JP2017088461A

JP2017088461A - 止水剤

Info

Publication number: JP2017088461A
Application number: JP2015223405A
Authority: JP
Inventors: 公明黒川; Masaaki Kurokawa
Original assignee: Kanie Japan Co Ltd
Current assignee: Kanie Japan Co Ltd
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2017-05-25
Anticipated expiration: 2035-11-13
Also published as: JP6345641B2

Abstract

【課題】コンクリート構造物に発生する亀裂からの水漏れを止めることが可能に、使用時の作業性を高めることができる止水剤を提供すること。【解決手段】止水剤１１は、セメントと、スラグ骨材を含む骨材と、水と、を含む止水剤であって、Ｓ／Ｃ（骨材／セメントの容積比）が、３〜５．５であり、骨材におけるスラグ骨材の容積含有率が、５０〜９０％であり、スラグ骨材は、試験用ふるい—第１部：金属製網ふるい（ＪＩＳＺ８８０１−１：２００６）に規定するふるいの公称目開き４．７５ｍｍのふるいを９０質量％以上通過する粒度である。これにより、止水剤１１は、使用時の作業性を高めつつ、コンクリート構造物に生じた細かい亀裂に侵入することができ、亀裂からの水漏れを止めることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ダムの堤体や河川の堤防の表法面などのコンクリート構造物に発生する亀裂からの水漏れを止めることが可能な止水剤に関する。

ダムの堤体や河川の堤防の表法面などのコンクリート構造物に亀裂が発生した際には、亀裂から水漏れが生じることがある。そして、水漏れが生じた亀裂に、土嚢袋が設置されることや、止水剤が注入されることによって、水漏れは止められる。

従来の止水剤は、セメントミルク、水ガラスなどから構成されたものが用いられている。そして、コンクリート構造物に発生した亀裂からの水漏れを止める際には、亀裂に止水剤が注入され、セメントミルクと水ガラスとが瞬時に凝集することによって、止水剤は、亀裂の目詰をして水漏れを止める。

また、コンクリート構造物に発生した亀裂からの水漏れは、水圧の高いものであるため、止水剤は、軟質性素材を含ませることや、水膨潤性繊維を含ませることによって、止水剤が水圧によって流失することを防止し、初期の耐水性を高め、水漏れを止めていた（例えば、特許文献１から２参照）。

特開２００２−０４７６３０号公報特開平０７−２２９１３６号公報

しかし、軟質性素材を混入した止水剤では、軟質性素材が布片などからなるものでありセメントミルクと比較して軽量であるため、止水剤から軟質性素材が分離し易く、止水剤を送り出すモルタルポンプを使用した際に、分離した軟質性素材によってモルタルポンプが詰まる恐れがあるために、使用時の作業性が劣るおそれがある。

また、水膨潤性繊維を混入した止水剤では、水膨潤性繊維が吸水性高分子であるため、吸水が瞬時に行われ、止水剤としての可使時間が短いために、使用時の作業性が劣るおそれがあった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、コンクリート構造物に発生する亀裂からの水漏れを止めることが可能で、使用時の作業性を高めることができる止水剤を提供することを目的とする。

本発明に係る止水剤は、セメントと、スラグ骨材を含む骨材と、水と、を含む止水剤であって、Ｓ／Ｃ（骨材／セメントの容積比）が、３〜５．５であり、骨材におけるスラグ骨材の容積含有率が、５０〜９０％であり、スラグ骨材は、試験用ふるい―第１部：金属製網ふるい（ＪＩＳＺ８８０１−１：２００６）に規定するふるいの公称目開き４．７５ｍｍのふるいを９０質量％以上通過する粒度であることを特徴とする。

本発明の止水剤では、Ｓ／Ｃが、３〜５．５であることによって、骨材とセメントとが密に充填されることができ、かつ、止水剤の粘性はセメントの有する機械的安定性に優れた粘性を有することとなり、止水剤はモルタルポンプ安定性に優れたものとなる。また、本発明の止水剤では、骨材におけるスラグ骨材の容積含有率が、５０〜９０％である。スラグ骨材はセメントと比較して遅い水硬化性を有するものである。これにより、本発明の止水剤は、高い硬化性を有しつつ、可使時間を確保することができるものとなる。また、スラグ骨材は、ＪＩＳＺ８８０１−１：２００６に規定するふるいの公称目開き４．７５ｍｍのふるいを９０質量％以上通過する粒度であることによって、止水剤の構成要素である骨材の粒子は細かいものとなる。すなわち、止水剤は、コンクリート構造物に生じた細かい亀裂に侵入することができるものとなる。

