JP2005213093A - 薬剤放出可能な粒体及びそれを含むセメント組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】施工作業が終了するまでは良好な流動性を有し、その後は急速に凝結し硬化するセメント組成物等の材料として用い得る薬剤放出可能な粒体を提供する。
【解決手段】薬剤放出可能な粒体１は、多孔質粒体２と、多孔質粒体２の内部に収容された薬剤（例えば、凝結促進剤）３と、多孔質粒体２の表面に形成された被覆層４とからなる。被覆層４は、スチレン−無水マレイン酸共重合体の如きアルカリ可溶性の物質を含む。粒体１は、アルカリ性雰囲気であるセメント組成物中に配合されると、被覆層４が次第に崩壊または溶出して、所定の時間が経過した後に孔５から薬剤３を放出し、セメント組成物を急速に凝結させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメント組成物の凝結の時期等を調整するための混和剤等として用い得る薬剤放出可能な粒体に関する。

モルタル等のセメント組成物の凝結を促進するための凝結促進剤として、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム等が知られている。凝結促進剤をセメント組成物に添加すると、セメント組成物の流動性が急速に低下し、セメント組成物の早期強度を高めることができる。
また、セメント組成物を急に凝結させ短時間（秒単位）で大きな強度を発現させるための急結剤として、硫酸アルミニウム系やカルシウムアルミネート系の混和剤が知られている。急結剤は、主に吹き付けコンクリートの用途において、吹き付け用のノズルの先端でコンクリートと混合させて用いるものである。この場合、吹き付けコンクリートは、吹き付けと同時に凝結し硬化する。
これら凝結促進剤または急結剤を含むセメント組成物は、早期強度発現性に優れている反面、良好な流動性を有する時間が短いため、打設等の作業を行い得る時間が短いという欠点がある。

そのため、例えば、急結剤の目的であるセメント組成物の瞬結性を損なわずに、作業可能時間を延ばすべく、急結剤をカプセル化する方法が提案されている。具体的には、水に溶解ないし崩壊する物質あるいはセメントの水和熱で溶融する物質の一方または双方より成るカプセルに急結剤を収容し、コンクリートを型枠に投入する直前または投入と同時に前記カプセルを型枠中に撒布し、コンクリートの振動締固め工程において前記カプセルをコンクリート中に分散させることを特徴とするコンクリートの硬化促進方法が提案されている（特許文献１）。
しかし、この技術には、次のような問題がある。

第一に、急結剤を収容したカプセルは、型枠内にてコンクリートの振動締固めによってコンクリート中に分散されるため、型枠内のコンクリートの下部に偏在する傾向があり、コンクリート中での分散状態が不均一になり易い。
第二に、カプセルが水に溶解するものである場合、カプセルは、セメント、水等と混合すると、水と接触して直ちに溶解または崩壊し、短時間で急結剤を放出することがある。この場合、フレッシュコンクリートを調製した後の使用可能時間（可使時間）が短くなり、カプセル化の目的を十分に達成し得ない。
第三に、カプセルの材料として例示されている粘土は、骨材との衝突によって崩壊し易く、急結剤の放出時期を精度良く調節することが困難である。
このように、上述の文献に記載された技術は、急結剤を放出させる時期を調整する技術として最適とは言い難い。

一方、従来より、凝結促進剤等の薬剤を用いる方法に代えて、セメントの種類を選択することによってセメント組成物の強度発現性を調整することが行われている。
例えば、緊急道路工事等に使用されるセメントとして、超速硬セメントが知られている。超速硬セメントを含むコンクリートは、打設後、２〜３時間程度で実用強度を発現することができる。具体的には、材齢１〜２時間の圧縮強度は、１０ＭＰａである。材齢３時間の圧縮強度は、車両が通行可能となる２０ＭＰａ以上である。
超速硬セメントは、このように可使時間が短いため、クエン酸等の凝結遅延剤を添加して用いることがある。しかし、凝結遅延剤を用いても、通常、３０分程度でコンクリートの流動性がなくなり、打設することができなくなる。
そのため、超速硬セメントを含むフレッシュコンクリートを製造し施工するに際しては、レディミクストコンクリートのように生コン工場で製造した後、施工現場に搬送して打設するという使用形態を採ることはできず、施工現場にミキサー等の生産設備を設置する必要がある。
このように、超速硬セメントを用いた場合には、良好な流動性を有する可使時間が短く、使いづらいという問題があった。
特公昭５４−１５６５号公報

