JP2002308660A

JP2002308660A - グラウト材

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Publication number: JP2002308660A
Application number: JP2001111863A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ito; 彰彦伊藤; Hideki Abe; 英樹阿部; Hideki Tanaka; 秀樹田中; Satoshi Naito; 智内藤; Kimio Ishii; 公雄石井; Masato Matsuda; 正人松田; Mitsuhiko Ishii; 光彦石井; Shusuke Kojima; 秀典小嶋; Kazuya Wada; 一也和田; Susumu Harada; 原田　　進
Original assignee: ISHIDA KOGYO KK; Kyoritsu Chemical and Co Ltd; Geostr Corp; Fujikawa Kenzai Kogyo Ltd; Gaeart Kumagai Co Ltd
Current assignee: ISHIDA KOGYO KK; Kyoritsu Chemical and Co Ltd; Geostr Corp; Fujikawa Kenzai Kogyo Ltd; Gaeart Co Ltd
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】グラウト材の膨張及び収縮の両者を抑え
ることにある。【解決手段】グラウト材は、普通ポルトランドセメン
ト及びアルミナセメントを含む水硬性無機結合材と、カ
ルシウムアルミネート系の収縮低減剤と、骨材とを含
む。また、硬化遅延剤、硬化促進剤、減水剤、増粘剤及
び分散剤等を添加してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、裏込め充填用、空
洞空隙充填用等に用いるグラウト材に関する。

【０００２】

【従来の技術】空隙充填剤としては、コンクリート、セ
メントモルタル、グラウト剤等が使用されているが、完
全な充填を行うためには充填剤が充填されたことを、セ
ンサー等を用いて確認する必要がある。また、道路のよ
うに施工後にプレキャスト版及び重量物が載る場合に
は、空隙充填剤が硬化強度発生まで養生させる必要があ
る。

【０００３】一方グラウト材の膨張率が大きいと、硬化
物がその周りの部材に影響を及ぼす。これとは逆に、グ
ラウト材の収縮率が大きいと、硬化物がその周りの部材
から剥がれ、硬化物と周りの部材との間に隙間が形成さ
れる。

【０００４】

【解決しようとする課題】それゆえに、本発明の目的
は、グラウト材の膨張及び収縮の両者を抑えることにあ
る。

【０００５】

【解決手段、作用、効果】本発明に係るグラウト材は、
普通ポルトランドセメント及びアルミナセメントを含む
水硬性無機結合材と、カルシウムアルミネート系の収縮
低減剤と、骨材とを含む。

【０００６】グラウト材は、上記の素材に水を加えて混
合したスラリーの形で混合物（配合組成物）として所定
の箇所に注入される。冬季、特に注入したグラウト材が
凍結するおそれがある場合には、防凍剤を添加してもよ
い。

【０００７】ポリエチレングリコールのようなカルシウ
ムアルミネート系の収縮低減剤は、膨張剤や他の収縮低
減剤に比べ、グラウト材の硬化による膨張や、その後の
乾燥に起因する収縮を効果的に抑える。これにより、得
られた硬化物がその周りの部材に影響を与えないし、硬
化物とその周りの部材との間に隙間が形成されない。

【０００８】骨材は、無機質軽量骨材、無機質重量骨材
及び有機質軽量骨材のグループから選択される１以上の
ものとすることができ、また施工箇所に応じた粒径の骨
材が選択される。

【０００９】グラウト材は、さらに、硬化遅延剤、硬化
促進剤、減水剤、増粘剤及び分散剤のグループから選択
された１以上の薬剤を含むことができる。硬化遅延剤と
硬化促進剤とは、互いに共同して、必要な初期強度を短
時間で発生させる。減水剤は、必要な混合水の量を低減
させて、多量の水を用いることなく、混合物の流動性を
高める。増粘剤は、カルシウムアルミネート系の収縮低
減剤と共に、ブリーディングを防ぐ作用をする。分散剤
は他の薬剤を混合物内に均一に分散させる。

【００１０】配合割合は、前記水硬性無機結合材１００
重量部に対し、前記普通ポルトランドセメントが３０〜
９５重量％、前記アルミナセメントが３．５〜４０重量
％とすることができる。そのようにすれば、普通ポルト
ランドセメントやアルミナセメントが他の水硬性結合材
に比べて廉価であるから、水硬性結合材を多量に用いる
ことができ、またグラウト材が廉価になる。

