JPH01230455A - 超速硬無収縮グラウト材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規な組成の超速硬無収縮グラウト材に関す
る。

従来技術とその問題点 機械設備類の据付け、土木及び建築構造物の構築に際し
ては、必ず接合を必要とする箇所がある。

グラウト材は、これらの構造物の間隙を充填することに
より、接合をより完全にする為に使用される利料であり
、この様な接合部においては、収縮は極力避けなければ
ならないので、低収縮性乃至無収縮性グラウト（以下無
収縮グラウトという）が使用されている。無収縮グラウ
トは、ポルトランドセメント、細骨材、膨張材、各種の
混和材料などからなる無収縮グラウト材を水で練り合わ
せて調製されるもので、一般に流出管内径を１８ｍｍと
した時のＰロート（ＰＬ８）による流下時間が１４〜２
２秒、或いは下端内径を１４ｍｍとした時のＪロート（
Ｊ　１４）による流下時間が６〜１０秒となるように練
り上げて、注入施工される。この様なポルトランドセメ
ント系グラウトには、下記の如き問題点がある。

（イ）早強性及び速硬性が不十分であるため、長時間に
わたって設備を休止出来ない箇所或いは道路、軌道など
の休止時間の限られた公共施設などでは、使用できない
。

（ロ）ポルトランドセメント系グラウトは、膨張材を配
合することにより、材令７日程度までの水利の比較的初
期に膨張を起こさせ、その後の長期的乾燥収縮量を減少
させることにより１、施工体の体積減少を出来るだけ補
償しようとするものであるが、過剰膨張を生じない程度
の膨張剤の使用量では、膨張量が不十分であって、硬化
体が長期的に乾燥条件に置かれると、収縮して、施工時
の体積よりも減少する。

近年、経費削減及び工費短縮の両方の観点から、グラウ
トに対して早強性及び速硬性のより一層の改善が求めら
れる様になってきているため、ポルトランドセメントに
代って超速硬セメントを使用することがあり、この場合
に得られるグラウトは、速硬性無収縮グラウトまたは超
速硬無収縮グラウトと呼ばれている。しかしながら、こ
の様な超速硬セメント系グラウト材にも、以下の様な問
題点がある。

（イ）一般にグラウトは、練り上がってから注入が終了
するまでかなりの時間を要するのが通例であるから、練
り上かり後一定の時間（例えば３０分間）施工可能な程
度の流動性が維持されていなければならない。超速硬セ
メント系グラウト材では、凝結遅延剤を添加することに
より、得られる超速硬無収縮グラウトの流動性を確保し
ようとしているが、その流動性は、常温でも十分ではな
く、まして施工温度が３０℃を上回る場合には、時間の
経過に伴う流動性の低下は著しくなり、施工が困難とな
る。この場合、混練水を増加させたり、流動性低下時に
水を追加したりすることは、グラウドの無収縮性、強度
などに悪影響を及ぼすので、好ましくない。

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて研究を重ね
た結果、無機質結合材に特定の添加物を配合した超速硬
セメント系グラウト材が公知材料の問題点を実質的に解
消乃至大巾に軽減し得ることを見出した。

すなわち、本発明は、下記の超速硬無収縮グラウト材を
提供するものである： ［ポルトランドセメント　　３０〜８０重量部アルミナ
セメント　　　　　５〜５０重量部石膏　　　　　　　
　　　　５〜２０重量部水酸化カルシウム 及び／又は炭酸カルシウム　１〜２０重量部からなる無
機質結合材１００重量部に対し、オギシカルボン酸 及び／又はその塩類　　　　０．０１〜２．０重量部亜
鉛化合物　　　　　　　０．００１〜０．５重量部膨脹
材　　　　　　　　　０．００５〜０．０２重量部減水
剤　　　　　　　　　　０．０１〜２．０重量部流動化
剤　　　　　　　　０．００１〜２．０重量部を配合し
てなる超速硬無収縮グラウト材。ｊ以下に、本発明で使
用する各成分およびその使用割合について、説明する。

周知の通り、組成物においては、各成分が相互に影響し
合って、相乗的な効果を奏するので、個々の成分の限定
理由を明確に示すことは、必ずしも、妥当でない場合も
あるが、一応の限定理由を併せて示す。