本発明は、上述の従来技術の問題点を解消しようとするものであり、以下の（ａ）〜（ｃ）を満たす薬剤放出可能な粒体を提供することを目的とする。
（ａ）施工作業が終了するまでは良好な流動性を有し、その後は急速に凝結し硬化するセメント組成物の材料として用い得ること。
（ｂ）施工現場にミキサー等の大規模な設備を設置することなく、近隣の生コンクリート工場で製造した超速硬性を有するセメント組成物を施工現場に搬送して良好な作業性を確保しつつ打設し得ること。
（ｃ）セメント組成物中に均一に分散され、かつ、セメント組成物中の各部位で同時に凝結を開始させ得ること。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、微小球体等の形状を有する多孔質粒体の内部に、薬剤（例えば、凝結促進剤）を収容し、かつ、この多孔質粒体の表面を、アルカリ可溶性の物質を含む被覆層で被覆してなる薬剤放出可能な粒体を用いれば、硬化前のセメント組成物の如きアルカリ性雰囲気下で、薬剤（例えば、凝結促進剤）の効果が現れる時期を調整することができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の薬剤放出可能な粒体は、多孔質粒体と、該多孔質粒体の内部に収容された薬剤と、上記多孔質粒体の表面に形成された被覆層とからなる薬剤放出可能な粒体であって、上記被覆層が、アルカリ可溶性の物質を含むことを特徴とする。
ここで、上記被覆層は、例えば、アルカリ可溶性の物質とアルカリ不溶性の物質の混合物を用いて形成することができる。
該アルカリ可溶性の物質の例として、例えば、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ｐ−クレゾールノボラック樹脂、ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）、及び酢酸ビニル重合体からなる群より選ばれる一種以上が挙げられる。
上記多孔質粒体の形態の例として、内部空間を有する中空状に形成され、かつ当該内部空間と外方空間とを連通する複数の孔を有するものが挙げられる。
このような形態を形成し得る材料の好適な例として、例えば、シリカ質が挙げられる。
上記薬剤の例として、例えば、セメント組成物の凝結を促進することのできる混和剤が挙げられる。
本発明のセメント組成物は、セメント、水、及び前記薬剤放出可能な粒体を含むことを特徴とする。
本発明のセメント組成物の凝結時間の調整方法は、セメント、水、及び前記薬剤放出可能な粒体（セメント組成物の凝結を促進することのできる混和剤を含むもの）を含む材料を混練してセメント組成物を調製した後、該セメント組成物を打設し、所定時間経過後に該セメント組成物を急速に凝結させることを特徴とする。

本発明の薬剤放出可能な粒体は、セメント組成物自体が有するアルカリ性雰囲気によって被覆層が徐々に崩壊または溶出しながらも未だ多孔質粒体の孔を塞いでいる間は、多孔質粒体内に包含された薬剤を放出することがなく、それゆえ、セメント組成物の物性（例えば、流動性）に影響を与えることがない。また、被覆層の崩壊または溶出が進行して多孔質粒体内の薬剤が放出された後は、速やかに薬剤の効果（例えば、急速な凝結）が現れる。したがって、本発明の薬剤放出可能な粒体は、例えば、施工作業が終了するまでは良好な流動性を有し、その後は急速に凝結し硬化するセメント組成物の材料として用いることができる。
この際、アルカリ可溶性の物質の種類や、被覆層に含まれるアルカリ可溶性の物質の含有率や、被覆層の厚さ等を適宜定めれば、セメント組成物の如きアルカリ性の雰囲気中における薬剤の効果の発現時期を種々に調整することができる。
また、本発明の薬剤放出可能な粒体を用いることによって、施工現場にミキサー等の大規模な設備を設置することなく、近隣の生コンクリート工場で製造した超速硬性を有するセメント組成物を施工現場に搬送して良好な作業性を確保しつつ打設し、作業終了から所定時間経過後に急速に硬化させることが可能となる。
さらに、本発明の薬剤放出可能な粒体は、非常に小さな粉末状の粒体として形成することができ、セメント組成物中で混練しても骨材と衝突して破壊されることがないため、混練によってセメント組成物中に均一に分散させることができる。そして、均一に分散した薬剤放出可能な粒体は、アルカリ性雰囲気の影響を受ける一方、水和熱の大小による影響をほとんど受けないので、セメント組成物中の各部位で同時に同程度の凝結作用を及ぼすことができる。
本発明の薬剤放出可能な粒体を配合したモルタル等のセメント組成物の具体的用途としては、工事終了時から短時間の後に交通を開放することが要請される交通量の多い車道の道路工事等が挙げられる。
なお、本発明において、「セメント組成物」の語は、ペースト、モルタル、コンクリートを含むものである。