したがって、本発明の止水剤では、コンクリート構造物に発生する亀裂からの水漏れを止めることが可能で、使用時の作業性を高めることができる。

また、本発明の止水剤では、スラグ骨材が、電気炉酸化スラグ骨材であることが好ましい。電気炉酸化スラグ骨材は、耐食性に優れたスラグ骨材であるため、電気炉酸化スラグ骨材を用いた止水剤は、耐食性に優れたものとなり、すなわち、耐久性に優れたものとなる。

また、本発明の止水剤では、「セメントの物理試験方法（ＪＩＳＲ５２０１：２０１５）１２フロー試験」に規定されるフロー値が、２００〜３００ｍｍであることが好ましい。骨材が分離することなく、止水剤は流動性を有したものとなり、作業性に優れたものとなるからである。

本発明の一実施形態である止水剤を用いてコンクリート構造物の漏水防止工事の実施形態を示す概念縦断面図である。本発明の一実施形態である止水剤の混錬工程の概略図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態では、図１に示すように、ダムの堤体３１に発生する亀裂から生じる漏水への止水を例に採り説明する。勿論、本発明は、ダムの堤体３１への止水用途に限定されるものではなく、河川の堤防の表法面、用水路、貯水槽、スイミングプールなどのあらゆるコンクリート構造物の止水に対して適用することが可能なものである。

実施形態の止水剤１１は、図２に示すように、モルタルミキサー２１を用いて、粉体部１３と液体部１５とを混錬することによって混成されるものである。

粉体部１３は、セメントと、骨材としてのスラグ骨材と珪砂とから構成される。また、粉体部１３は、増粘剤や減水剤を含有しても良い。

スラグ骨材とは、鉄鋼高炉又は転炉で生じる副産物のスラグを加工した骨材であり、電気炉酸化スラグ骨材（ＪＩＳＡ５０１１−４：２０１３）に規定される電気炉酸化スラグ骨材を好適に使用することができる。スラグ骨材を使用することにより、止水剤１１は、スラグ骨材の有する水硬化性により、止水剤１１は高い圧縮強さを有したものとなり、コンクリート構造物への密着性に優たものとなる。また、スラグ骨材はセメントと比較して遅い水硬化性を有するものであるため、止水剤１１は可使時間を確保することができるものとなる。そして、電気炉酸化スラグ骨材は、耐食性に優れたスラグ骨材であるため、電気炉酸化スラグ骨材を用いた止水剤１１は、耐食性に優れたものとなり、すなわち、耐久性に優れたものとなる。なお、本発明の効果を阻害しない範囲内で、止水剤１１には、他のスラグ骨材も使用することができる。他のスラグ骨材としては、高炉スラグ骨材（ＪＩＳＡ５０１１−１：２０１３）、フェロニッケルスラグ骨材（ＪＩＳＡ５０１１−２：２００３）、銅スラグ骨材（ＪＩＳＡ５０１１−３：２００３）などが挙げられる。

スラグ骨材は、試験用ふるい―第１部：金属製網ふるい（ＪＩＳＺ８８０１−１：２００６）に規定するふるいの公称目開き４．７５ｍｍのふるいを９０質量％以上通過する粒度であるもの（５ｍｍ電気炉酸化スラグ細骨材）が好ましい。止水剤１１の構成要素である骨材の粒子が細かいものとなり、止水剤１１は、コンクリート構造物に生じた細かい亀裂に侵入することができ、亀裂からの水漏れを止めることができるためである。なお、スラグ骨材の粒子径は、より好ましくは、２．３６ｍｍのふるいを８５質量％以上通過する粒度であるもの（２．５ｍｍ電気炉酸化スラグ細骨材）であり、最も好ましくは、１．１８ｍｍのふるいを８０質量％以上通過する粒度であるもの（１．２ｍｍ電気炉酸化スラグ細骨材）である。

