JP2017007898A - 水硬性組成物、モルタル組成物及びモルタル硬化体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 コンクリート構造物と一体化したときに十分な接着耐久性を有するモルタル硬化体を形成することが可能な水硬性組成物及びモルタル組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】 ポルトランドセメント、炭酸カルシウム微粉末、細骨材、無機系膨張材、流動化剤、収縮低減剤、消泡剤及び再乳化形樹脂粉末を含み、無機系膨張材は生石灰−石膏系膨張材であり、無機系膨張材は、当該膨張材中の生石灰量の割合が４０質量％未満の膨張材Ａ及び生石灰量が４０質量％以上の膨張材Ｂの２種類からなり、膨張材Ａ及び膨張材Ｂの配合比が５５：４５〜９５：５の範囲である水硬性組成物を提供する。
【選択図】 図１
【解決手段】 ポルトランドセメント、炭酸カルシウム微粉末、細骨材、無機系膨張材、流動化剤、収縮低減剤、消泡剤及び再乳化形樹脂粉末を含み、無機系膨張材は生石灰−石膏系膨張材であり、無機系膨張材は、当該膨張材中の生石灰量の割合が４０質量％未満の膨張材Ａ及び生石灰量が４０質量％以上の膨張材Ｂの２種類からなり、膨張材Ａ及び膨張材Ｂの配合比が５５：４５〜９５：５の範囲である水硬性組成物を提供する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、土木・建築分野の各種工事に用いられる水硬性組成物、モルタル組成物、及びモルタル硬化体に関する。
各種構造物に用いられるコンクリートは、本来耐久性に優れたものであるが、構造や使用環境によってその一部が劣化する場合がある。このような劣化は、コンクリートの強度低下等の原因となるため修復する必要がある。修復の際には、劣化箇所を除去した後、モルタル組成物などの断面修復材が用いられる。
特許文献１には、ポルトランドセメント、炭酸カルシウム微粉末、無機膨張材、細骨材、流動化剤及びセルロース系増粘剤を含み、流動化剤は、ポリカルボン酸系共重合体と非晶質シリカ微粉末を含み、流動化剤中に非晶質シリカ微粉末を２０〜８０質量％含有し、セルロース系増粘剤は、２０℃における２％水溶液の粘度が８０〜２０００ｍＰａ・ｓである断面修復材が開示されている。
しかしながら、ライフサイクルコストのさらなる低減のために、断面修復用モルタル組成物にてコンクリートの劣化部を補修した後のモルタル硬化体の寸法変化や温冷繰り返し条件下でのコンクリートとの一体性（付着強さ）についてさらなる改良が求められている。
そこで、本発明は、良好な施工性を有するとともに、寸法安定性に優れ、コンクリート構造物と一体化したときに十分な接着耐久性を有するモルタル硬化体を形成することが可能な水硬性組成物及びモルタル組成物を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明者らは、ポルトランドセメント、炭酸カルシウム微粉末、細骨材、流動化剤、収縮低減剤、消泡剤及び再乳化形樹脂粉末を含む水硬性組成物に、特定の２種類の無機膨張材を特定の配合比で加えることにより、目的とする水硬性組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ポルトランドセメント、炭酸カルシウム微粉末、細骨材、無機系膨張材、流動化剤、収縮低減剤、消泡剤及び再乳化形樹脂粉末を含み、無機系膨張材は生石灰−石膏系膨張材であり、無機系膨張材は、当該膨張材中の生石灰量の割合が４０質量％未満の膨張材Ａ及び生石灰量が４０質量％以上の膨張材Ｂの２種類からなり、膨張材Ａ及び膨張材Ｂの配合比が５５：４５〜９５：５の範囲である水硬性組成物を提供する。
本発明の水硬性組成物によれば、良好な施工性を有するモルタル組成物を調製することができる。また、寸法安定性や表面精度に優れ、コンクリート構造物と長期間安定して一体化するために十分な接着耐久性を有するモルタル硬化体を形成することができる。つまり、本発明の水硬性組成物と水とを配合し混練してモルタル組成物を調製し、これをコンクリート構造物の表面や断面に施工し、硬化させて一体化することで、十分な接着耐久性や優れた寸法安定性を有するコンクリート構造物を得ることができる。このように、本発明の水硬性組成物において、十分な接着耐久性を備える理由は必ずしも明らかではないがその理由の一つとして、本発明者らは水硬性組成物に含まれる各成分が相互に作用するとともに、特に特定の２種類の無機系膨張材を特定の配合比で組み合わせることによって生じる作用が寸法安定性や接着耐久性の向上に寄与しているものと考えている。
