JP2014015357A - 急硬成分を含有してなる素子定着用カプセル - Google Patents

Abstract

【課題】 急硬成分を含有するセメントカプセルを長期間保管しても材料分離が無く、安定して保管でき、使用して素子を穿孔内に定着する場合に、回転のみで、穿孔長が２倍になっても素子を打ち残すことなく定着が容易になり、長期に引張力が増加する素子定着用カプセルを提供する。
【解決手段】 粉体材料と水系材料を含有する２層の易破壊性の容器からなる素子定着用カプセルであって、前記粉体材料が、セメントと、カルシウムアルミネートガラス若しくはアルミノケイ酸カルシウムガラス、並びに、石膏からなる急硬成分とを含有し、前記水系材料が、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を含有し、前記粉体材料及び／又は前記水系材料が骨材を含有してなることを特徴とする素子定着用カプセルを構成とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、異形鉄筋、ＰＣストランド、炭素繊維やアラミド繊維製の棒状体、及びアンカーボルトやロックボルトなどの素子を穿孔内に定着する素子定着用カプセルに関する。

従来から、建築、土木分野のコンクリート、石材、レンガ、ブロック、及び岩盤等の硬質部材に穿孔し、鉄筋、アンカーボルトやロックボルトなどの素子を固定する定着材が使用されている。

素子の固定方法は、金属系アンカーボルトのように、アンカーボルト埋設時にその先端部分が拡張し、固定する方法と、素子の周りを接着系の材料で定着する方法に分かれ、接着系の材料は、有機系定着材と無機系定着材に分かれる。

無機系定着材としては、セメントと、カルシウムアルミネートを含有してなる水硬性物質を、ヒートロン紙を用いた昜破壊性の容器に収納して、アンカー打設時の挿入抵抗を抑えたアンカー定着材が公知である（特許文献１）。

また、セメント、アルミノケイ酸カルシウムガラス又はカルシウムアルミネートガラス、石膏、骨材、コロイダルシリカ、ミクロフィブリル化した繊維状セルロース、水、及び凝結遅延剤を、易破壊性の容器に含有してなる素子定着用カプセルは公知である（特許文献２）。

さらに、アルカリ金属炭酸塩、アルミン酸塩、無機化合物、カルシウムアルミネート、及び保水性物質を含有してなるアンカー素子定着材用急硬性セメント組成物は公知である（特許文献３）。

上記特許文献１〜３に記載されている無機系定着材を穿孔に定着する場合、セメント、カルシウムアルミネート、及び骨材を含有してなるセメント組成物に、吸水させるが、特に、特許文献２の場合、水と骨材が混合された状態で長期間貯蔵される場合があり、骨材と水が分離し、定着材の均一な混合ができず、素子を完全に穿孔に定着できない場合がある。
また、鉄筋定着時の騒音を減らすために、打撃が無い回転のみで、しかも、穿孔長を２倍にしなければならない場合には、鉄筋が全部穿孔内に打ち込めない、いわゆる、鉄筋の打残しが無いように定着することができないという課題があった。
また、急硬成分を含有した硬化体の圧縮強度の伸びが小さいという課題もあった。

そして、上記特許文献１〜３には、セメントと、カルシウムアルミネートガラス若しくはアルミノケイ酸カルシウムガラス、並びに、石膏からなる急硬成分とを含有する粉体材料と、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を含有する水系材料を含有する素子定着用カプセルについて、全く記載がない。

一方、半導体封止剤用エポキシ樹脂フィラーや、シリコーン、フェノール、及びポリエステルなどエンジニアリングプラスチックの各種樹脂のフィラーや化粧品に球状シリカは使用されている。
球状シリカと消石灰とを併用して、岩盤等に注入する注入材の施工方法が提案されているが、カルシウムアルミネートなどの急硬成分と併用するものではない（特許文献４）。