【００１１】グラウト材は、前記水硬性無機結合材１０
０重量部に対し、７０重量％以下の前記骨材と、０．０
１〜２重量％の前記収縮低減剤と、０．０１〜３重量％
の前記硬化遅延剤と、０．０１〜３重量％の前記硬化促
進剤と、０．０１〜２重量％の前記増粘剤と、０．０１
〜２重量％の前記分散剤とを含んでいてもよい。そのよ
うにすれば、グラウト材は、ブリーディングがなく、流
動性に優れ、流動性保持時間が長く、空隙に容易に充填
することができ、乾燥収縮率が小さく、必要な初期強度
を短時間で発生し、しかも廉価になる。

【００１２】前記収縮低減剤の配合割合は、前記水硬性
無機結合材１００重量部に対し、０．０１〜２重量％と
することができる。また、組成物の単位容積重量は１．
５〜２．３ｇ／ｃｍ^３とすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】グラウト材は、普通ポルトランド
セメント及びアルミナセメントを含む水硬性無機結合材
と、カルシウムアルミネート系の収縮低減剤と、骨材
と、水とに加え、硬化遅延剤、硬化促進剤、減水剤、増
粘剤及び分散剤のグループから選択された１以上の薬剤
を混練することにより、スラリーの形の混合物される。
得られた混合物は、所定の箇所に注入される。冬季、特
に注入したグラウト材が凍結するおそれがある場合に
は、防凍剤が添加される。

【００１４】上記素材の配合割合は、ＪＩＳに規定され
ている試験に基づいて、凝結試験、フロー値、単位容積
重量、曲げ強度、圧縮強度、モルタルの空気量、モルタ
ルのブリーディング試験を行い、それらの結果に基づい
て決定することができる。

【００１５】しかし、このセメントモルタル系のグラウ
ト材は、混合物や硬化物（最終製品）が、流動性、収縮
率、可使時間、初期強度及び単位容積重量各々につい
て、要求品質（要求性能）となるように決定することが
好ましい。

【００１６】

【使用可能の素材例】カルシウムアルミネート系の収縮
低減剤として、前記したポリエチレングリコールを用い
ることができる。

【００１７】無機質重量骨材として、硅砂を用いること
ができる。

【００１８】無機質軽量骨材として、フライアッシュ、
高炉スラグ粉末、パーライト、ガラス発泡骨材、シラス
バルーン等を用いることができ、またそれらのうち、１
以上の骨材を用いることができる。

【００１９】有機軽量骨材として、Ｅｖａ−炭酸カルシ
ウム発砲体、スチレン発砲骨材等を用いることができ、
またそれらのうちの１つ又は両者を用いることができ
る。

【００２０】硬化遅延剤として、ポリエチレングリコー
ル基＋マレイン酸、クエン酸三ナトリウム等を用いるこ
とができ、またそれらのうち、１以上の硬化遅延剤を用
いることができる。

【００２１】硬化促進剤として、半水石膏、ポリエチレ
ングリコール基＋マレイン酸、炭酸二ナトリウム、炭酸
リチウム等を用いることができ、またそれらのうち、１
以上の硬化促進剤を用いることができる。

【００２２】減水剤として、ナフタリンスルホン酸縮合
塩、スルホン化メラミン縮合塩、ポリエチレングリコー
ル基＋マレイン酸等を用いることができ、またそれらの
うち、１以上の減水剤を用いることができる

【００２３】増粘剤として、メチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチ
ルセルロース、エチレンヒドロキシエチルセルロース等
を用いることができ、またそれらのうち、１以上の増粘
剤を用いることができる。

【００２４】分散剤として、メラミン・スルホネート等
を用いることができる。また、防凍剤として、反応性無
機質カルシウム等を用いることができる。

【００２５】

【実施例１及び比較例１〜１０】水硬性無機結合材とし
て普通ポルトランドセメント、他の水硬性無機結合材と
してのアルミナセメント、カルシウムアルミネート系の
収縮低減剤、無機質重量骨材（細骨材）、硬化遅延剤、
硬化促進剤、防凍剤、減水剤、増粘剤、分散剤及び水を
表１に示す配合割合で混合し、混合物（組成物）を直径
が５ｃｍ、深さが１０ｃｍの供試体作成用の型枠に充填
（注入）して、硬化させることにより、供試体を製造し
た。

【００２６】水硬性無機結合材としての普通ポルトラン
ドセメントは、太平洋セメント（株）製のブレーン比表
面積が３２００ｍｍ^２／ｇのものを用いた。

【００２７】他の水硬性無機結合材としてのアルミナセ
メントは、ラファージュアルミネートジャパン（株）製
のブレーン比表面積が３７００ｍｍ^２／ｇ、モノカルシ
ウムアルミネートの含有量が５２〜５５重量％のものを
用いた。