本発明の水硬性組成物の好ましい態様［（１）〜（２）］を以下に示す。本発明では、これらの態様を適宜組み合わせることがより好ましい。
（１）本発明の水硬性組成物において、ポルトランドセメント１００質量部に対して、無機系膨張材４〜２０質量部含むことが好ましい。これにより、優れた寸法安定性や十分な接着耐久性がより確実となる。
（２）本発明の水硬性組成物において、ポルトランドセメント１００質量部に対して、炭酸カルシウム微粉末５〜４０質量部、細骨材６０〜２００質量部、流動化剤０．０２〜０．２０質量部、収縮低減剤０．５〜２．０質量部、消泡剤０．０２〜０．２０質量部及び再乳化形樹脂粉末２．０〜８．０質量部含むことが好ましい。これにより、優れた寸法安定性や十分な接着耐久性がより確実となる。
本発明ではまた、上記水硬性組成物と水とを含むモルタル組成物、及び当該モルタル組成物を硬化して得られるモルタル硬化体を提供する。このモルタル組成物は、上記特徴を有する水硬性組成物を含むものであることから、良好な施工性を有するとともに、寸法安定性に優れ、優れた接着耐久性を兼ね備えたモルタル硬化体を形成することができる。このため、補修用モルタルとして好適に用いることができる。また、上記モルタル硬化体は、このモルタル組成物を用いて得られるものであることから、コンクリートと一体化したときにコンクリートと同等以上の圧縮強度を有するとともに、優れた接着耐久性を兼ね備える。したがって、劣化したコンクリートの修復材として好適である。
本発明によれば、良好な施工性を有するとともに、寸法安定性や表面精度に優れ、コンクリート構造物と一体化したときに優れた接着耐久性を有るモルタル硬化体を形成することが可能な水硬性組成物及びモルタル組成物を提供することができる。そのため、本発明の水硬性組成物は、コンクリートの断面修復に好適に用いることができ、ライフサイクルコストの低減に寄与することができる。
＜水硬性組成物＞
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態の水硬性組成物は、ポルトランドセメント、炭酸カルシウム微粉末、細骨材、無機系膨張材、流動化剤、収縮低減剤、消泡剤及び再乳化形樹脂粉末を含む。以下、各成分について詳細に説明する。
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態の水硬性組成物は、ポルトランドセメント、炭酸カルシウム微粉末、細骨材、無機系膨張材、流動化剤、収縮低減剤、消泡剤及び再乳化形樹脂粉末を含む。以下、各成分について詳細に説明する。
ポルトランドセメントは、水硬性材料として一般的なものであり、いずれの市販品も使用することができる。これらのなかでも、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９で規定されるポルトランドセメントから選択して用いることができる。施工性の観点から、普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメントを用いることが好ましい。
ポルトランドセメントのブレーン比表面積は、好ましくは２８００〜５０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは２９００〜４０００ｃｍ２／ｇであり、さらに好ましくは３０００〜３５００ｃｍ２／ｇである。ポルトランドセメントのブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７に準じて求められる。ポルトランドセメントのブレーン比表面積が上記の好ましい範囲であることにより、施工性（作業性）に優れる。
炭酸カルシウム微粉末は、通常の市販のものを用いることができる。これらのうち、白色度の高い炭酸カルシウム微粉末（寒水石粉末）を用いることが好ましい。
