JP2007320832A - Grout composition and grout mortar using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grout composition and grout mortar using the grout composition having small temperature dependency and non-shrinkage, keeping excellent flowability and causing no bleeding or material separation, preventing temperature crack by suppression of heat of hydration and the reduction of dry shrinkage and to provide grout mortar. <P>SOLUTION: The grout composition comprises cement, an expanding admixture, a shrinkage reducing agent, a fiber, a water-reducing admixture, a foaming material and fine aggregate, wherein the expanding material comprises a calcium aluminoferrite-based expanding material and calcium sulfoaluminate-based expanding material and is contained by 2-10 pts. per 100 pts. cement. The calcium aluminoferrite-based expanding material is 2,000-6,000 cm<SP>2</SP>/g fineness expressed by Blaine specific surface area and the calcium sulfoaluminate-based expanding material has 4,000-11,000 cm<SP>2</SP>/g fineness expressed by Blaine specific surface area. The grout mortar is formed by blending the grout composition and water. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に、土木・建築分野において使用されるグラウト組成物およびそれを用いたグラウトモルタルに関する。   The present invention mainly relates to a grout composition used in the field of civil engineering and construction, and a grout mortar using the same.

従来、グラウト用のセメント混和材あるいはセメント系グラウト組成物としては、膨張物質と減水剤を主成分とするものが提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。
これらの材料は、いずれも作業性や充填性に優れ、グラウト工事を円滑に完了させる材料であった。
Conventionally, as a cement admixture or a cement-type grout composition for grout, those mainly composed of an expanding material and a water reducing agent have been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
All of these materials were excellent in workability and filling properties, and were materials that smoothly completed the grouting work.

最近では、グラウト材料に要求される性能は益々高まってきている。
グラウト材料の要求物性としては、(1)無収縮であること、(2)流動性が良好でその保持性が優れること、(3)ブリーディングや材料分離がないこと、及び(4)水和熱抑制による温度ひび割れがないことなどが挙げられる。
Recently, the performance required for grout materials has been increasing.
The required properties of grout materials are (1) no shrinkage, (2) good fluidity and excellent retention, (3) no bleeding or material separation, and (4) heat of hydration. For example, there is no temperature crack due to suppression.

さらに最近では、コンクリート構造物の補修・補強工事における断面修復や断面の増し打ち部に使用されることが多くなる傾向にあり、(5)乾燥収縮の低減によるひび割れ防止も求められるようになり、これら全ての要求性能を満足することが必要とされている。   More recently, there is a tendency to be frequently used for cross-section repair and increased cross-sections in repair and reinforcement work for concrete structures, and (5) crack prevention by reducing drying shrinkage has also been required. It is necessary to satisfy all these required performances.

しかしながら、従来のグラウト材料は、上記(1)〜(4)については要求を満たすものの、(5)の乾燥収縮の低減によるひび割れ防止についてはあまり検討がされず、性能をまだ充分に満足していないのが現状である。   However, the conventional grout materials satisfy the requirements for the above (1) to (4), but the investigation of crack prevention by reducing the drying shrinkage of (5) is not so much studied, and the performance is still sufficiently satisfied. There is no current situation.

また、充填箇所によっては、さらなる高流動化が要求される場合もあり、特に高温下では著しく泡が発生することがある。   Further, depending on the filling location, further higher fluidization may be required, and bubbles may be remarkably generated particularly at high temperatures.

多量に泡が発生するとグラウト材料とコンクリートとの付着がとれなくなるだけではなく、材料分離を起こす可能性があり、グラウト材料とコンクリートとの間に間隙が生じることが考えられ、施工上の課題となっている(非特許文献1参照)。   If a large amount of foam is generated, not only adhesion between the grout material and the concrete will be lost, but also material separation may occur, and a gap may be created between the grout material and the concrete. (See Non-Patent Document 1).

一方、土木・建築分野で使用される膨張材は一般に、水和反応でエトリンガイトを生成するエトリンガイト系膨張材と、水酸化カルシウムを生成する石灰系膨張材の2種類に大別される。   On the other hand, expansion materials used in the civil engineering / architecture field are generally roughly classified into two types: ettringite-based expansion materials that generate ettringite by a hydration reaction and lime-based expansion materials that generate calcium hydroxide.

膨張材は、主にコンクリートの収縮補償によるひび割れ防止、充填、及びケミカルプレストレスの導入等を目的に使用される。
ひび割れ防止を目的とする場合、大部分が現場打ちコンクリート用途であり、乾燥収縮を膨張により補償したり、水和熱による温度ひび割れを防止する。
また、充填を目的とする場合、PC桁のジョイント部、橋梁の支承部、及び機械据付部等の充填用モルタル又はコンクリートへ使用される。
これらの用途では、高流動性、ノンブリーディング性、及び無収縮性等の要求性能が必要なため、品質確保の面から、セメント、砂、膨張材、及び混和剤が、あらかじめプレミックスされた無収縮グラウト材として工場で製造された製品が多く使用されている。
そして、ケミカルプレストレスの導入を目的とする場合、ヒューム管やボックスカルバートなどの工場製品への利用が主である。
The expansion material is used mainly for the purpose of crack prevention, filling, and introduction of chemical prestress by compensation for shrinkage of concrete.
When the purpose is to prevent cracking, the majority is used for cast-in-place concrete, which compensates for drying shrinkage by expansion and prevents temperature cracking due to heat of hydration.
When filling is intended, it is used for filling mortar or concrete such as PC girder joints, bridge supports, and machine installations.
In these applications, required performance such as high fluidity, non-bleeding, and non-shrinkability is required. Therefore, cement, sand, expansion material, and admixture are pre-mixed from the viewpoint of quality assurance. Many products manufactured in factories are used as shrink grout materials.
For the purpose of introducing chemical prestress, it is mainly used for factory products such as fume pipes and box culverts.

