JP2009132568A - 軽量予混合モルタル - Google Patents

Abstract

【課題】 細骨材にセメント等の水硬性物質と比べて容重差が著しく小さい軽量骨材や特に超軽量骨材を使用した場合でも、凝結・硬化性や施工物の諸物性に影響が出易い混和助剤の使用によらずに、通常の乾式混合だけで容易に均質な混合状態が得られるような軽量予混合モルタルを提供する。
【解決手段】 水硬性無機粉体と容重０．５ｋｇ／Ｌ未満の骨材を含有する軽量プレミックスモルタルであって、骨材の平均粒径が水硬性無機粉末の平均粒径の２〜１００倍である軽量予混合モルタル。
【選択図】 なし

Description

本発明は、細骨材に軽量骨材や特に超軽量骨材を用いた軽量の予混合モルタルに関する。

軽量細骨材とセメント等の水硬性無機粉体の必須成分と必要に応じて加える混和剤・材の任意成分との注水前の調合物である予混合モルタルは、細骨材が軽量になるほど、水硬性無機粉体との容重差が開いてくるので、乾式混合で均質な混合物を得るのが次第に難しくなり、製造時の混合工程で材料分離を起こし易い。均質でない予混合モルタルは、注水時の混練での水和反応やその後の硬化性にもバラツキが起き易く、不均質な品質性状の硬化体になる。容重差の大きい異成分を主要成分として含む混合物を均質化するには、ドライミックス段階で均質混合物にする方策として、徹底的に混合を行うことが単純な策ではあるが、生産性低下や粒径減少化が進むことがある。特に、比重差にかなりの開きがある場合、例えば超軽量骨材とセメントの含有物などでは、過混合によって反って材料分離が進む虞がある。また、セメントと軽量骨材にセメントの平均粒径よりも細かい無機材とポリカルボン酸系減水剤と同等以上の分散性を有する減水剤を含有させたプレミックスモルタルが、注水後の混練が容易で均質な超軽量モルタルになることが知られている。（例えば、特許文献１参照。）しかるに、セメントの平均粒径よりも細かい無機材の如く、非常に小さな微粒の使用は、短時間の乾式混合では反って体積差に起因する材料分離が進み易く、均一混合性を有するにはかなり長時間の乾式混合を要することが多く、また特定の混和剤・材を混合助剤の如く用いて混合性を高める方法は、まとまった量の混和剤・材を用いなければ十分な効果が得られないため、該混和成分が本来有する作用を必要としないモルタルには適さず、また該混和成分によってモルタルの反応性や物性に支障が出る虞もある。このような具体例として、スラリー系で高い分散効果が得られる減水剤の大量使用や分散性能の強い減水剤の使用は、注水後に材料分離を生じることがある。
特開２００５−２１３０８５号公報

細骨材にセメント等の水硬性物質と比べて容重差が著しく小さい軽量骨材や特に超軽量骨材を使用した場合でも、凝結・硬化性や施工物の諸物性に影響が出易い混和助剤の使用によらずに、通常の乾式混合だけで容易に均質な混合状態が得られるような軽量予混合モルタルを提供する。

本発明者は、セメント等の結合相形成成分と骨材の容重差が大きい軽量モルタルで、軽量モルタルに使用する骨材の粒径と水硬性無機粉末の粒径の関係と乾式混合時の混合状態に強い相関性があることを見い出し、両者の粒径を特定の条件に調整することで、異成分として諸性状に影響を残す可能性がある混合助剤を加えずとも、モルタルの乾式混合の混合性が高まり、且つ材料分離を生じることなく均一混合物が容易に得られるという知見から、本発明を創出するに至った。

即ち、本発明は、次の（１）〜（５）で表される軽量予混合モルタルである。（１）水硬性無機粉体と軽量細骨材を含有する軽量予混合モルタルであって、軽量細骨材の平均粒径が水硬性無機粉末の平均粒径の２〜１００倍である軽量予混合モルタル。（２）軽量細骨材の最大粒径が１ｍｍ以下である前記（１）の軽量予混合モルタル。（３）軽量細骨材の容重が０．５ｋｇ／Ｌ以下である前記（１）又は（２）の軽量予混合モルタル。（４）水硬性無機粉砕の平均粒径が５〜２５μｍである前記（１）〜（３）何れかの軽量予混合モルタル。（５）６００℃での加熱質量減少率が０．５〜２質量％である前記（１）〜（４）何れかの軽量予混合モルタル。

本発明によれば、細骨材にセメント等の水硬性無機粉末と比べて容重差が著しく小さい超軽量骨材を用いても、材料分離等が見られず極めて均質な成分状態の軽量予混合モルタルを得ることができる。しかも、本発明による軽量予混合モルタルは従前の混合助剤を用いるような方法ではないため、注水後のモルタル性状に支障を及ぼすこともなく、またその性状のバラツキも実質見られず安定した品質のモルタル施工物が得られる。

