JP4520321B2

JP4520321B2 - 吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法

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Publication number: JP4520321B2
Application number: JP2005022894A
Authority: JP
Inventors: 昭俊荒木; 一行水島; 隆典山岸
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: JP2006206404A

Description

本発明は、特に土木及び建築分野におけるコンクリート構造物を補修・補強するための吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法に関する。

コンクリート構造物は、塩害、中性化、凍結融解、及び化学的腐食等の作用により劣化が進行すると、表面にひび割れや浮き等が発生する。また、繰返し載荷による疲労や火害を受けることでもひび割れや爆裂等によるコンクリート片のはく落が発生する。その対策として、劣化した部分を打音検査等で確認し、電動ピック、エアピック、ウォータージェット等により取り除き、新たに補修部材で充填し補修する工事が行われている。
このような補修工事では、修復断面積が広い場合は吹付け工法が多く適用される。吹付けによる施工方法は、一般的に、練り混ぜたモルタルをポンプで圧送し、圧縮空気と混合し、モルタルを吹き飛ばして施工する方法であり、システムが機械化されているので施工スピードが速く、補修断面への付着性に優れ、鉄筋裏側への密実な充填も可能という利点がある。

吹付け工法においては、モルタルとしては、ＪＩＳＡ６２０３に規定されたポリマーエマルジョンを含有するポリマーセメントモルタルが使われる場合が多い。
ポリマーエマルジョンを混和することにより、耐久性を向上させたり、付着力を向上させたり、粉塵やリバウンドを低減させたりする効果を付与できるが、ポリマーエマルジョンは高価な材料であり吹付けモルタルとして高価である。また、ポリマーエマルジョンを混和した吹付け材料の１層あたりの吹付け厚みは、天井面に吹き付けた場合５０ｍｍ未満であり、それ以上厚みを増すとダレや剥がれが発生したりする。
一方、吹付け厚みを増すため、ポリマーセメントモルタルにセメントの硬化を促進する急結剤を添加する吹付け方法があり、５０ｍｍ以上の厚付けが可能である。安定した厚付け性を確保するためには急結剤の添加が必須であり、急結剤を使用しないで安定した厚付け性を確保することは困難である。
また、ポリマーエマルジョンを含有しないセメントモルタルに急結剤を混入する技術も知られており、５０ｍｍ以上の厚付けが可能であるが、トンネル等の一次覆工、地山崩落防止、のり面保護等の用途に限られている。また、補修材料の長期的な耐久性能は求められていないのが実情である。

ポリマーエマルジョンを含まなくてもホルマイト系鉱物やモンモリロナイト系鉱物を配合することで急結剤を併用しなくても、吹付け材料としてダレやリバウンドを少なくできる技術も知られている。
例えば、セメント：砂：フライアッシュまたはスラグ微粉末＝１：２．７：０．１〜４．０：１．０であるモルタルに対して、ホルマイト系鉱物の解砕物が対セメント重量比で０．５〜５．０％で含有され、さらに減水剤が対セメント重量比で０．５〜５．０％で含有する吹付け材料（特許文献１参照）。
また、水硬性セメント１００重量部に対して細骨材１００〜４００重量部およびモンモリロナイト鉱物０．０１〜１０重量部とを含有する吹付け材料（特許文献２参照）。
さらに、従来工法の場合、１回あたりの塗り厚さは壁面で２０〜４０ｍｍ、天井面で１０〜２０ｍｍ程度であり多層塗りをしなければならないので、これを改善した補修用セメント組成物（特許文献３参照）。
特開平０６−２６４４４９号公報特開平０８−２１７５１４号公報特開２００２−２０１０５８号公報

従来、吹付け工法に補修モルタルとして、通常使用されている前記のポリマーセメントモルタルでは、一回の吹付け厚さは４０ｍｍ以下であり、修復深さが深ければ吹付けたモルタルがある程度硬くなってから数回に分割して吹き付けて断面を修復しなければならなかった。特に９０ｍｍ以上の吹付け厚さを確保するためには急結剤を併用する必要があった。
さらに、ポリマーエマルジョンは高価な材料であり、補修モルタル自体のコストも高くなる等の課題があった。また、ポリマーエマルジョンを含まず急結剤を併用する場合は、耐久性能が一般コンクリートに比べ劣るという課題があった。
また、急結剤を併用しない場合、ホルマイト系鉱物やモンモリロナイト系鉱物を配合することでダレやリバウンドが減り厚付け性は良好になるが、補修材料としての耐久性能や、天井面でも安定して９０ｍｍ以上厚付けできる性能を持つ材料がなかった。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の材料を組み合わせることにより、ポリマーエマルジョンを含まず安価で耐久性能に優れ、急結剤を併用しなくても１回の吹き付けで９０ｍｍ以上の厚付けが可能である、吹付け材料及び吹付け工法を完成するに至った。

