぞれミキサに投入して、セメント組成物を製造するように使用してもよい。
本発明のセメント組成物における水粉体比（本発明のセメント添加材とセメントの合計に対する水の質量割合）は、水粉体比が低い場合に高い流動性を得ようとする本発明の目的を考慮すると、好ましくは２５質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１８質量％以下、特に好ましくは１６質量％以下である。
水粉体比の下限値は、特に限定されないが、通常、１０質量％である。
本発明のセメント組成物がモルタルである場合、モルタルの流動性は、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行わないで測定したフロー値で、好ましくは１４０ｍｍ以上、より好ましくは１５０ｍｍ以上である。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例によって本発明を説明する。
１．使用材料
以下に示す材料を使用した。
（１）セメント ；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製、比重３．２２）
（２）細骨材 ；小笠産陸砂
（３）高性能減水剤Ａ；コアフローＮＦ−２００（太平洋マテリアル社製）
高性能減水剤Ｂ；レオビルドＳＰ−８ＨＵ（ポゾリス物産社製）
（４）消泡剤Ａ ；ＡＦ−２０（太平洋マテリアル社製）
消泡剤Ｂ ；マイクロエア４０４（ポゾリス物産社製）
（５）水 ；水道水
（６）無機粉末ａ ；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積１１ｍ２／ｇ）
（７）無機粉末ｂ ；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積２２ｍ２／ｇ）
（８）無機粉末ｃ ；平均粒径１０μｍの炭酸カルシウム粉末を湿式粉砕した後、乾燥して得た炭酸カルシウム微粉末（ＢＥＴ比表面積２０ｍ２／ｇ、炭酸カルシウムの含有量：９８．５質量％）
（９）無機粉末ｄ ；乾式粉砕及び分級により得た、ＢＥＴ比表面積８．０ｍ２／ｇの炭酸カルシウム微粉末（炭酸カルシウムの含有量：９８．５質量％、全有機炭素量：０．０１質量％未満）
【００２５】
２．モルタル評価試験１
上記材料を使用して、細骨材／粉体比（質量）を１．５、高性能減水剤／粉体比（質量）を０．０２５、消泡剤／粉体比（質量）を０．０００１とし、表１に示す水粉体比となるようにセメント添加材の配合量を定めて、モルタル（実施例１〜１０、参考例１〜２、比較例１〜７）を調製した。
モルタルの調製には、ホバートミキサを使用し、各材料を個別にミキサに投入し、表１に示す混練時間で、低速で混練した。
各モルタルのフロー値を「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法） １１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行わないで測定した。
結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
３．モルタル評価試験の結果の考察１
表１に示す結果から、本発明のセメント添加材を使用した、水粉体比が１６質量％であるセメント組成物（実施例１〜５）は、フロー値が２３６ｍｍ以上と大きく、無機粉末ａと無機粉末ｂのいずれかを単独で使用したセメント組成物（比較例１〜２）及び無機粉末ａ、ｂを使用しないセメント組成物（比較例３）よりも、流動性を向上させることが確認できた。
また、本発明のセメント添加材を使用した、水粉体比が１４質量％であるセメント組成物（実施例６〜１０）は、フロー値が１４５ｍｍ以上と大きく、無機粉末ａを単独で使用したセメント組成物（比較例４）よりも、流動性を向上させることが確認できた。なお、無機粉末ｂを単独で用いた場合（比較例５）、無機粉末ｃを単独で用いた場合（比較例６）、及び無機粉末ｂ、ｃを使用しない場合（比較例７）は、混練が不可能であった。
【００２８】
４．モルタル評価試験２
上記材料を使用して、水／粉体比（質量）を０．１３、高性能減水剤Ｂ／粉体比（質量）を０．００５、消泡剤Ｂ／粉体比（質量）を０．０００１とし、細骨材／粉体比（質量）、及びセメント添加材の配合量が表２に示す値となるようにモルタル（参考例４〜７、比較例８〜１０）を調製した。
モルタルの調製には、ホバートミキサを使用し、各材料を個別にミキサに投入し、表２に示す混練時間で、低速で混練した。
各モルタルのフロー値を「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法） １１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行わないで測定した。
結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】
５．モルタル評価試験の結果の考察２
表２から、無機粉末ａ、ｄを使用しない場合（比較例１０）は、混練が不可能であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＥＴ比表面積が異なる２種のシリカフュームＡ、Ｂ（ただし、シリカフュームＡはシリカフュームＢよりも小さなＢＥＴ比表面積を有するものとする。）を含むセメント添加材であって、シリカフュームＡ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであり、かつ、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上であることを特徴とするセメント添加材。
【請求項２】
シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が、４〜１５ｍ２／ｇである請求項１に記載のセメント添加材。
【請求項３】
シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上であり、かつ、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、６５／３５〜９９．９／０．１である請求項１又は２に記載のセメント添加材。
【請求項４】
シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇであり、シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇを超え３０ｍ２／ｇ以下であり、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が３ｍ２／ｇ以上であり、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、７０／３０〜９９．９／０．１である請求項１に記載のセメント添加材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のセメント添加材及びセメントを含む粉体と、該粉体１００質量部に対して１０〜３５質量部の量で配合される水を含むことを特徴とするセメント組成物。
【請求項１】
ＢＥＴ比表面積が異なる２種のシリカフュームＡ、Ｂ（ただし、シリカフュームＡはシリカフュームＢよりも小さなＢＥＴ比表面積を有するものとする。）を含むセメント添加材であって、シリカフュームＡ、ＢのＢＥＴ比表面積が４〜３０ｍ２／ｇであり、かつ、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が２ｍ２／ｇ以上であることを特徴とするセメント添加材。
【請求項２】
シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が、４〜１５ｍ２／ｇである請求項１に記載のセメント添加材。
【請求項３】
シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上であり、かつ、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、６５／３５〜９９．９／０．１である請求項１又は２に記載のセメント添加材。
【請求項４】
シリカフュームＡのＢＥＴ比表面積が５〜１５ｍ２／ｇであり、シリカフュームＢのＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇを超え３０ｍ２／ｇ以下であり、シリカフュームＡ、Ｂ間のＢＥＴ比表面積の差が３ｍ２／ｇ以上であり、シリカフュームＡとシリカフュームＢとの質量比（シリカフュームＡ／シリカフュームＢ）が、７０／３０〜９９．９／０．１である請求項１に記載のセメント添加材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のセメント添加材及びセメントを含む粉体と、該粉体１００質量部に対して１０〜３５質量部の量で配合される水を含むことを特徴とするセメント組成物。
【公開番号】特開２０１２−２５４９３６（Ｐ２０１２−２５４９３６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２１８７８（Ｐ２０１２−２２１８７８）
【出願日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【分割の表示】特願２００７−２７２３９８（Ｐ２００７−２７２３９８）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１９日（２００７．１０．１９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 社団法人セメント協会、「第６１回セメント技術大会講演要旨 ２００７」（２００７年５月２０日発行）にて発表
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【分割の表示】特願２００７−２７２３９８（Ｐ２００７−２７２３９８）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１９日（２００７．１０．１９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 社団法人セメント協会、「第６１回セメント技術大会講演要旨 ２００７」（２００７年５月２０日発行）にて発表
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
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