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JP7844220B2 - Method for forming a carbonated lightweight cellular cementum hardened body - Google Patents
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JP7844220B2 - Method for forming a carbonated lightweight cellular cementum hardened body - Google Patents

Method for forming a carbonated lightweight cellular cementum hardened body

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JP7844220B2 JP2022056278A JP2022056278A JP7844220B2 JP 7844220 B2 JP7844220 B2 JP 7844220B2 JP 2022056278 A JP2022056278 A JP 2022056278A JP 2022056278 A JP2022056278 A JP 2022056278A JP 7844220 B2 JP7844220 B2 JP 7844220B2
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Description

本発明は、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法に関する。 This invention relates to a method for forming a carbonated lightweight cellular cementum hardened body.

近年、地球温暖化の抑制のため、二酸化炭素の排出量の低減が重要な課題になっている。
これに関連して、セメント製造工場で発生する排ガス等から回収された二酸化炭素を、固定化する技術が検討されている。
二酸化炭素を注入することで、改良地 盤の強度の向上、高耐久化を図ることができる方法として、特許文献1には、機械的攪拌方式または噴射攪拌方式によりセメント系材料を対象地盤の土と攪拌混合する地盤改良工法において、前記のセメント系材料にγビーライトを配合しておき,混合処理部に骨格が形成された後、硬化完了前に、注入管を通じて該処理部にCO源を注入することを特徴とする炭酸化地盤改良工法が記載されている。
また、二酸化炭素を利用した地盤改良方法として、特許文献2には、二酸化炭素と反応し固化する二酸化炭素吸収剤もしくは二酸化炭素吸収剤を含む水溶液を、改良対象の地盤表面に散布する又は地盤内部に混入する散布混入工程と、前記二酸化炭素吸収剤を前記地盤内の間隙に浸透させる浸透工程と、前記二酸化炭素吸収剤と二酸化炭素又は二酸化炭素を含む気体と反応させ、前記二酸化 炭素吸収剤を固化させ前記間隙に結合剤として残留させる反応固化工程、を備えたことを特徴とする二酸化炭素を利用した地盤改良方法が記載されている。
In recent years, reducing carbon dioxide emissions has become a crucial issue in order to curb global warming.
In this regard, technologies are being considered to fixate carbon dioxide recovered from exhaust gases and other sources generated at cement manufacturing plants.
Patent Document 1 describes a method for improving the strength and durability of improved ground by injecting carbon dioxide, in which a cement-based material is mixed with the soil of the target ground by a mechanical mixing method or a jet mixing method, wherein γ-belite is added to the cement-based material, and after a framework is formed in the mixing section, before hardening is complete, a CO2 source is injected into the section through an injection pipe.
Furthermore, as a ground improvement method utilizing carbon dioxide, Patent Document 2 describes a ground improvement method utilizing carbon dioxide, characterized by comprising: a spraying and mixing step of spraying a carbon dioxide absorbent or an aqueous solution containing a carbon dioxide absorbent that reacts with carbon dioxide and solidifies, onto the surface of the ground to be improved or mixing it into the ground; a penetration step of allowing the carbon dioxide absorbent to penetrate into the gaps in the ground; and a reaction and solidification step of reacting the carbon dioxide absorbent with carbon dioxide or a gas containing carbon dioxide to solidify the carbon dioxide absorbent and leave it in the gaps as a binder.

特開2007-204941号公報Japanese Patent Publication No. 2007-204941 特開2019-163623号公報Japanese Patent Publication No. 2019-163623

本発明の目的は、より多くの量の二酸化炭素を固定化することができる炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成することができる方法を提供することである。 The object of this invention is to provide a method for forming a carbonated lightweight cellular cementitious hardened body that can fix a larger amount of carbon dioxide.

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、セメントとセメント含有混練物用の水を混練してセメント含有混練物を得る工程と、起泡剤と起泡剤含有水用の水を混合してなる起泡剤含有水と、ガスを混合することによって気泡を得る工程と、セメント含有混練物と気泡を混練して、未硬化のセメント組成物を得る工程と、未硬化のセメント組成物を打設して、軽量気泡セメント質硬化体を形成させる工程と、軽量気泡セメント質硬化体に対して、材齢0.75日から材齢15日までの期間内において炭酸ガスを、1~50リットル/分の量で、かつ、20~420分間吹き付けて、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成させる工程を含む方法によれば、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]~[5]を提供するものである。
[1] セメント、起泡剤、及び水を含むセメント組成物からなり、かつ、二酸化炭素を固定させてなる炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成させるための方法であって、上記セメントと、上記セメント組成物に含まれる水の一部であるセメント含有混練物用の水を混練してセメント含有混練物を得るセメント含有混練物調製工程と、上記起泡剤と、上記セメント組成物に含まれる水の一部である起泡剤含有水用の水を混合してなる起泡剤含有水と、ガスを混合することによって、気泡を得る気泡調製工程と、上記セメント含有混練物と、上記気泡を混練して、未硬化の上記セメント組成物を得るセメント組成物調製工程と、未硬化の上記セメント組成物を打設して、軽量気泡セメント質硬化体を形成させる打設工程と、上記軽量気泡セメント質硬化体に対して、材齢0.75日から材齢15日までの期間内において、固定の対象である上記二酸化炭素の気体の状態である炭酸ガスを、1~50リットル/分の量で、かつ、20~420分間吹き付けて、上記炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成させる炭酸ガス吹き付け工程、を含むことを特徴とする炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。
As a result of diligent research to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that the above objectives can be achieved by a method comprising the steps of: mixing cement and water for cement-containing mixture to obtain a cement-containing mixture; mixing a foaming agent with water for foaming agent-containing water to obtain foam, and mixing gas; mixing the cement-containing mixture with the foam to obtain an unhardened cement composition; casting the unhardened cement composition to form a lightweight buoyant cementitious hardened body; and blowing carbon dioxide gas at a rate of 1 to 50 liters/minute for 20 to 420 minutes during the period from 0.75 days to 15 days of age to form a carbonated lightweight buoyant cementitious hardened body, thereby completing the present invention.
In other words, the present invention provides the following [1] to [5].
[1] A method for forming a carbonated lightweight foamed cementite hardened body comprising a cement composition containing cement, a foaming agent, and water, and having carbon dioxide fixed, comprising: a cement-containing mixture preparation step of mixing the cement with water for a cement-containing mixture which is a part of the water contained in the cement composition to obtain a cement-containing mixture; a foam preparation step of mixing the foaming agent with water for a foaming agent-containing mixture which is a part of the water contained in the cement composition to obtain foam, and a gas to obtain foam; and mixing the cement-containing mixture with the foam. A method for forming a carbonated lightweight foamed cementitious hardened body, comprising: a cement composition preparation step of obtaining the unhardened cement composition; a casting step of casting the unhardened cement composition to form a lightweight foamed cementitious hardened body; and a carbon dioxide spraying step of spraying carbon dioxide, which is the gaseous state of carbon dioxide to be fixed, onto the lightweight foamed cementitious hardened body at a rate of 1 to 50 liters/minute for 20 to 420 minutes during a period from 0.75 to 15 years of age to form the carbonated lightweight foamed cementitious hardened body.

[2] 未硬化の上記セメント組成物の密度が0.40~2.00g/cmである前記[1]に記載の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。
[3] 上記炭酸ガス吹き付け工程が5~30℃の温度下で行われる前記[1]又は[2]に記載の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。
[4] 上記セメント含有混練物調製工程において、上記セメントの一部と、上記セメント含有混練物用の水の一部または全部を混練して、第一のセメント含有混練物を得た後、上記第一のセメント含有混練物の中に、固定の対象である上記二酸化炭素の気体の状態である炭酸ガスを供給して、上記第一のセメント含有混練物を炭酸化し、次いで、炭酸化してなる上記第一のセメント含有混練物と、上記セメントの残部と、上記セメント含有混練物用の水の残部を混練して、又は、炭酸化してなる上記第一のセメント含有混練物と、上記セメントの残部を混練して、上記セメント含有混練物を得る前記[1]~[3]のいずれかに記載の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。
[5] 上記炭酸化軽量気泡セメント質硬化体中の二酸化炭素の割合が7.0~20.0質量%である前記[1]~[4]のいずれかに記載の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。
[2] A method for forming a carbonated lightweight cellular cementitious body according to [1], wherein the density of the unhardened cement composition is 0.40 to 2.00 g/ cm³ .
[3] The method for forming a carbonated lightweight cellular cementitious hardened body according to [1] or [2], wherein the carbon dioxide spraying step is performed at a temperature of 5 to 30°C.
[4] A method for forming a carbonated lightweight foamed cementitious body according to any one of [1] to [3] above, wherein in the cement-containing mixture preparation step, a portion of the cement and a portion or all of the water for the cement-containing mixture are mixed to obtain a first cement-containing mixture, then carbon dioxide gas, which is the gaseous state of carbon dioxide to be fixed, is supplied to the first cement-containing mixture to carbonize the first cement-containing mixture, and then the carbonated first cement-containing mixture is mixed with the remainder of the cement and the remainder of the water for the cement-containing mixture, or the carbonated first cement-containing mixture is mixed with the remainder of the cement to obtain the cement-containing mixture.
[5] A method for forming a carbonated lightweight foamed cementitious hardened body according to any one of [1] to [4] above, wherein the proportion of carbon dioxide in the carbonated lightweight foamed cementitious hardened body is 7.0 to 20.0% by mass.

本発明の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法によれば、より多くの量の二酸化炭素が固定化された炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成することができる。 According to the method for forming a carbonated lightweight cellular cementum hardened body of the present invention, it is possible to form a carbonated lightweight cellular cementum hardened body in which a larger amount of carbon dioxide is immobilized.

