JP2010100480A

JP2010100480A - セメント組成物

Info

Publication number: JP2010100480A
Application number: JP2008273079A
Authority: JP
Inventors: Masao Ishida; 征男石田; Minoru Yoshimoto; 稔吉本; Toshitsugu Tanaka; 敏嗣田中
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-05-06

Abstract

【課題】硬化前には良好な流動性を有し施工性に優れるとともに、硬化後には、高い圧縮強度と高い静弾性係数を発現し、かつ収縮率が小さいセメント組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が5〜25m²/gの微粉末、（Ｃ）ブレーン比表面積が3500〜10000cm²/gの無機粉末、（Ｄ）細骨材、（Ｅ）減水剤及び（Ｆ）水を含むセメント組成物であって、前記（Ｄ）細骨材が、表乾密度が4g/m³以上の重量骨材を含むセメント組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、硬化前には良好な流動性を有し、硬化後には200N/mm²程度の高い圧縮強度を発現し収縮が小さくかつ静弾性係数が大きいセメント組成物に関する。

近年、200N/mm²程度の高い圧縮強度を発現することのできるセメント組成物が提案されている。
例えば、ポルトランドセメント、粒状部材、ポゾラン反応型の微細部材、金属ファイバー、分散材、任意の混合剤および水から本質的になり、優勢量の粒状部材が、せいぜい800μｍの最大粒子径Ｄを備え、優勢量の金属ファイバーが、4mm〜20mmの範囲の個別の長さｌを備え、粒状部材の最大粒子径Ｄに対するファイバーの平均の長さＬの割合Ｒが、少なくとも10に等しく、かつ、優勢量の金属ファイバーの量が、該ファイバーの体積が硬化後のコンクリートの体積の1.0％〜4.0％となるような量であることを特徴とする、コンクリート部材をモールディングするための金属ファイバーコンクリート組成物が提案されている（特許文献１）。
また、(A)ブレーン比表面積2500〜5000cm²/gのセメント100重量部と、(B)ＢＥＴ比表面積5〜25m²/gの微粒子10〜40重量部と、(C)ブレーン比表面積5000〜30000cm²/gの無機粒子Ａ10〜50重量部と、(D) ブレーン比表面積2500〜5000cm²/gの無機粒子Ｂ5〜35重量部とを含有する水硬性組成物であって、上記無機粒子Ａが、上記セメント及び上記無機粒子Ｂよりも大きなブレーン比表面積を有しており、上記セメントと上記無機粒子Ｂのブレーン比表面積の差が100cm²/g以上であり、上記無機粒子Ａと上記無機粒子Ｂの合計量が上記セメント100重量部に対して15〜55重量部であることを特徴とする水硬性組成物が提案されている（特許文献２）。
特表平９−５００３５２号公報特開２００２−３３８３２３号公報

一般に、圧縮強度に優れるセメント組成物（具体的には、モルタル、コンクリート等）は、次のような利点を有する。
(1)現場打ちで建築物等を構築する場合には、コンクリート層の厚さを薄くすることができるので、コンクリートの打設量が少なくなり、労力の軽減、コストの削減、利用空間の増大等を図ることができる。
(2)プレキャスト部材を製造する場合には、該プレキャスト部材の厚さを薄くすることができるので、軽量化を図ることができ、運搬や施工が容易になる。
(3)耐摩耗性や、中性化・クリープ等に対する耐久性が向上する。
(4)静弾性係数が大きいので、プレストレストコンクリートを製造する場合には、ストレスロスが小さくなる。
しかしながら、200N/mm²程度の圧縮強度を発現しうるセメント組成物では、一般に、結合材量が多いこと、水セメント比が小さいことなどに起因して、収縮が大きくなるという問題がある。ここで、セメント組成物の収縮を低減する方法として、収縮低減剤を使用することが考えられる。しかし、この場合、セメント組成物の強度発現性が低下し180〜190N/mm²程度の圧縮強度しか得られないうえ、静弾性係数等も低下するという問題がある。
本発明は、上述の背景に鑑みてなされたものであって、硬化前には良好な流動性を有し、硬化後には200N/mm²程度の高い圧縮強度を発現し収縮が小さくかつ静弾性係数が大きいセメント組成物を提供することを目的とする。