炭酸カルシウム微粉末は、粒子径が１５０μｍ以上であり且つ３００μｍ未満である粒子の質量分率（％）が２０％未満であり、粒子径が７５μｍ以上であり且つ１５０μｍ未満である粒子の質量分率（％）が１０〜５０％であることが好ましい。本実施形態の断面修復材は、粒子径が上述の範囲にある炭酸カルシウム微粉末を含むことによって、モルタル組成物を施工する時間を十分に確保することが可能になるとともに、良好な強度の発現を得ることができる。
また、炭酸カルシウム微粉末は、粒子径が３００μｍ以上の粒子を含まないことが好ましい。これにより、良好な強度の発現を得ることができる。
炭酸カルシウム微粉末の粒子径は、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１：２００６「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に規定される公称目開きの異なる数個の篩いを用いて測定することができる。また、「粒子径が１５０μｍ以上であり且つ３００μｍ未満である粒子の質量分率（％）」とは、篩目３００μｍの篩いを用いたときに篩目３００μｍの篩いを通過し、且つ、篩目１５０μｍの篩を用いたとき、篩目１５０μｍの篩上に残る粒子の炭酸カルシウム微粉末全体に対する質量分率（％）をいう。
本実施形態の水硬性組成物における炭酸カルシウム微粉末の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、好ましくは５〜４０質量部であり、より好ましくは１０〜３５質量部であり、さらに好ましくは１３〜３０質量部であり、特に好ましくは１５〜２５質量部である。
炭酸カルシウム微粉末を、上述の好ましい範囲で含有することによって、モルタル組成物を施工する時間を十分に確保することが可能になるとともに、良好な強度の発現を得ることができる。
細骨材は、珪砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂等の砂類から選択したものを好適に用いることができる。また、細骨材の粒子径は、細骨材１００％中に１．２ｍｍ超の粒子径を有する粗粒分の質量分率（％）が１５％未満含むことが好ましい。
細骨材の粒子径は、ＪＩＳ Ａ １１０２：２０１４に規定される骨材のふるい分け試験方法に準じて求めることができる。また、本明細書において、「１．２ｍｍ超の粒子径を有する粗粒分」とは、公称目開きが１．２ｍｍの篩いを用いたときに、その篩にとどまる細骨材の質量分率（％）をいう。
細骨材中に１．２ｍｍ超の粒子径を有する粗粒分を１５％以上含む場合、水硬性組成物の表面精度が低下する傾向にある。上記粗粒分の下限値は特に制限がなく、０％であってもよい。優れた表面精度を得るため、細骨材中の粗粒分は、より好ましくは０〜１３％であり、さらに好ましくは１〜１１％であり、特に好ましくは２〜１０％である。
また、細骨材の各ふるいにとどまる質量分率（％）が、好ましくは、ふるい目開き０．６ｍｍで４５〜６０％、ふるい目開き０．４２５ｍｍで７０〜８５％、ふるい目開き０．３ｍｍで８５〜９７％、ふるい目開き０．１５ｍｍで９３〜１００％であり、より好ましくは、ふるい目開き０．６ｍｍで４６〜５９％、ふるい目開き０．４２５ｍｍで７１〜８４％、ふるい目開き０．３ｍｍで８６〜９６％、ふるい目開き０．１５ｍｍで９４〜１００％であり、特に好ましくは、ふるい目開き０．６ｍｍで４７〜５８％、ふるい目開き０．４２５ｍｍで７２〜８３％、ふるい目開き０．３ｍｍで８７〜９５％、ふるい目開き０．１５ｍｍで９５〜１００％である。
細骨材の各ふるいにとどまる質量分率（％）が上記範囲であることにより、より優れた表面精度を得ることができる。
本実施形態の水硬性組成物における細骨材の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、好ましくは６０〜２００質量部であり、より好ましくは８０〜１８０質量部であり、さらに好ましくは９０〜１６０質量部であり、特に好ましくは１００〜１４０質量部である。
水硬性組成物中の細骨材の含有量が上記範囲であることによって、より優れた施工性を有するとともに、コンクリート構造物と一体化したときに、コンクリート構造物と同等以上の圧縮強度を有する補修用モルタル硬化体を得ることができる。
無機系膨張材は、生石灰−石膏系膨張材であり、且つ当該膨張材は、膨張材中の生石灰量が４０質量％未満の膨張材Ａ及び生石灰量の割合が４０質量％以上の膨張材Ｂの２種類を組み合わせてなる。また、膨張材Ａ及び膨張材Ｂの配合比は、膨張材の合計を１００質量部とした場合、膨張材Ａ：膨張材Ｂ＝５５：４５〜９５：５（質量部）の範囲である。また、好ましくは膨張材Ａ：膨張材Ｂ＝６０：４０〜９０：１０の範囲である。
