JP2008094668A - Grout composition and grout material using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grout composition which is easily kneaded and capable of suppressing hardening shrinkage occurring in the hardening of mortar and providing a non-shrinkage grout material to which high strength development is imparted, and to provide the grout material. <P>SOLUTION: The grout composition comprises cement, an expansive material, a water reducing agent and silica fume containing ≥97% SiO<SB>2</SB>and having pH4-7. The group composition comprises a deforming agent. The expansive agent is a calcium aluminoferrite based expansive material. The expansive material is contained by 1-4 pts. in 100 pts. binder comprising the cement, the expansive material and the silica fume. The water reducing agent is a polycarboxylate based water reducing agent. The silica fume has 5-20 m<SB>2</SB>/g BET specific surface area. The silica fume is contained by 3-20 pts. in 100 pts. binder. The grout material comprises the grout composition and water. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、土木・建築業界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材料に関する。   The present invention relates to a grout composition used in the civil engineering and construction industry, and a grout material using the same.

従来から、グラウト材料としては、セメントに減水剤を加えたものが一般的であり、さらに、膨張材、例えば、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材又は石灰系膨張材を配合し、ペーストやモルタルとして、土木、建築工事等に広く使用されている。   Conventionally, grout materials are generally cement-added water-reducing agents, and are further combined with an expansion material, for example, calcium sulfoaluminate-based expansion material or lime-based expansion material, as a paste or mortar. Widely used in civil engineering and construction work.

近年、コンクリートの品質が、高性能化、高品質化し、構造物そのものが複雑化するにつれグラウト材料に要求される性能が多様化するとともに高度化している。   In recent years, as the quality of concrete has become higher and higher, and the structure itself has become more complex, the performance required for grout materials has become diversified and sophisticated.

グラウト材料、特に、無収縮グラウト材料は、ＰＣグラウト、プレパックドコンクリート用グラウト、トンネルやシールド裏込めグラウト、プレキャスト用グラウト、構造物の補修や補強注入グラウト、橋梁の支承下グラウト、軌道下グラウト、耐震鉄骨ブレース周辺枠グラウト、増設壁逆打ちグラウト、鋼板巻き立て工法用グラウト、及び原子力発電所格納容器下グラウトなど多岐にわたって使用されている。   Grout materials, especially non-shrink grout materials, including PC grout, prepacked concrete grout, tunnel and shield backfill grout, precast grout, structural repair and reinforcement infusion grout, bridge bearing grout, undertrack grout, It is used in a wide variety of areas such as grouting around seismic steel frame braces, grout for expansion of wall, grout for steel plate winding method, and grout under containment of nuclear power plant.

この他、コンクリート構造物のひび割れ補修においても、微細な形状のひび割れ部分への良好な充填性を示すグラウト材料が必要で、コンクリートの高強度化に伴って充填性のほかに高強度発現性が望まれている。   In addition, for repairing cracks in concrete structures, it is necessary to use a grout material that exhibits good fillability in cracked parts with fine shapes. It is desired.

グラウト材料に高強度発現性を付与するには、従来から、高性能減水剤とシリカフュームを併用することが知られている（非特許文献１参照）。
しかしながら、特定のSiO2含有率やｐＨ範囲のシリカフュームを使用することは記載がなく、示唆もされていない。 In order to impart high strength to the grout material, it is conventionally known to use a high-performance water reducing agent and silica fume (see Non-Patent Document 1).
However, the use of silica fume having a specific SiO 2 content and pH range is not described or suggested.

また、特定の骨材やシリカフュームを併用することによって、高強度を有するモルタル・コンクリートを製造する方法が知られている(特許文献１参照)。
しかしながら、併用するシリカフュームのｐＨ範囲の記載はなく、また、流動性向上を意図するものでもない。 In addition, a method of producing mortar / concrete having high strength by using a specific aggregate or silica fume is known (see Patent Document 1).
However, there is no description of the pH range of the silica fume used together, and it is not intended to improve fluidity.

さらに、減水性能が高い水溶性ビニル共重合体を主成分とする減水剤と、シリカフュームを使用して、圧縮強度が120MPa以上のコンクリートを製造する技術も提案されている(特許文献２参照)。
しかしながら、特定のSiO2含有率やｐＨ範囲のシリカフュームを使用することは記載がなく、示唆もされていない。 Furthermore, a technique for producing a concrete having a compressive strength of 120 MPa or more using a water reducing agent mainly composed of a water-soluble vinyl copolymer having high water reducing performance and silica fume has been proposed (see Patent Document 2).
However, the use of silica fume having a specific SiO 2 content and pH range is not described or suggested.