本発明の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法は、セメント、起泡剤、及び水を含むセメント組成物からなり、かつ、二酸化炭素を固定させてなる炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成させるための方法であって、セメントと、セメント組成物に含まれる水の一部であるセメント含有混練物用の水を混練してセメント含有混練物を得るセメント含有混練物調製工程と、起泡剤と、セメント組成物に含まれる水の一部である起泡剤含有水用の水を混合してなる起泡剤含有水と、ガスを混合することによって、気泡を得る気泡調製工程と、セメント含有混練物と、気泡を混練して、未硬化のセメント組成物を得るセメント組成物調製工程と、未硬化のセメント組成物を打設して、軽量気泡セメント質硬化体を形成させる打設工程と、軽量気泡セメント質硬化体に対して、材齢0.75日から材齢15日までの期間内において、固定の対象である二酸化炭素の気体の状態である炭酸ガスを、1~50リットル/分の量で、かつ、20~420分間吹き付けて、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成させる炭酸ガス吹き付け工程を含む方法である。
以下、工程ごとに詳しく説明する。
The present invention provides a method for forming a carbonated lightweight foamed cementitious hardened body, comprising a cement composition containing cement, a foaming agent, and water, and having carbon dioxide fixed within it, comprising: a cement-containing mixture preparation step of mixing cement with water for a cement-containing mixture, which is a portion of the water contained in the cement composition, to obtain a cement-containing mixture; and a foaming agent-containing water obtained by mixing a foaming agent with water for a foaming agent-containing water, which is a portion of the water contained in the cement composition, and gas to obtain bubbles. The method includes a foam preparation step, a cement composition preparation step of mixing a cement-containing mixture with foam to obtain an unhardened cement composition, a casting step of casting the unhardened cement composition to form a lightweight foamed cementitious hardened body, and a carbon dioxide spraying step of spraying carbon dioxide, which is the gaseous form of carbon dioxide to be fixed, at a rate of 1 to 50 liters/minute for 20 to 420 minutes during a period from 0.75 to 15 years of age to form a carbonated lightweight foamed cementitious hardened body.
The following explains each step in detail.

[セメント含有混練物調製工程]
本工程は、セメントと、セメント組成物に含まれる水の一部であるセメント含有混練物用の水を混練してセメント含有混練物を得る工程である。
上記セメントとしては、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、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。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、汎用性等の観点から、普通ポルトランドセメントが好ましい。
[Preparation process for cement-containing mixtures]
This process involves mixing cement with water, which is a portion of the water contained in the cement composition, to obtain a cement-containing mixture.
The cements mentioned above are not particularly limited and include, for example, various types of Portland cement such as ordinary Portland cement, rapid-hardening Portland cement, moderate-heat Portland cement, and low-heat Portland cement, as well as blended cements such as blast furnace cement and fly ash cement, and eco-cements. These may be used individually or in combination of two or more types.
Among these, ordinary Portland cement is preferred from the standpoint of versatility and other factors.

水としては、特に限定されず、例えば、上水道水、スラッジ水等が挙げられる。
本工程の「セメント組成物に含まれる水の一部であるセメント含有混練物用の水」の語における「水の一部」とは、セメント組成物に含まれるセメントと混練する水の全量の一部(水の全量から、起泡剤含有水用の水を除いたもの)を意味する。
セメント組成物に含まれる水の全量(100質量%)中の、セメント含有混練物用の水の割合は、好ましくは30~90質量%、より好ましくは50~80質量%、特に好ましくは60~75質量%である。上記割合が30質量%以上であれば、セメント含有混練物の流動性がより向上し、作業性が向上する。また、本工程において炭酸ガスを供給する場合(後述)、セメント含有混練物に、均質に炭酸ガスを供給しやすくなる。上記割合が90質量%以下であれば、相対的に起泡剤含有水に含まれる水の量が大きくなり、気泡の量をより大きくすることができる。
The type of water used is not particularly limited and includes, for example, tap water, sludge water, etc.
In this process, the phrase "water for cement-containing mixture, which is part of the water contained in the cement composition" means a portion of the total amount of water used to mix with the cement in the cement composition (the total amount of water minus the water used for foaming agent-containing water).
The proportion of water for the cement-containing mixture in the total amount of water (100% by mass) in the cement composition is preferably 30 to 90% by mass, more preferably 50 to 80% by mass, and particularly preferably 60 to 75% by mass. If the above proportion is 30% by mass or more, the fluidity of the cement-containing mixture is further improved, and workability is improved. Also, when carbon dioxide is supplied in this process (described later), it becomes easier to supply carbon dioxide homogeneously to the cement-containing mixture. If the above proportion is 90% by mass or less, the amount of water contained in the foaming agent-containing water becomes relatively larger, and the amount of bubbles can be increased.

セメント含有混練物の水セメント比は、好ましくは40~500%、より好ましくは45~300%、さらに好ましくは50~150%、さらに好ましくは55~120%、特に好ましくは60~100%である。上記比が40%以上であれば、セメント含有混練物の流動性がより向上し、作業性が向上する。また、本工程において炭酸ガスを供給する場合(後述)、セメント含有混練物に、均質に炭酸ガスを供給しやすくなる。上記比が500%以下であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度をより大きくすることができる。
なお、水セメント比とは、水とセメントの質量比(水/セメント)を百分率(%)で表したものである。
本工程において、セメントと、水の一部を混練する方法は特に限定されず、例えば、撹拌槽等に水の一部を投入し、次いで、セメントを投入した後、混練してもよく、撹拌槽等にセメントと水の一部を同時に投入した後、混練してもよい。
The water-cement ratio of the cement-containing mixture is preferably 40-500%, more preferably 45-300%, even more preferably 50-150%, even more preferably 55-120%, and particularly preferably 60-100%. If the above ratio is 40% or higher, the fluidity of the cement-containing mixture is further improved, and workability is enhanced. Also, when carbon dioxide is supplied in this process (described later), it becomes easier to supply carbon dioxide uniformly to the cement-containing mixture. If the above ratio is 500% or lower, the strength of the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body can be further increased.
The water-cement ratio is the mass ratio of water to cement (water/cement) expressed as a percentage (%).
In this process, the method of mixing cement and a portion of the water is not particularly limited. For example, a portion of the water may be added to a mixing tank, then the cement may be added and mixed, or the cement and a portion of the water may be added to a mixing tank simultaneously and then mixed.

セメント組成物に二酸化炭素を固定化して、最終的に得られる炭酸化軽量気泡セメント質硬化体に固定化される二酸化炭素の量をより多くする観点から、本工程において、セメント含有混練物に二酸化炭素を供給して、セメント含有混練物を炭酸化してもよい。
セメント含有混練物に二酸化炭素を供給する方法の例としては、セメントの一部と、セメント含有混練物用の水の一部または全部を混練して、第一のセメント含有混練物を得た後、第一のセメント含有混練物の中に、固定の対象である二酸化炭素の気体の状態である炭酸ガスを供給して、第一のセメント含有混練物を炭酸化し、次いで、炭酸化してなる第一のセメント含有混練物と、セメントの残部と、セメント含有混練物用の水の残部を混練して、又は、炭酸化してなる第一のセメント含有混練物と、セメントの残部を混練して、セメント含有混練物を得る方法が挙げられる。該方法によれば、より多くの量の二酸化炭素を、セメント含有混練物に固定化することができる。
From the viewpoint of fixing carbon dioxide in the cement composition and increasing the amount of carbon dioxide fixed to the final carbonated lightweight cellular cementitious hardened body, carbon dioxide may be supplied to the cement-containing mixture in this process to carbonize the cement-containing mixture.
An example of a method for supplying carbon dioxide to a cement-containing mixture is to first obtain a cement-containing mixture by mixing a portion of the cement with a portion or all of the water for the cement-containing mixture, then supply carbon dioxide gas, which is the carbon dioxide to be fixed, into the first cement-containing mixture to carbonize it, and then mix the carbonated first cement-containing mixture with the remaining cement and the remaining water for the cement-containing mixture, or mix the carbonated first cement-containing mixture with the remaining cement to obtain a cement-containing mixture. According to this method, a larger amount of carbon dioxide can be fixed to the cement-containing mixture.

上述のセメント含有混練物に二酸化炭素を供給する方法において、セメントの全量(セメント含有混練物に含まれるセメントの全量)中のセメントの一部の量の割合は、好ましくは1~50質量%、より好ましくは3~40質量%、さらに好ましくは5~30質量%、さらに好ましくは8~25質量%、さらに好ましくは10~20質量%、特に好ましくは12~18質量%である。上記割合が1質量%以上であれば、セメント含有混練物に固定化される二酸化炭素の量がより多くなる。上記割合が50質量%以下であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度がより大きくなる。 In the method of supplying carbon dioxide to the cement-containing mixture described above, the proportion of a portion of the total amount of cement (the total amount of cement contained in the cement-containing mixture) is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 3 to 40% by mass, even more preferably 5 to 30% by mass, even more preferably 8 to 25% by mass, even more preferably 10 to 20% by mass, and particularly preferably 12 to 18% by mass. If the above proportion is 1% by mass or more, the amount of carbon dioxide immobilized in the cement-containing mixture will be greater. If the above proportion is 50% by mass or less, the strength of the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body will be greater.