以下、本発明の薬剤放出可能な粒体の構造、製造方法等を詳しく説明する。
本発明の薬剤放出可能な粒体は、多孔質粒体と、該多孔質粒体の内部に収容された薬剤と、上記多孔質粒体の表面に形成された被覆層とからなるものである。
［多孔質粒体］
多孔質粒体の形態は、外表面から内部に通じる複数の孔を有し、かつ、これらの孔を通して本発明で用いる薬剤を収容し得るものである限り、特に限定されない。
多孔質粒体の好ましい形態の例として、内部空間を有する中空状に形成され、かつ当該内部空間と外部空間とを連通する複数の孔を有するものが挙げられる。この場合、中空状であるため、内部空間の容積が大きくなり、本発明で用いる薬剤を多量に収容することができる。
多孔質粒体の形状は、特に限定されることがなく、球状等の定形状でもよいし、あるいは塊状の多孔質体を粉砕するなどして得られる不定形状でもよい。
多孔質粒体の寸法は、粒体の最大寸法（球状の場合は粒径、棒状の場合は長手寸法）で好ましくは２〜２００μｍ、より好ましくは３〜１００μｍ、特に好ましくは５〜７０μｍである。該寸法が２μｍ未満では、セメント組成物に配合したときに水量の増加や分散性の不良を生じ易い。該寸法が２００μｍを超えると、セメント組成物に配合したときにセメント質硬化体の強度の低下等を招くおそれがある。多孔質粒体の粒度分布を概ね（例えば、８０質量％以上）、上記数値範囲（２〜２００μｍ）内に収めておくと、本発明の薬剤放出可能な粒体とセメント組成物の他の材料とを混練したときに、本発明の粒体が砂等の骨材と衝突して破壊されることがなく、しかも、セメント組成物中に本発明の粒体を均一に分散させることができる。

多孔質粒体の細孔容積は、好ましくは０．１〜５ｍｌ／ｇである。細孔容積が０．１ｍｌ／ｇ未満では、多孔質粒体の内部に薬剤を収容することが困難になることがある。細孔容積が５ｍｌ／ｇを超えると、吸水するなどしてセメント組成物の流動性に影響を与えることがある。
多孔質粒体の細孔径は、好ましくは１０〜１００ｎｍである。細孔径が１０ｎｍ未満では、多孔質粒体に薬剤を収容することが困難になることがあり、１００ｎｍを超えると、多孔質粒体の強度が低下する傾向がある。
多孔質粒体の比表面積は、好ましくは５０〜５００ｍ^２／ｇである。比表面積が５０ｍ^２／ｇ未満では、多孔質粒体による効果を発揮することができないばかりか、セメント組成物に配合したときにセメント質硬化体の強度の低下等を招くおそれがある。比表面積が５００ｍ^２／ｇを超えると、セメント組成物に配合したときに水量の増加や分散性の不良を生じ易い。
多孔質粒体の材質としては、セメント組成物（例えば、ペースト、モルタル、コンクリート等）の性状を害しないものであれば任意であり、例えば、シリカ質、アルミナ、炭酸カルシウム等が挙げられる。
特に、シリカ質は、中空状の粒体を形成し得ることに加えて、大きな強度を有し、中空状の粒体であっても、モルタルやコンクリートのような骨材を含むセメント組成物における混練時の衝撃に耐えることができるので、好ましく用いられる。また、シリカ質からなる粒体は、内部の薬剤を放出した後も、セメントとのポゾラン反応に利用されるので、セメント質硬化体の強度を低下させるなどの不都合を生じることがない。

