JP2001039782A - 軽量モルタル - Google Patents

軽量モルタル

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Yoshikazu Ishizeki
嘉一 石関
Junzo Hayashi
順三 林
Satoshi Matsuda
敏 松田
Satoshi Watabe
聡 渡部
Takayuki Iwai
孝幸 岩井
Seiji Kanamori
誠治 金森
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単位容積質量が小さく、圧縮強度が高
い。 【解決手段】 軽量モルタルは、セラミックス系細骨
材、バインダー、シリカフュームおよび水道水を主材料
とする。セラミックス系細骨材としては、セラミックス
系焼成物からなる人工細骨材を使用し、内部に独立気泡
を有すると共に、低吸水率のものが好ましい。バインダ
ーとしては、JISに規格化された普通ポルトランドセ
メントおよび早強ポルトランドセメント(JIS R 5210)
を使用し、更にシリカフュームを混入する。吹付けモル
タルとして使用する場合には、フレッシュ時の性状にお
いて、フロー値が150〜175mmの範囲内になるよ
うに調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単位容積質量を軽
量化し、かつ、圧縮強度を向上させた軽量モルタルに関
し、特に、吹付け施工用の軽量モルタルに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、吹付けモルタルの細骨材には、川
砂、海砂、砕砂、硅砂等の天然材料が使用されている。
この種の吹付けモルタルはその質量が大きいので、吹付
け施工厚さを垂直面で50mm以上、水平面で30mm
以上とすることは、剥落やだれを生じる原因となり困難
である。モルタルの軽量化を図るべく、細骨材に真珠
岩、粘板岩、頁岩等の天然材料を主原料とする工業製品
を使用することも行われている。しかしながら、当該軽
量細骨材を使用したモルタルは、圧縮強度が著しく低い
という問題点を有している。また、当該細骨材を使用し
た場合には、細骨材の吸水率が大きいため、ポンプ圧送
時に圧力吸水して圧送ホース内で閉塞する虞が大きく、
この閉塞を防止するためには、モルタル練り混ぜ前に細
骨材を十分吸水させるという余分な工程が必要となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決するものであり、モルタルの配合を調整することによ
り、単位容積質量が小さく圧縮強度の高い軽量モルタル
を提供することを発明の目的とするものである。また、
本発明は十分な吹付け施工厚さ、具体的には垂直面で5
0mm以上、水平面で30mm以上を有する吹付け施工
用の軽量モルタルを提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
系細骨材とシリカフュームを配合してなり、比重が1.
6以下で、圧縮強度が50N/mm2 以上である軽量モ
ルタルを以て課題を解決するための手段とするものであ
る。前記軽量モルタルは、JIS R 5201(セメントの物理
試験方法)に規定するフロー値が150〜175mmで
あることが好ましい。前記軽量モルタルは、 (1)水セメント比:30〜40%、 (2)軽量モルタル100容積部当りの細骨材容積部:
30〜40容積部、および、 (3)セメントとシリカフュームの合計重量当りのシリ
カフュームの割合:2.5〜7.5重量%、であること
が好ましい。前記軽量モルタルは、該軽量モルタル10
0容積部に対して、0.2〜0.4容積部の短繊維を含
有してなることが好ましい。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
説明する。本発明に係る軽量モルタルは、セラミックス
系細骨材、バインダー、シリカフュームおよび水道水を
主材料とする。セラミックス系細骨材としては、セラミ
ックス系焼成物からなる人工細骨材を使用する。当該人
工細骨材は内部に独立気泡を有すると共に、低吸水率の
ものが好ましい。バインダーとしては、JISに規格化
された普通ポルトランドセメントおよび早強ポルトラン
ドセメント(JIS R 5210)を使用することができる。シ
リカフュームは、シリコンやフェロシリコンを製造する
際に集塵機で回収されるシリカを主成分とした球状微粒
子である。シリカフュームの混入量は、セメントとシリ
カフュームの合計重量に対して2.5〜7.5重量%と
することが好ましい。混入量が2.5重量%未満では、
粘性が少なく、だれや跳ね返りが生じ易い。一方、7.