セメント含有混練物に二酸化炭素を供給する方法において、セメントの一部と、セメント含有混練物用の水の一部を混合する場合、セメント含有混練物に含まれる水の全量中の上記水の一部の量の割合は、好ましくは50~99質量%、好ましくは60~98質量%、より好ましくは70~97質量%、特に好ましくは75~96質量%である。上記割合が50質量%以上であれば、第一のセメント含有混練物の流動性がより向上し、第一のセメント含有混練物に、均質に炭酸ガスを供給しやすくなる。上記割合が99質量%以下であれば、セメント含有混練物調製工程で得られるセメント含有混練物に含まれる水の量がより大きくなるため、セメント含有混練物の流動性がより向上する。 In a method for supplying carbon dioxide to a cement-containing mixture, when mixing a portion of the cement with a portion of the water for the cement-containing mixture, the proportion of the portion of water in the total amount of water in the cement-containing mixture is preferably 50 to 99% by mass, preferably 60 to 98% by mass, more preferably 70 to 97% by mass, and particularly preferably 75 to 96% by mass. If the proportion is 50% by mass or more, the fluidity of the first cement-containing mixture is further improved, making it easier to uniformly supply carbon dioxide to the first cement-containing mixture. If the proportion is 99% by mass or less, the amount of water in the cement-containing mixture obtained in the cement-containing mixture preparation step becomes larger, further improving the fluidity of the cement-containing mixture.

第一のセメント含有混練物の水セメント比は、好ましくは100~500%、より好ましくは150~450%、さらに好ましくは200~400%、特に好ましくは250~350%である。上記比が100%以上であれば、第一のセメント含有混練物の流動性がより向上し、第一のセメント含有混練物に、均質に炭酸ガスを供給することが容易になる。上記比が500%以下であれば、第一のセメント含有混練物に固定化される二酸化炭素の量がより多くなる。 The water-cement ratio of the first cement-containing mixture is preferably 100-500%, more preferably 150-450%, even more preferably 200-400%, and particularly preferably 250-350%. If the ratio is 100% or higher, the fluidity of the first cement-containing mixture is further improved, making it easier to uniformly supply carbon dioxide to the mixture. If the ratio is 500% or lower, the amount of carbon dioxide immobilized in the first cement-containing mixture increases.

第一のセメント含有混練物の中に、固定の対象である二酸化炭素の気体の状態である炭酸ガスを供給して、第一のセメント含有混練物を炭酸化する方法としては、第一のセメント含有混練物(以下、「第一の混練物」ともいう。)に均質に炭酸ガスを供給する観点から、第一の混練物を流動させながら炭酸ガスを供給することが好ましい。
第一の混練物の中に炭酸ガスを供給する方法としては、例えば、以下の(i)~(iii)の方法等が挙げられる。
(i) 第一の混練物を得るための撹拌槽内に、第一の混練物中に炭酸ガスを供給するための炭酸ガス供給手段を設置し、第一の混練物の中に炭酸ガスを供給する方法。
より具体的な例としては、セメントの一部と、セメント含有混練用の水の一部または全部を撹拌し混練して第一の混練物を得るための撹拌槽と、該撹拌槽の中の混練物収容用空間内に配設された、炭酸ガス供給手段(例えば、散気板)を備えた装置内において、上記第一の混練物を撹拌しながら、該混練物の中に、上記炭酸ガス供給手段を用いて炭酸ガスを吹き込んで、炭酸化してなる第一のセメント含有混練物(以下、「炭酸化混練物」ともいう。)を得る方法が挙げられる。
As a method for carbonizing a first cement-containing mixture by supplying carbon dioxide, which is the gaseous state of carbon dioxide to be fixed, into the first cement-containing mixture, it is preferable to supply the carbon dioxide while the first mixture is flowing, from the viewpoint of supplying the carbon dioxide homogeneously to the first cement-containing mixture (hereinafter also referred to as the "first mixture").
Methods for supplying carbon dioxide into the first mixture include, for example, the following methods (i) to (iii).
(i) A method of supplying carbon dioxide gas into the first kneaded product, wherein a carbon dioxide gas supply means for supplying carbon dioxide gas into the first kneaded product is installed in a stirring tank for obtaining the first kneaded product.
A more specific example is a method in which a first cement-containing mixture is obtained by stirring a portion of cement and a portion or all of the water for mixing the cement to obtain a first mixture, and a carbon dioxide supply means (for example, a diffuser plate) is installed in a space for containing the mixture in the stirring tank, and carbon dioxide gas is blown into the mixture using the carbon dioxide supply means while stirring the first mixture, thereby obtaining a first cement-containing mixture that has been carbonated (hereinafter also referred to as "carbonated mixture").

(ii) 第一の混練物を、第一の混練物を収容するための撹拌槽から、炭酸ガスを供給するための炭酸ガス供給手段(例えば、散気板)を有する装置内に移送した後、該装置内で第一の混練物中に炭酸ガスを吹き込んで、炭酸化混練物を得て、次いで、該炭酸化混練物を、炭酸化混練物を収容するための炭酸化混練物槽に移送する方法。
なお、上記撹拌槽と上記炭酸化混練物槽は、同一のものであってもよく、異なるものであってもよい。
(ii) A method of transferring a first kneaded material from a stirring tank for containing the first kneaded material into a device having carbon dioxide supply means (e.g., a diffuser plate) for supplying carbon dioxide gas, blowing carbon dioxide gas into the first kneaded material in the device to obtain a carbonated kneaded material, and then transferring the carbonated kneaded material to a carbonated kneaded material tank for containing the carbonated kneaded material.
The stirring tank and the carbonation and kneading tank may be the same or different.

より具体的な例としては、セメントの一部と、セメント含有混練用の水の一部または全部を撹拌し混練して第一の混練物を得るための撹拌槽内に収容された、第一の混練物を、炭酸ガスを供給するための炭酸ガス供給手段を有する装置内に、ポンプ等を用いて、上記撹拌槽の中の第一の混練物を上記装置内に供給するための第一の流通路を通して移送した後、上記装置内において、第一の混練物を撹拌しながら、第一の混練物の中に炭酸ガスを供給し、次いで、炭酸ガス供給後の第一の混練物(炭酸化混練物)を、上記撹拌槽に、ポンプ等を用いて、上記装置内の炭酸化混練物を上記撹拌槽に供給するための第二の流通路を通して移送して、炭酸化混練物を得る方法が挙げられる。
また、上記第一の混練物を、十分な量の炭酸ガスが供給されるまで、上記撹拌槽、上記第一の流通路、上記装置、及び、上記第二の流通路の順に繰り返し循環させてもよい。
さらに、炭酸化混練物を得た後、炭酸化混練物を、炭酸化混練物槽とは異なる、炭酸化混練物を貯蔵するための貯蔵槽に一旦貯蔵して、該貯蔵槽から、炭酸化混練物を、適宜、炭酸化混練物槽に供給してもよい。
A more specific example is a method in which a first mixture is contained in a stirring tank for stirring and mixing a portion of cement and a portion or all of the water for cement mixing to obtain a first mixture, and the first mixture is transferred to a device having a carbon dioxide supply means for supplying carbon dioxide gas using a pump or the like through a first flow passage for supplying the first mixture from the stirring tank to the device, and then carbon dioxide gas is supplied to the first mixture while stirring the first mixture in the device, and then the first mixture after carbon dioxide gas supply (carbonated mixture) is transferred to the stirring tank using a pump or the like through a second flow passage for supplying the carbonated mixture from the device to the stirring tank to obtain a carbonated mixture.
Furthermore, the first kneaded material may be repeatedly circulated in the following order: the stirring tank, the first flow passage, the apparatus, and the second flow passage, until a sufficient amount of carbon dioxide is supplied.
Furthermore, after obtaining the carbonated mixture, the carbonated mixture may be temporarily stored in a storage tank separate from the carbonated mixture tank, and then supplied from the storage tank to the carbonated mixture tank as needed.

(iii) 第一の混練物を、第一の混練物を収容するための撹拌槽から、炭酸化混練物を収容するための炭酸化混練物槽に移送する際に、第一の混練物の中に炭酸ガスを吹き込む方法。
より具体的な例としては、セメントの一部と、セメント含有混練用の水の一部または全部を撹拌し混練して第一の混練物を得るための撹拌槽内に収容された、第一の混練物を、上記撹拌槽から供給された第一の混練物を流通させるための管路内で流通させながら、第一の混練物の中に炭酸ガスを供給かつ撹拌して、炭酸化混練物を得た後、該炭酸化混練物を上記炭酸化混練物槽に移送する方法が挙げられる。
(iii) A method of transferring the first kneaded material from a stirring tank for containing the first kneaded material to a carbonated kneaded material tank for containing the carbonated kneaded material, by blowing carbon dioxide gas into the first kneaded material.
A more specific example is a method in which a first mixture is placed in a stirring tank for stirring and mixing a portion of cement and a portion or all of the water for cement mixing to obtain a first mixture, and while the first mixture supplied from the stirring tank is circulated through a pipeline for circulating the first mixture, carbon dioxide gas is supplied to the first mixture and stirred to obtain a carbonated mixture, and then the carbonated mixture is transferred to the carbonated mixture tank.

