JP2666445B2

JP2666445B2 - コンクリート補修用注入材及びその製造方法

Info

Publication number: JP2666445B2
Application number: JP63327848A
Authority: JP
Inventors: 規夫中村; 敏克井上
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JPH02175647A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はコンクリート構造物およびコンクリート製品
のひびわれに注入する補修用注入材料に関し、さらに詳
しくは、セメント系注入材料に関する。

〔従来の技術〕

コンクリートはひびわれが発生し易いという欠点を持
っている。このひびわれの発生によりコンクリートの耐
久性は大きく悪化し、建築物によっては漏水等により機
能が果たせなくなる。また、ひびわれの存在が美観を損
ね、使用者に不安を感じさせるという問題が生じる。そ
こで、ひびわれに補修材を注入しひびわれを塞ぐことに
より、コンクリートの中性化を遅らせ、内部の鉄筋の錆
の発生および漏水等の防止を行うが、その注入材は従来
エポキシ樹脂接着剤がほとんどであった。エポキシ樹脂
接着剤はコンクリートとの接着力が高く、収縮が小さ
く、耐薬品性に優れているため、ひびわれ補修に広く使
用されている。

一方、無機系注入材はあるが、従来からあるセメント
系材料では微小なひびわれに注入するには粒子が粗く、
また流動性を良くするために水注入材比を大きくするの
で、ブリージングが多量に生じるという問題点があり、
微小なひびわれ補修にはエポキシ樹脂接着剤が用いられ
ている。

最近、そのようなセメント系材料の欠点を無くした無
機系のコンクリート高造物補修用注入材（特開昭63−20
5246）が提案されている。明細書によると、これはＣ種
と同量かそれ以上の高炉スラグを含む高炉セメントであ
るが、粉末度がブレーン比表面積で7000cm²/g以上あ
り、粉末の高性能減水剤をあらかじめ添加し、水注入材
比50％から80％でペーストとして使用するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来から使用されているエポキシ樹脂接着剤には以下
の問題点がある。ひびわれ内には雨水やコンクリート内
部をからしみだしてくる水分、及び、エフロレッセンス
などの存在が不可避であるため、エポキシ樹脂接着剤の
所期の接着力は期待できない。また、もともと接着剤で
あるため、補修工事に用いたポンプ等の掃除には人体に
有害な洗浄液を多量に使用し、時間も手間もかかり非常
に面倒であり、そのような装置の寿命は短い。さらに、
エポキシ樹脂接着剤は高価である。

また、前記無機系のコンクリート構造物補修用注入材
において、特開昭63−206346に記載されている粒度を持
つ製品の製造は困難であり、かつ、そこまで加工する必
要はない。また、材料分離、収縮性等に改善の必要があ
る。

本発明は改善された無機系のコンクリート補修用注入
材を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

これらの種々の課題を解決するために、本発明者は鋭
意研究を行った結果、高炉水滓、ポルトランドセメント
クリンカ粉末、及び石膏を主材とし、主材に対して膨張
材１〜７重量％、シリカ微粉末１〜10重量％、及び遅延
剤0.1〜0.7重量％を含む混合物より成り、材料分離し難
く、低収縮性で作業性に富んだ、安価な無機系コンクリ
ート補修用注入材を開発した。

さらに主材に対して減水剤0.7〜0.3重量％を加えると
好適である。

上記本発明のコンクリート補修用注入材の製造方法は
高炉水滓、ポルトランドクリンカ粉末及び、石膏、膨張
材並びに遅延剤をそれぞれ最大粒径が16μｍ以下となる
ように別々に粉砕、分級し、次いでこれらを混合すると
共に膨張材、シリカ質微粉末、凝結遅延剤を添加するこ
とを特徴とするコンクリート補修用注入材の製造方法で
ある。

以下、本発明を更に詳しく説明する。

まず、本発明の注入材に用いられる高炉スラグ、ポル
トランドセメントクリンカ粉末、石膏、膨張材及び遅延
剤の粉末度は、最大粒径を16μｍ以下とし、この条件を
満たした上で、比表面積がなるべく小さくなるように、
別々に通常の粉砕、分級走査により得ることができる。
別々に粉砕するのは、同時に粉砕すると、全粒度を16μ
ｍ以下にしようとした場合、それぞれの材料の粉砕性の
違いにより、粉砕の容易なものは無駄な粉砕状態、即
ち、過粉砕となるからである。従って、別々に粉砕する
ほうが望ましい。但し、石膏はポルトランドセメントと
混合粉砕を行う。

