特許ウォッチ

公開番号2025044058
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151751
出願日2023-09-19
発明の名称コンクリート組成物、コンクリート構造物
出願人国立大学法人東北大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C04B 28/02 20060101AFI20250325BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】力学面と環境負荷面の両面において優れるコンクリート組成物、およびその硬化物からなるコンクリート構造物を提供する。
【解決手段】結合材と、水と、骨材と、を含むコンクリート組成物であって、前記結合材は、セメントと、フライアッシュと、高炉スラグ微粉末と、シリカフュームと、を含み、前記結合材における、前記セメントの含有量が2質量%以上5質量%以下、前記フライアッシュの含有量が60質量%以下、前記高炉スラグ微粉末の含有量が10質量%以上75質量%以下、前記シリカフュームの含有量が5質量%以上30質量%以下である、コンクリート組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
結合材と、水と、骨材と、を含むコンクリート組成物であって、
前記結合材は、セメントと、フライアッシュと、高炉スラグ微粉末と、シリカフュームと、を含み、
前記結合材における、前記セメントの含有量が２質量％以上５質量％以下、前記フライアッシュの含有量が６０質量％以下、前記高炉スラグ微粉末の含有量が１０質量％以上７５質量％以下、前記シリカフュームの含有量が５質量％以上３０質量％以下である、コンクリート組成物。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
前記コンクリート組成物における水結合材比が１５％以上３０％以下である、請求項１に記載のコンクリート組成物。
【請求項３】
単位セメント量が１００ｋｇ／ｍ
３
以下である、請求項１または２に記載のコンクリート組成物。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載のコンクリート組成物の硬化物からなる、コンクリート構造物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート組成物、およびコンクリート構造物に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、世界ではカーボンニュートラルの達成が目標とされている。セメントコンクリートは、建築材料として最も普及している。しかしながら、セメントコンクリートの主原料の一つであるセメントは製造に伴う二酸化炭素排出量が多いため、従来通りに使用することが疑問視されている。そのため、セメントを使用しないジオポリマーコンクリートや、木構造への転換等、セメントを使用しない技術開発が進められている。
【０００３】
一方、例えば、グローバルセメント・コンクリート協会（ＧＣＣＡ）は、一定のセメントやコンクリートの製造および使用を継続しながら、二酸化炭素排出量の削減を目指すことを提案している。なぜならば、木材や木質材料は、コンクリートの代替品として使用可能な範囲が大きいものの、大きな断面や、剛性、耐火性の確保等に一定の制限があるためである。従って、全てのコンクリート構造物を木材や木質材料に替えるには、極めて大きなブレイクスルーが必要である。
【０００４】
そこで、セメントの使用量を減らし、セメントの代替として高炉スラグやフライアッシュなどの混和材の量を多くしたコンクリート組成物が開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１１－００６３２１号公報
特開２０１６－１９９４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載のコンクリート組成物は、二酸化炭素排出量が普通コンクリートの約２０％～８０％であり、さらなる二酸化炭素排出量の削減が求められている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、力学面と環境負荷面の両面において優れるコンクリート組成物、およびその硬化物からなるコンクリート構造物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】
【０００８】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］結合材と、水と、骨材と、を含むコンクリート組成物であって、
前記結合材は、セメントと、フライアッシュと、高炉スラグ微粉末と、シリカフュームと、を含み、
前記結合材における、前記セメントの含有量が２質量％以上５質量％以下、前記フライアッシュの含有量が６０質量％以下、前記高炉スラグ微粉末の含有量が１０質量％以上７５質量％以下、前記シリカフュームの含有量が５質量％以上３０質量％以下である、コンクリート組成物。
［２］前記コンクリート組成物における水結合材比が１５％以上３０％以下である、［１］に記載のコンクリート組成物。
［３］単位セメント量が１００ｋｇ／ｍ
３
以下である、［１］または［２］に記載のコンクリート組成物。
［４］［１］～［３］のいずれかに記載のコンクリート組成物の硬化物からなる、コンクリート構造物。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、力学面と環境負荷面の両面において優れるコンクリート組成物、およびその硬化物からなるコンクリート構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
コンクリートの環境側面と力学側面を示す図である。
実験例の試験体の圧縮強度試験を行った結果の平均値を示す図である。
実験例の試験体の二酸化炭素排出量を計算した結果を示す図である。
実験例の試験体の環境負荷評価値当たりの力学性能評価値ＥＭＩの値を示す図である。
実験例の試験体について、Ｃ１００＿３０を基準とした環境影響評価の結果を示す図である。
実験例の試験体のＸＲＤによる分析結果を示す図である。
実験例の試験体のＳＥＭ像である。
図７の（Ａ）＋における元素分析の結果を示す図である。
図７の（Ｂ）＋における元素分析の結果を示す図である。
実験例の試験体のＳＥＭ像である。
図１０の（Ａ）＋における元素分析の結果を示す図である。
図１０の（Ｂ）＋における元素分析の結果を示す図である。
実験例の試験体のＳＥＭ像である。
図１３の（Ａ）＋における元素分析の結果を示す図である。
図１３の（Ｂ）＋における元素分析の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許