JP2005314154A - グラウト用混和剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定して高い流動性を有し、実際のＰＣ構造物へのグラウト施工にあたってもブリーディングの発生が確実に無く、かつ自己収縮の小さいグラウトを得ることができるグラウト用混和剤を提供する。
【解決手段】 ポリカルボン酸系セメント分散剤と、増粘剤と、石灰系混和材とを含んでなるグラウト用混和剤であって、前記石灰系混和材はＣａＯを５０〜９２重量％含有するクリンカと石膏とを粉砕した混合物である。ポリカルボン酸系セメント分散剤、増粘剤、石灰系混和材のいずれも粉末状とし、これらをプレミックスして一材型とすることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、土木、建築分野で使用されるグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物に関し、詳しくは、プレストレストコンクリート（ＰＣ）構造物（以下、ＰＣ構造物と呼ぶ）を製造する際に使用されるＰＣグラウトの材料として好適なグラウト用混和剤に関する。

ＰＣ構造物を製造する工法のひとつとして、コンクリート部材に金属やプラスチック製などのシース管を埋め込んでダクトを形成し、ＰＣ鋼材をダクトの中に通した後、緊張させることでコンクリート部材にプレストレスを導入するポストテンション工法がある。ここで、ＰＣ鋼材とコンクリート硬化物との間の一体性を確保することや、腐食から保護する等の目的でダクト内にはグラウト（以下、ＰＣグラウトと呼ぶ）が注入される。

ＰＣグラウトには、材料の分離が無くブリーディングの発生が無いことや、安定して良好な流動性を有し空隙を残さずダクト内に注入できること、ＰＣ鋼材とコンクリート硬化物との間の一体性を確保すること、ＰＣ鋼材を腐食させないこと、十分な圧縮強度を有することなどの性能が求められている。

そして、更に、近年のＰＣ構造物の長大化に対応するためのＰＣグラウトの性能として、材料分離を起こさず（ブリーディングが発生せず）高い流動性を長時間（６０分程度）保持できることが要求されている。また、ＰＣ鋼材とコンクリート部材の硬化物との間の一体性を確保し、かつグラウト硬化体を塩分などから遮断するために、グラウト硬化体を密実かつ低収縮とする必要もある。

そのため、最近では、混和剤として減水剤と有機系増粘剤を使用することにより水量増加を抑え、比較的長い可使時間とブリーディングの発生を防止したノンブリーディングタイプのＰＣグラウトが開発され改良が加えられている。

例えば、石灰石粉末を配合して低粘性とし、流動性の長時間確保を図ったものや（特開平２−１０２１６２号公報）、石灰石粉末とナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物などを主成分とする高性能減水剤及び増粘剤を配合することで（特開平９−３０８５５号公報）、ブリーディングを防止し、かつ流動性も長時間確保するものがある。しかしながら、長大なＰＣ構造物を対象とした場合、いずれの方法も作業性向上及び良好な充填性のために必要である安定して高い流動性を十分に満足するものではなかった。

また、プレミックス型低粘性ＰＣグラウトで、ブリーディングの発生が無く、硬化物の自己収縮を防止しているものも開発されている（特開２００２−２８５１５２号公報）。しかし、これらのＰＣグラウトも含め、これまでのＰＣグラウトにおけるブリーディング試験の多くはポリエチレン袋を用いた「ＰＣグラウトのブリーディング率及び膨張率試験方法（ポリエチレン袋方法）（ＪＳＣＥ−Ｆ５３２−１９９９）」で行われており、この試験方法ではＰＣ鋼材を配するＰＣ構造物へのグラウトの施工時におけるＰＣ鋼材の影響が考慮されていないので、この方法でブリーディングの発生が無い場合であっても、実際にＰＣ鋼材を配するＰＣ構造物にグラウトを注入施工するとブリーディングが発生するという結果を招くことがあった。このことから、ＰＣ構造物にグラウトを注入施工する場合には、上記ポリエチレン袋法に代わる方法でグラウトのブリーディング試験を行う必要があった。
特開平２−１０２１６２号公報 特開平９−３０８５５号公報 特開２００２−２８５１５２号公報

