JP2008169085A

JP2008169085A - グラウト材及びそれを用いたグラウト工法

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Publication number: JP2008169085A
Application number: JP2007004292A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Araki; 昭俊荒木; Tetsuo Otsuka; 哲雄大塚; Toru Shiraiwa; 亨白岩; Toru Yagi; 徹八木
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: JP4987491B2

Abstract

【課題】材料分離抵抗性の低下を引き起こさず、ひび割れ抵抗性に優れ、高い流動性を維持したまま、気泡発生がなく、材料分離抵抗性も高く、良好な強度特性と耐久性を示すグラウト材及びそれを用いたグラウト工法を提供する。
【解決手段】セメントと、アクリル酸エステル共重合体の再乳化型粉末樹脂であるポリマーディスパージョンと、膨張材と、特定の粉末状乾燥収縮低減剤と、ポリカルボン酸系分散剤に、メラミン系分散剤、ナフタレン系分散剤、リグニン系分散剤の中から選ばれる１種又は２種以上を配合した分散剤と、骨材とを含有してなり、水を練り混ぜて得られる混練り物の単位容積質量の比が１．０５以上で、混練り物の硬化体の中性化深さの比が０．９５以下であるグラウト材である。さらに、前記グラウト材に水を加え練り混ぜて充填箇所に流し込むグラウト工法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、主に、土木、建築分野における橋梁支承部や耐震補強工事の空洞箇所の充填工法、機械据え付け工事、コンクリート劣化部の断面修復工時等に用いるグラウト材及びそれを用いたグラウト工法に関する。

グラウト材は打ち込み面の平滑性と高い強度が求められる機械備え付け用基礎、橋梁支承部や耐震補強工事の鋼板巻き立ての内部などの空洞箇所の充填、コンクリート構造物の補修・補強等で使用され、特に、初期の沈下や収縮によるひび割れの発生を嫌う施工で使用される。一般に、グラウト材は、初期沈下がないこと、躯体コンクリートと同等以上の充分な強度発現性を持つこと、気泡が発生しないこと、充分な型枠充填性を得るために高い流動性を示すのが特徴である。しかしながら、セメント量が多いことに起因する温度応力、セメントの水和による自己収縮、施工後に硬化体表面から水分逸散による乾燥収縮等の影響により、ひび割れが発生しやすいという課題があり、乾燥収縮低減剤を配合したグラウト材が知られている（特許文献１〜３）。
特開２００２−２８５１５３号公報特開２００３−２１２６３２号公報特開２００４−２８４９０９号公報

近年、塩害によるコンクリート構造物の劣化がクローズアップされ、劣化部を除去し新たに耐久性に優れるモルタルで断面修復する工事も増加している。このような断面修復工事では、躯体との付着強度や耐久性が重視されるため、特にポリマーエマルジョンを配合したグラウト材が提案されている（特許文献４〜７）。
特開平１０−９５６５２号公報特開２００５−８２４１６号公報特開２００５−３３６９５２号公報特開２００６−１６２１９号公報

乾燥収縮低減剤は、硬化体中の毛細管中の水の表面張力を低下させ長期的な乾燥収縮を抑制しひび割れ発生を低減する効果を付与する。しかしながら、グラウト材のような流動性の高い材料に適用すると、乾燥収縮低減剤がセメント粒子表面への吸着性が良いため、水と混練りした場合、粘度が下がり骨材が沈降して材料分離現象を生じる場合があった。このような課題を解決することを目的に特許文献１では比表面積が５０００cm²／g以上の分級フライアッシュを用いている。さらに、特許文献２、３は、シリカフュームを含有するものであり、特許文献１のフライアッシュと同様な材料分離低減効果を付与するものと思われる。また、これらには有機系収縮低減剤として、Ｒ^１Ｏ（ＡＯ）ｎＲ^２で示される化学構造を有しｎが２〜２０の整数であることが記載されている。一方、本発明では、ｎは３０〜１０００であり、ｎが２〜２０の場合は液状あるいはロウ状と考えられる。

