JP2001322857A

JP2001322857A - コンクリート打継ぎ用モルタル組成物

Info

Publication number: JP2001322857A
Application number: JP2000141173A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Hiraishi; 知仁平石
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2001-11-20

Abstract

(57)【要約】【課題】超高強度を有し、耐久性、水密性が確保でき
るようにしたコンクリート打継ぎ用モルタルを提供す
る。【解決手段】少なくとも、セメント、シリカ化合物を
含むポゾラン質微粉末、細骨材、水、及び減水剤を組成
とする配合物からなり、前記水質量の前記セメントとポ
ゾラン質微粉末との質量和（結合材）に対する比（水結
合材比）を２５〜６５質量％のコンクリート打継ぎ用モ
ルタル組成物として製造し、このモルタルを目粗しした
旧コンクリート面に薄層状に打設して薄層モルタルを形
成し、さらに新コンクリートを打継ぐようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート打継
ぎ用モルタル組成物に係り、特にコンクリート打設にお
いて形成された打継目において、超高強度を有し、耐久
性および水密性が確保できるようした打継モルタル組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート構造物における打継目は、
構造物の強度、耐久性、水密性および外観に大きな影響
を及ぼす。特に地震時には構造物の弱点となる場合が多
いので、その施工には注意しなければならない。一般
に、コンクリートの打継目の処理では旧コンクリートの
表面のレイタンス、品質の悪いコンクリート、ゆるんだ
骨材粒子などは完全に取り除き粗面にして充分に吸水さ
せ、セメントペーストや敷モルタルを薄層に打設した
り、湿潤面用エポキシ樹脂を塗布し、直ちに新しいコン
クリートを打設することで、新旧コンクリートが充分密
着するように締め固めるといった処理が行われている。

【０００３】以上のうち、敷モルタルを用いた打継処理
に関して説明すると、使用されるモルタルに関し、土木
学会標準示方書によれば、その水セメント比は新旧コン
クリートの水セメント比以下とだけ記載されており、一
般にはセメントの種類、細骨材の種類、寸法等も新旧コ
ンクリートと同等のものが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンクリー
ト構造物の打継目は、構造物の施工時及び完成後の構造
において、強度および耐久性に関して弱点とならない位
置に設けることが重要である。具体的には、打継目を設
ける場合は、せん断力の小さい位置に、打継面を部材の
圧縮力の作用する方向と直角になるように設け、打継面
のせん断抵抗力ができるだけ大きくなるようにすること
が必要である。せん断力の大きい位置に打継目を設けな
ければならない場合には、せん断抵抗性を高めるために
ホゾまたは溝を設けたり、せん断補強筋を配筋する等の
対策を行う必要がある。

【０００５】このように従来のコンクリート構造物にお
いては、打継目は強度、耐久性の面で弱点となりやす
く、設計面、施工面において、その設置位置および処理
方法について細心の注意が必要であった。そこで、本発
明は上述した従来の問題点を解消し、打継目において、
高強度とせん断抵抗力を有することできるコンクリート
打継ぎ用モルタル組成物を提供することになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、少なくとも、セメント、シリカ化合物を
含むポゾラン質微粉末、細骨材、水、及び減水剤を組成
とする配合物からなり、前記水質量の前記セメントとポ
ゾラン質微粉末との質量和（結合材）に対する比（水結
合材比）を２５〜６５質量％とし、目粗しした旧コンク
リート面に薄層状に打設され、該薄層モルタル上に新コ
ンクリートが打継がれるようにしたことを特徴とする。

【０００７】前記配合物に、平均粒径３〜２０μmの無
機粉末を含むことが好ましい。

【０００８】前記配合物に、長さ５mm以下の繊維状粒子
又は薄片状粒子を含むようにすることが好ましい。

【０００９】前記配合物に、金属繊維および／または有
機質繊維を含むようにすることが好ましい。

【００１０】前記金属繊維は、径０．０１〜１．０mm、
長さ３０mm以下の鋼繊維とすることが好ましい。

【００１１】前記有機質繊維は、径０．００５〜１．０
mm、長さ３０mm以下のビニロン繊維、ポリプロピレン繊
維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維あるいは炭素繊維
の中から選ばれる一種以上の繊維とすることが好まし
い。