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、細骨材として、表乾密度が4g/m³以上の重量骨材を用いることによって、本発明の上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の［１］〜［３］を提供するものである。
［１］（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が5〜25m²/gの微粉末、（Ｃ）ブレーン比表面積が3500〜10000cm²/gの無機粉末、（Ｄ）細骨材、（Ｅ）減水剤及び（Ｆ）水を含むセメント組成物であって、前記（Ｄ）細骨材が、表乾密度が4g/m³以上の重量骨材を含むことを特徴とするセメント組成物。
［２］（Ｇ）金属繊維を含む前記［１］に記載のセメント組成物。
［３］前記重量骨材が、主要構成成分としてFeO、Fe₂O₃、金属鉄の少なくともひとつを含むものであり、全粒子のうち球状の粒子が20％以上であり、呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で10％ないし20％である前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物。

本発明のセメント組成物は、細骨材として表乾密度が4g/m³以上の重量骨材を含むため、硬化前には良好な流動性を有し施工性に優れるとともに、硬化後には、200N/mm²程度の高い圧縮強度と60kN/mm²程度の高い静弾性係数を発現し、収縮低減剤を用いた場合と同等程度の収縮率を得ることができる。

本発明のセメント組成物は、（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が5〜25m²/gの微粉末、（Ｃ）ブレーン比表面積が3500〜10000cm²/gの無機粉末、（Ｄ）表乾密度が4g/m³以上の重量骨材を含む細骨材、（Ｅ）減水剤及び（Ｆ）水、を必須成分として含むものである。
（Ａ）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、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等の各種ポルトランドセメントを使用することができる。本発明においては、セメント組成物の流動性や、収縮低減等から、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。

（Ｂ）微粉末は、ＢＥＴ比表面積が5〜25m²/gであることが必要であり、7〜15m²/gであることが好ましい。ＢＥＴ比表面積が5m²/g未満であると、硬化後の強度や静弾性係数が低下し、緻密性や耐衝撃性等が劣る。一方、ＢＥＴ比表面積が25m²/gを超えると、所定の流動性を得るための水量が多くなるたり、硬化後の強度、静弾性係数等が低下する。
微粉末としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ、石灰石粉末等が挙げられる。一般に、シリカフュームやシリカダストは、そのＢＥＴ比表面積が5〜25m²/gであり、粉砕等をする必要がないので、本発明で用いる微粉末として好適である。また、被粉砕性や流動性等の観点から、石灰石粉末も本発明で用いる微粉末として好適である。
微粉末の配合量は、セメント100質量部に対して5〜50質量部が好ましく、10〜40質量部がより好ましい。配合量が5質量部未満では、硬化後の強度、、静弾性係数、緻密性や耐衝撃性等が低下することがある。一方、配合量が50質量部を越えると、所定の流動性を得るための水量が多くなるたり、硬化後の強度、静弾性係数等が低下する。

（Ｃ）無機粉末は、ブレーン比表面積が3500〜10000cm²/gであることが必要であり、4000〜9000cm²/gであることが好ましい。ブレーン比表面積が3500cm²/g未満であると、硬化後の強度、静弾性係数、緻密性や耐衝撃性等が低下するため好ましくない。一方、ブレーン比表面積が10000cm²/gを超えると、流動性が低下したり、あるいは、硬化後の強度、静弾性係数等が低下することがある。さらに、この場合、コストも増大する。
無機粉末としては、セメント以外の無機粉末、例えば、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、フライアッシュ、石灰石粉末、石英粉末は、コストの点や硬化後の品質安定性の点で好ましく用いられる。
無機粉末の配合量は、セメント100質量部に対して5〜55質量部が好ましく、10〜50質量部がより好ましい。配合量が前記範囲外では、流動性や施工性、硬化後の強度、緻密性や耐衝撃性等が低下することがある。

