JPH09183646A

JPH09183646A - 吹付けモルタル用組成物

Info

Publication number: JPH09183646A
Application number: JP35129595A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Wakasugi; 伸一若杉; Satoshi Kubo; 聡久保; Riyuusuke Satou; 隆祐佐藤; Kenji Nakajima; 健治中嶋; Kazumi Matsuoka; 和己松岡; Masayuki Nemoto; 正幸根本
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nittetsu Anti Corrosion Co Ltd; Fudo Construction Co Ltd; Nittetsu Cement Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Cement Co Ltd; Fudo Tetra Corp; Nippon Steel Anti Corrosion Co Ltd
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】コンクリート構造物の補修、被覆用および鋼
構造物の耐食被覆用に好適な、吹付け性能及び硬化体性
能を有する吹付けモルタル用組成物を提供する。【構成】 −定範囲のブレーン比表面積を有する高炉ス
ラグ微粉末、ポルトランドセメント及び膨張材を主成分
とするセメント質、高性能減水剤、0.3 ｍｍ以下の通過
率がー定の範囲を有する最大寸法が1.2 ｍｍの自然細骨
材中にー定範囲の単位容積質量を有する最大寸法 0.8ｍ
ｍの軽量細骨材がー定範囲の重量を含む細骨材、有機繊
維からなる吹付けモルタル用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吹付けモルタル用組成物
に関し、より詳しくはコンクリート構造物の補修、被覆
用および鋼構造物の耐食被覆用吹付けモルタル用組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】吹付けコンクリートはトンネルの新工法
であるＮＡＴＭの採用とともに技術開発が進められ、−
次覆工コンクリートとして広く用いられている。本工法
は地山の安定化が目的のため、コンクリート材料には急
結材を用いることを特徴としている。最近、土圧が大き
く変形が予想される場合には、高強度の他に永久構造物
として適用可能な耐久性に富んだ吹付けモルタル、コン
クリートなどの要請もある。

【０００３】一方、吹付けモルタルについては、法面保
護などを目的にエアモルタルもしくは普通モルタルによ
る吹付け工法がー般的に行なわれているが、下地が地山
であるだけに、コンクリート構造物が有する性能は当然
ながら必要ではない。

【０００４】建築構造物では、ひびわれの抑止、断熱、
吸音などの特性に主眼が置かれた吹付けモルタルの技術
開発が進められたが、施工面での不慣れなどに加え、モ
ルタル自体も付着強度およびひびわれ発生の問題もあ
り、あまり普及していないのが現状である。

【０００５】近年、コンクリート橋、導水路、トンネル
およびダムなどの既設コンクリート構造物が摩耗、塩
害、凍結融解および化学的浸食作用などにより、コンク
リート表層部の劣化が進行し全面もしくは部分補修の必
要性に迫られている。これらの劣化コンクリート構造物
を補修、修復する工法は種々あるが、省力化および効率
化の面で吹付け工法が好ましい。吹付け材料としては、
既存コンクリートの性能以上の特性を有した厚付け可能
な吹付けモルタル、さらには、死荷重の低減や卜ンネ
ル、導水路などに見られるように、上向きに吹付ける場
合の脱落防止を目的に軽量の吹付けモルタルも望まれて
いる。

【０００６】港湾河川鋼構造物の補修では、鋼管杭の回
りにＧＲＣ型枠を設置し、間隙にモルタルを充填し鋼材
を被覆する工法がー般に行われている。しかし、施工の
省力化、死荷重低減の面から、簡易な吹付けによる被覆
工法が望まれている。ところが、従来の様式のモルタル
では、鋼材に対する接着性、ひびわれ抵抗性、耐久性に
問題があり吹付け被覆工法は実現化していなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ポルトランドセメント
と細骨材をベースにした吹付けモルタルの場合、細骨材
の粒度およびポルトランドセメントとの配合比率も重要
であるが、一般にポルトランドセメントの粒度が粗いた
めに、適度の粘性が保持できず薄付けの吹付けは可能で
あるが、厚付けが困難になる。逆に、ポルトランドセメ
ントの粒度を細かくすると粘性は高くなるとともに凝結
も早まり、ポンプ詰まり、可使時間などの作業性に問題
を生じる。