上記管路としては、例えば、上記管路内を流通している第一の混練物に上記炭酸ガスを供給するための炭酸ガス供給口を有し、第一の混練物と上記炭酸ガスを撹拌して混合することのできる形態を有するものが挙げられる。具体的には、管路内に、上記炭酸ガスを供給するための散気手段(例えば、散気板)、及び、撹拌手段(例えば、ラインミキサーやスタティックミキサー)を配設したものが挙げられる。
また、第一の混練物の中に炭酸ガスを供給した後、炭酸化混練物を、炭酸化混練物槽に移送せずに、上記撹拌槽に戻してもよい。さらに、第一の混練物を、上記撹拌槽、及び、上記管路内の順に繰り返し循環させて、十分な量の炭酸ガスを供給した後、第一の混練物を炭酸化混練物として、炭酸化混練物槽に移送してもよい。
また、上記方法において、炭酸化混練物を得た後、炭酸化混練物を貯蔵するための炭酸化混練物貯蔵槽に一旦貯蔵して、該貯蔵槽から、上記炭酸化混練物を、適宜、上記炭酸化混練物槽に供給してもよい。
Examples of the above-mentioned pipeline include one having a carbon dioxide supply port for supplying the carbon dioxide gas to a first kneaded material circulating within the pipeline, and having a configuration that allows for stirring and mixing of the first kneaded material and the carbon dioxide gas. Specifically, examples include a pipeline equipped with aeration means (e.g., aeration plates) and stirring means (e.g., line mixers or static mixers) for supplying the carbon dioxide gas.
Alternatively, after supplying carbon dioxide gas to the first mixture, the carbonated mixture may be returned to the stirring tank without being transferred to the carbonated mixture tank. Furthermore, the first mixture may be repeatedly circulated through the stirring tank and the pipeline in that order to supply a sufficient amount of carbon dioxide gas, and then the first mixture may be transferred to the carbonated mixture tank as a carbonated mixture.
Furthermore, in the above method, after obtaining the carbonated kneaded product, it may be temporarily stored in a carbonated kneaded product storage tank for storing carbonated kneaded products, and the carbonated kneaded product may be supplied from the storage tank to the carbonated kneaded product tank as appropriate.

第一の混練物に固定化される二酸化炭素の量を増加させる観点から、炭酸ガスの供給は、第一の混練物の液面の加圧下(例えば、第一の混練物を収容してなるタンクの内部圧力を、大気圧を超える1,200hPa以上に高めるなど)で行ってもよい。
このことから、炭酸ガスを供給するための炭酸ガス供給手段は加圧できる構造のものが好ましい。
From the viewpoint of increasing the amount of carbon dioxide fixed in the first compound, the supply of carbon dioxide may be carried out under pressurized conditions at the liquid surface of the first compound (for example, by increasing the internal pressure of the tank containing the first compound to 1,200 hPa or higher, which is above atmospheric pressure).
Therefore, a carbon dioxide supply means for supplying carbon dioxide is preferably one that can be pressurized.

また、炭酸ガス(二酸化炭素ガス)は、炭酸ガスのみからなる気体として、第一の混練物に供給されてもよいが、入手の容易性等の観点から、炭酸ガスを含む気体として、第一の混練物に供給されてもよい。
炭酸ガスを含む気体中の炭酸ガスの割合は、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは20体積%以上、さらに好ましくは50体積%以上、さらに好ましくは80体積%以上、特に好ましくは90体積%以上である。該割合が5体積%以上であれば、第一の混練物に固定化される二酸化炭素の量をより増やすことができる。また、炭酸ガスの供給に要する時間を短くすることができる。
炭酸ガスを含む気体の例としては、セメント製造工程において発生した排ガス(炭酸ガス濃度:約20体積%)、製鉄工程において発生した排ガス(炭酸ガス濃度:約20体積%)、火力発電工程において発生した排ガス(炭酸ガス濃度:約10体積%)、及び、これらの排ガスからの分離回収ガス(炭酸ガス濃度:約100体積%)等が挙げられる。
Furthermore, carbon dioxide gas may be supplied to the first compound as a gas consisting solely of carbon dioxide, but from the viewpoint of ease of availability, etc., it may also be supplied to the first compound as a gas containing carbon dioxide.
The proportion of carbon dioxide in the gas containing carbon dioxide is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, even more preferably 20% by volume or more, even more preferably 50% by volume or more, even more preferably 80% by volume or more, and particularly preferably 90% by volume or more. If the proportion is 5% by volume or more, the amount of carbon dioxide fixed in the first kneaded product can be increased. In addition, the time required to supply carbon dioxide can be shortened.
Examples of gases containing carbon dioxide include exhaust gas generated in the cement manufacturing process (carbon dioxide concentration: approximately 20% by volume), exhaust gas generated in the steelmaking process (carbon dioxide concentration: approximately 20% by volume), exhaust gas generated in the thermal power generation process (carbon dioxide concentration: approximately 10% by volume), and gas separated and recovered from these exhaust gases (carbon dioxide concentration: approximately 100% by volume).

炭酸ガスの供給は、炭酸化してなる第一の混練物のpHが、好ましくは5.0~11.5、より好ましくは5.5~11.0、さらに好ましくは6.0~10.0、特に好ましくは6.5~9.5の範囲内となるように行われる。上記pHが5.0以上となるように炭酸ガスの供給を行った場合、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度がより大きくなる。また、炭酸ガスの供給に要する時間が短くなり、製造効率がより向上する。上記pHが11.5以下となるように炭酸ガスの供給を行った場合、第一の混練物に固定化される二酸化炭素の量がより多くなる。なお、炭酸ガスを供給することによって、第一の混練物のpHは低下する。
第一の混練物に固定化される二酸化炭素の量を十分に多くするために必要な、炭酸ガスの供給時間は、水セメント比、炭酸ガス供給手段、該手段を用いて供給される炭酸ガスを含む気体の炭酸ガス濃度等によって変わる。このため、炭酸ガスの供給を終了するタイミングは、炭酸化混練物のpHの実測値を基に定めることが好ましい。
The supply of carbon dioxide is carried out so that the pH of the first compound obtained by carbonation is preferably within the range of 5.0 to 11.5, more preferably 5.5 to 11.0, even more preferably 6.0 to 10.0, and particularly preferably 6.5 to 9.5. When carbon dioxide is supplied so that the pH is 5.0 or higher, the strength of the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body is increased. In addition, the time required for supplying carbon dioxide is shortened, and the manufacturing efficiency is further improved. When carbon dioxide is supplied so that the pH is 11.5 or lower, the amount of carbon dioxide fixed in the first compound is increased. Note that the pH of the first compound decreases when carbon dioxide is supplied.
The amount of carbon dioxide that needs to be fixed in the first compound to be sufficiently large varies depending on the water-cement ratio, the carbon dioxide supply means, and the carbon dioxide concentration of the gas containing carbon dioxide supplied by said means. For this reason, it is preferable to determine the timing of ending the carbon dioxide supply based on the measured pH value of the carbonated compound.

炭酸化混練物(炭酸化してなる第一のセメント含有混練物)を得た後、炭酸化混練物と、セメントの残部と、セメント含有混練物用の水の残部を混練して、又は、炭酸化混練物と、セメントの残部を混練して、セメント含有混練物を得ることができる。
セメントの全量(セメント含有混練物に含まれるセメント全量)中のセメントの残部の量の割合は、好ましくは50~99質量%、より好ましくは60~97質量%、さらに好ましくは70~95質量%、さらに好ましくは75~92質量%、さらに好ましくは80~90質量%、特に好ましくは82~88質量%である。上記割合が50質量%以上であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度がより大きくなる。上記割合が99質量%以下であると、セメント組成物に固定化される二酸化炭素の量がより多くなる。
After obtaining a carbonated mixture (a first cement-containing mixture obtained by carbonation), a cement-containing mixture can be obtained by mixing the carbonated mixture with the remaining cement and the remaining water for the cement-containing mixture, or by mixing the carbonated mixture with the remaining cement.
The proportion of the remaining cement in the total amount of cement (the total amount of cement contained in the cement-containing mixture) is preferably 50 to 99% by mass, more preferably 60 to 97% by mass, even more preferably 70 to 95% by mass, even more preferably 75 to 92% by mass, even more preferably 80 to 90% by mass, and particularly preferably 82 to 88% by mass. If the above proportion is 50% by mass or more, the strength of the carbonated lightweight cellular cementaceous hardened body will be greater. If the above proportion is 99% by mass or less, the amount of carbon dioxide immobilized in the cement composition will be greater.

炭酸化してなる第一のセメント含有混練物と、セメントの残部と、セメント含有混練物用の水の残部を混練する場合、セメント含有混練用の水の全量(セメント含有混練物に含まれる水の全量)中の水の残部の量の割合は、好ましくは1~50質量%、より好ましくは2~40質量%、さらに好ましくは3~30質量%、特に好ましくは4~25質量%である。上記割合が1質量%以上であれば、セメント含有混練物に含まれる水の量が多くなり、セメント組成物の流動性が向上する。上記割合が50質量%以下であると、第一の混練物の流動性が、相対的に向上し、第一の混練物に、均質に炭酸ガスを供給することが容易にとなる。 When mixing the first cement-containing mixture, which has been carbonated, with the remaining cement and the remaining water for the cement-containing mixture, the proportion of the remaining water in the total amount of water for mixing the cement-containing mixture (total amount of water contained in the cement-containing mixture) is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 2 to 40% by mass, even more preferably 3 to 30% by mass, and particularly preferably 4 to 25% by mass. If the above proportion is 1% by mass or more, the amount of water contained in the cement-containing mixture increases, improving the fluidity of the cement composition. If the above proportion is 50% by mass or less, the fluidity of the first mixture is relatively improved, making it easier to uniformly supply carbon dioxide to the first mixture.

[気泡調製工程]
本工程は、起泡剤と、セメント組成物に含まれる水の一部である起泡剤含有水用の水を混合してなる起泡剤含有水と、ガスを混合することによって、気泡を得る工程である。
起泡剤としては、特に限定されるものではなく、市販のエアーモルタル用の起泡剤や、エアーミルク用の起泡剤を用いることができる。
起泡剤の種類としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤等の界面活性剤系起泡剤、蛋白質系起泡剤等が挙げられる。
本工程の「セメント組成物に含まれる水の一部である起泡剤含有水用の水」の語における「水の一部」とは、セメント組成物に含まれるセメントと混練する水の全量の一部(水の全量から、セメント含有混練物用の水を除いたもの)を意味する。
[Bubble preparation process]
This process involves mixing a foaming agent with water containing the foaming agent, which is a portion of the water contained in the cement composition, and then mixing this water with gas to obtain bubbles.
The foaming agent is not particularly limited; commercially available foaming agents for air mortar or air milk can be used.
Examples of foaming agents include surfactant-based foaming agents such as anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants, as well as protein-based foaming agents.
In this process, the phrase "water for foaming agent-containing water, which is part of the water contained in the cement composition" means a portion of the total amount of water mixed with the cement in the cement composition (the total amount of water minus the water used for the cement-containing mixture).