本発明では、無機質結合相として、ポルトランドセメン
ト、アルミナセメント、石膏並びに水酸化カルシウム及
び／又は炭酸カルシウムを使用する。

ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメ
ント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランド
セメント、耐硫酸塩ボルトランドセメント、白色ポルト
ランドセメントなどが挙げられ、これらの一種または二
種以上を使用する。

石膏としては、三水石膏、α型半水石膏、β型半水石膏
、■型二水石膏、■型二水石膏などの一種または二種以
上を使用する。

無機質結合材１００重量部（以下単に部とする）中の各
成分の配合割合は、ポルトランドセメント３０〜８０部
、アルミナセメント５〜５０部、石膏５〜２０部、水酸
化カルシウム及び／又は炭酸カルシウム１〜２０部であ
る。ホトランドセメント及びアルミナセメントの配合割
合が上記の範囲外となる場合には、早強性及び速硬性が
十分に発現され難くなる。石膏の配合割合が５部未満の
場合には、早強性及び速硬性の改善が十分行われなくな
るのに対し、２０部を上回る場合には、長期間経過後の
硬化物に異常膨張を生ずることがある。

水酸化カルシウム及び／又は炭化カルシウムの量が１部
未満の場合には、やはり早強性及び速硬性の改善が十分
行われな（なるのに対し、２０部を」二回る場合には、
長期間経過後の硬化物の強度が低下する傾向が認められ
る。

本発明においては、無機質結合材に対し、さらにオキシ
カルボン酸及び／又はその塩の少な（とも一種、亜鉛化
合物の少なくとも一種、膨脹材の少なくとも一種、減水
剤の少なくとも一種及び流動化剤の少な（とも一種を添
加する。

オキシカルボン酸及び／又はその塩と亜鉛化合物とは、
相乗的な効果を発揮して、グラウトの流動性の低下を抑
制し、その可使時間を延長するものである。オキシカル
ボン酸としては、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、クエ
ン酸などが例示され、その塩としては、アルカリ金属塩
、アルカリ土類金属塩などが例示される。これらの中で
も、グルコン酸、クエン酸、そのアルカリ金属塩及びア
ルカリ土類金属塩がより好ましい。亜鉛化合物としては
、酸化亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛
、炭酸水素亜鉛、酢酸亜鉛、ギ酸亜鉛、リン酸亜鉛など
が挙げられる。無機質結合材１００部に対する配合割合
は、オキシカルボン酸及び／又はその塩０．０１〜２部
および亜鉛化合物０．００１〜０．５部である。この両
者のいづれか一方の量がその下限値未満となる場合には
、両者の相乗的作用によるグラウトの流動性低下防止の
効果が十分に発揮出来ないのに対し、両者のいづれか一
方の量がその上限値を上回る場合には、流動性のより一
層の改善は達成されず、むしろ硬化体の強度低下を生ず
る。

膨脹材としては、アルミニウム粉、鉄粉などの金属粉の
酸化膨張機構を利用する酸化膨張型膨張祠を使用するこ
とがこの好ましい。石灰系およびカルシウムサルホアル
ミネート系などの水和膨張機構を利用する水利膨張型膨
張材は、これを上記無機質結合材に配合する場合に、膨
張性に特異な現象を示すので、好ましくない。この様な
酸化膨脹型膨張制としては、ＪＩＳ　　Ｋ　　５９０６
ｒ塗料用アルミニウム粉」の第２種に準する粒度（８８
μｍ網目ふるい主成分２％以下）のアルミニウム粉を使
用することが好ましい。無機質結合材１００部に対する
膨脹材の配合割合は、０．００５〜０．０２部とする。

その配合割合が０．００５部未満の場合には、膨張が不
十分となるのに対し、０．０２部を超える場合には、過
剰膨脂を生ずる。

所定の流動性を得るに要する水量を減少させて硬化体の
強度を高め且つ乾燥収縮量を減少させる減水剤としては
、特に限定されず、公知のものをそのまま使用すること
が出来る。例えば、ナフタリンスルホン酸のホルマリン
縮合物の塩を主成分とするもの（花王（株）製の商標名
“マイティ１００”、“マイティ１５０”、竹本油脂（
株）製の商標名“ポールファイン５１ＯＮ”など）、高
縮合トリアジン系化合物（ホゾリス物産（株）製゛の商
標名“ＮＬ−１４５０”、“ＮＬ−４０００”など）、
アルキルアリルスルホン酸塩ポリマー（ダーレックス（
株）製の商標名“ダーレックススーパー２０″など）が
具体的に挙げられる。無機質結合制御００部に対する減
水剤の配合割合は、０．０１〜２．０部とする。その配
合割合が０゜０１部未満の場合には、減水効果が十分に
発揮されず、２．０部を」二回る場合には、グラウトの
硬化中に固液の分離を生ずることがある。