ポリマーエマルジョンを配合したグラウト材は、躯体との付着強度や耐久性を向上する効果を付与する。ポリマーエマルジョンは乳化重合によって製造するが、製造時に使用する界面活性成分の影響によりセメント組成物に併用した場合に練り混ぜによって泡が発生しやすくなる。特に、流動性の高いグラウト材料で顕著に現れ、脱型後表面に多くの気泡が現れたり、強度低下を起こす場合があった。このような課題を解決するのは消泡剤を通常適用するが、充分効果を発揮させるための必要量が増加する傾向となり、気泡が消えたとしても強度の増進を阻害する場合があった。特許文献４では、上記のような気泡発生に対する課題を解決するために、ある特定の水溶性セルロース系ポリマーを配合しており、乾燥収縮低減剤の記載はない。
本発明の粉末状乾燥収縮低減剤は、ポリマーエマルジョンを併用した場合、気泡を消す効果と中性化抵抗性をさらに向上させる効果を有する特定の粉末状乾燥収縮低減剤である。特許文献５、６は、セメント、ポリマーエマルジョン、乾燥収縮低減剤、膨張材、骨材、繊維、減水剤、及び消泡剤の記載があり、本発明の構成と同様であるが、用いる乾燥収縮低減剤を特定し、それ自体が材料分離低減効果，消泡効果、及び中性化抑制効果を付与することの記載がない。特許文献７は、消泡剤、気泡の安定性を向上させるための脂肪酸金属塩、金属アルミニウム粉末、ポリマーエマルジョンを配合するグラウト組成物の記載がある。しかしながら、本発明のような効果を有する乾燥収縮低減剤に関する記載はない。

本発明者は、前記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、材料分離抵抗性の低下を引き起こさず、ひび割れ抵抗性に優れ、ポリマーエマルジョン配合した場合の気泡発生を抑制でき、良好な強度特性と耐久性を示す、グラウト材及びそれを用いたグラウト工法を提供する。

すなわち、本発明は、次の構成を取るものである。
（１）セメントと、アクリル酸エステル共重合体の再乳化型粉末樹脂であるポリマーディスパージョンと、膨張材と、一般式がＸ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍで示され、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残基、ＡＯ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３０〜１０００、ｍは２〜８であり、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粉末状乾燥収縮低減剤と、ポリカルボン酸系分散剤に、メラミン系分散剤、ナフタレン系分散剤、リグニン系分散剤の中から選ばれる１種又は２種以上を配合した分散剤と、骨材とを含有してなり、水を練り混ぜて得られる混練り物の単位容積質量の比が１．０５以上で、混練り物の硬化体の中性化深さの比が０．９５以下であることを特徴とするグラウト材。ここで、単位容積質量の比は、乾燥収縮低減剤を除いた混練り物の単位容積質量に対する乾燥収縮低減剤を加えた混練り物の単位容積質量の比であり、中性化深さの比は、乾燥収縮低減剤を除いた混練り物の硬化体の中性化深さに対する乾燥収縮低減剤を加えた混練り物の硬化体の中性化深さの比である。
（２）繊維を含有する（１）のグラウト材。
（３）消泡剤を含有する（１）又は（２）のグラウト材。
（４）水をセメント１００質量部に対して３０〜５０質量部加え練り混ぜて、静置フロー値が２１０〜３００ｍｍを示す（１）〜（３）のうちのグラウト材。
（５）（１）〜（４）のうちのグラウト材に水を加え練り混ぜて充填箇所に流し込むグラウト工法。

本発明のグラウト材及びそれを用いたグラウト工法によれば、高い流動性を維持したまま、気泡発生がなく、材料分離抵抗性も高く、良好な強度特性と耐久性を示すなどの効果を奏する。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のグラウト材は、水を練り混ぜて得られる混練り物の単位容積質量の比が１．０５以上で、混練り物の硬化体の中性化深さの比が０．９５以下とすることにより、優れた強度特性や耐久性が得られるものである。ここで、単位容積質量の比とは、乾燥収縮低減剤を除いた混練り物の単位容積質量に対する乾燥収縮低減剤を加えた混練り物の単位容積質量の比であり、中性化深さの比とは、乾燥収縮低減剤を除いた混練り物の硬化体の中性化深さに対する乾燥収縮低減剤を加えた混練り物の硬化体の中性化深さの比である。

本発明で使用するセメントは、特に限定されるものではないが、ＪＩＳＲ５２１０に規定されている各種ポルトランドセメント、ＪＩＳＲ５２１１、ＪＩＳＲ５２１２、及びＪＩＳＲ５２１３に規定された各種混合セメント、ＪＩＳに規定された以上の混和材混入率で製造した高炉セメント、フライアッシュセメント、及びシリカセメント、石灰石粉末等を混合したフィラーセメント、アルミナセメントから選ばれる１種又は２種以上等が挙げられる。