【００２８】カルシウムアルミネート系の収縮低減剤と
して、（株）アサノ製のジプカル（ポリエチレングリコ
ール）用いた。無機質重量骨材として、東海サンド
（株）製の６号珪砂を用いた。水は水道水を用いた。

【００２９】硬化遅延剤として昭和化工（株）製のクエ
ン酸ナトリウムを用い、硬化促進剤として本荘ケミカル
（株）製の炭酸リチウムＦ２０００を用い、防凍剤とし
て（株）ボース製のノンクロール（反応性無機質カルシ
ウム）を用いた。これらは凝結調整剤として作用する。

【００３０】減水剤としてＳＫＷ−イーストアジア
（株）製のメルメントＦ２４５（メラミンスルフォネー
ト系流動化剤）を用い、増粘剤として信越化学工業
（株）製のメトローズＦ１００（メチルセルロース系の
増粘剤）を用い、分散剤（流動化剤）としてＳＫＷ−イ
ーストアジア（株）製のメルフラックスＰＰ１００Ｆ
（メラミンスルフォネート系流動化剤）を用いた。

【００３１】実施例１及び比較例１から１０のそれぞれ
について、混合物に関しては流動性を測定し、供試体に
関しては、収縮率（％）、可使時間、圧縮強度及び単位
容積質量をそれぞれ算出又は測定し、それらの結果から
総合評価を行った。その結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【実施例２、比較例１１〜２０】無機質重量骨材（６号
珪砂）の代わりに無機質軽量骨材を用いたこと、及び、
配合割合を変えたことを除いて、実施例１及び比較例１
から１０と同じ条件で混合物を製造し、その混合物を実
施例１及び比較例１から１０と同種の供試体作成用の型
枠に充填して、硬化させることにより、供試体を製造
し、各混合物及び各供試体について実施例１及び比較例
１から１０と同種の測定及び同種の評価試験を行った。
その結果を表２に示す。

【００３４】無機質軽量骨材として、当方パーライト工
業（株）製の８Ｆ（黒曜石系パーライト）を用いた。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【実施例３，４、比較例２１〜３０】無機質重量骨材
（６号珪砂）の代わりに有機質軽量骨材を用いたこと、
及び、配合割合を変えたことを除いて、実施例１及び比
較例１から１０と同じ条件で混合物を製造し、その混合
物を実施例１及び比較例１から１０と同種の供試体作成
用の型枠に充填して、硬化させることにより、供試体を
製造し、各混合物及び各供試体について実施例１及び比
較例１から１０と同種の測定及び評価試験を行った。そ
の結果を表３に示す。

【００３７】有機質軽量骨材として、三幅工業（株）製
のＥＶＡ１．５ｍｍ（エチレン酢酸ビニル炭酸カルシウ
ム発砲粒）を用いた。

【００３８】

【表３】

【００３９】表１，２及び３において、数値は配合割合
を示す重量％であり、またその配合割合が０．０は対応
する薬剤を添加しなかったことを意味する。

【００４０】流動性の測定は、ＪＳＣＥ−Ｆ５３１−１
９９３にしたがって、ＪＡロート法により流下に要した
時間が６０秒以内の混合物には〇印を付し、６０秒を超
えた混合物には×印をそれぞれ付した。

【００４１】収縮率は、ＪＩＳＡ１１２９のモルタ
ル及びコンクリートの長さ変化試験法にしたがって測定
した長さ及びその変化（収縮量）から算出した。収縮率
が０．４％以下の混合物には〇印を付し、収縮率が０．
４％をわずかに越えた混合物には△印を、収縮率が０．
４％を大幅に超えた混合物には×印をそれぞれ付した。

【００４２】可使時間は、混連から、前記の流動性が６
０秒を確保している時間（分）を測定した。

【００４３】圧縮強度は、ＪＩＳＲ５２０１の９．
５に規定されている方法にしたがって混練から３時間後
の強度を測定した。

【００４４】総合評価は、圧縮強度が混練りから３時間
で２．０Ｎ／ｍｍ^２以上となり、材齢２８日で１０．０
Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度に達し、流動性が６０秒以内
であり、収縮率が０．４％以下の例のうち、可使時間及
び単位容積重量が満足する値の例に〇印を付し、他の例
についてはいくつかの前記条件を充足しない例について
は△印を付し、多くの前記条件を充足しない例について
は×印を付した。

