JPH03115146A

JPH03115146A - 基礎下空隙充填用気泡モルタル

Info

Publication number: JPH03115146A
Application number: JP25432289A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Nagaoka; 長岡　誠一; Akihisa Nakagami; 明久中上; Toyohiro Matsuo; 松尾　豊弘
Original assignee: Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-05-16
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JP2649092B2

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、基礎下空隙充填用気泡モルタルに関する。さ
らに詳しくは、本発明は、軟弱地盤上に構築された杭基
礎で支えられている構造物の基礎下面における地盤圧密
沈下により生ずる空隙の充填用気泡モルタルに関する。

従来技術およびその問題点埋立地盤上に構築された構造物は、杭基礎で支えられて
いる。しかしながら、地盤が軟弱である場合は、圧密沈
下により基礎下面に空隙が生じる。

沈下地盤から突出する杭頭は、地盤からの反力が期待で
きない片持ち梁的状態になって、杭の水平抵抗力が減少
する。このため、地震などに対する十分な抵抗力が得ら
れない。そこで、一般には、沈下地盤から突出する杭頭
の強度に応じて、その突出長許容値を予め決定しておい
て、その許容値に近づいた時点で、沈下による空隙を適
当な材料で充填するなどの対策が講じられている。

このような空隙の補充には、気泡モルタルが用いられて
いる。しかしながら、従来の気泡モルタルは、圧縮強度
が大きすぎるため（通常１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度）、気
泡モルタルが杭に付着して、施工後も進行する地盤沈下
に伴って、構造物自体にも種々の悪影響を及ぼすという
問題点がある。

この圧縮強度の問題を解決するために、例えば、セメン
トと砂の配合比を変えて、セメントの配合比を少な（す
ることによって、強度を低下させることが試みられてい
る。しかしながら、セメントの配合比を低下させると、
骨材とセメントが材料分離し易く、長距離圧送が不可能
となるばかりでなく、ブリージングの発生、強度のバラ
ツキなどの問題が生じるという難点がある。

上記の問題を解決するための充填工法が、特願昭５９−
４８２５９号に開示されているが、軟練りの気泡モルタ
ルを充填する場合、充填後の沈降収縮が大きくなるため
、空隙を密実に充填できないという欠点がある。

問題点を解決するだめの手段本発明者は、上記のような現況に鑑みて、研究を行った
結果、特定の組成の気泡モルタルが基礎下空隙充填用気
泡モルタルとして上記欠点を軽減または解消し得ること
を見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、下記の基礎下空隙充填用気泡モル
タルに関する。

［セメント　　　　　　１〜５重量％鉱物質微粉末　　　１０〜３０重量％砂　　　　　　　　４５〜６５重量％水　　　　　　　　　　２０〜２５重量％を含有するモ
ルタルであって、気泡が２５〜４５％（ｖ／ｖ）混入さ
れている基礎下空隙充填用気泡モルタル。」本発明で使用するセメントは、セメント規格に適合する
ものであれば良く、普通ポルトランドセメント；早強、
超早強、中庸熱、耐硫酸塩ポルトランドセメントなどの
特殊ポルトランドセメント；プライアッシュセメント、
高炉セメント、シリカセメント、高硫酸塩スラグセメン
トなどの混合セメントなどが挙げられる。

鉱物質微粉末は、セメントの配合量を調節するために配
合される。鉱物質微粉末としては、炭酸カルシウムを約
８０重量％以上含有し、粉末度が２５００〜６０００ｃ
ＴＩ／ｇ程度である石灰石微粉末を使用する。鉱物質微
粉末の粉末度が２５００ｃｄ／ｇ未満である場合には、
モルタルの粘性が低下するため、モルタル材料の分離の
原因となる。６０００ｃｄ／ｇを超える場合には、他の
材料と混和し難い。

砂としては、通常この分野で用いられる川砂、海砂、山
砂、珪砂、寒水石、砕砂などが使用できる。特に、その
最大粒径が２．　５ｍｍ以下のものが好適に使用される
。

上記セメントの配合量は、通常、モルタルの１〜５重ｎ
％程度である。１重量％未満である場合には、十分な地
盤からの横方向反力が得られない。

５重量％を超える場合には、モルタルの杭への付着強度
が大きくなって、杭に悪影響を及ぼす。

鉱物質微粉末の配合量は、通常、モルタルの１０〜３０
重量％程度である。この規定範囲より少ない場合は、セ
メントの配合比が増加するため、モルタルの杭への付着
強度が大きくなって、好ましくない。また、規定範囲を
超えると、セメントの配合比が減少するため、十分な地
盤からの横方向反力が期待できない。