（Ｄ）細骨材は、その少なくとも一部として、表乾密度が4g/m³以上（より好ましく4.5g/m³以上）の重量骨材を含む。重量骨材の表乾密度が4g/m³未満では、硬化後の静弾性係数等が低下するうえ、収縮率も大きくなる。
表乾密度が4g/m³以上の重量骨材としては、(a)主要構成成分としてFeO、Fe₂O₃、金属鉄の少なくともひとつを含むものであり、全粒子のうち球状の粒子が20％以上であり、呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で10％ないし20％である重量骨材等が挙げられる。

本発明で好ましく用いられる上記(a)の重量骨材（以降、「重量骨材(a)」と略す）は、主要構成成分としてFeO、Fe₂O₃、金属鉄の少なくともひとつを含むものである。主要構成成分としてFeO、Fe₂O₃、金属鉄の少なくともひとつを含むとは、鉄をかかる酸化物又は金属の形で含むことをいい、重量骨材中の鉄の含有量に関しては特に限定はないが、構成元素を蛍光Ｘ線分析により酸化物換算で求めたときのFe₂O₃が65質量％以上であることが好ましい。構成元素を蛍光Ｘ線分析により酸化物換算で求めたときのFe₂O₃が65質量％に満たないときは、骨材の表乾密度が4g/m³未満となる場合があり好ましくない。より好ましくは、構成元素を蛍光Ｘ線分析により酸化物換算で求めたときのFe₂O₃が65質量％以上であり、このときの重量骨材の表乾密度は4.5g/m³以上になる。

重量骨材は、セメントペースト部分との密度差が大きいため、打設時に骨材とペーストが分離しやすい。したがって、重量骨材の形状により流動性が確保される必要がある。本発明で用いる重量骨材(a)は、全粒子のうち球状の粒子（以降、「球状粒子」と略す）が20％以上含まれるため流動性が高く、セメントペーストと分離することなく、打設することができる。球状粒子が20％に満たない場合には、打設時に骨材とペーストが分離する場合があり、好ましくない。

本発明で用いる重量骨材(a)は、呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で10％ないし20％であることが好ましい。呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で10％に満たないとき、あるいは20％を超えるときには、良好な流動性が得られない、あるいは骨材とセメントペーストの分離が発生する場合があり好ましくない。

また、重量骨材(a)においては、呼び寸法1.2mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で70％ないし90％であることが好ましい。呼び寸法1.2mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で70％に満たないとき、あるいは90％を超えるときには、良好な流動性が得られない、あるいは骨材とセメントペーストの分離が発生する場合があり好ましくない。
なお、重量骨材(a)は、製鋼過程で発生するリサイクル材を混合して得ることが好ましい。

連続鋳造スラブにより鋳造した鋼スラブは、鋳型への溶鋼注入流によって、鋼スラブの長手方向表層部に連続的にAlなどの介在物が析出する。この鋼スラブの表層介在物を溶削除去する工程で発生するリサイクル材料のホットスカーフは、主要構成成分としてFeO、Fe₂O₃、金属鉄を含み、構成元素を蛍光Ｘ線分析により酸化物換算で求めたときのFe₂O₃が80質量％以上で、表乾密度は4.8g/m³以上になる。また球状粒子が約70％を占め、しかも呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で10％ないし20％の範囲内であり、そのまま重量骨材(a)として用いることができる。しかし、本リサイクル材料の発生量はあまり多くはなく、他のリサイクル材料との混合使用が好ましい。例えば、製鋼用転炉ダストのうち、50μｍで篩い分けられた粗粉分（粗粉転炉ダスト）であれば、ホットスカーフ70に対し、粗粉転炉ダスト30の容積比までならば、混合することができる。それ以上に粗粉転炉ダストを混合すると、呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で20％を超えるため、良好な流動性が得られない場合があり好ましくない。