【０００８】これらの問題点を改善するために、早強ポ
ルトランドセメントに細骨材の比率を変えて、ポリマ
ー、鋼繊維、さらにメチルセルローズなどの増粘剤を用
いる方法がある。ポリマーは可使時間、チクソ性とコテ
仕上げの改善に用いられており、鋼繊維は比重も大き
く、繊維長が長いために、これらのモルタルはｌ００ｍ
ｍ程度の厚付けに適用され、はね返り率も高く比較的薄
い（４０ｍｍ以下）場合は適用が困難である。メチルセ
ルローズは増粘効果に優れるが、添加量やモルタル温度
によっては気泡の抱き込みが多くなり、管理が難しい。
また、増粘剤を使用した吹付け工法では、下地コンクリ
ートと吹付けモルタル、モルタル同士の見掛け上の付着
効果があるものの、部分付着も生じ、結果的に空隙の多
いモルタルが形成され、凝結時間や付着強度のばらつ
き、ひびわれ発生の問題もある。従来の吹付けモルタル
は、根本的に耐久性の点で問題が発生する場合が多い。

【０００９】近年、補修目的および作業効率からも、耐
久性は勿論のこと吹付け性能の点では、ｌ工程の吹付け
で４〜４０ｍｍ程度の厚さまでを任意にコントロールす
ることが可能なモルタルの開発が望まれている。

【００１０】吹付けモルタルの性能は施工条件によって
も左右されるが、硬化モルタルの性能を含めポンプ詰ま
り、吹付け厚、たれ落ち、はね返り率、付着性状および
可使時間などの吹付け性能は、セメント質を構成する各
々の材料特性で可能な限り満足させるべきである。

【００１１】上記の問題を解決すべく、モルタルのチク
ソトロピー性（チクソ性）および構成材料の最密充填性
に着目し、鋭意研究を重ねたところ、一定範囲のブレー
ン比表面積を有する高炉スラグ微粉末、ポルトランドセ
メント、膨脹性混和材、有機繊維、高性能減水剤および
ー定粒度範囲のけい砂と軽量細骨材を組み合わせること
により、本発明を完成するに至った。

【００１２】本発明は良好な吹付け性能の他にひびわれ
防止および高強度、高耐久性を兼備させた吹付けモルタ
ル用組成物を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明による
吹付けモルタル用組成物は、高炉スラグ微粉末、ポルト
ランドセメント、膨張性混和材、有機繊維、高性能減水
剤および細骨材を構成材料とし、

【００１４】(1)高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積
は7000〜12000 ｃｍ²／ｇの範囲であり、その配合比率
はポルトランドセメントとの合量（以下セメント質とい
う。）に対し、３０〜６０重量％であること、

【００１５】(2)膨張性混和材および高性能減水剤の配
合比率は、セメント質に対し各々３〜１２重量％、0.3
〜１重量％であること、

【００１６】(3)細骨材は天然物で、最大粒径1.2 ｍｍ
でしかも0.3 ｍｍ以下の通過率が４０〜５５重量％のけ
い砂であり、その配合比率はセメント質に対し、８０〜
１８５重量％であること、

【００１７】(4)最大粒径 0.8ｍｍ、単位質量が 0.5〜
0.7ｋｇ／ｌの軽量骨材が細骨材中に０〜５０重量％占
め、その場合の細骨材の配合比率は、セメント質に対し
８０〜１００重量％であること、

【００１８】(5)有機単繊維の配合比率は、本繊維を除
く上記モルタル組成物に対し、容積比で0.3 〜1.0 ％で
あることを特徴とする吹付けモルタル用組成物である。

【００１９】以下、本発明について詳しく説明する。チ
クソ性を利用した食品はケチャップ、マヨネーズ、ソフ
トクリームに代表されるように力が作用すると流動性を
示し、力が作用しなくなると変形の小さい状態を示す性
質である。吹付けモルタル組成物の場合、その可使時
間、ポンプの圧送性、ホースから吹付けノズルの口径の
絞り、吹付け後の自重による変形を考慮すると、モルタ
ル組成物のチクソ性は極めて重要な特性と言うことがで
きる。