このような従来の技術のように水結合材比が極めて小さいセメント組成物とすると、所定の流動性を確保するために、高性能減水剤の多量添加が必要となる。高性能減水剤を多量に添加したグラウト材料は、練上りモルタルに多量の泡が発生したり、凝結遅延が発生する場合があり、さらに、水結合材比を小さくすると、高性能減水剤の添加量を上げてもハンドタイプのミキサでは練混ぜが不可能となり、また、シリカフュームのようなポゾラン超微粉末を配合すると、硬化収縮が増大するため無収縮性を確保することが困難であった。   When a cement composition having an extremely small water binder ratio as in the conventional technique is used, it is necessary to add a large amount of high-performance water reducing agent in order to ensure a predetermined fluidity. A grout material with a large amount of high-performance water reducing agent may cause a large amount of foam in the kneaded mortar or a setting delay, and if the water binder ratio is reduced, the addition of the high-performance water reducing agent Even if the amount is increased, mixing with a hand-type mixer becomes impossible, and when a pozzolan ultrafine powder such as silica fume is blended, it is difficult to ensure no-shrinkage because curing shrinkage increases.

また、製造作業中の取扱いが簡便で、少ない減水剤の使用で高強度や高ワーカビリティを有するモルタル・コンクリートを製造するために、二酸化ケイ素（SiO2）を主成分とし酸化ジルコニウムを一成分として含む微粒子からなる粉体を使用することが知られている（特許文献３参照）。
しかしながら、特許文献３は、シリカ質微粉末の粒径が重要なものと示されているだけで、モルタルの混練性を改善し、凝結遅延を防止するために、SiO2含有率が97％以上であり、ｐHが４〜７であるシリカフュームを使用するという技術的思想の開示はない。
また、特許文献３に記載された発明は膨張材の使用を避けるものである。 In addition, in order to produce mortar concrete that is easy to handle during manufacturing operations and has high strength and high workability with the use of a small amount of water reducing agent, silicon dioxide (SiO 2 ) as the main component and zirconium oxide as one component It is known to use a powder composed of fine particles containing (see Patent Document 3).
However, Patent Document 3 only shows that the particle size of the siliceous fine powder is important. In order to improve the kneadability of the mortar and prevent setting delay, the SiO 2 content is 97% or more. There is no disclosure of the technical idea of using silica fume having a pH of 4-7.
The invention described in Patent Document 3 avoids the use of an expansion material.

さらに水セメント比が低い場合においても、流動性が高く、かつ、その硬化体の材齢28日における圧縮強度が80N/mm2以上という高い強度を有し、骨材等の材料分離を起こさないで、さらに膨張材を併用すると、高強度の無収縮グラウトモルタルとして好適に使用することができるモルタルの発明も知られている（特許文献４参照）。
しかしながら、特許文献４では、シリカフュームについては、そのSiO2含有率やｐＨについての記載はなく、モルタルの混練性を改善し、減水剤の多量添加による凝結遅延を防止するために、特定のシリカフューム使用することは示されていない。 Furthermore, even when the water-cement ratio is low, the fluidity is high, and the cured product has a high compressive strength at the age of 28 days of 80 N / mm 2 or more, and does not cause separation of materials such as aggregates. And the invention of the mortar which can be used conveniently as a high intensity | strength non-shrinking grout mortar is further known if an expansion material is used together (refer patent document 4).
However, in Patent Document 4, there is no description about the SiO 2 content and pH of silica fume, and in order to improve the kneadability of the mortar and prevent setting delay due to the addition of a large amount of water reducing agent, use of a specific silica fume is used. It is not shown to do.

最新・コンクリート混和剤の技術と応用、2001年９月10日、シーエムシー社発行、P174The latest technology and application of concrete admixture, September 10, 2001, issued by CMC, P174 特開平０５−０５８７０１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-058701 特開平０６−１９１９１８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-191918 特開２００４−２０３７３３号公報JP 2004-203733 A 特開２００５−１１９８８５号公報JP 2005-119885 A

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、特定のシリカフュームを、膨張材や減水剤と併用してグラウト組成物とすることにより、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 investigations to solve the above problems, the present inventor obtained knowledge that the above problems can be solved by using a specific silica fume in combination with an expanding material and a water reducing agent to form a grout composition. The present invention has been completed.

本発明は、前記従来技術には示されてはいない課題を解決しようとするものであり、練混ぜが容易で、モルタルの硬化時に生じる硬化収縮が抑制でき、高強度発現性が付与されたグラウト組成物およびそれを用いたグラウト材料を提供することを課題とする。   The present invention is intended to solve the problems not shown in the prior art, is easy to knead, can suppress the curing shrinkage that occurs when the mortar is cured, and has a grout imparted with high strength. It is an object of the present invention to provide a composition and a grout material using the composition.