特開2003−171162号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-171162 特開2001−329263号公報JP 2001-329263 A 「高強度グラウト材の充填性に関する実験研究」、日本建築学会大会学術講演梗概集、No.1313、1995年8月"Experimental research on filling properties of high-strength grout materials", Summary of the Annual Conference of Architectural Institute of Japan, No.1313, August 1995

本発明者は、前記課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、特定のグラウト組成物を採用することにより前記課題が解決できるとの知見を得て本発明を完成するに至った。   As a result of various studies to solve the above problems, the present inventor has obtained knowledge that the above problems can be solved by adopting a specific grout composition, and has completed the present invention.

即ち、本発明は、セメント、膨張材、収縮低減剤、繊維、減水剤、発泡物質、及び細骨材からなり、膨張材が、カルシウムアルミノフェライト系膨張材とカルシウムサルフォアルミネート系膨張材からなり、該膨張材が、セメント100部に対して、2〜20部であるグラウト組成物であり、カルシウムアルミノフェライト系膨張材が、セメント100部に対し、1〜10部である該グラウト組成物であり、カルシウムアルミノフェライト系膨張材の粉末度が、ブレーン比表面積値で、2,000〜6,000cm2/gである該グラウト組成物であり、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材が、セメント100部に対し、1〜10部である該グラウト組成物であり、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材の粉末度が、ブレーン比表面積値で、4,000〜11,000cm2/gである該グラウト組成物であり、さらに、デキストリンを含有してなる該グラウト組成物、該グラウト組成物と水とを配合してなるグラウトモルタル、水が、セメントと膨張材からなる結合材100部に対して、30〜55部である該グラウトモルタルである。 That is, the present invention comprises a cement, an expansion material, a shrinkage reducing agent, a fiber, a water reducing agent, a foamed material, and a fine aggregate, and the expansion material is composed of a calcium aluminoferrite-based expansion material and a calcium sulfoaluminate-based expansion material. The expansion material is a grout composition that is 2 to 20 parts per 100 parts of cement, and the grout composition is that the calcium aluminoferrite-based expansion material is 1 to 10 parts per 100 parts of cement. The grout composition has a fineness of calcium aluminoferrite-based expansion material having a Blaine specific surface area value of 2,000 to 6,000 cm 2 / g, and the calcium sulfoaluminate expansion material is added to 100 parts of cement. against a said grout composition from 1 to 10 parts, fineness of calcium monkey follower aluminate expansion material, with the Blaine specific surface area value, the grounding is 4,000~11,000cm 2 / g The grout composition further comprising dextrin, the grout mortar formed by blending the grout composition and water, and the water is 100 parts by weight of the binder and cement. 30 to 55 parts of the grout mortar.

本発明のグラウト組成物を使用することにより、温度依存性が小さく、無収縮性を有し、良好な流動性を保持し、ブリーディングや材料分離を発生せず、水和熱抑制により温度ひび割れを防止し、乾燥収縮の低減によりひび割れ防止性能を有するグラウトモルタルを提供することが可能である。   By using the grout composition of the present invention, temperature dependence is small, it has no shrinkage, maintains good fluidity, does not cause bleeding and material separation, and suppresses thermal cracking by suppressing heat of hydration. Therefore, it is possible to provide a grout mortar having a crack prevention performance by reducing drying shrinkage.

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明で使用する部や%は特に規定のない限り質量規準である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The parts and percentages used in the present invention are mass standards unless otherwise specified.

本発明は、セメント、膨張材、収縮低減剤、繊維、減水剤、発泡物質、及び細骨材からなり、膨張材が、カルシウムアルミノフェライト系膨張材とカルシウムサルフォアルミネート系膨張材からなり、セメント100部に対して、2〜10部であるグラウト組成物であり、該グラウト組成物と水とを混練りして、グラウトモルタルを調製するものである。   The present invention consists of cement, expansion material, shrinkage reducing agent, fiber, water reducing agent, foamed material, and fine aggregate, and the expansion material is composed of a calcium aluminoferrite-based expansion material and a calcium sulfoaluminate-based expansion material, The grout composition is 2 to 10 parts per 100 parts of cement, and the grout composition and water are kneaded to prepare grout mortar.

本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱等各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカ、又は石灰石粉末等を混合した各種混合セメント、並びに、廃棄物利用型セメント、いわゆるエコセメントなどが挙げられる。   As the cement used in the present invention, various portland cements such as normal, early strength, super early strength, low heat, and moderate heat, various blends in which blast furnace slag, fly ash, silica, limestone powder or the like is mixed with these portland cements. Examples thereof include cement and waste-use cement, so-called eco-cement.

本発明で使用する膨張材としては、主に、膨張性、流動性、及び保水性保持の面からカルシウムアルミノフェライト系膨張材と、主に、膨張性や泡の発生を抑制させる効果の面からカルシウムサルフォアルミネート系膨張材を併用する。   As the expansion material used in the present invention, mainly from the viewpoint of expansion, fluidity, and water retention, calcium aluminoferrite-based expansion material, mainly from the aspect of the effect of suppressing the expansion and generation of foam. Use calcium sulfoaluminate-based expansion material in combination.

