JP2023149566A - Cement mortar composition and cement mortar - Google Patents

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Yuma Mochizuki
義徳 長井
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Abstract

To provide a cement mortar composition and a cement mortar having chloride ion osmosis resistance and excellent strength development property, crack resistance, and workability.SOLUTION: A cement mortar composition includes a cement, amorphous aluminosilicate, a fly ash, an expansive admixture, and a fine aggregate, wherein a total content of the amorphous aluminosilicate and the fly ash is 3-35 pts.mass to 100 pts.mass of the cement and the content of the expansive admixture is 1-25 pts.mass to 100 pts.mass of the cement.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、モルタル組成物及びモルタルに関する。 The present invention relates to mortar compositions and mortars.

近年、環境負荷低減及びライフサイクルコストの観点から、コンクリート構造物の長寿命化に対する要望が高まっている。コンクリート構造物の劣化の一つとして塩害が挙げられる。塩害は、塩化物イオンがコンクリート内に浸透し、鉄筋腐食を促進させることでコンクリート構造物の性能を低下させる。塩害を抑制するための手段として、コンクリートに塩化物イオン浸透抵抗性を付与する方法がある。 In recent years, there has been an increasing demand for extending the lifespan of concrete structures from the viewpoints of reducing environmental impact and reducing life cycle costs. Salt damage is one of the causes of deterioration of concrete structures. Salt damage reduces the performance of concrete structures by allowing chloride ions to penetrate into concrete and promoting corrosion of reinforcing steel. As a means to suppress salt damage, there is a method of imparting chloride ion penetration resistance to concrete.

コンクリート構造物に塩化物イオン浸透抵抗性を付与する方法の一つとして、水セメント比を小さくする方法が挙げられる。しかしながら、水セメント比を小さくする方法では施工性が劣り、打設不良に繋がる恐れがあり根本的な解決には至らない。その他の方法としては、混和材を添加する方法が挙げられる。混和材の一例としては、ポゾラン反応及び潜在水硬性を有するフライアッシュやシリカフューム、高炉スラグ微粉末等が挙げられる。これらの混和材をコンクリートに添加することで耐久性及び水密性が向上し、塩化物イオンの浸透を抑制する。 One method for imparting chloride ion penetration resistance to concrete structures is to reduce the water-cement ratio. However, the method of reducing the water-cement ratio has poor workability and may lead to poor pouring, and does not provide a fundamental solution. Other methods include adding an admixture. Examples of admixtures include fly ash, silica fume, and pulverized blast furnace slag that have pozzolanic reaction and latent hydraulic properties. Adding these admixtures to concrete improves its durability and watertightness, and suppresses the penetration of chloride ions.

別の混和材としては、カルシウムアルミネートや非晶質アルミノシリケートが挙げられる。特許文献1には、CaO/Alモル比が0.15~0.7のブレーン比表面積値で2000~7000cm/gのカルシウムアルミネート化合物と、ポゾラン物質とを含有してなり、カルシウムアルミネート化合物とポゾラン物質との配合割合が質量比で10/1~1/10であるセメント混和材が開示されている。特許文献2には、シリカフューム及びメタカオリンを含むモルタル・コンクリート用混和材であって、前記シリカフューム及び前記メタカオリンの質量比が3:7~7:3であり、前記メタカオリン100質量部中のムライトの含有量が5質量部以下であり、且つカオリナイトの含有量が0.1質量部以上である、モルタル・コンクリート用混和材が開示されている。 Other admixtures include calcium aluminates and amorphous aluminosilicates. Patent Document 1 describes a calcium aluminate compound having a CaO/Al 2 O 3 molar ratio of 0.15 to 0.7 and a Blaine specific surface area value of 2000 to 7000 cm 2 /g, and a pozzolan substance, A cement admixture is disclosed in which the blending ratio of a calcium aluminate compound and a pozzolan substance is 10/1 to 1/10 in mass ratio. Patent Document 2 describes an admixture for mortar and concrete containing silica fume and metakaolin, in which the mass ratio of the silica fume and the metakaolin is 3:7 to 7:3, and the content of mullite in 100 parts by mass of the metakaolin is disclosed. A mortar/concrete admixture is disclosed in which the amount of kaolinite is 5 parts by mass or less and the content of kaolinite is 0.1 part by mass or more.

特開2010-100473号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-100473 特開2021-008375号公報Japanese Patent Application Publication No. 2021-008375

しかしながら、カルシウムアルミネートをセメント組成物に添加する方法は、セメント組成物の中性化が進行することで無害化した塩化物イオンを含む組成物が分解され、塩化物イオンが再度有害化するという課題があった。また、非晶質アルミノシリケートとシリカフュームを添加する方法は、乾燥収縮が大きくなり、ひび割れが発生しやすくなるという課題がある。 However, the method of adding calcium aluminate to a cement composition has the disadvantage that as the cement composition progresses to neutralization, the composition containing detoxified chloride ions is decomposed, and the chloride ions become harmful again. There was an issue. Further, the method of adding amorphous aluminosilicate and silica fume has the problem that drying shrinkage increases and cracks are more likely to occur.