起泡剤及び水の配合量は、目標とする未硬化のセメント組成物の密度、質量、起泡剤の発泡倍率、及び起泡剤の希釈倍率等に応じて適宜定められる。
具体的には、以下の(i)~(ii)の手順に従って算出することができる。
(i)セメント組成物調製工程(後述)で得られる未硬化のセメント組成物の量を1mと考えた場合において、未硬化のセメント組成物の体積(1m)から、セメント含有混練物調製工程で得られるセメント含有混練物の体積を減じた体積(気泡の体積)を算出する。
(ii)気泡の体積と、起泡剤の発泡倍率及び希釈倍率から、以下の式を用いて、起泡剤の量を算出することができる。
起泡剤の量(kg)=気泡の体積/起泡剤の発泡倍率/希釈倍率×1000
なお、水の量は、起泡剤の量と希釈倍率から算出することができる。
例えば、未硬化のセメント組成物1mを製造する場合において、セメント含有混練物の体積が0.34mである場合、気泡の体積は0.66m(660リットル)となる。ここで、発泡倍率が20倍でかつ希釈倍率が20倍である起泡剤を用いる場合、起泡剤の量は1.65kg(0.66/20/20×1000=1.65kg)である。
The proportions of foaming agent and water are determined appropriately according to the target density and mass of the unhardened cement composition, the foaming ratio of the foaming agent, and the dilution ratio of the foaming agent.
Specifically, it can be calculated by following the steps (i) to (ii) below.
(i) Assuming that the amount of unhardened cement composition obtained in the cement composition preparation process (described later) is 1 , the volume (volume of air bubbles) is calculated by subtracting the volume of the cement-containing mixture obtained in the cement-containing mixture preparation process from the volume of the unhardened cement composition (1 m³).
(ii) The amount of foaming agent can be calculated from the volume of bubbles, the foaming ratio of the foaming agent, and the dilution ratio using the following formula.
Amount of foaming agent (kg) = Volume of bubbles / Foaming ratio of the foaming agent / Dilution ratio × 1000
The amount of water can be calculated from the amount of foaming agent and the dilution ratio.
For example, when producing 1 of unhardened cement composition, if the volume of the cement-containing mixture is 0.34 , the volume of air bubbles will be 0.66 (660 liters). In this case, if a foaming agent with a foaming ratio of 20 and a dilution ratio of 20 is used, the amount of foaming agent is 1.65 kg (0.66 / 20 / 20 × 1000 = 1.65 kg).

起泡剤と、セメント組成物に含まれる水の一部である起泡剤含有水用の水を混合してなる起泡剤含有水と、ガスを混合することによって、気泡を得る方法の例としては、発泡装置の中で、水、起泡剤、及びガス(通常、圧縮ガス)を混合(混練)することによって、気泡を調製する方法等が挙げられる。ここで、圧縮ガス(通常、圧縮空気)は、コンプレッサー等のガスを圧縮することができる装置を用いて作製することができる。 One example of a method for obtaining bubbles by mixing a foaming agent with foaming agent-containing water (a mixture of foaming agent-containing water, which is a portion of the water contained in the cement composition) and gas is to prepare bubbles by mixing (kneading) water, foaming agent, and gas (usually compressed gas) in a foaming apparatus. Here, compressed gas (usually compressed air) can be produced using a device capable of compressing gas, such as a compressor.

[セメント組成物調製工程]
本工程は、上記セメント含有混練物調製工程で得られたセメント含有混練物と、上記気泡調製工程で得られた気泡を混練して、未硬化のセメント組成物を得る工程である。
セメント含有混練物調製工程で得られたセメント含有混練物と、気泡調製工程で得られた気泡は、通常、別々に調製した後、ミキサ等の混練手段を用いて混練される。
一方、混練手段と、気泡吐出装置を組み合わせた装置を用いてもよい。具体的には、起泡剤以外の成分を、混練手段を用いて混錬しつつ、気泡吐出装置から起泡剤を添加して、混練しながら混練物中に気泡を生じさせる方法が挙げられる。このような形態も本発明に含まれるものとする。この場合、セメント含有混練物調製工程、気泡調製工程、及びセメント組成物調製工程は同一の装置内で連続的に行われることになる。
[Cement composition preparation process]
This step involves mixing the cement-containing mixture obtained in the above-mentioned cement-containing mixture preparation step with the bubbles obtained in the above-mentioned bubbles preparation step to obtain an unhardened cement composition.
The cement-containing mixture obtained in the cement-containing mixture preparation process and the bubbles obtained in the bubbles preparation process are usually prepared separately and then mixed using a mixing device such as a mixer.
Alternatively, an apparatus combining a mixing means and a bubble dispensing device may be used. Specifically, one method involves mixing components other than the foaming agent using the mixing means while adding the foaming agent from the bubble dispensing device, thereby generating bubbles in the mixture during mixing. This form is also included in the present invention. In this case, the cement-containing mixture preparation step, the bubble preparation step, and the cement composition preparation step are carried out continuously within the same apparatus.

セメント組成物の、水セメント比(セメント組成物に含まれる水の全量とセメントの水セメント比)は、好ましくは40~500%、より好ましくは50~300%、さらに好ましくは60~200%、特に好ましくは65~100%である。上記比が40%以上であれば、未硬化のセメント組成物の流動性がより向上し、打設等における作業性がより向上する。上記比が500%以下であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度がより大きくなる。また、材料分離がより起こりにくくなる。 The water-cement ratio (the ratio of the total amount of water in the cement composition to the amount of cement) of the cement composition is preferably 40-500%, more preferably 50-300%, even more preferably 60-200%, and particularly preferably 65-100%. If the above ratio is 40% or higher, the fluidity of the unhardened cement composition is further improved, and workability during placement and other processes is further improved. If the above ratio is 500% or lower, the strength of the hardened carbonated lightweight cellular cementitious body is increased. Furthermore, material segregation becomes less likely.

未硬化のセメント組成物の密度は、好ましくは0.40~2.00g/cm、より好ましくは0.45~1.50g/cm、さらに好ましくは0.50~1.00g/cm、さらに好ましくは0.52~0.70g/cm、特に好ましくは0.54~0.65g/cmである。上記密度が0.40g/cm以上であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度をより大きくすることができる。上記密度が2.00g/cm以下であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の質量がより小さくなるため、作業性等が向上する。
未硬化のセメント組成物のガス(通常、空気)の量は、好ましくは50~80体積%、より好ましくは55~75体積%、さらに好ましくは58~70体積%、さらに好ましくは60~68体積%、特に好ましくは61~66体積%である。上記ガスの量が50体積%以上であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体をより軽量化することができる。上記ガスの量が80体積%以下であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度をより大きくすることができる。
未硬化の軽量気泡セメント質硬化体の密度及びガスの量は、気泡の量等によって調整することができる。
The density of the uncured cement composition is preferably 0.40 to 2.00 g/ cm³ , more preferably 0.45 to 1.50 g/ cm³ , even more preferably 0.50 to 1.00 g/ cm³ , even more preferably 0.52 to 0.70 g/ cm³ , and particularly preferably 0.54 to 0.65 g/ cm³ . If the density is 0.40 g/ cm³ or higher, the strength of the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body can be increased. If the density is 2.00 g/ cm³ or lower, the mass of the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body becomes smaller, improving workability and other properties.
The amount of gas (usually air) in the uncured cement composition is preferably 50 to 80 volume%, more preferably 55 to 75 volume%, even more preferably 58 to 70 volume%, even more preferably 60 to 68 volume%, and particularly preferably 61 to 66 volume%. If the amount of gas is 50 volume% or more, the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body can be made lighter. If the amount of gas is 80 volume% or less, the strength of the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body can be made greater.
The density and gas content of the uncured lightweight cellular cementitious body can be adjusted by the amount of bubbles, etc.

