JP2020128312A - Pcグラウト組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
また、既設のPC構造物におけるシース内のグラウト充填不足の対策として、シース内の空洞へグラウトを再注入する補修工法があるが、これに用いるグラウトは、新設時におけるグラウトと比較して、狭隘な空洞部に注入するケースが多く、より優れた流動性及び細部充填性、そして少量多場所に適用できる長い可使時間が要求される。しかし、現在、一般に使用されている再注入グラウトは、細部に充填できず、狭隘な空隙に注入することが困難である。そこで、新設時にも補修時にも用いることができる、低粘性でも分離せず、ブリーディングも極めて少なく、かつ細部充填が可能なPCグラウト組成物への要望が高まっている。
本発明は、より流動性に優れ、かつブリーディングの少ないPCグラウト組成物を提供する。
結合材が、(P1)セメントを30質量%以上60質量%以下、(P2)高炉スラグ微粉末を35質量%以上60質量%以下、(P3)二水石膏及び無水石膏から選ばれる一種以上をCaSO4として1質量%以上6質量%以下、並びに(P4)フライアッシュ、シリカフューム及び石灰石微粉末から選ばれる一種以上を2質量%以上15質量%以下含み、
水に対する(A)成分と(B)成分の合計含有量が0.3質量%以上5.0質量%以下である、
PCグラウト組成物に関する。
結合材が、(P1)セメントを30質量%以上60質量%以下、(P2)高炉スラグ微粉末を35質量%以上60質量%以下、(P3)二水石膏及び無水石膏から選ばれる一種以上をCaSO4として1質量%以上6質量%以下、並びに(P4)フライアッシュ、シリカフューム及び石灰石微粉末から選ばれる一種以上を2質量%以上15質量%以下含み、
水に対して(A)成分と(B)成分とを合計で0.3質量%以上5.0質量%以下混合する、
PCグラウト組成物の製造方法に関する。
本発明のPCグラウト組成物は、所定の結合材と、(A)炭化水素基の炭素数が12以上22以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が0超25以下である、硫酸エステル又はその塩((A)成分)と、(B)脂肪酸部分の炭素数が10以上22以下である、脂肪酸アルカノールアミド((B)成分)と、水とを含み、水に対する(A)成分と(B)成分の合計含有量が0.3質量%以上5.0質量%以下である。
結合材(以下、本発明の結合材という場合もある)は、(P1)セメントを30質量%以上60質量%以下、(P2)高炉スラグ微粉末を35質量%以上60質量%以下、(P3)二水石膏及び無水石膏から選ばれる一種以上をCaSO4として1質量%以上6質量%以下、並びに(P4)フライアッシュ、シリカフューム及び石灰石微粉末から選ばれる一種以上を2質量%以上15質量%以下含む。
結合材は、グラウト強度の安定化の観点から、(P1)セメントを30質量%以上、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上、そして、60質量%以下含有する。
結合材は、可使時間の維持と流動性を高める観点から、(P2)高炉スラグ微粉末を35質量%以上、そして、60質量%以下、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下含有する。
結合材は、フリーデル氏塩を生成させ塩化物イオンを固定する観点から、(P3)二水石膏及び無水石膏から選ばれる一種以上をCaSO4として1質量%以上、好ましくは1.5質量%以上、より好ましくは2質量%以上、そして、6質量%以下、好ましくは5.5質量%以下、より好ましくは4.5質量%以下含有する。
結合材は、グラウトの流動性を高め、組織を緻密にする観点から、(P4)フライアッシュ、シリカフューム及び石灰石微粉末から選ばれる一種以上を2質量%以上、好ましくは5質量%以上、そして、15質量%以下含有する。
(A)成分は、炭化水素基の炭素数が12以上22以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が0超25以下である、硫酸エステル又はその塩である。
(A)成分の炭化水素基の炭素数は、高いブリーディング抑制能を得る観点から、12以上、好ましくは14以上、より好ましくは16以上、更に好ましくは18以上、そして、22以下、好ましくは20以下である。
アルキレンオキサイドは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイドが挙げられる。アルキレンオキサイドは、高いブリーディング抑制能を得る観点から、エチレンオキサイドが好ましい。(A)成分は、アルキレンオキサイドとしてエチレンオキサイドを含むことが好ましい。
炭化水素基の炭素数が17以上22以下の場合、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、水への溶解性の観点から、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上、そして、ブリーディング抑制効果を高める観点から、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下である。
R1a−O−(R2aO)n−SO3M1 (a1)