本発明の止水剤１１には、骨材としてスラグ骨材以外の骨材を、骨材全体に対する容積含有率１０〜５０％の範囲で使用する。スラグ骨材以外の骨材としては、珪砂、炭酸カルシウム粉、セルベン（陶磁器粉砕物）などを使用することができる。

セメントとは、水と結合することによって硬化する材料であり、ポルトランドセメント（ＪＩＳＲ５２１０−２００９）に規定される普通ポルトランドセメントを好適に使用することができる。なお、止水剤１１は、本発明の効果を阻害しない範囲内で、他のセメントも使用することができる。他のセメントとしては、早強セメント、スラグセメント、フライアッシュセメント、石膏などを使用することができる。

本発明の止水剤１１は、Ｓ／Ｃが、３〜５．５であるものである。これにより、骨材とセメントとが密に充填されることができ、かつ、止水剤１１の粘性はセメントの有する機械的安定性に優れた粘性を有することとなり、止水剤１１はモルタルポンプ安定性に優れたものとなる。また、止水剤１１は骨材を適量含有していることにより、止水剤１１に含まれる気泡が安定して存在することができ、止水剤１１は後で述べる密度変化率に優れたものとなる。より好ましくは、３．５〜５．０であり、最も好ましくは、４．０〜４．５である。

また、本発明の止水剤１１は、骨材におけるスラグ骨材の容積含有率が、５０〜９０％である。スラグ骨材はセメントと比較して遅い水硬化性を有するものである。これにより、本発明の止水剤１１は、高い硬化性を有しつつ、可使時間を確保することができるものとなる。また、スラグ骨材は水硬化性を有するが、空気との混和性が高いものでなく、骨材におけるスラグ骨材の容積含有率が高すぎると、作業性として密度変化率が劣るものとなる。より好ましくは、６０〜８０％であり、最も好ましくは、７０〜７５％である。

増粘剤とは、止水剤１１の骨材の沈降を防止する目的のためや止水剤１１の流動性を良好にする目的のために添加する添加剤である。増粘剤としては、ベントナイト系、メチルセルロース系、ヒドロキシエチルセルロース系、ウレタン系、アクリル系などの内の１種又は２種以上を使用することができる。これらの中でも、ベントナイト系、メチルセルロース系及びヒドロキシエチルセルロース系が、原材料の形態で粉状であり、粉体部１３への分散性に優れるため、より好んで使用することができる。なお、ウレタン系とアクリル系とは、原材料の形態で液体であるため、液体部１５に分散させることによって使用することができる。

減水剤とは、止水剤１１の加水量を減らすことによって止水剤１１の圧縮強さなどの強度を高めるために添加する添加剤である。減水剤としては、ポリアルキルアリルスルホン酸塩の縮合物系、メラミンスルホン酸塩の縮合物系、リグニンスルホン酸塩の縮合物系、ナフタレンスルホン酸塩の縮合物系、ポリカルボン酸系、オキシカルボン酸塩系及びアミノスルホン酸系などの内の１種又は２種以上を使用することができる。減水剤の形態は粉状であれば、粉体部１３への分散性に優れるため、より好んで使用することができる。

液体部１５は、主として水道水などの水から構成され、必要により、後に述べる合成樹脂エマルションやその他添加剤を含有させても良い。水は、止水剤１１に含まれるセメントを硬化させ、また、止水剤１１に流動性を付与するものである。水は、塩分を原因とするアルカリ骨材反応の発生や強度低下を防止するため、海水ではなく、水道水などの淡水を使用することが好ましい。

合成樹脂エマルションとは、樹脂被膜を形成可能な樹脂分散液であり、止水剤１１の結合を補強するものである。樹脂被膜は可撓性を有するものであり、止水剤１１は、合成樹脂エマルションを加えることによって、可撓性を有するものとなり、コンクリート構造物の受ける振動などを吸収することができるものとなる。