高炉水砕スラグから粉砕過程で分離される粒状銑鉄も金属鉄が主成分で4.8g/m³以上の表乾密度を示すとともに、球形に近い形状の粒子が50％程度含まれ、ホットスカーフと混合使用できるリサイクル材である。ホットスカーフ70に対し、粒状銑鉄30の容積比までならば、混合することができる。それ以上に粒状銑鉄を混合すると、呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で10％に満たないため、良好な流動性が得られない場合があり好ましくない。

製鋼の圧延工程で発生するリサイクル材料のミルスケールも、主要構成成分としてFeO、Fe₂O₃、金属鉄を含み、構成元素を蛍光Ｘ線分析により酸化物換算で求めたときのFe₂O₃が80％以上で、表乾密度は4.8g/m³以上になる。また、ホットスカーフよりも少し粗粒側にシフトし、砕砂ＪＩＳに近い粒度分布を有している。しかもリサイクル材料としての発生量が比較的多い。しかし、粒子形状はやや扁平なものが多いため、骨材として利用した場合には流動性が低下しやすく、過剰に単位水量や減水剤量を増やした場合には骨材とペーストが分離しやすい。したがって、ミルスケールをそのまま単独で重量骨材として用いることはできない。しかし、ホットスカーフ30に対し、ミルスケール70の容積比まで混合すれば、重量骨材(a)として用いることができる。それ以上にミルスケールを混合すると、球状粒子の割合が20％を下回り、良好な流動性を確保することが困難となる。

重量骨材(a)中の「球状粒子」について説明する。球状粒子とは、文字通り真球形に近い形状の粒子である。球状粒子の生成過程には、（１）固体が熱で液状に溶融した後、空中で冷え固まることにより、体積あたりの表面積が最小となる球形に近い形状となる場合、（２）非球形粒子が物理的な研磨により角を失い、球形に近い形状となる場合、（３）粉末または溶解液から析出した微粒が核の周囲に結合し、球形に近い形状に成長する場合がある。（２）（３）の場合には、球形から非球形まで連続的な形状の粒子が生成するが、（１）の場合には、中間形状の粒子は生成しない。

ホットスカーフは前記の通り、鋼スラブの表層介在物を溶削除去する工程で発生するリサイクル材料であり、前記（１）の生成過程で球状粒子が生成する。粗粉転炉ダスト及び粒状銑鉄にも球状粒子が含まれるが、その生成過程は前記（１）だけでなく、（２）の場合も含まれると考えられる。

本発明で用いる重量骨材(a)は、全粒子のうち「球状粒子」が20％以上であることが好ましく、下記する歪凹凸度が3.3以下の「球状粒子」が、全粒子のうち20％以上であることがより好ましい。

ここで、「歪凹凸度」は以下の式で定義される。
［歪凹凸度］＝［粒子輪郭の周の長さ］／［粒子輪郭面積と同じ面積の正円の直径］
すなわち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像の目視によって、その陰影から円板状や半球状と判断できる粒子を除き、明らかに球形に近い粒子を画像処理して解析する。画像処理は、一般的な画像処理ソフト［例えばAdobe Photoshop（アドビシステムズ社（ＡＤＯＢＥＳＹＳＴＥＭＳＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ）製登録商標）］を用いて行えばよい。まず、球形に近い粒子の画像から陰影を消して輪郭のみの図形を作成し、該図形の面積と、輪郭の周の長さを求める。該図形を円に近似して（該図形と同面積の円を想定して）、その円の面積πｒ²から半径ｒを求め、その２倍として直径を求める。直径に対する周の長さの比は、輪郭が円に近いほど、すなわち粒子が球形に近いほど、小さくなり、円周率πに近い値になる。ちなみに、ホットスカーフに含まれる球状粒子では、歪凹凸度が3.2以下となる。

