JP2009155191A

JP2009155191A - 軽量プレミックスモルタル

Info

Publication number: JP2009155191A
Application number: JP2007338666A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nakajima; 裕中島
Original assignee: Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】軽量骨材や超軽量骨材を細骨材に使用するセメント系の軽量モルタルに於いて、注水混練後も凝結始発前までは、流動性の経時変化を抑制し、例えば充填施工上支障の無い流動性を、注水混練時からの時間経過に拘わらず、また増粘成分の含有如何に拘わらず、さらには硬化性状等に支障を及ぼすことなく、安定して発現できる軽量モルタルを提供する。
【解決手段】セメントと絶乾状態から注水後１分間の単位体積あたりの吸水速度が５００〜９００ｋｇ／分の軽量細骨材を含有してなる軽量プレミックスモルタル。また、該軽量細骨材が容重０．５ｋｇ／リットル以下である前記の軽量プレミックスモルタル。
【選択図】なし

Description

本発明は、軽量骨材を用いて軽量化した軽量プレミックスモルタルに関する。

建築や土木工事で充填材、裏込材又はグラウト材等として充填施工されるセメント系モルタルは、施工箇所の隅々まで斑無く行き渡るよう比較的高い流動性が必要なるため、概して混練水の使用量が多いものとなっている。このため当該モルタルを打設高さが長い施工箇所に打設すると、モルタルが自重で沈下し易く、その結果、打設体下部に膨れが生じ、変形した施工物になるという問題があった。（例えば、特許文献１参照。）モルタルに用いる細骨材を軽量骨材にし、モルタルの単位容積質量を小さくすれば、自重の影響を軽減でき、打設体下部の膨れを抑制できる可能性がある。一方で、セメント系モルタルの流動性は注水混練後から施工までの経過時間によって変化するが、混練終了後およそ２０〜３０分間は実用上概ね支障の無い比較的軽微な変化である。しかし、軽量骨材を大量に含むモルタルや容重が著しく低い超軽量骨材を含むモルタルでは、概して流動性の経時変化が増大するといった現象が見られた。また、軽量又は超軽量細骨材使用の軽量モルタルでは、配合材料間の比重差が広がり易く、特に材料分離を防ぐため増粘成分を加えると、流動性の経時変化がより大きくなり、充填性に著しい支障が出るほどの流動性低下を起こすことがある。このように流動性の経時変化が大きくなると、施工性や硬化性状も明らかに変化し、安定した品質の軽量モルタル施工物を得ることが容易ではなくなる。

特開平８−１０９０５３号公報

本発明は、軽量骨材や超軽量骨材を細骨材に使用する軽量モルタルに於いて、注水混練後も凝結始発前までは、流動性の経時変化を抑制し、例えば充填施工上支障の無い流動性を、注水混練時からの時間経過に拘わらず、また増粘成分の含有如何に拘わらず、安定して発現できる軽量モルタルの提供を課題とする。

本発明者は、検討を重ねた結果、軽量骨材や超軽量骨材は高気孔率にすることで軽量化が達せられているものが殆どであり、例えばガラスバルーン等の閉口空隙しか空隙を有さない軽量骨材を除き、その多くは開口気孔を有すため一般に高い吸水率を示すことから、吸水率が高い軽量骨材をセメント系モルタルの細骨材に使用すると、注水後のモルタル中の細骨材が、混練終了後も暫くの間、モルタル中の混練水を吸収し続けるため、軽量モルタルの流動性の経時変化が大きくなるという知見を得、かかる流動性の経時変化を抑制するために、特定の吸水速度の軽量又は超軽量骨材を細骨材に用い、この乾式混合物である軽量プレミックスモルタルは、注水混練直後から流動性の経時低下が少なく、安定した施工性と硬化性状を呈したことから本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、セメントと絶乾状態から注水後１分間の単位体積あたりの吸水速度が５００〜９００ｋｇ／分の軽量細骨材を含有してなる軽量プレミックスモルタルである。また、本発明は、軽量細骨材が容重０．５ｋｇ／リットル以下の軽量細骨材である前記の軽量プレミックスモルタルである。また本発明は、さらに増粘成分を含有する前記何れかの軽量プレミックスモルタルである。

本発明によれば、注水混練後の経過時間の差による流動性の変化を低減でき、充填施工に支障が生じるほどの流動性低下が見られないので、注水から施工開始までの経過時間によらず概ね安定した施工性の軽量モルタルが得られると共に品質性状の変化も殆ど起こらない軽量モルタル施工物が得られる。

