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公開番号2025155494
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2024105195
出願日2024-06-28
発明の名称セメント質組成物及び該セメント質組成物の製造方法
出願人太平洋セメント株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C04B 28/02 20060101AFI20251002BHJP(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】繊維を含み、フレッシュ時には、流動性に優れ、かつ、硬化後には、引張強度および靭性に優れたセメント質組成物を提供する。
【解決手段】セメントを含む粉体、骨材、水、及び繊維を含むセメント質組成物であって、繊維が、金属繊維、有機繊維、無機繊維、及び炭素繊維の中から選ばれる少なくとも1種以上であり、繊維のアスペクト比とセメント質組成物中の繊維の含有率を乗じて算出される数値が40～300であるセメント質組成物。使用予定の繊維のアスペクト比とセメント質組成物中の使用予定の繊維の含有率を乗じて算出される数値が40～300となるように、使用予定の繊維のアスペクト比、及び、セメント質組成物中の使用予定の繊維の含有率を定める工程と、該工程で定めた繊維のアスペクト比、及び、繊維の含有率で、各原料を混合して、セメント質組成物を得る工程を含む上記セメント質組成物の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セメントを含む粉体、骨材、水、及び繊維を含むセメント質組成物であって、
上記繊維が、金属繊維、有機繊維、無機繊維、及び炭素繊維の中から選ばれる少なくとも１種以上であり、
下記式（１）を用いて算出される数値が４０～３００であることを特徴とするセメント質組成物。
上記繊維のアスペクト比×上記セメント質組成物中の上記繊維の含有率（体積％）・・・（１）
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
ペースト細骨材容積比が１．６０～６．００である請求項１に記載のセメント質組成物。
【請求項３】
ペースト細骨材容積比が１．００以上、１．６０未満である請求項１に記載のセメント質組成物。
【請求項４】
上記粉体は、ＢＥＴ比表面積が５～２５ｍ
２
／ｇのポゾラン質微粉末を含む請求項１～３のいずれか１項に記載のセメント質組成物。
【請求項５】
上記粉体は、ブレーン比表面積が３，５００～１０，０００ｃｍ
２
／ｇの無機粉末を含む請求項１～３のいずれか１項に記載のセメント質組成物。
【請求項６】
上記セメント質組成物は、「ＪＩＳＲ５２０１セメントの物理試験方法」に記載されているフロー値の測定方法において１５回の落下運動を行わない場合における、フローコーンを取り去った時から９０秒が経過した時のフロー値が、２２０～３２０ｍｍの範囲内となるものである請求項１又は２に記載のセメント質組成物。
【請求項７】
上記セメント質組成物は、「ＪＩＳＲ５２０１セメントの物理試験方法」に記載されているフロー値の測定方法において１５回の落下運動を行わない場合における、フローコーンを取り去った時から９０秒が経過した時のフロー値が、１１０～１９０ｍｍの範囲内となるものである請求項１又は３に記載のセメント質組成物。
【請求項８】
上記セメント質組成物は、日本コンクリート工学会規準「ＪＣＩ－Ｓ－００２－２００３」（切欠きはりを用いた繊維コンクリートの荷重－変位曲線試験方法」に準拠して測定した引張強度が、４．５～１５．０Ｎ／ｍｍ
２
の範囲内となるものである請求項１～３のいずれか１項に記載のセメント質組成物。
【請求項９】
請求項１又は２に記載のセメント質組成物の製造方法であって、
下記式（２）で算出される数値が４０～３００となるように、使用予定の繊維のアスペクト比、及び、上記セメント質組成物中の上記使用予定の繊維の含有率を定める繊維組成決定工程と、
上記繊維組成決定工程で定めた繊維のアスペクト比、及び、繊維の含有率で、各原料を混合して、上記セメント質組成物を得る組成物調製工程、
を含むセメント質組成物の製造方法。
上記使用予定の繊維のアスペクト比×上記セメント質組成物中の上記使用予定の繊維の含有率（体積％）・・・（２）
【請求項１０】