また、全粒子のうちの球状粒子の割合を求める場合、複数のＳＥＭ写真に写った全粒子の数と球状粒子の数を数えて平均を求めればよいが、粒子の粒径に関わらず球状粒子の割合は一定であると仮定し、一定粒径、例えば50μｍ以上の粒子のみを数えても良い。

一方、本発明で用いる重量骨材(a)は、製鋼の圧延工程で発生するミルスケール、製鋼用転炉ダストのうち粒径50μｍで篩い分けられた粗粒分、及び高炉水砕スラグから分離された粒状銑鉄から選択される少なくとも２種以上を混合しても得られる。前記ミルスケール、転炉ダスト粗粒分、及び粒状銑鉄は、いずれも、鋼スラブ表面の溶削処理工程で発生するホットスカーフよりも発生量の多いリサイクル材である。

上記ミルスケール、転炉ダスト粗粒分、及び粒状銑鉄の混合割合は、各々質量百分率で０〜70％、０〜50％、及び０〜60％であることが好ましく、特に20〜70％、20〜50％、及び０〜40％であることが好ましい。
ミルスケールの混合割合が70％を超えると、または転炉ダスト粗粒分の混合割合が50％を超えると、良好な流動性が得られない場合があり好ましくない。粒状銑鉄の混合割合が60％を超えると、骨材とセメントペーストの分離が起こる場合があり好ましくない。
ミルスケールの混合割合が20％に満たないと、骨材とセメントペーストの分離が起こることがあったり、良好な流動性が得られない場合がある。転炉ダスト粗粒分の混合割合が20％に満たないと、または粒状銑鉄の混合割合が40％を超えると、骨材とセメントペーストの分離が起こる場合がある。

（Ｄ）細骨材は、上記重量骨材を50質量％以上含むことが好ましく、70質量％以上含むことがより好ましく、90質量％以上含むことが特に好ましい。細骨材中の重量骨材の含有割合が50質量％未満では、硬化後の静弾性係数等が低下するうえ、収縮率も大きくなる。
なお、（Ｄ）細骨材として用いられる、上記重量骨材以外の細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂またはこれらの混合物が挙げられる。
なお、重量骨材以外の細骨材においては、セメント組成物の流動性や施工性、硬化後のクラック抵抗性等から、85％質量累積粒径が2mm以下であることが好ましい。さらに、セメント組成物の分離抵抗性や硬化後の強度発現性等から、最大粒径が2mm以下であることがより好ましく、最大粒径が1.5mm以下であることが特に好ましい。
また、重量骨材以外の細骨材は、セメント組成物の流動性や施工性等から、0.15mm未満の粒子の割合が5質量％以下であることが好ましい。

細骨材の配合量は、セメント100質量部に対して70〜500質量部が好ましく、100〜350質量部がより好ましい。配合量が前記範囲外では、硬化後の強度、静弾性係数等が低下したり、収縮率が大きくなる。

（Ｅ）減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。中でも、ポリカルボン酸系の高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。減水剤を配合することによって、セメント組成物の流動性や施工性、硬化後の緻密性や強度等が向上する。
減水剤の配合量は、セメント100質量部に対して固形分換算で0.1〜4.0質量部が好ましく、0.1〜1.0質量部がより好ましい。配合量が前記範囲外では、流動性が低下したり、硬化後の強度や静弾性係数等が低下する。

（Ｆ）水としては、水道水等を使用することができる。
本発明において、水／セメント比は、流動性や施工性、硬化後の強度、耐久性、緻密性や耐衝撃性等の観点から、10〜30質量％が好ましく、15〜25質量％がより好ましい。