膨張材は、CaO原料、Al2O3原料、Fe2O3原料、及びCaSO4原料を所定の割合になるよう配合し、電気炉やロータリーキルンなどを用いて、一般的には、1,100〜1,600℃で熱処理して製造される。1,100℃未満では得られた膨張材の膨張性能が充分でない場合があり、1,600℃を超えると無水石膏が分解する場合がある。
CaO原料としては石灰石や消石灰等が、Al2O3原料としてはボーキサイトやアルミ残灰等が、Fe2O3原料としては銅カラミや市販の酸化鉄等が、並びに、CaSO4原料としては二水石膏、半水石膏、及び無水石膏等が挙げられる。
The expansion material is a mixture of CaO raw material, Al 2 O 3 raw material, Fe 2 O 3 raw material, and CaSO 4 raw material in a predetermined ratio, and is generally 1,100 to 1,600 using an electric furnace or rotary kiln. Manufactured by heat treatment at ℃. If the temperature is lower than 1,100 ° C., the expansion performance of the obtained expansion material may not be sufficient, and if it exceeds 1,600 ° C., anhydrous gypsum may decompose.
Limestone and slaked lime are used as CaO raw materials, bauxite and aluminum residual ash are used as Al 2 O 3 raw materials, copper calami and commercially available iron oxide are used as Fe 2 O 3 raw materials, and two types of CaSO 4 raw materials are used. Examples thereof include water gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum.

本発明で使用するカルシウムアルミノフェライト系膨張材(以下、C4AF膨張材という)は、CaO-Al2O3-Fe2O3 系化合物、遊離石灰、及び石膏類を主体とする膨張材を総称するものであり特に限定されるものではない。
CaO-Al2O3-Fe2O3 系化合物は、一般的に、CaOをC、Al2O3 をA、Fe2O3をFとすると、C4AFやC6AF2 などと示される化合物がよく知られている。通常はC4AFとして存在していると考えて良い。
本発明のC4AF膨張材の粉末度は、ブレーン比表面積値(以下、ブレーン値という)で2,000cm2/g以上が好ましく、2,000〜6,000cm2/gがより好ましい。2,000cm2/g未満では、膨張量が大きく、圧縮強度が小さくなるだけでなく、ブリーディングが生じやすくなる場合があり、6,000cm2/gを超えると良好な流動性を保持する時間が短くなる場合があるだけでなく、膨張量が小さく、充分な収縮低減効果が得られない場合がある。
C4AF膨張材の使用量は、セメント100部に対して、1〜10部が好ましく、2〜8部がより好ましい。1部未満では良好な流動性が得られない場合があるだけでなく、収縮低減効果が小さくなる場合があり、10部を超えると圧縮強度が小さくなる場合があるだけでなく、凝結遅延を生じる場合がある。
The calcium aluminoferrite-based expansion material used in the present invention (hereinafter referred to as C 4 AF expansion material) is an expansion material mainly composed of CaO—Al 2 O 3 —Fe 2 O 3 -based compounds, free lime, and gypsum. It is a generic name and is not particularly limited.
CaO-Al 2 O 3 -Fe 2 O 3 series compounds are generally expressed as C 4 AF, C 6 AF 2 etc., where CaO is C, Al 2 O 3 is A and Fe 2 O 3 is F. The compounds are well known. You can think of it as C 4 AF.
The fineness of the C 4 AF expandable material of the present invention is preferably 2,000 cm 2 / g or more, more preferably 2,000 to 6,000 cm 2 / g, in terms of a specific surface area value of brain (hereinafter referred to as “brane value”). If it is less than 2,000 cm 2 / g, not only will the amount of expansion be large and the compressive strength will be reduced, but bleeding may occur easily, and if it exceeds 6,000 cm 2 / g, the time for maintaining good fluidity will be shortened. In addition to the case, there are cases where the expansion amount is small and a sufficient shrinkage reduction effect cannot be obtained.
The amount of C 4 AF expansion material used is preferably 1 to 10 parts, more preferably 2 to 8 parts, per 100 parts of cement. If it is less than 1 part, not only good fluidity may not be obtained, but also the shrinkage reduction effect may be reduced, and if it exceeds 10 parts, not only the compressive strength may be reduced, but also a setting delay is caused. There is a case.

本発明で使用するカルシウムサルフォアルミネート系膨張材(以下、CSA膨張材という)は、CaO-CaSO4-Al2O3系からなり、遊離石灰、アウイン、及び無水石膏を主体とする膨張材を総称するものであり特に限定されるものではないが、一般的に、CaO をC、Al2O3 をA、CaSO4をSとすると、CSAと示される化合物が良く知られている。
CSA膨張材の粉末度は、ブレーン値で4,000cm2/g以上が好ましく、4,000〜11,000cm2/gがより好ましい。4,000cm2/g未満では泡の発生、ブリーディングの抑制効果が小さい場合があり、11,000cm2/gを超えると良好な流動性を保持する時間が短くなる場合がある。
CSA膨張材の使用量は、セメント100部に対して、1〜10部が好ましく、2〜8部がより好ましい。1部未満では泡の発生、ブリーディングの抑制効果が小さい場合があり、10部を超えると流動性保持時間が短くなる場合がある。
The calcium sulfoaluminate-based expansion material (hereinafter referred to as CSA expansion material) used in the present invention is composed of CaO-CaSO 4 -Al 2 O 3 system, and mainly includes free lime, auin, and anhydrous gypsum. In general, a compound represented by CSA is well known when CaO is C, Al 2 O 3 is A, and CaSO 4 is S.
Fineness of CSA Expansive is preferably 4,000 cm 2 / g or more in Blaine value, 4,000~11,000cm 2 / g is more preferable. If it is less than 4,000 cm 2 / g, the effect of suppressing foaming and bleeding may be small, and if it exceeds 11,000 cm 2 / g, the time for maintaining good fluidity may be shortened.
The amount of CSA expansion material used is preferably 1 to 10 parts, more preferably 2 to 8 parts, per 100 parts of cement. If the amount is less than 1 part, the effect of suppressing foam generation and bleeding may be small, and if it exceeds 10 parts, the fluidity retention time may be shortened.

