JP2019006633A - 遮塩性モルタルの施工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた遮塩性と優れた長期耐久性を実現し得る遮塩性モルタルの施工方法を提供する。【解決手段】アルミナセメントが、CA55質量%〜75質量%、C12A75質量%〜8質量%、C4AF10質量%〜28質量%及びC2AS2質量%〜6質量%を含み、アルミナセメントのブレーン比表面積が、2000cm2/g〜4000cm2/gであり、アルミナセメント100質量部に対して、無水石膏を15質量部〜35質量部、高炉スラグを6質量部〜45質量部含有する遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いる。【選択図】なし

Description

本発明は、遮塩性モルタルの施工方法に関する。
コンクリート構造物の補修後、補修部分からコンクリート構造体内に塩化物イオンが浸透することにより、コンクリート構造物の劣化が急速に進行することが知られている。コンクリート構造物の長期耐久性を維持するためには補修部分への塩化物イオンの浸透による劣化を抑制する必要がある。補修部分の劣化を抑制する方法として、塩化物イオンを吸着・固定する、防錆に有効な亜硝酸リチウムを補修材に使用する方法が知られている。例えば、特許文献1には、ポルトランドセメントと細骨材を主体とした補修材に、亜硝酸イオンを放出する塩分吸着剤を使用する方法が開示されている。
特開2011−32107号公報
しかしながら、亜硝酸塩として用いられる亜硝酸リチウムには毒性があり、保管や施工時に周辺環境に配慮する必要があることや、高価であるという問題点がある。
また、ポルトランドセメントよりも化学抵抗性に優れているアルミナセメントを補修材として用いることも考えられる。しかし、アルミナセメントを用いた場合には、経年や高温養生によって圧縮強度低下が生じる虞がある。すなわち、通常のアルミナセメントを補修材として用いた場合には、優れた長期耐久性を実現することが困難であるという問題がある。
本発明の主な目的は、優れた遮塩性と優れた長期耐久性を実現し得る遮塩性モルタルの施工方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意研究の結果、以下の条件1)〜4)を満たす遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いることにより、遮塩性モルタル硬化物の遮塩性、長期耐久性を向上できることに想到し、その結果、本発明を成すに至った。
1)アルミナセメント、無水石膏及び高炉スラグを含むこと
2)アルミナセメントが、CA55質量%〜75質量%、C125質量%〜8質量%、CAF10質量%〜28質量%及びCAS2質量%〜6質量%を含むこと
3)アルミナセメントのブレーン比表面積が、2000cm/g〜4000cm/gであること
4)アルミナセメント100質量部に対して、無水石膏を15質量部〜35質量部、高炉スラグを6質量部〜45質量部含有すること
すなわち、本発明に係る遮塩性モルタルの施工方法は、施工工程と、形成工程とを備える。施工工程では、コンクリート構造体に、遮塩性モルタル用セメント組成物と水とを混練して調製した遮塩性モルタルを施工する。形成工程では、遮塩性モルタルを硬化させることにより遮塩性モルタル硬化体を形成する。本発明に係る遮塩性モルタルの施工方法では、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物として、アルミナセメント、無水石膏及び高炉スラグを含み、アルミナセメントが、CA55質量%〜75質量%、C125質量%〜8質量%、CAF10質量%〜28質量%及びCAS2質量%〜6質量%を含み、アルミナセメントのブレーン比表面積が、2000cm/g〜4000cm/gであり、アルミナセメント100質量部に対して、無水石膏を15質量部〜35質量部、高炉スラグを6質量部〜45質量部含有する遮塩性モルタル用セメント組成物を用いる。
本発明に係る遮塩性モルタルの施工方法では、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が、炭酸カルシウム及びシリカフュームの少なくとも一方をさらに含むことが好ましい。
本発明に係る遮塩性モルタルの施工方法では、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が、アルミナセメント100質量部に対して、炭酸カルシウムを15質量部〜35質量部、シリカフュームを5質量部〜12質量部含有することが好ましい。
本発明によれば、優れた遮塩性と優れた長期耐久性を実現し得る遮塩性モルタルを提供することができる。
(遮塩性モルタルの施工方法)