したがって、本発明は、塩化物イオン浸透抵抗性を有し、且つ強度発現性、ひび割れ抵抗性及び施工性に優れるモルタル組成物及びモルタルを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a mortar composition and mortar that have resistance to chloride ion penetration and are excellent in strength development, cracking resistance, and workability.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、非晶質アルミノシリケート及びフライアッシュの組み合わせの含有量、及び、膨張材の含有量を調整することで塩化物イオン浸透抵抗性を有し、且つ強度発現性、ひび割れ抵抗性及び施工性に優れるモルタル組成物及びモルタルが得られることを見出した。 As a result of intensive studies on the above-mentioned problems, the present inventors have found that by adjusting the content of the combination of amorphous aluminosilicate and fly ash, and the content of the expanding material, the present inventors have achieved resistance to chloride ion penetration. In addition, it has been found that a mortar composition and mortar that are excellent in strength development, crack resistance, and workability can be obtained.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]セメントと、非晶質アルミノシリケートと、フライアッシュと、膨張材と、細骨材とを含み、非晶質アルミノシリケート及びフライアッシュの合計の含有量が、セメント100質量部に対し、3~35質量部であり、膨張材の含有量が、セメント100質量部に対し、1~25質量部である、モルタル組成物。
[2]セメント用ポリマーを更に含む、[1]に記載のモルタル組成物。
[3]増粘剤を更に含む、[1]又は[2]に記載のモルタル組成物。
[4]収縮低減剤を更に含む、[1]~[3]のいずれかに記載のモルタル組成物。
[5][1]~[4]のいずれかに記載のセメント組成物と、水とを含み、水の含有量が、セメント100質量部に対し、30~80質量部である、モルタル。
That is, the present invention is as follows.
[1] Contains cement, amorphous aluminosilicate, fly ash, expansive material, and fine aggregate, and the total content of amorphous aluminosilicate and fly ash is based on 100 parts by mass of cement, 3 to 35 parts by mass, and the content of the expanding agent is 1 to 25 parts by mass based on 100 parts by mass of cement.
[2] The mortar composition according to [1], further comprising a cement polymer.
[3] The mortar composition according to [1] or [2], further comprising a thickener.
[4] The mortar composition according to any one of [1] to [3], further comprising a shrinkage reducing agent.
[5] A mortar containing the cement composition according to any one of [1] to [4] and water, the water content being 30 to 80 parts by mass based on 100 parts by mass of cement.

本発明によれば、塩化物イオン浸透抵抗性を有し、且つ強度発現性、ひび割れ抵抗性及び施工性に優れるモルタル組成物及びモルタルを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a mortar composition and mortar that have resistance to chloride ion penetration and are excellent in strength development, cracking resistance, and workability.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本明細書において、含有量の記載は全て無水物換算、固形分換算である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto. In this specification, all contents are expressed in terms of anhydride and solid content.

本実施形態のモルタル組成物は、セメントと、非晶質アルミノシリケートと、フライアッシュと、膨張材と、細骨材とを含む。 The mortar composition of this embodiment includes cement, amorphous aluminosilicate, fly ash, expansive material, and fine aggregate.

セメントは種々のものを使用することができ、例えば、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、エコセメント、速硬性セメント等が挙げられる。セメントは、高い強度発現性が得られやすいという観点から、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、エコセメントであることが好ましい。セメントは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 Various types of cement can be used, such as ordinary, early-strength, ultra-early-strength, low-heat and moderate-heat Portland cements, ecocements, quick-hardening cements, and the like. The cement is preferably ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early strength Portland cement, or ecocement, from the viewpoint that high strength development properties are easily obtained. One type of cement may be used alone, or two or more types may be used in combination.

非晶質アルミノシリケートは、粘土鉱物に由来し、非晶質部分を含むアルミノシリケートであれば特に限定されず、いずれも使用可能である。原料である粘土鉱物の例としては、(1)カオリン鉱物、(2)雲母粘土鉱物、(3)スメクタイト型鉱物、及びこれらが混合生成した混合層鉱物が挙げられる。非晶質アルミノシリケートは、これらの結晶性アルミノシリケートを、例えば焼成・脱水して非晶質化することにより得られる。非晶質アルミノシリケートとしては、塩化物イオン浸透抵抗性が更に優れるという観点から、カオリナイト、ハロサイト、ディッカイト等のカオリン鉱物由来のものが好ましく、カオリナイトを焼成して得られるメタカオリンがより好ましい。非晶質アルミノシリケートは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。非晶質アルミノシリケートのBET比表面積は、10000~40000cm/gであることが好ましく、15000~30000cm/gであることがより好ましい。
本明細書において「非晶質」とは、粉末X線回折装置による測定で、原料である粘土鉱物に由来するピークがほぼ見られなくなることをいう。本実施形態に係る非晶質アルミノ珪酸鉱物粉末は非晶質の割合が70質量%以上であればよく、好ましくは90質量%以上、より好ましくは100質量%、即ち粉末X線回折装置による測定でピークが全く見られないものが最も好ましい。ここで、非晶質の割合は、標準添加法により求めた値である。非晶質の割合が高いアルミノシリケート、即ち結晶質の割合が低いアルミノシリケートは、非晶質の割合が低いアルミノシリケートに比べて、同じ混和量における強度発現性が更によい傾向にある。アルミノシリケートの非晶質化のための加熱としては、外熱キルン、内熱キルン、電気炉等による焼成、及び溶融炉を用いた溶融等が挙げられる。
The amorphous aluminosilicate is not particularly limited as long as it is derived from clay minerals and contains an amorphous portion, and any aluminosilicate can be used. Examples of clay minerals that are raw materials include (1) kaolin minerals, (2) mica clay minerals, (3) smectite minerals, and mixed layer minerals produced by mixing these minerals. Amorphous aluminosilicate can be obtained by, for example, firing and dehydrating these crystalline aluminosilicates to make them amorphous. As the amorphous aluminosilicate, those derived from kaolin minerals such as kaolinite, hallosite, and dickite are preferable, and metakaolin obtained by calcining kaolinite is more preferable, from the viewpoint of even better resistance to chloride ion penetration. . One type of amorphous aluminosilicate may be used alone, or two or more types may be used in combination. The BET specific surface area of the amorphous aluminosilicate is preferably 10,000 to 40,000 cm 2 /g, more preferably 15,000 to 30,000 cm 2 /g.
In this specification, "amorphous" means that peaks derived from clay minerals, which are raw materials, are almost not observed when measured using a powder X-ray diffractometer. The amorphous aluminosilicate mineral powder according to the present embodiment may have an amorphous content of 70% by mass or more, preferably 90% by mass or more, more preferably 100% by mass, that is, measured by a powder X-ray diffraction device. It is most preferable that no peak be observed at all. Here, the amorphous ratio is a value determined by the standard addition method. Aluminosilicate with a high proportion of amorphous, that is, aluminosilicate with a low proportion of crystalline, tends to have better strength development properties at the same mixing amount than aluminosilicate with a low proportion of amorphous. Examples of heating for amorphizing aluminosilicate include firing in an external heating kiln, internal heating kiln, electric furnace, etc., and melting using a melting furnace.