本発明で使用するポリマーディスパージョンは、アクリル酸エステル共重合体の再乳化型粉末樹脂である。ＪＩＳＡ６２０３で規定されているセメント混和用のポリマーの一種であり、中性化、塩害、凍害等の耐久性を向上させ、モルタルの耐久性、付着強度、曲げ強度、引張強度等の強度特性を改善する目的で使用する。

ポリマーディスパージョンの使用量は、セメント１００質量部に対して、１〜１０質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましい。１質量部未満では耐久性の向上効果が小さく、１０質量部を超えると気泡の発生量が増加し強度発現性に影響する場合がある。

本発明で使用する膨張材は、硬化体の乾燥ひび割れを低減するために使用されるもので特に限定されるものではなく、一般的に市販されているものが使用できる。例えば、カルシウムサルホアルミネート系、石灰系、これらの混合物等が挙げられる。

膨張材の使用量は、セメント１００質量部に対して、１〜１０質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましい。１質量部未満ではひび割れ防止が充分できない場合があり、１０質量部を超えて配合してもその効果の向上が期待できない。

本発明で使用する粉末状乾燥収縮低減剤は、一般式がＸ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍで示され、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残基、ＡＯ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３０〜１０００、ｍは２〜８であり、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からなるものである。
ｎの値が３０未満であると融点が低くなり粉体で使用することが難しくなり、ｎの値が１０００を超えると粘度が高くなり製造が難しくなる。
オキシエチレン基が６０モル％未満であると融点が低くなり粉体で使用することが難しくなり、セメント溶液中での溶解性が悪くなる。
一般式Ｘ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍにおいて、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残基であるが、水酸基を２〜８個有する化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、スチレングリコール、炭素数８〜１８のアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−ペンタントリオール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ソルバイド、ソルビトールとグリセリンの縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の多価アルコール類、あるいはそれらの部分エーテル化物、又はエステル化物、キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グリコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュークロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレジトース等の糖類、あるいはそれらの部分エーテル化物又はエステル化物等が挙げられる。
一般式Ｘ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍにおいて、ＡＯで示される炭素数２〜１８のオキシアルキレン基は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、炭素数６〜１８のα−オレフィンオキシド等に由来するもので、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基、炭素数６〜１８のオキシアルキレン基等があり、２種以上が付加しているときは、ブロック状付加でもランダム状付加でもよい。
上記一般式において、Ｒで示される炭素数１〜１８の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、アリル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソセチル基、オクタデシル基、イソステアリル基、オレイル基、ベンジル基、クレジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基、スチレン化フェニル基等が挙げられる。
また、同じくＲで示される炭素数２〜１８のアシル基としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、カプリル酸、２−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸，パルミチン酸、イソパルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸等に由来するアシル基が挙げられる。

これまで、乾燥収縮低減剤は、消泡効果を示すものがあったが、中性化抑制効果は殆どないと考えられていた。しかながら、本発明の粉末状乾燥収縮低減剤は両方の効果を付与することができる。従って、消泡剤を添加しなくともポリマーエマルジョン混入による過剰な空気連行性を抑制でき、さらに、ポリマーエマルジョン単独を添加するよりも中性化抑制効果を向上することができる。
粉末状乾燥収縮低減剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、２〜８質量部が好ましく、３〜６質量部がより好ましい。２質量部未満では、充分な収縮低減効果、消泡効果、中性化抑制効果が得られず、８質量部を超えると強度発現を阻害する場合がある。

本発明で使用する分散剤は、一般的に市販されているセメント分散剤が使用でき、ポリカルボン酸系分散剤は必須であり、これにメラミン系分散剤、ナフタレン系分散剤、リグニン系分散剤の中から選ばれる１種又は２種以上を配合したものである。ポリカルボン酸系分散剤と併用することでポリカルボン酸系分散剤単独で使用するよりも材料分離抵抗性が向上する。
ポリカルボン酸系分散剤に、メラミン系分散剤、ナフタレン系分散剤、リグニン系分散剤の中から選ばれる１種又は２種以上を併用する場合の配合割合は、ポリカルボン酸系分散剤１００質量部に対して、１００〜８００質量部が好ましい。

