JPH02102162A - 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、構築物と地盤あるいは他山との間隙等に、力
の伝達を一様化する目的で施工されるグラウト材に係り
、特に、グラウト材としての要求特性に著しく優れ、し
かも低コストで提供されるグラウト材に関する。

［従来の技術］ 構築物と地盤あるいは地山との間隙等には、力の伝達を
一様化する目的でグラウト材が充填使用されている０例
えば、トンネルの岩盤の割れ目や水みち、トンネル覆工
と地山との空隙、プレパツクドコンクリートにおける骨
材間隙、ポストテンシーン方式のプレストレストコンク
リートにおける鋼線とシースとの間等に、グラウト材が
加圧注入される。

従来のグラウト材のうち、セメント系のものとしては、
セメントミルク、セメントベントナイト及びセメントモ
ルタルがあり、これらのセメント系グラウト材を構成す
るセメントとしては、一般に普通ポルトランドセメント
又は早強ポルトランドセメントが用いられている。

ところで、グラウト材に要求される性質としては、流動
性が良い、材料分離が少ない、適切な流動性の保持時間
を有する、体積変化が少ない、適切な強度と耐久性を有
する、等が挙げられる。

具体的には、次のような特性値が要求される。

流動性： ＪＡロートによる流下時間　１５〜３０秒Ｊロートによ
る流下時間　１０〜３０秒材料分１１１ｔ（ブリージン
グ率）： プレパツクドコンクリート用 ３％以下（３時間） プレストレストコンクリート用 ２％以下（３時間） ０％　　（２４時間） 強　　　度： 構築物と地盤との間隙あるいは道床用 ５〜１０　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｒｎ’以上プレストレ
ストコンクリート用 σ７≧１５０ｋｇｆ／ｃｒｎ’ Ｑ３≧２００　ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｔｒ１体積変化（
乾燥収縮）： 特に規定はないが、一般には小さい程良いと考えられる
。

そこで、一般には、これらの要求性能を満たすために、
種々の混和材料が用いられる。例えば、流動性、強度、
耐久性等の確保の目的で減水剤が配合使用されている。

また、材料分離の改善の目的でベントナイトが配合使用
されている。更に、流動性の保持時間の確保の目的で凝
結遅延剤が用いられ、体積変化の低減の目的でアルミニ
ウム粉末や収縮低減剤が配合使用されている。また、混
和材料としてフライアッシュも用いられている。

このフライアッシュは安価であると共に水和発熱量を低
減したり、乾燥収縮量を低減させる作用がある。

［発明が解決しようとする課題］ 減水剤や凝結遅延剤、アルミニウム粉末、収縮低減剤は
いずれも価格が高く、材料コストが嵩む。また、混和材
料は特に多量のグラウト材を施工する場合に施工能率を
低下させ易い。フライアッシュについては、良質のフラ
イアッシュの不足から十分な効果が期待できないという
欠点があり、また、セメントの比重が３．１５程度であ
るのに対し、フライアッシュの比重は２．３程度で、か
なり比重差があるため、流動性の大きなグラウト材では
、材料分離の問題が顕著となるという問題もある。その
上、施工には通常注入ポンプが使用されるが、フライア
ッシュを用いたグラウト材では、施工能率は必ずしも良
いとは言えない。施工能率の良い自然流下方式を採用す
るためには、流動性が大きく、かつ材料分離の少ないグ
ラウト材が必要となるが、現在提供されているグラウト
材では、このような要求特性を満たすことは困難である
。

前述の如く、各種の混和材料の添加により、ある程度物
性面の改善は可能ではあるが、数種の材料の管理、計量
、混練を現場で適確に行うことは非常に困難であること
から、結果的に材料費の高騰のみならず、工程管理費の
高騰をも生起することとなる。

本発明は上記従来の問題点を解消し、流動性、材料分離
、流動性の保持時間、体積変化、強度、耐久性、水和発
熱量、乾燥収縮量等の要求項目において、著しく優れた
特性を有し、しかも材料費や工程管理費を低く抑えるこ
とができるグラウト材を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明のグラウト材は、石灰石粉末とポルトランドセメ
ントとを含むグラウト材であって、該石灰石粉末のブレ
ーン値が１０００〜８０００　ｃｒｒ１２／ｇで、石灰
石粉末の含有量がポルトランドセメントの１〜９重景重
量あることを特徴とする。

即ち、本発明者らは、石灰石粉末を多量にセメントミル
ク中に混入した場合における流動特性及び硬化特性を研
究し、石灰石粉末は他の鉱物質粉末に比べ、グラウト材
として優れた特性を付与し得ることを見出し、本発明を
完成させた。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明のグラウト材の構成成分のうち、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又は早強ポ
ルトランドセメント（以下、これらをｒベースセメント
」と称することがある。）を用いることができる。