特開２０１１−０７９７０８号公報 特開２００９−１１４０００号公報 特開２００６−３３５５８６号公報 特開２０１１−０５９０４４号公報

本発明は、容器に収納された無機系定着材を、長期の材料分離が無く安定して保管でき、使用して素子を穿孔内に定着する場合に、水と、セメント、急硬成分等とが均一に、また、容易に混合され、回転のみで、また、穿孔長が２倍になっても、素子を打ち残すことなく所定の引張力が得られ、長期強度を大きく増進する無機系定着材（素子定着用カプセル）を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、特定の、急硬成分を含有してなるセメント質を含有するカプセルを使用することにより、上記課題が解決できる知見を得て、本発明を完成するに至った。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
（１）粉体材料と水系材料を含有する２層の易破壊性の容器からなる素子定着用カプセルであって、前記粉体材料が、セメントと、カルシウムアルミネートガラス若しくはアルミノケイ酸カルシウムガラス、並びに、石膏からなる急硬成分とを含有し、前記水系材料が、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を含有し、前記粉体材料及び／又は前記水系材料が骨材を含有してなることを特徴とする素子定着用カプセルである。
（２）前記球状シリカが、水100部に対して、40〜120部であることを特徴とする前記（１）の素子定着用カプセルである。
（３）前記コロイダルシリカが、水100部に対して、固形分換算で0.3〜14部であることを特徴とする前記（１）又は（２）の素子定着用カプセルである。
（４）前記水酸化カルシウムが、水100部に対して、0.01〜0.3部であることを特徴とする前記（１）〜（３）のうちのいずれかの素子定着用カプセルである。
（５）前記容器が、前記水系材料を含有するカプセルＡと、前記粉体材料を含有するカプセルＢであることを特徴とする前記（１）〜（４）のうちのいずれかの素子定着用カプセルである。
（６）前記カプセルＡの材質がガラスであり、前記カプセルＢの材質がフイルムであることを特徴とする前記（１）〜（５）のうちのいずれかの素子定着用カプセルである。
（７）前記素子が、鉄筋であることを特徴とする前記（１）〜（６）のうちのいずれかの素子定着用カプセルである。

本発明のセメント、カルシウムアルミネートガラス又はアルミノケイ酸カルシウムガラス、及び石膏からなる急硬成分、球状シリカ、コロイダルシリカ、並びに、水酸化カルシウムを含有するカプセルは長期間保管しても、材料分離、特に、骨材の分離がなく、素子を穿孔内に定着する場合に、回転のみで、穿孔長が２倍になっても素子を打ち残すことなく定着が容易になり、長期に引張力が増加する。

以下、本発明を詳しく説明する。
なお、本発明で使用する部は特に規定のない限り質量基準である。

本発明で使用するセメントは、通常、市販されている普通、早強、中庸熱、低熱、及び超早強等の各種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した各種混合セメント、並びに、エコセメントなどが挙げられ、これらを微粉末化して使用することも可能である。

本発明で使用するカルシウムアルミネートガラス（以下、「ＣＡガラス」という）は、カルシア（CaO）を含む原料と、アルミナ（Al₂O₃）を含む原料等を混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、CaO、Al₂O₃を主たる成分とし、水和活性を有する物質の総称である。
ＣＡガラスは、例えば、溶融体を圧縮空気や高圧水等により急冷することによって得られるガラス質である。
ＣＡガラス中のCaO、Al₂O₃の割合は特に限定されるものではないが、急硬性や作業性の面から、CaO30〜70部、Al₂O₃30〜70部が好ましい。
また、ＣＡガラス中のガラス化率は80％以上が、強度発現性が良好であることから好ましい。
ＣＡガラスの粒度は、急硬性や初期強度発現性の面から、ブレーン比表面積値（以下、「ブレーン値」という）で3,000cm²/g以上が好ましい。

本発明で使用するアルミノケイ酸カルシウムガラス（以下、「ＣＡＳガラス」という）は、カルシア（CaO）を含む原料と、アルミナ（Al₂O₃）を含む原料、及び酸化ケイ素（SiO₂）を含む原料等を混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、CaO、Al₂O₃、及びSiO₂を主たる成分とし、水和活性を有する物質の総称である。
ＣＡＳガラスは、例えば、溶融体を圧縮空気や高圧水等により急冷することによって得られるガラス質である。
ＣＡＳガラス中のCaO、Al₂O₃、及びSiO₂の割合は特に限定されるものではないが、急硬性、作業性、及び長期発現性の面から、CaO30〜60部、Al₂O₃20〜60部、及びSiO₂５〜25部が好ましい。
また、ＣＡＳガラス中のガラス化率は80％以上が、強度発現性が良好であることから好ましい。
ＣＡＳガラスの粒度は、急硬性や初期強度発現性の面から、ブレーン値で3,000cm²/g以上が好ましい。