主材成分としての高炉水滓を55〜95重量％、普通ポル
トランドセメントクリンカ粉末、早強ポルトランドセメ
ントクリンカ粉末または超早強ポルトランドセメントク
リンカ粉末から少なくとも１種を選び２〜27重量％、二
水石膏または無水石膏から少なくとも１種を選び３〜18
重量％を混合し、主材の無機微粉末を得る。

高炉水滓は55重量％未満では高炉水滓の効果が望めな
いし、95重量％を越えると硬化不良の可能性があるため
に好ましくなく、55〜95重量％の範囲が好ましい。

ポルトランドセメントクリンカ粉末は２重量％未満で
は高炉水滓の水和を刺激する効果が望めないし、27重量
％を越えると水と接したときに急激に水和反応が進み粘
性が増して可使時間が確保出来ないために好ましくな
く、２〜27重量％の範囲が好ましい。

石膏は３重量％未満ではポルトランドセメントクリン
カ粉末の水和反応を抑制できず、18重量％を越えると硬
化後に異常な膨張を示す可能性があり好ましくなく、３
〜18重量％の範囲が好ましい。

膨張材はカルシウムサルホアルミネート系の膨張クリ
ンカを粉砕、分級することにより得る。その添加量は主
材に対して１〜７重量％とする。１重量％未満では膨張
の効果を期待することはできず、７重量％を越えると膨
張による硬化体の破壊の可能性があり好ましくなく、１
〜７重量％の範囲が好ましい。

凝結遅延剤は酒石酸、くえん酸、くえん酸カルシウム
またはグルコン酸カルシウム等から少なくとも１種類選
び、その添加量は主材に対して0.1〜0.7重量％で、0.1
重量％未満では効果が期待できないのみならず、製品に
均一混合することが難しく、0.7重量％を越えて添加し
ても遅延効果の点で必要なく、0.1〜0.7重量％の範囲が
好ましい。また低温個所での工事においては、凝結促進
剤を添加することも可能である。

シリカ質微粉末はシリカフューム、シリカダスト等か
ら選び、その添加量は主材に対して１〜10重量％で10重
量％を越えると粘性が高くなり過ぎて好ましくなく、１
〜10重量％の範囲が好ましい。

減水剤はナフタレンスルホン酸系またはメラミン系の
粉末状高性能減水剤から選び製品にあらかじめ混合して
おくか、混練用の水に添加することもできる。その添加
量は主材に対して0.7〜3.0重量％で、0.7重量％未満で
は分散効果が期待できず、3.0重量％を越えると、遅延
作用による硬化不良の可能性があるため好ましくなく、
0.7〜3.0重量％の範囲が好ましい。

このように、高炉水滓、ポルトランドセメントクリン
カ粉末、石膏からなる無機微粉末主材にシリカ質微粉末
膨張材、遅延剤および減水剤を添加混合して本発明品を
得ることができる。

〔作用〕

高炉水滓、ポルトランドセメントクリンカ粉末、石膏
を主材とした理由は、本発明の補修用注入材は普通ポル
トランドセメントに比べ粉末度が非常に大きく、ポルト
ランドセメントクリンカのみを同様の粉末度に粉砕した
ものでは、水と接したときに水和反応が急激におこり急
結し使用できないからである。

そのため、本発明の注入材では水和のゆるやかな高炉
水滓を多く含む配合とし、ポルトランドセルメントクリ
ンカ粉末と石膏の添加量を加減して硬化時間を調整する
ようにした。本発明の注入材は水和反応により、ひびわ
れ内に残る水分も取り込んで硬化し、その硬化体はコン
クリート構造物のセメント部分と似た組成をもつ。従っ
て、長期的にひびわれ両側のコンクリート部分と一体化
する。

さらに、本発明の注入材はシリカ質微粉末を含むこと
から保水性に優れ、材料分離しにくく、その硬化体は緻
密であり、高炉セメントのもつ性質であるところの、耐
酸性等の耐薬品性に優れ、またアルカリ骨材反応の抑止
効果ももつ。

