JP3397463B2 - 注入材用セメント混和材及び注入材用セメント組成物 - Google Patents
注入材用セメント混和材及び注入材用セメント組成物Info
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Description
において使用される注入材用セメント混和材及び注入材
用セメント組成物に関する。
種のセメント混和材が使用されている。特に、土壌の土
粒子の間隙、土層の層境、又は岩盤の亀裂個所等には、
止水や地盤安定化を目的として注入材が広範に使用され
ている。しかしながら、通常、使用されている注入材
は、水セメント比が大きいために、凝結・硬化が著しく
遅く、かつ、強度発現性に乏しいなどの課題があった。
そのため、これら注入材が持つ課題を解消するために、
急硬性の注入材が要望されている。
ネート系化合物を主成分とした急硬性を持つ水硬性注入
材料が提案されている(特開平 4−280844号公報)。この
水硬性注入材料は、注入性が良好で、初期の強度発現性
に優れたものであったが、一部の組成範囲においては、
材令1日以降の強度の伸びが乏しいという課題があっ
た。最近では注入材の強度発現性等の性能向上がますま
す要求され、それを満足する注入材の出現が待たれてい
た。
討を重ねた結果、特定の注入材用セメント混和材を、特
に注入材として使用することにより、強度発現性や材料
分離抵抗性に優れた注入材用セメント組成物とすること
ができるとの知見を得て本発明を完成するに至った。
l2O3モル比が2.5〜3.5で、かつ、B2O3含有量が3〜
20重量%である最大粒径が40μ以下の非晶質カルシウム
アルミネートボレートと、無機硫酸塩を主成分とする注
入材用セメント混和材であり、最大粒径40μ以下のセメ
ントと該セメント混和材を含有してなる注入材用セメン
ト組成物である。
レート(以下A−CABという)は、CaO/Al2O3モル比が
2.5〜3.5であり、かつ、B2O3を3〜20重量%含有するも
のである。CaO/Al2O3モル比は2.8〜3.2が好ましい。2.
5未満では、中期から長期材令における強度発現性が悪
くなる場合があり、CaO/Al2O3モル比が3.5を超える
と、寸法安定性やこれを用いたセメント混練物の作業性
が低下する場合がある。また、B2O3含有量は7〜10重量
%が好ましい。B2O3が上記の範囲にないと、本発明の効
果が十分に得られない場合がある。
質である必要はなく、例えば、ガラス化率で50%程度以
上のものであり、70%以上のものが好ましい。
Bを1,000℃で3時間加熱し、その後、5℃/分の冷却
速度で徐冷し、粉末X線回折法により求めた結晶鉱物の
メインピークの面積S0とA−CAB中の結晶のメインピ
ークの面積Sを用い、X(%)=(1−S/S0)×100の式
から算出することが可能である。
に限定されるものではなく、例えば、CaO原料として消
石灰や石灰石粉末などが、Al2O3原料としてボーキサイ
トやアルミ残灰などが、B2O3原料としてホウ砂等が各々
使用できる。A−CAB原料の加熱処理方法は、特に限
定されるものではないが、例えば、ロータリーキルンや
電気炉などを使用し、焼成又は溶融することができ、焼
成や溶融の時間も特に限定されるものではない。焼成物
又は溶融物の冷却方法としては、特に限定されるもので
はなく、例えば、水や高圧空気などによる急冷法や、自
然放冷による徐冷法などいずれの方法を用いることも可
能である。また、原料中の他の成分、あるいは不純物の
存在も特に限定されるものではない。例えば、SiO2、P2
O5、TiO2、MgO、Fe2O3、Na2O、K2O、F2、及びSO3等の混
入が予想されるが、これらの存在は、各原料の加熱処理
時、焼成物又は溶融物の融点を下げる効果があり、ま
た、焼成物又は溶融物の活性を高める効果があることな
どからその存在は好ましく、本発明の目的を実質的に阻
害しない範囲の量のその存在は問題にならない。
であり、20μ以下が好ましく、10μ以下がより好まし
い。最大粒径が40μを越えると、地盤や岩盤などへの注
入が不能となる場合がある。また、A−CABの粉末度
はブレーン値で5,000〜10,000cm2/g程度の範囲のものが
好ましい。5,000cm2/g未満では十分な注入性が得られな
い場合があり、10,000cm2/gを超えても急硬性や強度発
現性のさらなる効果が期待できない。
ウ類、硫酸アルミニウム、及びアルカリ金属硫酸塩等を
総称するものであり、特に限定されるものではないが、
セッコウ類を使用することが本発明の効果が大であるこ
とや経済的であることから好ましい。ここで、セッコウ
類としては、無水セッコウ、半水セッコウ、及び二水セ
ッコウ等が挙げられ、そのうち、無水セッコウを使用す
ることが本発明の効果が最も大きいことから好ましい。
無水セッコウとしては、例えば、天然に産出する天然無
水セッコウの他、半水セッコウや二水セッコウを熱処理
して脱水したものや、工業副産物として発生するもの等
の使用が可能である。無機硫酸塩の最大粒径は40μ以下
であり、20μ以下が好ましく、10μ以下がより好まし
い。最大粒径が40μを越えると、地盤や岩盤などへの注
入が不能となる場合がある。また、無機硫酸塩の粉末度
はブレーン値で5,000〜10,000cm2/gが好ましい。5,000
cm2/g未満では注入性が悪くなる場合があり、10,000cm
2/gを超えても急硬性や強度発現性のさらなる効果が期
待できない。無機硫酸塩の使用量は、A−CABと無機
硫酸塩からなる注入材用セメント混和材100重量部中、2
0〜70重量部が好ましく、30〜60重量部がより好まし
い。20重量部未満では十分な強度増進効果が得られない
場合があり、70重量部を超えると長期耐久性が悪くなる
場合がある。