〔式中、R1aは、炭素数12以上22以下の炭化水素基であり、R2aは、炭素数2以上4以下のアルキレン基、好ましくはエチレン基であり、nは平均付加モル数であり0超25以下の数である。M1は水素原子又は陽イオン、好ましくは無機又は有機の陽イオンである。〕
R1aの炭素数は、高いブリーディング抑制能を得る観点から、12以上、好ましくは14以上、より好ましくは16以上、更に好ましくは18以上、そして、22以下、好ましくは20以下である。
一般式(a1)中、R1aの炭素数が17以上22以下の場合、nは、水への溶解性の観点から、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下である。
平均充てんパラメータ=v/(a0×lc)
v:炭化水素基の体積
a0:界面活性剤の水界面の最適頭部面積
lc:炭化水素鎖の臨界鎖長
(B)成分は、脂肪酸部分の炭素数が10以上22以下である、脂肪酸アルカノールアミドである。
本発明のPCグラウト組成物は、グラウト組成物へ適度な粘性を付与することで、細部への充填を可能にする観点から、水に対する(A)成分と(B)成分の合計含有量が0.3質量%以上5.0質量%以下である。水に対する(A)成分と(B)成分の合計含有量は、グラウト組成物の流動性とブリーディング抑制能の観点から、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、そして、好ましくは4.5質量%以下、より好ましくは4.2質量%以下である。
(A)成分の炭化水素基の炭素数が12以上16以下であり、(B)成分の脂肪酸部分の炭素数が10以上16以下の場合、(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)は、高いブリーディング抑制能を得る観点から、好ましくは5/95以上、そして、好ましくは25/75以下、より好ましくは15/85以下、更に好ましくは7/93以下である。
(A)成分の炭化水素基の炭素数が17以上22以下であり、(B)成分の脂肪酸部分の炭素数が10以上16以下の場合、(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)は、高いブリーディング抑制能を得る観点から、好ましくは5/95以上、より好ましくは15/85以上、そして、好ましく45/55以下、より好ましくは35/65以下である。
(A)成分の炭化水素基の炭素数が17以上22以下であり、(B)成分の脂肪酸部分の炭素数が17以上22以下の場合、(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)は、高いブリーディング抑制能を得る観点から、好ましくは5/95以上、より好ましくは15/85以上、更に好ましくは40/60以上、そして、好ましくは55/45以下である。
(A)成分の炭化水素基の炭素数が12以上16以下であり、(B)成分の脂肪酸部分の炭素数が17以上22以下の場合、(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)は、高いブリーディング抑制能を得る観点から、好ましくは5/95以上、より好ましくは15/85以上、更に好ましくは25/75以上、そして、好ましくは55/45以下、より好ましくは35/65以下である。
本発明は、結合材と、(A)成分と、(B)成分と、水とを混合するPCグラウト組成物の製造方法であって、
結合材が、(P1)セメントを30質量%以上60質量%以下、(P2)高炉スラグ微粉末を35質量%以上60質量%以下、(P3)二水石膏及び無水石膏から選ばれる一種以上をCaSO4として1質量%以上6質量%以下、並びに(P4)フライアッシュ、シリカフューム及び石灰石微粉末から選ばれる一種以上を2質量%以上15質量%以下含み、
水に対して(A)成分と(B)成分とを合計で0.3質量%以上5.0質量%以下混合する、
PCグラウト組成物の製造方法に関する。
結合材、(A)成分、(B)成分の具体例及び好ましい例などは、本発明のPCグラウト組成物と同じである。
また、本発明のPCグラウト組成物における各成分の含有量は、混合量に置き換えて本発明のPCグラウト組成物の製造方法に適用することができる。
本発明は、結合材と、(A)成分と、(B)成分と、水とを含むPCグラウト組成物をPC構造物のシース内に注入するPCグラウト注入工法であって、
結合材が、(P1)セメントを30質量%以上60質量%以下、(P2)高炉スラグ微粉末を35質量%以上60質量%以下、(P3)二水石膏及び無水石膏から選ばれる一種以上をCaSO4として1質量%以上6質量%以下、並びに(P4)フライアッシュ、シリカフューム及び石灰石微粉末から選ばれる一種以上を2質量%以上15質量%以下含み、
PCグラウト組成物は、水に対する(A)成分と(B)成分の合計含有量が0.3質量%以上5.0質量%以下である、
PCグラウト注入工法に関する。
結合材、(A)成分、(B)成分の具体例及び好ましい例は、本発明のPCグラウト組成物と同じである。
本発明のPCグラウト注入工法に用いるPCグラウト組成物は、本発明のPCグラウト組成物であってよい。
以下の結合材、(A)成分、(B)成分及びその他の成分を用いてPCグラウト組成物を調製し、以下の方法で評価を行った。結果を表1に示した。なお、表1中、「−」はその試験を行わなかったことを意味する。
(1)結合材
