JP2020200215A - 付加積層用セメント質材料、モルタルまたはコンクリート、付加積層方法 - Google Patents
付加積層用セメント質材料、モルタルまたはコンクリート、付加積層方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
付加積層によるコンクリート施工法は、型枠が不要なため、大幅な省力化・省人化に伴う生産性向上が見込まれ、特に、意匠性の高い複雑な形状の構造物への展開が期待されている。また、付加積層によるコンクリート施工法には、機械化施工による品質向上、騒音などの環境負荷低減、安全性の向上が期待されている。一方、付加積層によるコンクリート施工法は、打重ね面への締固めができず、積層された層同士が一体化していないため、強度が低くなることが予想されている。
このような付加積層によるコンクリート施工法に用いるセメント質材料には、ポンプからノズルまで閉塞せず抽出可能な流動性と、付加積層時の自重に対する自立安定性を併せ持つ高いチキソ性が求められる。
1.セメント、細骨材、速硬性混和材、凝結遅延剤を含み、
前記セメント100質量部に対して、前記速硬性混和材を20質量部以上200質量部以下含むことを特徴とする付加積層用セメント質材料。
2.短繊維を含むことを特徴とする1.に記載の付加積層用セメント質材料。
3.1.または2.に記載の付加積層用セメント質材料と水とを混練したことを特徴とするモルタルまたはコンクリート。
4.JIS R5201:2015のフロー試験に準拠して測定したフロー値が210mm以下であることを特徴とする3.に記載のモルタルまたはコンクリート。
5.3.または4.に記載のモルタルまたはコンクリートを用いることを特徴とする付加積層方法。
本発明において使用するセメントは、特に制限されず、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント(A〜C種)、フライアッシュセメント(A〜C種)、シリカセメント(A〜C種)、エコセメント等を用いることができる。
本発明において使用する細骨材は、特に制限されず、山砂、川砂、海砂、砕砂、硅砂、石灰砂等を用いることができる。ただし、本発明のセメント質材料は、ポンプにより圧送されてノズルから抽出されるものであるため、その最大径は小さいことが好ましく、具体的には、JIS A1102:2014に準拠して、呼び寸法5mm網ふるいを通過したものが好ましく、呼び寸法2.5mm網ふるいを通過したものがより好ましい。
本発明のセメント質材料において、単位細骨材量は、セメント100質量部に対して、70質量部以上350質量部以下が好ましく、75質量部以上320質量部以下がより好ましい。
ここで、本発明のセメント質材料は、付加積層用であり、ポンプ、ノズル等を通過できる必要がある。そのため、付加積層装置を通過できる大きさであれば、粒径5mmを超える粗骨材を含むことができる。
速硬性混和材は、セメント組成物の硬化時間を短くし、かつ初期強度発現性を向上させる作用を有し、本発明においては、自立安定性を付与するものである。
本発明は、セメント100質量部に対して、速硬性混和材を20質量部以上200質量部以下含むことを特徴とする。速硬性混和材の配合量としては、セメント100質量部に対して、22質量部以上150質量部以下が好ましく、25質量部以上100質量部以下がより好ましい。
カルシウムアルミネート類としては、CaOをC、Al2O3をA、Na2OをN、Fe2O3をFで表示した場合、C3A、C2A、C12A7、C5A3、CA、C3A5又はCA2等と表示される鉱物組成を有するカルシウムアルミネート、C2AF、C4AF等と表示されるカルシウムアルミノフェライト、カルシウムアルミネートにハロゲンが固溶又は置換したC3A3・CaF2やC11A7・CaF2等と表示されるカルシウムフロロアルミネートを含むカルシウムハロアルミネート、C8NA3やC3N2A5等と表示されるカルシウムナトリウムアルミネート、アウイン(3CaO・3Al2O3・CaSO4)等のカルシウムサルホアルミネート、アルミナセメント等が挙げられる。並びにこれらにSiO2、K2O、Fe2O3、TiO2等が固溶又は結合したもの等が含まれる。また、結晶質、非晶質いずれであっても構わない。