非晶質アルミノシリケートの含有量は、セメント100質量部に対し、1~30質量部であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることが更に好ましい。非晶質アルミノシリケートの含有量が上記範囲内であれば、塩化物イオン浸透抵抗性及び接着強度に一層優れたものとなる。 The content of amorphous aluminosilicate is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 25 parts by mass, and even more preferably 3 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. preferable. If the content of amorphous aluminosilicate is within the above range, the chloride ion penetration resistance and adhesive strength will be even better.

フライアッシュは、一般にコンクリートの混和材として用いられるもの(JIS灰:JIS A 6201:2015で規定されるもの)であればいずれでもよい。フライアッシュは、低温環境下においてさらに良好な強度発現性が得られるという観点から、I種又はII種のJIS灰が好ましい。フライアッシュのブレーン比表面積は、2500~6000cm/gであることが好ましく、3000~5000cm/gであることがより好ましい。 Any fly ash may be used as long as it is generally used as an admixture for concrete (JIS ash: defined in JIS A 6201:2015). The fly ash is preferably JIS ash of type I or type II from the viewpoint of obtaining even better strength development in a low-temperature environment. The Blaine specific surface area of fly ash is preferably 2,500 to 6,000 cm 2 /g, more preferably 3,000 to 5,000 cm 2 /g.

フライアッシュの含有量は、セメント100質量部に対し、1~30質量部であることが好ましく、2~25質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることが更に好ましい。フライアッシュの含有量が上記範囲内であれば、ひび割れ抵抗性や施工性が一層優れたものとなる。 The content of fly ash is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 2 to 25 parts by mass, and even more preferably 3 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. If the fly ash content is within the above range, cracking resistance and workability will be even better.

非晶質アルミノシリケート及びフライアッシュの合計の含有量は、セメント100質量部に対し、3~35質量部である。非晶質アルミノシリケート及びフライアッシュの合計の含有量が上記範囲外であると、塩化物イオン浸透抵抗性とひび割れ抵抗性の両立ができず、接着強度も優れない。塩化物イオン浸透抑制効果が高く、高強度を確保しつつ、良好な施工性を確保しやすいという観点から、非晶質アルミノシリケート及びフライアッシュの合計の含有量は、セメント100質量部に対し、8~30質量部であることが好ましく、12~28質量部であることがより好ましい。 The total content of amorphous aluminosilicate and fly ash is 3 to 35 parts by mass based on 100 parts by mass of cement. If the total content of amorphous aluminosilicate and fly ash is outside the above range, it will not be possible to achieve both chloride ion penetration resistance and cracking resistance, and the adhesive strength will not be excellent. From the viewpoint of having a high chloride ion penetration suppressing effect, ensuring high strength, and easy to ensure good workability, the total content of amorphous aluminosilicate and fly ash is set to 100 parts by mass of cement. It is preferably 8 to 30 parts by weight, more preferably 12 to 28 parts by weight.

膨張材は、コンクリート用膨張材として一般に使用されているJIS適合の膨張材(JIS A 6202:2008)であれば、何れの膨張材でもかまわない。膨張材としては、例えば、遊離生石灰を主成分とする膨張材(生石灰系膨張材)、アーウィンを主成分とする膨張材(エトリンガイト系膨張材)、遊離生石灰とエトリンガイト生成物質の複合系膨張材が挙げられる。膨張材は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。膨張材はブレーン比表面積が2000~6000cm/gのものを使用することが好ましい。 The expansion material may be any expansion material as long as it is a JIS-compliant expansion material (JIS A 6202:2008) that is generally used as an expansion material for concrete. Examples of the expanding material include an expanding material whose main component is free quicklime (quicklime-based expanding material), an expanding material whose main component is Irwin (ettringite-based expanding material), and a composite expanding material of free quicklime and ettringite-forming substances. Can be mentioned. One type of expansion material may be used alone, or two or more types may be used in combination. It is preferable to use an expanding material having a Blaine specific surface area of 2000 to 6000 cm 2 /g.