（１）セメントと、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ、シリカフューム、フライアッシュのいずれか１種以上であるポゾラン微粉末と、ヒドロキシエチルメチルセルロースである高分子増粘剤及びホルマイト系鉱物と、かさ密度０．７ｇ／ｍ^３を越える骨材の砂と、かさ密度０．７ｇ／ｃｍ^３以下の軽量骨材とを含有してなり、セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末３〜２０質量部、高分子増粘剤０．０２〜０．５質量部、ホルマイト系鉱物０．０２〜５質量部、骨材の砂１００〜２６０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を２〜１５質量部である、吹付け材料。
（２）結晶性シリカの含有率が１質量％以下のホルマイト系鉱物を使用することを特徴とする（１）の吹付け材料。
（３）膨張材を含有してなる（１）または（２）の吹付け材料。
（４）収縮低減剤を含有してなる（１）〜（３）のいずれかの吹付け材料。
（５）収縮低減剤が粉末状ポリオキシアルキレン誘導体であり、その一般式がＸ{Ｏ(ＡＯ)ｎＲ}ｍで示され、Ｘが２〜８個の水酸基を有する化合物の残基、ＡＯが炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒが水素原子、炭素数１〜１８の炭化水素基、又は炭素数２〜１８のアシル基、ｎが３０〜１０００、ｍが２〜８で、前記オキシアルキレン基の６０モル％以上がオキシエチレン基である（４）の吹付け材料。
（６）流動化剤及び／又は空気連行剤を含有する（１）〜（５）のいずれかの吹付け材料。
（７）繊維を含有する（１）〜（６）のいずれかの吹付け材料。
（８）凝結促進剤を含有する（１）〜（７）のいずれかの吹付け材料。
（９）（１）〜（８）のいずれかの吹付け材料を用いて１層あたりの吹付け厚さを９０ｍｍ以上とする吹付け工法。
（１０）（１）〜（８）のいずれかの吹付け材料を用いて補修したコンクリート。

本発明では、急結剤を併用しなくても１回の吹付けで厚付けが可能となるから、施工スピードを短縮化できる。膨張材、収縮低減剤、繊維を使用することで、硬化収縮が防止され、大幅にひび割れ発生を低減することができる。また、中性化抵抗性や塩化物イオン浸透抵抗性が良好であり、空気連行剤を併用することで凍結融解抵抗性もより向上できる。さらに、流動化剤、凝結促進剤を併用することでポンプ圧送性やコテ仕上げスピードをより向上することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明で使用するセメントとは、特に限定されるものではないが、ＪＩＳＲ５２１０に規定されている各種ポルトランドセメント、ＪＩＳＲ５２１１、ＪＩＳＲ５２１２、及びＪＩＳＲ５２１３に規定された各種混合セメント、ＪＩＳに規定された以上の混和材混入率で製造した高炉セメント、フライアッシュセメント及びシリカセメント、石灰石粉末等を混合したフィラーセメント、アルミナセメントから選ばれる１種又は２種以上などが挙げられる。

本発明で使用するポゾラン微粉末とは、チクソトロピック性の付与や硬化組織の緻密性を改善するもので、例えば、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ、転炉スラグ等のスラグ類、シリカフューム、フライアッシュ、その他、火山灰に代表される天然ポゾラン活性物質が挙げられる。さらに、塩化物イオン浸透抵抗性の向上効果を考慮すると高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ、これらの混合物の使用が好ましい。
ポゾラン微粉末の粒度は、特に限定されるものではないが、３０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましい。

ポゾラン微粉末の使用量は、セメント１００質量部に対して３〜２０質量部が好ましく、５〜１５質量部がより好ましい。３質量部未満では、チクソトロピック性の付与が不十分であり、２０質量部を越えるとチクソトロピック性が高すぎ流動性を確保することが難しくなる。