【００２０】高ブレーン比表面積の高炉スラグ微粉末を
ポルトランドセメントに配合することにより、高強度お
よび耐凍結融解、耐塩素イオン浸透性などの耐久性に優
れたモルタル、コンクリートが得られることは公知（特
開昭 61-281057号）であり、さらに軽量細骨材を用いた
軽量モルタルにおいても同様の特性が得られることも知
られている。本発明の高炉スラグ高微粉末の役目は、さ
らに吹付け性能の優れた効果も企図したものである。つ
まり、吹付けモルタル用組成物のチクソ性は重要な特性
であり、本スラグ微粉末が重要な役割を担うことを見い
出した。

【００２１】本発明における高炉スラグは急冷高炉スラ
グであり、JIS R5211 に規定する塩基度は1.7 以上が好
ましい。高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積（JIS R5
201）は7000〜12000 ｃｍ²／ｇの範囲を有することが必
要であり、好ましくは8500〜10000 ｃｍ²／ｇの範囲で
ある。ブレーン比表面積が7000ｃｍ²／ｇ未満では、本
発明の高性能減水剤量の範囲内では、チクソ性が劣り満
足な吹付け性能が得られない。ブレーン比表面積が1200
0 ｃｍ²／ｇを越えると吹付け性能を満足するための水
量も増加する。高性能減水剤の量を本発明の範囲よりも
増やし、水量低減を計るとチクソ性が低下し、たれ現象
が生じるなど良好なる特性も見当らない。粉砕コストな
ど経済的にも不利である。

【００２２】高炉スラグ微粉末のポルトランドセメント
との合量に対する配合比率は、３０〜６０重量％の範囲
が好ましい。３０重量％未満ではチクソ性が劣る他、付
着性状も悪くなり吹付けモルタル硬化後の耐久性も懸念
される。６０重量％を越えても吹付け性能は低下し、さ
らに、初期強度の発現、乾燥収縮、中性化などに問題が
あり、コンクリート構造物の補修という目的が期待でき
なくなる。

【００２３】本発明における高炉スラグ微粉末には、β
−半水および可溶性無水石膏以外の石膏が使用でき、１
０重量％未満の石膏量が許容される。吹付け性能には影
響はないが、モルタルの初期強度増進および乾燥収縮率
に改善効果がある。

【００２４】ポルトランドセメントは、 JIS R5210に定
める早強、中庸熱、普通および耐硫酸塩ポルトランドセ
メントの他に白色ポルトランドセメントも使用できる。

【００２５】膨張性混和材としてはアウイン系、ＣａＯ
系、アルナイト系およびドロマイト系の混和材を用いる
ことができる。本混和材の配合比率は、高炉スラグ微粉
末のブレーン比表面積と配合量、含有石膏量によって異
なるが、高炉スラグ微粉末とポルトランドセメントの合
量に対し３〜１２重量％が好ましい。３重量％未満では
ひびわれ発生の危険性があり、１２重量％を越えると水
中条件下では膨張によるひびわれと耐久性が問題にな
る。本発明における膨張性混和材の配合比率の範囲内で
は、モルタルのチクソ性を損なうこともなく、初期材令
での無収縮性と乾燥収縮による材齢２８日の長さ変化率
の値を５０×１０^-5以下にすることができる。

【００２６】高性能減水剤としては、メラミンスルホン
酸ホルムアルデヒド縮合物塩、ナフタリンスルホン酸ホ
ルムアルデヒド縮合物、高分子量リグニンスルホン酸お
よびポリカルボン酸塩を主成分とした汎用のコンクリー
ト用高性能減水剤を用いることができる。高性能減水剤
は減水効果により、本特許に定義するセメント質を用い
たセメントペーストおよびモルタルの材料分離の低減と
チクソ性の向上に重要な役割を果たす。

【００２７】高性能減水剤の配合比率は、固形分量でセ
メント質に対し、0.3 〜1.0 重量％が好ましい。固形分
量が0.3 重量％未満では減水効果が不十分で、高チクソ
性が得られなく、ポンプによる圧送においても材料分離
を生じるためにポンプ詰まりを生じる。また、固形分量
が1.0 重量％を越えると粘性が高まりチクソ性も低下
し、吹付けモルタルの自重による変形量が大きくなり、
たれ現象を生じて均一な厚さのモルタル層を得ることが
できない。