実施形態の止水剤１１は、図２に示すように、モルタルミキサー２１を用いて、粉体部１３と液体部１５とを混錬することによって混成される。具体的には、モルタルミキサー２１に液体部１５を注入した後、液体部１５が泡立たない回転数でモルタルミキサーを運転開始し、ままこ（液体部１５に分散しない粉体部１３の固まり）が生じないように粉体部１３を複数回に分けて投入する。そして、止水剤１１の「セメントの物理試験方法（ＪＩＳＲ５２０１：２０１５）１２フロー試験」に規定されるフロー値が、２００〜３００ｍｍになるように粘度調整水を加える。フロー値が２００〜３００ｍｍにあることによって、骨材が分離することなく、止水剤１１は流動性を有したものとなる。フロー値が２００ｍｍ未満の場合には、止水剤１１の流動性が十分でないものとなる。一方、３００ｍｍを超えると、止水剤１１に含まれる骨材が分離するおそれがある。より好ましくは、２３０〜２９５ｍｍであり、最も好ましくは、２６０〜２９０ｍｍである。なお、モルタルミキサー２１には、ＴＭＭ−１２（トンボ工業株式会社製）を用い、３０ｒｐｍで運転した。

実施形態の止水剤１１は、図２に示すように、ホッパー２３に一時的に貯蔵された後に、モルタルポンプ２５によって吸引され、図１に示すように、ボーリングマシン２９に圧送される。なお、モルタルポンプ２５には、スクイズポンプＭＭ１５３（新明和工業株式会社製）を使用し、ボーリングマシン２９には、Ｄ型ボーリングマシンＤＭ−０３（東邦地下工機株式会社製）を使用した。

実施形態では、図１に示すように、ダムの堤体３１のコンクリート打継面３３であって不連続面（コールドジョイント面３５）に発生した亀裂からの水漏れに対して止水剤１１を用いて止水を行った。超音波法や衝撃弾性波法などの非破壊検査方法によって、ダムの堤体の漏水の水路を確認し、ボーリングマシン２９でコールドジョイント面３５の亀裂まで掘削し、亀裂に止水剤１１を流入した。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、試験例２〜６，９〜１２，１４，１５及び１７〜２２は実施例であり、試験例１，７，８，１３及び１６は比較例である。

表１〜３に記載の組成の粉体部１３と液体部１５とを混合し、得られた止水剤１１について、フロー値、圧縮強さ（２８日）、作業性を測定した。

フロー値は、止水剤１１の流動性を評価する試験であり、「セメントの物理試験方法（ＪＩＳＲ５２０１：２０１５）１２フロー試験」に準拠して測定した。フロー値は、その値が大きいほど止水剤１１の流動性が高いものとなる。

圧縮強さは、止水剤１１の強度を評価する試験であり、「建築用下地調整塗材（ＪＩＳＡ６９１６：２０１４）７．１２圧縮強さ」に準拠して、打ち込み２８日後の圧縮強さを測定した。圧縮強さは、その値が大きいほど止水剤１１の強度が高いものとなる。

作業性としては、ブリーディング、可使時間、密度変化率及び安定性を測定した。ブリーディングは、コンクリートのブリーディング試験方法（ＪＩＳＡ１１２３：２０１２）に従い、練り混ぜ２時間後のブリーディングを測定し、ブリーディングが、０．５％未満であるものを○、０．５〜２．０％であるものを△、２．０％を超えるものを×として評価した。可使時間は、コンクリートの凝結時間試験方法（ＪＩＳＡ１１４７：２００７）に従い、貫入抵抗値が３．５Ｎ／ｍｍ²になるまでの時間をコンクリートの始発時間として測定し、始発時間が、２時間以上であるものを○、１時間以上２時間未満であるものを△、１時間未満であるものを×として評価した。密度変化率は、止水剤１１の圧送において、モルタルポンプ２５通過前後の止水剤１１の密度変化率を測定し、密度変化率が、２％以下であるものを○、２％超５％以下であるものを△、５％超であるものを×として評価した。安定性は、止水剤１１をモルタルポンプ２５を用いて循環させて、１時間以上モルタルポンプ２５に止水剤１１の詰りが発生しなかったものを○、１時間未満でモルタルポンプ２５に止水剤１１の詰りが発生したものを×として評価した。

