JP2008201643A - 急硬補修モルタル及びそれを用いた補修方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、ポリマーエマルジョン、凝結遅延剤、2質量%水溶液における20℃の粘度が100〜500mPa・sで保水率が80%以上を示すセルロースエーテルをセメント100質量部に対して0.01〜3質量部、及び骨材を含有する急硬補修モルタルである。カルシウムアルミネート100質量部に対して、セッコウを100〜250質量部となる比率で配合することが好ましく、密度2.4〜2.8g/cm3の骨材100質量部に対して、かさ密度0.1〜1.0g/cm3の軽量骨材が3〜200質量部となる比率で配合することが好ましい。さらに、無機微粉末、流動化剤、消泡剤、繊維を含有する。また、前記急硬補修モルタルを用いた補修方法である。
【選択図】なし
Description
修復断面が小さい小規模な補修工事では、ポリマーセメントモルタルを練り混ぜてコテ塗りで断面修復を行う場合が多い(特許文献1、2参照)。
長友新治編集:新・水溶性ポリマーの応用と市場、株式会社シーエムシー発行、pp.173−192、1988
しかしながら、乾燥収縮低減剤は、凝結が遅れるため硬化しない段階での水分逸散によって初期クラックが入る場合がある。凝結が遅れるのは一般的にセルロースエーテル類も同様である。
また、ポリマーセメントモルタルを用いることでポリマーを含有しないモルタルよりも耐久性や硬化収縮は大幅に改善できるが、硬化しない段階の保水性は改善できないため初期にクラックが入る場合があった。さらに、通常のセルロースエーテルは凝結も遅れるといった課題があった。さらに、通常の急硬性の無いポリマーセメントモルタルは、1回の塗り付け厚みは50mm以下がほとんどであり、塗り付け厚みがそれ以上に大きい場合は1層目モルタルの凝結がある程度進行してから塗り付ける必要があり、通常は1時間〜2時間、冬場であると4〜5時間後に実施する必要があり、最終的に仕上がるまでに長時間を要するといった課題があった。
本発明は、特定のセルロースエーテルを使用することで、仕上がり性及び保水性が良好で短時間に施工可能な急硬補修モルタルを提供するものである。
さらに、その他の鉱物成分として、ナトリウム、カリウム、及びリチウム等のアルカリ金属塩が一部固溶したカルシウムアルミネート等が挙げられる。これらの中では、反応活性の点で非晶質のカルシウムアルミネートが好ましい。また、SiO2を含有するアルミノケイ酸カルシウム、C12A7の1つのCaOをCaF2等のハロゲン化物で置き換えたC11A7・CaX(Xはフッ素等のハロゲン)も使用できる。
ポリマーの形態としては、再乳化型粉末タイプや液体タイプがあり、下地部分との付着性改善、さらに、モルタルの耐久性向上のために使用される。
セルロースエーテルは、一般に、天然に存在するセルロースを原料に、アルカリ処理して各種エーテル化剤と反応させて得られる水溶性の高分子化合物である。種類としては、水酸基の水素原子の一部をメチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシエチル基、カルボキシメチル基で置換したものが挙げられる。これら置換基が混在したものも使用できる。エーテル化された置換基の割合は2〜40%であるものが水溶性の点で好ましい。なかでも、ヒドロキシプロピル基やヒドロキシエチル基を持つセルロースエーテルが好ましい。
セルロースエーテルの粘度は、20℃において2質量%水溶液とした場合100〜500mPa・sであるものを使用する。100mPa・s未満では、充分な粘度が得られずモルタルに混和した場合のダレ性や付着性を改善できない場合があり、500mPa・sを超えるとモルタルに混和した場合に粘性が大きくなり仕上がり性が悪くなる場合がある。
本発明での保水率の試験方法は、住宅都市整備公団で定められているタイルモルタル試験法(化学濾紙法)に準拠し求めたもので、試験で用いたモルタルは、普通ポルトランドセメント100質量部に対して、5号珪砂と6号珪砂を同量混合した混合珪砂100質量部、セルロースエーテル0.2質量部、JIS R 5201に規定されているフロー値が170±5mmとなる水を加え練り混ぜて調製した。
また、これらの凝結遅延剤に炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩等を組み合わせたものを使用することも可能である。
骨材は、川砂、海砂、山砂は、密度2.4〜2.8g/cm3のものが好ましく、軽量骨材は、かさ密度0.1〜1.0g/cm3のものが好ましい。密度2.4〜2.8g/cm3の砂100質量部に軽量砂を混合して使用する場合の比率は、3〜200質量部となるようにすることが強度発現性の点で好ましい。
本発明の骨材は予めセメントと混合しておいてもよく、現場で混合してもよい。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。
無機微粉末の中で、シリカフュームや各種粘度鉱物については、0.5〜10質量部が流動性に悪影響を与えない点で好ましい。
本発明の流動化剤の混合方法は、特に限定されるものではないが、例えば、あらかじめセメントに、あるいは練り混ぜ水に分散しておくことが好ましい。
消泡剤の種類としては、硬化モルタルの強度特性に著しく悪影響を与えるものでない限り特に限定されるものではなく、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。