また、石灰石粉末は、そのブレーン値が１０００〜６０
００　ｃ　ｒｒ？　／　ｇ　、好ましくは２０００〜４
０００　ｃｒｎ’／　ｇｌＤものである。石灰石粉末の
ブレーン値が１０００ｃｍ”／ｇ未満のものでは得られ
るグラウト材のブリージング率が大きく、逆に６０００
ｃｒｒ？／ｇを超えるものでは、得られるグラウト材の
ブリージング率は低減する反面、強度が不足し、また乾
燥収縮率が大きくなる。

また、ベースセメントに対する石灰石粉末の割合は、１
〜９重量倍、好ましくは３〜６重量倍とする。石灰石粉
末の量が少なく、ベースセメントに対して１重量倍未満
では、ベースセメントの性質が大きく現われ、流動性や
体積変化の改善効果が低く、また石灰石粉末の量が多く
、ベースセメントに対して９重量倍を超えると強度不足
となる。石灰石粉末の配合量は上記範囲内で、水／セメ
ント比や所要とされる流動性、強度等に応じて適宜決定
されるが、例えば水を加えただけのグラウト材で、ＪＡ
ロートによる流下時間が１５〜３０秒の範囲、所要強度
が５０〜２００ｋｇ／ｃｒｎ”であれば、プレーン値が
２０００〜４０００ｃ　ｒｎ”　／　ｇの石灰石粉末の
場合、その混入量はベースセメントの５〜８重量倍が適
当である。

本発明のグラウト材は、ベースセメントと石灰石粉末と
を十分に混合した後、得られる混合物に適当量の水を添
加して更に良く混合することにより施工に供することが
できる。この場合、水の添加量はグラウト材の使用目的
、要求特性等によっても異なるが、通常の場合、ベース
セメントと石灰石粉末との合計重量に対して３０〜５０
重量％程度の範囲で適宜決定される。即ち、本発明のグ
ラウト材では、石灰石粉末の効果により、セメント単味
のものに比べて大幅に流動性が改善されているため、少
ない水添加量にて良好な流動性を得ることができる。な
お、本発明のグラウト材は、これと砂とを混合したモル
タルとして使用することも可能である。

なお、本発明のグラウト材は、ベースセメント、石灰石
粉末の他に、グラウト材の各種特性の改善の目的で、減
水剤、凝結遅延剤、発泡剤、起泡剤等の各種の改質剤や
添加剤等を含有していても良い。

［作　用］ 本発明のグラウト材では、石灰石粉末の使用により、セ
メント単味のものに比べ大幅に流動性が改善されるため
、少ない水量で大きな流動性が得られる。このため、所
要の流動性を得るための水量を減少させることができ、
従って、ブリージング量の少ないグラウト材となる。ま
た、使用水量が少ないことは、乾燥収縮に関しても有利
であり、乾燥収縮等の体積変化の小さいグラウト材とな
る。なお、石灰石粉末はきわめて庶価である。

また、石灰石粉末の比重は２．７程度であり、従来用い
られているフライアッシュ（比重２．３）に比べてセメ
ント（比重３．１５）との比重差が小さい。このため、
流動性の大きなグラウト材とした場合でも、両者は分離
し難いものとなる。このことから、本発明のグラウト材
が自然流下方式のためのグラウト材にも好適であり、ま
た施工能率の面からも優れたものであることが言える。

本発明のグラウト材は、水と混練するだけでグラウチン
グに使用することができ、しかも、グラウト材の製造工
程管理が極めて容易で、製造コスト、施工コストの低廉
化が図れる。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

なお、実施例及び比較例において、グラウト材の特性試
験は下記の方法により行なった。

圧縮強度（ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃｒｎ”）　：土木学会規
準 プレパツクドコンクリートの注入モルタルの圧縮強度試
験方法 ブリージング率（％）： 土木学会規準 プレパツクドコンクリートの注入モルタルのブリージン
グ率及び膨張率試験方法乾燥収縮率（１３週）　　（Ｘ
　１０−’）　　：ＪＩＳ　　Ａ　　１１２９ ＪＡロート流下時間（２時間後）（秒）：土木学会規準 プレパツクドコンクリートの注入モルタルの流動性試験
方法 実施例１〜６ ベースセメントとして早強ポルトランドセメント（比重
：３．１４．ブレーン値：４１９０ｃ　ｒｎ”／　ｇ　
）及び石灰石粉末（比重：２．７０゜ブレーン値：３１
３０ｃｍ’／ｇ）を第１表に示す配合で十分に混合した
後、水と混和剤（ＡＥ減水剤）をそれぞれ第１表に示す
全添加し、更に十分に混合してグラウト材を調製した。