上記セメントと鉱物質微粉末の合計量は、通常、モルタ
ルの１３〜３５重量％程度とする。１３重量％未満であ
ると、材料分離が起こり易く、３５重量％を超えると、
モルタルの杭への付着強度が大きくなって、杭に悪影響
を与える。

砂の配合量は、通常、モルタルの４５〜６５重ｎ％であ
る。４５重世％未満である場合には、セメントおよび／
または鉱物質微粉末の配合比が大きくなるため、モルタ
ルの杭への付着強度が太きくなって、杭に悪影響を及ぼ
す。６５重量％を超えると、セメントおよび／または鉱
物質微粉末の配合比が少なくなって、モルタル材料が分
離し易くなり、流動性が低下する。

本発明の気泡モルタルは、通常の方法で製造することが
できる。例えば、上記の材料を水と混練して、得られた
モルタル混練物に、予め起泡剤を用いて発泡機で強制発
泡させておいた気泡を均一に連続的に混入する。

従来、気泡モルタルは、モルタル材料混線時に、ＡＥ剤
などを加えて発泡させることにより、製造される場合が
多い。しかしながら、この方法で発泡させる場合は、起
泡時において、モルタル材料が未だ十分に混練されてい
ないため、材料粒子が不均一に分散しており、気泡性が
均質でないため、不均一に泡が発生したり、気泡同士が
凝集したりするので、好ましくない。

気泡を作るための起泡剤としては、各種のアニオン性、
カチオン性、ノニオン性などの界面活性剤、蛋白質誘導
体などの公知の材料を用いることができる。

気泡の混入量は、モルタル混練物に対し、２５〜４５％
（Ｖ／Ｖ）程度である。２５％未満の場合は、モルタル
の杭への付着強度が大きくなって、杭に悪影響を及ぼす
だけでなく、モルタル材料を節減することができない。

４５０ρを超える場合は、モルタルの比重が軽くなりす
ぎるため、水中での施工が不可能になる。

本発明の基礎下空隙充填用気泡モルタルは、下記のよう
な考えに基づく。すなわち、種々の自硬性のない微粉末
の内でも、本発明で使用する特定の鉱物質微粉末のみが
、圧縮強度を適度に低下できることがわかった。詳述す
れば、石灰石微粉末中の炭酸カルシウムが、セメント中
のＣ３Ａ水和物と反応して、カルシウムカルボアルミネ
ートを生成することにより、上記のような効果がもたら
されるものである。かくして、軟練りの場合でも、沈下
収縮のほとんどなく、かつ流動性に優れた気泡モルタル
が得られるのである。

発明の効果本発明の基礎下空隙充填用気泡モルタルは、モルタル材
料の分離がなく、流動性に優れ、適度な圧縮強度を有し
、地盤としての復元性にも優れ、かつ、軟練りの場合で
あっても、充填後の沈降収縮が実質的になく、空隙を密
実に充填することができる。さらに、本発明のモルタル
は、公知の気泡モルタルの長所をも兼ね備えている。

実施例以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明の気泡モルタ
ルの効果を明らかにする。

実施例１〜１０および比較例１〜１２下記第１表に示す配合で各成分を混練した。発泡機（エ
ースコン工業（株）製）に起泡剤（商標名“プロフオー
ム″）および水を入れて、発泡させて、第１表に示す気
泡量を発泡機から上記混練物に直接混入した。

得られた気泡モルタルについて、水セメント比、フロー
値および単位容積当たりの重量を測定し、さらに、圧縮
強度（７日、２８日）、２８日付着強度、変形係数、横
方向地盤反力係数、沈降収縮量および加圧ブリージング
率を測定した。

得られた測定値を第１表に示す。

その結果、下記のことが明らかである。

セメントの配合比が本発明の規定′範囲を下回ると、十
分な横方向地盤反力係数を得られなかった（比較例１）
。また、上回ると、付着強度が増加した（比較例２）。

鉱物質微粉末の配合比が規定範囲を下回ると、セメント
の配合比を増加しなければならず、付着強度が増加した
（比較例３）。また、上回ると、セメントの配合比を減
少させなければならず、十分な横方向地盤反力係数が得
られなかった（比較例４）砂の配合比が規定範囲を下回ると、付着強度が増加した
（比較例５）。規定範囲を上回ると、加圧ブリージング
率が増加しく材料分離が起こり）、充填後の沈降収縮量
が増加した（比較例６）。