上記組成物調製工程で得られた硬化前の上記セメント質組成物を５０℃以上の雰囲気下で養生して、上記セメント質組成物の硬化体を得る養生工程、
を含む請求項９に記載のセメント質組成物の製造方法。
（【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、セメント質組成物及び該セメント質組成物の製造方法に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、靭性を高める等の目的で、繊維を含むモルタル等のセメント質組成物（本明細書中、「繊維補強セメント質組成物」ともいう。）が知られている。
例えば、特許文献１には、セメント、シリカフューム、石炭ガス化フライアッシュ、石膏、特定の膨張材、特定の収縮低減剤、及び金属繊維の各々を、特定の量で含有することを特徴とする低収縮超高強度繊維補強セメント組成物が記載されている。
また、特許文献２に、短繊維を、容積比で０．５％～６．０％混入して得られる繊維補強コンクリートであって、前記短繊維が、予め加熱処理が施されることで収縮ひずみが与えられているとともに、アスペクト比が２０～２００になるように切断された有機系の短繊維を含むことを特徴とする繊維補強コンクリートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－８４０９５号公報
特開２００９－１０２１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
繊維補強セメント質組成物中の繊維の量を増加させることで繊維補強セメント質組成物の靭性を向上させることができる。一方、繊維の量が増加すると繊維補強セメント質組成物の流動性が低下し、所望のワーカビリティを確保することが困難となる。また、繊維の寸法は、繊維補強セメント質組成物の流動性に大きな影響を及ぼすことが知られている。
本発明の目的は、繊維を含み、フレッシュ時（未硬化）には、流動性に優れ、かつ、硬化後には、引張強度および靭性に優れたセメント質組成物、並びに、その製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、セメントを含む粉体、骨材、水、及び繊維を含むセメント質組成物であって、繊維が、金属繊維、有機繊維、無機繊維、及び炭素繊維の中から選ばれる少なくとも１種以上であり、繊維のアスペクト比と繊維の含有率を乗じた数値が４０～３００であるセメント質組成物によれば、上記目的を達成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］～［１１］を提供するものである。
［１］セメントを含む粉体、骨材、水、及び繊維を含むセメント質組成物であって、上記繊維が、金属繊維、有機繊維、無機繊維、及び炭素繊維の中から選ばれる少なくとも１種以上であり、下記式（１）を用いて算出される数値が４０～３００であることを特徴とするセメント質組成物。
上記繊維のアスペクト比×上記セメント質組成物中の上記繊維の含有率（体積％）・・・（１）
［２］ペースト細骨材容積比が１．６０～６．００である前記［１］に記載のセメント質組成物。
［３］ペースト細骨材容積比が１．００以上、１．６０未満である前記［１］に記載のセメント質組成物。
［４］上記粉体は、ＢＥＴ比表面積が５～２５ｍ
２
／ｇのポゾラン質微粉末を含む前記［１］～［３］のいずれかに記載のセメント質組成物。
【０００６】
［５］上記粉体は、ブレーン比表面積が３，５００～１０，０００ｃｍ
２
／ｇの無機粉末を含む前記［１］～［４］のいずれかに記載のセメント質組成物。
［６］上記セメント質組成物は、「ＪＩＳＲ５２０１セメントの物理試験方法」に記載されているフロー値の測定方法において１５回の落下運動を行わない場合における、フローコーンを取り去った時から９０秒が経過した時のフロー値が、２２０～３２０ｍｍの範囲内となるものである前記［１］又は［２］のいずれかに記載のセメント質組成物。
［７］上記セメント質組成物は、「ＪＩＳＲ５２０１セメントの物理試験方法」に記載されているフロー値の測定方法において１５回の落下運動を行わない場合における、フローコーンを取り去った時から９０秒が経過した時のフロー値が、１１０～１９０ｍｍの範囲内となるものである前記［１］又は［３］に記載のセメント質組成物。
［８］上記セメント質組成物は、日本コンクリート工学会規準「ＪＣＩ－Ｓ－００２－２００３」（切欠きはりを用いた繊維コンクリートの荷重－変位曲線試験方法」に準拠して測定した引張強度が、４．５～１５．０Ｎ／ｍｍ