【００１２】前記配合物は、ポゾラン質微粉末質量のセ
メント質量に対する比が５〜５０質量％とすることが好
ましい。

【００１３】前記ポゾラン質微粉末は、シリカ化合物、
特にシリカフュームとすることが好ましい。

【００１４】前記ポゾラン質微粉末は、シリカ化合物特
にシリカフュームとフライアッシュとを所定配合で含む
ようにすることが好ましい。

【００１５】前記配合物に、発泡剤を含むようにするこ
とが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のコンクリート打継
ぎ用モルタル組成物の構成に説明する。本発明のコンク
リート打継ぎ用モルタル組成物（以下、単に打継モルタ
ルと記す。）において、本実施の形態では普通ポルトラ
ンドセメントが用いられている。しかし、そのセメント
の種類は限定されず、たとえば早強ポルトランドセメン
ト、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセ
メント等の各種ポルトランドセメントや高炉セメント、
フライアッシュセメント等の混合セメントを使用するこ
とができる。

【００１７】セメント混和材としてのポゾラン質微粉末
には、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシ
ュ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
これらのうち、シリカフューム、シリカダストおよびフ
ライアッシュは、その平均粒径が１．０μm以下であ
り、粉砕等をする必要がない。このため、本発明のポゾ
ラン質微粉末として好適である。

【００１８】その添加量に関し、ポゾラン質微粉末の添
加量が多くなると単位水量または混和剤添加量が増大す
るので、ポゾラン質微粉末の添加量はセメント１００質
量部に対して５〜５０質量部が好ましい。

【００１９】ポゾラン質微粉末を配合することにより、
セメント分散効果により打継モルタルのハンドリング性
能が向上し、そのマイクロフィラー効果によって硬化時
においモルタル組織が緻密化し、圧縮強度が向上する。
一方、ポゾラン質微粉末の添加量が多くなると単位水量
または混和剤添加量が増大するので、ポゾラン質微粉末
の添加量はセメント１００質量部に対して５〜５０質量
部が好ましい。また、原則としてポゾラン質微粉末とし
ては、シリカ化合物、特にシリカフュームを使用してい
るが、ポゾラン質微粉末としてポゾラン反応及び減水作
用を果たすフライアッシュを、シリカフュームの配合の
一部と置換して使用することもできる。そのときのシリ
カフュームとフライアッシュとの所定の配合割合として
は、シリカフューム質量に対してフライアッシュを０〜
９０質量％の範囲で配合することができる。

【００２０】また、高炉スラグ微粉末を配合することも
好ましい。適正微粉量の高炉スラグ微粉末を配合するこ
とにより、流動性を確保するとともに、薄層に施工する
ために適正な粘度を有する打継モルタルを得ることがで
きる。また、モルタル自体の高強度化が図れる。この場
合、ポゾラン質微粉末の配合と置換して使用する。その
場合、高炉スラグ微粉末の割合は、シリカフュームの配
合の一部と置換して使用する場合、ポゾラン質微粉末１
００質量部に対して９０質量部以下程度とすることが好
ましい。

【００２１】本実施の形態においては、粒径５mm以下の
細骨材が用いられる。ここで、細骨材の粒径とは、８５
％（重量）累積粒径である（５mmより大きい粒子が含ま
れていても良い）。特に、粗骨材の実積率が小さい場合
や最小寸法が大きい場合等、空隙が大きい場合、粒径５
mm以下の細骨材を用いることができる。

【００２２】細骨材としては、川砂、陸砂、山砂、海
砂、砕砂、珪砂及びこれらの混合物を使用することがで
きる。細骨材の配合量は、モルタルの流動性，分離抵抗
性および強度等から求めるが、細骨材の最大粒径が５mm
の場合は結合材（セメント＋ポゾラン質微粉末）１００
質量部に対して３０〜１００質量部が目安である。

