JP2001192251A

JP2001192251A - コンクリート隙間部へのグラウト材およびその製造方法

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Publication number: JP2001192251A
Application number: JP2000001106A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Koyanagi; 光生小柳
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2000-01-06
Filing date: 2000-01-06
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】幅０．１ｃｍ〜５．０ｃｍ程度の隙間部に対
し施工性が良くかつ安価な材料で製作することができる
コンクリート隙間部へのグラウト材の提供。【解決手段】コンクリート隙間部へのグラウト材は、
砂と、水と、セメントと、減水剤とを混合し練り混ぜて
製作される。このグラウト材の砂セメント比（Ｓ／Ｃ）
を５〜３０％に設定する。この設定により、ペースト状
の高流動性な良質のグラウト材が得られる。このグラウ
ト材を幅０．１ｃｍ〜５．０ｃｍ程度の隙間部へ充填す
れば、その隙間部を良好に埋めることができる。特に、
砂としては最大粒径０．３ｍｍ以下の珪砂を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートに生
じた隙間部に充填されるグラウト材に関し、特に幅０．
１ｃｍ〜５．０ｃｍ程度のきわめて狭い隙間部に好適に
適用することができるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば構造物の上部から下方に向かって
コンクリートを打設して行く逆打ち工法において、先行
打設された上部コンクリートとこれの下方に打ち継がれ
る下部コンクリートとの間には、下部コンクリートの沈
下や収縮などによって、上下のコンクリート間に隙間部
が生じる。このような打継ぎ部における隙間部には、コ
ンクリートやモルタル等からなるグラウト材が充填さ
れ、これらの上下のコンクリートの一体化が図られる。
この他、このグラウト材は、地震等によりコンクリート
構造物に生じた亀裂部等の補修用注入剤として使用でき
る。

【０００３】このようなコンクリートに生じた隙間部に
充填されるグラウト材として要求される性能は、充填に
必要な高流動性や無収縮性、それに所要の強度と、作業
性、経済性などである。従来、このグラウト材として
は、例えば市販の無収縮モルタル等の各種の無収縮グラ
ウト材が使用されていた。

【０００４】この無収縮グラウト材は、本来、機械基礎
下部の充填や橋脚支承部の充填を目的として開発された
もので、砂結合材比が１程度に調整されたプレミックス
製品が一般であり、現場においてこれに所定量の水を混
入して練り混ぜることにより、所望の高流動性と無収縮
性とを備えたグラウト材を得るようになっている。

【０００５】しかしながら、この市販のグラウト材は、
過剰な流動性を補うために、強度増進剤として非常に高
価な混和材料を配合しているため、製造コストが嵩み、
非常に高価なものであるという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
高価な混和材を使用することなく、高い流動性や無収縮
性を確保することができるグラウト材を提案した（特開
平１１−３１４９５８号公報）。この出願は、高性能Ａ
Ｅ減水剤だけで十分に優れた高流動性が得られることに
本発明者が着目してなしたもので、ここで開示されたグ
ラウト材は、水セメント比（Ｗ／Ｃ）３５％以下で水お
よびセメントが配合されるとともに、セメントに対する
重量比で１．１〜１．６％の高性能ＡＥ減水剤と膨張剤
とが配合されて製作される。水セメント比（Ｗ／Ｃ）が
３５％以下と低く設定されることで、グラウト材本来の
相当の強度を保持するとともに、流動性の低下を高性能
ＡＥ減水剤の添加によって適度に補い、かつガス発生性
膨張剤の添加により膨張率を少なくとも０．５％以上確
保し、これによって空隙部への充填性が高まるようにし
たのである。従来のように特殊な強度増進混和材等を使
用せず、安価な材料で作製することができるから、製造
コストを削減することができる。

【０００７】しかしながら、このグラウト材は、幅１０
ｃｍ〜２０ｃｍ程度の隙間部への充填には適しているも
のの、これよりも狭い幅０．１ｃｍ〜５．０ｃｍ程度の
隙間部への充填には不向きであった。つまり、ここで提
案されたグラウト材は、従来の市販のグラウト材が抱え
ていた他の問題、即ち、あまりにも流動性が良すぎるこ
とによる幅１０ｃｍ〜２０ｃｍ程度の隙間部への施工性
の悪化等の問題を解決すべく、流動性があまり良くなり
過ぎないように調整されていた。このため、幅０．１ｃ
ｍ〜５．０ｃｍ程度の隙間部への充填としては、流動性
が不足し、施工性があまり良くなかった。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、安価な材料を用いて作製するこ
とができるとともに、幅０．１ｃｍ〜５．０ｃｍ程度の
隙間部に良好に充填して施工することができるコンクリ
ート隙間部へのグラウト材を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明にかかるコンクリート隙間部へのグラウ
ト材にあっては、コンクリート隙間部に充填されるグラ
ウト材であって、砂セメント比（Ｓ／Ｃ）を５〜３０％
（０．０５〜０．３０）に設定した砂およびセメント
と、水と、減水剤とを混合し練り混ぜて製作されること
を特徴とする。