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、近年のＰＣ構造物の長大化に適応可能なＰＣグラウトを得るべく、安定して高い流動性を有し、実際のＰＣ構造物への注入施工においてもブリーディングの発生が確実に無く、かつ自己収縮の小さいグラウトを得ることができるグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物を提供することを目的とする。より詳細には、ＪＰロートによる流動性試験方法で混練直後の流下時間が５秒未満でかつ６０分経過後の流下時間の増加が２秒未満であるとともに、１．５ｍ鉛直管法によるブリーディング率が０．３％未満であり、材齢２８〜８４日での自己収縮量が−３００×１０^-6未満となるグラウトを得るためのグラウト用混和剤を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るグラウト用混和剤は、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、増粘剤と、石灰系混和材とを含んでなり、前記石灰系混和材がＣａＯを５０〜９２重量％含有するクリンカと石膏とを粉砕した混合物であるものである。上記のポリカルボン酸系セメント分散剤、増粘剤、石灰系混和材のいずれもが粉末状であって、これらをプレミックスしてなる一材型のものが好ましい。上記のグラウト用混和剤は、石灰系混和材１００重量部に対し、ポリカルボン酸系セメント分散剤５〜６０重量部、増粘剤０．５〜４０重量部とすることが好ましい。

本発明に係るグラウト用混和剤は、有機系収縮低減剤を更に含むことができる。有機系収縮低減剤の配合割合は、石灰系混和材１００重量部に対し、有機系収縮低減剤５〜２００重量部とすることが好ましい。また、本発明に係るグラウト用混和剤は、無機系フィラーを更に含むことができる。無機系フィラーとしては、石灰石微粉末、フライアッシュなどを使用できる。無機系フィラーの配合割合は、石灰系混和材１００重量部に対し、無機系フィラー５〜３００重量部とすることが好ましい。

また、本発明に係るグラウト用混和剤は、セメントと混合して、セメント系グラウト組成物とすることができる。上記セメントとしては、特に限定されず、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメントなどを使用することができる。

本発明によれば、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、増粘剤と、石灰系混和材とを配合し、前記石灰系混和材がＣａＯを５０〜９２重量％含有するクリンカと石膏とを粉砕した混合物であるので、安定して高い流動性を有し、実際のＰＣ構造物へのグラウト注入施工にあたってブリーディングの発生が０．３％未満であり、かつ自己収縮の小さいグラウトを得ることができるグラウト用混和剤を提供することができる。

詳しくは、混練直後のＪＰロート流下時間が５秒未満で、６０分経過後の流下時間の増加が２秒未満となるので、従来用いられてきたグラウトに比べて、高い流動性を安定して長時間確保することができ、長大なＰＣ構造物や鋼材が過密に配置されている部位に対しても、低い注入圧で短時間に注入工事を行うことができる。また、実際のＰＣ構造物へのグラウト注入施工状況に近いＰＣ鋼より線を配置した１．５ｍ鉛直管法による分離抵抗性試験においてもブリーディング率が０．３％未満とブリーディング防止効果に優れる。したがって、実際のＰＣ構造物へのグラウト注入施工にあたって、これまで以上に確実にブリーディングの発生を防止できる。これらのことにより、ＰＣ鋼材とコンクリート部材との間の一体性を確保することができるので、ＰＣ構造物の耐久性を向上させることができる。さらに、水／結合材比が低い場合でも自己収縮が−３００×１００^-6未満と小さいため、ひび割れ等の発生が少ない硬化体を形成でき、ＰＣ鋼材を腐食から保護することもできる。

本発明に係るグラウト用混和剤は、ポリカルボン酸系セメント分散剤、増粘剤、石灰系混和材のいずれもが粉末状であって、これらをプレミックスしてなる一材型のものとすることで、セメント及び水と該混和剤を混練するだけで簡便に本発明の目的とするグラウトが得られ、安定した品質のグラウトを製造することができる。また、有機系収縮低減剤を更に配合することで、グラウトの自己収縮をより抑制することができる。さらに、無機系フィラーを混和することで、上記の各構成材料をプレミックスする時、各材料を均一に分散することができる。