C4AF膨張材とCSA膨張材からなる膨張材の使用量は、セメント100部に対して、2〜20部が好ましく、4〜15部がより好ましい。2部未満では収縮低減効果が小さい場合があり、20部を超えても収縮低減効果が期待できないばかりか、圧縮強度が小さくなる場合がある。 The amount of the expansion material composed of the C 4 AF expansion material and the CSA expansion material is preferably 2 to 20 parts, more preferably 4 to 15 parts with respect to 100 parts of cement. If it is less than 2 parts, the shrinkage reduction effect may be small, and if it exceeds 20 parts, the shrinkage reduction effect cannot be expected, and the compression strength may be low.

本発明で使用する収縮低減剤は、硬化後のグラウトモルタルの乾燥収縮を抑制し、ひび割れの発生を抑制するために用いる。
収縮低減剤を構成する収縮低減成分としては、R0(A0)nH(Rは炭素数4〜6のアルキル基、Aは炭素数2〜3の一種又は二種のアルキレン基、nは1〜10の整数)で示される低級アルコールのアルキレンオキサイド付加物を主体としたものや、一般式X{0(A0)nR}m(ただし、Xは2〜8個の水素基を有する化合物の残基、A0は炭素数2〜18のオキシアルキレン基、Rは水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基、又は炭素数2〜18のアシル基、nは30〜1,000、mは2〜8)で示され、そのオキシアルキレン基の60モル%以上はオキシエチレン基であるポリオキシアルキレン誘導体等を使用することが可能である。
収縮低減剤の使用量は、セメント100部に対して、1〜6部が好ましく、2〜5部がより好ましい。1部未満では乾燥収縮低減効果が小さい場合があり、6部を超えると、凝結遅延や強度の低下を生じる場合がある。
The shrinkage reducing agent used in the present invention is used for suppressing drying shrinkage of the grout mortar after curing and suppressing the occurrence of cracks.
As the shrinkage reducing component constituting the shrinkage reducing agent, R0 (A0) nH (R is an alkyl group having 4 to 6 carbon atoms, A is one or two alkylene groups having 2 to 3 carbon atoms, and n is 1 to 10). Or an alkylene oxide adduct of a lower alcohol represented by the general formula X {0 (A0) nR} m (where X is a residue of a compound having 2 to 8 hydrogen groups), A0 is an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms, R is a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 18 carbon atoms, n is 30 to 1,000, m is 2 to 8) It is possible to use a polyoxyalkylene derivative or the like in which 60 mol% or more of the oxyalkylene group is an oxyethylene group.
The amount of the shrinkage reducing agent used is preferably 1 to 6 parts, more preferably 2 to 5 parts, relative to 100 parts of cement. If it is less than 1 part, the drying shrinkage reduction effect may be small, and if it exceeds 6 parts, a setting delay or a decrease in strength may occur.

本発明で使用する繊維は、繊維を混入していないモルタルでは引張強度が圧縮強度に比して小さいこと、そのため、ひび割れが発生しやすいこと、さらに、破壊時の挙動が脆性的になることを改善する目的で使用するもので特に限定されるものではなく、一般に市販されているものが使用可能であり、具体的には、高強度のビニロン繊維やポリエチレン繊維等が挙げられる。
繊維の使用量は、グラウト組成物100容量部中、0.01〜1.0容量部が好ましく、0.05〜0.5容量部がより好ましい。0.01容量部未満ではひび割れ抑制効果が得られない場合があり、1.0容量部を越えると流動性が低下する場合がある。
The fiber used in the present invention has a tensile strength smaller than that of the compressive strength in the mortar not mixed with the fiber, so that cracking is likely to occur, and further, the behavior at the time of breaking becomes brittle. It is used for the purpose of improving and is not particularly limited, and commercially available products can be used, and specific examples include high-strength vinylon fibers and polyethylene fibers.
The amount of fiber used is preferably 0.01 to 1.0 part by volume and more preferably 0.05 to 0.5 part by volume in 100 parts by volume of the grout composition. If it is less than 0.01 part by volume, the crack suppressing effect may not be obtained, and if it exceeds 1.0 part by volume, the fluidity may be lowered.

本発明で使用する減水剤は、セメントに対する分散作用や空気連行作用を有し、流動性改善や強度増進するものであり、具体的には、ポリアルキルアリルスルホン酸塩の縮合物、ナフタレンスルホン酸塩の縮合物、リグニンスルホン酸塩の縮合物、メラミンスルホン酸塩の縮合物、及びポリカルボン酸塩の縮合物等が挙げられる。これらの減水剤は全て粉末状で使用することができ、本発明ではこれらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。
減水剤の使用量は、セメント100部に対して、0.05〜4部が好ましい。0.05部未満では所定の流動性が得られない場合があり、4部を超えると材料分離の発生や圧縮強度が低下する場合がある。
The water reducing agent used in the present invention has a dispersing action and air entraining action on cement, and improves fluidity and increases strength. Specifically, a polyalkylallyl sulfonate condensate, naphthalene sulfonic acid Examples thereof include a salt condensate, a lignin sulfonate condensate, a melamine sulfonate condensate, and a polycarboxylate condensate. All of these water reducing agents can be used in the form of powder, and in the present invention, one or more of these can be used.
The amount of water reducing agent used is preferably 0.05 to 4 parts per 100 parts of cement. If it is less than 0.05 part, the predetermined fluidity may not be obtained, and if it exceeds 4 parts, the occurrence of material separation and the compression strength may be reduced.

