JP2003040664A

JP2003040664A - プレミックス型高粘性ｐｃグラウト材

Info

Publication number: JP2003040664A
Application number: JP2002132884A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Fukushima; 祐一福島; Hirotaka Imaizumi; 裕隆今泉
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: JP4178541B2

Abstract

(57)【要約】【課題】充填性に優れ、ブリージングがなく、自己収縮
性が少なく、しかも可使時間が長く、更に強度に優れた
プレミックス型高粘性ＰＣグラウト材の提供【解決手段】本発明のプレミックス型高粘性ＰＣグラウ
ト材は、セメント１００重量部、膨張材５〜９重量部、
炭酸カルシウム２３〜２７重量部、高性能減水剤１．０
〜１．５重量部、増粘剤０．３２〜０．３５重量部及び
遅延剤０．０５〜０．１５重量部からなり、水５０〜６
０重量部と混合し得るものである。増粘剤が、セルロー
ス系高分子化合物が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレミックス型高
粘性ＰＣグラウト材に関し、更に詳しくは本発明は、施
工性ないし充填性に優れ、ブリージングがなく、自己収
縮性が少なく、しかも可使時間が長く、更に強度に優れ
たプレミックス型高粘性ＰＣグラウト材に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＰＣグラウト材は、現場施工が主
で、セメントと無機フィラーを主とするＰＣグラウト材
に水を加え、更に遅延剤や高性能減水剤を添加して粘性
を調節し、ＰＣ構造物（プレストレスコンクリート）に
おいて、シース内に挿入され緊張定着されたＰＣ鋼材に
付着性を付与するために、シース内に充填するものが知
られているが、近年、現場施工における労力の低減、配
合ミス等をなくすために、予め水以外のＰＣグラウト材
成分を混合しておくプレミックス型ＰＣグラウト材が開
発された（特開平９−３２２９４号公報参照）。このプ
レミックス型ＰＣグラウト材は、流動性が４〜９秒、可
使時間が１２０分と長く、施工適性を有するものであ
り、ＰＣ構造物、特にシース管の如き極めて密閉された
空間に充填されて使用される。ここで、ＰＣグラウト材
は、粘性が低いと、シース管内でグラウトの先端部が先
流れしてシース管内に残留空気が生じるので、シース管
の適切な位置に排気孔を設置することが必須要件とな
る。また充填されたグラウトはシース管内にある残留水
で希釈され、その部分は硬化後、シース管内において空
洞が形成される原因となる。

【０００３】これに対して、ＰＣグラウト材の粘性が高
い場合には、グラウトがシース管内の残留水で希釈され
る部分がなく、したがって、排出側のグラウト濃度を注
入側のグラウト濃度と同じになるまで注入を続けるとい
う手間が省け、グラウトの施工管理乃至品質管理が容易
となり、注入時のグラウトロスが少なくなるという利点
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなプレミックス型ＰＣグラウト材は、通常、粘性が高
いとポンプの注入圧を増す必要があることは勿論である
が、シース管が曲線に配置されている場合、充填性を考
慮すると、高粘性型では、下り勾配下でも全断面を充満
しながら流れるため充填性が向上することが知られてお
り、そのため充填性を最重要視する場合には、高粘性の
ＰＣグラウト材が要求される場合も少なくない。この高
粘性のＰＣグラウト材では、流動性の指標であるＪ₁₄漏
斗流下時間が重要であり、特に高粘性のＰＣグラウト材
では、施工時の機能として、高粘性であるが故にシース
管の全断面を充満しながら流れ、その結果、グラウトの
充てん性が向上しコンクリートとの一体化が図られる。