【００２８】また、目的によっては消泡剤や、メチルセ
ルロース、シリカフュームなどの増粘剤を使用すること
も妨げない。

【００２９】本発明で使用する繊維は、軽くて比較的分
散性の良好な有機単繊維が好ましく，ポリプロピレン，
ポリアクリロニトリル，ビニロン繊維が使用できる。単
繊維の繊維径は２０〜５０μｍの範囲が好ましく、繊維
長は好ましくは４〜２０ｍｍで、より好ましくは６〜１
０ｍｍである。繊維長が４ｍｍ未満ではペーストと骨材
の補強効果が不充分であり、２０ｍｍを超えると繊維同
志の絡み合いが多くなり、水量も多くなり、空隙の多い
モルタルになる。本発明での有機単繊維の役割は，吹付
け後の硬化モルタルのひびわれ防止を目的とした靭性改
善のほか、吹付け時の下地コンクリートへの付着性状の
改善効果である。有機繊維の配合比率は本繊維を含まな
いモルタル組成物に対し、容積比で0.3 〜1.0 ％が好ま
しく、より好ましくは0.4 〜0.7 ％である。0.3 ％未満
では硬化モルタルの靭性改善効果に乏しく、1.0 ％を越
えるとモルタルの単位水量が多くなり、繊維の分散性も
悪くなり、材料分離による詰まりなどポンプの圧送性に
支障を来す。

【００３０】細骨材は、吸水率が小さく凹凸のない比較
的形状の整った天然のけい砂が好ましい。本発明におけ
る細骨材の粒度は重要であり、吹付け時の空気の抱き込
みとモルタル中の各材料の分離を防ぎ、且つ、下地コン
クリートとの有効接着面積を大きくするためにも、吹付
けモルタルはできるかぎり密充填構造を形成するような
細骨材粒度が好ましい。つまり、本発明のセメント質を
用いる場合、細骨材の最大寸法は1.2 ｍｍで、しかも0.
3 ｍｍ以下の通過率が４０〜５５重量％であることが必
要である。

【００３１】細骨材の最大粒径が1.2 ｍｍを越えると骨
材粒子間ペーストの空隙が多くなり、粗大骨材粒子の分
離に起因するポンプ圧送時の詰まり、はね返り率の増
大、吹付け厚の減少、付着強度の低下などの問題を生じ
る。最大寸法 1.2ｍｍで 0.3ｍｍ以下の通過率が４０重
量％未満では、細粒分が不足するために同じような問題
が発生する。 0.3ｍｍ以下の通過率が５５重量％を越え
ると細粒分が多くなるため、所要のフローに必要な水量
も増加し、たれ現象をも生じ吹付け面の凹凸が大きくな
り、均一な吹付け厚を形成させることが困難になる。

【００３２】細骨材の配合比率は、セメント質に対し８
０〜１８５重量％であることが好ましく、より好ましく
は１００〜１４０重量％である。配合比率が８０重量％
未満では、セメント質の量が多くなるために硬化後の乾
燥収縮により、亀甲状のひびわれが発生しやすくなる。
配合比率が１８５重量％を超えるとセメント質が不足気
味になり、所要水量も増え材料分離による詰まりとはね
返り現象が顕著になり、良好な吹付け性状が得られな
い。

【００３３】軽量細骨材は、天然ガラス質岩石（黒曜
石、真珠岩など）を適当な粒度に粉砕し、焼成膨張して
製造される粒状の軽量の骨材である。−般的に、これら
の細骨材は、粒子径により強度、吸水性が異なる。粒子
径が小さくなると単位容積質量が大きくなり、強度が高
く吸水性も低下する。本発明の吹付けモルタルには、黒
曜石および抗火石を原石とした軽量細骨材が好ましく、
最大寸法が 0.8ｍｍ、単位容積質量が 0.5〜 0.7ｋｇ／
ｌのものを用いることができる。

【００３４】軽量細骨材の最大寸法が 0.8ｍｍより大き
い場合、極端に単位容積質量も小さくなり、骨材粒子の
強度も低いためにモルタルの練り混ぜおよび圧送中に骨
材粒子の破壊が生じ、破壊した骨材は吸水現象が急速に
進むためにモルタルのフローが極端に小さくなり、容易
にポンプの閉塞を生じる。単位容積質量が 0.5ｋｇ／ｌ
未満では骨材粒子が弱いために同様の現象が生じる。単
位容積質量が 0.7ｋｇ／ｌを超えても実用上なんら問題
はないが、モルタルの比重が大きくなるため、軽量化と
いう観点から除外した。