膨張材の含有量は、セメント100質量部に対し、1~25質量部である。膨張材の含有量が上記範囲外であると、ひび割れ抵抗性及び強度発現性に優れない。寸法安定性及び強度発現性が一層優れるという観点から、膨張材の含有量は、セメント100質量部に対し、3~20質量部であることが好ましく、5~15質量部であることがより好ましい。 The content of the expanding agent is 1 to 25 parts by mass based on 100 parts by mass of cement. If the content of the expanding material is outside the above range, cracking resistance and strength development will not be excellent. From the viewpoint of better dimensional stability and strength development, the content of the expanding agent is preferably 3 to 20 parts by mass, more preferably 5 to 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. .

細骨材としては、例えば、川砂、珪砂、砕砂、寒水石、石灰石砂、スラグ骨材等が挙げられる。細骨材は、これらの中から、微細な粉や粗い骨材を含まない粒度に調整した珪砂、石灰石等の骨材を用いることが好ましい。細骨材は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。細骨材は、通常用いられる粒径5mm以下のもの(5mmふるい通過分)を使用するのが好ましい。 Examples of the fine aggregate include river sand, silica sand, crushed sand, kansui stone, limestone sand, and slag aggregate. Among these fine aggregates, it is preferable to use aggregates such as silica sand and limestone that have been adjusted to a particle size that does not contain fine powder or coarse aggregates. One type of fine aggregate may be used alone, or two or more types may be used in combination. As the fine aggregate, it is preferable to use a commonly used particle size of 5 mm or less (the amount that passes through a 5 mm sieve).

細骨材の粒度は特に限定されるものではなく、必要とする細骨材の粒度の範囲内で調整することができる。細骨材は、JIS A 1102:2014「骨材のふるい分け試験方法」により規定される粗粒率からその粒度を考慮することができる。モルタル時において、より良好な流動性が得られやすく、ブリーディングを抑制しやすいという観点から、細骨材の粗粒率は、1~4であることが好ましく、1.5~3.5であることがより好ましく、2~3であることが更に好ましい。 The particle size of the fine aggregate is not particularly limited, and can be adjusted within the required particle size range of the fine aggregate. The particle size of fine aggregate can be considered from the coarse particle ratio specified by JIS A 1102:2014 "Sieving test method for aggregate". From the viewpoint of easily obtaining better fluidity and suppressing bleeding during mortar, the coarse particle ratio of the fine aggregate is preferably 1 to 4, and 1.5 to 3.5. The number is more preferably 2 to 3, and even more preferably 2 to 3.

細骨材の含有量は、セメント100質量部に対し、150~400質量部であることが好ましく、200~350質量部であることがより好ましく、240~340質量部であることが更に好ましい。細骨材の含有量が上記範囲内であれば、ひび割れを抑制しつつ、十分な強度発現性が得られやすい。 The content of fine aggregate is preferably 150 to 400 parts by mass, more preferably 200 to 350 parts by mass, and even more preferably 240 to 340 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. If the content of fine aggregate is within the above range, sufficient strength development can be easily achieved while suppressing cracking.

本実施形態のモルタル組成物はセメント用ポリマーを含んでもよい。セメント用ポリマーは、JIS A 6203:2015「セメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂」に規定されるポリマーが好ましい。このようなセメント用ポリマーとしては、ポリマーディスパージョン、再乳化形粉末樹脂等が挙げられる。ポリマーディスパージョンとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)等の合成ゴム系;天然ゴム系;ゴムアスファルト系;エチレン酢酸ビニル系;アクリル酸エステル系;樹脂アスファルト系等が挙げられる。ポリマーディスパージョンは、中でも、合成ゴム系、エチレン酢酸ビニル系及びアクリル酸エステル系が好ましく、具体的には、合成ゴムラテックス、ポリアクリル酸エステル、エチレン酢酸ビニルがより好ましい。再乳化形粉末樹脂としては、スチレンブタジエンゴム等の合成ゴム系;アクリル酸エステル系;エチレン酢酸ビニル系;酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル;酢酸ビニル/バーサチック酸ビニル/アクリル酸エステル等が挙げられる。セメント用ポリマーとしては、ポリマーディスパージョンを用いてもよく、再乳化形粉末樹脂を用いてもよく、ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂を併用してもよい。
セメント用ポリマーの中でも、塩化物イオン浸透抵抗性及びコンクリートとの接着性がより向上するという観点から、アクリル酸エステル系のポリマーディスパージョン及び/又は再乳化粉末樹脂が好ましい。セメント用ポリマーは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。
The mortar composition of this embodiment may include a cement polymer. The polymer for cement is preferably a polymer defined in JIS A 6203:2015 "Polymer dispersion and re-emulsified powder resin for mixing with cement". Examples of such polymers for cement include polymer dispersions, re-emulsified powder resins, and the like. Examples of the polymer dispersion include synthetic rubber systems such as styrene butadiene rubber (SBR); natural rubber systems; rubber asphalt systems; ethylene vinyl acetate systems; acrylic ester systems; and resin asphalt systems. Among the polymer dispersions, synthetic rubber-based, ethylene-vinyl acetate-based, and acrylic ester-based ones are preferable, and specifically, synthetic rubber latex, polyacrylic ester, and ethylene-vinyl acetate are more preferable. Examples of the re-emulsified powder resin include synthetic rubbers such as styrene-butadiene rubber; acrylic esters; ethylene vinyl acetate; vinyl acetate/vinyl versatate; vinyl acetate/vinyl versatate/acrylic ester. As the polymer for cement, a polymer dispersion may be used, a re-emulsified powdered resin may be used, or a polymer dispersion and a re-emulsified powdered resin may be used in combination.
Among polymers for cement, acrylic ester-based polymer dispersions and/or re-emulsified powder resins are preferred from the viewpoint of further improving chloride ion penetration resistance and adhesion to concrete. One type of polymer for cement may be used alone, or two or more types may be used in combination.