5重量%を越えると、後述するフロー値が低下すると共
に、経済的でない。
【0006】軽量モルタルの水セメント比は、30〜4
0%が好ましい。モルタルの圧縮強度を高めるためには
水セメント比をできるだけ小さくするのがよいが、30
%未満での圧縮強度の増進は認められない。一方、40
%を越えると、所要の圧縮強度が得られない。
【0007】細骨材の使用量は、軽量モルタル100容
積部当り、30〜40容積部とすることが好ましい。4
0容積部を越えると所定の圧縮強度が得られない。他
方、30容積部未満では、単位セメント量やシリカフュ
ーム、高性能AE減水剤の使用量が増加し、不経済とな
る。なお、本発明において、軽量モルタルの単位水量及
び単位セメント量は、上記した水セメント比と細骨材の
使用量により決定される。
【0008】本発明に係る軽量モルタルを吹付けモルタ
ルとして使用する場合には、フレッシュ時の性状を管理
することによって行い、JIS R 5201(セメントの物理試
験方法)に規定するフロー値が150〜175mmの範
囲内になるようにすることが必要である。フロー値が1
50mm未満では、ポンプ圧送中にモルタルがホース内
で閉塞する虞がある。一方、175mmを越えると、吹
付け作業時におけるだれ、跳ね返りが多くなり好ましく
ない。吹付けモルタルとして使用するのでなければ、上
記管理は特別必要ない。
【0009】本発明に係る軽量モルタルには、所望によ
り短繊維を混入することにより、凍結融解抵抗性および
耐久性を向上させたり、吹付け作業におけるだれ、跳ね
返りを防止することができる。混入に適した短繊維とし
ては、ビニロン繊維、炭素繊維、ポリエチレン繊維、ア
クリル繊維、ポリプロピレン繊維等を挙げることができ
る。短繊維の混入量は、軽量モルタル100容積部に対
して、0.2〜0.4容積部とすることが好ましい。
0.2容積部未満では、吹付け作業におけるだれ、跳ね
返り防止効果に乏しい。他方、0.4容積部を越えるも
のは、フレッシュ時にペーストと細骨材が分離し易く、
所要のワーカビリティを得るために増粘剤等の特殊混和
剤を使用しなければならず、不経済となる。ビニロン製
短繊維の場合の最適混入量は、0.3〜0.4容積部で
ある。
【0010】本発明の軽量モルタルは、通常の練り混ぜ
方法により製造され、例えば、セメント、シリカフュー
ム、細骨材および必要により添加される短繊維を、パン
型ミキサ等に混入し、空練り後、水および必要により高
性能AE減水剤を加えて練り混ぜる。
【0011】従来、軽量モルタルを製造する場合には、
骨材を十分吸水させ表乾状態で使用している。しかし、
本発明のように比重1.6以下の軽量モルタルを製造す
るときには、比重1.0以下の骨材を使用する必要があ
り、細骨材を吸水させかつ表乾状態にするのは非常に困
難である。しかし、上記混練り時に絶乾状態の細骨材を
使用すると、セメントとの水和反応に必要な水分を吸水
してしまう。混練り時から硬化するまでに吸水する水分
量は、細骨材が30分間に吸水する水分量に匹敵するの
で、混練り時、練り混ぜ水に30分吸水量を加えて練り
混ぜることにより、事前に細骨材の吸水処理を省略する
ことができる。また、この方法により、細骨材の吸水に
よる微細ひび割れも低減することが可能となる。
【0012】本発明の軽量モルタルにおいて空気量は、
凍結融解抵抗性の観点から、吹付けその他の施工前にお
いて該軽量モルタル100容積部に対して、3.5〜
6.5容積部とすることが好ましい。
【0013】
【実施例】以下、実施例により本発明の軽量モルタルを
詳述する。
【0014】1.軽量モルタルの製造 (1)使用材料 (a)セメント:早強ポルトランドセメント(太平洋セ
メント(株)製、JISR 5210適合品、比重3.15)、
以下「C」と略記することもある。 (b)シリカフューム:マイクロポズL−90(花王
(株)製、比重2.2)、以下「SF」と略記すること
もある。 (c)水:水道水、以下「W」と略記することもある。 (d)細骨材:3種類の「Nライト」(内外セラミック
(株)製、セラミックス系焼成物)N1 、N2 、N3
表1に示す割合で混合したものを使用した。
【0015】
【表1】
【0016】(e)高性能AE減水剤:「シーカメント
FF86」((株)シーカ製、メラミン系)、以下「S
P」と略記することもある。 (f)ビニロン短繊維:「RF-S602 ×6 」((株)クラ
レ製、収束糸タイプ、1200デニール/200本×6
mmカット、比重1.30)
【0017】(2)配合 軽量モルタルの配合を表2に示す。
【0018】
【表2】配合 W/C 細骨材 SF/(SF+C) 短繊維 No . (%) (l/m3) (wt%) (vol%) 1 25 350 5 0.4 2 30 350 5 0.4 3 35 350 5 0.4 4 40 350 5 0.4 5 45 350 5 0.4 6 35 275 5 0.4 7 35 300 5 0.4 8 35 400 5 0.4 9 35 425 5 0.4 10 35 350 0 0.4 11 35 350 2.5 0.4 12 35 350 7.5 0.4 13 35 350 5 0 14 35 350 5 0.2 15 35 350 5 0.5 16 35 350 5 0.4 17 35 350 5 0.4 18 35 350 5 0.4 19 35 350 5 0.4 20 35 350 5 0.4
【0019】(3)混練 容量50リットルの強制練りパン型ミキサを準備し、上
記セメント、シリカフューム、細骨材および必要により
添加されるビニロン製短繊維を混入して15秒間空練り