即ち、本発明は、セメント、膨張材、減水剤、及び、SiO2含有率が97％以上であり、ｐＨが４〜７であるシリカフュームを含有してなるグラウト組成物であり、消泡剤を含有してなる該グラウト組成物であり、膨張材が、カルシウムアルミノフェライト系膨張材である該グラウト組成物であり、膨張材が、セメント、膨張材、及び該シリカフュームからなる結合材100部中、１〜４部である該グラウト組成物であり、減水剤が、ポリカルボン酸塩系減水剤である該グラウト組成物であり、該シリカフュームのＢＥＴ比表面積が５〜20m2/gである該グラウト組成物であり、該シリカフュームが、結合材100部中、３〜20部である該グラウト組成物であり、該グラウト組成物が水とを含有してなるグラウト材料であり、水が、水／結合材比で15〜25％である該グラウト材料である。 That is, the present invention is a grout composition comprising a cement, an expanding material, a water reducing agent, and silica fume having a SiO 2 content of 97% or more and a pH of 4 to 7, and an antifoaming agent. The grout composition comprising, the expansion material is the grout composition that is a calcium aluminoferrite-based expansion material, and the expansion material is in 100 parts of a binder composed of cement, the expansion material, and the silica fume. 1 to 4 parts of the grout composition, the water reducing agent is the grout composition of a polycarboxylate-based water reducing agent, and the silica fume has a BET specific surface area of 5 to 20 m 2 / g. A composition, wherein the silica fume is a grout composition of 3 to 20 parts in 100 parts of a binder, the grout composition is a grout material containing water, and water is water / The binder ratio is 15-25% Is the grout material.

本発明のグラウト組成物を使用することにより、水結合材比が低くても、練混ぜが容易で、モルタルの硬化時に生ずる硬化収縮が抑制でき、さらには、高強度発現性を付与した無収縮性グラウト材料を提供することができる。   By using the grout composition of the present invention, even when the water binder ratio is low, kneading is easy, curing shrinkage that occurs when the mortar is cured can be suppressed, and further, no shrinkage imparting high strength expression Grouting materials can be provided.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する部や％は特に限定のない限り質量基準で示す。
また、本発明のグラウト材料とは、グラウトモルタル、グラウトペーストを示す。 The present invention will be described in detail below.
Unless otherwise specified, the parts and% used in the present invention are shown on a mass basis.
The grout material of the present invention refers to grout mortar and grout paste.

本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、中庸熱、及び低熱等の各種ポルトランドセメントが挙げられ、いずれのポルトランドセメントも使用可能であるが、良好な流動性を確保することと低収縮性から、低熱ポルトランドセメントがより好ましい。なお、本発明では、エコセメントもセメントとして使用可能である。   As the cement used in the present invention, various portland cements such as normal, early strong, moderately hot, and low heat can be mentioned, and any portland cement can be used, but ensuring good fluidity and low shrinkage. From the viewpoint of properties, low heat Portland cement is more preferable. In the present invention, eco cement can also be used as cement.

本発明で使用する膨張材としては、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、カルシウムアルミノフェライト系膨張材、石灰系膨張材、及び石膏系膨張材等が挙げられるが、流動性保持性能の面からカルシウムアルミノフェライト系膨張材が好ましい。   Examples of the expansion material used in the present invention include calcium sulfoaluminate-based expansion material, calcium aluminoferrite-based expansion material, lime-based expansion material, and gypsum-based expansion material, but calcium in terms of fluidity retention performance. An aluminoferrite expansion material is preferred.

カルシウムアルミノフェライト系膨張材は、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に配合し、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℃で熱処理をして製造される。
熱処理温度が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。 Calcium aluminoferrite-based expansion material is generally blended with CaO raw material, Al 2 O 3 raw material, Fe 2 O 3 raw material, and CaSO 4 raw material at a predetermined ratio, using an electric furnace, rotary kiln, etc. Is manufactured by heat treatment at 1,100-1600 ° C.
If the heat treatment temperature is lower than 1,100 ° C, the obtained expansion material may not have sufficient expansion performance, and if it exceeds 1,600 ° C, anhydrous gypsum may decompose.

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、そして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。 Examples of the CaO raw material include limestone and slaked lime, Al 2 O 3 raw material includes bauxite and aluminum residual ash, Fe 2 O 3 raw material includes copper calami and commercially available iron oxide, and CaSO 4 raw material includes two. Examples thereof include water gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum.

カルシウムアルミノフェライト系膨張材とは、CaO原料、Al2O3原料、Fe2O3原料、及びCaSO4原料を熱処理して得られる物質であって、遊離石灰、カルシウムアルミノフェライト、及び無水石膏を含有する膨張物質である。
遊離石灰、カルシウムアルミノフェライト、及び無水石膏の割合は特に限定されるものではないが、膨張物質100部中、遊離石灰は30〜60部が好ましく、15〜35部がより好ましい。また、カルシウムアルミノフェライトは10〜40部が好ましく、15〜35部がより好ましい。そして、無水石膏は10〜40部が好ましく、20〜35部がより好ましい。遊離石灰、カルシウムアルミノフェライト、及び無水石膏がこの範囲外では、所定の膨張量が得られなかったり、異常膨張により強度低下を起こす場合がある。 Calcium aluminoferrite-based expansion material is a material obtained by heat treatment of CaO raw material, Al 2 O 3 raw material, Fe 2 O 3 raw material, and CaSO 4 raw material, and includes free lime, calcium aluminoferrite, and anhydrous gypsum. It contains expansion material.
The proportions of free lime, calcium aluminoferrite, and anhydrous gypsum are not particularly limited, but the free lime is preferably 30 to 60 parts, more preferably 15 to 35 parts, in 100 parts of the expansion material. Further, the calcium aluminoferrite is preferably 10 to 40 parts, more preferably 15 to 35 parts. The anhydrous gypsum is preferably 10 to 40 parts, more preferably 20 to 35 parts. If free lime, calcium aluminoferrite, and anhydrous gypsum are outside this range, a predetermined expansion amount may not be obtained, or the strength may decrease due to abnormal expansion.