本発明においては、グラウトの粘稠性を低下させて、材
料の分離を防止するとともに、グラウトの充填性を改善
するために、流動化剤を使用する。

流動化剤としては、特に限定されず、カゼイン、カゼイ
ンカルシウム、メラミンスルホン酸のホルマリン縮合物
（例えば、昭和電工（株）製の商標名゛′メルメント“
など）の公知のものが使用可能である。無機質結合材１
００部に対する流動化剤の配合割合は、０．０１〜２．
０部とする。その配合割合が０．０１部未満の場合には
、流動性改善の効果が十分でなく、２．０部を上回る場
合には、所要の流動性を得るための混練水量が増大し、
同時に粘稠性も大きくなって、充填性が悪化する。

本発明のグラウト材には、必要に応じて、増量材、細骨
材などを配合することが出来る。

増量材は、長期強度の改善、コストの低減などの目的で
添加されるものであり、セメント水和環境下に水酸化カ
ルシウムまたは炭酸カルシウムと反応して、カルシウム
シリケート系化合物を生成し得る材料を使用する。この
様な利料として、フライアッシュ、シリカヒユーム、高
炉水砕スラグなどの活性シリカ質微粉末が挙げられる。

増量剤の使用量は、グラウト材の組成によっても異なる
が、通常無機質結合材１００部に対し、２００部程度量
下である。増量剤の量が過剰である場合には、早強性が
低下する傾向がある。

細骨材は、乾燥収縮量の低下、コストの低減などの目的
で使用されるものであり、具体的には、川砂、海砂、山
砂、珪砂、寒水石、砕砂などが例示される。細骨材の粒
径は、最大２．５ｍｍ以下とすることが好ましい。細骨
利の使用量は、グラウト材の組成によっても異なるが、
通常無機質結合材１００部に対し、２５０部程度量下で
ある。細骨材の量が過剰である場合には、流動性が低下
する。

発明の効果 本発明グラウト材においては、無機質結合材にオキシカ
ルボン酸と亜鉛化合物とを併せて配合することにより、
高い流動性と長い可使時間が得られるので、グラウト材
を使用する構築における作業性が改善される。また、本
発明グラウト材から得られる硬化体では、水利開始の数
時間後から生成するエトリンジヤイトの膨脹により、乾
燥収縮が補償されるので、公知のポル）・ランドセメン
ト系グラウト硬化体に比して乾燥収縮量がかなり小さく
なる。さらに、膨張材の存在による水和初期の膨脹、並
びに減水剤及び流動化剤の存在による乾燥減量の縮小に
より、収縮量の減少をより一層抑制するとともに、早強
性をも改善する。

したがって、本発明によれば、流動性、作業性及び早強
性に優れた超速硬無収縮グラウト材が得られる。

なお、参考までに、本発明による超速硬無収縮グラウト
材（Ｉ）、公知のポルトランドセメント系グラウト制（
ＩＩ）及び公知の超速硬セメント系グラウトｔａ（Ｉ［
Ｉ）の各種の特性を総括的に示すと、下記の通りである
。第１表において、各記号は、下記の通りの意味を有す
る。

○・・・優秀 △・・・普通 ×・・・劣る 第１表 （Ｉ）　　（ＩＩ）　　（Ｉ［Ｉ） 流動性　　　　　　　　○　　　○　　　○可使時間　
　　　　　　○　　　○　　　×水和初期無収縮性　　
　Ｏ○　　　○ 長期材令無収縮性　　　○　　　×　　　○速硬性　　
　　　　　　○　　　×　　　○早期強度　　　　　　
　○　　　×　　　○実施例 以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。