本実施形態の遮塩性モルタルの施工方法では、まず、施工工程を行う。施工工程では、コンクリート構造体に、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物と水とを混練して調製した遮塩性モルタルを施工する。具体的には、まず、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を調製する。その後、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物と水とを混練して遮塩性モルタルを得る。
なお、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物と水との混練は、ハンドミキサやモルタルミキサ等のミキサを用いることによって行うことができる。
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物に対して加える水の配合量は、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物100質量部に対し、好ましくは2質量部〜18質量部であり、より好ましくは4質量部〜16質量部であり、さらに好ましくは10質量部〜14質量部であり、さらに好ましくは11質量部〜13質量部である。なお、後述する合成樹脂エマルジョンを含有する場合は、上記加える水の配合量から合成樹脂エマルジョンに含まれる水分量を差し引く必要がある。
(形成工程)
次に、形成工程を行う。形成工程では、遮塩性モルタルを硬化させることにより遮塩性モルタル硬化体を形成する。具体的には、例えば、コンクリート構造体の劣化部を除去すること等により形成された欠落部に遮塩性モルタルを供給し、硬化させることにより、コンクリート構造体の補修を行う。
より具体的には、まず、外観観察や打音法等の調査によって、コンクリート構造体のうち、劣化した部分の位置と領域とを特定する。次に、コンクリート構造体の劣化領域が完全に取り除かれるように、劣化領域周囲の健全部を若干含めて除去領域を決定する。この除去領域に沿って電動カッター等を用いてコンクリート表面から深さ方向に例えば、10mm程度の切り込みを入れる。最後に、除去領域の面積と深さに応じて、ハンマー、ハンドブレーカ、ショットブラスト又はウォータージェット等を適宜用いて劣化したコンクリートをはつり取る。
劣化領域を含む部分を除去したコンクリートの構造体は、コンクリートをはつり取ることによって形成された凹部を有しており、凹部の深さによっては鉄筋が露出することがある。露出した鉄筋が腐食していた場合、錆はワイヤーブラシ又はショットブラスト等の手法によって除去し、防錆材を塗布することが好ましい。好ましく用いられる防錆材としては、例えば、セメント組成物、合成樹脂(ポリマー)、防錆成分、水等を含むポリマーセメント系防錆材等が挙げられる。防錆材の塗布は、例えば、刷毛やリシンガン等を用いて行うことができる。この際、鉄筋表面において、未塗布の箇所がないように塗布することが好ましい。
また、コンクリート構造体の表面をはつり取ることによって形成された凹部を、吸水調整剤(プライマー)を塗布してプライマー層を形成し、保護してもよい。吸水調整剤としては、合成樹脂エマルジョンを水で希釈したものを好適に用いることができる。吸水調整剤の塗布は、例えば、刷毛やリシンガン等を用いて行うことができる。
なお、遮塩性モルタルの供給(施工)は、複数回に分けて行うことが好ましい。
遮塩性モルタルを充填するコンクリート構造体の凹部領域の面積が10m未満の場合には、例えば、左官工法等で遮塩性モルタルを供給することが好ましい。左官工法では、鏝板に適量の遮塩性モルタルを載せ、金鏝等を用いて凹部に数回に分けて塗り付ける。例えば、1回目の施工では、例えば5mm程度の厚みで塗り付け、2回目以降の施工では、それぞれ10mm以内の厚さで塗り付けを繰り返すことが好ましい。1日間の塗り厚さは、30mm程度とすることが好ましい。
左官工法で施工を行う場合、最後の施工では、遮塩性モルタルとコンクリート構造体とが一体化するように表面を鏝で平坦に仕上げる。
遮塩性モルタルを充填するコンクリート構造体の凹部領域が10m〜100mの場合は、例えば、吹き付け工法等で遮塩性モルタルを供給することが好ましい。吹き付け工法は、コンクリート構造体に遮塩性モルタルを吹き付けることによって、コンクリート構造体の凹部に遮塩性モルタルを充填施工する方法である。
吹き付け工法では、コンクリート構造体の凹部に、遮塩性モルタルを数回に分けて吹き付けることが好ましい。1回目の施工では、例えば5mm程度の厚みとなるように遮塩性モルタルを吹き付け、2回目以降の施工では、それぞれ30mm以内の厚さとなるように遮塩性モルタルの吹き付けを繰り返すことが好ましい。最終回の施工では、15mm程度の厚みとなるように遮塩性モルタルを吹き付けることが好ましい。その後、コンクリート構造体とコンクリート構造体の凹部領域に充填された遮塩性モルタルとが一体化するように、遮塩性モルタルの表面を鏝で平坦に仕上げる。これによって、コンクリート構造体の凹部領域に遮塩性モルタルが充填され、遮塩性モルタルと一体化したコンクリート構造体が得られる。