以下に、本発明に係るグラウト用混和剤及びこのグラウト用混和剤を用いたセメント系グラウト組成物の実施の形態について詳細に説明する。
（グラウト用混和剤）
先ず、本発明に係るグラウト用混和剤について説明する。このグラウト用混和剤は、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、増粘剤と、石灰系混和材とを含んでなり、前記石灰系混和材はＣａＯを５０〜９２重量％含有するクリンカと石膏とを粉砕した混合物である。なお、本発明に係るグラウト用混和剤は、必要により、有機系収縮低減剤、無機系フィラーを更に含むことができる。また、上記の各使用材料をいずれも粉末状としプレミックスした一材型のものとして得ることができる。

１．使用材料
本発明に係るグラウト用混和剤に配合されるポリカルボン酸系セメント分散剤は、ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする。このような高分子化合物としては、−ＣＯＯＭ基（Ｍは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機アミンを示す）及びポリアルキレングリコール鎖を有する（メタ）アクリル酸系共重合体、又はポリアルキレングリコールアルケニルエーテル−無水マレイン酸共重合体（ただし、多価金属塩を除く）等が好ましい。ポリアルキレングリコール鎖としては、炭素数２〜４のポリアルキレングリコール鎖が好ましく、より好ましくは−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ（Ｒ^a）Ｏ）_b−で示されるものである。ここで、Ｒ^aは水素原子又はメチル基を示し、ｂは２〜２００が好ましい。

上記（メタ）アクリル酸系共重合体の好ましいものとしては、全構成単位中に、下記式（１）で示される構成単位（１）を４０〜８０モル％、下記式（２）で示される構成単位（２）を２〜２５モル％、下記式（３）で示される構成単位（３）を３〜２０モル％及び下記式（４）で示される構成単位（４）を１〜４５モル％の割合で有する数平均分子量２０００〜５００００の（メタ）アクリル酸系共重合体が挙げられる。

上記式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁴及びＲ⁵は同一又は異なって水素原子又はメチル基を示し、Ｒ³及びＲ⁶は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｍ¹は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機アミンを示し、Ｘは−ＳＯ₃Ｍ²又は−Ｏ−Ｐｈ−ＳＯ₃Ｍ²（ここで、Ｍ²は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機アミンを示し、Ｐｈはフェニレン基を示す）を示し、ｎは２〜２００の整数を示す。

上記式（１）〜（４）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁴及びＲ⁵は、メチル基が好ましい。またＲ³及びＲ⁶としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基が挙げられ、就中、メチル基が好ましい。また、Ｍ¹としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルカノールアミン等が好ましく、特に、水に対する溶解性の面からナトリウムが好ましい。また基Ｘ中のＭ²としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、アンモニウム及びエタノールアミン等のアルカノールアミン等の有機アミンが挙げられる。これらのうちＸとしては、−ＳＯ₃Ｎａが好ましい。また、（４）式中のｎは２〜２００であるが、５〜１０９が好ましく、特に２０〜１０９、更に３０〜１０９が好ましい。構成単位（１）は４０〜８０モル％であることが好ましく、特に４５〜７５モル％であることが好ましい。構成単位（２）は２〜２５モル％であることが好ましく、特に５〜２０モル％であることが好ましい。構成単位（３）は３〜２０モル％であることが好ましく、特に５〜１５モル％であることが好ましい。また、構成単位（４）は１〜４５モル％であることが好ましく、特に３〜４０モル％であることが好ましい。なお、構成単位のモル％は、（１）〜（４）の全構成単位を１００モル％とした場合の夫々の構成単位のモル％を示す。

また特に、上記（メタ）アクリル酸系共重合体の好ましいものとしては、全構成単位中に、下記式（５）で示される構成単位（５）を４０〜７０モル％、下記式（６）で示される構成単位（６）を５〜３０モル％、下記式（７）で示される構成単位（７）を１〜２０モル％、下記式（８）で示される構成単位（８）を１〜３０モル％及び下記式（９）で示される構成単位（９）を１〜３０モル％の割合で有する数平均分子量２０００〜５００００の（メタ）アクリル酸系共重合体が挙げられる。

上記式中、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹³及びＲ¹⁴は同一又は異なって水素原子又はメチル基を示し、Ｒ⁹、Ｒ¹²及びＲ¹⁵は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｍ³は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機アミンを示し、Ｙは−ＳＯ₃Ｍ⁴又は−Ｏ−Ｐｈ−ＳＯ₃Ｍ⁴（ここで、Ｍ⁴は水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機アミンを示し、Ｐｈはフェニレン基を示す）を示し、ｍは２〜２００の整数を示し、ｐは２〜１０９の整数を示す。