【００３５】軽量細骨材の配合量は、使用細骨材量中に
０〜５０重量％用いることができ、配合量を選ぶことに
より任意の比重のモルタルを得ることができる。軽量細
骨材の配合量が５０重量％を超えると細骨材中に占める
軽量細骨材の容積も大きくなり、弱点部も多くなるため
に骨材の圧壊確率が大きくなり、ポンプで圧送中に閉塞
する。

【００３６】軽量細骨材を配合する場合、細骨材量はセ
メント質に対し８０〜１００重量％の範囲で用いること
ができる。モルタルの配合は、絶対容積による方法がー
般的ではあるが、中空の軽量細骨材の場合、比重を測定
する方法は現状では確立されていない。このことから、
本発明では重量配合を採用して実験で検証し、細骨材量
はセメント質に対する重量％で表示した。

【００３７】

【作用】良好な吹付け性能を得るためには、できるだけ
モルタル組成物のチクソ性を高めることが必要である。
セメントペーストは本来チクソ性を有するが、チクソ性
をさらに高めるには、チクソ性に関与すると考えられる
スラグ微粉末のブレーン比表面積、配合比率、高性能減
水剤の量について考察する必要がある。

【００３８】チクソ性の評価は、剪断速度（ずり速度）
を変えた場合の各粘度を測定し、その粘度比の大小で比
較することができる。粘度は水比、使用材料粒子の粒
度、形状および凝集度合いなどの影響を受ける。スラグ
微粉末、高性能減水剤の効果としては以下のことが考え
られる。

【００３９】スラグ微粉末が高ブレーンになるにつれ凝
集度合いも大きくなり、モルタル中の水隙も大きくな
る。粒子間の凝集を破壊するには、剪断速度にかかわら
ず大きな剪断応力も必要であり、粘土が高くなりチクソ
性も劣る。

【００４０】高性能減水剤を添加すると粒子の分散度が
高まるため、粒子間の充填性が向上し、同一水量であれ
ば粒子間の滑りも良くなり、粘度は小さくなる。しか
し、チクソ性の傾向は判然としない。

【００４１】スラグ微粉末のブレーン比表面積および配
合比率を高めると、スラグ粒子数はポルトランドセメン
トの粒子数に比べ多くなり、スラグ粒子同士間の接点も
多くなる。スラグ粒子はポルトランドセメントと異な
り、接水直後は安定した水膜を形成するが、以後の水和
は進まず不活性な状態を維持する。このために、剪断速
度が小さいと相応の粘度を示すが、大きくすると構造破
壊は容易に生じやすく、粘度は小さくなりチクソ性は高
まる。この特性はー定時間維持することができ、吹付け
施工性にも好ましい効果をおよぼすと考えられる。

【００４２】高性能減水剤の量を必要以上添加した場
合、未吸着の減水剤の量も多くなるために、高分子同士
の橋かけ現象が生じるようになり、構造破壊が生じずら
くなる。このことから、剪断速度の大小によらず粘度は
高くなり、チクソ性は低下するものと考えられる。

【００４３】吹付けモルタルのチクソ性は、ペーストの
チクソ性に依存しており、セメント質の粒度に適応した
天然けい砂と軽量細骨材の形状と粒度を選択することに
より、比較的密充填に近いモルタルが得られれば、吹付
け性能および硬化特性に好影響をもたらしているものと
考えられる。

【００４４】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、本発明は下記の例に限定されるも
のではない。実施例１〜６及び比較例１〜６高炉スラグ（塩基度＝1.88、ガラス化率99.4％新日鐵
室蘭製鐵所製）を粉砕し、ブレーン比表面積5030、612
0、7080、8510、10090 、12200 ｃｍ²／ｇの高炉スラグ
微粉末を試製した。各高炉スラグ微粉末（Ｓ）とブレー
ン比表面積3060ｃｍ²／ｇの早強ポルトランドセメント
（Ｃ）（日鐵セメント製）を同重量配合した混合物に対
し，膨張性アウイン系混和材デンカＣＳＡ（Ａ）（電気
化学製）を１０重量％を配合した。これらのセメント質
に対し、高性能減水剤（ナフタリンスルホン酸ホルムア
ルデヒド縮合物，マイテイ１００花王製）を0.4 重量％
添加の場合は、水比（Ｗ／Ｓ＋Ｃ＋Ａ）を４５％、0.6
重量％添加の場合は３５％のペーストを調整した。

