JP2010111539A

JP2010111539A - Ｐｃグラウト材

Info

Publication number: JP2010111539A
Application number: JP2008285180A
Authority: JP
Inventors: Hodaka Yamamuro; 穂高山室; Koji Koyanagi; 幸司小柳; Toshiharu Kojima; 俊治小島
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-05-20

Abstract

【課題】充填性に優れ、ブリーディングがなく、更に強度発現に優れたＰＣグラウト材を提供する。
【解決手段】一般式（ａ１）で表される特定の化合物を含有するレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、コンクリート混和剤と、水とを含有する、ＰＣグラウト材。
【選択図】なし

Description

本発明は、ＰＣグラウト材及びＰＣグラウト材用プレミックスに関する。

従来、ＰＣグラウト材は、セメントと無機フィラーを主とするＰＣグラウト材プレミックスに水を加え、ＰＣ（プレストレスコンクリート）構造物において、シース内に挿入され緊張定着されたＰＣ鋼材に付着性を付与するために、シース内に充填するものが知られている。ここで、ＰＣグラウト材の粘性が低いと、シース管内でグラウトの先端部が先流れしてシース管内に残留空気が生じるので、シース管の適切な位置に排気孔が設置される。また充填されたグラウトはシース管内にある残留水で希釈され、その部分は硬化後、シース管内において空洞が形成される原因となる。そこで、水と共に、増粘剤、遅延剤、高性能減水剤等を添加して粘性を調節し使用されている（特許文献１）。しかしながら、最近のＰＣ構造物の長大化に伴い、ＰＣグラウト材に要求される充填性能はさらに高くなることが予測され、従来使用されていたＰＣグラウト材においては、流動性が不充分であるためにＰＣ鋼材とダクトの間隙を完全に充填できないケースや、充填性が劣るためにダクト内上部に空隙が発生してＰＣ構造物が劣化するという問題が指摘されている。

これに対して、ＰＣグラウト材の粘性が高い場合、下り勾配下でも、施工時にシース管の全断面を充満しながら流れるため充填性が向上し、コンクリートとの一体化が図られることが知られており、そのため充填性を最重要視する施工では、高粘性のＰＣグラウト材が要求される場合が多い。しかしながら、このような高粘性ＰＣグラウト材に必要なレオロジー物性を付与するためにセルロース系増粘剤等が使用されている（特許文献２）が、流動性や充填性などのフレッシュ物性と硬化物性との両立の面で、まだ十分とは言えない。そこで、単に高粘性だけではなく、一定応力下で所定の流動性を有し、且つ、強度発現に優れ、高いチクソトロピー性をＰＣグラウト材に付与する技術が望まれている。また、シース管には鋼材が配置されているためにＰＣグラウト材には塩化物を含まない事が望ましい。
特開２００５−２３１９６７号公報特開２００３−４０６６４号公報

したがって、本発明が解決しようとする課題は、充填性に優れ、ブリーディングがなく、更に強度発現に優れたＰＣグラウト材を提供することである。

本発明は、一般式（ａ１）で表される化合物を含有するレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、コンクリート混和剤と、水とを含有する、ＰＣグラウト材に関する。

（式中、Ｒ^1aは炭素数１０〜２６のアルキル基、Ｒ^2aは炭素数１〜２２のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、Ｒ^3a、Ｒ^4aは、それぞれ、炭素数１〜３のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、Ｙはエチレン基又はプロピレン基、ｎは０又は１の数、Ｘ^-はアニオン性芳香族化合物残基を表す。）

また、本発明は、上記一般式（ａ１）で表される化合物を含有する粉末状のレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、粉末状のコンクリート混和剤とを含有するＰＣグラウト材用プレミックスに関する。

本発明によれば、充填性に優れ、ブリーディングがなく、更に強度発現に優れたＰＣグラウト材が提供される。

〔レオロジー改質剤〕
本発明に用いられるレオロジー改質剤は、前記一般式（ａ１）で表される化合物を含有する。

一般式（ａ１）中、Ｘ^-はアニオン性芳香族化合物であり、好ましくはパラトルエンスルホン酸に由来するアニオン基である。

本発明に用いられるレオロジー改質剤では、増粘する温度領域を広くできる点で、炭化水素基Ｒ¹の長さが異なる４級カチオン基が２種以上存在することが好ましく、そのためには、４級カチオン基の炭化水素基Ｒ¹の長さが異なる一般式（ａ１）の化合物を２種以上併用することが好ましい。これは、水への溶解性とレオロジー改質の効果の点からも好ましい。