繊維の種類としては、ビニロン繊維、プロピレン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維,アラミド繊維等の高分子繊維類や、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維、及び玄武岩等の岩石を溶融紡糸した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。
具体的な補修方法を例に挙げると、劣化したコンクリート部分をウォータージェットで除去後、プライマーを塗布する。次に、練り混ぜたモルタルをコテで塗り付けるか、吹付けによって塗り付ける。壁面や天井面の場合は、30mm程度の修復厚みであれば、1回で塗り付けられるので表面をコテによって仕上げればよい。30mmを超える修復厚みの場合は、複数層に分割して修復を行う。その際、打ち継ぎ面は平滑にコテ仕上げを行うのではなく、粗い仕上げ状態とし付着力を確保できるようにする。また、打ち継ぐときのタイミングは外気温等で変化するが、先に塗り付けたモルタルを指で触って、へこまない程度に硬化が進んだ段階で行えばよい。最後に、表面が平滑となるようにコテ仕上げを行う。より念入りな施工を行うには、養生シートや養生剤等を用いて乾燥防止対策を実施することが好ましい。
セメント100質量部に対して、カルシウムアルミネート6質量部、凝結遅延剤0.5質量部、ポリマーエマルジョン7質量部、表1、2に示す種類と量のセルロースエーテル、さらに、カルシウムアルミネート100質量部に対して、セッコウを150質量部添加し、セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計100質量部に対して、骨材A200質量部を添加して急硬補修モルタルとした。その急硬補修モルタル100質量部に対して、水を15質量部加え、ミキサーで練り混ぜて急硬補修モルタルを調製した。得られた急硬補修モルタルのダレ性、コテ仕上げ性、圧縮強度、付着強度を測定した。結果を表1、2に示す。
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
カルシウムアルミネート:CaO:Al2O3=40質量部:60質量部、非晶質、
ブレーン比表面積6200cm2/g
凝結遅延剤A:クエン酸、市販品
ポリマーエマルジョン:アクリル−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル系再乳化型粉末樹脂、市販品
セッコウ:天然セッコウ粉砕品、ブレーン比表面積5200cm2/g
骨材A:新潟県糸魚川市産石灰砂乾燥品、最大粒径1.2mm、密度2.66g/cm3
セルロースエーテルA:主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、2質量%水溶液における20℃の粘度320mPa・s、保水率86%、市販品
セルロースエーテルB:主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、2質量%水溶液における20℃の粘度110mPa・s、保水率82%、市販品
セルロースエーテルC:主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、2質量%水溶液における20℃の粘度460mPa・s、保水率93%、市販品
セルロースエーテルD:主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、2質量%水溶液における20℃の粘度4000mPa・s、保水率69%、市販品
セルロースエーテルE:主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、2質量%水溶液における20℃の粘度15000mPa・s、保水率75%、市販品
セルロースエーテルF:主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、2質量%水溶液における20℃の粘度55mPa・s、保水率59%、市販品
セルロースエーテルG:主成分メチルセルロース、2質量%水溶液における20℃の粘度110mPa・s、保水率71%、市販品
ダレ性:コンクリート壁面で,水を加えて練り混ぜた急硬補修モルタルを厚み5cm
で縦25cm×横15cmの枠内に塗り付け後、枠を外し、30分後に塗り付けたモ
ルタルのダレの有無を確認した。
コテ仕上げ性:水を加えて練り混ぜた急硬補修モルタルを壁面にコテを用いて塗り付
けたときコテに付着する量が多くきれいになかなか仕上がらない場合は×、付着する
量が少ない場合は△、ほとんど付着せずきれいに仕上がる場合は○とした。
圧縮強度:JIS R 5201に準拠した。養生は温度20℃、湿度40%、圧縮強度の測定材齢は5時間と28日。
付着強度:JIS A 1171に準拠した。塗り厚さは10mm、養生は温度20℃、湿度40%、付着強度の測定材齢は28日。
セメント100質量部に対して、カルシウムアルミネート6質量部添加し、そのカルシウムアルミネート100質量部に対して、セッコウを表3に示す量を添加したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に示す.