無機系膨張材の配合比が上記の範囲であることによって、寸法安定性に優れ、コンクリート構造物と一体化したときに十分な接着耐久性を有るモルタル硬化体を形成することができる。
ここで、無機系膨張材中の生石灰量は、ＪＣＡＳ Ｉ−０１−１９９７「遊離酸化カルシウムの定量方法」のグリセリン−アルコール法（Ｂ法）によって得ることができる。さらに、無機系膨張材に含まれる生石灰及び石膏は、粉末Ｘ線回折測定により確認することができる。
本実施形態の水硬性組成物における無機系膨張材の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、好ましくは４〜２０質量部であり、より好ましくは６〜１７質量部であり、更に好ましくは８〜１５質量部であり、特に好ましくは１０〜１３質量部である。
水硬性組成物中の無機系膨張材の含有量が上記範囲であることによって、寸法安定性に優れ、コンクリート構造物と一体化したときに優れた接着耐久性を有るモルタル硬化体を形成することがより確実となる。
流動化剤は、減水効果を合わせ持つ、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、ポリカルボン酸系、ポリエーテル系及びポリエーテルポリカルボン酸系等の市販の流動化剤が、その種類を問わず使用できる。
流動化剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．０２〜０．２０質量部であり、より好ましくは０．０３〜０．１５質量部であり、更に好ましくは０．０４〜０．１２質量部であり、特に好ましくは０．０５〜０．１０質量部である。
水硬性組成物中の流動化剤の含有量が上記範囲であることによって、鏝塗り施工性や接着性がより良好となる。
収縮低減剤は、公知の収縮低減剤を好適に添加することができる。収縮低減剤としては、アルキレンオキシド重合物を化学構造の骨格に有するものなどが好ましい。例えばポリプロピレングリコール、ポリ（プロピレン・エチレン）グリコールなどのポリアルキレングリコール類、ポリオキシアルキレンエーテル類及び炭素数１〜６のアルコキシポリ（プロピレン・エチレン）グリコールなどの一般に公知のものから好適に選択して添加することができる。収縮低減剤を適量添加することで、モルタル硬化体の寸法安定性の向上が期待できる。
収縮低減剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．５〜２．０質量部であり、より好ましくは０．７〜１．８質量部であり、更に好ましくは０．９〜１．６質量部であり、特に好ましくは１．０〜１．５質量部である。
収縮低減剤の含有量が上記範囲であることによって、長期の乾燥収縮を低減することをより向上することができる。
消泡剤は、シリコーン系、アルコール系及び／又はポリエーテル系などの合成物質及び／又は植物由来の天然物質など、公知のものが挙げられる。中でもポリエーテル系消泡剤は価格や入手のし易さの観点から好ましい。消泡剤を用いることで、水硬性組成物の施工性が向上することが期待できる。
消泡剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．０２〜０．２０質量部であり、より好ましくは０．０３〜０．１６質量部であり、更に好ましくは０．０４〜０．１３質量部であり、特に好ましくは０．０５〜０．１０質量部である。
消泡剤の含有量が上記範囲であることによって、施工性をより向上することができる。
再乳化形樹脂粉末は、公知の製造方法で製造されたものを用いることができる。例えば、水性ポリマーディスパージョンを噴霧する方法、又はフリーズドライなどの方法で溶媒を除去し、乾燥して得られる再乳化形樹脂粉末を用いることが好ましい。再乳化形樹脂粉末は、ブロッキング防止剤が再乳化形樹脂粉末の表面に付着しているものであってもよい。
再乳化樹脂粉末としては、スチレン／アクリル共重合樹脂を主成分とするものが好ましい。これにより、接着耐久性がより向上する。
再乳化樹脂粉末の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは２．０〜８．０質量部であり、より好ましくは２．５〜７．０質量部であり、更に好ましくは２．８〜６．５質量部であり、特に好ましくは３．０〜６．０質量部である。