一般式（ａ１）で表される化合物の製造方法としては、（ｉ）３級アミンをアニオン性芳香族化合物の酸型で中和しそこにエチレンオキサイド（以下、ＥＯという）を反応させる方法、（ii）４級塩型化合物とアニオン性芳香族化合物の混合物を脱塩する方法、（iii）４級塩型化合物の対イオンを芳香族アニオン基で対イオン交換する方法などが挙げられる。これらの製造工程では、ハロゲン元素は元々含まれないか、または系外に除去されるので、金属が存在する部分に使用しても腐食を起こさないことから、これらの製造法が好ましい。

また、本発明に用いられるレオロジー改質剤は、前記一般式（ａ１）で表される化合物の性能を大きく妨げない範囲で、その他の成分を含有することができる。その他の成分としては、例えば、樹脂石鹸、飽和もしくは不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、アルキルベンゼンスルホン酸（塩）、アルカンスルホネート、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテル、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテル硫酸エステル（塩）、ポリオキシアルキレンアルキル（フェニル）エーテルリン酸エステル（塩）、蛋白質材料、アルケニルコハク酸、α−オレフィンスルホネート等のＡＥ剤；グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸、クエン酸等のオキシカルボン酸系、デキストリン、単糖類、オリゴ糖類、多糖類等の糖系、糖アルコール系等の遅延剤；起泡剤；増粘剤；珪砂；ＡＥ減水剤；塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、沃化カルシウム等の可溶性カルシウム塩、塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物等、硫酸塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸塩、チオ硫酸塩、蟻酸（塩）、アルカノールアミン等の早強剤又は促進剤；発泡剤；樹脂酸（塩）、脂肪酸エステル、油脂、シリコーン、パラフィン、アスファルト、ワックス等の防水剤；高炉スラグ；流動化剤；ジメチルポリシロキサン系、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル系、鉱油系、油脂系、オキシアルキレン系、アルコール系、アミド系等の消泡剤；防泡剤；亜硝酸塩、燐酸塩、酸化亜鉛等の防錆剤；メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系、β−１，３−グルカン、キサンタンガム、ウエランガム等の天然物系、ポリアクリル酸アミド、ポリエチレングリコール、オレイルアルコールのＥＯ付加物もしくはこれとビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反応物等の合成系等の水溶性高分子、合成繊維として、ポリアセタール繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等の合繊繊維、レーヨン繊維等の再生繊維等の爆裂防止用繊維が挙げられる。

本発明のレオロジー改質剤中の一般式（ａ１）で表される化合物の含有量は、好ましくは１０〜１００重量％、より好ましくは２０〜１００重量％である。本発明のレオロジー改質剤の固形分中の一般式（ａ１）で表される化合物の固形分の比率は５０重量％以上が好ましい。

〔水硬性粉体〕
水硬性粉体（Ｃ）は、水和反応により硬化する物性を有する粉体のことであり、セメント、石膏などが挙げられる。好ましくはセメントであり、またこれらに高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム等が添加されたものでもよい。その他、早強セメント、超早強セメント、高ビーライト系セメント、エコセメント等でもよい。

〔コンクリート混和剤〕
コンクリート混和剤としては、高性能減水剤及び／又は高性能ＡＥ減水剤〔以下、高性能（ＡＥ）減水剤という〕が挙げられる。高性能（ＡＥ）減水剤としては、リグニンスルホン酸塩及びその誘導体、オキシカルボン酸塩、ポリオール誘導体から選択されるものが挙げられる。高性能（ＡＥ）減水剤としては、ＪＩＳＡ６２０４に規定される減水率１８％以上のコンクリート用化学混和剤が好適に用いられ、具体的には、ナフタレン、メラミン、フェノール、尿素およびアニリンの何れかのメチロール化物およびスルホン化物の群から選ばれる１種又は２種以上の化合物のホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。例えば、ナフタレンスルホン酸金属塩ホルムアルデヒド縮合物［例えば花王（株）製マイテイ１５０］、メラミンスルホン酸金属塩ホルムアルデヒド縮合物［例えば花王（株）製マイテイ１５０−Ｖ２］、フェノールスルホン酸ホルムアルデヒド化合物（特許第１０９７６４７号に記載の化合物等）、フェノール・スルファニル酸ホルムアルデヒド共縮合物（特開平１−１１３４１９号公報に記載の化合物等）等である。さらにまた他の例として、エチレン系不飽和モノカルボン酸、そのアルキレンオキシド付加物又はその誘導体、並びにエチレン系不飽和ジカルボン酸、そのアルキレンオキシド付加物又はその誘導体からなる群より選ばれる１種又は２種以上を含有する単量体を重合して得られる重合体又は共重合体（特公平２−７９０１号公報、特開平３−７５２５２号公報、特公平２−８９８３号公報などに記載の化合物等）が挙げられる。