分散剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．１〜２質量部が好ましく、０．２〜１．５質量部がより好ましい。０．１質量部未満では、好ましい流動性を得ることができない場合があり、２質量部を超えると、材料分離する場合がある。
本発明の分散剤は粉体及び液体いずれも使用可能であり、粉体の場合は予めプレミックスすることが可能である。

本発明で使用する骨材は、特に限定されるものではないが、川、山、及び海から産出する天然骨材、軽量骨材、及びこれらの２種以上を併用した混合骨材等が使用できる。骨材は施工する現場で混合してもよいが、予めセメントと混合しておく場合は、骨材を乾燥させた乾燥骨材を使用すればよい。通常の砂、砂利の他に、例えば、ケイ砂系や石灰石系等の天然骨材、高炉水砕スラグ系、高炉徐冷スラグ系、再生骨材系等の人工骨材が挙げられる。耐酸性等の観点からは、ケイ砂系を選定することが好ましい。また、比重３．０ｇ／ｃｍ^３以上の重量骨材を使用することもでき、その具体例としては、例えば、人工骨材として、電気炉酸化期スラグ系骨材や、フェロニッケルスラグ、フェロクロムスラグ、銅スラグ、亜鉛スラグ及び鉛スラグ等を総称する非鉄精錬スラグ骨材等が、また、天然骨材としては、橄欖岩（かんらん岩）系骨材、いわゆるオリビンサンドや、エメリー鉱等が挙げられる。本発明では、これらの１種又は２種以上を併用できる。

骨材の使用量は、セメント１００質量部に対して、１００〜３００質量部が好ましい。１００質量部未満ではセメント分が多くひび割れが入りやすくなる場合があり、３００質量部を超えると適度な流動性にコントロールできない場合がある。
本発明では、初期ひび割れ抵抗性の向上や曲げ耐力を向上する目的で繊維類を配合して使用することが可能である。

本発明で使用する繊維は、ビニロン繊維、アクリル繊維、プロピレン繊維、セルロース繊維，アラミド繊維の高分子繊維類、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維、玄武岩繊維等の無機繊維類が挙げられ、特に限定されるものではない。これらの中で、繊維長や繊維径等の種類が多く入手しやすい高分子繊維の使用が好ましい。繊維の長さは、施工性を考慮し３〜４０ｍｍの範囲であれば使用できる。

繊維の使用量は、グラウト材１００質量部に対して、０．０５〜３質量部が好ましく、０．０７〜２質量部がより好ましい。０．０５質量部未満では初期ひび割れ抵抗性や曲げ耐力を向上させる効果が発揮されない場合があり、３質量部を超えるとグラウト材の流動性に悪影響を与える場合がある。
繊維は、収束しているものとそうでないもの両方使用できるが、収束している繊維を使用する場合は、流動性を大きく低下させない０．０５〜０．３質量部の範囲が好ましく、初期ひび割れ抵抗性の向上に対しても好ましい。また、曲げ耐力を向上するためには、収束していない太い径の繊維を０．５〜３質量部の範囲で用いた方が好ましい。

本発明で使用する消泡剤は、一般に市販されている液体状及び粉末状いずれも使用できる。例えば、ポリエーテル系消泡剤，多価アルコールのエステル化物やアルキルエーテル等の多価アルコール系消泡剤、アルキルホスフェート系消泡剤、シリコーン系消泡剤等が挙げられる。これらは、本発明の粉末乾燥収縮低減剤自体に消泡効果があるので、いずれを使用してもよい。

本発明の粉末乾燥収縮低減剤やポリマーディスパージョンによって連行される気泡を消す効果を持つので、通常使われる消泡剤の使用量を低減できる。
消泡剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．００５〜０．１５質量部が好ましく、０．０１〜０．１質量部がより好ましい。０．００５質量部未満では、消泡性の相乗効果が発揮できない場合があり、０．１５質量部を超えると消泡効果が頭打ちとなる。

本発明では、性能に影響を与えない範囲で、発泡剤、起泡剤、防錆剤、撥水剤、防凍剤、粘土鉱物、抗菌剤、フライアッシュ、シリカフューム、スラグ類、石灰石粉末等の各種セメント混和剤（材）を併用することが可能である。

本発明のグラウト材と混合する水量は、流動性や硬化体の物性を考慮し、通常、セメント１００質量部に対して、３０〜５０質量部が好ましく、３５〜４７質量部がより好ましい。３０質量部未満ではモルタルの流動性を調整することが難しい場合があり、５０質量部を超えると強度発現性や耐久性が低下する場合がある。