本発明の軽量予混合モルタルは、軽量細骨材を使用して軽量化を行った乾式混合物としての予混合モルタルである。使用する軽量細骨材は、モルタルやコンクリートに使用できるものであれば成分的には特に限定されず、例えば無機、有機又は両者を複合化したものの何れでも良い。また、形態的には、緻密質、多孔質又は中空構造等の何れの細骨材でも良い。より具体的には、例えばパーライト、フライアッシュバルーン、ガラスバルーン、シラスバルーン等を挙げることができる。好ましくは軽量細骨材として容重０．５ｋｇ／Ｌ以下の細骨材の使用が適し、より好ましくは、容重０．３ｋｇ／Ｌ以下の細骨材の使用が適する。

また、本発明の軽量予混合モルタルに使用する軽量細骨材は、平均粒径が含有する水硬性無機粉末の平均粒径の２〜１００倍のものであることを必須とする。この平均粒径にすることで、通常の乾式混合で容易に均一な混合物を得ることができ、乾式混合による材料分離の発生を抑制することが可能となる。軽量細骨材の平均粒径が水硬性無機粉末の平均粒径の２倍未満では、軽量細骨材の粒径がかなり小さくなるため、均一な乾式混合物になり難いので好ましくなく、また水硬性無機粉末の平均粒径の１００倍を超えると軽量細骨材と水硬性無機粉末の混合性が低下し、均質混合物が得難くなるため好ましくない。

また、本発明の軽量予混合モルタルに使用する細骨材は、前記平均粒径に関する条件に適うことに加え、さらに細骨材の最大粒径が１ｍｍ以下であることが好ましい。最大粒径が１ｍｍ以下の細骨材の使用でセメント等の水硬性無機粉体との一体性が得易くなり、乾式混合時での材料分離をより確実に抑制することができる。また、本軽量予混合モルタルに使用する細骨材配合量は、含有するセメント等の水硬性物質１００質量部に対し、１〜４０質量部が好ましい。１質量部未満ではモルタルの軽量化が図れず、また４０質量部を超えると粒径調整によって乾式混合での均一混合化が行い難くなるため適当ではない。

本発明の軽量予混合モルタルは、水硬性無機粉末を結合相形成成分として含有する。水硬性無機粉末は水と反応して硬化するものなら特に限定されず、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱等のポルトランドセメント、高炉セメントやフライアッシュセメント等の各種混合セメント、白色セメントやエコセメント等の特殊セメントなどを挙げることができる。また、例示したセメントのうち任意の２種以上を併用しても良く、またアルミナセメントとアルミナセメント以外のセメントを併用しても良い。さらにセメント以外の水硬性無機粉末として例えば石膏や高炉水砕スラグ等の潜在水硬性物質も挙げることができる。使用する水硬性無機粉末の粒径は特に制限されるものではないが、好ましくは平均粒径で５〜２５μｍの粉末を使用するのが良い。該粒径の粉末の使用は、乾式混合物から軽量の細骨材が抜け出て分離することをより効果的に防ぐことができる。水硬性無機粉末の平均粒径が５μｍ未満では嵩密度が小さくなり過ぎて細骨材の混合物中への保持能力が低下し、上方へ分離移動する傾向があるので適当ではない。また、水硬性無機粉末の平均粒径が２５μｍを超えても細骨材の混合物中への保持能力が低下するので適当ではない。水硬性無機粉末の軽量予混合モルタル中の含有量は、特に制限されるないが、好ましくは６０〜９５質量％とする。６０質量％未満では結合成分が不足し、強度が低下するので適当ではない。９５質量％を超えると、乾燥収縮が大きく、ひび割れ等が起こる虞れが強まり適当ではない。

また、本発明の軽量予混合モルタルは、６００℃での加熱質量減少率が０．５〜２質量％の軽量予混合モルタルであることが好ましい。この質量減少率を充当する範囲で、例えば水分や有機溶媒等を含むものでも良く、含有により混合時の材料分離を抑制する作用を高められる可能性がある。加熱質量減少率が０．５質量％未満では配合効果が得られないことがあり、また、２質量％を超えると乾式混合時に混練装置等への付着により混合性が低下したり、特に水では凝結性などを始めとするモルタル性状に支障を及ぼすことがあるため適当ではない。

また、本発明の軽量予混合モルタルは、本発明の効果を実質喪失させない範囲で、前記以外にも他の成分を含むものであっても良い。このような成分として、何れもモルタルやコンクリートに使用できる、保水剤、膨張材、収縮低減剤、気泡剤、空気連行剤、消泡剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、ポゾラン反応性物質、繊維、ポリマーディスパージョン、再乳化粉末樹脂、抗菌剤、顔料等を例示することができる。また、望ましくは混合時の混合抵抗を抑制する上で、このような成分は粉末や粒状のものを使用するのが良い。