再乳化樹脂粉末の含有量が上記範囲であることによって、接着耐久性向上がより確実となる。
＜モルタル組成物＞
本発明のモルタル組成物は、上述のセメント組成物と水とを配合し混練することによって調製することができる。本発明のモルタル組成物の好適な実施形態を以下に説明する。本実施形態のモルタル組成物は、補修用のモルタルとして好適に用いることができる。モルタル組成物を調製する際に、水の配合量を適宜変更することによって、モルタル組成物のフロー値及び単位容積質量を調整することができる。このように水の配合量を変更することによって、用途に適した補修用モルタルを調製することができる。ここで、フロー値とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値であり、単位容積質量とは、ＪＩＳ Ａ １１７１−２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値（単位：ｋｇ／Ｌ）である。
本発明のモルタル組成物は、上述のセメント組成物と水とを配合し混練することによって調製することができる。本発明のモルタル組成物の好適な実施形態を以下に説明する。本実施形態のモルタル組成物は、補修用のモルタルとして好適に用いることができる。モルタル組成物を調製する際に、水の配合量を適宜変更することによって、モルタル組成物のフロー値及び単位容積質量を調整することができる。このように水の配合量を変更することによって、用途に適した補修用モルタルを調製することができる。ここで、フロー値とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値であり、単位容積質量とは、ＪＩＳ Ａ １１７１−２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値（単位：ｋｇ／Ｌ）である。
水の配合量は、水硬性組成物１００質量部に対し、好ましくは１３〜２３質量部であり、より好ましくは１４〜２２質量部であり、さらに好ましくは１５〜２１質量部であり、特に好ましくは１６〜２０質量部である。
本実施形態のモルタル組成物のフロー値は、好ましくは１４０〜１８０ｍｍであり、より好ましくは１４５〜１７５ｍｍであり、さらに好ましくは１５０〜１７０ｍｍであり、特に好ましくは１５５〜１６５ｍｍである。
フロー値を上述の範囲とすることによって、一層良好な施工性（良好な鏝塗り性や吹き付け性）を有するモルタル組成物とすることができる。
本実施形態のモルタル組成物の単位容積質量は、好ましくは１．７０〜２．６０ｋｇ／Ｌであり、より好ましくは１．８０〜２．５０ｋｇ／Ｌであり、さらに好ましくは１．９０〜２．４０ｋｇ／Ｌであり、特に好ましくは２．００〜２．３０ｋｇ／Ｌ（リットル）である。
単位容積質量を上述の範囲とすることによって、モルタル組成物の良好な施工性（良好な鏝塗り性や吹き付け性）を維持しつつ、コンクリート構造体と一体化するための適度な圧縮強度と一層優れた接着性を兼ね備えたモルタル硬化体を得ることができる。
＜モルタル硬化体＞
本発明のモルタル硬化体は、上述のモルタル組成物を硬化させることによって得ることができる。本発明のモルタル硬化体の好適な実施形態を以下に説明する。本実施形態のモルタル硬化体は、補修用モルタル硬化体として好適に用いることができる。すなわち、上述のモルタル組成物が硬化して形成される本実施形態のモルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化するに際し、コンクリートと同等以上の圧縮強度を有するとともに、優れた寸法安定性や優れた接着耐久性を兼ね備える。
本発明のモルタル硬化体は、上述のモルタル組成物を硬化させることによって得ることができる。本発明のモルタル硬化体の好適な実施形態を以下に説明する。本実施形態のモルタル硬化体は、補修用モルタル硬化体として好適に用いることができる。すなわち、上述のモルタル組成物が硬化して形成される本実施形態のモルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化するに際し、コンクリートと同等以上の圧縮強度を有するとともに、優れた寸法安定性や優れた接着耐久性を兼ね備える。