セメント100質量部に対して、ポリマーエマルジョンの添加量を変えた混合物を表4に示すように添加したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に示す。
セメント100質量部に対して、表5に示すように凝結遅延剤の種類と量を添加し可使時間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に示す。
凝結遅延剤B:クエン酸:炭酸カリウム=50質量部:50質量部の混合物
可使時間:練り混ぜてからコテによる塗付けが可能な時間を触指で判断した。
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計100質量部に対して、骨材A100質量部に骨材B、Cを表6に示すように配合した混合骨材200質量部を添加し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。
骨材B:黒曜石を焼成発泡させた骨材、かさ密度0.62g/cm3、市販品
骨材C:火力発電所で発生するフライアッシュバルーン、かさ密度0.29g/cm3、市販品
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計100質量部に対して、骨材Aと実験No.5-5の骨材を表7に示すように添加し平滑性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7に示す。
平滑性:コテ仕上げを行って表面が平滑に仕上がる場合を○、表面がザラツキ、平滑に仕上がらない場合を×とした。
セメント100質量部に対して、表8に示す種類と量の無機微粉末を添加し、実験例6と同様に平滑性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8に示す。
無機微粉末A:シリカフューム、BET比表面積10.7m2/g、市販品
無機微粉末B:ヘクトライト、ブレーン比表面積4500cm2/g、市販品
無機微粉末C:炭酸カルシウム、ブレーン比表面積5200cm2/g、市販品
セメント100質量部に対して、表9に示す量の流動化剤を添加しフロー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9に示す。
流動化剤:リグニンスルホン酸塩系流動化剤、市販品
フロー:JIS R 5201に準じて測定した。
セメント100質量部に対して表10に示す量の消泡剤を添加し単位容積質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10に示す。
消泡剤:シリコーン系消泡剤、市販品
単位容積質量:JIS A 1171に準じて測定した。
急硬補修モルタル100質量部に対して、表11に示す繊維の量を添加し、実験例8と同様にフロー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11に示す.
繊維:ビニロン繊維、繊維長6mm、繊維径26μm、収束タイプ、市販品
表12に示す実験No.の急硬補修モルタルをボックスカルバート外壁表面に、1回当たりの塗付け厚みを40mmとし、トータル厚み80mmとなるように2回に分けて塗り付けた。塗付け面積は500mm×500mmとした。塗り付ける前の下地処理は、サンドブラストで表面の目粗しを行い、市販のエチレン−酢酸ビニル系プライマーを塗布した。その時のコテ仕上げ性と材齢28日後の付着強度を測定した。
付着強度:材齢25日目に直径50mmのコアドリルを用いて、下地コンクリートと急硬補修モルタル界面から下地コンクリート側へ5mm程度の深さまで削孔し、表面が乾燥したらエポキシ系接着剤で引き抜き用のアタッチメントを取り付けた。材齢28日時点で、建研式付着力試験器で削孔箇所を引き抜き、引き抜き荷重を引き抜き面積で除することで付着強度を求めた。
Claims (8)
- セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、ポリマーエマルジョン、凝結遅延剤、2質量%水溶液における20℃の粘度が100〜500mPa・sで保水率が80%以上を示すセルロースエーテルをセメント100質量部に対して、0.01〜3質量部、及び骨材を含有することを特徴とする急硬補修モルタル。
- カルシウムアルミネート100質量部に対して、セッコウを100〜250質量部となる比率で配合することを特徴とする請求項1記載の急硬補修モルタル。
- 密度2.4〜2.8g/cm3の骨材100質量部に対して、かさ密度0.1〜1.0g/cm3の軽量骨材が3〜200質量部となる比率で配合することを特徴とする請求項1又は2記載の急硬補修モルタル。
- 無機微粉末を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
- 流動化剤を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
- 消泡剤を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
- 繊維を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の急硬補修モルタルを用いた補修方法。
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