本発明の軽量プレミックスモルタルは、軽量化のために軽量細骨材（又は超軽量細骨材）を用いて軽量化し、セメントや必要に応じて加えられる他の混和成分と共に乾式混合したものである。使用する軽量細骨材は、絶乾状態から注水後１分間の単位体積（ｍ³）あたりの吸水速度が５００〜９００ｋｇ／分であることが必須であり、かかる条件を充当するものとして吸水サイトとしての開口気孔を有する構造である必要がある。従って、例えばガラスバルーン等の如く閉口した空隙しか有さない軽量骨材は適さない。使用する軽量細骨材の気孔率は制限されないが、前記の如く開口気孔率が０％かそれに限りなく近いものは適さない。好ましくは開口気孔率がおよそ４０〜９２％のものが適当である。開口気孔率がこの範囲から外れると所望の吸水速度を確保し難くなる可能性がある。尚、本発明で規定する吸水速度は、次のような方法によって定義（測定）されるものである。絶乾状態に保った軽量骨材と当容積の水を常温近傍で１分間混合し、混合終了直後の軽量骨材と水からなる混合物の容積を測定し、単位時間（１分間）あたりの容積減少量を算出して吸水速度とした。また、使用する軽量細骨材の粒子径は、最大粒子径で３ｍｍ以下のものが好ましい。最大粒子径が３ｍｍを超えるとプレミックスモルタル中で軽量細骨材が材料分離を起こすことがあるので適当ではない。本発明の軽量プレミックスモルタルは、特に、軽量細骨材として容重が０．５ｋｇ／リットル以下のものを使用する場合が好適であり、このような骨材は概して高気孔率であることが多く、その場合より高い吸水率を有する可能性があるが、前記のような吸水速度のものを使用することによって、モルタル中の混練水量の経時変化に起因する流動性の変化を十分低減することができる。

本発明の軽量予混合モルタルは、結合相形成成分としてセメントを含有する。セメントは水硬性のセメントなら特に限定されず、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱等のポルトランドセメント、高炉セメントやフライアッシュセメント等の各種混合セメント、白色セメント、アルミナセメント又はエコセメント等の特殊セメントが挙げられる。また、任意の２種以上のセメントを併用しても良い。セメントの粉末度や粒子径は特に制限されるものではない。本プレミックスモルタル中のセメントの含有量は、好ましくは６０〜９５質量％とする。６０質量％未満では結合成分が不足し、強度が低下するので適当ではない。９５質量％を超えると、注水後の施工物の乾燥収縮が大きくなり、亀裂が生じることがあるので適当ではない。

本発明の軽量プレミックスモルタルは、前記軽量細骨材とセメントに加えて、さらに増粘成分を含有するものが好適である。増粘成分は、モルタルやコンクリートに使用できるものであれば特に限定されない。例えば、セルロース系、多糖類系、アクリル酸系、ラテックス系、グリコール系、メラミンスルホン酸塩のホルムアルデヒド高縮合物などの増粘成分を挙げることができる。増粘成分を含むものでは、材料分離抵抗が強化される。反面、一般には粘性が増大し、これに伴って流動性が低下する。特に、含水量が経時低下するような組成系では流動性低下が激しく、施工で支障をきたすこともあるが、本発明のモルタルは、増粘成分が配合されても施工性低下に繋がるような流動性の低下を抑制することができる。増粘成分の配合量は材料分離抵抗が付与できる程度で良いが、粘性過大となって混練が困難にならない量であれば特に制限されない。

また、本発明の軽量プレミックスモルタルは、本発明の効果を実質喪失させない範囲で、前記以外にも他の成分を含むものであっても良い。このような成分として、何れもモルタルやコンクリートに使用できる、分散剤（減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、ＡＥ減水剤又は流動化剤と称するものも含む。）、膨張材、収縮低減剤、気泡剤、空気連行剤、消泡剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、保水剤、ポゾラン反応性物質、繊維、ポリマーディスパージョン、再乳化粉末樹脂、抗菌剤、顔料等を例示することができる。また、乾式混合時の混合性を鑑み、このような成分はできるだけ粉末や粒状のものを使用するのが望ましい。

また、本発明の軽量プレミックスモルタルは、前記の軽量細骨材とセメント、またはこれらに他の混和成分を加えたものを、任意の順序又は一括で、例えばリボンミキサー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー、傾胴式ミキサー等の混合機に投入し、乾式混合すれば得られる。操作条件等は適宜定めれば良く、特に制限されるものではない。また、ここに例示した以外の製造方法でも良い。本発明の軽量プレミックスモルタルは、製造後、容器や袋等で保管可能であり、保管後は例えばモルタルミキサー等の混練機に投入し、水を加えて混練すれば、打設使用可能なフレッシュモルタルを容易に得ることができる。また、本発明の軽量プレミックスモルタルは、注水時にモルタルやコンクリートに使用できるような混和剤・材を適宜加え、フレッシュモルタルを作製しても良い。