する目的で、さらに、凝結調整剤を併用することは、施
工を円滑に進める面で必要である。ここで凝結調整剤と
は特に限定されるものではないが、例えば、クエン酸、
酒石酸、グルコン酸、及びリンゴ酸等の有機酸又はこれ
らの塩、リン酸又はその塩、アルカリ金属炭酸塩、アル
カリ金属重炭酸塩、並びに、ホウ酸等が挙げられ、これ
らのうち、有機酸又はこれらの塩と、アルカリ金属炭酸
塩を併用することが強度発現性が良好となるので好まし
い。凝結調整剤の使用量は、使用する目的や用途に依存
するため、一義的に規定することはできないが、通常、
注入材用セメント混和材100重量部に対して、0.5〜5重
量部の範囲が好ましく、1〜3重量部がより好ましい。
0.5重量部未満では十分な作業性が得られない場合があ
り、5重量部を超えて使用すると強度発現性が低下する
可能性がある。
径は40μ以下であり、20μ以下が好ましく、10μ以下が
より好ましい。最大粒径が40μを越えると、地盤や岩盤
などへの注入が不能となる場合がある。また、注入材用
セメント混和材の粉末度はブレーン値で5,000〜10,000c
m2/gの範囲で使用することが好ましい。5,000cm2/g未
満では注入性が悪くなる場合があり、10,000cm2/gを超
えて使用してもさらなる効果が期待できない。本発明の
注入材用セメント混和材の使用量は、セメントと注入材
用セメント混和材からなる結合材100重量部中、10〜50
重量部が好ましく、20〜30重量部がより好ましい。10重
量部未満では急硬性効果が十分ではなく、50重量部を越
えると長期耐久性が悪くなる場合がある。
早強、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これ
らポルトランドセメントにポゾラン物質を混合した各種
混合セメント等が挙げられる。
混和材の他に、減水剤、高性能減水剤、AE剤、AE減
水剤、高性能AE減水剤、増粘剤、砂や砂利等の骨材、
セメント膨張材、防錆剤、防凍剤、高分子エマルジョ
ン、ベントナイトやモンモリロナイト等の粘土鉱物、並
びに、ゼオライト、ハイドロタルサイト、及びハイドロ
カルマイト等のイオン交換体等のうちの一種又は二種以
上を本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用する
ことが可能である。
用セメント組成物を製造する際に使用する混合・混練装
置としては、既存のいかなる撹拌装置も使用可能であ
り、例えば、傾胴ミキサー、オムニミキサー、V型ミキ
サー、ヘンシェルミキサー、及びナウターミキサー等が
使用可能である。また、混合は、それぞれの材料を施工
時に混合してもよいし、あらかじめ一部を、あるいは全
部を混合しておいても差し支えない。また、養生方法
も、特に限定されるものではなく、一般に行われる養生
方法が適用可能である。
る。
炉を用い、1,600℃で溶融した溶融物を高圧空気法で急
冷してクリンカーを得た。得られたクリンカーを粉砕
し、最大粒径を40μ以下、粉末度をブレーン値で6,500
±200cm2/gに調整して表1に示すような各種A−CA
Bを得た。A−CABの組成比は化学分析により求めた
値である。このA−CAB50重量部と無機硫酸塩a50重
量部とを配合し、最大粒径40μ以下、ブレーン値4,500
±200cm2/gのセメント混和材とし、40μ以下に粉砕し
たセメントと混合して結合材を調製した。結合材中の配
合割合は、結合材100重量部中の注入材用セメント混和
材を25重量部とし、結合材100重量部に対して凝結調整
剤Aを1重量部配合し、水/結合材比=300%で、モル
タルミキサーを用いて60秒混練し、練り上がり温度20℃
に調整したセメントペーストとした。このセメントペー
ストを用いて、圧縮強度と分離水率の測定を行った。結
果を表1に併記する。
の炭酸カリウム60重量部の混合品 セメント :電気化学工業社製普通ポルトランドセメン
トの40μ以下粉砕品 水 :水道水
01に準じ測定 分離水率 :ポリエチレン製のφ5cmの袋に、調整した
セメントペーストを高さ15cmまで入れ、24時間後、分離
した浮き水の高さを測定し、(浮き水の高さ/15)×100
として分離水率を求めた。
CABを使用し、A−CABと無機硫酸塩の使用量を変
化したこと以外は実施例1と同様に行った。結果を表2
に示す。
実施例2と同様に行った。結果を表3に示す。
度、分離水率、及び注入浸透性を測定したこと以外は実
施例2と同様に行った。結果を表4に併記する。
て、比重2.63、最大粒径0.3〜1.2mm、単位容積当たりの
空隙率である間隙率43%の砂を下部より高さ15cm充填
し、作製した注入用セメントペースト500ccを円筒の上
部より注ぎ込み、24時間後に脱型し、注入浸透性を測定
することにより、強度発現性が良好で材料分離抵抗性に
も富んだ注入材用セメント組成物が得られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 CaO/Al2O3モル比が2.5〜3.5、B2O3
含有量が3〜20重量%、最大粒径が40μ以下である非晶
質カルシウムアルミネートボレートと、無機硫酸塩とを
主成分とする注入材用セメント混和材。 - 【請求項2】 請求項1記載のセメント混和材と、最大
粒径40μ以下のセメントとを含有してなる注入材用セメ
ント組成物。
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- 1994-09-19 JP JP22369594A patent/JP3397463B2/ja not_active Expired - Fee Related
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