施工工程においては、以下の条件1)〜4)を満たす遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を用いる。このため、本実施形態の遮塩性モルタルの施工方法によれば、優れた遮塩性と、高い圧縮強度及び優れた長期耐久性(例えば、高温養生時の優れた強度維持性能)を実現し得る。
1)アルミナセメント、無水石膏及び高炉スラグを含むこと
2)アルミナセメントが、CA55質量%〜75質量%、C125質量%〜8質量%、CAF10質量%〜28質量%及びCAS2質量%〜6質量%を含むこと
3)アルミナセメントのブレーン比表面積が、2000cm/g〜4000cm/gであること
4)アルミナセメント100質量部に対して、無水石膏を15質量部〜35質量部、高炉スラグを6質量部〜45質量部含有すること
なお、遮塩性はJSCE−G571−2010「電気泳動によるコンクリート中の塩化物イオンの実効拡散係数試験方法(案)」に記載されている試験方法に準拠し、「付随書(参考)電気泳動試験による実効拡散係数を用いた見かけの拡散係数計算方法」を用いて求めることができる。」
圧縮強度は、JIS R 5201−2015「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することができる。
上述の試験方法で測定される遮塩性モルタル硬化体の見掛けの拡散係数は、好ましくは0.14cm/年以下であり、より好ましくは0.12cm/年以下であり、さらに好ましくは0.10cm/年以下である。
上述の試験方法で測定される遮塩性モルタル硬化体の20℃、材齢28日の圧縮強度は、好ましくは40N/mm以上であり、より好ましくは45N/mm以上であり、さらに好ましくは50N/mm以上である。
上述の試験方法で測定される遮塩性モルタル硬化体の50℃、材齢28日の圧縮強度変化率は、好ましくは−15%以上であり、より好ましくは−12%以上であり、さらに好ましくは−5%以上であり、さらに好ましくは0%以上である。ここで、圧縮強度変化率の符号がマイナス(−)の場合、材齢28日(50℃)の圧縮強度が、材齢28日(20℃)の圧縮強度より低下していることを示す。
見掛けの拡散係数及び圧縮強度と高温養生時の圧縮強度変化率を上述の範囲内とすることによって、遮塩性モルタル硬化体をコンクリート構造物と一体化するに際し、より優れた遮塩性とより優れた長期耐久性を実現することができる。
以下、本実施形態において使用する遮塩性モルタルについて詳細に説明する。
(遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物)
遮塩性モルタルの調製に用いる遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、アルミナセメント、無水石膏及び高炉スラグを含む遮塩性モルタル用セメント組成物である。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物において、アルミナセメントが、CA55質量%〜75質量%、C125質量%〜8質量%、CAF10質量%〜28質量%及びCAS2質量%〜6質量%を含む。アルミナセメントのブレーン比表面積が、2000cm/g〜4000cm/gである。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、アルミナセメント100質量部に対して、無水石膏を15質量部〜35質量部、高炉スラグを6質量部〜45質量部含有する。
(アルミナセメント)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、アルミナセメントを含む。アルミナセメントの主成分は、カルシウムアルミネートである。アルミニウムセメントの主成分として好ましく用いられるカルシウムアルミネートとしては、例えば、CA、C12、CAF、CAS等が挙げられる。アルミナセメントは、これらのカルシウムアルミネートのうちの1種のみを含んでいてもよいし、複数種類のカルシウムアルミネートを含んでいてもよい。
アルミナセメントのなかでも、CA55質量%〜75質量%、C125質量%〜8質量%、CAF10質量%〜28質量%、CAS2質量%〜6質量%を含むアルミナセメントが好ましく用いられ、CA58質量%〜72質量%、C125.6質量%〜7.8質量%、CAF13質量%〜25質量%、CAS2.5質量%〜5.5質量%を含むアルミナセメントがより好ましく用いられ、CA62質量%〜68質量%、C125.4質量%〜7.6質量%、CAF16質量%〜22質量%、CAS3.0質量%〜5.0質量%を含むアルミナセメントがさらに好ましく用いられる。上記の組成を有するアルミナセメントを用いることにより、遮塩性及び長期耐久性をさらに向上することができる。