【００４５】各実施例及び各比較例において、混合物の
製造に際しては以下の点について特に考慮した。

【００４６】２．０Ｎ／ｍｍ^２以上の必要な初期強度を
３時間で発生させるために、普通ポルトランドセメン
ト、及びアルミナセメントの急結硬化性を利用した。ま
た、混練りから３時間で２．０Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強
度と、材齢２８日で１０．０Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮強度
を目標値とした。

【００４７】床版のわずかな隙間にも充填することがで
きるように、使用骨材を厳選し、高性能減水剤と分散剤
（流動化剤）とを使用することにより、ブリーディング
をなくし、高流動性を高めた。

【００４８】混合物は、初期強度発生のため、短時間に
発熱反応を呈して硬化するから、通常であればかなりの
収縮をする。この問題を解決するために、実施例１にお
いては、反応をコントロールし、収縮低減剤と微膨張剤
とを混合し、混練水を冷却水に利用することにより、緩
やかに発熱するように設計した。

【００４９】

【評価結果の詳細】配合割合が前記の範囲外のセメント
モルタルを使用した場合、前記した要求品質の硬化物を
得ることができない。例えば、単位容積重量が１．５〜
２．３ｇ／ｃｍ^３で、１．５ｇ／ｃｍ^３を下回ると、硬
化しても目的の初期強度が達成されず、また２．３ｇ／
ｃｍ^３を上回ると、流動性が低下する。単位容積質量の
好ましい値は、１．９ｇ／ｃｍ^３〜２．３ｇ／ｃｍ^３で
ある。

【００５０】水硬性無機結合材１００重量部に対し、普
通ポルトランドセメントの量が３０重量部以下である
と、初期強度の発生が遅くなり、アルミナセメントの量
が４０重量部以上になると、瞬時に結合する瞬結又は強
度の発生が遅れる。

【００５１】水硬性無機結合材１００重量部に対し、無
機質重量骨材、無機質軽量骨材又は有機質軽量骨材が７
０重量部以上であると、強度の発生が遅くなる。

【００５２】

【施工例】次に、実施例１，２又は３と同じ手法で得た
混合物を道路の敷設したプレキャストコンクリート版の
下側に注入する例について説明する。

【００５３】先ず、路面の窪んだ箇所が確認され、その
箇所の窪み量が計測される。

【００５４】次いで、図１に示すように、窪んだ箇所の
１以上のプレキャストコンクリート版１０に予め形成さ
れている複数のジャッキ１４が取り付け穴１２に組み付
けられ、窪んだ箇所のプレキャストコンクリート版１０
が窪み量に対応する高さだけジャッキ１４により持ち上
げられる。

【００５５】次いで、窪んだ箇所の１以上のプレキャス
トコンクリート版１０に予め形成されている注入穴１６
に、円筒状のパイプ１８が取り付けられる。パイプ１８
の上部は、漏斗状に形成されている。プレキャストコン
クリート版１０からパイプ１８の上端までの高さＨは０
〜５ｍ程度とすることができる。

【００５６】次いで、図１に示すように、実施例１，２
又は３と同じ手法で得たグラウト材２０が自然流下によ
り、パイプ１８及び注入穴１６を介してコンクリート版
１０とその下方の路床２２との間の隙間２４に注入され
る。

【００５７】次いで、図２に示すように、注入したグラ
ウト材がプレキャストコンクリート版１０の予め形成さ
れたさらに注入確認穴２６から流出し始めたことによ
り、グラウト材の注入が停止される。注入確認穴２６に
は、弁２８が開放状態に配置されている。

【００５８】次いで、注入確認穴２６内の余分なグラウ
ト材がホース３０を利用して容器３２回収され、その注
入確認穴２６の弁２８が閉じられ、ジャッキが除去さ
れ、取り付け穴１２が閉塞される。

【００５９】以下、他の注入穴を利用してグラウト材を
コンクリート版１０とその下方の路床２２との間の空隙
２４にさらに注入する作業が所定回数行われる。

【００６０】グラウト材２０の注入圧力は、正圧０〜
０．０５０Ｎ／ｍｍ^２程度とすることが望ましく、その
ような値を超えると、場所によっては、プレキャストコ
ンクリート版１０を浮き上がらせ、高さレベルに狂いを
生じるおそれがある。

【００６１】それゆえに、グラウト材を高流動性とする
ことにより、正圧がプレキャストコンクリート版に可能
な限り作用しない方法で注入作業を行うことが望まし
い。この点を考慮して、ＪＡロート法６０秒以内のグラ
ウト材を用いることが好ましい。