本発明のグラウト材の施工方法は、一般的に行われている施工方法を採用することが可能である。例えば、グラウト材の充填箇所に型枠を設置しグラウト注入口より上部の位置にエア溜りが残らないようにエア抜き用ホースを設置し手押しポンプや、電動のスクイズポンプ、スネークポンプ等で充填すればよい。練混ぜは、一般に市販されているグラウトミキサーや少量の場合はペール缶によるハンドミキサー練りで実施すればよい。空洞があった場合、その躯体界面に隙間ができないように実施することが重要である。

本発明のグラウト材は、水を練り混ぜて得られる混練り物の単位容積質量の比が１．０５以上で、混練り物の硬化体の中性化深さの比が０．９５以下である。この範囲において、材料分離抵抗性の低下を引き起こさず、ひび割れ抵抗性に優れ（硬化収縮が小さい）、高い流動性（フローが大きい）を維持したまま、気泡発生がなく（単位容積質量が一定以上）、材料分離抵抗性も高く、良好な強度特性と耐久性（塩化物イオン浸透深さや中性化深さが小さい）を示し、実用性の高いグラウト材及びそれを用いたグラウト工法を提供することが可能となる。
さらに、本発明は、粉末状乾燥収縮低減剤を使用することが肝要であり、粉末状乾燥収縮低減剤を添加せずに、単に消泡剤を添加して単位容積質量を同じにしたグラウト材と比べ、中性化深さが小さくなることが特徴である。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

「実験例１」
セメント１００質量部に対して、骨材２００質量部、膨張材４質量部、粉末状乾燥収縮低減剤Ｂ５質量部、分散剤Ａ０．３質量部、ポリマーディスパージョンを表１に示すように変えグラウト材を調製した。このグラウト材中のセメント１００質量部に対して、水を４０質量部加えハンドミキサーで９０秒間練混ぜグラウトモルタルを調製し、フロー、単位容積質量比、圧縮強度、付着強度、材料分離抵抗性、硬化収縮、塩化物イオン浸透抵抗性、中性化深さ比を評価した。結果を表１に示す。

（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント市販品
骨材：新潟県青海産石灰砂乾燥品、粒径１．２ｍｍ以下砂１００質量部に対して粒径１．２〜５ｍｍ砂１２５質量部の混合砂として使用
膨張材：カルシウムサルホアルミネート系膨張材、市販品
乾燥収縮低減剤Ｂ：ＨＯ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_１８９−Ｈ、市販品、粉体
ポリマーディスパージョン：再乳化型粉末樹脂、アクリル−スチレン系共重合体、市販品
分散剤Ａ：市販のポリカルボン酸系分散剤１００質量部に対して、市販のナフタレン系分散剤５００質量部混合したもの、粉体

（試験方法）
静置フロー：ＪＩＳＲ５２０１に規定されているフローコーンにモルタル充填し、コーンを引き上げたときのモルタルの広がり幅を測定
単位容積質量比：乾燥収縮低減剤を除いた混練り物の単位容積質量に対する乾燥収縮低減剤を加えた混練り物の単位容積質量の比。単位容積質量の測定はＪＩＳＡ１１７１に準拠した。
圧縮強度：ＪＩＳＡ１１７１に準拠、材齢２８日
付着強度：ＪＩＳＡ１１７１に準拠、材齢２８日
材料分離抵抗性：土木学会基準のＪＳＣＥ−Ｆ５２２に規定されているプレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーディング率及び膨張率試験で使用するポリエチレン袋に高さ２０ｃｍとなるようにグラウトモルタルを入れて、１時間静置後、上面から高さ５ｃｍ部分のモルタルと下面から５ｃｍ部分のモルタルを採取し、篩目９０μｍの篩を用いて洗い試験を実施した。その際篩に残った砂を乾燥させ質量を測定し、上面部と下面部の砂の比率を求め材料分離抵抗性を評価した。比率が０．９５〜１．０であれば○、０．９〜０．９５未満であれば△、０．９未満であれば×とした。
硬化収縮：ＪＨＳ−４１６に準拠、測定材齢２８日
塩化物イオン浸透抵抗性：ＪＩＳＡ１１７１に準拠
中性化深さ比：乾燥収縮低減剤を除いた混練り物の硬化体の中性化深さに対する乾燥収縮低減剤を加えた混練り物の硬化体の中性化深さの比。中性化深さの測定はＪＩＳＡ１１７１に準拠した。