本発明で使用する発泡物質は特に限定されるものではないが、グラウトモルタルの初期膨張性を得るため、水と混練後に気体を発生する物質であり、この作用によりグラウトモルタルの沈下現象を防止し、構造物との一体化を図る目的で使用される。その具体例としては、例えば、金属粉末や過酸化物質等が挙げられる。なかでもアルミニウム粉末が好ましいが、アルミニウム粉末の表面は酸化されやすく酸化皮膜で覆われると反応性が低下するため、植物油、鉱物油、又はステアリン酸等で表面処理したアルミニウム粉末が好ましい。
発泡物質の使用量は、セメント100部に対して、0.0001〜0.003部が好ましい。0.0001部未満では膨張量が極めて少なくなる場合があり、0.003部を超えると膨張量が大きく強度定価が著しくなる場合がある。
The foaming material used in the present invention is not particularly limited, but in order to obtain the initial expansibility of the grout mortar, it is a substance that generates a gas after kneading with water, and this action prevents the settlement phenomenon of the grout mortar. Used for the purpose of integration with the structure. Specific examples thereof include metal powder and a peroxide material. Of these, aluminum powder is preferable. However, since the surface of the aluminum powder is easily oxidized and the reactivity decreases when covered with an oxide film, aluminum powder surface-treated with vegetable oil, mineral oil, stearic acid or the like is preferable.
The amount of the foamed material used is preferably 0.0001 to 0.003 parts with respect to 100 parts of cement. If the amount is less than 0.0001 part, the amount of expansion may be extremely small. If the amount exceeds 0.003 part, the amount of expansion may be large and the strength price may be remarkable.

本発明で使用する細骨材としては特にその材質は限定されるものではないが、通常使用されている川砂、海砂、砕砂、及び珪砂等が使用可能であり、プレミックス製品として使用する際にはそれらの乾燥砂が好ましく、その最大粒径は5.0mm以下であることが好ましい。
細骨材の使用量は、セメントと膨張材からなる結合材100部に対して、90〜250部が好ましい。90部未満では収縮量が多くなる場合があり、250部を超えると強度や流動性が低下する場合がある。
The material for the fine aggregate used in the present invention is not particularly limited, but commonly used river sand, sea sand, crushed sand, silica sand, etc. can be used, and when used as a premix product. These dry sands are preferable, and the maximum particle size is preferably 5.0 mm or less.
The amount of the fine aggregate used is preferably 90 to 250 parts with respect to 100 parts of the binder composed of cement and an expansion material. If it is less than 90 parts, the amount of shrinkage may increase, and if it exceeds 250 parts, the strength and fluidity may decrease.

本発明では、グラウト組成物と水を混練りして、グラウトモルタルを調製する。   In the present invention, the grout mortar is prepared by kneading the grout composition and water.

本発明で使用する練混ぜ水量は特に限定されるものではないが、通常、結合材100部に対して、30〜55部が好ましく、35〜50部がより好ましい。この範囲外では、流動性が低下したり、材料分離が発生する場合があり、強度発現性が低下する場合もある。   The amount of kneading water used in the present invention is not particularly limited, but is usually preferably 30 to 55 parts, more preferably 35 to 50 parts with respect to 100 parts of the binder. Outside this range, fluidity may be reduced, material separation may occur, and strength development may be reduced.

本発明では、部材断面の大きな箇所へ多量のグラウトを行う際に発生する水和熱を抑制する目的でデキストリンを使用することが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use dextrin for the purpose of suppressing the heat of hydration generated when a large amount of grout is applied to a portion having a large member cross section.

本発明で使用するデキストリンとは、デンプンを酸と共に加熱分解して得られる可溶性デンプンを総称するものであり、別名ばい焼デンプンとも呼ばれている。特に、冷水可溶分が5〜55%のものが好ましく、10〜50%のものがより好ましい。冷水可溶分が10%未満では充分な水和熱抑制効果が得られない場合があり、55%を超えると強度発現性が低下する場合がある。   The dextrin used in the present invention is a generic term for soluble starch obtained by thermally decomposing starch with acid, and is also called roasted starch. In particular, those having a cold water soluble content of 5 to 55% are preferable, and those having 10 to 50% are more preferable. If the cold water soluble content is less than 10%, a sufficient effect of suppressing hydration heat may not be obtained, and if it exceeds 55%, strength development may be reduced.

本発明で言う冷水可溶分とは、デキストリンが温度21℃の蒸留水に溶解した量を意味するものであり、具体的には、デキストリン10gを200mlのフラスコに入れ、温度21℃の蒸留水150mlを加えて1時間後にろ別し、そのろ液を蒸留乾固して得られたデキストリンを供試デキストリンに対する割合で示したものである。
デキストリンの使用量は、セメント100部に対して、0.05〜1.5部が好ましく、0.1〜1.0部がより好ましい。0.05部未満では充分な水和熱抑制効果が発揮できない場合があり、1.5部を超えると強度発現性が低下する場合がある。
The cold water-soluble component referred to in the present invention means the amount of dextrin dissolved in distilled water at a temperature of 21 ° C. Specifically, 10 g of dextrin is placed in a 200 ml flask and distilled water at a temperature of 21 ° C. 150 ml was added and filtered after 1 hour, and the dextrin obtained by distilling the filtrate to dryness was shown as a ratio to the test dextrin.
The amount of dextrin used is preferably 0.05 to 1.5 parts, more preferably 0.1 to 1.0 parts, relative to 100 parts of cement. If it is less than 0.05 part, sufficient hydration heat suppression effect may not be exhibited, and if it exceeds 1.5 part, strength development may be reduced.

本発明では、さらに、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、急硬材、及び凝結調整剤のうちの一種又は二種以上を、また、高分子エマルジョン、ポゾラン微粉末、ベントナイトなどの粘土鉱物、及びハイドロタルサイトなどのアニオン交換体等のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。   In the present invention, one or more of antifoaming agents, thickeners, rust preventives, antifreeze agents, quick hardening materials, and setting modifiers, and also polymer emulsion, pozzolanic fine powder, bentonite It is possible to use one or two or more of clay minerals such as hydrotalcite and the like within a range that does not substantially impair the object of the present invention.