アルミナセメントのブレーン比表面積は、2000cm/g〜4000cm/gであり、好ましくは2500cm/g〜3500cm/gであり、より好ましくは2700cm/g〜3300cm/gである。アルミナセメントのブレーン比表面積を上記範囲とすることにより、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の水和反応が好適に進行し、緻密なモルタル硬化体を作製し得る。なお、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物のブレーン比表面積は、JIS R 2521:2015に準じて求めることができる。
(無水石膏)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、無水石膏を含む。無水石膏としては、排煙脱硫やフッ酸製造工程等で副産される石膏や、天然に産出される石膏等を用いることができる。モルタル硬化物の強度を向上する観点から、フッ酸無水石膏がより好ましく用いられる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、上記無水石膏のうちの1種のみを含んでいてもよいし、複数種類の無水石膏を含んでいてもよい。
本実施形態の遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物における無水石膏の含有量は、アルミナセメント100質量部に対して、15質量部〜35質量部であり、好ましくは18質量部〜32質量部であり、より好ましくは22質量部〜28質量部である。無水石膏の含有量を上述の範囲とすることにより、より優れた遮塩性を実現し得る。
無水石膏のブレーン比表面積は、好ましくは3000cm/g〜5000cm/gであり、より好ましくは3500cm/g〜4500cm/gであり、さらに好ましくは3700cm/g〜4400cm/gである。なお、無水石膏のブレーン比表面積は、JIS R 5201:2015に準じて求めることができる。
無水石膏の粒子径150μm未満の粒子の質量割合は、70質量%〜100質量%であることが好ましく、75質量%〜95質量%であることがより好ましく、80質量%〜90質量%であることがさらに好ましい。
粒子径が300μm以上の無水石膏粒子の質量割合は、0質量%〜15質量%であることが好ましく、0質量%〜10質量%であることがより好ましく、0質量%〜5質量%であることがさらに好ましい。
なお、無水石膏の粒子径は、JIS Z 8801−2006において規定されている呼び寸法の異なる篩いを用いて測定することができる。本発明において、「粒子径300μm以上の粒子の質量割合」とは、篩目300μmの篩いを用いたときの篩上残分の粒子の質量割合のことをいう。また、「粒子径150μm未満の粒子の質量割合」とは、篩目150μmの篩を用いたときの篩通過分の粒子の質量割合のことをいう。
(高炉スラグ)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、高炉スラグを含む。
高炉スラグとしては、例えば、JIS A 6206「コンクリート用高炉スラグ微粉末」で規定される高炉スラグ微粉末等が好ましく用いられる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、1種の高炉スラグのみを含んでいてもよいし、複数種類の高炉スラグを含んでいてもよい。
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物における高炉スラグの含有量は、アルミナセメント100質量部に対して、6質量部〜45質量部であり、好ましくは8質量部〜42質量部であり、より好ましくは10質量部〜40質量部であり、さらに好ましくは12質量部〜38質量部であり、さらに好ましくは15質量部〜30質量部である。高炉スラグの含有量を上述の範囲とすることにより、より優れた転化の抑制や、高温養生時の強度低下の抑制を実現し得る。
高炉スラグとして、高炉スラグ微粉末を用いる場合、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積は、好ましくは3000cm/g以上であり、より好ましくは3000cm/g〜5500cm/gであり、さらに好ましくは3500cm/g〜5000cm/gであり、さらに好ましくは4000cm/g〜4500cm/gである。高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積を上記範囲とすることにより、より優れた遮塩性を実現でき、かつ、アルミナセメントの転化を抑制することができる。なお、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積は、JIS R 5201:2015に準じて求めることができる。
(その他の成分)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、アルミナセメント、無水石膏及び高炉スラグ以外の成分をさらに含んでいてもよい。