本発明で使用する石膏は市販のいずれの石膏も使用できるが、強度発現性の面で、II型無水石膏が好ましく、天然無水石膏、副産無水石膏が使用可能である。
石膏の粒度は、初期強度発現性の面で、ブレーン値で3,000cm²/g以上が好ましい。
石膏の使用量は、初期強度発現性と長期強度発現性の面から、ＣＡガラス又はＣＡＳガラスと、石膏からなる急硬成分100部中、30〜80部が好ましい。

急硬成分の使用量は、セメントと急硬成分からなる結合材100部中、５〜30部が好ましい。この範囲より少ないと初期強度発現性が小さい場合があり、この範囲より多いと長期強度が小さい場合がある。

本発明では、素子定着時の作業性保持の面から、凝結遅延剤を使用することができる。凝結遅延剤は、粉状で使用可能である。

凝結遅延剤としては、オキシカルボン酸類やアルカリ金属炭酸塩類が挙げられる。これらの中では、硬化時間をコントロールでき、硬化後の強度発現性が良好な点で、オキシカルボン酸類とアルカリ金属炭酸塩類を併用することが好ましい。

オキシカルボン酸類とは、オキシカルボン酸又はその塩であり、具体的には、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、及びリンゴ酸等のオキシカルボン酸又はこれらの塩の一種又は二種以上の使用が可能であり、その塩としては、ナトリウム塩やカリウム塩が好ましい。これらの中では、使用量と正比例して凝結時間が長くなり、コントロールがしやすく、凝結遅延剤をスラリー化した場合にカルシウム成分と錯塩を形成し、析出しにくいグルコン酸や酒石酸が好ましい。

アルカリ金属炭酸塩類（以下、「炭酸アルカリ」という）としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、及び炭酸カリウムなどの炭酸塩や、炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウムなどの重炭酸塩が挙げられ、これらのうち、硬化後の強度発現性が良好な面で、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、炭酸カリウムがより好ましい。
オキシカルボン酸類と炭酸アルカリを併用した場合の両者の混合割合は、硬化時間のコントロールや強度発現性の面から、炭酸アルカリ100部に対して、オキシカルボン酸類５〜200部が好ましい。

凝結遅延剤の使用量は、素子定着の作業時間や温度等により変動するため、一義的に決定することは難しい。硬化時間のコントロールや強度発現性の面から、通常、セメント、ＣＡガラス又はＣＡＳガラスと石膏からなる結合材100部に対して、0.1〜５部が好ましい。

本発明で使用する骨材は、穿孔径と素子のクリアランスによるが、通常、最大粒径５mm以下の細骨材が使用される。
骨材としては、天然砂、珪砂、及び石灰砂等が挙げられるが、モース硬度５以上の硬質骨材が、ガラスの破砕性の向上、高強度を得る面から好ましい。具体的には、硬質陶器、硬質磁器、金属、天然又は人工のコランダム（鋼玉）、エメリー、正長石、溶融石英、黄玉、溶融アルミナ、及び溶融ジルコニアなどが挙げられる。
骨材の使用量は、素子引張力や定着のしやすさの面から、結合材100部に対して、５〜200部が好ましい。

本発明で使用する球状シリカとは、粉砕した原料珪石を高温の火炎中で溶融し、表面張力により球状化させた白色粉体で、SiO₂と表記される。溶融シリカともいう。
球状シリカは、半導体封止剤用エポキシ樹脂フィラーや、シリコーン、フェノール、及びポリエステルなどエンジニアリングプラスチックの各種樹脂のフィラーや化粧品に使用されている。
球状シリカの比表面積は、骨材の分離防止効果、長期強度増進効果、カプセルへの充填性、及び結合材と水の混合性の面から、ＢＥＴ法で５〜20ｍ²/ｇが好ましい。
球状シリカの使用量は、水100部に対して、40〜120部が好ましい。この範囲より少ないと骨材の分離防止効果が得られない場合があり、この範囲より多いと粘性が大きくなり、カプセルへの充填不良や、結合材と水の混合が不充分となる場合がある。