本発明において、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合してもよく、また、あらかじめその一部あるいは全部を混合しておいてもよい。   In the present invention, the mixing method of each material is not particularly limited, and the respective materials may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance.

混合装置としては、既存のいかなる装置の使用も可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、V型ミキサ、及びナウターミキサなどが使用可能である。   As the mixing apparatus, any existing apparatus can be used. For example, a tilting cylinder mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, and a Nauter mixer can be used.

以下に実験例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実験例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to experimental examples below, but the present invention is not limited to these experimental examples.

実験例1
セメント100部に対して、表1に示す膨張材Aと膨張材B、収縮低減剤3部、減水剤1.5部、及び発泡物質0.0016部、結合材100部に対して、細骨材180部と水43部、並びに、グラウト組成物100容量部中、繊維0.15容量部を添加して、高速ハンドミキサを用い練り混ぜしグラウトモルタルを作製し、その流動性とブリーディング率を測定し、作製したグラウトモルタルを型枠に打設し、長さ変化率、体積膨張率、凝結時間、及び圧縮強度を測定した。結果を表1に併記する。
Experimental example 1
For 100 parts of cement, expandable materials A and B shown in Table 1, 3 parts of shrinkage reducing agent, 1.5 parts of water reducing agent, 0.0016 parts of foamed material, and 180 parts of fine aggregate for 100 parts of binder, 43 parts of water, and 0.15 parts by volume of fiber in 100 parts by weight of the grout composition, kneaded using a high-speed hand mixer to prepare a grout mortar, its fluidity and bleeding rate were measured, and the prepared grout The mortar was placed in a mold and the length change rate, volume expansion rate, setting time, and compressive strength were measured. The results are also shown in Table 1.

<使用材料>
セメント :普通ポルトランドセメント、密度3.15g/cm3、市販品
膨張材A :C4AF膨張材、密度3.05g/cm3、ブレーン値3,000cm2/g、市販品
膨張材B :CSA膨張材、密度2.83g/cm3、ブレーン値6,000cm2/g、市販品
収縮低減剤:粉末収縮低減剤、市販品
繊維 :ビニロン繊維、密度1.30g/cm3、市販品
減水剤 :ナフタレンスルホン酸系減水剤、市販品
発泡物質 :アルミニウム粉末、市販品
細骨材 :石灰石砕砂、密度2.62g/cm3
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement, density 3.15 g / cm 3 , commercial product expansion material A: C 4 AF expansion material, density 3.05 g / cm 3 , brain value 3,000 cm 2 / g, commercial product expansion material B: CSA expansion material, Density 2.83g / cm 3 , Brain value 6,000cm 2 / g, Commercial shrinkage reducing agent: Powder shrinkage reducing agent, Commercially available fiber: Vinylon fiber, Density 1.30g / cm 3 , Commercial water reducing agent: Naphthalene sulfonic acid water reduction Agent, foamed material on the market: Aluminum powder, fine aggregate on the market: crushed limestone, density 2.62 g / cm 3

<測定方法>
流動性 :土木学会標準示方書(JSCE-F541-1999)「充てんモルタルの流動性試験方法」に準じてJ14漏斗流下値を練混ぜ直後と30分後に測定
ブリーディング率:土木学会標準示方書(JSCE-F542-1999)「充てんモルタルのブリーディング率および膨張率試験方法」に準じてブリーディング率を測定
長さ変化率:日本道路公団試験方法(JHS 416 1999)「断面修復材の品質規格試験方法」に準じて、グラウトモルタルを、20℃、80%RHの恒温恒湿室で型枠に打設し、2日脱型後、20℃、50%RHの気中養生として測定
体積膨張率:土木学会標準示方書(JSCE-F542-1999)「充てんモルタルのブリーディング率および膨張率試験方法」に準じて、グラウトモルタルを、20℃、80%RHの恒温恒湿室で型枠に打設し、打設後1日に測定
凝結時間 :JIS A 1147 2001 「コンクリートの凝結時間試験方法」に準じて、グラウトモルタルを、20℃、80%RHの恒温恒湿室で型枠に打設し終結時間を測定
圧縮強度 :土木学会標準示方書(JSCE-G541-1999) 「充てんモルタルの圧縮強度試験方法」に準じて、グラウトモルタルを、20℃、80%RHの恒温恒湿室で型枠に打設し、1日後からの養生を20℃水中養生として、材齢28日の圧縮強度を測定
<Measurement method>
Liquidity: Civil Engineers Standard How to Display Form (JSCE-F541-1999) immediately after kneading the J 14 funnel falling values according to "Test Method of Flowability for Filling Mortar" and 30 minutes after the measurement Bleeding Rate: Civil Engineers Standard How to Display Form ( JSCE-F542-1999) Bleeding rate measured according to "Testing method for bleeding rate and expansion rate of filling mortar" Length change rate: Japan Highway Public Corporation test method (JHS 416 1999) "Quality standard test method for cross-section restoration materials" The grout mortar was placed in a mold in a constant temperature and humidity chamber at 20 ° C and 80% RH, and after demolding for 2 days, it was measured as an air curing at 20 ° C and 50% RH. The grout mortar was placed in a mold in a constant temperature and humidity chamber at 20 ° C and 80% RH in accordance with the Society Standard Specification (JSCE-F542-1999) "Testing method for bleeding rate and expansion rate of filled mortar" One day after placing, setting time: JIS A 1147 2001 "When setting concrete In accordance with “Intermediate test method”, grout mortar is placed in a mold in a constant temperature and humidity chamber at 20 ° C and 80% RH, and the termination time is measured. Compressive strength: JSCE-G541-1999 According to “Compressive strength test method for filling mortar”, grout mortar was placed in a mold in a constant temperature and humidity chamber of 20 ° C. and 80% RH, and the curing after one day was set as 20 ° C. water curing. Measure the compressive strength of the day