表中の原材料名については、略称を用い、略称と原材料名を以下に記載する。普通ＰＣ：普通ポルトランドセメント（ＪＩＳＲ５２１０：２００９）、ＥＦＳ５ＮＡ：５ｍｍ電気炉酸化スラグ細骨材、ＥＦＳ２．５ＮＡ：２．５ｍｍ電気炉酸化スラグ細骨材、ＥＦＳ１．２ＮＡ：１．２ｍｍ電気炉酸化スラグ細骨材、ＥＦＧ１５−０５ＮＡ：１５〜５ｍｍ電気炉酸化スラグ粗骨材（以上、ＪＩＳＡ５０１１−４：２０１３）、川砂：４号珪砂又は５号珪砂（粒径が２ｍｍ以下の川砂）、マイテイ１００：花王株式会社製高性能減水剤マイテイ１００、６５ＳＨ−４０００：信越化学工業株式会社製粉末増粘剤メトローズ６５ＳＨ−４０００、ＳＮシックナーＡ−８５０：サンノプコ株式会社製液体増粘剤ＳＮシックナーＡ−８５０、ｐｒｏｏｆ１２９９：ＢＡＳＦ株式会社製合成樹脂エマルション（固形分５４％）。

また、原材料の表乾密度（ｇ／ｃｍ³）を以下に略称と共に記載する。普通ＰＣ：３．１５、ＥＦＳ５ＮＡ：３．７８、ＥＦＳ２．５ＮＡ：３．７８、ＥＦＳ１．２ＮＡ：３．７８、ＥＦＧ１５−０５ＮＡ：３．７２、川砂：２．６５。

（試験例１〜７）
試験例１〜７は、表１に示すように、止水剤１１のＳ／Ｃ（止水剤の骨材／セメントの容積比）を変更したものである。Ｓ／Ｃの小さい試験例１では、作業性としての密度変化率が劣るものとなった。一方、Ｓ／Ｃの大きい試験例７では、作業性としてのモルタルポンプ安定性が劣り、圧縮強さも劣るものとなった。なお、試験例４が、最良の実施例である。

（試験例４，８〜１３）
試験例４，８〜１３は、表２に示すように、止水剤１１の骨材におけるスラグ骨材容積含有率を変更したものである。スラグ骨材容積含有率の小さい試験例８では、圧縮強さがやや劣るものとなった。一方、スラグ骨材容積含有率の大きい試験例１３では、作業性としての密度変化率がやや劣るものとなった。

（試験例４，１４〜１６）
試験例４，１４〜１６は、表３に示すように、止水剤１１に使用されるスラグ骨材の粒度を変更したものである。粒度の大きいスラグ骨材ＥＦＧ１５−０５ＮＡを使用した試験例１６では、作業性としてのモルタルポンプ安定性が劣るものとなった。

（試験例１７〜２２）
試験例１７〜２２は、表４に示すように、止水剤１１に使用される原材料を変更したものである。減水剤を使用しない試験例１７，１９では、加水量を要したため圧縮強さがやや劣るものとなった。増粘剤を使用しない試験例１７，１８では、作業性としてのブリーディングがやや劣るものとなった。合成樹脂を用いた試験例２０〜２２では、表中には記載していないが、止水剤１１は可撓性を有するものとなり、構造物が受ける振動を吸収する効果を有すると考えられる。

１１…止水剤、１３…粉体部、１５…液体部、２１…モルタルミキサー、２３…ホッパー、２５…モルタルポンプ、２９…ボーリングマシン。

Claims

セメントと、スラグ骨材を含む骨材と、水と、を含む止水剤であって、
Ｓ／Ｃ（骨材／セメントの容積比）が、３〜５．５であり、
前記骨材における前記スラグ骨材の容積含有率が、５０〜９０％であり、
前記スラグ骨材は、試験用ふるい―第１部：金属製網ふるい（ＪＩＳＺ８８０１−１：２００６）に規定するふるいの公称目開き４．７５ｍｍのふるいを９０質量％以上通過する粒度である、
ことを特徴とする止水剤。
前記スラグ骨材が、電気炉酸化スラグ骨材であることを特徴とする請求項１に記載の止水剤。
「セメントの物理試験方法（ＪＩＳＲ５２０１：２０１５）１２フロー試験」に規定されるフロー値が、２００〜３００ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の止水剤。