ここで、圧縮強度は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値である。また、接着耐久性の指標となる接着強度（温冷繰り返し試験後）は、東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成２１年７月版 ３−５−５断面修復の性能照査 表３−５−２左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載のコンクリートとの付着性試験方法に準拠して測定される値である。さらに、寸法安定性の指標となる長さ変化率は、東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成２１年７月版 ３−５−５断面修復の性能照査 表３−５−２左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載の硬化収縮性試験方法に準拠して測定される値である。
本実施形態のモルタル硬化体の圧縮強度は、好ましくは３０Ｎ／ｍｍ２以上であり、より好ましくは４０Ｎ／ｍｍ２以上であり、さらに好ましくは４５Ｎ／ｍｍ２以上であり、特に好ましくは５０Ｎ／ｍｍ２以上である。
圧縮強度が上述の範囲であることによって、モルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化した際に、一体化に適した強度、すなわちコンクリートと同等以上の強度を有する。
本実施形態のモルタル硬化体の接着強度（温冷繰り返し試験後）は、好ましくは１．５Ｎ／ｍｍ２以上であり、より好ましくは１．６Ｎ／ｍｍ２以上であり、さらに好ましくは１．６５Ｎ／ｍｍ２以上であり、特に好ましくは１．７Ｎ／ｍｍ２以上である。
接着強度（温冷繰り返し試験後）が上述の値以上であることによって、モルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化した後の接着耐久性に優れる。
本実施形態のモルタル硬化体の長さ変化率は、好ましくは−０．０６％〜０．０６％であり、より好ましくは−０．０５％〜０．０５％であり、さらに好ましくは−０．０４％〜０．０４％であり、特に好ましくは−０．０３％〜０．０３％である。ここでマイナスの符号は収縮を表す。
長さ変化が上述の範囲であることによって、モルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化した後の寸法安定性に優れる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
以下に、実施例を挙げて本発明の内容を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
［使用材料］
実施例及び比較例で使用した材料を以下に記す。
（１）ポルトランドセメント
・普通ポルトランドセメント（宇部三菱セメント社製、ブレーン比表面積３２７０ｃｍ２／ｇ）
（２）炭酸カルシウム微粉末
・（ブレーン比表面積４０９８ｃｍ２／ｇ）
（３）細骨材
・珪砂（１．２ｍｍ超の粒子径を有する粗粒分＝３．９質量％）
実施例及び比較例で使用した材料を以下に記す。
（１）ポルトランドセメント
・普通ポルトランドセメント（宇部三菱セメント社製、ブレーン比表面積３２７０ｃｍ２／ｇ）
（２）炭酸カルシウム微粉末
・（ブレーン比表面積４０９８ｃｍ２／ｇ）
（３）細骨材
・珪砂（１．２ｍｍ超の粒子径を有する粗粒分＝３．９質量％）
上記細骨材の粒度構成（各ふるいにとどまる質量分率、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率）及び粗粒率を表１に示す。
（４）無機系膨張材（生石灰−石膏系膨張材）
・膨張材Ａ（生石灰量２９．８８質量％、図１のＸ線回折ピークパターンを有し、ＣａＯ由来のメインピークの回折角（２θ）は３７．３６°で、強度は７４１３であった。また、ＣａＳＯ４由来のメインピークの回折角（２θ）は２５．４２°で、強度は１６３３３であった。）
・膨張材Ｂ（生石灰量５０．４６質量％、図２のＸ線回折ピークパターンを有し、ＣａＯ由来のメインピークの回折角（２θ）は３７．３８°で、強度は１９４７０であった。また、ＣａＳＯ４由来のメインピークの回折角（２θ）は２５．４２°で、強度は５９８０であった。）