凝結遅延剤は、凝結を遅延させるものであり、施工時の作業性保持を可能とするものである。速硬性混和材と凝結遅延剤とを併用することにより、圧送時の流動性と積層時の自立安定性を調整する。
本発明で使用す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、リン酸類、ホウ酸類等の有機酸が挙げられる。
凝結遅延剤としては、市販品を用いることもでき、市販品としては、太平洋マテリアル株式会社製の「Facetセッター」、デンカ株式会社製「デンカD200セッター」、「デンカD201セッター」等が挙げられる。
凝結遅延剤の配合量としては、セメント100質量部に対して、0.1質量部以上3.0質量部以下が好ましく、0.5質量部以上2.6質量部以下がより好ましい。
本発明の付加積層用セメント質材料において、上層自重による下層の沈下の抑制、強度またはじん性の向上を目的として短繊維を混入することができる。混入する短繊維としては、コンクリート分野において用いられている高張力鋼繊維、アモルファス鋼繊維、ステンレス繊維等の鋼繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維等の有機繊維、炭素繊維、ガラス繊維等を、特に制限することなく使用することができる。短繊維の長さ、径、アスペクト比、断面形状等に特に制限はないが、本発明のセメント質材料は、ポンプにより押し出されてノズルから抽出されるものであるため、ポンプおよびノズルの形状・内径に依存するが、その長さは短いことが好ましく、長さ50mm以下であることが好ましく、30mm以下であることがより好ましく、12mm以下であることがさらに好ましい。
短繊維の混入量は、特に制限されないが、混入量が多いとポンプおよびノズルでの閉塞が懸念されるため、例えば、硬化後のコンクリート体積に対して外割で0.05体積%以上3.0体積%以下が好ましく、0.05体積%以上0.3体積%以下がより好ましい。
下記表1に示す材料を混練し、モルタルを得た。得られたモルタルについて、JIS R5201:2015のフロー試験に準拠してフロー値を測定した。
W :水、神奈川県横浜市水道水
C :セメント、太平洋セメント株式会社製、普通ポルトランドセメント
SCM1:速硬性混和材、太平洋マテリアル株式会社製、商品名「Facet」
S :細骨材、千葉県君津産、最大粒径5mm
Re1 :凝結遅延剤、太平洋マテリアル株式会社製、商品名「Facetセッター」
それに対し、本発明である実施例1〜3のモルタルは、積層性が良好で、性状も安定していた。
短繊維配合による効果を確認するため、下記表3に示す材料を混練し、モルタルを得た。表3に示すモルタルの組成は、短繊維配合によるフロー値の変動を抑えるため、セメント質量部に対して、水を微調整して、フロー値が同一となるようにした。
W :水、神奈川県横浜市水道水
C :セメント、太平洋セメント株式会社製、普通ポルトランドセメント
SCM2:速硬性混和材、デンカ株式会社製、商品名「デンカコスミック」
S :細骨材、千葉県君津産、最大粒径5mm
Re2 :凝結遅延剤、デンカ株式会社製、商品名「デンカD−200セッター」
F :短繊維、萩原工業株式会社製、商品名「バルリンク」
Claims (5)
- セメント、細骨材、速硬性混和材、凝結遅延剤を含み、
前記セメント100質量部に対して、前記速硬性混和材を20質量部以上200質量部以下含むことを特徴とする付加積層用セメント質材料。 - 短繊維を含むことを特徴とする請求項1に記載の付加積層用セメント質材料。
- 請求項1または2に記載の付加積層用セメント質材料と水とを混練したことを特徴とするモルタルまたはコンクリート。
- JIS R5201:2015のフロー試験に準拠して測定したフロー値が210mm以下であることを特徴とする請求項3に記載のモルタルまたはコンクリート。
- 請求項3または4に記載のモルタルまたはコンクリートを用いることを特徴とする付加積層方法。
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