シリカ質の多孔質粒体は、例えば、特公昭５７−５５４５４号公報に記載された製法によって製造することができる。
すなわち、シリカ質の多孔質粒体の製法の一例は、アルカリ金属珪酸塩及びアルカリ土類金属のハロゲン化物もしくは硝酸塩から選ばれた少なくとも１種の水溶性無機化合物（化合物Ｉ）の水溶液と、水に対する溶解度が５％以下の有機溶媒とを混合して、Ｗ／Ｏ型乳濁液となし、次いで、この乳濁液中の上記無機化合物（化合物Ｉ）と反応して水不溶性沈殿を生成させ得る水溶性無機化合物（化合物II）の水溶液を、上記乳濁液と混合するものである。
ここで、アルカリ金属珪酸塩の具体例としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等の珪酸塩が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物の具体例としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等の塩化物や臭化物が挙げられる。
アルカリ土類金属の硝酸塩の具体例としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等の硝酸塩が挙げられる。

水に対する溶解度が５％以下の有機溶媒としては、常温で液状を呈し、水溶性無機化合物（化合物Ｉ、II）と反応せず、水に対する溶解度が５％以下の水難溶性または水不溶性のものであれば任意の有機溶媒を用いることができる。
このような有機溶媒の具体例としては、ベンゼン、トルエン等の芳香族系有機化合物や、ヘプタン等の脂肪族系有機化合物や、原油等の天然資源から得られる各種有機化合物の混合物（例えば、ケロシン）等が挙げられる。
有機溶媒の使用量は、得られる乳濁液がＷ／Ｏ型となる限りにおいて特に限定されないが、得られる乳濁液中の割合で通常５０質量％以上、好ましくは７０〜８０質量％である。
Ｗ／Ｏ型乳濁液を得る方法は、常法に従えばよく、例えば、撹拌法、振とう法等が挙げられる。
Ｗ／Ｏ型乳濁液には、必要に応じて、乳化剤を配合することができる。乳化剤の例としては、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレート等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。乳化剤の使用量は、有機溶媒に対して好ましくは０．１〜３質量％である。

水不溶性沈殿を生成させるための水溶性無機化合物（化合物II）としては、水溶性無機化合物（化合物Ｉ）の種類に応じて種々の化合物を用いることができる。
例えば、化合物Ｉとしてアルカリ金属珪酸塩を用いる場合、化合物IIとして、アルカリ土類金属の塩化物、臭化物、硝酸塩の他、硫酸等の無機酸等を用いることができる。
ここで、化合物IIとしてアルカリ土類金属の塩化物等を用いた場合には、珪酸カルシウム、珪酸バリウム、珪酸ストロンチウム、珪酸マグネシウム等の水不溶性のアルカリ土類金属珪酸塩からなる沈殿物が生じる。化合物IIとして硫酸等の無機酸を用いた場合には、珪酸を主成分とする水不溶性の沈殿物が生じる。
化合物Ｉとしてアルカリ土類金属のハロゲン化物等を用いる場合、化合物IIとして、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等を用いることができる。この場合、化合物Ｉと化合物IIが反応して、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩からなる水不溶性の沈殿物が生じる。
化合物IIの使用量は、水溶液中の濃度で通常０．１モル／リットル以上、好ましくは０．１〜２．０モル／リットルである。
化合物Ｉと化合物IIの反応は、常温常圧下で良好に進行する。反応時間は通常３０分以内である。
化合物Ｉと化合物IIの反応が終了した後、生成した沈殿物を濾過等で固液分離し、得られた固形分を水洗し乾燥させると、本発明で用い得る多孔質粒体が得られる。

［薬剤］
本発明で用いられる薬剤の例としては、セメント組成物の凝結を促進することのできる混和剤（具体的には、凝結促進剤、急結剤等）や、セメント組成物中に埋設される鉄筋等の金属部材の錆の発生を防止するための防錆剤（具体的には、塩化物イオンを捕捉することのできる防錆剤）等が挙げられる。
本発明で用いられる凝結促進剤の例としては、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、苛性アルカリ（苛性ソーダ等）、アクリル酸のマグネシウム塩もしくはストロンチウム塩、硫酸アルミニウム、珪酸ナトリウム等が挙げられる。
本発明で用いられる急結剤の例としては、硫酸アルミニウム、亜硝酸カルシウム等が挙げられる。