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2,000〜6,000cm2/gが好ましい。2,000cm2/g未満では膨張量が大きすぎる場合があり、6,000cm2/gを超えると適正な膨張が得られない場合がある。
膨張材の使用量は、セメント、膨張材、及びシリカフュームからなる結合材100部中、１〜４部が好ましく、1.5〜３部がより好ましい。１部未満では膨張性状が得られにくい場合があり、４部を超えると膨張量が大きくなり、セメント硬化体の破壊に繋がる場合がある。 The fineness of the expandable material is preferably 2,000 to 6,000 cm 2 / g in terms of the specific surface area of the brain (hereinafter referred to as the brain value). If it is less than 2,000 cm 2 / g, the amount of expansion may be too large, and if it exceeds 6,000 cm 2 / g, proper expansion may not be obtained.
The amount of the expansion material used is preferably 1 to 4 parts, more preferably 1.5 to 3 parts, in 100 parts of the binder composed of cement, expansion material, and silica fume. If it is less than 1 part, it may be difficult to obtain an expandable property, and if it exceeds 4 parts, the amount of expansion becomes large, which may lead to destruction of the cemented body.

本発明では、膨張材と併用した際の硬化収縮の抑制と、流動性の確保と保持が良好となる面から、減水剤を併用する。
減水剤としては、ポリカルボン酸塩系減水剤、ナフタレンスルホン酸塩系減水剤、メラミンスルフォン酸塩系減水剤、及びリグニンスルフォン酸塩系減水剤の一種又は二種以上を使用することが可能であり、液体のもの、粉末のものいずれも使用可能である。これらのうち、硬化収縮が小さいことからポリカルボン酸塩系減水剤を用いることが好ましい。
ポリカルボン酸塩系減水剤の使用量は、結合材100部に対して、固形分換算で0.05〜0.5部が好ましく、0.1〜0.3部がより好ましい。0.05部未満では流動性が不充分の場合があり、0.5部を超えると泡が発生したり、凝結遅延が生じる場合がある。
また、ナフタレンスルホン酸塩系減水剤やメラミンスルフォン酸塩系減水剤の使用量は、結合材100部に対して、固形分換算で0.1〜3.0部が好ましく、0.5〜1.5部がより好ましい。0.1部未満では流動性が不充分な場合があり、3.0部を超えると泡が発生したり、凝結遅延が生じる場合がある。
減水剤を二種以上併用する場合は、そのうちの一種の減水剤が上記好ましい範囲より少ない範囲で使用することが充分可能である。 In the present invention, a water reducing agent is used in combination from the viewpoint of suppressing curing shrinkage when used in combination with an expanding material and ensuring and maintaining fluidity.
As the water reducing agent, it is possible to use one or more of polycarboxylate type water reducing agent, naphthalene sulfonate type water reducing agent, melamine sulfonate type water reducing agent, and lignin sulfonate type water reducing agent. Yes, both liquid and powder can be used. Of these, it is preferable to use a polycarboxylate-based water reducing agent since curing shrinkage is small.
The amount of the polycarboxylate-based water reducing agent used is preferably 0.05 to 0.5 part, more preferably 0.1 to 0.3 part in terms of solid content with respect to 100 parts of the binder. If it is less than 0.05 part, the fluidity may be insufficient, and if it exceeds 0.5 part, foam may be generated or a setting delay may occur.
The amount of naphthalene sulfonate-based water reducing agent or melamine sulfonate-based water reducing agent used is preferably 0.1 to 3.0 parts, more preferably 0.5 to 1.5 parts in terms of solid content, relative to 100 parts of the binder. If it is less than 0.1 part, the fluidity may be insufficient. If it exceeds 3.0 part, bubbles may be generated or a setting delay may occur.
When two or more water reducing agents are used in combination, it is possible to use one of the water reducing agents in a range less than the above preferred range.