また、本発明において用いられる高性能（ＡＥ）減水剤としては、下記一般式（ｂ１）で表される単量体と、下記一般式（ｂ２）及び（ｂ３）で表される化合物の中から選ばれる一種以上を含有する単量体とを重合して得られる、オキシアルキレン基を有する水溶性ビニル共重合体がより好ましく用いられる（例えば花王（株）製マイテイ３０００）。こうした高性能（ＡＥ）減水剤については、例えば特開平７−２２３８５２号公報に記載がある。

［式中、
R^1b，R^2b：水素原子又はメチル基
m1：０〜２の数
AO：炭素数２〜３のオキシアルキレン基
ｎ：平均付加モル数であり、２〜300の数
Ｘ：水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基
を表す。］

［式中、
R^3b，R^4b，R^5b：水素原子、メチル基又は(ＣＨ₂)_m2ＣＯＯＭ²
R^6b：水素原子又はメチル基
M¹，M²，Ｙ：水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属（１／２原子）、アンモニウム、アルキルアンモニウム又は置換アルキルアンモニウム
m2：０〜２の数
を表す。］

上記の好ましい高性能減水剤として用いられる共重合体において、上記一般式（ｂ１）で表される単量体としては、メトキシポリエチレングリコール、メトキシポリエチレンポリプロピレングリコール、エトキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレンポリプロピレングリコール、プロポキシポリエチレングリコールおよびプロポキシポリエチレンポリプロピレングリコール等の片末端アルキル封鎖ポリアルキレングリコールとアクリル酸、メタクリル酸又は脂肪酸の脱水素（酸化）反応物とのエステル化物や、アクリル酸、メタクリル酸又は脂肪酸の脱水素（酸化）反応物へのＥＯ、プロピレンオキサイド（以下、ＰＯという）付加物が用いられる。またポリアルキレングリコールのモノマーの繰り返し単位としては、ＥＯ単独、ＰＯ単独、ＥＯとＰＯのランダム、ブロック、交互付加の何れでも用いることができる。ポリアルキレングリコールのモノマーの繰り返し単位の平均付加モル数が、上記特開平７−２２３８５２号公報に記載の場合のように１１０〜３００であると、硬化遅延の短縮、高流動性、高充填性、高分離低減性の面でより好ましい。

上記一般式（ｂ２）で表される化合物としては、不飽和モノカルボン酸系単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、又はこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩（１／２原子）、アンモニウム塩、アミン塩、置換アミン塩が挙げられる。また、不飽和ジカルボン酸系単量体として、無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、無水シトラコン酸、シトラコン酸、フマル酸、又はこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩（１／２原子）、アンモニウム塩、アミン塩、置換アミン塩が挙げられる。

また、上記一般式（ｂ３）で表される化合物としては、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、又はこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩（１／２原子）、アンモニウム塩、アミン塩、置換アミン塩が挙げられる。

さらに、本発明において用いられる高性能（ＡＥ）減水剤としては、下記一般式（ｃ１）で表される単量体１と、下記一般式（ｃ２）で表される単量体２及び下記一般式（ｃ３）で表される単量体３を含む混合単量体とを、ｐＨ７以下で共重合して得られるリン酸エステル系重合体が好適に用いられる。かかるリン酸エステル系重合体は、特開２００６−５２３８１号を参照することができる。