表１から、本発明の単位容積質量比が１．０５以上で中性化深さ比が０．９５以下のグラウト材は、流動性が高く、材料分離が無く、強度特性が良好で、硬化収縮が小さく、付着強度が高く、かつ、塩化物イオン浸透深さや中性化深さが小さく耐久性に優れていることが分かる。また、ポリマーディスパージョンの添加量を増加することにより、付着強度が向上し、硬化収縮が小さくなり、塩化物イオン浸透深さや中性化深さが小さくなることが分かる。

「実験例２」
膨張材の量を表２に示すように変えたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に示す。

表２から、本発明の単位容積質量比が１．０５以上で中性化深さ比が０．９５以下のグラウト材は、流動性が高く、材料分離が無く、強度特性が良好で、硬化収縮が小さく、かつ、塩化物イオン浸透深さや中性化深さが小さく耐久性に優れていることが分かる。また、膨張材の添加量を増加することにより、硬化収縮が小さくなることが分かる。

「実験例３」
乾燥収縮低減剤の種類と量を変えた以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す。

（使用材料）
乾燥収縮低減剤Ａ：ＨＯ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）₆₈−Ｈ、市販品、粉体
乾燥収縮低減剤Ｃ：ｎ−Ｃ_４Ｈ_９Ｏ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_２−Ｈ、市販品、液体

表３から、本発明の単位容積質量比が１．０５以上で中性化深さ比が０．９５以下のグラウト材は、流動性が高く、材料分離が無く、強度特性が良好で、硬化収縮が小さく、かつ、塩化物イオン浸透深さや中性化深さが小さく耐久性に優れていることが分かる。また、本発明の粉末状乾燥収縮低減剤をポリマーディスパージョンと併用した場合、著しい消泡効果と中性化抑制効果を示すことが分かる。

「実験例４」
分散剤の種類及び量を表４に示すように変えた以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に示す。なお、比較例としてポリカルボン酸系分散剤単独で使用した場合も同様に行った。

（使用材料）
分散剤Ｂ：分散剤Ａに使用したポリカルボン酸系分散剤１００質量部に対して市販のメラミン系分散剤５００質量部の混合物
分散剤Ｃ：分散剤Ａに使用したポリカルボン酸系分散剤１００質量部に対して市販のリグニン系分散剤５００質量部の混合物
分散剤Ｄ：分散剤Ａに使用したポリカルボン酸系分散剤１００質量部に対して分散剤Ａに使用したナフタレン系分散剤２００質量部、分散剤Ｂに使用したメラミン系分散剤２５０質量部の混合物
分散剤Ｅ：分散剤Ａに使用したポリカルボン酸系分散剤１００質量部に対して分散剤Ｂに使用したメラミン系分散剤２００質量部、分散剤Ｃに使用したリグニン系分散剤２５０質量部の混合物
分散剤Ｆ：分散剤Ａに使用したポリカルボン酸系分散剤１００質量部に対して分散剤Ｂに使用したメラミン系分散剤２００質量部、分散剤Ｂに使用したリグニン系分散剤２５０質量部の混合物

表４から、本発明の単位容積質量比が１．０５以上で中性化深さ比が０．９５以下のグラウト材は、流動性が高く、材料分離が無く、強度特性が良好で、硬化収縮が小さく、かつ、塩化物イオン浸透深さや中性化深さが小さく耐久性に優れていることが分かる。また、分散剤の添加量を増加することにより、流動性（フロー）が向上することが分かる。

「実験例５」
実験No.1-4のグラウト材１００質量部に対し、表５に示す繊維の種類と量を加え、初期ひび割れ抵抗性、及び曲げタフネス試験を実施したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に示す。

（使用材料）
繊維Ａ：ビニロン繊維、繊維長さ６ｍｍ、繊維径０．２ｍｍ、市販品
繊維Ｂ：ビニロン繊維、繊維長さ６ｍｍ、繊維径０．０２６ｍｍ、市販品

（試験方法）
初期ひび割れ抵抗性：縦３０cm×横３０ｃｍ×厚さ６ｃｍのコンクリート平板にグラウトモルタルを流し込んだときに厚さ５ｃｍとなるように型枠を設置し、グラウトモルタルを流し込み、温度５℃、風速２〜３ｍの条件で２４時間放置後のひび割れの有無を確認した。ひび割れが全く無い場合を○、ひび割れが有りそのトータル長さが１０ｃｍ以下の場合を△、ひび割れが有りそのトータル長さが１０ｃｍを超える場合を×とした。
曲げタフネス：ＪＳＣＥＧ５５２に準拠。養生方法はＪＩＳＡ１１７１に準拠。測定材齢は２８日。