セメント組成物は、骨材を含んでいてもよい。骨材としては、細骨材のみ、または、細骨材と粗骨材の組み合わせが挙げられる。また、天然骨材、人工骨材、再生骨材のいずれも用いることができる。
細骨材としては、特に限定されず、例えば、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、スラグ細骨材、及び軽量細骨材、又は、これらの中から選ばれる2種以上からなる混合物等が挙げられる。
粗骨材としては、特に限定されず、例えば、川砂利、山砂利、陸砂利、海砂利、砕石、スラグ粗骨材、及び軽量粗骨材、又は、これらの中から選ばれる2種以上からなる混合物等が挙げられる。
骨材の配合量は特に限定されず、軽量気泡セメント質硬化体(例えば、軽量盛土)等における一般的な配合量であればよい。例えば、骨材の配合量(細骨材と粗骨材を含む場合は、その合計量)は、セメント100質量部に対して、好ましくは10~350質量部、より好ましくは100~300質量部、特に好ましくは150~250質量部である。上記配合量が10質量部以上であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度が大きくなる。上記配合量が350質量部以下であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の質量をより小さくすることができる。
セメント組成物が骨材を含む場合、骨材は、セメント含有混練物調製工程、気泡調製工程、及びセメント組成物調製工程のいずれの工程において供給し、混練されてもよいが、通常、セメント含有混練物調製工程において供給し、混練される。
The cement composition may contain aggregate. The aggregate may consist of fine aggregate alone, or a combination of fine aggregate and coarse aggregate. Natural aggregate, artificial aggregate, or recycled aggregate can also be used.
The fine aggregate is not particularly limited and includes, for example, river sand, mountain sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, slag fine aggregate, and lightweight fine aggregate, or a mixture consisting of two or more types selected from these.
The coarse aggregate is not particularly limited and may include, for example, river gravel, mountain gravel, land gravel, sea gravel, crushed stone, slag coarse aggregate, and lightweight coarse aggregate, or a mixture consisting of two or more types selected from these.
The amount of aggregate is not particularly limited and can be any amount that is typical for lightweight cellular cementitious cementitious bodies (e.g., lightweight embankments). For example, the amount of aggregate (total amount if fine aggregate and coarse aggregate are included) is preferably 10 to 350 parts by mass, more preferably 100 to 300 parts by mass, and particularly preferably 150 to 250 parts by mass, per 100 parts by mass of cement. If the above amount is 10 parts by mass or more, the strength of the carbonated lightweight cellular cementitious cementitious body will be increased. If the above amount is 350 parts by mass or less, the mass of the carbonated lightweight cellular cementitious body can be reduced further.
When a cement composition contains aggregate, the aggregate may be supplied and mixed in any of the following steps: the cement-containing mixture preparation step, the foam preparation step, or the cement composition preparation step. However, it is usually supplied and mixed in the cement-containing mixture preparation step.

セメント組成物は、必要に応じて、(i)フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ微粉末等の各種混和材、(ii)減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤等のセメント分散剤、AE剤、消泡剤、流動化剤等の各種混和剤、(iii)土等を含んでいてもよい。各種混和材、混和剤、土の混合方法は、特に限定されないが、製造の効率性等の観点から、セメント含有混練物調製工程において供給し、混練されることが好ましい。
また、土としては、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体(例えば、軽量盛土)が形成される場所で得られる現地発生土等を使用することができる。軽量気泡セメント質硬化体中の上記土の割合は、軽量気泡セメント質硬化体の強度発現性等の観点から、好ましくは60質量%以下、より好ましくは5~40質量%、特に好ましくは10~30質量%である。
The cement composition may optionally contain (i) various admixtures such as fly ash, silica fume, and blast furnace slag powder, (ii) various admixtures such as cement dispersants such as water-reducing agents, AE water-reducing agents, high-performance water-reducing agents, and high-performance AE water-reducing agents, as well as AE agents, defoamers, and fluidizers, and (iii) soil. The method of mixing the various admixtures, admixtures, and soil is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing efficiency, it is preferable that they be supplied and mixed in the cement-containing mixture preparation process.
Furthermore, as the soil, locally sourced soil obtained at the site where the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body (for example, lightweight embankment) is formed can be used. The proportion of the above soil in the lightweight cellular cementitious hardened body is preferably 60% by mass or less, more preferably 5 to 40% by mass, and particularly preferably 10 to 30% by mass, from the viewpoint of strength development of the lightweight cellular cementitious hardened body.

[打設工程]
本工程は、セメント組成物調製工程で得られた未硬化のセメント組成物を打設して、軽量気泡セメント質硬化体を形成させる工程である。打設方法としては、例えば、未硬化のセメント組成物をポンプ圧送することによって打設する方法等が挙げられる。
形成される軽量気泡セメント質硬化体の形状は特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜形状を定めてもよい。
軽量気泡セメント質硬化体の密度は、好ましくは0.40~2.00g/cm、より好ましくは0.45~1.50g/cm、さらに好ましくは0.50~1.00g/cm、さらに好ましくは0.52~0.70g/cm、特に好ましくは0.54~0.65g/cmである。上記密度が0.40g/cm以上であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度をより大きくすることができる。上記密度が2.00g/cm以下であれば、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の質量がより小さくなるため、作業性等が向上する。
[Concrete pouring process]
This process involves placing the unhardened cement composition obtained in the cement composition preparation process to form a lightweight, cellular cementitious hardened body. Possible placement methods include, for example, pumping the unhardened cement composition.
The shape of the formed lightweight cellular cementum hardened body is not particularly limited, and the shape may be determined as appropriate depending on the application.
The density of the lightweight cellular cementum hardened material is preferably 0.40 to 2.00 g/ cm³ , more preferably 0.45 to 1.50 g/ cm³ , even more preferably 0.50 to 1.00 g/ cm³ , even more preferably 0.52 to 0.70 g/ cm³ , and particularly preferably 0.54 to 0.65 g/ cm³ . If the density is 0.40 g/ cm³ or higher, the strength of the carbonated lightweight cellular cementum hardened material can be increased. If the density is 2.00 g/ cm³ or lower, the mass of the carbonated lightweight cellular cementum hardened material becomes smaller, improving workability and other properties.

[炭酸ガス吹き付け工程]
本工程は、打設工程で打設された軽量気泡セメント質硬化体に対して、材齢0.75日から材齢15日までの期間内において、固定の対象である二酸化炭素の気体の状態である炭酸ガスを、1~50リットル/分の量で、かつ、20~420分間吹き付けて、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成させる工程である。
炭酸ガスは、材齢0.75日から材齢15日までの期間内、好ましくは材齢2日から材齢14日までの期間内、より好ましくは材齢3日から材齢12日までの期間内、好ましくは材齢4日から材齢10日までの期間内において、吹き付けられることが好ましい。上記期間内において、炭酸ガスを吹き付けることによって、より多くの二酸化炭素を固定化することができる。
[Carbon dioxide spraying process]
This process involves spraying carbon dioxide gas, which is the target of fixation, onto the lightweight cellular cementitious cementitious hardened body cast in the casting process at a rate of 1 to 50 liters/minute for 20 to 420 minutes during the period from 0.75 days to 15 days of age, in order to form a carbonated lightweight cellular cementitious hardened body.
It is preferable to spray carbon dioxide gas during the period from 0.75 to 15 years of age, preferably from 2 to 14 years of age, more preferably from 3 to 12 years of age, and preferably from 4 to 10 years of age. By spraying carbon dioxide gas during the above period, more carbon dioxide can be fixed.

炭酸ガスは、1~50リットル/分の量、好ましくは3~40リットル/分の量、より好ましくは5~30リットル/分の量、特に好ましくは8~20リットル/分の量で、かつ、20~420分間、好ましくは30~360分間、より好ましくは40~300分間、特に好ましくは90~240分間吹き付けることが好ましい。炭酸ガスを1リットル/分以上の量で、20分間以上吹き付けることで、より多くの二酸化炭素を固定化することができる。また、炭酸ガスを50リットル/分以下の量で、420分間以下吹き付けることで、製造効率をより向上することができる。
炭酸ガスとしては、上述したセメント含有混練物調製工程において、第一のセメント含有混練物を炭酸化させる際に用いられる炭酸ガスと同様のものを使用することができる。
It is preferable to blow carbon dioxide at a rate of 1 to 50 liters/minute, preferably 3 to 40 liters/minute, more preferably 5 to 30 liters/minute, and particularly preferably 8 to 20 liters/minute, for a period of 20 to 420 minutes, preferably 30 to 360 minutes, more preferably 40 to 300 minutes, and particularly preferably 90 to 240 minutes. By blowing carbon dioxide at a rate of 1 liter/minute or more for 20 minutes or more, more carbon dioxide can be fixed. Furthermore, by blowing carbon dioxide at a rate of 50 liters/minute or less for 420 minutes or less, the production efficiency can be further improved.
As the carbon dioxide gas, the same type of carbon dioxide gas used in the cement-containing mixture preparation process described above, when carbonizing the first cement-containing mixture, can be used.

炭酸ガス吹き付け工程は、好ましくは5~30℃、より好ましくは10~28℃、特に好ましくは15~25℃の温度下で行われる。上記工程が5℃以上の温度下で行われることで、より多くの二酸化炭素を固定化することができる。上記工程が30℃以下の温度下で行われることで、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の強度をより大きくすることができる。
また、吹き込まれた炭酸ガスを、軽量気泡セメント質硬化体に効率的に固定化させる観点から、ビニール等の被覆材を用いて、軽量気泡セメント質硬化体を被覆した後、軽量気泡セメント質硬化体と被覆材の間に、炭酸ガスを吹き込むことが好ましい。
The carbon dioxide spraying process is preferably carried out at a temperature of 5 to 30°C, more preferably 10 to 28°C, and particularly preferably 15 to 25°C. Carrying out the above process at a temperature of 5°C or higher allows for the fixation of more carbon dioxide. Carrying out the above process at a temperature of 30°C or lower allows for greater strength of the carbonated lightweight cellular cementum hardened body.
Furthermore, from the viewpoint of efficiently fixing the injected carbon dioxide gas into the lightweight foamed cementum hardened body, it is preferable to cover the lightweight foamed cementum hardened body with a covering material such as vinyl, and then inject carbon dioxide gas between the lightweight foamed cementum hardened body and the covering material.