(炭酸カルシウム)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、炭酸カルシウムを含んでいてもよい。炭酸カルシウムとしては、化学的に精製した炭酸カルシウムを用いてもよいし、石灰石を粉砕した石灰石微粉末や、廃コンクリート等を粉砕した、炭酸カルシウムを主成分として含む材料を用いることができる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の原料コストを低減する観点からは、石灰石がより好ましく用いられる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、1種の炭酸カルシウムのみを含んでいてもよいし、複数種類の炭酸カルシウムを含んでいてもよい。
炭酸カルシウムの含有量は、アルミナセメント100質量部に対して15質量部〜35質量部であることが好ましく、18質量部〜32質量部であることがより好ましく、20質量部〜30質量部であることがさらに好ましい。炭酸カルシウムの含有量を上記範囲とすることにより長期耐久性をより向上し得る。
炭酸カルシウムのブレーン比表面積は、3500cm/g〜5500cm/gであることが好ましく、4000cm/g〜5000cm/gであることがより好ましく、4300cm/g〜4700cm/gであることがさらに好ましい。炭酸カルシウムのブレーン比表面積を上記範囲とすることにより、圧縮強度及び長期耐久性を向上することができる。なお、炭酸カルシウムのブレーン比表面積は、JIS R5201:2015に準じて求めることができる。
(シリカフューム)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、シリカフュームを含んでいてもよい。好ましく用いられるシリカフュームとしては、例えば、JIS A 6207−2006「コンクリート用シリカフューム」で規定されるシリカフューム等が挙げられる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物にシリカフュームを含有させることにより、モルタル硬化体を緻密化させることができるため、より高強度かつより遮塩性に優れたモルタル硬化体を実現し得る。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、1種のシリカフュームのみを含んでいてもよいし、複数種類のシリカフュームを含んでいてもよい。
シリカフュームの含有量は、アルミナセメント100質量部に対して、好ましくは5質量部〜12質量部であり、より好ましくは6質量部〜11質量部であり、さらに好ましくは7質量部〜9質量部である。シリカフュームの含有量を上記範囲とすることにより、長期耐久性及び遮塩性を一層向上させることができる。
シリカフュームのBET比表面積は、好ましくは11m/g〜22m/gであり、より好ましくは12m/g〜21m/gであり、さらに好ましくは13m/g〜20m/gである。シリカフュームのBET比表面積を、上記範囲とすることにより、長期耐久性及び遮塩性を一層向上することができる。
(細骨材)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、細骨材を含んでいてもよい。好ましく用いられる細骨材としては、例えば、珪砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂等の砂類等が挙げられる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、1種の細骨材のみを含んでいてもよいし、複数種類の細骨材を含んでいてもよい。
細骨材の含有量は、アルミナセメント100質量部に対して、好ましくは50質量部〜250質量部であり、より好ましくは80質量部〜200質量部であり、さらに好ましくは110質量部〜180質量部であり、さらに好ましくは130質量部〜165質量部である。細骨材の含有量をこのようにすることにより、遮塩性及び強度を一層向上することができる。
細骨材としては、粒子径1700μm以上の粒子を含まず、細骨材全体に対し、粒子径1200μm以上の粒子の質量割合が20質量%以下の細骨材が好ましく用いられる。1200μm以上の粒子径を有する粗粒分の含有量を20質量%以下とすることにより、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物から得られるモルタル硬化体内の均質性を向上できるため、遮塩性をさらに向上することができる。より優れた遮塩性を実現する観点からは、細骨材全体に対し、粒子径1200μm以上の粒子の質量割合は、より好ましくは0.05質量%〜20質量%であり、さらに好ましくは0.01質量%〜15質量%であり、さらに好ましくは0.05質量%〜10質量%であり、さらに好ましくは0.1質量%〜3質量%である。