【００２３】本明細書では、「減水剤」の用語を、ＪＩ
ＳＡ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に規定
された混和剤のうち、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水
剤、高性能ＡＥ減水剤を総称するものとして使用してい
る。具体的には、減水剤またはＡＥ減水剤としてはリグ
ニンスルホン酸系、オキシカルボン酸系、ポリオール誘
導体を使用することができる。また、高性能減水剤また
は高性能ＡＥ減水剤としては、ポリカルボン酸系，ナフ
タリン系，アミノスルホン酸系，メラミン系のものを使
用することができる。各減水剤の添加量（結合材に対し
て外割）は、結合材の比表面積，細骨材の粒径によって
異なるが、モルタルの流動性，分離抵抗性およびコスト
等を勘案して、結合材に対して、０．５〜４．０質量％
が好ましい。

【００２４】本発明において、水結合材比は、モルタル
の流動性，分離抵抗性，所要の強度および耐久性から、
２５質量％以上で６５質量％以下の範囲で最適な水結合
材比を選択する。

【００２５】本発明においては、新旧コンクリートの打
継目の靱性および耐久性向上の観点から、モルタル配合
物に金属繊維および／または有機質繊維を含ませること
も好ましい。

【００２６】金属繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊
維、アルミナ繊維、チタン合金繊維、アモルファス金属
繊維等が挙げられるが、これらのうち、鋼繊維はコスト
や入手のし易さの点から好ましい。また、鋼繊維は、必
要に応じて非鉄金属によるメッキ加工のされたものを使
用することもできる。有機質繊維としては、ビニロン繊
維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド
繊維、炭素繊維等が挙げられる。

【００２７】金属繊維および有機質繊維の径は０．０１
〜１．０mmのものが好ましい。径が０．０１mm未満では
繊維自身の引張強度が不足する。径が１．０mmを超える
と、同一配合量での本数が少なくなり、モルタルの性能
向上にあまり寄与しない。金属繊維および有機質繊維の
長さは作業性の観点から３０mm以下が好ましい。３０mm
を超えると、混練の際ファイバーボールが生じやすくな
る。

【００２８】金属繊維の配合量はモルタル容積の４％未
満が好ましく、より好ましくは３．５％未満である。金
属繊維の含有量は、流動性と硬化体の曲げ強度の観点か
ら定められる。有機質繊維の含有量は、モルタル容積の
１０％未満が好ましく、７％未満がより好ましい。

【００２９】金属繊維および有機質繊維の含有量は、打
継モルタルの流動性，打継目の耐久性および靱性の観点
から定められる。一般に、金属繊維および有機質繊維の
含有量が多くなるとモルタル部分、すなわち新旧コンク
リートの打継目の性能が向上するが、一方、流動性を確
保するために単位水量および混和剤量も増大するので、
金属繊維および有機質繊維の含有量は前記の量が好まし
い。なお、本実施の形態においては、モルタルに対して
繊維の占める質量比を調整するために、金属繊維と有機
質繊維を一定の混合比で混ぜて使用することも可能であ
る。

【００３０】本発明においては、硬化体（モルタル）の
充填密度を高める観点から、平均粒径３〜２０μm、よ
り好ましくは平均粒径４〜１０μmの無機粉末を含ませ
ることが好ましい。無機粉末としては、石英粉末、石灰
石粉末、Ａｌ₂Ｏ₃等の酸化物粉末、ＳｉＣ等の炭化物粉
末、窒化物粉末等を挙げることができる。これらの中で
も石英粉末は、コスト、硬化体の品質安定性の点から最
も好ましい。石英粉末としては、石英や非晶質石英、オ
パール質やクリストバライト質のシリカ含有粉末等が挙
げられる。無機粉末の配合量は、使用するモルタルの流
動性，硬化体の強度等から、セメント１００質量部に対
して５０質量部以下が好ましく、さらには５〜３０質量
部がより好ましい。

【００３１】本発明においては、本発明の打継モルタル
で打継処理したコンクリート構造物全体の靱性および耐
久性向上の観点から、モルタルに全長５mm以下の繊維状
粒子または薄片状粒子を含ませることが好ましい。ここ
で、全長５mm以下とは、細長の繊維状の場合は文字通り
の長さをさすが、粒子の形状によってはその最大長の部
位の寸法をさすものとする。繊維状粒子としては、ウォ
ラストナイト、ボーキサイト、ムライト、炭化ケイ素、
セルロース系等が好適である。また薄片状粒子として
は、マイカフレーク、タルクフレーク、バーキュライト
フレーク、アルミナフレーク等がある。