・膨張材Ａ（生石灰量２９．８８質量％、図１のＸ線回折ピークパターンを有し、ＣａＯ由来のメインピークの回折角（２θ）は３７．３６°で、強度は７４１３であった。また、ＣａＳＯ４由来のメインピークの回折角（２θ）は２５．４２°で、強度は１６３３３であった。）
・膨張材Ｂ（生石灰量５０．４６質量％、図２のＸ線回折ピークパターンを有し、ＣａＯ由来のメインピークの回折角（２θ）は３７．３８°で、強度は１９４７０であった。また、ＣａＳＯ４由来のメインピークの回折角（２θ）は２５．４２°で、強度は５９８０であった。）
膨張材中の生石灰量は、ＪＣＡＳ Ｉ−０１−１９９７「遊離酸化カルシウムの定量方法」のグリセリン−アルコール法（Ｂ法）に準拠して算出した。
図１及び図２のＸ線回折ピークパターンは、粉末Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ−２５００（リガク社製）を用い、Ｘ線源をＣｕＫαとして，管電圧３５ｋＶ、管電流１１０ｍＡ、測定範囲２θ＝５〜７０°、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｓｃａｎｎｉｎｇモード、発散スリット：１°、散乱スリット１．２６ｍｍ、及び受光スリット：０．３ｍｍの条件で行った。また、定性分析は、粉末Ｘ線回折ピークパターン総合解析ソフトであるＪＡＤＥ６．０（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｄａｔａ Ｉｎｃ．製）を使用して行った。
（５）流動化剤
・ポリカルボン酸系流動化剤
（６）収縮低減剤
・アルキレンオキシド系収縮低減剤
（７）消泡剤
・ポリエーテル系消泡剤
（８）再乳化形樹脂粉末
・スチレン／アクリル共重合樹脂を主成分とする樹脂粉末
・ポリカルボン酸系流動化剤
（６）収縮低減剤
・アルキレンオキシド系収縮低減剤
（７）消泡剤
・ポリエーテル系消泡剤
（８）再乳化形樹脂粉末
・スチレン／アクリル共重合樹脂を主成分とする樹脂粉末
［水硬性組成物の調製（製造）］
上記材料（総量：各５ｋｇ）を表２及び表３に示す配合Ｎｏ．１〜１１の配合割合で混合して水硬性組成物を得た。
上記材料（総量：各５ｋｇ）を表２及び表３に示す配合Ｎｏ．１〜１１の配合割合で混合して水硬性組成物を得た。
表２及び表３に示す配合割合で調製した各水硬性組成物１ｋｇに対して、表４及び表５に示す混練水量を配合して混練し、各実施例及び各比較例のモルタル組成物を調製した。混練は、温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、ホバートミキサーを用いて低速で３分間行った。
［モルタル組成物及びモルタル硬化体の物性の評価方法］
調製した各実施例及び各比較例のモルタル組成物又はモルタル硬化体の単位容積質量、フロー値、長さ変化率、圧縮強度、及び接着強度（温冷繰り返し後）を測定した。測定結果は、表４及び表５に示す通りであった。各測定は、以下に示す方法で行った。
調製した各実施例及び各比較例のモルタル組成物又はモルタル硬化体の単位容積質量、フロー値、長さ変化率、圧縮強度、及び接着強度（温冷繰り返し後）を測定した。測定結果は、表４及び表５に示す通りであった。各測定は、以下に示す方法で行った。
（１）フロー値の測定方法
ＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠してフロー値を測定した。
（２）単位容積質量の測定方法
ＪＩＳ Ａ １１７１−２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に記載の試験方法に準拠して単位容積質量を測定した。
（３）長さ変化率の測定方法
東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成２１年７月版 ３−５−５断面修復の性能照査 表３−５−２左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載の硬化収縮性試験方法に準拠して、長さ変化率を測定した。
（４）圧縮強度の測定方法