【０００５】そこで、本発明者等は、このようなプレミ
ックス型高粘性ＰＣグラウト材について種々検討したと
ころ、これらの成分量を調整するのみで、高粘性下で充
填性に優れ、ブリージングがなく、自己収縮性が少な
く、しかも可使時間が長く、更に強度に優れたプレミッ
クス型高粘性ＰＣグラウト材が得られることを見出し
た。したがって、本発明が解決しようとする課題は、Ｊ
₁₄漏斗流下時間が煉り混ぜ直後から１２０分の間で１０
〜１５秒の範囲で充填性に優れ、ブリージングがなく、
自己収縮性が少なく、しかも可使時間が長く、更に強度
に優れたプレミックス型高粘性ＰＣグラウト材を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、セメント１
００重量部、膨張材５〜９重量部、炭酸カルシウム２３
〜２７重量部、高性能減水剤１．０〜１．５重量部、増
粘剤０．３２〜０．３５重量部及び遅延剤０．０５〜
０．１５重量部からなり、水５０〜６０重量部と混合し
得ることを特徴とするプレミックス型高粘性ＰＣグラウ
ト材によって達成される。本発明は、この構成によって
充填性に優れ、ブリージングがなく、自己収縮性が少な
く、しかも可使時間が長く、更に強度に優れるという格
別顕著な効果を奏するものである。また増粘剤が、セル
ロース系高分子化合物であり、これを用いることにより
ブリージングがなく、しかも可使時間が長いという優れ
た効果を奏するものである。更に本発明は、前記第１項
乃至第３項のいずれかに記載のプレミックス型高粘性Ｐ
Ｃグラウト材の施工時のＪ₁₄漏斗流下時間が煉り混ぜ直
後から１２０分の間で１０〜１５秒の範囲であることを
特徴とするプレミックス型高粘性ＰＣグラウト材によっ
て達成され、これにより充填性に優れ、ブリージングが
なく、自己収縮性が少なく、しかも可使時間が長く、更
に強度に優れたプレミックス型高粘性ＰＣグラウト材が
得られるという格別顕著な効果を奏するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を更に詳しく説明
する。本発明のプレミックス型高粘性ＰＣグラウト材
は、水以外の混合材料を予め混合しておき、施工現場
で、このプレミックス型高粘性ＰＣグラウト材を水と混
練してＰＣグラウト材を製造するものである。この際、
全材料が均質になるまで混合することが好ましい。また
混合の際に用いられる混合機は、通常使用されているも
のでよく、特に限定されるものではない。本発明のプレ
ミックス型高粘性ＰＣグラウト材は、セメント１００重
量部、膨張材５〜９重量部、炭酸カルシウム２３〜２７
重量部、高性能減水剤１．０〜１．５重量部、増粘剤
０．３２〜０．３５重量部及び遅延剤０．０５〜０．１
５重量部からなるものである。このプレミックス型高粘
性ＰＣグラウト材は、現場において使用する際、水５０
〜６０重量部を添加し攪拌して混合する。

【０００８】本発明に用いられるセメントとしては、特
に限定されないが、通常、ポルトランドセメントを始
め、グラウト材の成分として使用される周知のセメント
を用いてもよい。これらのセメントには、高炉スラグや
フライアッシュ等を混合してもよい。本発明に用いられ
る膨張材としては、カルシウムサルホアルミネート系や
生石灰系の膨張材が好ましい。この膨張材の量は、セメ
ント１００重量部に対して、５〜９重量部である。膨張
材の添加量が、５重量部未満では、自己収縮を抑えるに
は十分でなく、また９重量部を超えるとコストが上昇し
経済的でない。したがって膨張材の添加量が５〜９重量
部の範囲のときは、自己収縮がなく、かつ経済的であり
好ましい。

【０００９】本発明に用いられる炭酸カルシウムは、ブ
レーン比表面積が２０００〜５０００ｃｍ²／ｇが好ま
しく、これにより可使時間の延長を図ることができる。
本発明に用いられる炭酸カルシウムの量は、セメント１
００重量部に対して、２３〜２７重量部であり、好まし
くは２４〜２６重量部である。炭酸カルシウムの量は、
２３重量部未満では、可使時間を延長する効果は極めて
低く、可使時間にあまり影響しない。また２７重量部を
超えると、性状に悪影響を及ぼす。好ましくは２４〜２
６重量部で可使時間が長くなる。ここで、炭酸カルシウ
ムのブレーン比表面積が２０００ｃｍ²／ｇ未満では、
得られるＰＣグラウトの成分の分離が起こり易くなり、
したがってブリージングが発生し易くなる。またブレー
ン比表面積が５０００ｃｍ²／ｇを超えると、得られる
ＰＣグラウトの流動性が悪くなる。

【００１０】本発明に用いられる高性能減水剤として
は、β−ナフタレンスルホン酸系、メラミンスルホン酸
系及びリグニンスルホン酸系、ポリカルボン酸系等の高
分子化合物が挙げられるが、好ましくはメラミンスルホ
ン酸系高分子化合物がよい。これらは、１種又は２種以
上を混合して用いてもよい。本発明に用いられる高性能
減水剤の量は、通常用いられる量でよく、セメント１０
０重量部に対して、１．０〜１．５重量部である。高性
能減水剤の量が、１．０重量部未満では、流動性向上効
果がなく、また高性能減水剤の量が、１．５重量部を超
えると、ブリージングが発生し易くなる。