【００１０】このグラウト材によれば、砂セメント比
（Ｓ／Ｃ）が５〜３０％に設定されたことで、非常に流
動性の高い良質なグラウト材が得られる。つまり、従来
の砂セメント比は一般に１．０以上と、砂に対するセメ
ントの割合が少なく、このため十分な流動性が得られな
かったものと考えられる。本発明の構成では、砂に対す
るセメントの割合が増大したことで、大幅に流動性が改
善され、このため、従来の市販のグラウト材のように過
剰な流動性を補うべく非常に高価な混和材を混合しなく
て済み、今までの非常に安価な既存材料だけを使うだけ
で十分に対応することができるのである。この結果、幅
０．１ｃｍ〜５ｃｍ程度の隙間にも良好に充填し施工す
ることができる。特に、砂として最大粒径０．３ｍｍ以
下の珪砂を用いれば、さらに一層良質なグラウト材を製
作することができる。

【００１１】また、本発明にかかるコンクリート隙間部
へのグラウト材の製造方法にあっては、コンクリート隙
間部に充填されるグラウト材を水、セメント、砂および
減水剤から製造する方法であって、まず、セメントと水
とを混練してペースト状の混練物を作成する第１混練工
程と、この工程で作成した混練物に対し砂セメント比
（Ｓ／Ｃ）５〜３０％で砂を混入して混練する第２混練
工程とからなることを特徴とする。

【００１２】この方法によれば、まず、セメントと水と
を混練してペースト状の混練物を作成してから砂を混入
して混練することで、砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が５〜３
０％であっても、流動性に優れた品質のよいグラウト材
を容易に製造することができる。特に、前記第１混練工
程ではまず低速で混練してから、一旦静置し、その後高
速で混練し、前記第２混練工程では高速で混練すること
で、目的とする性能を有するグラウト材を効率よく製造
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明にかかるコンクリート隙間
部へのグラウト材は、逆打ち工法で構築された構造物の
打継ぎ部に生じた隙間部や地震等により構造物に生じた
亀裂部等に充填ないし注入されてこれらの補修等に使用
されるものであり、特に幅０．１ｃｍ〜５ｃｍほどの隙
間部に良好に施工し得るものである。以下にこのグラウ
ト材の実施の形態について詳しく説明する。

【００１４】このグラウト材は、砂と、水と、セメント
と、高性能ＡＥ減水剤とを混合し練り混ぜて作製され
る。その砂セメント比は５〜３０％（０．０５〜０．３
０）である。

【００１５】ここで使用する砂としては、粒度分布や表
面水などの面でなるべく良質で品質安定性に優れる砂、
特に珪砂を使用するのが好ましい。特に砂の粒径につい
てはなるべく小さいものが好ましい。特に最大粒径０．
３ｍｍ以下の珪砂を使用するのが好ましい。

【００１６】また、使用するセメントとしては、普通ポ
ルトランドセメントや早強ポルトランドセメント等の市
販のセメントを使用することができる。この中でも、特
に早強セメントを使用するのが好ましい。

【００１７】また、使用する減水剤としては、各種ある
が、空気連行性をもち、ＡＥ剤と減水剤の両方の効果を
兼ね備えた混和剤である高性能ＡＥ減水剤が好ましい。
高性能ＡＥ減水剤は、ＡＥ減水剤よりも高い減水性能及
び良好なスランプ保持特性を有する混和剤で（ＪＩＳ
Ａ０２０３参照）、例えばポリカルボン酸系のものを
主成分とする高性能ＡＥ減水剤がある。高性能ＡＥ減水
剤のセメントに対する配合量は重量比１．１〜１．５％
で配合するのが好ましい。ここで上限値を１．５％とし
たのは、ブリージング防止と分離抵抗性確保のためであ
る。また、下限値を１．１％としたのは、良好な充填性
を確保するために所要の流動性を持たせるためである。