なお、細骨材の粒子径は、JIS Z 8801−2006に規定される呼び寸法の異なる数個の篩いを用いて測定することができる。本発明において、「粒子径1200μm以上の粒子の質量割合」とは、篩目1200μmの篩いを用いたときの篩上残分の粒子の質量割合のことをいう。
(流動化剤)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、流動化剤を含んでいてもよい。好ましく用いられる流動化剤としては、例えば、減水効果、好適な流動性を併せ持つ、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、ポリカルボン酸系流動化剤、ポリエーテル系流動化剤、ポリエーテルカルボン酸等が挙げられる。なかでも、ポリカルボン酸系流動化剤、ポリエーテル系流動化剤、ポリエーテルカルボン酸が流動化剤としてより好ましく用いられ、ポリカルボン酸エステルがさらに好ましく用いられる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、1種の流動化剤のみを含んでいてもよいし、複数種類の流動化剤を含んでいてもよい。
流動化剤の含有量は、アルミナセメント100質量部に対して、好ましくは0.02質量部〜1.00質量部、より好ましくは0.04質量部〜0.50質量部、さらに好ましくは0.07質量部〜0.40質量部、さらに好ましくは0.10質量部〜0.30質量部である。流動化剤の含有量を上述の範囲とすることにより、モルタル硬化物の長期耐久性を向上でき、かつ、モルタルの好適なモルタルの流動性を実現することができる。
(凝結遅延剤)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、凝結遅延剤を含んでいてもよい。好ましく用いられる凝結遅延剤としては、例えば、オキシカルボン酸類等の有機酸や、グルコース、マルトース、デキストリン等の糖類、重炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム等が挙げられる。オキシカルボン酸類の具体例としては、例えば、オキシカルボン酸及びこれらの塩等が挙げられる。オキシカルボン酸の具体例としては、例えば、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸等の脂肪族オキシ酸、サリチル酸、m−オキシ安息香酸、p−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸及びトロパ酸等の芳香族オキシ酸等が挙げられる。オキシカルボン酸の塩としては、例えば、アルカリ金属塩(具体的にはナトリウム塩及びカリウム塩等)及びアルカリ土類金属塩(具体的にはカルシウム塩、バリウム塩及びマグネシウム塩等)等が挙げられる。これらのなかでも、ナトリウム塩がより好ましく用いられ、酒石酸ナトリウムがさらに好ましく用いられ、酒石酸ナトリウムと重炭酸ナトリウムとを併用することがさらに好ましい。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、1種の凝結遅延剤のみを含んでいてもよいし、複数種類の凝結遅延剤を含んでいてもよい。
凝結遅延剤の含有量は、アルミナセメント100質量部に対して、好ましくは0.01質量部〜2質量部であり、より好ましくは0.1質量部〜1.5質量部であり、さらに好ましくは0.3質量部〜1.2質量部であり、さらに好ましくは0.5質量部〜1.0質量部である。凝結遅延剤の含有量を上述の範囲とすることにより、好適な可使時間を確保することができる。
(合成樹脂繊維)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、合成樹脂繊維を含んでいてもよい。合成樹脂繊維を含有させることにより、モルタル硬化物にクラックが生じることを効果的に抑制することができる。
好ましく用いられる合成樹脂繊維としては、例えば、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリプロピレンなどのポリオレフィン;ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ビニロン及びポリ塩化ビニル等の合成樹脂成分等が挙げられる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、1種の合成樹脂繊維のみを含んでいてもよいし、複数種類の合成樹脂繊維を含んでいてもよい。
合成樹脂繊維の繊維長は、遮塩性アルミナセメント組成物との混合時のハンドリング性や遮塩性モルタル組成物中での分散性向上、及びモルタル硬化体の特性向上の観点から、好ましくは0.5mm〜15.0mmであり、より好ましくは1.0mm〜12.0mmであり、さらに好ましくは2.0mm〜8.0mmであり、さらに好ましくは2.5mm〜7.0mmである。