実験例2
セメント100部に対して、表2に示す膨張材A5部、膨張材B5部、収縮低減剤3部、減水剤1.5部、及び発泡物質0.0016部、結合材100部に対して、細骨材180部と水43部、並びに、グラウト組成物100容量部中、繊維0.15容量部を混合してグラウトモルタルを調製したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表2に併記する。
Experimental example 2
180 parts of cement for 100 parts of cement, 5 parts of intumescent material B, 5 parts of intumescent material, 3 parts of shrinkage reducing agent, 1.5 parts of water reducing agent, 0.0016 part of foamed material, 100 parts of binder, and fine aggregate 180 The same procedure as in Experimental Example 1 was conducted except that 0.15 parts by volume of fibers were mixed in 100 parts by weight of water and 43 parts of water and 100 parts by weight of the grout composition. The results are also shown in Table 2.

実験例3
セメント100部に対して、膨張材A5部、表3に示す膨張材B5部、収縮低減剤3部、減水剤1.5部、及び発泡物質0.0016部、結合材100部に対して、細骨材180部と水43部、並びに、グラウト組成物100容量部中、繊維0.15容量部を混合してグラウトモルタルを調製したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に併記する。
Experimental example 3
With respect to 100 parts of cement, 5 parts of expansion material A, 5 parts of expansion material B shown in Table 3, 3 parts of shrinkage reducing agent, 1.5 parts of water reducing agent, 0.0016 parts of foaming material, and 100 parts of binder, fine aggregate 180 The same procedure as in Experimental Example 1 was conducted except that 0.15 parts by volume of fibers were mixed in 100 parts by weight of water and 43 parts of water and 100 parts by weight of the grout composition. The results are also shown in Table 3.

実験例4
セメント100部に対して、表4に示す膨張材Aと膨張材Bの等量混合物からなる膨張材、収縮低減剤3部、減水剤1.5部、及び発泡物質0.0016部、結合材100部に対して、細骨材180部と水43部、並びに、グラウト組成物100容量部中、繊維0.15容量部を混合してグラウトモルタルを調製し、その流動性とブリーディング率を測定し、調製したグラウトモルタルを型枠に打設し、長さ変化率、体積膨張率、凝結時間、及び圧縮強度を測定し、ひび割れ抵抗性の評価を行ったこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表4に併記する。
Experimental Example 4
For 100 parts of cement, for expansion material consisting of an equal mixture of expansion material A and expansion material B shown in Table 4, 3 parts of shrinkage reducing agent, 1.5 parts of water reducing agent, 0.0016 parts of foaming material, and 100 parts of binding material In addition, 180 parts of fine aggregate and 43 parts of water, and 100 parts by volume of the grout composition, 0.15 parts by volume of fibers were mixed to prepare a grout mortar, its fluidity and bleeding rate were measured, and the prepared grout mortar Was subjected to the same procedure as in Experimental Example 1 except that the length change rate, the volume expansion rate, the setting time, and the compressive strength were measured and the crack resistance was evaluated. The results are also shown in Table 4.

<測定方法>
ひび割れ抵抗性:JIS A 1132「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」記載の直径10cm×高さ20cmの円柱鋼製型枠に外径6cm、内径5.2cmの鋼製円筒管を中心にセットし、円柱鋼製型枠と鋼製円筒管の間隙に調整したグラウトモルタルを流し込み、翌日に脱型後、20℃、50%RHの気中養生でひび割れ発生の観察を行った。材齢91日後の観察時にひび割れ発生がないものを良、材齢28日後の観察時にひび割れ発生があるものを可、材齢7日後の観察時にひび割れ発生があるものを不可として評価した。
<Measurement method>
Crack resistance: Set in a cylindrical steel mold with a diameter of 10 cm and a height of 20 cm as described in JIS A 1132 “How to make a specimen for concrete strength test”, centering on a steel cylindrical tube with an outer diameter of 6 cm and an inner diameter of 5.2 cm. Then, the adjusted grout mortar was poured into the gap between the cylindrical steel formwork and the steel cylindrical tube, and after the mold was removed the next day, the occurrence of cracking was observed by air curing at 20 ° C. and 50% RH. Evaluations were made with a material that did not crack when observed after 91 days of age as good, a material that cracked when observed after 28 days of material, and a material that did not crack when observed after 7 days of material.

実験例5
セメント100部に対して、膨張材A5部、膨張材B5部、収縮低減剤3部、減水剤1.5部、及び発泡物質0.0016部、結合材100部に対して、細骨材180部、表5に示すデキストリン、及び水温30℃の水43部、並びに、グラウト組成物100容量部中、繊維0.15容量部を混合してグラウトモルタルを調製し、その流動性とブリーディング率を測定し、作製したグラウトモルタルを型枠に打設し、長さ変化率、体積膨張率、及び断熱温度上昇量を測定したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表5に併記する。
Experimental Example 5
For 100 parts of cement, 5 parts of expansion material A, 5 parts of expansion material B, 3 parts of shrinkage reducing agent, 1.5 parts of water reducing agent, 0.0016 part of foamed material, 180 parts of fine aggregate for 100 parts of binder, Table 5 A grout mortar was prepared by mixing 0.15 parts by volume of fiber in 100 parts by weight of the dextrin and water at 30 ° C. and 100 parts by weight of the grout composition, and measuring its fluidity and bleeding rate. The test was conducted in the same manner as in Experimental Example 1 except that the mortar was placed in a mold and the length change rate, volume expansion rate, and adiabatic temperature rise were measured. The results are also shown in Table 5.