【００４５】（１）ペーストの調整水を除く材料は、予めオムニーミキサーで均一に混合し
た後、所要の水を加えホバート型ミキサーで５分間混練
した。ペーストの温度は２０±１℃、容量を３リットル
ｌとした。

【００４６】（２）評価方法（２．１）チクソトロピック指数混練後のペーストをビーカ（１リットル）に移し静置３
０秒後に、Β型回転粘度計（東京計器製）を用いて、ロ
ーターの回転数２および２０ｒｐｍの条件で粘度を測定
し、チクソトロピック指数（２ｒｐｍの粘度／２０ｒｐ
ｍの粘度）を算出し、チクソ性を評価した。

【００４７】本実施例の結果を表１に示す。セメントペ
ースト自体チクソ性（チクソトロピック指数２〜４）を
有するものであるが、実施例１〜６に示すように、水比
が小さく高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積が大きく
なるにともないチクソトロピック指数が大きくなり、吹
付け性能に適した高チクソ性のペーストが得られること
が判明した。しかし、比較例１、２、４、５で判るよう
に、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積が7000ｃｍ²
／ｇ未満ではチクソトロピック指数が小さく、微粉末化
のための粉砕コストが上昇するブレーン比表面積が1200
0ｃｍ²／ｇを超えるものを使用しても顕著にはチクソ性
は改善されない。すなわち、ブレーン比表面積が12000
ｃｍ²／ｇを超えると水量が増加するためたれ現象を生
じ（比較例３）、その改善のために減水剤の量を増やす
必要があるが（比較例６）、その場合でも改善の効果は
後述の実施例９や１２に比較して顕著なものではない。

【００４８】

【表１】

【００４９】実施例７〜９及び比較例７〜９４号、５号および７号けい砂（東北硅砂製）を混合して
最大粒径 1.2ｍｍで、0.3ｍｍ通過分４７重量％の細骨
材を調整した。本細骨材を前記実施例１〜６と同じよう
にブレーン比表面積の異なる高炉スラグ微粉末を配合し
た各セメント質に対し１３０重量％を配合し、本モルタ
ル組成物に対しポリプロピレン単繊維（商品名マーキ
ュリー，径（ｄ）＝４３μｍ，長さ（ｌ）＝６ｍｍ，大
和紡績製）を容積比で 0.5％配合した。セメント質に対
する水比を４５重量％とし、モルタルのフロー値がｌ８
０〜１９０ｍｍになるようにセメント質に対する高性能
減水剤量（0.4 〜0.7 重量％）を調節した。

【００５０】（１）モルタルの調整水を除く材料を予めオムニミキサーで均一に混合した
後、所要の水量を加え、ホバート型ミキサーで５分間練
り混ぜた。モルタルの温度は２０±１℃、容量は３リッ
トルとした。

【００５１】（２）評価方法（２．１）流動性、チクソ性ステンレス製の円筒容器（ｄ＝１０ｃｍ、ｈ＝２０ｃ
ｍ）下部中心に、径１ｃｍの流出孔を設けた円錐状のコ
ーンを取り付け、４ｋｇのモルタルを２層で詰めた後、
流出孔を密閉していたゴム栓を取り除き、上部より２ｋ
ｇｆ／ｃｍ²の空気圧を作用させ、落下するモルタルの
重量を時間経過毎に測定し、さらにモルタルの変形状態
（たれ）を観察した。

【００５２】本実施例の結果を図１に示す。図から判る
ように、比較例７、８のブレーン比表面積5000〜6000ｃ
ｍ²／ｇ程度の高炉スラグ微粉末の場合、加圧初期（０
〜３０ｓｅｃ）での流出量はあまり差がないが、時間経
過につれモルタルの流出量が少なくなり、モルタルが途
切れるようになった。実施例８、９であるブレーン比表
面積8500〜10000 ｃｍ²／ｇの高炉スラグ微粉末の場
合、連続的にモルタルが流出し、しかも、流出したモル
タルは変形がなく、たれの現象もほとんど認められなか
った。比較例９のブレーン比表面積12200 ｃｍ²／ｇの
高炉スラグ微粉末の場合、流出状態は良好であるが、僅
かであるがたれが生じた。