合成樹脂繊維の含有量は、アルミナセメント100質量部に対し、好ましくは0.01質量部〜3質量部であり、より好ましくは0.03質量部〜1質量部であり、さらに好ましくは0.04質量部〜0.3質量部であり、さらに好ましくは0.05質量部〜0.15質量部である。
合成樹脂繊維の繊維長及び含有量を上述の範囲に調整することにより、遮塩性や耐久性を損なわずにモルタル硬化体の耐クラック性をさらに向上することができる。
(合成樹脂エマルジョン)
遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、合成樹脂エマルジョンを含んでいてもよい。合成樹脂エマルジョンを含有させることにより、遮塩性をさらに向上することができる。ここで、「合成樹脂エマルジョン」とは、合成樹脂粒子が水又は含水溶媒に乳化分散したものをいう。
合成樹脂エマルジョンに含まれる合成樹脂成分のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは0℃以上、より好ましくは5℃以上、さらに好ましくは10℃以上である。このような合成樹脂エマルジョンを用いると、コンクリート下地が湿潤状態であっても優れた接着性を有し、また作業性も良好となる。
合成樹脂エマルジョンに含まれる合成樹脂成分のガラス転移温度(Tg)は、ガラス板の上に合成樹脂エマルジョンを適量滴下して、乾燥して乾燥塗膜を得た後、示差走査熱量計を用い下記の条件で測定することができる。
合成樹脂エマルジョンの乾燥塗膜を室温から150℃まで10分間で昇温し、150℃で10分間保持した後に、計算で得られた試料のTgより50℃低い温度まで温度を下げる。その後、再度150℃まで10分間で昇温する。その過程で1回目のガラス転移温度(Tg)を測定し、次に1回目で測定したTgより50℃低い温度まで下げる過程で、2回目のTgの測定を行い、この2回目のTgの測定値を合成樹脂エマルジョンのガラス転移温度とする。
好ましく用いられる合成樹脂エマルジョンとしては、例えば、アクリル系エマルジョン、酢酸ビニル系エマルジョン等が挙げられる。合成樹脂エマルジョンの合成樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルなどの(メタ)アクリル酸誘導体;エチレン、酢酸ビニルなどのα−オレフィン化合物;スチレンなどのビニル化合物;ブタジエンなどの重合成分の重合体又は共重合体等が挙げられる。
なかでも、優れた遮塩性を実現する観点から、アクリル系エマルジョンがより好ましく用いられる。アクリル系エマルジョンとしては、アクリル酸、メタクリル酸などの(メタ)アクリル;(メタ)アクリル酸エステルなどの(メタ)アクリル酸誘導体の重合体;(メタ)アクリル酸誘導体とスチレンとの重合体等が挙げられる。具体的には、(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、及び2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物は、1種の合成樹脂エマルジョンのみを含んでいてもよいし、複数種類の合成樹脂エマルジョンを含んでいてもよい。
合成樹脂エマルジョンの含有量は、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の粉体部100質量部に対し、固形分量に換算して、好ましくは1質量部〜10質量部であり、より好ましくは2質量部〜7質量部であり、さらに好ましくは2.5質量部〜6質量部であり、さらに好ましくは3質量部〜5質量部である。
なお、合成樹脂エマルジョンの固形分量とは、合成樹脂エマルジョン中の水分を蒸発させて残った固形分の質量である。合成樹脂エマルジョンから固形分を差し引いたものを合成樹脂エマルジョン中の水分とする。また、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の粉体部とは、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が液状の成分を含む場合に、液体成分を除いた粉体部分のことをいう。遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が液状の成分を含まず粉体成分のみからなる場合には、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物の粉体部とは、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物全体を意味する。合成樹脂エマルジョンの含有量を上述の範囲とすることにより、コンクリートとの接着性や遮塩性を一層向上することができる。
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
(実施例1〜4,比較例1〜3)