炭酸化軽量気泡セメント質硬化体中の二酸化炭素の割合(炭酸化軽量気泡セメント質硬化体に固定化された二酸化炭素の割合)は、好ましくは7.0~20.0質量%、より好ましくは7.5~19.0質量%、特に好ましくは8.0~18.0質量%である。上記割合が7.0質量%以上であれば、より多くの二酸化炭素を固定化して、二酸化炭素の排出量をより低減することができる。上記割合が20.0質量%を超える炭酸化軽量気泡セメント質硬化体は、製造が困難となる場合がある。
炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の「JIS A 1108:2018(コンクリートの圧縮試験方法)」に準拠して測定された圧縮強度は、好ましくは400~1,300kN/m、より好ましくは420~1,250kN/m、さらに好ましくは600~1,200kN/mである。
The proportion of carbon dioxide in the carbonated lightweight foamed cementum hardened body (the proportion of carbon dioxide immobilized in the carbonated lightweight foamed cementum hardened body) is preferably 7.0 to 20.0% by mass, more preferably 7.5 to 19.0% by mass, and particularly preferably 8.0 to 18.0% by mass. If the above proportion is 7.0% by mass or more, more carbon dioxide can be immobilized, and carbon dioxide emissions can be further reduced. Carbonated lightweight foamed cementum hardened body with a above proportion exceeding 20.0% by mass may be difficult to manufacture.
The compressive strength of carbonated lightweight cellular cementitious hardened material, measured in accordance with "JIS A 1108:2018 (Compression Test Method for Concrete)," is preferably 400 to 1,300 kN/ , more preferably 420 to 1,250 kN/ , and even more preferably 600 to 1,200 kN/ .

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[使用材料]
(1)セメント;太平洋セメント社製、普通ポルトランドセメント
(2)起泡剤;陰イオン界面活性剤、小野田ケミコ社製、商品名:OFA-S
(3)水;上水道水
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Materials used]
(1) Cement: Ordinary Portland cement manufactured by Taiheiyo Cement Corporation (2) Foaming agent: Anionic surfactant, manufactured by Onoda Chemico Corporation, product name: OFA-S
(3) Water; tap water

[実施例1]
セメント含有混練物調製工程として、セメントの一部とセメント含有混練物用の水の一部を、容器内でハンドミキサを用いて60秒間混練して混合物(第一のセメント含有混練物、温度:23℃)を得た。なお、セメントの一部と水の一部は、水セメント比が300%となる量(上記セメントの一部の単位量は、60.5kg/mとし、セメント含有混練物用の水の一部の単位量は181.6kg/m)とした。
上記容器内の混合物に、二酸化炭素ガスの濃度が99.6体積%である二酸化炭素含有ガス(温度:20℃)を、炭酸ガスボンベを用いて、30リットル/分の量で供給した。二酸化炭素含有ガスの供給は、第一のセメント含有混練物のpHが9.0となるまで行った。
次いで、セメントの残部と第一のセメント含有混練物を、ハンドミキサを用いて60秒間混練して混練物を得た。次いで、ミキサの内壁に付着した上記混練物を掻き落とした後、セメント含有混練物用の水の残部を添加して、60秒間混練し、セメント含有混練物を得た。なお、セメントの残部と水の残部の量は、セメント含有混練物の水セメント比が64%となる量(上記セメントの残部の単位量は、292.5kg/mとし、セメント含有混練物用の水の残部の単位量は45.4kg/m)とした。
なお、単位量は、軽量気泡セメント質硬化体の単位体積1m当たりの質量基準の配合量をいう。
[Example 1]
As part of the cement-containing mixture preparation process, a portion of the cement and a portion of the water for the cement-containing mixture were mixed in a container using a hand mixer for 60 seconds to obtain a mixture (first cement-containing mixture, temperature: 23°C). The amounts of the cement and water were such that the water-cement ratio was 300% (the unit amount of the cement portion was 60.5 kg/ , and the unit amount of the water for the cement-containing mixture was 181.6 kg/ ).
A carbon dioxide-containing gas (temperature: 20°C) with a carbon dioxide gas concentration of 99.6% by volume was supplied to the mixture in the above container at a rate of 30 liters/minute using a carbon dioxide cylinder. The supply of carbon dioxide-containing gas continued until the pH of the first cement-containing mixture reached 9.0.
Next, the remaining cement and the first cement-containing mixture were mixed using a hand mixer for 60 seconds to obtain a mixture. Then, after scraping off the mixture adhering to the inner wall of the mixer, the remaining water for the cement-containing mixture was added and mixed for 60 seconds to obtain a cement-containing mixture. The amounts of the remaining cement and water were set so that the water-cement ratio of the cement-containing mixture was 64% (the unit amount of the remaining cement was 292.5 kg/ , and the unit amount of the remaining water for the cement-containing mixture was 45.4 kg/ ).
Note that the unit quantity refers to the amount of mixture based on mass per unit volume of lightweight cellular cementitious cementitious material (1 m³) .

一方、起泡剤と起泡剤含有水用の水を混練し、コンプレッサーを用いて圧縮空気を送り込みながら混練することで、気泡を調製した。
起泡剤、及び上記水の配合量は、未硬化のセメント組成物の密度が0.61g/cmとなり、かつ、未硬化のセメント組成物の空気量が62.8体積%となる量(具体的には、起泡剤の単位量は、1.65kg/mとし、起泡剤含有水用の水の単位量は31.35kg/m)に定めた。
次いで、セメント含有混練物と気泡を、強制練ミキサを用いて60秒間混練して未硬化のセメント組成物を得た。
未硬化のセメント組成物の密度を、該セメント組成物を、容積が1リットルであるマスに充填し、表面を平らにならした後、質量を測定し、得られた質量を容積(1リットル)で除することで、算出した。
また、未硬化のセメント組成物の空気量を、日本道路公団規格「エアモルタル及びエアミルクの試験方法(JHS A 313-1992)」に準拠して測定した。
On the other hand, bubbles were prepared by kneading a foaming agent with water for the foaming agent-containing solution and kneading while supplying compressed air using a compressor.
The amounts of foaming agent and the water used were determined to be such that the density of the unhardened cement composition would be 0.61 g/ cm³ and the air content of the unhardened cement composition would be 62.8% by volume (specifically, the unit amount of foaming agent would be 1.65 kg/ and the unit amount of water for the foaming agent-containing water would be 31.35 kg/ ).
Next, the cement-containing mixture and air bubbles were mixed for 60 seconds using a forced mixer to obtain an unhardened cement composition.
The density of the unhardened cement composition was calculated by filling a 1-liter container with the cement composition, leveling the surface, measuring the mass, and then dividing the resulting mass by the volume (1 liter).
Furthermore, the air content of the unhardened cement composition was measured in accordance with the Japan Highway Public Corporation standard "Test Methods for Air Mortar and Air Milk (JHS A 313-1992)".

セメント組成物を、型枠に打設して、20cm×40cm×8cmの軽量気泡セメント質硬化体(盛土構造物)を作製した。
炭酸ガス吹き付け工程として、表1に示す材齢において、軽量気泡セメント質硬化体が充填された型枠を、上方が開口してなる合成樹脂製の容器に入れた後、開口部をシートで被覆した。次いで、容器内の軽量気泡セメント質硬化体に炭酸ガス(二酸化炭素の含有率99.6体積%)を、10リットル/分の量で表1に示す時間吹き付けた。28日経過後、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を得た。
なお、これらの作業は、常温(約20~25℃)の環境下で行った。
A cement composition was poured into a formwork to produce a lightweight, aerated cementitious hardened body (embankment structure) measuring 20 cm x 40 cm x 8 cm.
In the carbon dioxide spraying process, at the ages shown in Table 1, a formwork filled with lightweight cellular cementitious cementitious material was placed in a synthetic resin container with an open top, and the opening was covered with a sheet. Next, carbon dioxide (carbon dioxide content 99.6 vol%) was sprayed onto the lightweight cellular cementitious cementitious material inside the container at a rate of 10 liters/minute for the time shown in Table 1. After 28 days, a carbonated lightweight cellular cementitious cementitious material was obtained.
These operations were carried out under normal temperature conditions (approximately 20-25°C).

得られた炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の材齢28日の圧縮強度を、「JIS A 1108:2018(コンクリートの圧縮強度試験方法)」に準拠して測定した。
さらに、圧縮強度を測定するため用いた材齢28日の供試体のモルタル部分の二酸化炭素の割合(質量%)を、熱重量-示差熱分析(TG-DTA)を用いて求めた。具体的には、上記供試体を粉砕した後、試料(モルタル部分)について、熱重量-示差熱分析(TG-DTA)を行い、測定結果から、550~800℃付近の吸熱ピーク範囲における質量の減少を、上記モルタル部分に含まれている炭酸カルシウムの脱炭酸によるものと判断し、上記減少の量から、供試体のモルタル部分中の二酸化炭素の割合(質量%;炭酸カルシウムの二酸化炭素換算の値)を算出した。
The compressive strength of the obtained carbonated lightweight cellular cementitious cementitious body at 28 days was measured in accordance with "JIS A 1108:2018 (Test method for compressive strength of concrete)".
Furthermore, the percentage of carbon dioxide (mass%) in the mortar portion of the 28-day-old specimen used to measure compressive strength was determined using thermogravimetric differential thermal analysis (TG-DTA). Specifically, after crushing the specimen, thermogravimetric differential thermal analysis (TG-DTA) was performed on the sample (mortar portion). From the measurement results, the decrease in mass in the endothermic peak range of approximately 550 to 800°C was determined to be due to the decarboxylation of calcium carbonate contained in the mortar portion. From the amount of this decrease, the percentage of carbon dioxide (mass%) in the mortar portion of the specimen was calculated.