〔式中、Ｒ^1c、Ｒ^2cは、それぞれ水素原子又はメチル基、Ｒ³は水素原子又は-ＣＯＯ(ＡＯ)_nＸ、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基又はオキシスチレン基、ｎはＡＯの全平均付加モル数であり、３〜２００の数、Ｘは水素原子又は炭素数１〜１８のアルキル基を表す。〕

〔式中、Ｒ^4cは水素原子又はメチル基、Ｒ^5cは炭素数２〜１２のアルキレン基、ｍ１は１〜３０の数、Ｍは水素原子、アルカリ金属又はアルカリ土類金属（１／２原子）を表す。〕

〔式中、Ｒ^6c、Ｒ^8cは、それぞれ水素原子又はメチル基、Ｒ^7c、Ｒ^9cは、それぞれ炭素数２〜１２のアルキレン基、ｍ２、ｍ３は、それぞれ１〜３０の数、Ｍは水素原子、アルカリ金属又はアルカリ土類金属（１／２原子）を表す。〕

これらの高性能（ＡＥ）減水剤のうち、ポリカルボン酸系ＥＯ付加物を主成分とする高性能（ＡＥ）減水剤、あるいは上記リン酸エステル系重合体を主成分とする高性能（ＡＥ）減水剤が好適である。

〔カチオン性ポリマー〕
本発明のＰＣグラウト材は、安定した粘弾性発現の観点から、カチオン性ポリマーを含有することが好ましい。カチオン性ポリマーとしては、カチオン性窒素を含むカチオン性ポリマー、更に、分子中に４級塩構造を有するポリマー、なかでもカチオン性窒素が、第４級窒素であるカチオン性ポリマーが挙げられる。

カチオン性ポリマーとしては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミドエチルジメチルアミン、（メタ）アクリルアミドプロピルジメチルアミン、アリルアミン、アリルメチルアミン、アリルジメチルアミン、ジアリルアミン、ジアリルメチルアミン等のホモポリマー、及びこれらのモノマーと他のモノマーとから得られる共重合体が挙げられ、いずれも中和型でも未中和型でも使用できる。

また、カチオン性ポリマーとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン等のポリアルキレンポリアミンおよび、ポリアルキレンポリアミンに炭素数２〜４のアルキレンオキサイドを付加させたポリマーが挙げられ、いずれも中和型でも未中和型でも使用できる。

その他にもポリエチレンイミンおよびポリエチレンイミンに炭素数２〜４のアルキレンオキサイドを付加させたポリマーをカチオン性ポリマーとして使用できる。

カチオン性ポリマーとしては、カチオン性窒素を含むものが好ましく、更に当該カチオン性ポリマーのカチオン性窒素に、炭素数１〜２２のアルキル基、炭素数２〜８のオキシアルキレン基を含んでなるポリオキシアルキレン基、水素原子及び下記式（ｄ１）

で表される基〔ここで、Ｒ^1d〜Ｒ^5dは、同一でも異なっていても良く、それぞれ水素原子又は炭素数１〜２２のアルキルもしくはアルケニル基であり、Ｚは−Ｏ−又は−ＮＹ−（Ｙは水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基）であり、ｎは１〜１０の数である。ただし、Ｒ^1d及びＲ^3dはポリマー構造中に取り込まれていても良く、その場合はＲ^1d及びＲ^3dは存在しない。〕から選ばれる基が結合しているものが好ましい。

一般式（ｄ１）で表される基の由来となる化合物としては、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩、メタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩、メタクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩、メタクリロイルオキシプロピルジメチルエチルアンモニウム塩、メタクリルアミドエチルトリメチルアンモニウム塩、メタクリルアミドエチルジメチルエチルアンモニウム塩、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、メタクリルアミドプロピルジメチルエチルアンモニウム塩、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩、アクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩、アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩、アクリロイルオキシプロピルジメチルエチルアンモニウム塩、アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウム塩、アクリルアミドエチルジメチルエチルアンモニウム塩、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、アクリルアミドプロピルジメチルエチルアンモニウム塩等が挙げられ、これらはアルキル硫酸塩、中でもエチル硫酸塩、メチル硫酸塩が好ましい。

また、カチオン性ポリマーのカチオン性窒素が、ジアリルジアルキルアンモニウム塩、好ましくはジアリルジメチルアンモニウム塩に由来するポリマーもまた好適であり、具体的には、ジアリルジメチルアンモニウム塩とアクリル酸系モノマーとの共重合体等が挙げられる。