本発明で用いられる薬剤は、通常、水溶液または懸濁液の状態で多孔質粒体に含浸される。そのため、薬剤は、水溶性または懸濁性を有し、かつ、水溶液または懸濁液の状態で多孔質粒体の孔を通過できるものが望ましい。急結剤であるカルシウムアルミネートは、水に接することで急速に反応を生じ、多孔質粒体の孔を通過することのできない固体分を生成するため、好ましくない。
薬剤は、多孔質粒体への含浸時には通常、水溶液または懸濁液の状態であるが、多孔質粒体内への収容後に加熱等によって水分を蒸発させた場合には、薬剤放出可能な粒体内に乾燥した状態で含まれることになる。

［被覆層］
被覆層は、アルカリ可溶性の物質を含む材料から形成されるものであり、本発明の薬剤放出可能な粒体の使用時に、セメント、水等からなるセメント組成物の液性であるアルカリ性雰囲気下で崩壊または溶出するものである。
アルカリ可溶性の物質としては、アルカリ性（例えば、ｐＨ１２〜１３）の液性雰囲気下で崩壊または溶出するものであれば任意の物質を用いることができるが、通常、アルカリ可溶性の有機化合物（特に、アルカリ可溶性の合成樹脂）が挙げられる。
アルカリ可溶性の有機化合物の具体例としては、例えば、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ｐ−クレゾールノボラック樹脂、ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）、酢酸ビニル重合体等が挙げられる。
このうち、スチレン−無水マレイン酸共重合体を用いる場合、該共重合体の数平均分子量は、好ましくは５，０００〜２０，０００である。該値が５，０００未満では、被覆層の強度が低下する。該値が２０，０００を超えると、被覆層が脆くなる。また、スチレン／無水マレイン酸のモル比は、好ましくは１／１〜３／１である。モル比が１／１未満では、被覆層が脆くなる。モル比が３／１を超えると、被覆層の強度が低下する。

被覆層の材料の好ましい例として、アルカリ可溶性の物質とアルカリ不溶性の物質の混合物が挙げられる。この場合、これら２種の物質の配合割合を適宜定めることによって、薬剤放出可能な粒体からの薬剤の放出時期を種々に調整することができる。
アルカリ不溶性の物質の例としては、ワックス類（石油ワックス等）、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、尿素樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
アルカリ可溶性の物質及びアルカリ不溶性の物質の種類は、アルカリ性雰囲気下で薬剤を放出せずに保持する時間（可使時間）の大小や、アルカリ性雰囲気中の温度等に応じて、適宜定めればよい。
アルカリ可溶性の物質／アルカリ不溶性の物質の質量基準の配合比は、特に限定されないが、好ましくは１／２０〜２／３、より好ましくは１／１０〜１／２である。該配合比が１／２０未満または２／３を超えると、薬剤の放出時期が早すぎたり遅すぎたりして、薬剤の放出時期を調整しようとする本発明の利点を十分に発揮することができないことがある。
被覆層の吸水性が大きい場合には、モルタル等の練り混ぜ水を多量に吸水しないように適宜、被覆層に撥水加工等の処理を施すことができる。この場合、撥水加工に用いる材料としては、シリコン系撥水剤等が挙げられる。
被覆層の厚さは、多孔質粒体の大きさによって異なり、特に限定されないが、好ましくは０．５〜１００μｍ、より好ましくは１〜８０μｍ、特に好ましくは３〜５０μｍである。被覆層の厚さが０．５μｍ未満または１００μｍを超えると、薬剤の放出時期が早すぎたり遅すぎたりして、薬剤の放出時期を調整しようとする本発明の利点を十分に発揮することができないことがある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を説明する。
図１は、本発明の薬剤放出可能な粒体の一例を概念的に示す断面図、図２は、本発明の薬剤放出可能な粒体の製造方法の一例を示すフロー図である。
図１中、薬剤放出可能な粒体１は、多孔質粒体２と、多孔質粒体２の内部に収容された薬剤３と、多孔質粒体２の外表面に形成された被覆層４とから構成されている。
多孔質粒体２は、内部空間を有する中空状の殻体であり、当該内部空間と外部空間とを連通する複数の孔５を有している。
薬剤３が凝結促進剤である場合、薬剤放出可能な粒体１は、セメント、水等と共に混合されると、セメント組成物の液性であるアルカリ性雰囲気下で被覆層４が次第に崩壊または溶出していき、最終的には、粒体１の周囲のセメント組成物中の水が、孔５を通って粒体１内に浸入し、内部の薬剤３と混合して、薬剤３を含む溶液または懸濁液となる。この溶液または懸濁液は、粒体１の外部に流出して、周囲のセメント組成物と混合され、セメント組成物の凝結を促進することになる。