【００１８】さらに、本発明のグラウト材には膨張剤が
添加されてもよい。使用する膨張剤としては発泡タイプ
の膨張剤が好ましい。この発泡タイプの膨張剤は、セメ
ント水和物が溶解しているアルカリ性の水と反応してガ
スを発生し、このガスによってコンクリートを膨張させ
るもので、例えばアルミニウムやマグネシウム、亜鉛な
どを粉末状態にしたものが使用される。より、具体的に
は、早期の膨張反応による膨張率損失を制御し得る、反
応遅延タイプの特殊アルミ粉末である商品セルメック
（サンフロー株式会社製）を使用することができる。こ
のような膨張剤を本発明で配合するとすれば、グラウト
材１．０ｍ^３に対して例えば２０〜５０ｇの範囲で配合
するのが好ましい。ここで上限値を５０ｇとしたのは、
膨張率を３．０％以下にするためである。また、下限値
を２０ｇとしたのは、膨張率をゼロ（無収縮）以上にす
るためである。この範囲の中でも特に２０ｇ／ｍ^３ぐら
いに設定するのが好ましい。

【００１９】このような材料を使って本発明にかかるグ
ラウト材を製造する方法としては次のような方法があ
る。まず、セメントと水とを所定の割合で混合し所定時
間練り混ぜてペースト状の混練物を作成する（第１混練
工程）。次に、ここで作成したペースト状の混練物に対
し砂セメント比（Ｓ／Ｃ）５〜３０％で砂を混ぜて所定
時間練り混ぜる（第２混練工程）。これにより最終的に
製作されたペースト状の混練物をグラウト材として使用
する。

【００２０】特に、水とセメントとの混練については、
まず低速で混練して水とセメントを徐々になじませる。
その後、一旦静置して十分なエージングを行ってなじま
せてから、一気に高速で短時間のうちに混練して均等に
分散させる。その後、砂を混入して混練するときには、
既に十分に馴染んだセメントベースのペースト状の混練
物が生成されているとともに、混入する砂の量もセメン
トに比べ少ないから、一気に高速で混練し、十分均等に
分散させる。これによって、目的とする性能を有するグ
ラウト材を効率よく製造することができる。

【００２１】膨張剤を添加して製作した場合、その膨張
効果については、硬化後に０〜３．０％の膨張率を得る
のが好ましい。ここで上限値を３．０％としたのは、こ
れよりも膨張率が高くなると急激に強度低下が生じるか
らである。膨張率が３．０％以下であれば、圧縮強度を
５０Ｎ／ｍｍ^２以上確保することができる。

【００２２】また、本発明にかかるグラウト材にあって
は、硬化後少なくとも５０Ｎ／ｍｍ ^２の圧縮強度を備え
るのが好ましい。圧縮強度が５０Ｎ／ｍｍ^２よりも小さ
いと構造耐力上一体性を損なうおそれがあるからであ
る。

【００２３】さらに、より好ましくは、前記水セメント
比を２５％〜３０％とする。水セメント比をかかる範囲
に設定することにより、硬化後に５０Ｎ／ｍｍ^２以上の
圧縮強度を容易かつ確実に確保することができるように
なるからである。

【００２４】なお、本発明にかかるグラウト材にあって
は、特殊な強度増進混和材等を使用せず、安価な材料で
作製することを目的としているが、これらの混和材その
他の混和材等が全く混合されないというわけではなく、
グラウト材の性能に悪影響を及ぼさなければ、その可能
な範囲内で混合されていてもかまわない。

【００２５】＝＝＝グラウト材の性能試験＝＝＝本発明にかかるグラウト材の性能を調べる試験を行っ
た。この試験では、本発明にかかるグラウト材として３
つのサンプルＡ〜Ｃを作製した。各サンプルＡ〜Ｃの配
合比は次の表１の通りである。水セメント比（Ｗ／Ｃ）
は約２８％で、高性能ＡＥ減水剤（３００ＵＢ）は対セ
メント比約１．３０％の割合で配合するとともに、砂と
しては珪砂７号を対セメント比約１０．０％で配合し
た。この他、サンプルＢ，Ｃには膨張剤として特殊アル
ミ粉末（セルメック）をそれぞれ異なる割合で添加し
た。サンプルＢへの膨張剤添加量は１．０ｍ^３当たり
０．０１ｋｇで、サンプルＣへの膨張剤添加量は１．０
ｍ^３当たり０．０２ｋｇである。