また、カチオン性ポリマーとしては、カチオン基を有する（メタ）アクリル酸系モノマー、カチオン基を有するスチレン系モノマー、ビニルピリジン系モノマー、ビニルイミダゾリン系モノマー、及びジアリルジアルキルアミン系モノマーからなる群から選ばれるモノマーに由来する構造を有するものが挙げられる。

カチオン性ポリマーの対イオンとしては、ハロゲンイオン、硫酸イオン、アルキル硫酸イオン、リン酸イオン、有機酸イオン等のアニオン性イオンが挙げられる。

カチオン性ポリマーの具体例としては、ポリアリルトリメチルアンモニウム塩等のポリアリルトリアルキルアンモニウム塩、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム塩）、ポリメタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩、ポリメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、カチオン化でん粉、カチオン化セルロース、カチオン化ヒドロキシエチルセルロース等であり、これらは４級塩構造を有するモノマーを重合して得ても、対応するポリマーを４級化剤で４級化して得ても良い。これらは、ホモポリマーでなくてもよく、必要に応じて共重合可能なモノマーとの共重合物としても良い。具体的には、ジアリルジメチルアンモニウム塩−ＳＯ₂共重合体、ジアリルジメチルアンモニウム塩−アクリルアミド共重合体、ジアリルジメチルアンモニウム塩−アクリル酸−アクリルアミド共重合物、メタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩−ビニルピロリドン共重合体、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩−ビニルピロリドン共重合体、等が挙げられる。これらは、未反応モノマー、副生物、異なるカチオン化密度のポリマーを含んでいてもよい。これらは２種以上併用することができる。

上記の中でも、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートジエチル硫酸塩、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム塩）、ポリメタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩、ポリメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、メタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩−ビニルピロリドン共重合体、及びメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩−ビニルピロリドン共重合体から選ばれるカチオン性ポリマーが好ましく、更にこれらの中でも、レオロジー改質効果の観点から、対イオンがアルキル硫酸イオンであるもの、中でもエチル硫酸塩、メチル硫酸塩がより好ましい。

カチオン性ポリマーの分子量は、１０００以上が好ましく、１０００〜３００万が更に好ましく、この点で一般式（ａ１）で表される化合物とは区別される。この分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーにより、以下の条件で測定された重量平均分子量である。
カラム：α−M（東ソー製）２本連結
溶離液：０．１５ｍｏｌ／Ｌ硫酸Ｎａ、１％酢酸水溶液
流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
温度：４０℃
検出器：ＲＩ
分子量標準はプルランを使用

カチオン性ポリマーは、カチオン化密度が０．５〜１０ｍｅｑ／ｇ、更に１〜９ｍｅｑ／ｇ、より更に３〜８ｍｅｑ／ｇであることが、スラリー調製直後及び経時的な粘弾性維持の点から好ましい。カチオン化密度は、後述の実施例の方法により測定することができる。

〔無機粉体〕
本発明のＰＣグラウト材は、無機粉体を含有することが好ましい。無機粉体としては、高炉スラグ、石灰系微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、ベントナイトなどが挙げられる。また、ＰＣグラウト材中の可溶性塩素イオンを低減させる目的で、ゼオライトを混入しても良い。無機粉体は、高炉スラグ、石灰系微粉末、フライアッシュ及びシリカフュームから選ばれる少なくとも１種が好ましい。前述の通り、これらの無機粉体を含む水硬性粉体を用いることでＰＣグラウト材に含有させてもよい。高炉スラグは、比表面積が３０００〜８０００ｃｍ²／ｇ、更に４０００〜６０００ｃｍ²／ｇのものが好ましい。比表面積が３０００ｃｍ²／ｇ以上であればＰＣグラウト材の適正なチクソトロピー性が得られ、８０００ｃｍ²／ｇ以下であればＰＣグラウト材の流動性が良好となる。

〔ＰＣグラウト材〕
本発明のＰＣグラウト材は、一般式（ａ１）で表される化合物が水硬性粉体（Ｃ）１００重量部に対して０．０５〜５重量部、更に０．１〜３重量部、より更に０．２５〜１重量部となるようにレオロジー改質剤を含有することが好ましい。レオロジー改質剤は、優れた材料分離抵抗性が得られること、及び初期乾燥による収縮が抑えられることから、上記範囲で用いることが好ましい。