した。細骨材とビニロン製短繊維は絶乾状態で使用し、
30分吸水率分の水分を補正した。次に、水と高性能A
E減水剤を加えて30秒間練り混ぜた。なお、高性能A
E減水剤は水溶液なので、水分の一部として計量した。
パン型ミキサの縁等に付着したセメントや細骨材を掻き
出し、更に60秒間練り混ぜた後、モルタルをパン型ミ
キサから排出した。
【0020】2.試験方法・結果 (1)フレッシュ性状 JIS R 5201-1992 によって測定したフロー値を表3に示
す。なお、フロー値は高性能AE減水剤の添加量により
調整した。
【0021】(2)吹付け試験 上記フロー値の測定後、吹付け試験を実施した。同試験
では、汎用型のスネーク式モルタルポンプを用い、コン
プレッサーからの圧縮空気によりノズル先端から、表面
を洗い出したPC蓋(500×500×50mm)に軽
量モルタルを吹付けた。吹付け試験は、モルタル配合N
o. 3、9、10、13、16〜20について、前記P
C蓋を垂直および水平に設置して実施した。モルタルの
吹付け厚さを表3に示す。また、吹付け面の状況を目視
観察し、「だれ」が無ければ「○」、「だれ」が有れば
「×」と表記した。なお、表3において記号*は、ホー
ス内でモルタルが閉塞したことを示す。
【0022】(3)硬化性状 上記吹付け試験後、直ちにφ50mm×100mmの供
試体をJIS A 1132-1993 に準拠した方法で採取し、24
時間経過後脱型し水中養生を行った。材齢7日において
圧縮強度試験をJIS A 1108-1993 に準拠して行い、試験
結果を表3に示す。
【0023】
【表3】 モ ル タ ル 配合 フロー 空気量 温度 圧縮強度 吹付け 吹付け厚さ(cm) No. (mm) (%) (℃) (N/mm2) 状況 垂直面 水平面 1 180 6.1 20.0 61.5 2 163 5.2 21.5 61.2 3 167 4.8 22.0 57.1 ○ 11.0 6.5 4 162 5.6 21.0 51.0 5 173 6.3 22.0 39.0 6 180 5.5 23.0 58.4 7 172 5.1 20.5 55.2 8 155 5.3 21.0 51.3 9 148 5.6 22.0 39.6 ○ 12.0 7.0 10 175 5.9 22.5 52.4 × * * 11 170 4.8 22.0 55.6 12 150 6.0 22.5 58.1 13 172 5.1 22.0 60.8 × 7.5 3.5 14 168 5.7 22.5 57.3 15 分離 5.9 23.0 49.7 16 145 5.2 23.0 58.6 × * * 17 150 6.0 22.5 59.6 ○ 12.0 6.0 18 160 5.8 22.0 57.0 ○ 11.5 6.0 19 175 5.2 22.0 59.2 ○ 8.5 4.5 20 180 5.6 21.0 59.3 × 7.0 3.5
【0024】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、単位容積
質量が小さく圧縮強度の高い軽量モルタルを得ることが
できる。従って、当該軽量モルタルは、各種コンクリー
ト構造物の補修等に利用することができ、耐震性の向上
等に寄与することができるものである。請求項2記載の
発明によれば、吹付け施工厚さが、垂直面で50mm以
上、水平面で30mm以上の軽量モルタルを得ることが
できる。請求項3記載の発明によれば、施工性に優れた
軽量モルタルを得ることができる。請求項4記載の発明
によれば、前記発明の効果を享受した上で、耐久性を向
上させ、吹付け作業におけるだれ、跳ね返りのない軽量
モルタルを得ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 松田 敏 東京都新宿区津久戸町2番1号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 渡部 聡 東京都新宿区津久戸町2番1号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 岩井 孝幸 東京都新宿区津久戸町2番1号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 金森 誠治 東京都新宿区津久戸町2番1号 株式会社 熊谷組東京本社内 Fターム(参考) 4G012 PA02 PB04 PC12 4G019 LA02 LB01 LD01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックス系細骨材とシリカフューム
    を配合してなり、比重が1.6以下で、圧縮強度が50
    N/mm2 以上であることを特徴とする軽量モルタル。
  2. 【請求項2】 JIS R 5201(セメントの物理試験方法)
    に規定するフロー値が150〜175mmである請求項
    1記載の軽量モルタル。
  3. 【請求項3】 (1)水セメント比:30〜40%、 (2)軽量モルタル100容積部当りの細骨材の容積
    部:30〜40容積部、および、 (3)セメントとシリカフュームの合計重量当りのシリ
    カフュームの割合:2.5〜7.5重量%、である請求
    項1または請求項2記載の軽量モルタル。
  4. 【請求項4】 前記軽量モルタル100容積部に対し
    て、0.2〜0.4容積部の短繊維を含有してなる請求
    項1〜請求項3記載の軽量モルタル。
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