また、本発明の軽量予混合モルタルは、前記軽量細骨材及び水硬性無機粉末、更には必要に応じて他の成分を加えたものを、例えば任意の順序で、又は一括して混合機に投入し、乾式混合すれば得られるが、この他の方法で製造しても良い。使用する混合機は、少なくとも水硬性無機粉末と骨材を乾式混合できるものであれば特に限定されない。具体的には、リボンミキサー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー、傾胴式ミキサー等を挙げることができる。また、乾式混合の操作条件等も特に制限されない。得られた軽量予混合モルタルは、水を加えて混練すれば施工可能なフレッシュモルタルにすることができる。また、注水時に、モルタルやコンクリートに使用できるような混和剤・材を適宜加え、フレッシュモルタルを作製しても良い。

以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明するが、本発明はここで表す実施例に限定されるものではない。

次に表す軽量骨材（Ａ１〜Ａ４）、水硬性無機粉末（Ｂ１〜Ｂ３）、増粘剤（Ｃ）、分散剤（Ｄ）、非水硬性無機微粉（Ｅ）から選定される材料を表１に表した配合量となるよう内容積０．１ｍ³のレーディゲミキサ（レーディゲ社製）に合計約３３ｋｇ一括投入し、温度約２０℃の下で１分間乾式混合した。尚、各軽量骨材と水硬性無機粉末は市販品に分級又は粉砕分級操作を施して表記の粒径に調整したものである。尚、本発明品６は、乾式混合物作製した後、該混合物に噴霧器を用いて表１記載の所定量の水を加えながら再度混合を行ったものである。

Ａ１；真珠岩系発泡状人工軽量骨材、容重０．２ｋｇ／Ｌ、最大粒径０．６ｍｍ、平均粒径０．３ｍｍ（商品名「太平洋パーライト」、太平洋マテリアル社製）
Ａ２；真珠岩系発泡状人工軽量骨材、容重０．２ｋｇ／Ｌ、最大粒径１ｍｍ、平均粒径０．６ｍｍ（商品名「太平洋パーライト」、太平洋マテリアル社製）
Ａ３；真珠岩系発泡状人工軽量骨材、容重０．２ｋｇ／Ｌ、最大粒径３ｍｍ、平均粒径１．２ｍｍ（商品名「太平洋パーライト」、太平洋マテリアル社製）
Ａ４；真珠岩系発泡状人工軽量骨材、容重０．４ｋｇ／Ｌ、最大粒径１２ｍｍ、平均粒径０．６ｍｍ（商品名「太平洋パーライト」、太平洋マテリアル社製）
Ｂ１；普通ポルトランドセメント、平均粒径２５μｍ（太平洋セメント社製）
Ｂ２；普通ポルトランドセメント、平均粒径１５μｍ（太平洋セメント社製）
Ｂ３；普通ポルトランドセメント、平均粒径６μｍ（太平洋セメント社製）
Ｃ；プロピルメチルセルロース系水溶性増粘剤（市販品）
Ｄ；ポリカルボン酸系高性能減水剤（商品名「太平洋コアフロー」、太平洋マテリアル社製）
Ｅ；シリカフューム、ブレーン比表面積約２０００００ｃｍ²／ｇ、平均粒径０．２μｍ

混合後、ミキサ内の混合物の上表面付近から３ｋｇ（上部位採取物）と底面付近から３ｋｇ（下部位採取物）の混合物を採取し、６００℃での加熱質量減少率（質量％）を熱重量分析装置（マークサイエンス社製）で測定した。さらに、各採取物に対し水１．８ｋｇを加えてハンドミキサ（回転数１５００ｒｐｍ）で約１分間混練した。混練して得た各混練物の密度を得るため、メスシリンダータイプの５００ｍｌのステンレス容器を用い、ＪＩＳ Ａ １１７１による方法で単位容積質量を測定し、この値を以てフレッシュモルタルの密度と見なした。乾式混合物の上部位採取物から得たフレッシュモルタルと下部位採取物から得たフレッシュモルタルの密度差が概ね３％以下であったものを実質均質な乾式混合物が得られている可能性があるものと判断した。この結果を表２に表す。

表２の結果より、本発明品は混合物の採取部位による加熱質量減少率（質量％）と密度のバラツキが殆ど無く、通常の乾式混合操作だけで、成分のバラツキが実質見られない均質な混合物が得られたことがわかる。これに対し、本発明外のモルタルは混合物の採取部位の違いによる密度差が大きく、均質な混合物になっていないことがわかる。

Claims (5)

1. 水硬性無機粉体と軽量細骨材を含有する軽量予混合モルタルであって、軽量細骨材の平均粒径が水硬性無機粉末の平均粒径の２〜１００倍である軽量予混合モルタル。
2. 軽量細骨材の最大粒径が１ｍｍ以下である請求項１記載の軽量予混合モルタル。
3. 軽量細骨材の容重が０．５ｋｇ／Ｌ以下である請求項１又は２記載の軽量予混合モルタル。
4. 水硬性無機粉砕の平均粒径が５〜２５μｍである請求項１〜３何れか記載の軽量予混合モルタル。
5. ６００℃での加熱質量減少率が０．５〜２質量％である請求項１〜４何れか記載の軽量予混合モルタル。