また、本発明のＰＣグラウト材は、コンクリート混和剤〔好ましくは高性能（ＡＥ）減水剤〕を水硬性粉体（Ｃ）１００重量部に対して、０．０３〜２重量部、更に０．１〜１重量部、より更に０．２〜０．５重量部含有することが好ましい。

また、本発明のＰＣグラウト材が前記の無機粉体を含有する場合、その含有量は、水硬性粉体（Ｃ）１００重量部に対して、１〜５０重量部、更に３〜４０重量部、より更に５〜３０重量部が好ましい。無機粉体として高炉スラグを含有する場合は、水硬性粉体（Ｃ）１００重量部に対して、１〜３０重量部、更に３〜２０重量部、より更に７〜１５重量部含有することが好ましい。高炉スラグの含有量は、チクソトロピー性付与の観点から１重量部以上が好ましく、硬化後の収縮の観点から３０重量部以下が好ましい。また、無機粉体としてベントナイトを含有する場合は、乾燥収縮を抑制する観点から、水硬性粉体（Ｃ）１００重量部に対して、０．１〜５重量部、更に０．５〜２重量部含有することが好ましい。

また、本発明のＰＣグラウト材がおけるカチオン性ポリマーを含有する場合、その含有量は、水硬性粉体（Ｃ）１００重量部に対して、０．００１〜２．０重量部、更に０．０１〜０．５重量部、より更に０．０２〜０．２重量部が好ましい。

本発明のＰＣグラウト材は、Ｗ／Ｃ（重量比）が２５〜６０％、更に３０〜５５％、より更に４０〜５０％であることが好ましい。Ｗ／Ｃは、〔水（Ｗ）の重量／水硬性粉体（Ｃ）の重量〕×１００（重量％）により算出される。Ｗ／Ｃがこの範囲となるように水の量を調整することが好ましい。Ｗ／Ｃは、〔水（Ｗ）の重量／水硬性粉体（Ｃ）の重量〕×１００（重量％）により算出される。水（Ｗ）は、通常に用いるものが使用でき、水道水等が挙げられる。また、水硬性粉体（Ｃ）の含有量（ＰＣグラウト材単位量あたりの重量）は、１０００〜１６５０ｋｇ／ｍ³、更に１１００〜１４００ｋｇ／ｍ³が好ましい。

本発明のＰＣグラウト材は、消泡剤を含有することができる。消泡剤としては、ポリエーテル系消泡剤（例えば、ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドのブロックポリマー系消泡剤）、シリコーン系消泡剤、鉱物油系消泡剤、アルコール系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤等が挙げられる。

本発明のＰＣグラウト材は、ＰＣグラウト材に要求される性能を満足させるために、酸化アルミニウム粉末などの膨張剤を含有するができる。

また、本発明のＰＣグラウト材は、レオロジー改質剤の性能を損わない範囲で、従来、モルタルやコンクリートに使用される水溶性高分子（前記カチオン系ポリマーを除く）を含有することができる。水溶性高分子は、セルロース系、発酵多糖類系等の多糖類誘導体が挙げられる。セルロース系としては、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。また、発酵多糖類系としては、ウエランガム、カードラン、澱粉、グアーガム、プルラン等が挙げられる。

本発明では、一般式（１）で表される化合物を含有する粉末状のレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、粉末状の高性能減水剤及び／又は粉末状の高性能ＡＥ減水剤とを含有するＰＣグラウト材用プレミックスが提供される。該プレミックスにおける各成分の比率は、前記ＰＣグラウト材で述べたものと同様である。本発明のＰＣグラウト材は、水以外の混合材料を予め混合しておき、施工現場で、このプレミックスしたＰＣグラウト材を水と混練してＰＣグラウト材を製造しても良い。この際、全材料が均質になるまで混合することが好ましい。また混合の際に用いられる混合機は、通常使用されているものでよく、限定されるものではない。