コロイダルシリカは、ＩＣ平坦化用研磨材、シリコンウエハー研磨材、各種コーティング用充填材、及び合成ガラスの原料として使用され、断熱性耐火物の吹付け施工にも使用されている。
本発明で使用するコロイダルシリカとは、粒径が10〜20ｍμ程度の微粒子である。ケイ酸化合物から不純物を除去して無水ケイ酸化合物のゾルとし、安定性を保持するために、ｐＨ９〜11、水溶液濃度20〜40％に調整されたものである。
コロイダルシリカは、通常、水に分散して使用する。
コロイダルシリカの使用量は、水100部に対して、固形分換算で0.3〜14部が好ましい。固形分換算値がこの範囲より少ないと硬化反応を早める効果が得られない場合があり、この範囲より多いと硬化反応が早すぎ、結合材と水の混合が不充分となる場合がある。

本発明で使用する水酸化カルシウムとは、化学式Ca(OH)₂で表されるカルシウムの水酸化物であり、消石灰とも呼ばれる。その固体は、カルシウムイオンと水酸化物イオンからなるイオン結晶である。水溶液は強いアルカリ性を示し、二酸化炭素を簡易的に検出する試薬としても使用されている。
水酸化カルシウムは、火力発電所の排ガス中の硫黄酸化物の除去、酸性化した河川や土壌の中和剤や凝集剤としても用いられる。また、水酸化カルシウムは、砂、海草抽出物と練ったものは漆喰と呼ばれ、壁や天井に塗られる。固まるまでに時間がかかるが長持ちする内外装材として有効である。これが固まるには空気中の二酸化炭素を吸収することによって炭酸カルシウムが生成するからである。
水酸化カルシウム（以下、「消石灰」という）の比表面積は、ＢＥＴ法で10〜50m/gが好ましい。この範囲より小さいと、骨材の分離防止効果が得られない場合が有り、この範囲より大きいと、粘性が大きすぎ、カプセルへの充填不良や、結合材と水の混合が不充分となる場合がある。
消石灰の使用量は、水100部に対して、0.01〜0.3部が好ましい。この範囲より少ないと骨材の分離防止効果が得られない場合があり、この範囲より多いと粘性が大きすぎ、カプセルへの充填不良や急硬セメントと水の混合が不充分となる場合がある。

本発明で使用する水は、セメント、ＣＡガラス又はＣＡＳガラス、及び石膏からなる結合材の水和を阻害しなければ良く、通常、水道水が使用される。
本発明において、水結合材比（Ｗ／Ｐ）は、30〜55％が好ましい。この範囲より少ないとセメントの粘性が大きくなり、作業性や施工性が低下する場合があり、この範囲より多いと所定の引張強度が得られない場合がある。

本発明では、さらに、減水剤を使用することが可能である。
減水剤とは、流動性を得るものであり、液体や粉体いずれも使用でき、具体的には、リグニンスルホン酸塩やその誘導体、また、高性能ＡＥ減水剤や高性能減水剤等が挙げられ、これらの一種又は二種以上が使用可能である。これらの中では、流動性が大きい面で、高性能ＡＥ減水剤が好ましい。

高性能ＡＥ減水剤や高性能減水剤としては、ポリエチレングリコールなどのポリオール誘導体、芳香族スルホン酸系高性能減水剤、ポリカルボン酸系高性能減水剤、エチレングリコール鎖及びスルホン酸基を含有するポリエーテル系高性能減水剤、メラミン系高性能減水剤、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中では、凝結遅延効果、流動性、及び練り混ぜ性能が大きい点で、芳香族スルホン酸系高性能減水剤、ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、及びポリエーテル系高性能減水剤が好ましい。

減水剤の使用量は、モルタルのワーカビリティー、初期強度発現性の面から、結合材100部に対して、固形分換算で0.01〜３部が好ましい。

本発明では、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の水系材料を、容器に封入しカプセルＡとし、このカプセルＡと、セメント、ＣＡガラス若しくはＣＡＳガラス、並びに、石膏の粉体材料とを容器に封入してカプセルＢとすることが好ましい。
また、骨材は、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の水系材料に配合してカプセルＡに封入することも可能であり、セメント、ＣＡガラス若しくはＣＡＳガラス、並びに、石膏の粉体材料に配合してカプセルＢに封入することも可能である。
凝結遅延剤は、粉体材料に配合することが好ましい。

本発明の容器は、易破壊性のものであり、ガラス、陶器、磁器、プラスチック、フイルム、及び紙等が挙げられる。

水を含有するカプセルＡの容器としては、シールが完全で保存が確実な、ガラス、陶器、磁器、プラスチック、及びフイルムが望ましい。
また、セメント、ＣＡガラス又はＣＡＳガラス、並びに、石膏、及び骨材等の粉体材料を含有し、カプセルＡを封入するカプセルＢの容器としては、ガラス、陶器、磁器、プラスチック、フイルム、及び紙が使用可能である。