上記式（５）〜（９）中、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹³及びＲ¹⁴はメチル基が好ましい。また、Ｒ⁹、Ｒ¹²及びＲ¹⁵としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基が挙げられ、就中、メチル基が好ましい。また、Ｍ³及びＭ⁴としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルカノールアミン等が好ましく、特にナトリウムが好ましい。また基Ｙとしては−ＳＯ₃Ｎａが好ましい。（８）式中のｍは２〜２００であるが、５〜１０９が好ましく、特に２０〜１０９が好ましく、更に３０〜１０９が好ましい。また、（９）式中のｐは２〜１０９であるが、５〜５０が好ましい。構成単位（５）は４０〜７０モル％であることが好ましく、特に４５〜６５モル％であることが好ましい。構成単位（６）は５〜３０モル％であることが好ましく、特に８〜２３モル％であることが好ましい。構成単位（７）は１〜２０モル％であることが好ましく、特に１〜１５モル％であることが好ましい。構成単位（８）は１〜３０モル％であることが好ましく、特に５〜２５モル％であることが好ましい。また、構成単位（９）は１〜３０モル％であることが好ましく、特に３〜２５モル％であることが好ましい。なお、構成単位のモル％は（５）〜（９）の全構成単位の合計を１００モル％とした場合の夫々の構成単位のモル％を示す。

上記構成単位からなる（メタ）アクリル酸系共重合体としては、数平均分子量２０００〜５００００（ＧＰＣ法、ポリエチレングリコール換算）のものが好ましく、３５００〜３００００のものがより好ましい。

一方、上記マレイン酸系共重合体としては、メチルポリエチレングリコールビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレングリコールアリルエーテル−無水マレイン酸共重合体、メチルポリエチレングリコールアリルエーテル−無水マレイン酸共重合体、メタクリル酸メチルポリエチレングリコール−マレイン酸共重合体等が挙げられる。マレイン酸系共重合体の好ましい数平均分子量（ＧＰＣ法、ポリエチレングリコール換算）は、３０００〜２０００００、特に３０００〜８００００が好ましい。

このセメント分散剤は主として低水比でも低粘性化による良好な流動性を長時間確保するために使用する。ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とするセメント分散剤は、ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物やメラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物を主成分とする従来の分散剤に比べ、流動化性能及び流動性の保持性が高い。

本発明に係るプレミックスタイプのグラウト用混和剤に用いられる粉末状のセメント分散剤は、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液を乾燥粉末化することにより得ることができる。乾燥粉末化は混練攪拌を行いながら実施することが好ましい。なお、乾燥粉末化する前に、上記の液に、亜硫酸塩などの還元性無機化合物と、アミン系化合物などの還元性有機化合物とを添加することが好ましい。これらの各添加量（固形分）は、ポリカルボン酸系高分子化合物の固形分含有量の０．０１〜２．５重量％とすることが好ましい。また、上記の液はｐＨ７〜９に調整しておくことも好ましい。特開２００１−００２７８８号公報に記載の粉末状水硬性組成物用分散剤は、高い減水作用があり、本発明に係るグラウト用混和剤に用いるセメント分散剤として好適である。

本発明に係るグラウト用混和剤に配合される増粘剤は、セルロース系高分子化合物を主成分とするものが好ましい。例えば、９０ＭＰ−４Ｔ（松本油脂製薬株式会社製）やメトローズ９０ＳＨ（信越化学工業株式会社製）、ＳＦＣＡ２０００（信越化学工業株式会社製）などである。これらは通常粉末状で市販されているのでプレミックス品にも適用できる。