製造例（ａ−１の製造）
反応槽にヘキサデシルジメチルアミン３９．１ｋｇ、オクタデシルジメチルアミン１００．４ｋｇを仕込み、６５℃に昇温した。イオン交換水４８７．２ｋｇ、ｐ−トルエンスルホン酸の７０％水溶液１２２．７ｋｇを仕込み、攪拌した後、更にイオン交換水２７ｋｇを仕込み、１時間攪拌し均一化させた。得られた混合水溶液の全量を６５℃まで昇温し、攪拌後、系内を窒素置換した。ＥＯ２７．４ｋｇを仕込み、３時間、６５℃で反応させた。その後、反応器内の残圧を系外にブローし、６５℃で２００ｔｏｒｒ（２６．７ｋＰａ）、３０分間の脱気を行った。さらに、ｐ−トルエンスルホン酸の７０重量％水溶液３２．３ｋｇを仕込み、４８重量％ＮａＯＨ水溶液８．０ｋｇで中和し、さらにカチオン性ポリマー〔ポリジメチルアミノエチルメタクリレートジエチル硫酸塩（重量平均分子量１２万、カチオン化密度３．６ｍｅｑ／ｇ）の３５重量％水溶液〕１５５．４ｋｇ、消泡剤０．５ｋｇ（ＦＳアンチフォームＱ１−１１８３：東レ・ダウコーニング社製）を仕込み均一化させ、目的とするジメチルヒドロキシエチルアルキルアンモニウムｐ−トルエンスルホネート及びカチオン性ポリマーを含む混合水溶液約１ｔを得た。混合水溶液の分析値は、ｐＨ７．２、水分６６．８％、原料アミン反応率９９％であった。

次に、槽内温度９０℃に設定した横型円筒ジャケット式真空乾燥機（高砂化工機株式会社製、容量：３．１３６ｍ^３、直径１．１ｍ×長さ３．５ｍ、動力１１ｋＷ、粉砕棒サイズ：φ３５×３．３８ｍ、）に、前記混合水溶液１ｔを投入した。攪拌速度６．４ｒｐｍ、減圧度０．０７０ＭＰａ、乾燥時間１２時間の条件で乾燥させた後、乾燥物が室温になるまで6時間冷却した。乾燥物の水分量を計測し、水分量が1重量％以下になった乾燥物を粉砕機（ミル）で粉砕し、目的とするレオロジー改質剤ａ−１〔一般式（ａ１）で表される化合物及びカチオン性ポリマーを含有する粉末状組成物〕を得た。

製造例（ａ−２の製造）
フラスコに水５０ｇ、ｐ−トルエンスルホン酸１水和物９５．１ｇ、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）８５．０ｇを仕込み、６０℃に昇温、攪拌して溶解した。この混合調整溶液を５０から６０℃に保ち、予め融解させておいた硬化牛脂ジメチルアミン１４５．４ｇを、６０℃に保持して３時間かけて滴下した。滴下終了後、６０℃でさらに１時間攪拌後、硬化牛脂ジメチルアミンのｐ−トルエンスルホン酸塩のＩＰＡ／水−混合溶液（１）３７５．５ｇを得た。次に、２Ｌのオートクレーブに、混合溶液（１）３７５ｇを仕込み、攪拌後、系内を窒素置換した。６５℃まで昇温し、ＥＯ２８．６ｇを仕込み、３時間反応させた。反応器内の残圧を系外にブローし、４５℃で２００ｔｏｒｒ（２６．７ｋＰａ）、３０分間の脱気をした。さらに、ｐＨ調整（ｐ−トルエンスルホン酸１水和物、ＩＰＡ）を行い、目的とするレオロジー改質剤ａ−２（ジメチルヒドロキシエチルアルキルアンモニウムｐ−トルエンスルホネートのＩＰＡ／水−混合溶液）３９０ｇを得た。

表１に、以下の実施例及び比較例で用いたレオロジー改質剤を示す。

実施例１及び比較例１
表１のレオロジー改質剤を用いて、ＰＣグラウト材試験を実施した。すなわち、表２に示す配合条件で、モルタルミキサーを用いて、セメント、および配合３の場合は高炉スラグ、配合４の場合はベントナイトを投入し、空練りを１０秒行い、高性能（ＡＥ）減水剤を含む練り水（Ｗ）を加え、６３ｒｐｍで１２０秒間混練りしてＰＣグラウト材を製造した。尚、高性能（ＡＥ）減水剤は、ポリカルボン酸系ポリエーテルを主成分とする液体品（商品名：マイテイ３０００Ｓ、花王（株）製）、及びポリカルボン酸系ポリエーテルを主成分とする粉体品（商品名：マイテイ２１Ｐ、花王（株）製）を使用した。