【００５３】実施例１０〜１３及び比較例１０〜１３４号、７号けい砂およびコンクリート用自然細骨材（登
別産海砂）を用いて、最大粒径と 0.3ｍｍ以下の通過率
の異なる８種類の細骨材を調整した。ブレーン比表面積
8510 ｃｍ²／ｇの高炉スラグ微粉末を用いて、前記の
実施例と同じ条件でモルタル組成物を調整し、吹付け性
能、付着性能およびひびわれ抵抗性能を確認するために
施工試験を実施した。高性能減水剤の量はセメント質に
対し 0.5重量％とし、フローの調整は水比を変化させ
た。吹付け下地は築後５年のコンクリート垂直壁であ
り、次の施工条件で実施した。 (1)モルタルのフロー１８０〜１９０ｍｍ、(2) 下地コ
ンクリートは水洗後自然乾燥処理、(3) 吹付け面積６０
０×６００ｍｍ、(4) モルタルミキサー（強制パン型１
００リットル，太平洋機工製）、(5) ポンプ（スクイー
ズ式，１５ｋｇｆ／ｃｍ²，極東開発工業製）、(6) コ
ンプレッサー（７ｋｇｆ／ｃｍ²，岩田塗装機工業
製）、(7) 吹付けノズル（口径１６ｍｍ）、(8) ホース
（口径５０ｍｍ、圧送距離２０ｍ）、(9) 圧送量１２リ
ットル／ｍｉｎ）(10)ノズルとコンクリートの距離３０
０ｍｍ。

【００５４】（１）モルタルの調整水を除く材料を予めオムニミキサーで均一に混合した
後、所要の水量を加え、モルタルミキサーで５分間練り
混ぜた。モルタルの温度は２０±１℃、容量は６０リッ
トルとした。

【００５５】（２）評価方法（２．１）吹付け性能、付着強度、ひびわれ抵抗性吹付け性能の評価は、ポンプ詰まり、はね返り率、たれ
落ち、最大吹付け可能厚について行った。評価の目安を
表２に示す。付着強度は、サンドブラストで目荒しを行
ったコンクリート平板（３００×３００×５０ｍｍ）に
２０ｍｍの厚みに吹付けた後、コテ仕上げを行った。１
日湿空中で養生後、室内放置し、材齢２８日でコアリン
グしたφ１０ｃｍの断面について付着強度を測定した。
ひびわれ抵抗性は、４インチの鋼製円筒管にモルタルを
２０ｍｍの厚みで吹付けし、コテ仕上げした供試体のひ
びわれ発生の観察により評価した。観察は吹付け後３カ
月で行った。

【００５６】

【表２】

【００５７】

【表３】

【００５８】表３から判るように、比較例ではポンプ詰
まりはあまり問題はないものの、たれ落ち現象が目立
ち、最大吹付け厚も２５ｍｍが限界であった。実施例１
０〜１３に示す、本発明のモルタル組成物では、たれ落
ち現象がほとんどなく、はね返り率も小さく最大吹付け
厚も４０ｍｍ程度が可能であり、しかも付着強度も２０
ｋｇｆ／ｃｍ²程度確保できることが判明した。また、
ひびわれ発生も認められなかった。

【００５９】実施例１４〜１５及び比較例１４〜１５けい砂４、５、７号を混合した細骨材に原石に黒曜石を
用いた最大寸法0.8 ｍｍ、単位容積質量 0.6ｋｇ／ｌの
軽量細骨材（商品名フヨーライト，フヨーライト製）を
混合し、軽量細骨材の重量比が４０、４５、５５、６０
％の４種類の骨材を調整した。ブレーン比表面積8510ｃ
ｍ²／ｇの高炉スラグ微粉末と早強ポルトランドセメン
トを等量配合した混合物に対し、膨張材１０重量％を配
合したセメント質に対し、上記の骨材を９０重量％を配
合した。さらに、本モルタル組成物に対し、ポリプロピ
レン単繊維（商品名マーキュリー，径＝４３μｍ，長さ
＝６ｍｍ，大和紡績製）を容積比で 0.5％配合し、セメ
ント質に対する水比を４０重量％とし、目標フロー（１
８０〜１９０ｍｍ）に適合するように高性能減水剤の量
（ 0.4〜 0.6重量％）を調節した。