本発明に係るグラウト用混和剤に配合される石灰系混和材は、ＣａＯを５０〜９２重量％含有するクリンカと石膏とを粉砕した混合物である。クリンカーとしては、主要鉱物組成として、３ＣａＯ・ＳｉＯ₂−２ＣａＯ・ＳｉＯ₂−ＣａＯ−間隙物質、３ＣａＯ・ＳｉＯ₂−ＣａＯ−間隙物質、及び２ＣａＯ・ＳｉＯ₂−ＣａＯ−間隙物質からなる群から選ばれた１種または２種以上を含むものが好ましい。石膏としては、無水石膏、半水石膏、二水石膏のいずれも使用することができる。クリンカーと石膏の混合割合は、クリンカー１００重量部に対して石膏５〜５０重量部を混合することが好ましい。なお、混合物には生石灰をさらに加えることもできる。この場合、クリンカと生石灰の合計１００重量部において、クリンカが２０重量部以上であり、クリンカ組成物と生石灰の合計１００重量部に対して石膏５〜５０重量部を混合することが好ましい（特開２００１−３９７４８号公報に記載のものを含む）。このような石灰系混和材は、膨張機能が高いことから、自己収縮に対する補償に優れている。また、安定して高い流動性を得ることも阻害しない。さらに、石灰系混和材は、水との反応が速いため、ブリーディングの発生に対しても優れた防止作用がある。

本発明に係るグラウト用混和剤は、必要により、有機系収縮低減剤を配合することができる。有機系収縮低減剤は、主としてグラウトの自己収縮を抑制し、硬化グラウトにひび割れが発生しないようにするために使用する。有機系収縮低減剤を構成する有機系収縮低減成分としては、下記式（Ｉ）で表されるアルキレンオキシド重合物を化学構造の骨格に有するものなどが使用できる。
Ｒ¹Ｏ（ＡＯ）_nＲ² ・・・（Ｉ）
式中、Ｒ¹及びＲ²は、互いに独立して、水素基、アルキル基、フェニル基、シクロアルキル基等であり、Ａは炭素数２〜３の１種のアルキレン基又はランダム若しくはブロック重合させた２種のアルキレン基であり、ｎは２〜２０の整数である。特に、Ｒ²が水素基である有機系収縮低減成分が好適に使用できる（特公昭５９−３４３０号公報に記載のものを含む）。

本発明に係るグラウト用混和剤にこのような有機系収縮低減剤を配合し、プレミックス品として調製するには、吸油性を有する無機系又は有機系の粉状体に、液状の有機系収縮低減成分を予め含浸させ、粉末状の形態にした粉状物とすればよい。無機系の粉状体としては、繊維状マグネシウムオキサイド等、有機系の粉状体としては、フェノール樹脂等を用いることができる（特開平２−１６４７５４号公報に記載のものを含む）。

本発明で用いる上記有機系収縮低減剤は、通常セメント硬化体の乾燥収縮を低減するために使用されている混和剤である。一般に、セメント硬化体の乾燥収縮は、乾燥によるメニスカスの形成により硬化体の毛細管中に引張応力が生じ、これが硬化体に弾性的な体積収縮を引き起こすとされている。また、有機系収縮低減剤は、硬化体空隙中の水の表面張力を低下させる作用があり、これにより毛細管中の引張応力が低下し、収縮量が低減されると考えられている。自己収縮の発生機構は、水和の進行に伴う自己乾燥により、硬化体の毛細管中に引張応力が生じて体積が収縮すると考えられるため、有機系収縮低減剤の添加は、自己収縮の低減にも効果がある。

また、本発明に係るグラウト用混和剤は、必要により、無機系フィラーを配合することができる。無機系フィラーとしては、石灰石微粉末、フライアッシュを使用することが好ましい。このような無機系フィラーを添加することで、上記の各使用材料をプレミックスする時、各使用材料を均一に分散することができる。

２．各使用材料の配合割合
本発明に係るグラウト用混和剤の各材料の配合割合は、石灰系混和材１００重量部に対し、ポリカルボン酸系セメント分散剤５〜６０重量部、増粘剤０．５〜４０重量部が好ましい。なお、任意成分である有機系収縮低減剤の配合割合は、石灰系混和材１００重量部に対し、有機系収縮低減剤５〜２００重量部が好ましい。また、任意成分である無機系フィラーの配合割合は、石灰系混和材１００重量部に対し、無機系フィラー５〜３００重量部が好ましい。

また、本発明に係るグラウト用混和剤を実際の施工にあたって用いる際には、セメント１００重量部に対して０．５〜４．０重量部、特に１．０〜２．０重量部を添加することが好ましい。