本発明で使用する高分子増粘剤とは、モルタルの粘度を調整するものであり、特に限定されるものではないが、一般に水溶性高分子物質と呼ばれているもので、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸やそのナトリウム塩やカリウム塩、及びポリエチレンオキサイド等が挙げられ、モルタルが跳ね返ったり、脱落したりするのを防止したり、圧送時のモルタルの滑りを良くするために使用される。
中でもヒドロキシエチルメチルセルロースが好ましい。ヒドロキシエチルメチルセルロース中のヒドロキシエトキシル基含有量は４〜２０％で、この粉末を２％水溶液となるように熱水に混合後、分散した後、攪拌しながら冷却し３０℃において光の透光度が４５％以上のものが好ましい。このセルロース誘導体は、低温から高温領域の幅広い温度領域においてアルカリ中での溶解性に優れるため粘性付与効果にばらつきがないのが特徴であり、ホルマイト系鉱物と併用した場合、温度に左右されにくい安定的なチクソトロピック性を得ることができる。これに、他の水溶性高分子物質と呼ばれているもので、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース，カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸やそのナトリウム塩やカリウム塩、及びポリエチレンオキサイド等を併用することも可能である。

高分子増粘剤の使用量は、通常、セメント１００質量部に対して０．０２〜０．５質量部であり、０．０５〜０．３質量部がより好ましい。０．０２質量部未満ではモルタルの跳ね返りを低減することが難しく、０．５質量部を越えるとその効果の向上が期待できない場合がある。

本発明で使用するホルマイト系鉱物とは、繊維状の無機鉱物でありチクソトロピック性を付与するものである。例えば、含水マグネシウムアルミニウムシリケートのアタパルジャイトやパリゴルスカイト、含水マグネシウムシリケートのセピオライトが挙げられる。中でも流動性を阻害しにくい点でアタパルジャイトの使用が好ましい。
ホルマイト系鉱物の平均長さは、１〜３ミクロンのものが適度なチクソトロピック性を与える点で好ましい。また、結晶性シリカの含有率が１％以下のホルマイト鉱物を使用することが安全性の点で好ましい。

ホルマイト系鉱物の使用量は、セメント１００質量部に対して０．０２〜５質量部が好ましく、０．０６〜３質量部がより好ましい。０．０２質量部未満では、チクソトロピック性付与が不十分であり、５質量部を越えると流動性を阻害する場合がある。

本発明で使用する骨材の砂は、かさ密度０．７ｇ／ｍ^３を越えるものであり、通常、川、山、及び海から産出する天然骨材、並びにこれらの２種以上を併用した混合骨材等が使用できる。
骨材は施工する現場で混合してもよいが、予めセメントと混合しておく場合は、骨材を乾燥させた乾燥骨材を使用すればよい。

骨材の使用量は、セメント１００質量部に対して５０〜２６０質量部が好ましい。５０質量部未満では吹き付けたときにダレが多くなる場合があり、２６０質量部を越えると跳ね返りが多くなる場合がある。

本発明で使用する軽量骨材は、かさ密度０．７ｇ／ｃｍ^３以下のものであり、吹き付けた直後のダレを防止するためにモルタル密度を低減する目的で使用する。
軽量骨材の種類としては、特に限定されるものではないが、火力発電所から発生するフライアッシュバルーン、シラスシラスバルーン、黒曜石等の天然材料を原料とし焼成した発泡体、廃ガラス等のリサイクル材料を原料とし焼成したものが挙げられ、かさ密度０．７ｇ／ｃｍ^３以下のものであれば使用できる。

軽量骨材の使用量は、砂１００質量部に対して２〜１５質量部が好ましく、４〜１０質量部がより好ましい。２質量部未満では、モルタル密度を十分に低減することができず、１５質量部を越えると流動性に悪影響を与える場合がある。

本発明で使用する膨張材は、モルタルの乾燥による硬化収縮を低減するために使用されるもので、特に限定されるものではないが、アウイン系、カルシウムアルミノフェライト系、石灰系等のものが挙げられる。

膨張材の使用量は、通常、セメント１００質量部に対して１〜１０質量部が好ましく２〜８質量部がより好ましい。１．０質量部未満では硬化収縮を抑制する効果が十分でなく、１０質量部を超えて配合してもその効果の向上が少ない。

本発明で使用する収縮低減剤は、特に限定されるものではないが、ポリオキシアルキレン誘導体が好ましく、その一般式がＸ{Ｏ(ＡＯ)ｎＲ}ｍで示され、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残基、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒは水素原子、炭素数１〜１８の炭化水素基、又は炭素数２〜１８のアシル基、ｎは３０〜１０００、ｍは２〜８であり、オキシアルキレン基の６０モル％以上はオキシエチレン基であるポリオキシアルキレン誘導体からなるものである。
ｎの値が３０未満であると融点が低くなり粉体で使用することが難しくなり、ｎの値が１０００を超えると粘度が高くなり製造が難しくなる。
オキシエチレン基が６０モル％未満であると融点が低くなり粉体で使用することが難しくなり、セメント溶液中での溶解性が悪くなる。