水の配合比が規定範囲を下回ると、フロー値が小さくな
って、流動性が悪かった（比較例７）。

また規定範囲を上回ると、材料分離が起こり、充填後の
沈降収縮量が増加した（比較例８）。

気泡量が規定範囲を下回ると、付着強度が増加するため
、杭に悪影響を与える（比較例９）。また、規定範囲を
上回ると、単位重量が１ｔ／ｍ３より小さくなり、水中
での充填作業が不可能になる（比較例１０）。

本発明における鉱物質微粉末の代わりに、シリカを主成
分とするシリカ微粉末を用いた場合は、充填後の沈降収
縮が大きくなった（比較例１１）。

また、鉱物質微粉末の粉末度が２０００ｃｍ２／ｇのも
のを用いた場合は、材料分離が起こり、充填後の沈降収
縮ｎが増加した（比較例１２）。

上記の比較例での結果に対して、本発明の気泡モルタル
は、流動性に優れ、材料分離を起こさず、充填後の沈降
収縮量の増加がほとんどなく、さらに圧縮強度、付着性
、変形係数（地盤としての復元性）および横方向地盤反
力においても、優れた値を示した。これにより、本発明
気泡モルタルが作業性に優れた空隙充填用モルタルであ
ることがわかる。

＊１７０−値：水平なアクリル板上に、内径８０ｍｍ、
高さ８０ｍｍの円筒を置き、気泡モルタルを入れて、円
筒を引き上げた時に生じる円形状の広がりの長・矯直径
のを測定し、その平均値を求めた。

＊２　圧縮強度：気泡モルタルを直径１０ｃＩ１１１高
さ２０ｃｍの円柱体に成形して、２０℃、ＲＨ９０％に
て養生して、１％圧縮歪み７分が生じる加圧速度で試験
した。

＊３２８日付着強度：外管の内径１４０　ｍｍ、内管の
外径６０ｍｍの二重スチールパイプに気泡モルタルを充
填して、２０℃、ＲＨ９０％にて養生して、材令２８日
の時点で、内管を押し抜いて、次式により求めた。

付着強度（ｋｇｆ／ｃ♂）＝Ｐ／πφｇＰ：押し抜き最
大荷重、 φ：内管の外径（６ｃｍ）、ｊ２：内管への付着長さ（１０ｃｍ）付着強度的０　、　１　ｋｇｆ／ｃｒ１以下であること
が望ましい。

＊４　変形係数：圧縮強度の試験時に、供試体の変異を
測定し、最大応力の５０％における割線弾性係数を求め
た。

変形係数的２００　ｋｇｆ／ｃｍ２以下（地盤）である
ことが望ましい。

＊５　横方向地盤反力係数：φ６００ｍｍの杭に対する
推定値を変形係数から次式により求めた。

横方向地盤反力係数（ｋｇ／　ｃｍ２）−αＥ　ｏＤ−
３／４α：変形係数に対応する係数（０，８）Ｅｏ　：
変形係数Ｄ：杭径（６０ｃｍ）地盤反力係数的１　、　５　ｋｇｆ／ｃｍ２以上である
ことが好ましい。

＊６　沈降収縮量：直径２０ｃＩＩ１１長さ４００ｃｍ
の塩化ビニルパイプ中に気泡モルタルを充填して、硬化
後の沈下長を測定した。

＊７　加圧ブリージング率：円筒容器（内径４．９ｃｍ
、長さ１１０ｃｍ　）に気泡モルタルを充填して、コン
プレッサーで５ｋｇ／ｃ♂の圧力を１０分間がけて、ブ
リージングを測定した。

＊８　シリカを主成分（９４％）とするシリカ質微粉末
を用いた。

＊９　粉末度が２０００ｃｍ２／ｇの鉱物質微粉末を用
いた。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメント：１〜５重量％鉱物質微粉末：１０〜３０重量％砂：４５〜６５重量％水：２０〜２５重量％を含有するモルタルであって、気泡が２５〜４５％（ｖ
／ｖ）混入されている基礎下空隙充填用気泡モルタル。
（２）鉱物質微粉末が、炭酸カルシウムを８０重量％以
上含有し、かつ粉末度が２５００〜６０００ｃｍ＾２／
ｇである石灰石微粉末である請求項（１）に記載の気泡
モルタル。