（セメント系グラウト組成物）
次に、本発明に係るグラウト用混和剤を用いたセメント系グラウト組成物について説明する。このセメント系グラウト組成物は、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、増粘剤と、石灰系混和材と、セメントとを含んでなり、前記石灰系混和材はＣａＯを５０〜９２重量％含有するクリンカと石膏とを粉砕した混合物であるものである。すなわち、上記説明したプレミックスしてなる一材型のグラウト用混和剤である。

１．使用材料
セメント系グラウト組成物は、セメントの他、前記グラウト用混和剤と同様に、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、増粘剤と、所定の石灰系混和材とを必須成分とする。また、必要により、有機系収縮低減剤、無機系フィラーを含むことができる。これらについては既に説明したので、ここでの詳細な説明は省略する。

セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の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、ハイフローセメント等の高ビーライト系セメントなどを使用することができる。その中でも、高い流動性を確保するとともにグラウト硬化体の自己収縮を低減してひび割れ等の発生を防止するため、高ビーライト系セメントを使用することが好ましい。高ビーライト系セメントとは、普通ポルトランドセメントの主成分であるエーライトの含有量を減らし、中庸熱ポルトランドセメントより更にビーライト含有量を多くして、水和熱を一層低くした低熱ポルトランドセメントをいう。高ビーライト系セメントとしては、ビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ₂）を４０重量％以上含有するものが好適に使用できる。特に、ビーライト含有量が５０重量％以上であり、ブレーン比表面積が４５００ｃｍ²／ｇ以下のものがより好ましい。低粘性化して高い流動性を長時間確保するために好適だからである。

セメント系グラウト組成物は、セメントに加え、必要に応じて混和材を含むことができる。混和材としては、特に、水和活性のない無機系微粉末が好ましい。このような水和活性のない無機系微粉末を添加することで、得られるグラウト中の塩化物イオン量を低減させることができるとともに、自己収縮量をより低減させる効果があり、グラウトの品質を向上させることができる。水和活性のない無機系微粉末としては、例えば、石灰石微粉末、珪石微粉末などを使用することができる。

セメント系グラウト組成物には、上記成分以外の他の成分、例えば、防錆剤、消泡剤などを必要に応じて適宜含むものであっても良い。

以下、本発明に係るグラウト用混和剤を用いたグラウトの試験例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

〔使用材料〕
・セメント
セメントとしては普通ポルトランドセメント（略号：ＯＰＣ）、早強ポルトランドセメント（略号：ＨＥＳ）、高炉Ｂ種セメント（略号：ＢＢ）を用いた。

・ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とするセメント分散剤
このセメント分散剤は、以下の製造方法により製造した。メタクリル酸ナトリウム５４モル％、メタリルスルホン酸ナトリウム７モル％、メチルアクリレート８モル％、メトキシポリ(ｎ＝４０)エチレングリコールメタクリルレート１６モル％並びにメトキシポリ(ｎ＝２３)エチレングリコールメタクリルレート１５モル％を重合させてなる分子量１１９００の高分子化合物を主成分とする固形分濃度４５％の水溶液各８００gに、ｐＨ調整のために１０重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液７５．２gを加えて常温で約３分間撹拌し、次いで、亜硫酸ソーダ及びトリエタノールアミンを、高分子化合物の固形分１００重量部に対して各０．５重量部添加し３分間撹拌した。これを処理容積が１Ｌのニーダー型混練撹拌機に入れて温度９０℃、３０ｔｏｒｒの減圧下で混練しながら濃縮・乾燥を行った。得られた粉粒体を粉砕機で粉砕し、分級して粒径５０〜５００μmの粉末（ＳＰ）を製造した。尚、該粉末の含水率は２．１重量％であった。

・増粘剤
増粘剤として、商品名：ＳＦＣＡ２０００（主成分：セルロースエーテル）（信越化学工業株式会社製）（略号：ＳＦＣＡ）を使用した。

・石灰系混和材
使用した石灰系混和材の化学成分、石膏量および粉末度（比表面積）を表１に示す。なお、II型無水石膏量は、クリンカー１００重量部に対する重量部を示す。

・水
水として水道水を使用した。

〔グラウトの製造〕
水を除く各材料を、表２に表す配合量となるようにあらかじめプレミックスし、さらにセメント１００重量部に対して水を所定量加え、グラウトミキサ（ＧＭ５０、回転数１０００ｒｐｍ）で３分間混練して、試験例１〜６のグラウトを製造した。