一般式Ｘ{Ｏ(ＡＯ)ｎＲ}ｍにおいて、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残基であるが、水酸基を２〜８個有する化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、スチレングリコール、炭素数８〜１８のアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−ペンタントリオール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ソルバイド、ソルビトールとグリセリンの縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の多価アルコール類、あるいはそれらの部分エーテル化物、又はエステル化物、キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グリコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュークロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレジトース等の糖類、あるいはそれらの部分エーテル化物又はエステル化物等が挙げられる。

一般式Ｘ{Ｏ(ＡＯ)ｎＲ}ｍにおいて、ＡＯで示される炭素数２〜１８のオキシアルキレン基は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、炭素数６〜１８のα−オレフィンオキシド等に由来するもので、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基、炭素数６〜１８のオキシアルキレン基等があり、２種以上が付加しているときは、ブロック状付加でもランダム状付加でもよい。

上記一般式において、Ｒで示される炭素数１〜１８の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、アリル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソセチル基、オクタデシル基、イソステアリル基、オレイル基、ベンジル基、クレジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基、スチレン化フェニル基等が挙げられる。

また、同じくＲで示される炭素数２〜１８のアシル基としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、カプリル酸、２−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸，パルミチン酸、イソパルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸等に由来するアシル基が挙げられる。

収縮低減剤の使用量は、セメント１００質量部に対して１〜１０質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましい。１質量部未満では十分な収縮低減効果が得られず、１０質量部を越えると強度発現が阻害される場合がある。

本発明で使用する流動化剤は、特に限定されるものではないが、メラミン系、ナフタレン系、リグニン系、ポリカルボン酸系のものが挙げられ、モルタルの流動性の調整に使用される。

流動化剤の使用量は、セメント１００質量部に対して０．０２〜０．５質量部が好ましく、０．０６〜０．３質量部がより好ましい。０．０２質量部未満では、流動性を改善する効果が発揮されない場合があり、０．５質量部を越えると、流動性が良すぎ吹付けたときにダレや跳ね返りが多くなる場合がある。
本発明の流動化剤の混合方法は、特に限定されるものではないが、例えば、あらかじめセメントに、またはセメントや水に分散しておくことが好ましい。

本発明で使用する空気連行剤は、練り混ぜたモルタルを軽くして圧送抵抗を低減したり、混入されるエントレインドエアの効果により凍結融解抵抗性をより向上する目的で使用する。空気連行剤の種類としては、特に限定されるものではなく、市販されているものが使用できる。例えば、ヴィンソル等の脂肪酸石鹸類、ポリオキシエチレンアルキルサルフェート等の高級アルコール硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルやポリオキシアルキルフェニルエーテル等のエーテル類、ポリオキシエチレンソルビタンオレェート等のエステルエーテル類、ベタイン類、イミダゾリンベタイン類等が挙げられる。

空気連行剤の使用量は、セメント１００質量部に対して０．０００５〜０．０５質量部が好ましく、０．００１〜０．０２質量部がより好ましい。０．０００５質量部未満では、空気の混入効果が小さく、０．０５質量部を越えると空気混入が多くなりすぎ強度発現性に悪影響を与える場合がある。

本発明では、吹き付けたモルタルの曲げ耐力や初期ひび割れ抵抗性を向上させることを目的に繊維類を配合して使用することが可能である。
繊維の種類としては、ビニロン繊維やプロピレン繊維に代表される高分子繊維類、鋼繊維、ガラス繊維、及び炭素繊維に代表される無機繊維類が挙げられ、特に限定されるものではない。

繊維の使用量は、非収束タイプの場合は、セメントモルタル１ｍ^３に対して、０．１〜１．５容積部が好ましく、０．２〜１．０容積部がより好ましい。０．１容積部未満では曲げ耐力を向上させる効果が発揮されない場合があり、１．５容積部を越えるとモルタルの流動性に悪影響を与える場合がある。収束タイプの場合は、０．０３〜０．５容量部が好ましく０．０５〜０．３容量部がより好ましい。０．０３容量部未満では初期収縮ひび割れを抑制することが難しく、０．５容量部を越えると流動性を悪くする場合がある。繊維の長さは、収束及び非収束タイプ共に、ポンプ圧送性を考慮して３〜４０ｍｍが好ましい。