セメント用ポリマーの含有量は、セメント100質量部に対し、1~18質量部であることが好ましく、2~15質量部であることがより好ましく、3~12質量部であることが更に好ましい。セメント用ポリマーの含有量が上記範囲内であれば、施工しやすく、強度発現性及び接着強度が一層向上する。 The content of the polymer for cement is preferably 1 to 18 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass, and even more preferably 3 to 12 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. When the content of the cement polymer is within the above range, construction is easy and strength development and adhesive strength are further improved.

本実施形態のモルタル組成物は繊維類を含んでもよい。繊維類としては、例えば、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリエチレン、セルロース繊維等の有機繊維が挙げられる。繊維類は、分散性がより良好であるという観点から、有機繊維であることが好ましく、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維がより好ましい。繊維類は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The mortar composition of this embodiment may also contain fibers. Examples of fibers include organic fibers such as vinylon fibers, polypropylene fibers, nylon fibers, acrylic fibers, polyethylene fibers, and cellulose fibers. From the viewpoint of better dispersibility, the fibers are preferably organic fibers, and more preferably nylon fibers, vinylon fibers, and polypropylene fibers. One type of fibers may be used alone, or two or more types may be used in combination.

繊維類の長さは、1~20mmであることが好ましく、2~15mmであることがより好ましく、3~12mmであることが更に好ましい。繊維類の長さが上記範囲内であれば、モルタルが調製しやすくなる。 The length of the fibers is preferably 1 to 20 mm, more preferably 2 to 15 mm, and even more preferably 3 to 12 mm. If the length of the fibers is within the above range, mortar will be easier to prepare.

繊維類の含有量は、セメント100質量部に対し、0.05~5質量部であることが好ましく、0.1~4質量部であることがより好ましく、0.2~3質量部であることが更に好ましい。繊維類の含有量が上記範囲内であれば、モルタル調製時により均一に混合することができ、一層優れたひび割れ抵抗性も得られる。 The content of fibers is preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 4 parts by mass, and 0.2 to 3 parts by mass based on 100 parts by mass of cement. More preferably. If the content of fibers is within the above range, it can be mixed more uniformly during mortar preparation, and even better cracking resistance can be obtained.

本実施形態のモルタル組成物は収縮低減剤を含んでもよい。収縮低減剤は、例えば、ポリオキシアルキレン化合物、ポリエーテル系化合物、アルキレンオキシド化合物等を用いることができる。収縮低減剤としては、具体的には、ポリオキシエチレン・アルキルアリルエーテル、ポリプロピレングリコール、低級アルコールアルキレンオキシド付加物、グリコールエーテル・アミノアルコール誘導体、ポリエーテル、ポリオキシアルキレングリコール、エチレンオキシドメタノール付加物、エチレンオキシド・プロピレンオキシド重合体、フェニル・エチレンオキシド重合体、シクロアルキレン・エチレンオキシド重合体、ジメチルアミン・エチレンオキシド重合体等が挙げられる。収縮低減剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The mortar composition of this embodiment may include a shrinkage reducing agent. As the shrinkage reducing agent, for example, a polyoxyalkylene compound, a polyether compound, an alkylene oxide compound, etc. can be used. Specific examples of shrinkage reducing agents include polyoxyethylene/alkyl allyl ether, polypropylene glycol, lower alcohol alkylene oxide adduct, glycol ether/amino alcohol derivative, polyether, polyoxyalkylene glycol, ethylene oxide methanol adduct, and ethylene oxide. - Propylene oxide polymer, phenyl ethylene oxide polymer, cycloalkylene ethylene oxide polymer, dimethylamine ethylene oxide polymer, etc. One type of shrinkage reducing agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

収縮低減剤の含有量は、セメント100質量部に対し、0.1~5質量部であることが好ましく、0.3~3質量部であることがより好ましく、0.5~2質量部であることが更に好ましい。収縮低減剤の含有量が上記範囲内であれば、凝結遅延を殆ど生じさせることなく、硬化後の乾燥収縮を抑制し耐久性を更に向上させることができる。 The content of the shrinkage reducing agent is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.3 to 3 parts by mass, and 0.5 to 2 parts by mass based on 100 parts by mass of cement. It is even more preferable that there be. If the content of the shrinkage reducing agent is within the above range, it is possible to suppress drying shrinkage after curing and further improve durability without causing almost any setting delay.

