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公開番号2025144739
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024044570
出願日2024-03-21
発明の名称上面が水和硬化体からなる敷設層及びその構築方法
出願人JFEスチール株式会社,JFEシビル株式会社
代理人個人
主分類C04B 28/02 20060101AFI20250926BHJP(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】捨てコン代替となり得る、上面が水和硬化体からなる敷設層を低コストかつ効率的に構築することができる構築方法を提供する。
【解決手段】上面が水和硬化体からなる敷設層を地盤上に構築する方法であり、地盤上に粗骨材層aを設け、その上からセメントを結合材とするペーストpを打設することにより、粗骨材層aの少なくとも上部側領域の空隙部にペーストpを充填してペースト充填部a_pとするとともに、粗骨材層aの上面をペーストp中に埋没させ、その状態でペーストpを固化させて水和硬化体とする。
機能上必要な分のセメントだけを用いればよいため、捨てコンに較べてセメント量、ペースト打設量、施工工数とも削減でき、しかも敷設層の表面は粗骨材を含まないペースト面であるため表面の仕上げが容易である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
上面が水和硬化体からなる敷設層を地盤上に構築する方法であって、
地盤上に粗骨材を敷き詰めて粗骨材層（ａ）を設け、その上からセメントを結合材とするペースト（ｐ）（但し、セメントの一部を高炉スラグ微粉末に置換したペーストを含む。）を打設することにより、粗骨材層（ａ）の少なくとも上部側領域の空隙部にペースト（ｐ）を充填してペースト充填部（ａ
ｐ
）とするとともに、粗骨材層（ａ）の上面をペースト（ｐ）中に埋没させ、その状態でペースト（ｐ）を固化させて水和硬化体とすることを特徴とする上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
粗骨材層（ａ）のペースト充填部（ａ
ｐ
）の平均厚さが粗骨材最大寸法の２／５以上であることを特徴とする請求項１に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
【請求項３】
打設したペースト（ｐ）により、粗骨材層（ａ）の上に平均厚さが１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下のペースト層（ｐ
Ｌ
）が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
【請求項４】
ペースト（ｐ）は、セメント重量の５０％以上７０％以下を高炉スラグ微粉末に置換して結合材としたものであること特徴とする請求項１に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
【請求項５】
ペースト（ｐ）は、結合材と水の重量比（結合材：水）が１：０．５～０．６であることを特徴とする請求項１に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
【請求項６】
ペースト（ｐ）はモルタルであって、結合材と細骨材の重量比が１：３～５であることを特徴とする請求項１に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
【請求項７】
ペースト（ｐ）はモルタルであって、細骨材の５０重量％以上が高炉スラグ細骨材からなることを特徴とする請求項１に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
【請求項８】
ペースト（ｐ）はモルタルであって、セメント重量の５０％以上７０％以下を高炉スラグ微粉末に置換して結合材とし、細骨材の５０重量％以上が高炉スラグ細骨材からなり、
打設したペースト（ｐ）により、粗骨材層（ａ）の上に平均厚さが１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下のペースト層（ｐ
Ｌ
）が形成され、
粗骨材層（ａ）の上部側領域にのみペースト充填部（ａ
ｐ
）が形成されるとともに、該ペースト充填部（ａ
ｐ