[実施例2~11]
セメント含有混練物調製工程として、セメントとセメント含有混練物用の水を、容器内でハンドミキサを用いて60秒間混練して混合物(セメント含有混練物、温度:23℃)を得た。なお、セメントと水は、水セメント比が64%となる量(上記セメントの一部の単位量は、353kg/mとし、セメント含有混練物用の水の一部の単位量は227kg/m)とした。
一方、起泡剤と起泡剤含有水用の水を混合してなる起泡剤含有水に圧縮ガス(空気)を混合することによって、気泡を調製した。
起泡剤、及び上記水の配合量は、未硬化のセメント組成物の密度が0.61g/cmとなり、かつ、未硬化のセメント組成物の空気量が62.8体積%となる量(具体的には、起泡剤の単位量は、1.65kg/mとし、起泡剤含有水用の水の単位量は31.35kg/m)に定めた。
[Examples 2-11]
In the cement-containing mixture preparation process, cement and water for the cement-containing mixture were mixed in a container using a hand mixer for 60 seconds to obtain a mixture (cement-containing mixture, temperature: 23°C). The amount of cement and water used was such that the water-cement ratio was 64% (the unit amount of a portion of the cement was 353 kg/ , and the unit amount of a portion of the water for the cement-containing mixture was 227 kg/ ).
On the other hand, bubbles were prepared by mixing compressed gas (air) into foaming agent-containing water, which was obtained by mixing a foaming agent with water for foaming agent-containing water.
The amounts of foaming agent and the water used were determined to be such that the density of the unhardened cement composition would be 0.61 g/ cm³ and the air content of the unhardened cement composition would be 62.8% by volume (specifically, the unit amount of foaming agent would be 1.65 kg/ and the unit amount of water for the foaming agent-containing water would be 31.35 kg/ ).

次いで、セメント含有混練物と気泡を、強制練ミキサを用いて60秒間混練して未硬化のセメント組成物を得た。
未硬化のセメント組成物の密度及び空気量を、実施例1と同様にして測定した。
また、実施例1と同様にして、容器内の軽量気泡セメント質硬化体に、炭酸ガスを表1に示す時間吹き付けた。28日経過後に、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を得た。
なお、これらの作業は、常温(約20~25℃)の環境下で行った。
得られた炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の材齢28日の圧縮強度の測定等を実施例1と同様にして測定した。
Next, the cement-containing mixture and air bubbles were mixed for 60 seconds using a forced mixer to obtain an unhardened cement composition.
The density and air content of the uncured cement composition were measured in the same manner as in Example 1.
Furthermore, in the same manner as in Example 1, carbon dioxide gas was sprayed onto the lightweight cellular cementum hardened body in the container for the time shown in Table 1. After 28 days, a carbonated lightweight cellular cementum hardened body was obtained.
These operations were carried out under normal temperature conditions (approximately 20-25°C).
The compressive strength of the obtained carbonated lightweight cellular cementitious hardened body at 28 days was measured in the same manner as in Example 1.

[比較例1]
炭酸ガス吹き付け工程を行わない以外は、実施例2と同様にして、材齢28日の軽量気泡セメント質硬化体を得た。
未硬化のセメント組成物の密度及び空気量の測定、及び、得られた軽量気泡セメント質硬化体の材齢28日の圧縮強度の測定等を実施例1と同様にして測定した。
[比較例2]
起泡剤と起泡剤含有水用の水を混合し、炭酸ガスボンベを用いて圧縮二酸化炭素を送り込みながら混合する以外は比較例1と同様にして、材齢28日の軽量気泡セメント質硬化体を得た。
未硬化のセメント組成物の密度及び空気量の測定、及び、得られた軽量気泡セメント質硬化体の材齢28日の圧縮強度の測定等を実施例1と同様にして測定した。
[比較例3~5]
実施例2と同様にして、材齢28日の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を得た。
未硬化のセメント組成物の密度及び空気量の測定、及び、得られた炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の材齢28日の圧縮強度の測定等を実施例1と同様にして測定した。
各々の結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A lightweight cellular cementitious hardened body was obtained at an age of 28 days in the same manner as in Example 2, except that the carbon dioxide spraying process was omitted.
The density and air content of the uncured cement composition, and the compressive strength of the obtained lightweight cellular cementitious cementitious body at 28 days of age were measured in the same manner as in Example 1.
[Comparative Example 2]
A lightweight cellular cementitious hardened body was obtained at 28 days of age in the same manner as in Comparative Example 1, except that a foaming agent and water for foaming agent-containing water were mixed, and compressed carbon dioxide was supplied using a carbon dioxide cylinder during the mixing process.
The density and air content of the uncured cement composition, and the compressive strength of the obtained lightweight cellular cementitious cementitious body at 28 days of age were measured in the same manner as in Example 1.
[Comparative Examples 3-5]
A carbonated lightweight cellular cementum hardened body was obtained at an age of 28 days in the same manner as in Example 2.
The density and air content of the uncured cement composition, and the compressive strength of the obtained carbonated lightweight cellular cementum hardened body at 28 days of age were measured in the same manner as in Example 1.
The results for each are shown in Table 1.

表1の実施例1~11と比較例1~2の比較から、炭酸ガスの吹き付け工程を行うことによって、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体により多くの二酸化炭素を固定化することができることがわかる。
また、実施例1~11と比較例3~5の比較から、軽量気泡セメント質硬化体に対して、材齢1日から材齢13日までの期間内において、炭酸ガスを、10リットル/分の量で、かつ、30~360分間吹き付けることで、炭酸化軽量気泡セメント質硬化体により多くの二酸化炭素を固定化することができることがわかる。
A comparison of Examples 1-11 and Comparative Examples 1-2 in Table 1 shows that a larger amount of carbon dioxide can be immobilized in the carbonated lightweight foamed cementum hardened body by performing a carbon dioxide spraying process.
Furthermore, a comparison of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 3 to 5 shows that by spraying carbon dioxide gas at a rate of 10 liters/minute for 30 to 360 minutes during the period from age 1 to age 13, a large amount of carbon dioxide can be immobilized in the carbonated lightweight cellular cementum hardened body.

Claims (4)

セメント、起泡剤、及び水を含むセメント組成物からなり、かつ、二酸化炭素を固定させてなる炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成させるための方法であって、
上記セメントと、上記セメント組成物に含まれる水の一部であるセメント含有混練物用の水を混練してセメント含有混練物を得るセメント含有混練物調製工程と、
上記起泡剤と、上記セメント組成物に含まれる水の残部である起泡剤含有水用の水を混合してなる起泡剤含有水と、ガスを混合することによって、気泡を得る気泡調製工程と、
上記セメント含有混練物と、上記気泡を混練して、未硬化の上記セメント組成物を得るセメント組成物調製工程と、
未硬化の上記セメント組成物を打設して、軽量気泡セメント質硬化体を形成させる打設工程と、
上記軽量気泡セメント質硬化体に対して、材齢0.75日から材齢15日までの期間内において、固定の対象である上記二酸化炭素の気体の状態である炭酸ガスを、上記炭酸化軽量気泡セメント質硬化体中の二酸化炭素の割合が7.0~20.0質量%になるように吹き付けて、上記炭酸化軽量気泡セメント質硬化体を形成させる炭酸ガス吹き付け工程、
を含むことを特徴とする炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。
A method for forming a carbonated lightweight cellular cementitious hardened body comprising a cement composition containing cement, a foaming agent, and water, and having carbon dioxide fixed in it,
A cement-containing mixture preparation step involves mixing the above-mentioned cement with water for the cement-containing mixture, which is a portion of the water contained in the above-mentioned cement composition, to obtain a cement-containing mixture.
A foam preparation step involves mixing the above-mentioned foaming agent with foaming agent-containing water, which is the remaining water in the above-mentioned cement composition, and gas to obtain bubbles.
A cement composition preparation step involves mixing the above-mentioned cement-containing mixture with the above-mentioned air bubbles to obtain the unhardened cement composition,
A casting step in which the unhardened cement composition is cast to form a lightweight aerated cementitious hardened body,
A carbon dioxide spraying process is performed on the above-mentioned lightweight cellular cementitious cementitious hardened body, during a period from 0.75 days to 15 days of age, in which carbon dioxide, which is the gaseous form of carbon dioxide to be fixed, is sprayed so that the proportion of carbon dioxide in the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body is 7.0 to 20.0% by mass , thereby forming the carbonated lightweight cellular cementitious hardened body.
A method for forming a carbonated lightweight cellular cementitious hardened body, characterized by containing the following:
未硬化の上記セメント組成物の密度が0.40~2.00g/cmである請求項1に記載の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。 A method for forming a carbonated lightweight cellular cementitious hardened body according to claim 1 , wherein the density of the unhardened cement composition is 0.40 to 2.00 g/cm³. 上記炭酸ガス吹き付け工程が5~30℃の温度下で行われる請求項1又は2に記載の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。 The method for forming a carbonated lightweight cellular cementitious hardened body according to claim 1 or 2, wherein the above carbon dioxide spraying step is performed at a temperature of 5 to 30°C. 上記セメント含有混練物調製工程において、上記セメントの一部と、上記セメント含有混練物用の水の一部または全部を混練して、第一のセメント含有混練物を得た後、上記第一のセメント含有混練物の中に、固定の対象である上記二酸化炭素の気体の状態である炭酸ガスを供給して、上記第一のセメント含有混練物を炭酸化し、次いで、炭酸化してなる上記第一のセメント含有混練物と、上記セメントの残部と、上記セメント含有混練物用の水の残部を混練して、又は、炭酸化してなる上記第一のセメント含有混練物と、上記セメントの残部を混練して、上記セメント含有混練物を得る請求項1~3のいずれか1項に記載の炭酸化軽量気泡セメント質硬化体の形成方法。 A method for forming a carbonated lightweight cellular cementitious hardened body according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the cement-containing mixture preparation step described above, a portion of the cement and a portion or all of the water for the cement-containing mixture are mixed to obtain a first cement-containing mixture; carbon dioxide, which is the gaseous form of carbon dioxide to be fixed, is supplied to the first cement-containing mixture to carbonize it; and then the carbonated first cement-containing mixture is mixed with the remaining cement and the remaining water for the cement-containing mixture, or the carbonated first cement-containing mixture is mixed with the remaining cement to obtain the cement-containing mixture.
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