実施例１〜４ まず下記第２表に示す組成を有する無機質結合材を調製
した。

第２表 ポルトランドセメント　　　　　　　　５０部アルミナ
セメント　　　　　　　　　　３０部石膏　　　　　　
　　　　　　　　　　１０部水酸化カルシウム　　　　
　　　　　　１０部次いで、得られた無機質結合材１０
０部に対し、第３表に示すような割合で、発明のその他
の成分を配合して、本発明のグラウト材を得た。

第３表において、各記号は、下記の通りの意味を有する
。

（Ａ１）・・・グルコン酸 （Ａ２）・・・酒石酸 （Ａ３）・・・クエン酸 （Ｂ１）・・・酸化亜鉛 （Ｂ２）・・・塩化亜鉛 （Ｂ３）・・・硫酸亜鉛 （Ｃ）・・・ナフタリンスルホン酸のホルマリン縮合物
系減水剤、商標名“マイティ １００”、花王（株）製、 （Ｄ）・・・メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物系流
動化剤、商標名“メルメント”、 昭和電工（株）製 （Ｅ）・・・膨張剤、粒径５０μｍ以下のアルミニウム
粉末 かくして得られた本発明グラウト材に第４表に示す割合
で砂及び水を加え、均一に混練した後、凝結時間（第４
表）、所定時間経過後の圧縮強度（第５表）及び経時後
のＪ１４０−ト流下時間（第６表）を調べた。

なお、第４表、第５表及び第６表には、比較例１及び２
として、市販ポルトランドセメント系無収縮グラウト相
及び超速硬セメント系無収縮グラウト材をそれぞれ使用
した場合の結果を併せて示す。

第４表において、各記号は、下記の通りの意味を有する
。

Ｓ／Ｇ・・・砂／グラウト材の重量比 Ｗ、／Ｇ・・・水／グラウト材の重量比第４表 Ｓ／Ｇ　　Ｗ／Ｇ　　　凝結（時間二分）始発　　　終
結 実施例 １　　　　１　　　０．１９　　　１：２０　　　１：
４０２　　　　　Ｌ５　　０．Ｌ４　　　１：５５　　
　２：２０３　　　１　　　０．１９　　　　Ｌ：２５
　　　　Ｌ：４５４　　　　１．５　　０．１４　　　
１：５５　　　２：２５５　　　１　　　０、Ｌ９　　
　１：３０　　　１：４５６　　　１．５　　０．１４
　　　２：００　　　２：３０比較例 １　　　　１　　　０．１９　　　８：４５　　　７：
４０２　　　１　　　０．１８　　　０：４５　　　１
：００第５表 圧縮強度（ｋｇｆ／ｃ漬） ３ｈｒ　　６ｈｒ　　１日　３日　７日　２８日実施例 １　　’　　　３２０　３７４　４８９　４８２　’５
００　５７３Ｂ　　　　’３２６　３７８　４７０　４
９２　５０１　５７７４　　　１７０　２２８　３８Ｂ
　　３９０　４１１　４１７比較例 また、実施例１〜６及び比較例１〜２のグラウト材を使
用して、型枠に注型し、利金７日まで保持した後、脱型
し、温度２０℃、相対湿度６０％で養生乾燥し、土木学
会編「膨張コンクリート設計施工指針（案）」のマイク
ロメータ法による膨脂率測定を行ったところ、第１図に
示す通りのグラフが得られた。

第４表乃至第６表及び第１図に示す結果から、本発明の
グラウト材は、適切な可使時間を有しており、流動性、
速硬性、早強性に優れ、硬化後の収縮量も極めて小さい
ことが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明グラウト材及び比較グラウト材を使用
して得られた硬化体の収縮率を示すグラフである。 （以　上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポルトランドセメント３０〜８０重量部アルミナ
   セメント５〜５０重量部 石膏５〜２０重量部 水酸化カルシウム 及び／又は炭酸カルシウム１〜２０重量部 からなる無機質結合材１００重量部に対し、オキシカル
   ボン酸 及び／又はその塩類０．０１〜２．０重量部亜鉛化合物
   ０．００１〜０．５重量部 膨脹材０．００５〜０．０２重量部 減水剤０．０１〜２．０重量部 流動化剤０．００１〜２．０重量部 を配合してなる超速硬無収縮グラウト材。