本実施形態のモルタル組成物は増粘剤を含んでもよい。増粘剤の種類は特に限定されず、例えば、セルロース系増粘剤、アクリル系増粘剤、グアーガム系増粘剤が挙げられる。増粘剤としてはセルロース系増粘剤が好ましい。セルロース系増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースが挙げられる。増粘剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The mortar composition of this embodiment may also contain a thickener. The type of thickener is not particularly limited, and examples thereof include cellulose thickeners, acrylic thickeners, and guar gum thickeners. As the thickener, cellulose thickeners are preferred. Examples of cellulosic thickeners include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and hydroxypropylcellulose. One type of thickener may be used alone, or two or more types may be used in combination.

増粘剤の含有量は、セメント100質量部に対し、固形分換算で0.005~3質量部であることが好ましく、0.01~2質量部であることがより好ましく、0.015~1質量部であることが更に好ましい。増粘剤の含有量が上記範囲内であれば、モルタルとした際により良好な保水性・施工性が得られやすく、圧縮強度も向上しやすい。 The content of the thickener is preferably 0.005 to 3 parts by mass, more preferably 0.01 to 2 parts by mass, and more preferably 0.015 to 2 parts by mass in terms of solid content per 100 parts by mass of cement. More preferably, it is 1 part by mass. If the content of the thickener is within the above range, better water retention and workability can be easily obtained when made into mortar, and compressive strength can also be improved.

本実施形態のモルタル組成物は減水剤を含んでもよい。減水剤は、高性能減水剤、高性能AE減水剤、AE減水剤及び流動化剤を含む。このような減水剤としては、JIS A 6204:2011「コンクリート用化学混和剤」に規定される減水剤が挙げられる。減水剤としては、例えば、ポリカルボン酸系減水剤、ナフタレンスルホン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、メラミン系減水剤が挙げられる。これらの中では、ナフタレンスルホン酸系減水剤が好ましい。減水剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The mortar composition of this embodiment may also contain a water reducing agent. Water reducers include superplasticizers, super AE water reducers, AE water reducers, and superplasticizers. Examples of such water reducing agents include water reducing agents specified in JIS A 6204:2011 "Chemical admixtures for concrete". Examples of the water reducing agent include polycarboxylic acid water reducing agents, naphthalene sulfonic acid water reducing agents, lignin sulfonic acid water reducing agents, and melamine water reducing agents. Among these, naphthalenesulfonic acid water reducing agents are preferred. One type of water reducing agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

減水剤の含有量は、セメント100質量部に対し、固形分換算で0.1~5質量部であることが好ましく、0.15~3質量部であることがより好ましく、0.2~1質量部であることが更に好ましい。減水剤の含有量が上記範囲内であれば、モルタルとした際により良好な混練性(水なじみ)が得られやすく、圧縮強度も向上しやすい。 The content of the water reducing agent is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.15 to 3 parts by mass, and more preferably 0.2 to 1 parts by mass in terms of solid content per 100 parts by mass of cement. More preferably, it is parts by mass. If the content of the water reducing agent is within the above range, better kneading properties (water compatibility) are likely to be obtained when mortar is prepared, and compressive strength is also likely to be improved.

本実施形態のモルタル組成物は有機混和剤を含んでもよい。有機混和材には上述した収縮低減剤、増粘剤、減水剤も含まれるものであり、その他には、消泡剤、起泡剤、防水剤、撥水剤、粉じん低減剤等が挙げられる。有機混和剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。有機混和剤としては、中でも、収縮低減剤、減水剤、増粘剤及び消泡剤から少なくとも2種以上であることが好ましい。 The mortar composition of this embodiment may also contain an organic admixture. Organic admixtures include the above-mentioned shrinkage reducers, thickeners, and water reducers, and others include antifoaming agents, foaming agents, waterproofing agents, water repellents, dust reducing agents, etc. . One type of organic admixture may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among these, the organic admixture is preferably at least two or more types selected from shrinkage reducing agents, water reducing agents, thickening agents, and antifoaming agents.

有機混和剤の含有量は、セメント100質量部に対し、0.01~3質量部であることが好ましく、0.02~2質量部であることがより好ましく、0.05~1.8質量部であることが更に好ましい。有機混和剤の含有量が上記範囲内であれば、良好な施工性を確保しやすい。 The content of the organic admixture is preferably 0.01 to 3 parts by mass, more preferably 0.02 to 2 parts by mass, and 0.05 to 1.8 parts by mass based on 100 parts by mass of cement. It is more preferable that it is part. If the content of the organic admixture is within the above range, it is easy to ensure good workability.

本実施形態のモルタル組成物には、本発明の効果が損なわれない範囲で各種混和剤(材)を配合してもよい。混和剤(材)としては、例えば、発泡剤、防錆剤、顔料、白華防止剤が挙げられる。 The mortar composition of this embodiment may contain various admixtures (materials) as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of admixtures (materials) include foaming agents, rust inhibitors, pigments, and efflorescence inhibitors.

本実施形態のモルタル組成物を製造する方法は、特に限定されず、例えば、V型混合機や可傾式コンクリートミキサー等の重力式ミキサー、ヘンシェル式ミキサー、噴射型ミキサー、リボンミキサー、パドルミキサー等のミキサーにより混合することで製造することができる。 The method for producing the mortar composition of this embodiment is not particularly limited, and examples include gravity mixers such as V-type mixers and tilting concrete mixers, Henschel mixers, injection mixers, ribbon mixers, paddle mixers, etc. It can be manufactured by mixing with a mixer.