温度20℃、湿度65%RHの雰囲気下において、下記の表1に示す配合割合で原料を混合し、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物を得た。次に、得られた遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物2.0kgに対して、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物中の粉体の合量(P)と水量(W)との質量比がW/P=0.128となるように水を加え、ケミスターラーを用いて2分間混合し、モルタルを得た。
なお、表1に示す各成分A1、A2、B1、B2、B3、B4、C、D1、D2、D3、D4の配合割合は、水硬性成分を100質量部とした場合の質量部を示している。
(評価)
(1)遮塩性(塩化物イオンの見掛けの拡散係数)
得られた各モルタルについて、日本土木学会編 コンクリート標準示方書 JSCE−G 571−2013「電気泳動によるコンクリート中の塩化物イオンの実効拡散係数試験方法(案)」に準拠して塩化物イオンの電気泳動試験を行い、「附随書(参考)電気泳動試験による実効拡散係数を用いた見掛けの拡散係数計算方法」に基づいてモルタル中における塩化物イオンの見掛けの拡散係数(cm/年)を求めた。結果を表1に示す。
(2)圧縮強度
得られた各モルタルについて、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準拠して、水中養生温度20℃及び50℃のそれぞれにおける材齢28日後の圧縮強度を測定した。その測定値から、下記の式に基づいて圧縮強度変化率を算出した。結果を表1に示す。
x=(y2−y1)×100/y1
但し、
x:圧縮強度変化率(%)
y1:水中養生温度20℃における材齢28日後の圧縮強度(N/mm
y2:水中養生温度50℃における材齢28日後の圧縮強度(N/mm
である。
Figure 2019006633

なお、表1に示すA1、A2、B1、B2、B3、B4、C、D1、D2、D3、D4は、下記の通りである。
(1)水硬性成分
A1:アルミナセメント (ブレーン比表面積 3100cm/g、鉱物含有比率:CA:64.8質量%,C12:6.6質量%,CAF:18.3質量%,CAS:4.1質量%)
A2:普通ポルトランドセメント (ブレーン比表面積 2500cm/g)
(2)混和材
B1:フッ酸無水石膏 (ブレーン比表面積 4140cm/g、粒子径300μm以上の粒子の質量割合2%、粒子径150μm未満の粒子の質量割合85%)
B2:高炉スラグ (ブレーン比表面積 4300cm/g)
B3:炭酸カルシウム(ブレーン比表面積 4480cm/g)
B4:シリカフューム(BET比表面積19m/g)
(3)細骨材
C:珪砂(粒子径1700μm以上の粒子を含まず、細骨材全体に対し、粒子径1200μm以上の粒子の質量割合が1.48質量%、粒子径600μm以上の粒子の質量割合が49.13質量%、粒子径300μm以上の粒子の質量割合が44.04質量%、粒子径150μm以上の粒子の質量割合が4.06質量%、粒子径75μm以上の粒子の質量割合が1.26質量%)
(4)混和剤
D1:グルコン酸ナトリウム
D2:酒石酸ナトリウム
D3:重炭酸ナトリウム
D4:ポリカルボン酸系減水剤

Claims (3)

  1. コンクリート構造体に、遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物と水とを混練して調製した遮塩性モルタルを施工する施工工程と、
    前記遮塩性モルタルを硬化させることにより遮塩性モルタル硬化体を形成する形成工程と、
    を備える遮塩性モルタルの施工方法であって、
    前記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物として、
    アルミナセメント、無水石膏及び高炉スラグを含み、
    前記アルミナセメントが、CA55質量%〜75質量%、C125質量%〜8質量%、CAF10質量%〜28質量%及びCAS2質量%〜6質量%を含み、
    前記アルミナセメントのブレーン比表面積が、2000cm/g〜4000cm/gであり、
    前記アルミナセメント100質量部に対して、前記無水石膏を15質量部〜35質量部、前記高炉スラグを6質量部〜45質量部含有する、遮塩性モルタルの施工方法。
  2. 前記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が、炭酸カルシウム及びシリカフュームの少なくとも一方をさらに含む、請求項1に記載の遮塩性モルタルの施工方法。
  3. 前記遮塩性モルタル用アルミナセメント組成物が、前記アルミナセメント100質量部に対して、前記炭酸カルシウムを15質量部〜35質量部、前記シリカフュームを5質量部〜12質量部含有する、請求項2に記載の遮塩性モルタルの施工方法。
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