【００３２】繊維状粒子又は薄片状粒子の配合量は、モ
ルタルの流動性、打継処理されたコンクリート構造物の
強度や靱性等から、結合材１００質量部に対して２５質
量部以下が好ましく、５〜１５質量部がより好ましい。
なお、繊維状粒子に使用においては、硬化体の靱性また
はひび割れ抑制を向上させる目的の場合には、長さ／直
径の比で表される針状度が３以上のものを用いるのが好
ましい。

【００３３】本発明におけるモルタル配合には、発泡剤
としてＪＩＳＫ５９０６「塗料用アルミニウム粉」
第２種（細粉）の規定に準ずるアルミニウム粉末または
ＪＩＳＡ６２０２「コンクリート用膨張材」を含む場
合がある。逆打ちコンクリートの施工の際には、新コン
クリートを打継面より、若干下側で打ち止め、新旧コン
クリートの隙間をアルミニウム粉末もしくは膨張材入り
のモルタルで充填するといった処理方法がある。これ
は、コンクリートのブリーディングや沈下を考慮して、
打継目の一体性を確保することを目的としているためで
ある。

【００３４】打継モルタルの要求性能は、構造物の種類
および所要性能等によって異なるが、本発明におけるモ
ルタルの性能は、概ね以下の試験を行い、配合の確認を
行うことが好ましい。・流動性：フロー値（ＪＩＳＲ５２０１）・圧縮強度（ＪＩＳＲ５２０１）

【００３５】本発明においては、モルタルの混練方法は
特に限定するものではない。また、混練に用いる装置も
特に限定するものではなく、ホバートミキサ，オムニミ
キサの他、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、傾胴ミキサ
等の慣用のコンクリートミキサを使用することができ
る。

【００３６】上記混練し、所要の性能を有しているモル
タルが、本発明のコンクリート打継ぎ用モルタルとな
る。なお、モルタルの打設方法は特に限定するものでは
なく、通常のコンクリート打継目の処理方法で行うこと
ができる。

【００３７】

【実施例】以下、実施例を通じて本発明の構成および効
果について説明する。［使用材料］各実施例および比較例における使用材料は
以下のとおりである。１）セメント；普通ポルトランドセメント（Ｊ
ＩＳＲ５２１０）２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径０．
７μm）フライアッシュ（平均粒径２０μm）３）骨材；山砂（千葉県君津産：粒径
５．０mm以下）４）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減
水剤５）水；水道水６）石英粉；（平均粒径７μm）７）繊維状粒子；ウォラストナイト（平均長さ
０．３mm、長さ／直径の比２）

【００３８】［試験］以下の試験により、本発明の打
継モルタルの性状、性能を確認する。 ○フレッシュモルタル品質試験 (1)フロー試験（ＪＩＳＲ５２０１） ○打継コンクリート試験体曲げ強度試験（ＪＩＳＡ
１１０６）（試験方法） (1)試験体：試験体用型枠（０．１５m×０．１５m×
０．５３m） (2)水平打継ぎ試験体、鉛直打継ぎ試験体（図１各図参
照） (3)打継処理：旧コンクリート（材齢１日）の打継面ワ
イヤブラシで目粗し後材齢１４日まで気中養生。打継モ
ルタルを厚さ５mmで打継面に塗布。塗布後、新コンクリ
ートを続けて打設し、締め固めを行う。 (4)３等分点載荷装置による曲げ試験（新コンクリート
材齢２８日） ○打継モルタル圧縮試験 (1)モルタル圧縮試験（ＪＳＣＥＧ５０５）［配合］打継コンクリート強度試験に用いたモルタル
の配合比表を表−１に示す。

【００３９】［表１］

【００４０】表−１において、比較例として示した配合
Ａ−１は従来の構造用コンクリートの打継処理に使用さ
れる打継モルタルの一般的な配合である。配合Ｂ−１，
Ｂ−２は構造用コンクリートの打継処理を想定して設定
された超高強度打継モルタルの代表的配合である。ポゾ
ラン質微粉末としてのシリカフュームとフライアッシュ
とを所定の混合比で用い、そのフレッシュ時および硬化
時の性能についての検討を行えるような配合としてい
る。