本発明のセメント組成物は、硬化後の曲げ強度や破壊エネルギーを高める観点から、（Ｇ）金属繊維を含むことができる。
（Ｇ）金属繊維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられるが、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維は、直径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。直径が0.01mm未満では繊維自体の強度が不足し、張力を受けた際に切れやすくなる。直径が1.0mmを超えると、同一配合量での本数が少なくなり、曲げ強度や破壊エネルギーを向上させる効果が低下する。長さが30mmを超えると、混練の際ファイバーボールが生じやすくなる。長さが2mm未満では曲げ強度や破壊エネルギーを向上させる効果が低下する。
金属繊維の配合量は、セメント組成物の体積の4％未満が好ましく、より好ましくは3％未満である。金属繊維の配合量が多くなると混練時の作業性等を確保するために単位水量も増大し、硬化後の強度、緻密性や耐衝撃性等が低下する。
金属繊維の配合量は、セメント組成物の体積の0.5％以上が好ましく、より好ましくは1％以上である。金属繊維の配合量を0.5％以上とすれば、曲げ強度や破壊エネルギーの向上の効果を高めることができる。

また、本発明のセメント組成物は、平均粒度が1mm以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を含むことができる。ここで、粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ（特に、繊維状粒子ではその長さ）である。該繊維状粒子又は薄片状粒子を含有することにより、硬化後の靱性を高めることができる。また、金属繊維を使用する場合は、金属繊維の分離防止を図ることもできる。
繊維状粒子としては、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト等が、薄片状粒子としては、マイカフレーク、タルクフレーク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク等が挙げられる。
繊維状粒子又は薄片状粒子の配合量は、硬化前の施工性や硬化後の靱性等から、セメント100質量部に対して35質量部以下が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましい。
なお、繊維状粒子においては、硬化後の靱性を高める観点から、長さ／直径の比で表される針状度が3以上のものを用いるのが好ましい。

本発明においては、セメント組成物の混練方法は、特に限定されるものではない。
また、混練に用いる装置も特に限定されるものではなく、オムニミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ等の慣用のミキサを使用することができる。
セメント組成物の成形・養生方法も、特に限定されるものではないが、本発明のセメント組成物を硬化してなるセメント質硬化体の生産性や強度発現性等を考慮すると、下記に示す一次養生・二次養生を行うことが好ましい。
まず、混練したセメント組成物を所定の型枠を用いて成形し、一次養生を行う。ここで、成形方法は、特に限定されるものではなく、流し込み成形等の慣用の成形方法を採用することができる。一次養生としては、型枠に混練したセメント組成物を収納した状態で、5〜40℃で所定時間（例えば、3〜48時間程度）静置する方法が挙げられる。一次養生終了後、脱型する。ここで、脱型時のセメント質硬化体の圧縮強度は、10N/mm²以上であることが好ましい。圧縮強度が10N/mm²未満では、脱型が困難である。
脱型後、二次養生し、セメント質硬化体を製造する。二次養生としては、75〜95℃で10〜48時間蒸気養生する方法が挙げられる。
なお、本発明のセメント組成物は、通常モルタルとして製造される。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
〔１．使用材料〕
以下の材料を使用した。
（Ａ）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）
（Ｂ）微粉末；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積10m²/g）
（Ｃ）無機粉末；石英粉末（ブレーン比表面積7500cm²/g）
（Ｄ）細骨材；(1)重量細骨材（表乾密度が4.95g/m³、主要構成成分としてFe₂O₃と金属鉄を含み、呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が10質量％、呼び寸法1.2mmのふるいを通過する粒子が82質量％で、最大粒径が5mmで、球状粒子が78％）。
なお、上記重量細骨材はホットスカーフである。
(2)珪砂（粒径0.15〜0.6mm）
（Ｅ）減水剤；ポリカルボン酸系高性能減水剤
（Ｆ）水；水道水
（Ｇ）金属繊維；鋼繊維（直径：0.15mm、長さ：15mm）
（Ｈ）収縮低減剤；ｎ−ブチルアルコールのプロピレンオキサイド(平均付加モル数２)／エチレンオキサイド(平均付加モル数２)ブロック付加物100質量部と、ｉｓｏ−ブチルアルコールプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数50) 0.5 質量部との混合物