製造したＰＣグラウト材を以下に示す試験法にしたがって、流動性としてフロー値、材料分離抵抗性としてブリーディング試験、充填性（簡易充填性試験）、及び強度について評価した。結果を表３に示す。

フロー値は、５０ｍｍ×５１ｍｍの円筒のポリ塩化ビニル製管に製造直後のＰＣグラウト材を充填し、この管を引き上げ、流動したＰＣグラウト材の直径（最大径）を測定した。

ブリーディング試験は、調製したＰＣグラウト材を５００ｍＬディスポカップに入れ、上面を食品包装用ラップ（サランラップ、登録商標、旭化成ライフ＆リビング株式会社）で封印し、水の蒸発を抑え、室温で静置し、製造後２時間までに発生するブリーディング水量を測定した。
Ａ：ブリーディング水の発生が３ｍｌ未満
Ｂ：ブリーディング水の発生が３ｍｌ以上１０ｍｌ未満
Ｃ：ブリーディング水の発生が１０ｍｌ以上

充填性は、透明のビニールホース（内径４ｃｍ×長さ１００ｃｍ）に、Ｄ１０鉄筋を２本配置し、傾斜角度２０°に固定し、製造したＰＣグラウト材をビニールホースの上部注入口から２Ｌプラスチック製ジョッキで流し込み、ＰＣグラウトの注入性を確認した。以下の基準で評価した。
Ａ：未充填箇所の発生無し
Ｂ：排出口付近に空隙部発生有り（排出口付近の空隙部は補修が容易である）
Ｃ：ホース全体に渡り、空隙部発生有り

強度試験は、直径５０ｍｍ×高さ１００ｍｍの型枠にＰＣグラウト材を充填し、２４時間後に脱型した後、２８日間の水中養生を行い、強度を測定した。

水（Ｗ）：水道水セメント
普通ポルトランドセメント（Ｃ）：市販品、密度３．１６ｇ／ｃｍ³
高炉スラグ（ＳＬＧ）：新日鉄セメント製、密度２．８９ｇ／ｃｍ³、比表面積３４００ｃｍ²／ｇ
ベントナイト：榛名（株式会社ホウジュン製）

なお、実施例１−３ではＰＣグラウト材用プレミックスを用いてＰＣグラウト材を調製した。すなわち、粉末状のレオロジー改質剤ａ−１及び粉末状の高性能減水剤（マイテイ２１Ｐ）が所定添加量（表３に示す）となるように混合し、粉末状の添加剤を得、得られた粉末添加剤及び表２の配合Ｎｏ．２の量でセメントをモルタルミキサーに仕込み、１２６ｒｐｍで攪拌しながら、１０分間混合し、ドライブレンドしてＰＣグラウト材用プレミックスを製造した。このＰＣグラウト材用プレミックスに表２の配合Ｎｏ．２となるように水を混合してＰＣグラウト材を製造した。

Claims

一般式（ａ１）で表される化合物を含有するレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、コンクリート混和剤と、水とを含有する、ＰＣグラウト材。

（式中、Ｒ^1aは炭素数１０〜２６のアルキル基、Ｒ^2aは炭素数１〜２２のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、Ｒ^3a、Ｒ^4aは、それぞれ、炭素数１〜３のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、Ｙはエチレン基又はプロピレン基、ｎは０又は１の数、Ｘ^-はアニオン性芳香族化合物残基を表す。）
更に、カチオン性ポリマーを含有する請求項１記載のＰＣグラウト材。
更に、高炉スラグ、石灰系微粉末、フライアッシュ及びシリカフュームの少なくとも１種の無機粉体を含む請求項１又は２記載のＰＣグラウト材。
一般式（ａ１）で表される化合物を含有する粉末状のレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、粉末状のコンクリート混和剤とを含有するＰＣグラウト材用プレミックス。

（式中、Ｒ^1aは炭素数１０〜２６のアルキル基、Ｒ^2aは炭素数１〜２２のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、Ｒ^3a、Ｒ^4aは、それぞれ、炭素数１〜３のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、Ｙはエチレン基又はプロピレン基、ｎは０又は１の数、Ｘ^-はアニオン性芳香族化合物残基を表す。）