東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成２１年７月版 ３−５−５断面修復の性能照査 表３−５−２左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載の圧縮強度試験方法に準拠して、圧縮強度を測定した。
（５）接着強度の測定方法
・温冷繰り返し試験後
東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成２１年７月版 ３−５−５断面修復の性能照査 表３−５−２左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載のコンクリートとの付着性試験方法に準拠して、温冷繰り返し試験後の接着強度を測定した。
ＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠してフロー値を測定した。
（２）単位容積質量の測定方法
ＪＩＳ Ａ １１７１−２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に記載の試験方法に準拠して単位容積質量を測定した。
（３）長さ変化率の測定方法
東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成２１年７月版 ３−５−５断面修復の性能照査 表３−５−２左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載の硬化収縮性試験方法に準拠して、長さ変化率を測定した。
（４）圧縮強度の測定方法
東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成２１年７月版 ３−５−５断面修復の性能照査 表３−５−２左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載の圧縮強度試験方法に準拠して、圧縮強度を測定した。
（５）接着強度の測定方法
・温冷繰り返し試験後
東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成２１年７月版 ３−５−５断面修復の性能照査 表３−５−２左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載のコンクリートとの付着性試験方法に準拠して、温冷繰り返し試験後の接着強度を測定した。
温冷繰り返し試験後の接着強度を、接着耐久性の評価の指標とした。
膨張材Ａ及びＢを所定の配合比で含有する実施例１〜３は、長さ変化率も小さく、温冷繰り返し条件下での付着強度も良好であった。
以上のことから、本発明の水硬性組成物を用いることにより、良好な施工性を有するとともに、寸法安定性に優れ、コンクリート構造物と一体化したときに十分な接着耐久性を有するモルタル硬化体を形成することが可能な水硬性組成物及びモルタル組成物を提供することが可能である。そのため、本発明の水硬性組成物は、コンクリートの断面修復に好適に用いることができ、ライフサイクルコストの低減に寄与することができる。
Claims (5)
- ポルトランドセメント、炭酸カルシウム微粉末、細骨材、無機系膨張材、流動化剤、収縮低減剤、消泡剤及び再乳化形樹脂粉末を含む水硬性組成物であって、
前記無機系膨張材は生石灰−石膏系膨張材であり、
前記無機系膨張材は、該膨張材中の生石灰量の割合が４０質量％未満の膨張材Ａ及び生石灰量が４０質量％以上の膨張材Ｂの２種類からなり、
前記膨張材Ａ及び前記膨張材Ｂの配合比が５５：４５〜９５：５の範囲である、
水硬性組成物。 - 前記ポルトランドセメント１００質量部に対して、前記無機系膨張材４〜２０質量部含む、
請求項１に記載の水硬性組成物。 - 前記ポルトランドセメント１００質量部に対して、炭酸カルシウム微粉末５〜４０質量部、細骨材６０〜２００質量部、流動化剤０．０２〜０．２０質量部、収縮低減剤０．５〜２．０質量部、消泡剤０．０２〜０．２０質量部及び再乳化形樹脂粉末２．０〜８．０質量部含む、
請求項１又は請求項２に記載の水硬性組成物。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載の水硬性組成物と水とを含むモルタル組成物。
- 請求項４に記載のモルタル組成物を硬化して得られるモルタル硬化体。
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