本発明では、SiO2含有率が97％以上で、ｐＨが４〜７のシリカフュームを使用する。
シリカフュームは、非晶質のSiO2を主成分とする平均粒子径１μｍ以下の超微粒子であり、本発明で使用するシリカフューム（以下、本シリカフュームという）は、SiO2含有率が97％以上で、ｐＨが４〜７であれば特に限定されるものではない。例えば、本シリカフュームとしては、球状シリカを製造する際や、光ファイバーを製造する際に発生するダストを、例えば、集塵機等で回収したものが使用可能である。
シリカフュームのSiO2含有率が97％未満では、所定の流動性を得るための減水剤量が多くなり、モルタル表面に多量の泡の発生があったり、凝結遅延を起こしたり、強度不足を生じたり、練混ぜ時の負荷が大きくなり過ぎる場合がある。
また、シリカフュームのｐＨが４未満では、シリカフュームを長期間、鉄製のタンク内に貯蔵すると、鉄表面に発錆する場合があり、ｐＨがアルカリ性側にあると、所定の流動性を得るための減水剤の使用量が多くなる場合があり、凝結遅延を起こしたり、練混ぜ時の負荷が大きくなり過ぎる場合がある。 In the present invention, silica fume having a SiO 2 content of 97% or more and a pH of 4 to 7 is used.
Silica fume is an ultrafine particle having an average particle diameter of 1 μm or less mainly composed of amorphous SiO 2 , and the silica fume used in the present invention (hereinafter referred to as the present silica fume) has a SiO 2 content of 97% or more, If pH is 4-7, it will not specifically limit. For example, as the present silica fume, it is possible to use dust collected when a spherical silica is produced or an optical fiber is produced, for example, collected by a dust collector or the like.
If the SiO 2 content of silica fume is less than 97%, the amount of water reducing agent to obtain the prescribed fluidity will increase, causing a large amount of foam on the mortar surface, causing a delay in setting, and causing insufficient strength. , The load during mixing may become too large.
In addition, when the pH of the silica fume is less than 4, if the silica fume is stored in an iron tank for a long period of time, it may rust on the iron surface. If the pH is on the alkaline side, the water is reduced to obtain a predetermined fluidity. In some cases, the amount of the agent used may increase, causing a delay in setting, or the load during mixing may become excessive.

ここでｐＨとは、シリカフュームを水に懸濁させた混合物のｐＨであって、例えば、シリカフューム２ｇを純水98ｇに入れ、マグネティックスタラーにて５分間攪拌した後、懸濁液中の水素イオン濃度をｐＨメータにより計測した値である。   Here, the pH is the pH of a mixture in which silica fume is suspended in water. For example, 2 g of silica fume is added to 98 g of pure water, stirred for 5 minutes with a magnetic stirrer, and then hydrogen ions in the suspension. The concentration is a value measured with a pH meter.

本発明では、シリカフュームのＢＥＴ比表面積は５〜20m2/gが好ましく、５〜15m2/gがより好ましい。５m2/g未満では強度増進に効果が得られにくい場合があり、20m2/gを超えると流動性が得られない場合がある。 The present invention, BET specific surface area of silica fume preferably 5~20m 2 / g, 5~15m 2 / g is more preferable. If it is less than 5 m 2 / g, it may be difficult to obtain an effect of strength enhancement, and if it exceeds 20 m 2 / g, fluidity may not be obtained.

シリカフュームの使用量は、結合材100部中、３〜20部が好ましく、５〜15部がより好ましい。３部未満では強度発現性が不充分であったり、ボールベアリング効果がなくなり、練混ぜ時の負荷が大きくなりすぎて練混ぜができない場合があり、20部を超えると充分な強度が得られない場合がある。   The amount of silica fume used is preferably 3 to 20 parts, more preferably 5 to 15 parts, in 100 parts of the binder. If it is less than 3 parts, strength development is insufficient, the ball bearing effect is lost, and the load during mixing may become too large to mix, and if it exceeds 20 parts, sufficient strength cannot be obtained. There is a case.

本発明では、練上げたグラウト材料のエアを消泡させ、強度を増進させるために、消泡剤を使用することが好ましい。
消泡剤は特に限定されるものではないが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系消泡剤やプルロニック系消泡剤等が挙げられる。
消泡剤の使用量は、結合材100部に対して、0.005〜0.05部が好ましい。0.005部未満では消泡効果が不充分で、エントラップエアや減水剤のエントレンドエアが抜け切れず、強度が不充分な場合があり、0.05部を超えると、消泡（脱泡）された泡がグラウト材料表面に多量にあがってくる場合があり、上部との一体化が不充分となる場合がある。 In the present invention, it is preferable to use an antifoaming agent in order to defoam the air of the knitted grout material and increase the strength.
Although an antifoamer is not specifically limited, A polyoxyethylene alkyl ether type | system | group antifoamer, a pluronic type antifoamer, etc. are mentioned.
The amount of the antifoaming agent used is preferably 0.005 to 0.05 part with respect to 100 parts of the binder. If it is less than 0.005 parts, the defoaming effect is insufficient, the entrapped air and the water reducing agent Entrend air may not be able to escape, and the strength may be insufficient. If it exceeds 0.05 parts, it is defoamed (defoamed) A large amount of bubbles may come to the surface of the grout material, and integration with the upper part may be insufficient.

本発明において、上記グラウト組成物の各材料を練混ぜる水の量は、水／結合材比で15〜25％が好ましく、16〜20％がより好ましい。この範囲外では流動性が大きく低下したり、強度低下が起きる場合がある。   In the present invention, the amount of water with which each material of the grout composition is kneaded is preferably from 15 to 25%, more preferably from 16 to 20% in terms of water / binder ratio. Outside this range, fluidity may be greatly reduced or strength may be reduced.