以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明するが、本発明は以下に表す実施例に限定されるものではない。

次に表す軽量骨材（Ａ１〜Ａ５）、セメント（Ｂ）、分散剤（Ｃ）、増粘剤（Ｄ）、凝結遅延剤（Ｅ）から選定される材料を表１に表した配合量となるよう１バッチ当たり約３３ｋｇの合計量にして内容積１００リットルのレーディゲミキサ（レーディゲ社製）に一括投入した。投入した材料は、温度約２０℃、湿度約６０％の屋内環境下で１分間乾式混合した。尚、軽量骨材の吸水速度は、１０５℃の乾燥機中で絶乾状態にせしめた骨材を嵩容積で１リットルとなるよう常温下で所定の混合容器に入れ、これに水１リットルを加え、ハンドミキサで回転速度１２００ｒｐｍにて１分弱の間混合したときの、混合直前と直後（時間差で１分）における容器中の（水＋骨材）の容積をそれぞれ測定し、その値を基に算出した。さらに、各軽量骨材を実体顕微鏡で観察した結果、Ａ１〜Ａ４の骨材は全て表面に開口気孔を有し、且つ多孔性であることを確認した。一方、Ａ５の骨材は開口気孔が殆ど確認されなかった。また、使用した軽量骨材の含水率は何れも乾式混合に使用した各骨材の含水率であり、同様の骨材を１０５℃乾燥処理した時の重量減少率より算出した。

Ａ１；真珠岩系多孔質人工軽量骨材（容重；０．２ｋｇ／Ｌ、吸水速度；７１０ｋｇ／分、最大粒径０．６ｍｍ、含水率；０．７質量％）
Ａ２；真珠岩系多孔質人工軽量骨材（容重；０．２ｋｇ／Ｌ、吸水速度；６３０ｋｇ／分、最大粒径１ｍｍ、含水率；０．７質量％）
Ａ３；真珠岩系多孔質人工軽量骨材（容重；０．２ｋｇ／Ｌ、吸水速度；５５０ｋｇ／分、最大粒径３ｍｍ、含水率；０．５質量％）
Ａ４；真珠岩系多孔質人工軽量骨材（容重；０．２ｋｇ／Ｌ、吸水速度；４５０ｋｇ／分、最大粒径３ｍｍ、含水率；０．６％）
Ａ５；真珠岩系発泡状中空質人工軽量骨材（容重０．２ｋｇ／Ｌ、吸水速度３００ｋｇ／分、最大粒径３ｍｍ、含水率；＜０．１質量％）
Ｂ；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
Ｃ；セルロース系増粘剤（商品名「メトローズ」、信越化学工業社製）
Ｄ；ポリカルボン酸系高性能減水剤（商品名「太平洋コアフロー」、太平洋マテリアル社製）
Ｅ；クエン酸（市販試薬）

乾式混合後は、直ちにミキサ内の混合物を上表面付近から３ｋｇ採取し、３ｋｇの採取物に水１．８を加えハンドミキサーで１分間回転速度１２００ｒｐｍにて混練を行った。土木学会基準ＪＳＣＥ−Ｆ５４１「充填モルタルの流動性試験方法」に従い、混練終了直後と混練終了から１５分経過後の混練物に対し、Ｊ１４ロートの流下時間を測定し、流動性の経時変化を調べた。この結果を表２に表す。また、混練物を常温に保たれた屋内に静置し、凝結の終結時間をＪＩＳＲ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠した方法で調べた。但し、２４時間を超えても未だ凝結が終結していなかったものは「＞２４」の表記で表２に記した。

表２の結果より、本発明の軽量プレミックスモルタルは、本発明外の比較品に比べ、流動性の経時変化、とりわけ流動性の低下が抑制されていることがわかる。また、参考品１３は流動性は施工に適した値となったが、凝結の終結時間が本発明品よりも大きく遅れ、凝結硬化性に支障が現れた。

Claims

セメントと絶乾状態から注水後１分間の単位体積あたりの吸水速度が５００〜９００ｋｇ／分の軽量細骨材を含有してなる軽量プレミックスモルタル。
軽量細骨材が容重０．５ｋｇ／リットル以下の軽量細骨材である請求項１記載の軽量プレミックスモルタル。
さらに増粘成分を含有する請求項１又は２記載の軽量プレミックスモルタル。