本実施形態のモルタル組成物は、水と混合してモルタルとすることができ、水の含有量は用途に応じて適宜調整すればよい。水の含有量は、セメント100質量部に対し、35~80質量部であることが好ましく、35~75質量部であることがより好ましく、40~70質量部であることが更に好ましい。水の含有量が上記範囲内であれば、施工性を更に確保しやすく、塩化物イオン浸透抵抗性、付着性及び強度発現性も一層優れたものとなる。 The mortar composition of this embodiment can be mixed with water to form a mortar, and the water content may be adjusted as appropriate depending on the application. The content of water is preferably 35 to 80 parts by mass, more preferably 35 to 75 parts by mass, and even more preferably 40 to 70 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. If the water content is within the above range, workability will be more easily ensured, and resistance to chloride ion penetration, adhesion, and strength development will also be more excellent.

本実施形態のモルタルの調製は、上述したモルタル組成物と同様の混練器具を使用することができ、特に限定されるものではない。混練器具としては、例えば、V型混合機や可傾式コンクリートミキサー等の重力式ミキサー、ヘンシェル式ミキサー、噴射型ミキサー、リボンミキサー、パドルミキサー等のミキサーが挙げられる。 The mortar of this embodiment can be prepared using the same kneading equipment as used for the mortar composition described above, and is not particularly limited. Examples of the kneading device include gravity mixers such as V-type mixers and tilting concrete mixers, mixers such as Henschel mixers, jet mixers, ribbon mixers, and paddle mixers.

本実施形態のモルタル組成物及びモルタルは、施工性がよく、硬化時には塩化物イオン浸透抵抗性、強度発現性、ひび割れ抵抗性に優れるものである。したがって、本実施形態のモルタル組成物及びモルタルは、鉄筋コンクリート構造物、建築構造物等の補修に好適に用いることができる。その施工方法は特に限定されず、コテで充填する左官工法、ポンプ圧送による湿式吹付け施工、型枠に充填する型枠施工等が選択できる。 The mortar composition and mortar of this embodiment have good workability, and upon hardening, exhibit excellent resistance to chloride ion penetration, strength development, and cracking resistance. Therefore, the mortar composition and mortar of this embodiment can be suitably used for repairing reinforced concrete structures, building structures, and the like. The construction method is not particularly limited, and can be selected from a plastering method in which the material is filled with a trowel, a wet spraying method using a pump, a formwork method in which the material is filled into a formwork, and the like.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。表中の含有量は全て無水物換算、固形分換算である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. All contents in the table are in terms of anhydride and solid content.

[材料]
セメント:普通ポルトランドセメント
フライアッシュ:ブレーン比表面積4100cm/g
メタカオリン:BET比表面積21000cm/g
シリカフューム:BET比表面積180000cm/g
細骨材:珪砂
細骨材A:粗粒率2.46
細骨材B:粗粒率2.53
細骨材C:粗粒率2.21
細骨材D:粗粒率2.50
膨張材:生石灰系膨張材、ブレーン比表面積4100cm/g
セメント用ポリマー
樹脂A:アクリル酸エステル系再乳化粉末樹脂
樹脂B:SBR系エマルション
樹脂C:アクリル酸エステル系エマルション
繊維:ナイロン系繊維、繊維長5mm
収縮低減剤:低級アルコールのアルキレンオキシド付加物
増粘剤:メチルセルロース系増粘剤
減水剤:ナフタレンスルホン酸系減水剤
[material]
Cement: Ordinary Portland cement Fly ash: Blaine specific surface area 4100cm 2 /g
Metakaolin: BET specific surface area 21000 cm 2 /g
Silica fume: BET specific surface area 180000cm 2 /g
Fine aggregate: Silica sand Fine aggregate A: Coarse particle ratio 2.46
Fine aggregate B: Coarse particle ratio 2.53
Fine aggregate C: Coarse particle ratio 2.21
Fine aggregate D: Coarse particle ratio 2.50
Expanding material: quicklime-based expanding material, Blaine specific surface area 4100 cm 2 /g
Polymer for cement Resin A: Acrylic ester re-emulsified powder resin Resin B: SBR emulsion Resin C: Acrylic ester emulsion Fiber: Nylon fiber, fiber length 5 mm
Shrinkage reducer: Alkylene oxide adduct of lower alcohol Thickener: Methylcellulose thickener Water reducer: Naphthalenesulfonic acid water reducer

[モルタル組成物及びモルタルの製造]
表1及び表2に示す配合割合で各材料をヘンシェルミキサーに投入し、3分間混合してモルタル組成物を調整した。表1において各材料の数値は、セメント100質量部としたときの質量部で示す。モルタル組成物と水をカゴ型高速ハンドミキサー(1000pm)で90秒間練り混ぜ、モルタルを作製した。水の配合割合は表1及び表2に示すとおりである。
[Mortar composition and mortar production]
Each material was put into a Henschel mixer at the mixing ratio shown in Tables 1 and 2, and mixed for 3 minutes to prepare a mortar composition. In Table 1, the numerical values of each material are shown in parts by mass based on 100 parts by mass of cement. The mortar composition and water were mixed for 90 seconds using a cage-type high-speed hand mixer (1000 pm) to prepare a mortar. The blending ratio of water is as shown in Tables 1 and 2.