<使用材料>
デキストリンa:冷水可溶分5%
デキストリンb:冷水可溶分10%
デキストリンc:冷水可溶分30%
デキストリンd:冷水可溶分50%
デキストリンe:冷水可溶分55%
<Materials used>
Dextrin a: 5% soluble in cold water
Dextrin b: cold water soluble 10%
Dextrin c: 30% soluble in cold water
Dextrin d: 50% soluble in cold water
Dextrin e: 55% soluble in cold water

<測定方法>
断熱温度上昇量:試料容量0.01m3の断熱ポットを小型の変温室に入れ、モルタル温度と変温室の温度が常に同じになるように制御する東京理工社製の断熱温度上昇量測定装置を用いて測定した。
<Measurement method>
Adiabatic temperature rise: Using a heat insulation temperature rise measuring device manufactured by Tokyo Riko Co., Ltd., which places a heat insulation pot with a sample volume of 0.01 m 3 in a small temperature changer and controls the mortar temperature and the temperature of the temperature changer to always be the same. Measured.

実験例6
セメント100部に対して、膨張材A5部、膨張材B5部、収縮低減剤3部、減水剤1.5部、及び発泡物質0.0016部、結合材100部に対して、細骨材180部と表6に示す水、並びに、グラウト組成物100容量部中、繊維0.15容量部を混合してグラウトモルタルを調製したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表6に併記する。
Experimental Example 6
For 100 parts of cement, 5 parts of expansion material A, 5 parts of expansion material B, 3 parts of shrinkage reducing agent, 1.5 parts of water reducing agent, 0.0016 part of foaming material, 180 parts of fine aggregate for 100 parts of binding material and Table 6 The same procedure as in Experimental Example 1 was conducted except that 0.15 parts by volume of fibers were mixed with 100 parts by weight of the water and the grout composition to prepare grout mortar. The results are also shown in Table 6.

表1〜表6により本発明のグラウト組成物は、適切な体積膨張率を保持し、優れた流動性や流動保持性を得て、ブリーディングの発生や凝結遅延もなく、水和熱抑制があり、低収縮性であり、高いひび割れ抵抗性を有することが分かる。
本発明のセメント系グラウト組成物を使用することにより、従来にない低収縮性、高いひび割れ抵抗性を付与することが可能となる。
According to Tables 1 to 6, the grout composition of the present invention maintains an appropriate volume expansion coefficient, obtains excellent fluidity and fluidity retention, has no bleeding and no set delay, and has a heat of hydration suppression. It can be seen that it has low shrinkage and high crack resistance.
By using the cementitious grout composition of the present invention, it is possible to impart unprecedented low shrinkage and high crack resistance.

本発明のグラウト組成物を用いることにより、無収縮性を有し、流動性が良好で、に優れ、ブリーディングや材料分離がなく、水和熱抑制効果が大きく、しかも、乾燥収縮量が小さく、ひび割れ抵抗性の高いグラウト材料が得られ、土木・建築構造物の一般工事から補修工事の広範囲の用途に利用可能である。   By using the grout composition of the present invention, it has no shrinkage, good flowability, excellent bleeding, no material separation, great hydration heat suppression effect, and low drying shrinkage, A grouting material with high crack resistance can be obtained, and it can be used for a wide range of applications from general construction of civil engineering and building structures to repair work.

Claims (8)

セメント、膨張材、収縮低減剤、繊維、減水剤、発泡物質、及び細骨材からなり、膨張材が、カルシウムアルミノフェライト系膨張材とカルシウムサルフォアルミネート系膨張材からなり、該膨張材が、セメント100部に対して、2〜20部であるグラウト組成物。   Cement, expansion material, shrinkage reducing agent, fiber, water reducing agent, foaming material, and fine aggregate. The expansion material is composed of calcium aluminoferrite expansion material and calcium sulfoaluminate expansion material. A grout composition that is 2 to 20 parts per 100 parts of cement. カルシウムアルミノフェライト系膨張材が、セメント100部に対し、1〜10部である請求項1に記載のグラウト組成物。   The grout composition according to claim 1, wherein the calcium aluminoferrite-based expansion material is 1 to 10 parts with respect to 100 parts of cement. カルシウムアルミノフェライト系膨張材の粉末度が、ブレーン比表面積値で、2,000〜6,000cm2/gである請求項1又は請求項2に記載のグラウト組成物。 The grout composition according to claim 1 or 2 , wherein the fineness of the calcium aluminoferrite-based expansion material is 2,000 to 6,000 cm 2 / g in terms of Blaine specific surface area. カルシウムサルフォアルミネート系膨張材が、セメント100部に対し、1〜10部である請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項に記載のグラウト組成物。   The grout composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the calcium sulfoaluminate-based expansion material is 1 to 10 parts relative to 100 parts of cement. カルシウムサルフォアルミネート系膨張材の粉末度が、ブレーン比表面積値で、4,000〜11,000cm2/gである請求項1〜請求項4のうちのいずれか一項に記載のグラウト組成物。 The grout composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the calcium sulfoaluminate-based expansion material has a fineness of 4,000 to 11,000 cm 2 / g as a Blaine specific surface area value. さらに、デキストリンを含有してなる請求項1〜請求項5のうちのいずれか一項に記載のグラウト組成物。   Furthermore, the grout composition as described in any one of Claims 1-5 containing dextrin. 請求項1〜請求項6のうちのいずれか一項に記載のグラウト組成物と水とを配合してなるグラウトモルタル。   A grout mortar obtained by blending the grout composition according to any one of claims 1 to 6 and water. 水が、セメントと膨張材からなる結合材100部に対して、30〜55部である請求項7に記載のグラウトモルタル。   The grout mortar according to claim 7, wherein the water is 30 to 55 parts with respect to 100 parts of the binder composed of cement and an expansion material.
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