本発明では、さらに、増粘剤を併用することも可能である。
増粘剤としては、ポリビニールアルコール系増粘剤、アクリル系増粘剤、及び水溶性セルロース系増粘剤等が挙げらる。
増粘剤の使用量は、結合材100部に対して、0.1部以下が好ましい。0.1部を超えると増粘しすぎて施工性が劣る場合がある。 In the present invention, a thickener can be used in combination.
Examples of the thickener include polyvinyl alcohol thickeners, acrylic thickeners, and water-soluble cellulose thickeners.
The amount of thickener used is preferably 0.1 parts or less with respect to 100 parts of the binder. If it exceeds 0.1 parts, the workability may be inferior due to excessive thickening.

また本発明では、さらにオキシカルボン酸又はその塩、デキストリンやショ糖等の糖類、及び無機塩等の遅延性を有するものを併用することが可能である。   Moreover, in this invention, it is possible to use together oxycarboxylic acid or its salt, saccharides, such as dextrin and sucrose, and what has delay property, such as inorganic salt.

本発明では、さらに細骨材や、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、ガス発泡物質、及びポリマーなど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 fine aggregates, rust inhibitors, antifreeze agents, shrinkage reducing agents, gas foaming substances, polymers, and the like may be used as long as the object of the present invention is not substantially impaired. It is possible to use.

本発明のグラウト組成物において、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良いし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。   In the grout composition of the present invention, the mixing method of each material is not particularly limited, and each material may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance. Absent.

混合装置としては、既存のいかなる装置、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、及びナウタミキサなどの使用が可能である。   As the mixing apparatus, any existing apparatus such as a tilting cylinder mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, and a Nauta mixer can be used.

また本発明のグラウト材料の混練方法も特に限定されるものではなく、ハンドミキサ、パン型ミキサ、及び二軸ミキサなど汎用のミキサが使用可能である。   Also, the method for kneading the grout material of the present invention is not particularly limited, and general-purpose mixers such as hand mixers, pan-type mixers, and biaxial mixers can be used.

以下、実験例を挙げて本発明を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ない。   EXAMPLES Hereinafter, although an experiment example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these experiment examples.

実験例１
セメント87部、膨張材α３部、及び、セメント、膨張材、及びシリカフューム（ＳＦ）からなる結合材100部に対して、固形分換算で0.16部の減水剤Ａと、表１に示すシリカフューム（ＳＦ）10部とを混合しグラウト組成物を調製し、水／結合材比が18％となるように水を添加して、高速ハンドミキサを用いて180秒間練混ぜ、グラウト材料を作製した。
作製したグラウト材料の練混ぜ時の混練性と流動性を評価し、凝結時間と圧縮強度を測定した。結果を表１に併記する。 Experimental example 1
0.16 parts of water reducing agent A in terms of solid content and silica fume (SF) shown in Table 1 with respect to 87 parts of cement, α3 parts of expansion material, and 100 parts of binder consisting of cement, expansion material, and silica fume (SF) ) 10 parts were mixed to prepare a grout composition, water was added so that the water / binder ratio was 18%, and kneaded for 180 seconds using a high-speed hand mixer to prepare a grout material.
The kneadability and fluidity during kneading of the prepared grout material were evaluated, and the setting time and compressive strength were measured. The results are also shown in Table 1.

＜使用材料＞
セメント ：低熱ポルトランドセメント、市販品
膨張材α ：カルシウムアルミノフェライト系膨張材、ブレーン値3,000cm2/g、市販品
ＳＦイ ：SiO2含有率92.7％、ｐＨ4.2、ＢＥＴ比表面積9.22m2/g
ＳＦロ ：SiO2含有率99.7％、ｐＨ4.5、ＢＥＴ比表面積45.24m2/g
ＳＦハ ：SiO2含有率99.9％、ｐＨ5.8、ＢＥＴ比表面積5.60m2/g
ＳＦニ ：SiO2含有率99.9％、ｐＨ6.5、ＢＥＴ比表面積13.45m2/g
ＳＦホ ：SiO2含有率99.9％、ｐＨ7.0、ＢＥＴ比表面積18.32m2/g
ＳＦヘ ：SiO2含有率99.9％、ｐＨ6.0、ＢＥＴ比表面積3.90m2/g
ＳＦト ：SiO2含有率97.1％、ｐＨ4.4、ＢＥＴ比表面積9.95m2/g
ＳＦチ ：SiO2含有率96.3％、ｐＨ7.7、ＢＥＴ比表面積19.32m2/g
減水剤Ａ ：ポリカルボン酸塩系減水剤、市販品 <Materials used>
Cement: Low heat Portland cement, commercial product expansion material α: calcium aluminoferrite-based expansion material, brane value 3,000 cm 2 / g, commercial product SF i: SiO 2 content 92.7%, pH 4.2, BET specific surface area 9.22 m 2 / g
SFro: SiO 2 content 99.7%, pH 4.5, BET specific surface area 45.24m 2 / g
SF Ha: SiO 2 content 99.9%, pH 5.8, BET specific surface area 5.60m 2 / g
SF d: SiO 2 content 99.9%, pH 6.5, BET specific surface area 13.45m 2 / g
SF Ho: SiO 2 content 99.9%, pH 7.0, BET specific surface area 18.32m 2 / g
SF: SiO 2 content 99.9%, pH 6.0, BET specific surface area 3.90m 2 / g
SF: SiO 2 content 97.1%, pH 4.4, BET specific surface area 9.95m 2 / g
SF h: SiO 2 content 96.3%, pH 7.7, BET specific surface area 19.32 m 2 / g
Water reducing agent A: Polycarboxylate water reducing agent, commercially available product