【００６２】穴１２，１６，２６は、プレキャストコン
クリート版の製造時に形成してもよいし、上記のような
施工時にプレキャストコンクリート版に形成してもよ
い。本発明のグラウト材は、上記の施工例にような利用
法のみならず、他の一般的な利用法にも用いることがで
きる。

【００６３】本発明は、上記実施例に限定されず、その
趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るグラウト材を用いる施工例を説明
するための図である。

【図２】図１に続く作業ステップを説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１０プレキャストコンクリート版１２取り付け穴１４ジャッキ１６注入穴１８パイプ２０グラウト材２２路床２４隙間２６注入確認穴２８弁３０回収用のホース３２回収用の容器

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０９Ｋ 17/12 Ｃ０９Ｋ 17/12 ＰＥ２１Ｄ 11/00 Ｅ２１Ｄ 11/00 Ａ //(Ｃ０４Ｂ 28/04 Ｃ０４Ｂ 22:08 Ｚ 22:08 22:10 22:10 24:06 Ａ 24:06 24:22 Ａ 24:22 24:38 Ｂ 24:38） 103:60 103:60 111:32 111:32 111:70 111:70 Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 (71)出願人 000162434 協立化学産業株式会社東京都千代田区内神田１−16−15 (71)出願人 390025612 富士川建材工業株式会社神奈川県横浜市金沢区鳥浜町13番地 (72)発明者伊藤彰彦茨城県筑波郡谷和原村小絹216−１株式会社ガイアートクマガイ技術研究所内 (72)発明者阿部英樹茨城県筑波郡谷和原村小絹216−１株式会社ガイアートクマガイ技術研究所内 (72)発明者田中秀樹東京都港区芝４丁目２番３号ジオスター株式会社内 (72)発明者内藤智東京都港区芝４丁目２番３号ジオスター株式会社内 (72)発明者石井公雄埼玉県東松山市大字大谷4453 石田工業株式会社内 (72)発明者松田正人埼玉県東松山市大字大谷4453 石田工業株式会社内 (72)発明者石井光彦東京都千代田区内神田１丁目16番15号協立化学産業株式会社内 (72)発明者小嶋秀典神奈川県横浜市金沢区鳥浜町13番地富士川建材工業株式会社内 (72)発明者和田一也神奈川県横浜市金沢区鳥浜町13番地富士川建材工業株式会社内 (72)発明者原田進神奈川県横浜市金沢区鳥浜町13番地富士川建材工業株式会社内Ｆターム(参考） 2D055 JA00 4G012 MB00 PA04 PA07 PA09 PA10 PA23 PA27 PA29 PB05 PB08 PB11 PB16 PB17 PB25 PB33 PB35 PB40 PC01 PC03 PC04 PC05 PC08 PC11 PD03 PE04 4H026 CA01 CA06 CB05 CC03 CC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】普通ポルトランドセメント及びアルミナ
セメントを含む水硬性無機結合材と、カルシウムアルミ
ネート系の収縮低減剤と、骨材とを含む、グラウト材。
【請求項２】前記骨材は、無機質軽量骨材、無機質重
量骨材及び有機質軽量骨材のグループから選択される、
請求項１に記載のグラウト材。
【請求項３】さらに、硬化遅延剤、硬化促進剤、減水
剤、増粘剤及び分散剤のグループから選択された１以上
の薬剤を含む、請求項１又は２に記載のグラウト材。
【請求項４】前記水硬性無機結合材１００重量部に対
し、３０〜９５重量％の前記普通ポルトランドセメント
と、３．５〜４０重量％の前記アルミナセメントとが含
まれている、請求項１から３のいずれか１項に記載のグ
ラウト材。
【請求項５】前記水硬性無機結合材１００重量部に対
し、０．０１〜２重量％の前記収縮低減剤が含まれてい
る、請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラウト材。
【請求項６】前記水硬性無機結合材１００重量部に対
し、７０重量％以下の前記骨材と、０．０１〜２重量％
の前記収縮低減剤と、０．０１〜３重量％の前記硬化遅
延剤と、０．０１〜３重量％の前記硬化促進剤と、０．
０１〜２重量％の前記増粘剤と、０．０１〜２重量％の
前記分散剤とが含まれている、請求項３に記載のグラウ
ト材。
【請求項７】組成物の単位容積重量は１．５〜２．３
ｇ／ｃｍ^３とされている、請求項１〜６のいずれか１項
に記載のグラウト材。