〔試験方法〕
得られたグラウトについて以下の試験を実施した。その結果を表３に示す。
（１）流動性
ＪＰロート流下時間測定方法
土木学会基準「ＰＣグラウト試験方法（ＪＳＣＥ−Ｆ５３１−１９９９）」に準じてＪＰロート流下時間を混練直後、６０分後、１２０分後及び１８０分後に測定した。ロートの排出口の内径は１４ｍｍのものを使用した。

（２）ブリーディング率
ブリーディング率測定方法
ブリーディング率は以下の２つの方法を用いて測定した。
＜ポリエチレン袋方法＞
土木学会基準「ＰＣグラウトのブリーディング率及び膨張率試験方法（ポリエチレン袋方法）（ＪＳＣＥ−Ｆ５３２−１９９９）」に準じて材齢３時間でのブリーディング率を測定した。

＜１．５ｍ鉛直管法＞
以下に図１を参照してこの１．５ｍ鉛直管法による試験方法を説明する。
図１に示すように、先ず、高さ１．５ｍ、外径８９ｍｍ、内径７９ｍｍのＰＶＣ製透明シース１０の中心に、長さ約１．５ｍ超の１Ｓ１５．２の鋼材２０を１本挿入した。そして、シース１０内に混練直後のグラウト１を１．４ｍの高さまで注入した。シース１０鋼材２０は、中心に穴が設けられたゴム製キャップ１２を用いて鋼材２０に固定した。材齢３時間と２４時間でシース１０内におけるブリーディング水３の有無を確認し、ブリーディング水３が発生していた場合、ピペットを用いてブリーディング水３の水量を測定した。そして、以下の式にてブリーディング率（％）を算出した。なお、１試験例あたり、鋼材２０を挿入した供試体３体と、比較用の鋼材２０を挿入しない供試体１体の合計４体について測定を行った。
ブリーディング率（％）＝（ブリーディング水の高さ）／（グラウトの高さ）

また、この時のグラウトの体積の変化率（％）についても、以下の式にて算出した。
体積変化率（％）＝（注入２４時間のグラウト高さ−注入直後のグラウト高さ）／（注入直後のグラウト高さ）×１００（％）

（３）自己収縮
自己収縮量測定方法
「ＪＩＳ Ｒ ６２０２−１９９７付属書１（石灰系混和材のモルタルによる膨張性試験方法）」で規定される型枠と拘束器具を使用して試験体を成型した。材齢２４時間で脱型した後、試験体の水分の出入りが無いようアルミ箔粘着テープでシールし、付属書に準じた方法で試験体の測長（基長）を行った。その後、材齢２８日、５６日及び８４日で測長を行い、各材齢における測長値の基長に対する変化割合（×１０^-6）を自己収縮量として算出した。

表３に示すように、試験例１〜５では、混練直後のＪＰロート流下時間が５秒未満で、かつ６０分経過後の流下時間の増加が２秒未満であり、良好な充填性を確保するために必要である安定して高い流動性を得ることができた。また、これら試験例は、ポリエチレン袋方法によるブリーディング率が０．０％であるとともに、１．５ｍ鉛直管法によるブリーディング率も０．３％未満であり、分離防止性能も良好であった。さらに、材齢２８〜８４日での自己収縮量が−３００×１０^-6未満であり、ひび割れなどが生じる危険が少なく、ＰＣ鋼材とコンクリート部材との間の一体性を確保することができる。

一方、試験例６は、ポリエチレン袋方法によるブリーディング率が０．０％であるものの、１．５ｍ鉛直管法によるブリーディング率が０．３％以上あり、実際のＰＣ構造物への注入施工においてブリーディングが発生してしまうことから、良好な結果を得ることはできなかった。

１．５ｍ鉛直管法によるブリーディング率測定試験方法の概要を示す模式図である。

符号の説明

１ グラウト
３ ブリーディング水
１０ ＰＶＣ製透明シース
１２ キャップ
２０ 鋼材

Claims (1)

1. ポリカルボン酸系セメント分散剤と、増粘剤と、石灰系混和材とを含んでなり、前記石灰系混和材がＣａＯを５０〜９２重量％含有するクリンカと石膏とを粉砕した混合物であるグラウト用混和剤。

Images