【００６０】（１）モルタルの調整水を除く材料を予めオムニミキサーで均一に混合した
後、所要の水量を加え、モルタルミキサーで５分間練り
混ぜた。モルタルの温度は２０±１℃、容量は６０リッ
トルとした。

【００６１】（２）評価方法（２．１）吹付け性能、付着強度、ひびわれ抵抗性吹付け性能の評価は、前実施例と同じようにポンプ詰ま
り、はね返り率、たれ落ちおよび最大吹付け可能厚につ
いて行い、表２に示す基準で評価した。また、付着強
度、ひびわれ抵抗性の試験も実施した。評価の結果を表
４に示す。

【００６２】

【表４】

【００６３】表４の結果から判るように、軽量細骨材の
配合率が５０重量％を超えると急激にモルタルの性状が
悪くなる。実施例１４、１５に示すように、軽量細骨材
の配合率が５０重量％以下では、ポンプ詰まりやたれ落
ちもなく、全量自然細骨材に比較してはね返り率は大き
くなるが、最大吹付け厚は大きくなり、５０ｍｍ以上の
吹付け厚が確保できることが判明した。また、付着強度
も１５ｋｇｆ／ｃｍ²以上確保でき、ひびわれ発生も認
められなかった。比較例ではポンプ圧送に支障を来し、
ポンプ詰まりが生じた。また、モルタルの生比重が小さ
くならないことから、練り混ぜおよび圧送中にも軽量骨
材の破壊が生じ、破壊した骨材の吸水が進行したことに
よりモルタルのフローが極端に小さくなり、閉塞現象が
生じたと考えられる。

【００６４】

【発明の効果】本発明の吹付けモルタル組成物は、良好
なる吹付け性能を有し、厚付けが可能なために作業の効
率化など機能性に優れ、規模の大小に係わらずコンクリ
ート構造物の補修、被覆や鋼構造物の耐食被覆に容易に
用いることができる。また、本発明モルタルは、高強度
および高耐久性の他に付着性やひびわれ抵抗性にも優
れ、過酷な条件化のコンクリートおよび鋼構造物にも適
用が可能である。さらに、本モルタルは軽量化も可能で
あり、硬化体は適度の電気抵抗値とコンクリートに近似
した熱膨張係数も有するため、電気防食用オーバーレイ
材にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモルタル組成物（実施例７〜９）およ
び比較モルタル組成物（比較例７〜９）の加圧後時間と
流出モルタル量との関係を示すグラフである。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 14:02 24:22） 111:20 (72)発明者若杉伸一北海道室蘭市仲町64番地日鐵セメント株式會社内 (72)発明者久保聡北海道室蘭市仲町64番地日鐵セメント株式會社内 (72)発明者佐藤隆祐北海道室蘭市仲町64番地日鐵セメント株式會社内 (72)発明者中嶋健治東京都台東区台東１丁目３番５号不動建設株式会社内 (72)発明者松岡和己千葉県富津市新富20−１新日本製鐵鉄鋼研究所内 (72)発明者根本正幸東京都中野区野方１丁目38番３号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉スラグ微粉末３０〜６０重量％、ポ
ルトランドセメント４０〜７０重量％、膨張性混和材３
〜１２重量％からなるセメント質１００重量部に対し、
高性能減水剤0.3 〜ｌ重量％、細骨材８０〜１８５重量
％を配合した組成物に対し、容積比で0.3 〜1.0 ％の有
機単繊維を含有する吹付けモルタル用組成物。
【請求項２】高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積が
7000〜12000 ｃｍ²／ｇの範囲内である請求項１記載の
吹付けモルタル用組成物。
【請求項３】細骨材が天然細骨材であり、その最大粒
径が1.2 ｍｍで、かつ0.3 ｍｍ以下の通過率が３５〜６
０重量％の範囲内である請求項１または２記載の吹付け
モルタル用組成物。
【請求項４】細骨材中に、最大粒径が0.8 ｍｍ、単位容
積質量が0.5 〜0.7ｋｇ／ｌの無機軽量骨材を０〜５０
重量％含有し、細骨材の配合比率がセメント質１００重
量部に対し、８０〜１００重量％である請求項１ないし
３のいずれかの項に記載の吹付けモルタル用組成物。