＜測定方法＞
混練性 ：ハンドミキサでの練混ぜ開始後60秒間の練混ぜ抵抗を４段階で評価した。判定基準は、練混ぜができない場合を不可、練混ぜができるが、極めて重い場合を可、重い場合を良、練混ぜが容易な場合を優とした。
流動性 ：JIS R 5201-1997「セメントの物理試験方法」のセメントペースト容器にグラウト材料を充填し容器を引き上げた後の広がり
凝結時間 ：JIS A 6204-2000 コンクリート用化学混和材 附属書1（規定）コンクリートの凝結時間試験方法により測定した終結時間
圧縮強度 ：JSCE-G 505-1999「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法」に準じ、封緘養生の材齢28日で測定
泡の状態 ：練混ぜ終了後のグラウト材料表面の状態の目視判定、泡が全て消滅した場合は良、泡が少々あるが実用上問題ない場合は可、泡が多い場合は不可とした。 <Measurement method>
Kneading property: Kneading resistance for 60 seconds after starting kneading with a hand mixer was evaluated in four stages. Judgment criteria were not possible when kneading was impossible, kneading was possible, but extremely heavy was acceptable, heavy was good, and mixing was easy.
Flowability: Spreading time after filling the cement paste container of JIS R 5201-1997 “Physical testing method of cement” and lifting the container: JIS A 6204-2000 Chemical admixture for concrete Annex 1 (normative) ) Final time compressive strength measured by concrete setting time test method: Measured at age 28 days of sealing curing according to JSCE-G 505-1999 “Compressive strength test method of mortar or cement paste using cylindrical specimen” Foam state: Visual determination of the state of the grout material surface after completion of the kneading. When all the bubbles disappeared, it was judged to be good.

Figure 2008094668
Figure 2008094668

表１よりSiO2含有率が97％以上で、且つｐＨが４〜７にあるＳＦを配合すると良好な混練性が可能で、良好な流動性が得られることが分かる。一方その範囲外にあるシリカフュームを使用すると、練混ぜが不可であることが分かる。 From Table 1, it can be seen that when SF 2 having a SiO 2 content of 97% or more and pH of 4 to 7 is blended, good kneadability is possible and good fluidity is obtained. On the other hand, when silica fume outside the range is used, it turns out that kneading is impossible.

実験例２
膨張材α３部、結合材100部に対して固形分換算で0.16部の減水剤Ａ、及び表２に示すセメントとＳＦハを使用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
It was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 except that 0.16 parts of water reducing agent A in terms of solid content and cement and SF C shown in Table 2 were used with respect to 3 parts of the expansion material and 100 parts of the binder. The results are also shown in Table 2.

Figure 2008094668
Figure 2008094668

表２より、ＳＦを３〜20部配合すると良好な混練性が可能で、充分な圧縮強度発現をすることが分かる。   From Table 2, it can be seen that when 3 to 20 parts of SF is blended, good kneadability is possible and sufficient compression strength is exhibited.

実験例３
ＳＦハ10部と、表３に示す、セメント、膨張材、及び減水剤を配合してグラウト材料を調製し、混練性、流動性、凝結時間、圧縮強度、及び長さ変化率を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。その結果を表３に併記する。 Experimental example 3
A grout material was prepared by blending 10 parts of SF Ha and cement, an expanding material, and a water reducing agent as shown in Table 3, and kneadability, fluidity, setting time, compressive strength, and length change rate were measured. Except that, the same procedure as in Experimental Example 1 was performed. The results are also shown in Table 3.

＜使用材料＞
膨張材β ：カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、ブレーン2,800cm2/g、市販品
膨張材γ ：石灰系膨張材、ブレーン3,500cm2/g、市販品
減水剤Ｂ ：ナフタレンスルホン酸塩系減水剤、市販品 <Materials used>
Expansion material β: calcium sulfoaluminate-based expansion material, brane 2,800 cm 2 / g, commercial product expansion material γ: lime-based expansion material, brane 3,500 cm 2 / g, commercial product water reducing agent B: naphthalene sulfonate-based water reduction Agent, commercial product

＜測定方法＞
長さ変化率：JIS A6202「コンクリート用膨張材 附属書１（規定）膨張材のモルタルによる膨張性試験」に準じ測定。養生は20℃封緘養生、測定材齢１日、７日 <Measurement method>
Length change rate: Measured according to JIS A6202, “Expandable material for concrete, Annex 1 (normative) Expansive property test of expanded material with mortar”. Curing is 20 ℃ sealed curing, measurement material age 1 day, 7 days