なお、グラウト材はいずれも同一の流動性が得られるよ
うに、即ち、いずれのグラウト材もＪＡロート流下時間
が１５±２秒となるように、水添加量を適宜調整した。

得られたグラウト材の各種特性の試験結果を第１表に示
す。

比較例１ ベースセメントとして普通ポルトランドセメント（比重
：３．１６．ブレーン値：　３４５０ｃｒｎ”／ｇ）を
用い、石灰石粉末を用いなかったこと以外は、実施例１
〜６と同様にしてグラウト材を調製した。

得られたグラウト材の各種特性の試験結果を第１表に示
す。

第１表より次のことが明らかである。

まず、水添加量については、本発明のグラウト材では、
同一流動性を得るために必要とされる水量が大幅に低減
される。例えば、実施例１のグラウト材では、比較例１
のグラウト材に比べて、必要水量が約７０ｋｇ／ｍ’少
なくなる。

また、グラウト材の特性についても、ベースセメント単
味の比較例１のものでは、圧縮強度は高い反面、ブリー
ジング率、乾燥収縮、ＪＡロート流下時間において著し
く劣る。これに対し、本発明のグラウト材では、強度も
比較的高く、材料分離、体積変化、流動性低下の問題が
大幅に改善される。

例えば、実施例４のグラウト材では、３時間でのブリー
ジング率が２．９％であるのに対し、比較例１のグラウ
ト材は４．９％であり、実３１例４のグラウト材の方が
２．０％も小さくなり、良好なグラウト材であると言え
る。

また、比較例１のグラウト材は、ＪＡロート流下時間が
２時間で４０秒近くにもなり、施工可能な流動性を失っ
てしまうのに対して、実施例４のグラウト材は２時間後
で２０．６秒、３時間経過後も１９．８秒と、十分な流
動性を示し、従来のグラウト材に比較して可使時間が大
幅に延長される。

更に、乾燥収縮について、実施例４のグラウト材と比較
例１のグラウト材とを比較すると、実施例４のグラウト
材は比較例１のグラウト材の約２／３程度となり、著し
く安定している。特に実施例４のグラウト材では、貯蔵
期間４週後は、殆ど乾燥収縮がなく、体積は非常に安定
している。

実施例７〜１１．比較例２．３ 実施例４（ベースセメント：石灰石粉末＝１：３（重量
比））において、第２表に示すブレーン値の石灰石粉末
を用い、ＪＡロート流下時間が１５±２秒となるような
適当量の水を添加したこと以外は同様にしてグラウト材
を調製した。

得られたグラウト材の各種特性の試験結果を実施例４の
結果と共に第２表に示す。

第２表より、本発明に従って、ブレーン値１０００〜６
０００ｃｍ２／ｇの石灰石粉末を用いた場合には、少な
い水添加量にて、高強度で、材料分離性が改善され、ま
た体積変化が小さく、流動性に優れたグラウト材が得ら
れることが明らかである。

比較例４．５ 実施例４において、石灰石粉末に代る鉱物として、フラ
イアッシュ（比重：２．３６．ブレーン値３２１０Ｃｍ
’／ｇ）（比較例４）又は砂岩粉末（比重：２．６０．
ブレーン値３０２０ｃｒｎ’／ｇ）　　（比較例５）を
用い、ＪＡロート流下時間が１５±２秒となるような適
当量の水を添′加したこと以外は同様にしてグラウト材
を調製した。

得られたグラウト材の各種特性の試験結果を実施例４の
結果と共に第３表に示す。

＊：ベースセメントと鉱物との合計重量に対する割合第
３表より、本発明に従って、石灰石粉末を用いることに
より、少ない水添加量にて、高強度で、材料分離性が改
善され、また体積変化が小さく、流動性に優れたグラウ
ト材が得られることが明らかである。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明のグラウト材は、高強度で、
材料分離、体積変化の問題も著しく改善され、また、流
動性に優れ、流動性の保持時間も良好である。しかも、
本発明のグラウト材は、製造が容易で、低コストに提供
される。

従って、本発明のグラウト材によれば、高い施工効率で
、処理コストを低く抑えて良好なグラウチングを行なう
ことが可能とされる。

本発明のグラウト材は、低コストな上に、必要とする水
添加量が少ないことなどから、特に大規模なグラウチン
グに有効である。

代理人　　弁理士　　重　野　　剛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）石灰石粉末とポルトランドセメントとを含むグラ
   ウト材であって、該石灰石粉末のブレーン値が１０００
   〜６０００ｃｍ＾２／ｇで、石灰石粉末の含有量がポル
   トランドセメントの１〜９重量倍であることを特徴とす
   るグラウト材。