[測定条件]
各種測定条件は以下のとおりである。測定結果を表1及び表2に示す。
・見かけの拡散係数
JSCE-G573-2003「実構造物におけるコンクリート中の全塩化物イオン分布の測定方法(案)」に基づき、見かけの拡散係数を測定し、塩化物イオン浸透抵抗性として評価した。見かけの拡散係数が1cm/年以下であるものを良好と評価した。
・ひび割れ抵抗性
JIS A 1129-3:2010「モルタル及びコンクリートの長さ変化測定方法 第3部:ダイヤルゲージ方法」に基づき、材齢28日における長さ変化率を測定した。長さ変化率をひび割れ抵抗性として評価した。長さ変化率が0.1%以下のものを良好と評価した。
・圧縮強度
JIS A 1171:2016「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に基づき、材齢28日の供試体について圧縮強度を測定した。養生は成型から24時間後に硬化した供試体を脱型し、材齢28日まで20℃の恒温室で気中養生を行った。圧縮強度が35N/m以上のものを良好と評価した。
・接着強度
JIS A 1171:2016「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に基づき、材齢28日の供試体について接着強度を測定した。養生は成型から24時間後に硬化した供試体を脱型し、材齢28日まで20℃の恒温室で気中養生を行った。接着強度が1.0N/m以上のものを良好と評価した。
・施工性
モルタルを壁に塗り付けた際のこて作業(鏝伸び、鏝切れ、面の平滑性)が優れたものを〇とし、鏝伸びが悪く、鏝にべた付き、面を平滑にし難いのは×とした。
[Measurement condition]
Various measurement conditions are as follows. The measurement results are shown in Tables 1 and 2.
- Apparent diffusion coefficient The apparent diffusion coefficient was measured based on JSCE-G573-2003 "Method for measuring total chloride ion distribution in concrete in actual structures (draft)" and evaluated as chloride ion penetration resistance. . Those with an apparent diffusion coefficient of 1 cm 2 /year or less were evaluated as good.
- Crack resistance Based on JIS A 1129-3:2010 "Length change measurement method for mortar and concrete Part 3: Dial gauge method", the length change rate at 28 days of material age was measured. The rate of change in length was evaluated as cracking resistance. Those with a length change rate of 0.1% or less were evaluated as good.
- Compressive strength Based on JIS A 1171:2016 "Testing method for polymer cement mortar", compressive strength was measured for a 28-day-old specimen. For curing, the hardened specimen was removed from the mold 24 hours after molding, and air-cured in a constant temperature room at 20° C. until the material was 28 days old. Those with a compressive strength of 35 N/m 2 or more were evaluated as good.
- Adhesive strength Based on JIS A 1171:2016 "Test method for polymer cement mortar", the adhesive strength was measured for a 28-day old specimen. For curing, the hardened specimen was removed from the mold 24 hours after molding, and air-cured in a constant temperature room at 20° C. until the material was 28 days old. Those with adhesive strength of 1.0 N/m 2 or more were evaluated as good.
・Workability: ○ means that the trowel work (trowel elongation, trowel cutting, surface smoothness) is excellent when applying mortar to the wall, and the trowel elongation is poor, it sticks to the trowel, and the surface is difficult to smooth. No was marked as ×.

Figure 2023149566000001
Figure 2023149566000001

Figure 2023149566000002
Figure 2023149566000002

実施例のモルタルは、塩化物イオン浸透抵抗性、ひび割れ抵抗、性強度発現性、接着強度、及び施工性がそれぞれ優れていた。一方、比較例のモルタルは、いずれかの測定項目において不十分なものだった。

The mortar of the example was excellent in chloride ion penetration resistance, cracking resistance, strength development, adhesive strength, and workability. On the other hand, the mortar of the comparative example was insufficient in any of the measurement items.

Claims (5)

セメントと、非晶質アルミノシリケートと、フライアッシュと、膨張材と、細骨材とを含み、
前記非晶質アルミノシリケート及び前記フライアッシュの合計の含有量が、前記セメント100質量部に対し、3~35質量部であり、
前記膨張材の含有量が、前記セメント100質量部に対し、1~25質量部である、モルタル組成物。
Contains cement, amorphous aluminosilicate, fly ash, expansive material, and fine aggregate,
The total content of the amorphous aluminosilicate and the fly ash is 3 to 35 parts by mass based on 100 parts by mass of the cement,
A mortar composition, wherein the content of the expanding agent is 1 to 25 parts by mass based on 100 parts by mass of the cement.
セメント用ポリマーを更に含む、請求項1に記載のモルタル組成物。 The mortar composition of claim 1 further comprising a cementitious polymer. 増粘剤を更に含む、請求項1又は2に記載のモルタル組成物。 The mortar composition according to claim 1 or 2, further comprising a thickener. 収縮低減剤を更に含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のモルタル組成物。 Mortar composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising a shrinkage reducing agent. 請求項1~4のいずれか一項に記載のセメント組成物と、水とを含み、
前記水の含有量が、前記セメント100質量部に対し、30~80質量部である、モルタル。
comprising the cement composition according to any one of claims 1 to 4 and water,
A mortar, wherein the water content is 30 to 80 parts by mass based on 100 parts by mass of the cement.
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