【００１１】本発明に用いられる増粘剤としては、セル
ロース系高分子化合物が用いられる。このセルロース系
高分子化合物を用いるとブリージングの発生を防止す
る。このブリージングの発生は、増粘剤の量を調整する
ことによって抑えられ、増粘剤の添加量は、セメント１
００重量部に対して、０．３２〜０．３５重量部であ
る。増粘剤の添加量は、０．３２重量部未満ではブリー
ジング防止効果がなく、また増粘剤の添加量が、０．３
５重量部を超えると流動性が悪くなる。なお増粘剤とし
ては、アクリル系やアルギン酸系高分子化合物を用いる
こともできる。

【００１２】本発明に用いられる遅延剤は、凝結を遅延
するので、可使時間が長くなるという優れた効果を奏す
る。遅延剤としては、通常使用されるものでよく、例え
ば、ピロリン酸ナトリウム等の水溶性リン酸塩、硫酸ナ
トリウム、クエン酸ナトリウム等が挙げられる。本発明
に用いられる遅延剤の添加量は、通常用いられる量でよ
く、セメント１００重量部に対して、０．０５〜０．１
５重量部である。遅延剤の添加量は、この範囲で良好な
凝結遅延効果を奏する。本発明のプレミックス型高粘性
ＰＣグラウト材は、水５０〜６０重量部を添加し攪拌し
て混練し得られた混練物をシース管等の密閉空間を有す
る構造物に空隙を生じることなく満遍なく充填される。

【００１３】更に、本発明では、プレミックス型高粘性
ＰＣグラウト材の施工時のＪ₁₄漏斗流下時間が煉り混ぜ
直後から１２０分の間で１０〜１５秒の範囲であること
を特徴とするが、該Ｊ₁₄漏斗流下時間を煉り混ぜ直後か
ら１２０分の間で１０〜１５秒の範囲にするには、セメ
ント１００重量部、膨張材５〜９重量部、炭酸カルシウ
ム２３〜２７重量部、高性能減水剤１．０〜１．５重量
部、増粘剤０．３２〜０．３５重量部及び遅延剤０．０
５〜０．１５重量部とし、水５０〜６０重量部と混合す
ると共に、増粘剤としてセルロース系高分子化合物を用
いる必要がある。

【００１４】

【実施例】以下に、実施例を示して本発明を更に詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によって限定される
ものではない。

【００１５】〔実施例１〕表１に示す如く材料配合で水
以外の材料を混合し、均一になるまで混合してプレミッ
クス型高粘性ＰＣグラウト材（以下、プレミックス材と
いう）を調整した。このプレミックス材と水を表１に示
す水粉体比（Ｗ／Ｂ）となるように万能攪拌機に投入し
て攪拌し、ＰＣグラウトを作製した。用いた材料は、次
の通りである。

【００１６】〔プレミックス材成分〕普通ポルトランド
セメント、普通炭酸カルシウム（ブレーン比表面積３２
８０ｇ／ｃｍ²）、高性能減水剤（メラミン系高分子化
合物粉末）、増粘剤、遅延剤（ピロリン酸ナトリウ
ム）、膨張材（カルシウムサルホアルミネート系粉末）

【００１７】また増粘剤としては、水溶性セルロースエ
ーテルを主成分とする微粉末を用いた。上記で得られた
ＰＣグラウトを、４×４×１６ｃｍ供試体用型枠に充填
し、材齢１日で脱型した後、水分の逸散、浸透がない環
境を想定して、直ちにゴム系接着剤およびラップフィル
ムでシールした。材齢２日で基長を測定した後、２０
℃、６０％Ｒ．Ｈ．の恒温恒湿の室内に保存し、以後、
定期的に測長した。測長には傾斜型コンパレータを用い
た。測定した長さ変化率の結果を表２に示す。また各物
性の測定結果を表３に示す。実施例の流動性（Ｊ₁₄ロー
ト流下時間）は、１２０分を通じて１０〜１５秒であ
り、ブリージング率は、０％で、圧縮強度は５０Ｎ／ｍ
ｍ²以上であった。