）の平均厚さが粗骨材最大寸法の２／５以上であることを特徴とする請求項１に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
【請求項９】
ペースト（ｐ）は、リグニンスルホン酸化合物とポリカルボン酸エーテルを成分として含む化学混和剤が、結合材重量の０．５％以上１％以下添加されたものであって、結合材と水及び化学混和剤の合計の重量比（結合材：水＋化学混和剤）が１：０．４５～０．５４であることを特徴とする請求項１又は８に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
【請求項１０】
ペースト（ｐ）はモルタルであって、細骨材が高炉スラグ細骨材からなり、さらに、混和材として結合材重量の２０±５％の高炉スラグ微粉末が添加されたものであることを特徴とする請求項４又は８に記載の上面が水和硬化体からなる敷設層の構築方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、捨てコンクリート（以下、「捨てコン」という）の代替となり得る、上面が水和硬化体からなる敷設層及びその構築方法に関するものである。なお、一般に捨てコンとは、建築構造物の基礎工事などに先立って、レベル出し、墨出し及び型枠構築のために地盤（地盤上に締め固められた砕石層の場合を含む。以下同様。）上に打設されるコンクリートを指すが、本願では、いわゆる土間コンなどを含め、地盤上に打設される無筋のコンクリートを総称して捨てコンと呼ぶ。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
建築構造物の基礎構築に先立って、不陸調整、墨出し、型枠構築のために、捨てコンが施工される。この捨てコンは、地盤上に概ね５０ｍｍ程度の厚さに打設される。一般には、捨てコンを施工した翌日に墨出しを行い、その翌日から型枠構築を行う。このため捨てコンには、上面が平坦であって、打設翌日に墨出しができること、その翌日には、型枠（桟木）留め付けのためのコンクリート釘（以下、「釘」という）が打てること、そして、型枠保持に必要なだけの釘の保持力があることが求められる。
構造物のコンクリートとは異なり、捨てコンには、品質に関する公的な基準、規定はなく、１８Ｎ／ｍｍ
２
の生コンクリートを慣用的に使用している場合が多い。
【０００３】
また、カーボンニュートラルに向け、建設工事でもＣＯ
２
排出削減の要求が高くなっており、コンクリート工事では、セメント製造時に発生するＣＯ
２
に着目し、セメントの一部を高炉スラグ微粉末に置換した高炉セメントが用いられる場合がある。高炉セメントは、長期にわたって強度発現が続き、水和発熱が小さく、化学抵抗性が高く耐久性に優れるなどの利点が知られている。一方で、特許文献１には、高炉スラグは、クリンカ鉱物の水和によって生じる水酸化カルシウムの刺激により、徐々に水和が進む性質（潜在水硬性）のため、初期の強度発現性がセメントと比べ劣っていることが記載されている。この特許文献１によれば、普通ポルトランドセメントを高炉セメントで段階的に置換した組成物を用いた、ＪＩＳモルタル（１９９７年改正前）の材令３日（初期）の圧縮強度は、高炉スラグの添加量が多いほど顕著に低下するとしている。そして、高炉スラグの添加量が７０％ではプレーンの３０～３５％程度の強度発現性しか得られていないため、単純に高炉スラグの添加量を増加させることは、初期の強度発現性が低くなる点で難があるとしている。
【０００４】
そこで、特許文献１では、初期強度発現遅延の改善のため、セメントクリンカ粉末、高炉スラグ微粉末、及び石灰石粉末を含む粉状の混合セメント組成物として、セメントクリンカ粉末、高炉スラグ微粉末、及び石灰石粉末の合計量１００質量％中、セメントクリンカ粉末の割合が４７～５９質量％、高炉スラグ微粉末の割合が２２～４３質量％、石灰石粉末の割合が４～２３質量％であり、セメントクリンカ粉末中のアルミネート相の割合が１３質量％超１７質量％以下である混合セメント組成物を提案している。
また、特許文献２は、速硬性セメントに関する提案であるが、ここで添加される高炉スラグ微粉末は、特許文献１と同様に５０％以下である。同文献では、高炉スラグ微粉末の配合量が多くなりすぎると、相対的に速硬性混和材やセメントの比率が低下して、初期強度発現性や長期強度発現性が低下するおそれがあるとしている。
【０００５】