［実施例１］
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム32質量部、石英粉末30質量部、重量細骨材215質量部、減水剤0.6質量部（固形分換算）、水22質量部及び鋼繊維（セメント組成物中の全体積の２％）を二軸練りミキサに投入し、混練して配合物を得た。
該配合物のフロー値を「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。
また、該配合物を、φ50×100mmの型枠を用いて成形し、20℃で48時間静置（一次養生）後、脱型し、さらに90℃で48時間蒸気養生（二次養生）後、「JIS A 1108（コンクリートの圧縮強度試験方法）」および「JIS A 1149（コンクリートの静弾性係数試験方法）」に準じて圧縮強度および静弾性係数を測定した。
また、該配合物を、4×4×16cmの型枠に流し込み、20℃で48時間静置（一次養生）後、脱型して、さらに90℃で48時間蒸気養生（二次養生）後、「JIS R 5201」に準じて曲げ強度を測定した。
また、該配合物を10×10×40cmの型枠に流し込み、20℃で48時間静置（一次養生）後、脱型し、さらに90℃で48時間蒸気養生（二次養生）後の収縮率を、JCI-SAS2「セメントペースト、モルタルおよびコンクリートの自己収縮および自己膨張試験方法(案)」に準じて測定した。
その結果、フロー値は270mm、圧縮強度は195N/mm²、曲げ強度は40N/mm²、静弾性係数は60kN/mm²、収縮率は530×10^-6であった。

［比較例１］
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム32質量部、石英粉末30質量部、珪砂105質量部、減水剤0.4質量部（固形分換算）、水22質量部及び鋼繊維（セメント組成物中の全体積の２％）を二軸練りミキサに投入し、混練して配合物を得た。
フロー値、圧縮強度、曲げ強度、静弾性係数及び収縮率を実施例１と同様に測定した。
その結果、フロー値は270mm、圧縮強度は210N/mm²、曲げ強度は40N/mm²、静弾性係数は54kN/mm²、収縮率は850×10^-6であった。

［比較例２］
低熱ポルトランドセメント100質量部、シリカフューム32質量部、石英粉末30質量部、珪砂105質量部、減水剤0.4質量部（固形分換算）、水20質量部、収縮低減剤2質量部及び鋼繊維（セメント組成物中の全体積の２％）を二軸練りミキサに投入し、混練して配合物を得た。
フロー値、圧縮強度、曲げ強度、静弾性係数及び収縮率を実施例１と同様に測定した。
その結果、フロー値は270mm、圧縮強度は190N/mm²、曲げ強度は39N/mm²、静弾性係数は50kN/mm²、収縮率は510×10^-6であった。

実施例１と比較例１〜２から、細骨材として重量骨材を用いた実施例１では、優れた流動性、及び200N/mm²程度の高い圧縮強度と60kN/mm²程度の高い静弾性係数を得ていることが分かる。また、収縮率も収縮低減剤を用いた比較例２と同等程度まで低減していることが分かる。

Claims

（Ａ）セメント、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積が5〜25m²/gの微粉末、（Ｃ）ブレーン比表面積が3500〜10000cm²/gの無機粉末、（Ｄ）細骨材、（Ｅ）減水剤及び（Ｆ）水を含むセメント組成物であって、前記（Ｄ）細骨材が、表乾密度が4g/m³以上の重量骨材を含むことを特徴とするセメント組成物。
（Ｇ）金属繊維を含む請求項１に記載のセメント組成物。
前記重量骨材が、主要構成成分としてFeO、Fe₂O₃、金属鉄の少なくともひとつを含むものであり、全粒子のうち球状の粒子が20％以上であり、呼び寸法0.15mmのふるいを通過する粒子が全粒子のうち質量百分率で10％ないし20％である請求項１又は２に記載のセメント組成物。