Figure 2008094668
Figure 2008094668

表３より本発明の範囲では、流動性の保持性能は良好で凝結遅延もなく、圧縮強度も充分であり、かつ硬化収縮が無いか、少ないことが分かる。特に、膨張材としてカルシウムアルミノフェライト系膨張材を使用し、減水剤としてポリカルボン酸塩系減水剤を使用すると、流動性の保持性能が良好であり、硬化収縮がなく好ましい。   From Table 3, it can be seen that within the range of the present invention, the fluidity retention performance is good, there is no setting delay, the compressive strength is sufficient, and there is no or little cure shrinkage. In particular, it is preferable to use a calcium aluminoferrite-based expanding material as the expanding material and a polycarboxylate-based water reducing agent as the water reducing agent, since the fluidity retention performance is good and there is no curing shrinkage.

実験例４
セメント87部と、膨張材α３部、ＳＦロ10部、及び表４に示す減水剤Ａと消泡剤を配合し、表４に示す水／結合材比（Ｗ／Ｇ）でグラウト材料を作製し、混練性、泡の状態、流動性、凝結時間、圧縮強度、及び長さ変化率を測定し、泡の状態を評価し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
Mix 87 parts of cement, 3 parts of expansive material α, 10 parts of SF, and water reducing agent A and antifoaming agent shown in Table 4 to produce a grout material with the water / binder ratio (W / G) shown in Table 4. The test was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 except that the kneadability, foam state, fluidity, setting time, compressive strength, and length change rate were measured and the foam state was evaluated. The results are also shown in Table 4.

＜使用材料＞
消泡剤 ：ポリオキシエチレンアルキルエーテル系消泡剤、市販品 <Materials used>
Antifoaming agent: Polyoxyethylene alkyl ether antifoaming agent, commercial product

Figure 2008094668
Figure 2008094668

表４よりＷ／Ｇが15〜25％の範囲では、練混ぜ可能であり、凝結遅延も無く、充分な圧縮強度を示し、且つ硬化収縮が無いことが分かる。さらに消泡剤を用いることにより更なる高強度発現が望めることが分かる。   It can be seen from Table 4 that when W / G is in the range of 15 to 25%, kneading is possible, there is no setting delay, sufficient compression strength is exhibited, and there is no cure shrinkage. Furthermore, it turns out that the further high intensity | strength expression can be expected by using an antifoamer.

本発明のグラウト材料は、ＰＣグラウト、プレパックドコンクリート用グラウト、トンネルやシールド裏込めグラウト、プレキャスト用グラウト、構造物の補修や補強注入グラウト、橋梁の支承下グラウト、軌道下グラウト、耐震鉄骨ブレース周辺枠グラウト、増設壁逆打ちグラウト、鋼板巻き立て工法用グラウト、及び原子力発電所格納容器下グラウトなど土木および建築用途に広範に利用できる。   The grout material of the present invention includes PC grout, prepacked concrete grout, tunnel and shield backfill grout, precast grout, structure repair and reinforcement injection grout, bridge support grout, under-track grout, around seismic steel brace It can be widely used for civil engineering and construction applications such as frame grout, extension wall back-out grout, steel sheet winding grout, and nuclear power plant containment grout.

Claims (10)

セメント、膨張材、減水剤、及び、SiO2含有率が97％以上であり、ｐＨが４〜７であるシリカフュームを含有してなるグラウト組成物。 A grout composition comprising cement, an expanding material, a water reducing agent, and silica fume having a SiO 2 content of 97% or more and a pH of 4 to 7. さらに、消泡剤を含有してなる請求項１に記載の記載のグラウト組成物。   The grout composition according to claim 1, further comprising an antifoaming agent. 膨張材が、カルシウムアルミノフェライト系膨張材である請求項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 expansion material is a calcium aluminoferrite-based expansion material. 膨張材が、セメント、膨張材、及び該シリカフュームからなる結合材100部中、１〜４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 expansion material is 1 to 4 parts in 100 parts of a binder composed of cement, an expansion material, and the silica fume. 減水剤が、ポリカルボン酸塩系減水剤である請求項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 water reducing agent is a polycarboxylate-based water reducing agent. シリカフュームのＢＥＴ比表面積が５〜20m2/gである請求項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。 The grout composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the silica fume has a BET specific surface area of 5 to 20 m 2 / g. シリカフュームが、結合材100部中、３〜20部である請求項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。   The grout composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the silica fume is 3 to 20 parts in 100 parts of the binder. 請求項１〜請求項７のうちのいずれか一項に記載のグラウト組成物を使用してなるグラウト材料。   A grout material using the grout composition according to any one of claims 1 to 7. 請求項１〜請求項７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含有してなるグラウト材料。   A grout material comprising the grout composition according to any one of claims 1 to 7 and water. 水が、水／結合材比で15〜25％である請求項９に記載のグラウト材料。   The grout material of claim 9, wherein the water is 15-25% in water / binder ratio.
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