また、特許文献３は、低水結合材比で高い流動性及び低い粘性を示し、かつ耐火性能を持つ高強度モルタル又は高強度コンクリートが得られる方法を提案している。この方法では、セメントなどの結合材の５～３０％を高炉スラグ微粉末及び／又はフライアッシュ微粉末で置換している。また、水結合材比は、好ましくは１７．５～２５％であるとしている。
また、特許文献４では、セメント重量に対する高炉スラグ微粉末の置換率を６０％以上としている。また、高炉スラグ微粉末の水和反応を活性化するために、亜硝酸塩及びジエタノールイソプロパノールアミンが添加され、さらにセッコウ又は炭酸カルシウムが添加される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１２－２５４９０９号公報
特開２０２１－１６０９９４号公報
特開２０２１－０７５４０９号公報
特開２０２０－１３８８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、従来技術の課題について検討を行い、その結果、従来広く用いられている捨てコンには、以下のような課題があることが判った。
（i）捨てコンは、構造物の基礎を構築する際のレベル出し、墨出し、型枠構築のために用いるものであり、構造体に用いるコンクリートに必要とされる性能は必ずしも必要でなく、スペックダウン、コスト低減の余地がある。
（ii）一般に捨てコンは５０ｍｍ程度の厚さに施工されるが、型枠構築のために桟木を釘で固定する場合、釘は捨てコンに１５～３０ｍｍ程度貫入しているにすぎない。したがって、釘を保持するための捨てコン層（コンクリート層）の厚さは、最大で３０ｍｍ程度あればよいと考えられ、厚さをより薄くできる余地がある。
【０００８】
（iii）従来技術では、ＣＯ
２
排出削減のためにセメントを高炉スラグ微粉末に置換する場合、初期の強度発現性が低いという理由から高炉スラグ微粉末の置換率は５０％以下が実用的であると考えられている。これは、高炉スラグ微粉末の置換率が５０％を超えると、初期強度発現の遅延を補うために、さらに多くの混和剤（例えば、高価な高性能ＡＥ減水剤や増粘剤）や混和材を使用する必要があり、それに伴い高度の調合管理が必要になるとともに、コストアップとなるからである。しかし、捨てコンには、釘打ちが容易であって、且つ打ち込まれた釘を保持できることが求められるので、釘打ちをする段階、すなわち、初期の段階では強度は高くない方がよく、桟木を固定した釘が保持できる程度の強度があればよい。コンクリート強度が高いと釘の打ち込みがしにくくなり、高すぎると、釘打ちの衝撃で捨てコンの表層が剥離して飛散する恐れがある。さらに、捨てコンに対する釘打ちでは、釘が表層の粗骨材に当たるので、釘の強度や釘打ちの技量が高くないと、釘打ちが困難となるとともに、同様に周囲のモルタルが剥離して飛散してしまう恐れがある。
【０００９】
本発明は、以上のような従来技術の課題に着目し、これらの課題を解決すべくなされたものであり、捨てコンの代替となり得る敷設層であって、低コストかつ効率的に構築することができる敷設層及びその構築方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、（i）鉄鋼製造プロセスの副生物の有効活用を図るとともに、ＣＯ
２
排出削減に資する、（ii）施工性が高い、（iii）基礎墨出し面への釘打ちを行う場合に、釘打ちが容易であるとともに釘の保持力が適切に得られる、などの点も満足させることができる敷設層及びその構築方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、地盤上に粗骨材を敷き詰めて粗骨材層を設け、その上から必要な分量（例えば釘打ちに必要な分量）のセメントスラリー又はモルタルからなるペーストを打設し、粗骨材層の少なくとも上部側領域にペーストを充填するとともに、粗骨材層の上面をペースト中に埋没させることにより、上面が水和硬化体（ペーストの硬化体）からなる敷設層が得られるようにしたことを特徴とする。
これにより、ペーストを機能上必要な分量だけ打設すればよいため、捨てコンに較べてセメント量、ペースト打設量を削減できるとともに、生コンクリートの調合・管理や調製のための工程が不要となる。さらには、敷設層の表面（最表層）は粗骨材を含まないペースト面であるため表面の仕上げが容易である。以上のことから捨てコン代替の敷設層を低コストかつ効率的に施工することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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