【００１８】ついで、本発明のプレミックス型高粘性Ｐ
Ｃグラウト材を使用し、後述の表４に示す仕様で作製し
たシース管に注入してＰＣグラウト材の充填状況を調べ
た。

【００１９】（１）シース管の作製シース管は内径、
空隙率及び曲げ半径で規定される。図１は、本発明にお
いて試験に用いられるシース管の形状を示す断面図であ
る。図１に示されるように、シース管１には、充填状況
を目視で観察できるように透明パイプを用いた。シース
管の形状は連続げたの縦締め曲線配置の場合を想定して
円弧状とし、曲げ半径については、曲げ半径≧シース系
×１００の規定（日本道路協会・道路橋示法書同解説）
により、最も厳しい条件を採用した。シース管内には、
ＰＣ鋼材を想定して鉄筋を所定の空隙率で挿入した。シ
ース管１の湾曲部は台座４で支え、シース管１の両端部
には端部コンクリート２、３を設け、これらには注入口
２１及び排出口３１を有しており、それらの直径は、共
に１３ｍｍである。

【００２０】（２）ＰＣグラウト材の注入は、基本的に
実施工で行われる方法に準拠して行った。注入に先立
ち、シース管内に水道水を通して洗浄した。洗浄後は圧
搾空気で洗浄水を排出した。注入には手動グラウトポン
プを用い、排出口から一様な品質のＰＣグラウト材が派
出されたのを確認した後、排出口を閉じた。

【００２１】（３）充填状況の調査については、ＰＣグ
ラウト材の流れ、残留していた洗浄水との混合区間、残
留空気による未充填部分等を目視で観察した。またＰＣ
グラウト材の硬化後に管を切断して、未充填部分を確認
した。充填状況の調査結果を後述の表５に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】表２及び表３から明らかなように、得られ
たＰＣグラウトは、ブリージングがなく充填性に優れて
いると共に長さ変化率が小さく自己収縮がほとんどな
い。これに対して比較例１及び２では、長さ変化率が大
きいことがわかる。また比較例３は、流動性（Ｊ₁₄ロー
ト流下時間）が１２０分を通じて５〜６秒であり、実施
例よりも粘性が低いことがわかる。

【００２６】

【表４】

【００２７】

【表５】

【００２８】表５から明らかなように、本発明（実施例
１〜３）では、全ての水準で全断面を充満しながら流れ
た。また、ＰＣグラウト材は、シース管内に残留してい
た洗浄水と混ざり合うことなく完全に分離した状態で管
内を流れた。硬化した後の観察においても、鉄筋間の隙
間に至るまで確実に充填されていることが確認された。
これに対して、粘性の低い比較例３はシース管の下り勾
配でＰＣグラウト材が先流れし、最下部に到達した後、
逆方向に流れた。このため最終的に下り勾配部の上面に
空気が残り、硬化後の観察においても未充填部分が確認
された。シース管内の空隙率が比較的小さい、の流
れ方は実施例と同じであったが、硬化後の観察で鉄筋間
の隙間に僅かな未充填部分が観察された。また比較例３
のＰＣグラウト材は、流れの先端部で洗浄水と若干混合
した状態になっていた。

【００２９】

【発明の効果】本発明のプレミックス型高粘性ＰＣグラ
ウト材によれば、施工時のＪ₁₄漏斗流下時間が煉り混ぜ
直後から１２０分の間で１０〜１５秒の範囲で施工性な
いし充填性に優れ、ブリージングがなく、しかも可使時
間が長く、更に強度に優れたプレミックス型高粘性ＰＣ
グラウト材が得られ、これを使用すると、施工現場で水
と混ぜるたけでＰＣグラウトが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の試験に用いられるシース管の形状を示
す断面図である。

【符号の説明】

１シース管２、３端部コンクリート２１注入口３１排出口４台座

───────────────────────────────────────────────────── 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 24:38 Ｃ０４Ｂ 22:16 Ａ 22:16） 111:70 111:70 (72)発明者今泉裕隆埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地株式会社宇部三菱セメント研究所埼玉センター内Ｆターム(参考） 4G012 PB03 PB08 PB10 PB12 PB13 PB17 PB35 PB40 PC02 PC03 PC05 PC06 PC08 PC09 PC11 PE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント１００重量部、膨張材５〜９重量
部、炭酸カルシウム２３〜２７重量部、高性能減水剤
１．０〜１．５重量部、増粘剤０．３２〜０．３５重量
部及び遅延剤０．０５〜０．１５重量部からなり、水５
０〜６０重量部と混合し得ることを特徴とするプレミッ
クス型高粘性ＰＣグラウト材。
【請求項２】増粘剤が、セルロース系高分子化合物であ
ることを特徴とするプレミックス型高粘性ＰＣグラウト
材。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のプレミック
ス型高粘性ＰＣグラウト材の施工時のＪ₁₄漏斗流下時間
が煉り混ぜ直後から１２０分の間で１０〜１５秒の範囲
であることを特徴とするプレミックス型高粘性ＰＣグラ
ウト材。