２
の範囲内となるものである前記［１］～［７］のいずれかに記載のセメント質組成物。
［９］前記［１］又は［２］に記載のセメント質組成物の製造方法であって、下記式（２）で算出される数値が４０～３００となるように、使用予定の繊維のアスペクト比、及び、上記セメント質組成物中の上記使用予定の繊維の含有率を定める繊維組成決定工程と、上記繊維組成決定工程で定めた繊維のアスペクト比、及び、繊維の含有率で、各原料を混合して、上記セメント質組成物を得る組成物調製工程、を含むセメント質組成物の製造方法。
上記使用予定の繊維のアスペクト比×上記セメント質組成物中の上記使用予定の繊維の含有率（体積％）・・・（２）
［１０］上記組成物調製工程で得られた硬化前の上記セメント質組成物を５０℃以上の雰囲気下で養生して、上記セメント質組成物の硬化体を得る養生工程、を含む前記［９］に記載のセメント質組成物の製造方法。
［１１］前記［３］に記載のセメント質組成物の製造方法であって、下記式（３）で算出される数値が４０～３００となるように、使用予定の繊維のアスペクト比、及び、上記セメント質組成物中の上記使用予定の繊維の含有率を定める繊維組成決定工程と、上記繊維組成決定工程で定めた繊維のアスペクト比、及び、繊維の含有率で、各原料を混合して、上記セメント質組成物を得る組成物調製工程と、上記組成物調製工程で得られた硬化前の上記セメント質組成物を５０℃未満の雰囲気下で養生して、上記セメント質組成物の硬化体を得る養生工程、を含むセメント質組成物の製造方法。
上記使用予定の繊維のアスペクト比×上記セメント質組成物中の上記使用予定の繊維の含有率（体積％）・・・（３）
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセメント質組成物は、繊維を含み、フレッシュ時（未硬化）には、流動性に優れ、かつ、硬化後には、引張強度および靭性に優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例１～１５及び比較例１～５における、繊維のアスペクト比と繊維の含有率を乗じた数値と、引張強度の関係を示す図である。
実施例１～１５及び比較例１～５における、繊維のアスペクト比と繊維の含有率を乗じた数値と、９０秒フロー値の関係を示す図である。
実施例１６～２７及び比較例６における、繊維のアスペクト比と繊維の含有率を乗じた数値と、引張強度の関係を示す図である。
実施例１６～２７及び比較例６における、繊維のアスペクト比と繊維の含有率を乗じた数値と、９０秒フロー値の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のセメント質組成物は、セメントを含む粉体、骨材、水、及び繊維を含むセメント質組成物であって、繊維が、金属繊維、有機繊維、無機繊維、及び炭素繊維の中から選ばれる少なくとも１種以上であり、下記式（１）を用いて算出される数値が４０～３００であるものである。
繊維のアスペクト比×セメント質組成物中の上記繊維の含有率（体積％）・・・（１）
以下、詳しく説明する。
セメントを含む粉体に含まれているセメントの例としては、特に限定されるものではなく、例えば、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や、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや、エコセメント等が挙げられる。
【００１０】
セメントを含む粉体中のセメント以外に含まれている粉体の例としては、ＢＥＴ比表面積が５～２５ｍ
２
／ｇのポゾラン質微粉末（以下、「ポゾラン質微粉末」と略すことがある。）や、ブレーン比表面積が３，５００～１０，０００ｃｍ
２
／ｇの無機粉末（以下、「無機粉末」と略すことがある。）等が挙げられる。
ポゾラン質微粉末の例としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ粉末、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、シリカフューム及びシリカダストは、ＢＥＴ比表面積が５～２５ｍ
２
／ｇであり、粉砕を行う必要がないので、本発明において好ましく用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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