カプセルの大きさは使用される場所によって代わり一義的には決定することができないが、通常、直径10〜40mm、長さ100〜355mmのものが使用される。

ガラスは、アルカリ溶出が少なく、肉厚が薄く、耐久性に優れるので硼珪酸ガラスが望ましい。硼珪酸ガラスの化学成分のNa₂Oが少ないものが、カプセル定着後の安定性にとって、より望ましい。
また、フイルムとしては、ポリエチレンフイルム、ポリプロピレンフイルム、及びナイロンフイルムなどがあり、単一の材料や二種以上を積層したものも使用可能である。
フイルムの厚さは50〜150μｍ程度である。

カプセルＡに封入する水、骨材、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰は、あらかじめ、混合したものを封入することが、材料分離防止の面から好ましい。
また、セメント、ＣＡガラス又はＣＡＳガラス、石膏、及び凝結遅延剤もあらかじめ混合してから容器に封入することが好ましい。

骨材は、通常、球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰とカプセルＡに封入するが、結合材と配合してカプセルＢに封入することも可能である。

本発明の素子定着用カプセルの使用方法は、通常の素子定着方法でよく、例えば、コンクリート硬化体を穿孔し、その孔に、カプセルを挿入し、例えば、素子となる鉄筋を回転してカプセルを破砕・混合しながら埋込むことで素子を定着することが可能となる。

本発明で使用する素子としては、異形鉄筋、ＰＣストランド、炭素繊維やアラミド繊維製の棒状体、及びアンカーボルトやロックボルトなどが使用可能である。
素子の形状は、付着が良好となる形状を有し、先端部はカプセルを破砕混合できる形状で、45°カット品やＶカット品等が好ましい。

以下、本発明を実験例にて詳細に説明するが、本発明はこれら実験例に限られるものではない。

参考例
球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の三成分を併用することによって、骨材の分離が低減されることを示すために、参考試験を行った。
内管径26mm×長さ324mm、下端が平底で、上端が開放の円筒形で直口のガラス管を垂直に立て、水100部、骨材400部、消泡剤0.5部、及び減水剤1.3部と、表１に示す三成分を、ホモジェスターを用いて均一に混合して水系材料を調製し、その水系材料を、空気を追い出しながら、垂直に立てたガラス管に充填し、その充填作業性の評価を行い、骨材分離度を評価した。結果を表１に併記する。

＜使用材料＞
球状シリカａ：溶融シリカ、密度2.21g/cm³、比表面積13.45ｍ²/ｇ
コロイダルシリカ：40％濃度、ｐＨ10.0、密度1.21g/cm³、市販品、
消石灰Ａ ：試薬、比表面積30ｍ²/ｇ
骨材 ：珪石４号、５号等量混合品、モース硬度７、最大粒径５mm以下
水 ：水道水
減水剤 ：ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、粉体
シリカフューム：フェロシリコン副生品、密度2.27g/cm³、比表面積18.45ｍ²/ｇ
消泡剤 ：エマルジョン型シリコーン消泡剤、市販品

＜測定方法＞
比表面積 ：ＢＥＴ法、JIS Z 8830に準じて測定
充填作業性：カプセルへの充填性を評価、きれいに充填できる場合は「良」、充填できるが時間がかかる場合は「可」、充填ができない場合は「不可」
骨材分離度：混合した水系材料を、50ｇ採取し、44μｍのフルイ上で水洗いを行い、110℃で乾燥させた骨材の質量を静置前の骨材量とした。一方、混合した水系材料を、内管径26mm×長さ324mm、下端が平底で、上端が開放の円筒形で直口のガラス管を垂直に立てた中に充填し、１ケ月静置後、ガラス管の上端部から50ｇ採取し、同様に測定した骨材量を、１ケ月静置後の骨材量とした。静置前の骨材量と１ケ月静置後の骨材量とを比較して骨材分離度とした。
骨材分離度＝１ケ月静置後の骨材量／静置前の骨材量
総合評価 ：骨材分離度が0.90以上で、充填作業性が良を「良」、骨材分離度が0.90以上で、充填作業性が可を「可」、骨材分離度が0.90以下を「不可」とした。