一般にペーストは骨材を用いないため、コンクリート
に比べ乾燥収縮が大きい。本発明の注入材もペーストと
してひびわれに注入される。そこで生収縮性を持つよう
に膨張材を添加し、併せて凝結遅延剤あるいは凝結促進
剤の添加により可使時間の確保を行った。

本発明を更に実施例で具体的に詳しく説明するが、本
発明の要旨を超えない限り、本発明は本実験例に限定さ
れるものではない。

〔実施例〕

本発明の注入材と普通ポルトランドセメントの粒度分
布を第１表に示す。測定はシーラス社製レーザ回折式粒
度分析装置により行った。実施例の注入材の最大粒径は
16μｍ以下である。

実施例の注入材の配合例を第２表に示す。

配合例では、ポルトランドセメントクリンカ粉末に普
通ポルトランドセメント、石膏に二水石膏、膨張材にカ
ルシウムサルホアルミネート、遅延剤にくえん酸、シリ
カ質微粉末にシリカフューム及び減水剤に花王株式会社
製マイテイ100を用い、これらを第２表の割合で混合し
製造した。

上記実施例の注入材に水を加えモルタルミキサで３分
間混練したものについて、ひびわれ注入性を試験した。

注入性は標準的な試験方法がないため試験装置を試作
し試験した。試験方法はSUS製の厚さ0.10mmの薄板をガ
ラス板で挟み、その隙間をひびわれに見立て、シリンダ
を用いて注入材を注入し、隙間に侵入した注入材の挙動
を目視し評価した。第３表に試験結果を示す。普通ポル
トランドセメントのような粗い粒子からなるペーストで
は全く隙間に注入できないことがわかる。

第４表にブリージング率及び流動性の試験結果を示
す。試験方法は土木学会基準PCグラウト試験方法に従っ
た。主材のみとは、高炉水滓、ポルトランドセメントク
リンカ粉末、石膏及び減水剤を第２表に示す配合割合で
混合したものである。水注入材比とは混練時に添加した
水の重量を注入材重量で割った値である。第４表から膨
張材、遅延剤及び超微粉を添加することにより、ブリー
ジング率が減少することがわかる第５表に強度試験結果を示す。試験は４×４×16cmの
角柱の供試体で行う、材令が来るまで20℃の水中養生を
行った。試験はJISR5201のセメントの物理試験方法に従
った。本発明品の強度は一般的コンクリート構造物にお
ける強度と同程度であることがわかる。

第６表に乾燥収縮率の測定結果を示す。試験は４×４
×16cmの角柱の供試体で行い、長さ変化はコンパレータ
を用いて測定した。供試体は練り込みの翌日脱型し、す
ぐ基長をとり、気温20℃、湿度60％の空気中に保管し
た。主材のみの硬化体は乾燥収縮が非常に大きいという
結果が得た。それに対し、実施例は若干膨張した後収縮
に転じるが収縮は小さいことがわかる。従って、ひびわ
れに充填された注入材は両側のコンクリート面と隙間を
作らず、また異常に膨張してひびわれを広げることはな
いことがわかる。

〔発明の効果〕本発明のコンクリート補修用注入材は無機材料ために
長期安定性に優れ、施工時の作業特性に、注入性、流動
性に優れ、しかも乾燥収縮の小さいものであり、コンク
リート構造物の補修材料として、工業的価値が大であ
る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高炉水滓、ポルトランドセメントクリンカ
粉末、及び石膏を主材とし、主材に対して、膨張材１〜
７重量％、シリカ質微粉末１〜10重量％、及び凝結遅延
剤0.1〜0.7重量％を含む混合物であって、該混合物の全
粒子の粒径が16μｍ以下であることを特徴とするコンク
リート補修用注入材。
【請求項２】さらに主材に対して減水剤0.7〜3.0重量％
を加えたことを特徴とする請求項１記載のコンクリート
補修用注入材。
【請求項３】高炉水滓、ポルトランドクリンカ粉末及
び、石膏、膨張材並びに遅延剤をそれぞれ最大粒径が16
μｍ以下となるように別々に粉砕、分級し、次いでこれ
らを混合すると共に膨張材、シリカ質微粉末、凝結遅延
剤を添加することを特徴とするコンクリート補修用注入
材の製造方法。