表５から、本発明のグラウト材は、繊維を添加することで初期ひび割れ抵抗性と曲げ耐力を向上することが分かる。

「実験例６」
実験No.1-4のグラウト材のセメント１００質量部に対して、表６に示す量の消泡剤を加えたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表６に示す。なお、比較のために、消泡効果が低い乾燥収縮低減剤を配合した実験No.3-13のグラウト材にも消泡剤を添加して試験を行った。

（使用材料）
消泡剤：シリコーン系消泡剤、市販品

表６から、本発明のグラウト材は、消泡剤を添加することで、より単位容積質量を増加することができ緻密な硬化体となることが分かる。さらに、流動性が高く、強度特性が良好で、硬化収縮が小さく、かつ、中性化深さが小さく耐久性に優れていることが分かる。

表７に示す実験No.のグラウト材１００質量部に対して、水を４０質量部加え、グラウトミキサーで９０秒間練り混ぜた。練り混ぜたモルタルをホッパーに投入しスクイズポンプにて５Ｌ／ｍｉｎの速度で内径５０ｍｍの耐圧ホースで５０ｍ圧送し、模擬的に作製した充填箇所に注入した。その時のフロー、単位容積質量、圧縮強度を実験例１と同様に測定し、さらに、ポンプ圧送性、充填率を測定した。結果を表７に示す。

（試験方法）
ポンプ圧送性：ホース内又はポンプ吸込み部で閉塞する場合を×、閉塞が無い場合を○とした。
充填率：縦１００ｃｍ×横１００ｃｍ×高さ５ｃｍの全面塩化ビニル樹脂製の箱を作製し、高さ５ｃｍの側面の中央部に注入口を設けグラウトモルタルを注入した。エア抜き孔は、注入口の対面側の上面に設けた。充填率は、予めＪＩＳＡ１１７１に準拠し測定した単位容積質量（表７に示す値）に対する注入した箇所のモルタルの質量と充填箇所容積から求めた単位容積質量の比率より算出した。

表７から、本発明のグラウト材は、ポンプ圧送性に優れ、高い充填率を示すことが分かる。

本発明のグラウト材及びそれを用いたグラウト工法によれば、高い流動性を維持したまま、気泡発生がなく、材料分離抵抗性も高く、良好な強度特性と耐久性を示すなどの効果を奏するので、土木、建築分野に幅広く適用できる。

Claims

セメントと、アクリル酸エステル共重合体の再乳化型粉末樹脂であるポリマーディスパージョンと、膨張材と、一般式がＸ｛Ｏ（ＡＯ）ｎＲ｝ｍで示され、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残基、ＡＯ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３０〜１０００、ｍは２〜８であり、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粉末状乾燥収縮低減剤と、ポリカルボン酸系分散剤に、メラミン系分散剤、ナフタレン系分散剤、リグニン系分散剤の中から選ばれる１種又は２種以上を配合した分散剤と、骨材とを含有してなり、水を練り混ぜて得られる混練り物の単位容積質量の比が１．０５以上で、混練り物の硬化体の中性化深さの比が０．９５以下であることを特徴とするグラウト材。ここで、単位容積質量の比は、乾燥収縮低減剤を除いた混練り物の単位容積質量に対する乾燥収縮低減剤を加えた混練り物の単位容積質量の比であり、中性化深さの比は、乾燥収縮低減剤を除いた混練り物の硬化体の中性化深さに対する乾燥収縮低減剤を加えた混練り物の硬化体の中性化深さの比である。
繊維を含有することを特徴とする請求項１記載のグラウト材。
消泡剤を含有することを特徴とする請求項１又は２記載のグラウト材。
水をセメント１００質量部に対して３０〜５０質量部加え練り混ぜて、静置フロー値が２１０〜３００ｍｍを示す請求項１〜３のうちの１項記載のグラウト材。
請求項１〜４のうちの１項記載のグラウト材に水を加え練り混ぜて充填箇所に流し込むグラウト工法。