表１から次のことが明らかである。
コロイダルシリカや消石灰は、単独で使用しても、また、その二成分を併用しても、骨材が分離している（実験No.1- 2、実験No.1- 3、及び実験No.1- 5）が、球状シリカは、単独で使用しても、他の成分と併用しても分離が半減する（実験No.1- 4、実験No.1- 6、及び実験No.1- 7）。球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の三成分を併用すると、骨材の分離が無くなる（実験No.1- 8〜実験No.1-24）。
そして、三成分中の球状シリカが適量だと、充填作業性も良く、骨材の分離が無く、より好ましい（実験No.1-21〜実験No.1-23）。

実験例１
内管径φ11.5mm×長さ135mmのガラス管Ａに、表１に示す水系材料を26.8ｇ、均一に分散させたものを封入した。
ガラス管Ａを、外径φ16.7mm×長さ138mmのガラス管Ｂ内に装填し、ガラス管Ａと、ガラス管Ｂ間の隙間に、セメント80部、ＣＡガラス10部、及び石膏10部からなる結合材100部と凝結遅延剤0.5部を混合した粉体材料を18.4ｇ充填し、封入したガラス管のカプセルＢを作製し、ガラス管を垂直に立てた状態で２週間置いた。
コンクリート壁に、孔径20mm、深さ200mmの水平孔を開けた。その穿孔に、カプセルＢを挿入後、先端を45℃にカットしたＤ16mm鉄筋（材質ＳＤ３４５）を、ドリルを用いて回転のみで、打ち込んだ。24時間後、鉄筋の引張試験を実施した。結果を表２に併記する。

＜使用材料＞
セメント ：早強ポルトランドセメント、３種混合品、ブレーン値4,550cm²/g、密度3.14g/cm³
ＣＡガラス ：CaO／Al₂O₃＝49／51、ガラス化率100％、ブレーン値4,410cm²/g、密度2.90g/cm³
石膏 ：II型無水セッコウの粉砕品、ブレーン値4,520cm²/g
凝結遅延剤 ：グルコン酸／炭酸カリウム質量比３／７の混合物

＜測定方法＞
ブレーン値：JIS R 5201の7.1（比表面積）に準じて測定
鉄筋の打込み時間：鉄筋の回転初めから、鉄筋にマーキングされた位置まで挿入された時間、又は、それ以上鉄筋が挿入されなくなるまでの時間（秒）
鉄筋の打残し：鉄筋にマーキングされた位置とコンクリート壁との距離（mm）
引張荷重（KN）：ＪＣＡＡ（社団法人日本建築あと施工アンカー協会）、「あと施工アンカーの標準試験法（接着系アンカーセット試験法の付着試験）」、ロードセル、変位計、及びデータロガーを用い測定、材齢１日
変位 ：鉄筋が破断したものは降伏荷重までの、また、鉄筋が破断しないものは最大荷重までの変位量を、変位計を使用して測定、単位は（mm）。

表２から次のことが明らかである。
球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰が無混和のもの（実験No.2- 1）や、コロイダルシリカや消石灰を単独で使用したもの（実験No.2- 2や実験No.2- 3）は施工ができない。球状シリカを単独で使用したもの（実験No.2- 4）や、球状シリカと、コロイダルシリカ又は消石灰を併用したもの（実験No.2- 6又は実験No.2- 7）は、施工ができ、コロイダルシリカと消石灰を併用したもの（実験No.2- 5）より、鉄筋の打込み時間が短く、鉄筋の打残しも少なく、引張荷重も大きい。
球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の三成分を併用したもの（実験No.2- 8〜実験No.2-24）は、鉄筋の打込み時間が短く、鉄筋の打残しも無く、引張荷重も大きく、好ましいものである。
三成分中の球状シリカが適量だと、鉄筋の打込み時間も短く、鉄筋の打残しも無く、引張荷重も大きく、鉄筋の変位量が少なく、より好ましい（実験No.2-21〜実験No.2-23）。

実験例２
ＣＡガラスの代わりにＣＡＳガラスを用い、表３に示す球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰を配合したこと以外は、実験例１と同様に行った。結果を表３に示す。

＜使用材料＞
ＣＡＳガラス：CaO／Al₂O₃／SiO₂＝50／40／10、ガラス化率100％、ブレーン値4,630cm²/g
密度2.89g/cm³

表３から、次のことが明らかである。
球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の三成分を併用したもの（実験No.3- 4〜実験No.3- 7）は、鉄筋の打込み時間が少なく、鉄筋の打残しも無く、引張荷重も大きい。