次に、図１に示す薬剤放出可能な粒体の製造方法を、図２を参照して説明する。
まず、図２の（ａ）に示すように、多孔質粒体２を調製する。多孔質粒体２は、内部空間６を有する中空状の殻体からなり、当該殻体に複数の孔５を有するものである。
次に、図２の（ｂ）に示すように、凝結促進剤の如き所定の薬剤を含む水溶液（または懸濁液）７を、複数の孔５を通じて多孔質粒体２内に含浸させる。含浸の方法としては、例えば、多孔質粒体２と薬剤を含む水溶液（または懸濁液）７を混合し、常圧下または減圧下で混練分散した後、加熱等によって水分を蒸発させて乾燥させる方法が挙げられる。この場合、図２の（ｃ）に示すように、乾燥した薬剤３を含む多孔質粒体２が得られる。
その後、得られた薬剤３を含む多孔質粒体２と、アルカリ可溶性の物質を含む被覆層形成材料４を、常温下（通常、０〜４０℃）または加熱下（通常、４０〜１５０℃）で混合した後、冷却すれば、図２の（ｄ）に示すように、被覆層４を有する薬剤放出可能な粒体１が得られる。なお、被覆層４を形成させるには、スプレードライ等の方法を用いてもよい。
得られた粒体１は、セメント組成物中に配合する場合、セメント、水等の他の材料と共に投入して混練してもよいし、あるいは、他の材料を混練した後に追加材料として投入し、更に混練してもよい。

以下、本発明を実験例に基づいて説明する。
［薬剤放出可能な粒体の製造］
ケイ酸ナトリウム９水和物６０ｇを水１００ｇに溶解してなる水溶液と、１．５質量％の乳化剤（商品名「ノニオンＬＴ−２２１」、日本油脂社製）を含有するキシレン３００ｇとを混合した後、この混合液をホモジナイザーを用いて４，０００ｒｐｍで６分間撹拌し、Ｗ／Ｏ型乳化剤を得た。次いで、リン酸水素アンモニウム８０ｇを水５２０ｇに溶解してなる水溶液に対し、該水溶液の撹拌下に、上記Ｗ／Ｏ型乳化剤を滴下して、１時間反応させた。反応後の液を遠心分離して沈殿物を回収した。この沈殿物を水洗後、１２０℃で乾燥し、中空状のシリカ質の多孔質粒体を得た。この多孔質粒体１００ｇと、４０質量％の硫酸アルミニウム水溶液２５０ｇとを減圧下で混練し、多孔質粒体を液中に分散させた後、減圧下で加熱して水分を蒸発させ、硫酸アルミニウムを含む多孔質粒体を得た。
得られた多孔質粒体１００ｇと、石油ワックス１００ｇと、スチレン−無水マレイン酸共重合体（和信化学工業社製、数平均分子量：８，０００）２０ｇとを１２０℃の温度下で混練して、多孔質粒体を混練物中に分散させた後、この混練物を冷却し、表面に被覆層を有しかつ３３質量％の硫酸アルミニウム（凝結促進剤）を含む薬剤放出可能な粒体を得た。

［実施例１］
まず、下記の材料を用いてモルタルを調製した。このモルタルを用いて、直径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円柱供試体を作製し、混練から６時間後、８時間後、１０時間後、１２時間後の各時点において、耐圧試験機を用いてこの円柱供試体の圧縮強度を測定した。結果を表１に示す。
（１）使用材料
（ａ）セメント：普通ポルトランドセメント３４１ｋｇ
（ｂ）薬剤放出可能な粒体：セメントに対し４質量％の量の上述の作製済みの粒体
（ｃ）細骨材：静岡県浜岡産の陸砂６８２ｋｇ
（ｄ）減水剤：セメントに対し０．２５質量％の量の「ポゾリスＮＯ．７０」（商品名、ＮＭＢ社製）
（ｅ）水：水／セメントの質量比が４７．５％となる量の水