【００２６】

【表１】

【００２７】このような配合の本発明にかかるグラウト
材を次のような方法で作製した。まず、水とセメントと
を所定の水セメント比でミキサに投入する。次に、ミキ
サを駆動し、低速回転で約６０秒間混練し、ペースト状
の混練物を作成する。混練後、ミキサを一旦停止し、ミ
キサ内の壁面の付着物を取り除く。再びミキサを駆動
し、高速回転で約９０秒間、混練物を再度混練する。そ
れから、ミキサを停止し、作成された混練物に砂として
珪砂を砂セメント比約０．１の割合で混入して、さらに
高速回転で３０秒〜９０秒間混練した。その結果作製さ
れたサンプルＡ〜Ｃについてそれぞれペースト温度を測
るとともに、各サンプルの性状を調べるフロー試験およ
びＪロート（14mm）試験を行った。各サンプルのペース
ト温度、フロー値およびＪロート流下時間をそれぞれ前
記表１に併せてまとめた。このときの試験の試験室の温
度についても併せて並記した。

【００２８】この結果、どのサンプルもグラウト材とし
ては、十分に高い流動性と柔軟な性状を得ることができ
た。幅０．１ｃｍ〜５．０ｃｍのきわめて狭い幅の隙間
部にも十分良好に充填を行うことができる。

【００２９】次に前記試験で作製したサンプルＡ〜Ｃに
ついて硬化後の圧縮強度について調べる試験を行った。
この試験では、各サンプルＡ〜Ｃについてそれぞれ３つ
ずつ合計９個の試験体を製作した。各試験体のサイズは
次の表２に示す通りである。材齢１４日のときの各試験
体の最大荷重（ｋＮ）と圧縮強度（Ｎ／mm^２）とを表２
にまとめた。

【００３０】

【表２】

【００３１】この結果から、膨張剤を添加すると、添加
量に応じて耐荷重および圧縮強度の低下が見られるもの
の、グラウト材としては十分な強度が確保されることが
確認できた。幅０．１ｃｍ〜５．０ｃｍの狭い幅の隙間
部に充填されて十分な強度を発現することが認められ
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明にかかるコンクリート隙間部への
グラウト材によれば、砂セメント比を従来の１．０以上
に比べて小さい５〜３０％に設定することで、幅０．１
ｃｍ〜５ｃｍ程度の隙間部へも良好に適用し得る流動性
に優れた高性能なグラウト材を得ることができる。これ
により、従来のように非常に高価な混和材料を使用しな
くても、きわめて安価な材料によりグラウト材を製作す
ることができ、製造コストを削減することができる。特
に、砂として最大粒径０．３ｍｍ以下の珪砂を用いれ
ば、きわめて良質なグラウト材を得ることができる。

【００３３】また、本発明にかかるコンクリート隙間部
へのグラウト材の製造方法によれば、まず、セメントと
水とを練り混ぜてペースト状の混練物を作成してから、
この混練物に対して後から砂を混入して混練すること
で、砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が０．０５〜０．３と、従
来の１．０以上に比べてきわめて小さく、流動性に優れ
た品質のよいグラウト材を容易に製造することができ
る。特に、水とセメントを混練するときには、まず低速
で混練した後、一旦静置し、それから高速で混練し、砂
を混入して混練するときには高速で混練することで、目
的とする性能を有するグラウト材を効率よく製造するこ
とができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリート隙間部に充填されるグラウ
ト材であって、砂セメント比（Ｓ／Ｃ）を５〜３０％に
設定した砂およびセメントと、水と、減水剤とを混合し
練り混ぜて製作されることを特徴とするコンクリート隙
間部へのグラウト材。
【請求項２】前記砂として最大粒径０．３ｍｍ以下の
珪砂を使用したことを特徴とする請求項１に記載のコン
クリート隙間部へのグラウト材。
【請求項３】コンクリート隙間部に充填されるグラウ
ト材を水、セメント、砂および減水剤から製造する方法
であって、まず、セメントと水とを混練してペースト状
の混練物を作成する第１混練工程と、この工程で作成し
た混練物に対し砂セメント比（Ｓ／Ｃ）５〜３０％で砂
を混入して混練する第２混練工程とからなることを特徴
とするコンクリート隙間部へのグラウト材の製造方法。
【請求項４】前記第１混練工程ではまず低速で混練し
てから一旦静置し、その後高速で混練し、前記第２混練
工程では高速で混練することを特徴とする請求項３に記
載のコンクリート隙間部へのグラウト材の製造方法。