・配合1:早強ポルトランドセメントを30質量%、高炉スラグ微粉末6000を58質量%、二水石膏を2質量%、フライアッシュを10質量%含有する結合材
・配合2:早強ポルトランドセメントを60質量%、高炉スラグ微粉末6000を35質量%、二水石膏を2質量%、フライアッシュを3質量%含有する結合材
・配合3:早強ポルトランドセメントを45質量%、高炉スラグ微粉末6000を40質量%、二水石膏を5質量%、フライアッシュを10質量%含有する結合材
ここで結合材に使用した成分は以下のものである。
・早強セメント:早強ポルトランドセメント、デンカ
・高炉スラグ微粉末6000:高炉スラグ微粉末6000(石膏入り)、株式会社デイ・シイ
・二水石膏:二水石膏、吉野石膏株式会社
・フライアッシュ:分級フライアッシュ、北陸電力株式会社
また、比較の結合材として、市販の2種のPCグラウト用結合材を用いた(市販品A、Bとした。)
ポリオキシエチレンアルケニルエーテルサルフェート〔一般式(a1)中、R1a:炭素数18のアルケニル基(オレイル基)、R2a:エチレン基、n:14、M1:アンモニウムイオン〕
脂肪酸ジエタノールアミド〔脂肪酸部分が炭素数18のオレイン酸(オレオイル基)である化合物〕
・ポリカルボン酸系高性能減水剤:OSG−200、竹本油脂株式会社
・有機発泡剤:アゾジカルボンアミド、三協化成株式会社
結合材を合計が15.000kgになるように計量し、これにポリカルボン酸系高性能減水剤を0.92質量%(対結合材)、有機発泡剤を0.68g加えプレミックスした。さらに予め各々の水/結合材比(表中、W/Pと表示する)が40%、38%又は36%になるように計量した水道水を容器に注ぎ、ハンドミキサーで攪拌しながら60秒混練りした。なお、市販品Bを用いる場合は、水/結合材比は33.5%とした。
混練した混合物に、(A)成分と(B)成分とを、水に対する両者の合計添加量が表1の通りとなるように添加し、さらにハンドミキサーで120秒間、攪拌してPCグラウト組成物を調製した。なお、(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)は50/50とした。また、市販品A、Bでは、(A)成分と(B)成分を添加せずにPCグラウト組成物を調製した。
(6−1)JPロート試験
コンクリート標準示方書(2010)の「PCグラウトの流動性試験方法(案)」(JSCE−F 531 2010)の方法で、PCグラウト組成物のJP漏斗での流下時間を測定した。
長さ3mm、内径1.5cmの鋼管内を、中心部に内径3mmの経路(空隙部)を残してグラウト材(太平洋マテリアル株式会社製ハイジェクター)で充填、硬化することで試験管を作製した。この試験管を床に対して30度の角度で設置し、片側(上側)より真空ポンプで減圧し、もう片側(下側)からPCグラウト組成物を吸い上げた。真空度は最大0.6MPaまで徐々に上げていった。PCグラウト組成物が試験管の経路を通過して上側まで到達したものを「○」、試験管の経路内で閉塞して上側まで到達しなかったものを「×」で評価した。市販品A、Bはともに結果が×であり、それぞれの試験管の経路における充填距離は市販品Aで1.36m、市販品Bで1.17mであった。
Claims (4)
- 結合材と、(A)炭化水素基の炭素数が12以上22以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が0超25以下である、硫酸エステル又はその塩(以下、(A)成分という)と、(B)脂肪酸部分の炭素数が10以上22以下である、脂肪酸アルカノールアミド(以下、(B)成分という)と、水とを含むPCグラウト組成物であって、
結合材が、(P1)セメントを30質量%以上60質量%以下、(P2)高炉スラグ微粉末を35質量%以上60質量%以下、(P3)二水石膏及び無水石膏から選ばれる一種以上をCaSO4として1質量%以上6質量%以下、並びに(P4)フライアッシュ、シリカフューム及び石灰石微粉末から選ばれる一種以上を2質量%以上15質量%以下含み、
水に対する(A)成分と(B)成分の合計含有量が0.3質量%以上5.0質量%以下である、
PCグラウト組成物。 - 補修用である、請求項1に記載のPCグラウト組成物。
- 結合材と、(A)炭化水素基の炭素数が12以上22以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が0超25以下である、硫酸エステル又はその塩(以下、(A)成分という)と、(B)脂肪酸部分の炭素数が10以上22以下である、脂肪酸アルカノールアミド(以下、(B)成分という)と、水とを混合するPCグラウト組成物の製造方法であって、
結合材が、(P1)セメントを30質量%以上60質量%以下、(P2)高炉スラグ微粉末を35質量%以上60質量%以下、(P3)二水石膏及び無水石膏から選ばれる一種以上をCaSO4として1質量%以上6質量%以下、並びに(P4)フライアッシュ、シリカフューム及び石灰石微粉末から選ばれる一種以上を2質量%以上15質量%以下含み、
水に対して(A)成分と(B)成分とを合計で0.3質量%以上5.0質量%以下混合する、
PCグラウト組成物の製造方法。 - 結合材を含むプレミックスと水とを混合して得た混合物と、(A)成分と、(B)成分とを混合する、請求項3に記載のPCグラウト組成物の製造方法。
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