【００４１】配合Ｂ−３，４は、マスコンクリートにお
いて、本発明の打継モルタルを想定した打継処理のため
の超高強度打継モルタルの代表的配合である。

【００４２】［結果］上述した本発明の超高強度打継
モルタル配合例（Ｂ−１〜Ｂ−４）において、表−２に
示したように、以下の共通した効果を確認できた。

【００４３】［表２］

【００４４】(1)本発明の超高強度打継モルタルの配合
例（Ｂ）は、フロー値は小さくなる傾向にある。 (2)表２の打継ぎコンクリート試験体の曲げ強度の結果
において、一体コンクリート打設した試験体に対して、
比較例の配合Ａ−１では、鉛直打継ぎで７０％程度、水
平打継ぎ８０％程度まで低下するが、本発明の配合例Ｂ
−１，Ｂ−２ではいずれも９５〜１００％程度であり、
打継ぎ処理の影響が曲げ強度性状に及ぼす影響は認めら
れなかった。 (3)マスコンクリートの配合例において、一体打設した
試験体に対して、配合例Ｂ−１，Ｂ−２ではいずれも９
０〜１００％程度であり、構造用コンクリートの配合と
ほぼ同等の結果が得られた。 (4)各配合において、図２（ｂ）に示したように、初期
曲げひび割れ発生位置は打継モルタル部分及び打継面以
外に多く発生しており、打継目でのコンクリート及びモ
ルタル強度低下が全くないことが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】水平打継コンクリート、鉛直打継コンクリート
試験体の打設状態説明図。

【図２】曲げ試験載荷状態及び試験体初期曲げひび割れ
状態の模式説明図。

【符号の説明】

１第１層コンクリート（旧コンクリート）２打継モルタル３第２層コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 16:06 Ｃ０４Ｂ 16:06 Ｅ 22:06 22:06 Ａ 18:08 18:08 Ｚ 18:14 18:14 Ｚ 14:38） 14:38）Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、セメント、シリカ化合物を含
むポゾラン質微粉末、細骨材、水、及び減水剤を組成と
する配合物からなり、前記水質量の前記セメントとポゾ
ラン質微粉末との質量和（結合材）に対する比（水結合
材比）を２５〜６５質量％とし、目粗しした旧コンクリ
ート面に薄層状に打設され、該薄層モルタル上に新コン
クリートが打継がれるようにしたことを特徴とするコン
クリート打継ぎ用モルタル組成物。
【請求項２】前記配合物に、平均粒径３〜２０μmの無
機粉末を含む請求項１に記載のコンクリート打継ぎ用モ
ルタル組成物。
【請求項３】前記配合物に、長さ５mm以下の繊維状粒子
又は薄片状粒子を含む請求項１または請求項２に記載の
コンクリート打継ぎ用モルタル組成物。
【請求項４】前記配合物に、金属繊維および／または有
機質繊維を含む請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
記載のコンクリート打継ぎ用モルタル組成物。
【請求項５】前記金属繊維が、径０．０１〜１．０mm、
長さ３０mm以下の鋼繊維である請求項４記載のコンクリ
ート打継ぎ用モルタル組成物。
【請求項６】前記有機質繊維が、径０．００５〜１．０
mm、長さ３０mm以下のビニロン繊維、ポリプロピレン繊
維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維あるいは炭素繊維
の中から選ばれる一種以上の繊維である請求項４記載の
コンクリート打継ぎ用モルタル組成物。
【請求項７】前記配合物は、ポゾラン質微粉末質量のセ
メント質量に対する比が５〜５０質量％であることを特
徴とする請求項１記載のコンクリート打継ぎ用モルタル
組成物。
【請求項８】前記ポゾラン質微粉末は、シリカ化合物、
特にシリカフュームである請求項１または請求項７に記
載のコンクリート打継ぎ用モルタル組成物。
【請求項９】前記ポゾラン質微粉末は、シリカ化合物特
にシリカフュームとフライアッシュとを所定配合で含む
ことを特徴とする請求項１または請求項７に記載のコン
クリート打継ぎ用モルタル組成物。
【請求項１０】前記配合物に、発泡剤を含む請求項１に
記載のコンクリート打継ぎ用モルタル組成物。