実験例３
表４に示す球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰を使用し、鉄筋の材質をＳＤ３４５からＳＤ４９０に変え、引張試験の材齢を１年としたこと以外は、実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。

＜使用材料＞
球状シリカｂ：溶融シリカ、密度2.21g/cm³、比表面積5.12ｍ²/ｇ
球状シリカｃ：溶融シリカ、密度2.21g/cm³、比表面積19.5ｍ²/ｇ
消石灰Ｂ ：微粉消石灰、比表面積50ｍ²/ｇ
消石灰Ｃ ：微粉消石灰、比表面積25ｍ²/ｇ
消石灰Ｄ ：微粉消石灰、比表面積10ｍ²/ｇ
消石灰Ｅ ：工業用特号消石灰、比表面積0.3ｍ²/ｇ

表４から、次のことが明らかである。
球状シリカ、コロイダルシリカ、及び消石灰の三成分を併用した系において、球状シリカの量が増えると、鉄筋の打込み時間が短く、鉄筋の変位量が小さくなり、長期の引張荷重も大きくなる（実験No.4- 1〜実験No.4- 6）。
また、球状シリカの粒径が細かくなると、鉄筋の打込み時間が短く、鉄筋の変位量が小さくなり、長期の引張荷重は大きくなる（実験No.4- 8）。
消石灰の粒径が細かくなると、鉄筋の打込み時間が短く、鉄筋の変位量が小さくなり、長期の引張荷重は大きくなる（実験No.4- 9）。

実験例４
内管径φ14.0mm×長さ180mmのガラス管Ａに、セメント80部、ＣＡガラス10部、及び石膏10部からなる結合材100部と、凝結遅延剤0.5部を混合した粉体材料を28.2ｇ封入した。
ガラス管Ａを、外径φ17.5mm×長さ200mmのナイロンポリエチレンフイルム複層品Ｂ内に装填し、ガラス管Ａと、ナイロンポリエチレンフイルム複層品Ｂ間の隙間に、表５に示す三成分をホモジェスターを用いて均一に混合して調製した水系材料23.0ｇを封入した。カプセルを実験例１と同様に保管し、試験を行い、その結果を表５に併記する。

表５から、次のことが明らかである。
三成分中の球状シリカ、コロイダルシリカ、又は消石灰が少ない（実験No.5- 1、実験No.5- 6又は実験No.5-13）と、また、三成分中の球状シリカ、コロイダルシリカ、又は消石灰が多い（実験No.5-5、実験No.5-12又は実験No.5-17）は、鉄筋の打残しは生じないが、鉄筋の打込み時間が長くなり、鉄筋の変位量が多くなる。
また、三成分中の球状シリカや消石灰が適量であると、鉄筋の打込み時間も短く、鉄筋の打残しも無く、鉄筋の変位量も小さい（実験No.5- 2〜実験No.5- 4、実験No.5-7〜実験No.5-11、及び実験No.5-14〜実験No.5-16）。

Claims (7)

1. 粉体材料と水系材料を含有する２層の易破壊性の容器からなる素子定着用カプセルであって、前記粉体材料が、セメントと、カルシウムアルミネートガラス若しくはアルミノケイ酸カルシウムガラス、並びに、石膏からなる急硬成分とを含有し、前記水系材料が、球状シリカ、コロイダルシリカ、水酸化カルシウム、及び水を含有し、前記粉体材料及び／又は前記水系材料が骨材を含有してなることを特徴とする素子定着用カプセル。
2. 前記球状シリカが、水100質量部に対して、40〜120質量部であることを特徴とする請求項１に記載の素子定着用カプセル。
3. 前記コロイダルシリカが、水100質量部に対して、固形分換算で0.3〜14質量部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の素子定着用カプセル。
4. 前記水酸化カルシウムが、水100質量部に対して、0.01〜0.3質量部であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の素子定着用カプセル。
5. 前記容器が、前記水系材料を含有するカプセルＡと、前記粉体材料を含有するカプセルＢであることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の素子定着用カプセル。
6. 前記カプセルＡの材質がガラスであり、前記カプセルＢの材質がフイルムであることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれかに記載の素子定着用カプセル。
7. 前記素子が、鉄筋であることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の素子定着用カプセル。