［比較例１］
薬剤放出可能な粒体を用いなかった他は実施例１と同様にして実験（圧縮強度の測定）を行った。結果を表１に示す。

［実施例２］
セメントとして早強ポルトランドセメント３４１ｋｇを用い、減水剤として、セメントに対し０．２５質量％の量の「ポゾリスＳＰ８Ｓ」（商品名、ＮＭＢ社製）を用い、水の配合量を水／セメントの質量比で３５％とした他は実施例１と同様にして実験（圧縮強度の測定）を行った。結果を表２に示す。
また、ＪＩＳ Ａ ５２０１記載のＪＩＳモルタルフローコーンを用いて、注水直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の各時点におけるモルタルの広がりを測定した。結果を表３に示す。

［比較例２］
薬剤放出可能な粒体を用いなかった他は実施例２と同様にして実験（圧縮強度及びモルタルの広がりの測定）を行った。結果を表２、表３に示す。
［比較例３］
薬剤放出可能な粒体を用いず、実施例１で用いた薬剤放出可能な粒体に含まれる硫酸アルミニウムと同量の硫酸アルミニウムを直接添加した他は、実施例１と同様にして、モルタルを調製した。
次いで、ＪＩＳ Ａ ５２０１記載のＪＩＳモルタルフローコーンを用いて、モルタルの広がりを測定した。結果を表３に示す。

表１〜表３から次のことがわかる。表１中、実施例１と比較例１の結果を比べると、材齢８時間までは両者の圧縮強度に大きな差は認められなかったが、材齢１０時間の時点で、実施例１の圧縮強度は、比較例１の圧縮強度の３倍程度と急激に増大している。
表２中、実施例２は、早強ポルトランドセメントを用いた例であり、材齢１０時間で２０ＭＰａ以上の圧縮強度を発現している。この圧縮強度の値は、車両の通行が可能な大きさである。一方、比較例２では、材齢１０時間でも圧縮強度が４ＭＰａ未満に留まり、早期強度発現性が劣っている。
表３中、実施例２では、注水後１２０分経過してもモルタルの広がりが１７０ｍｍ以上であり、良好な流動性を維持しているのに対し、凝結促進剤を直接配合した比較例３では、注水直後から流動性が低下し、注水後１２０分経過後には凝結が進んで測定不能となっている。
このように本発明の薬剤放出可能な粒体を用いた実施例１、２では、比較例１〜３と比べて、注水後の所定時間に亘る良好な流動性の確保と、注水から所定時間経過後の急激な強度の増大を共に実現している。

本発明の薬剤放出可能な粒体の一例を概念的に示す断面図である。 本発明の薬剤放出可能な粒体の製造方法の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１ 薬剤放出可能な粒体
２ 多孔質粒体
３ 薬剤
４ 被覆層
５ 孔
６ 内部空間
７ 薬剤を含む水溶液または懸濁液

Claims (8)

1. 多孔質粒体と、該多孔質粒体の内部に収容された薬剤と、上記多孔質粒体の表面に形成された被覆層とからなる薬剤放出可能な粒体であって、上記被覆層が、アルカリ可溶性の物質を含むことを特徴とする薬剤放出可能な粒体。
2. 上記被覆層が、アルカリ可溶性の物質とアルカリ不溶性の物質の混合物からなる請求項１に記載の薬剤放出可能な粒体。
3. 上記アルカリ可溶性の物質が、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ｐ−クレゾールノボラック樹脂、ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）、及び酢酸ビニル重合体からなる群より選ばれる一種以上である請求項１または２に記載の薬剤放出可能な粒体。
4. 上記多孔質粒体が、内部空間を有する中空状に形成され、かつ当該内部空間と外部空間とを連通する複数の孔を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬剤放出可能な粒体。
5. 上記多孔質粒体が、シリカ質の材料からなる請求項４に記載の薬剤放出可能な粒体。
6. 上記薬剤が、セメント組成物の凝結を促進することのできる混和剤である請求項１〜５のいずれか１項に記載の薬剤放出可能な粒体。
7. セメント、水、及び請求項１〜６のいずれか１項に記載の薬剤放出可能な粒体を含むことを特徴とするセメント組成物。
8. セメント、水、及び請求項６に記載の薬剤放出可能な粒体を含む材料を混練してセメント組成物を調製した後、該セメント組成物を打設し、所定時間経過後に該セメント組成物を急速に凝結させることを特徴とするセメント組成物の凝結時間の調整方法。
   

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