本発明で使用する凝結促進剤は、モルタルの凝結を促進させるものであり、練り混ぜてモルタルを圧送するのに支障のない程度に凝結を促進させるものである。
凝結促進剤の種類としては、リチウム、ナトリウム、カリウムの炭酸塩、重炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、水酸化物、ギ酸塩、酢酸塩等が挙げられる。これらの中で、モルタルの練り混ぜや圧送に悪影響を与えにくい点でリチウム、ナトリウム、カリウムのケイ酸塩やギ酸塩の使用が好ましい。
凝結促進剤の添加によりモルタルの練り混ぜや圧送に悪影響を与えても、有機酸やリン酸塩等の凝結遅延剤を併用することで改善できるのであれば凝結遅延剤と併用して使用してもよい。

凝結促進剤の使用量は、セメント１００質量部に対して０．１〜１質量部が好ましく、０．２〜０．８質量部がより好ましい。０．１質量部未満では、凝結を促進させる効果が十分に発揮できず、１質量部を越えると、モルタルの練り混ぜや圧送に悪影響を与える場合がある。

本発明では、必要に応じ、消泡剤、撥水剤、抗菌剤等の各種セメント混和剤を併用することが可能である。

本発明の吹付け材料と混合する水量は、モルタルのポンプ圧送性、吹付け性、及び硬化物性を考慮し、通常、骨材とプレミックスされたモルタル１００質量部に対して１０〜２２質量部が好ましく、１２〜１９質量部がより好ましい。１０質量部未満ではモルタルのポンプ圧送できる流動性を確保することが難しく、２２質量部を越えると強度発現性が低下する場合がある。１０〜２２質量部の範囲であれば、流動化剤を併用することでポンプ圧送に適する適度な流動性に調整することができる。

本発明の吹付け材料の施工方法は、吹付け材料と水とを混合し、練り混ぜたモルタルをポンプで圧送し、圧送途中で圧縮空気を合流して吹き付ける方法であれば、吹付けシステムや方法は特に限定されるものではない。

セメント１００質量部に対して骨材の砂１８０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を６質量部、さらに、セメント１００質量部に対して、高分子増粘剤を０．０５質量部、及びポゾラン微粉末を表１に示す量を加え、ドライセメントモルタルを調製した。なお、ポゾラン微粉末は骨材置換した。このドライセメントモルタル１００質量部に対して水を１６．５質量部となるように加えパン型ミキサーで練り混ぜてセメントモルタルとし、フローを測定し、これをスクイズポンプで圧送し、吐出ノズル手前で圧縮空気を合流させて吹き付けて、単位容積質量、圧縮強度、付着強度、リバウンド率、厚付け性、中性化深さ、塩化物イオン浸透深さを測定した。結果を表１に併記する。

（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品
骨材：新潟県青海町産石灰砂乾燥品、最大粒径１．２ｍｍ
軽量骨材：中国産フライアッシュバルーン、かさ密度０．４２ｇ／ｃｍ^３、最大粒子径０．８ｍｍ
高分子増粘剤：ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエトキシ基含有量６％、３０℃の透光度５５％、市販品
ポゾラン微粉末Ａ：高炉水砕スラグ、ブレーン比表面積７５００ｃｍ^２／ｇ、市販品
ポゾラン微粉末Ｂ：高炉徐冷スラグ、ブレーン比表面積８０００ｃｍ^２／ｇ
ポゾラン微粉末Ｃ：ＡとＢの等量混合物
ポゾラン微粉末Ｄ：シリカフューム、市販品
ポゾラン微粉末Ｅ：フライアッシュ、ブレーン比表面積４５００ｃｍ^２／ｇ

（吹付け方法）
５０リットルのパン型ミキサーにドライセメントモルタル５０ｋｇ、水を所定量加え２分間練り混ぜた。練り混ぜたモルタルをホッパー付きのスクイズポンプ（電源１００Ｖ、消費電力０．２ＫＷ、圧送距離：３ｍ、圧送ホース径２５ｍｍ）で圧送し、モルタル吐出口（ノズル径：１０ｍｍ）手前で圧縮空気（０．７ＭＰａ、消費空気量：０．５ｍ^３／ｍｉｎ）を挿入して吹き付けた。

（試験方法）
流動性：ＪＩＳＲ５２０１に規定されているフロー試験を実施した。
単位容積質量：ＪＩＳＡ１１７１に準拠した。
圧縮強度：４×４×１６ｍｍの形枠に吹き付けて採取し、材齢７日、２８日の圧縮強度を測定した。養生は採取後、温度２０℃、相対湿度６０％で所定材齢まで行った。測定はＪＩＳＡ５２０１に準拠した。
付着強度：厚付け性評価で作製した試験体を吹き付けてから３日目にφ５５ｍｍのコアドリルで下地となる側溝ふたの界面より５〜１０ｍｍ削孔し、材齢７日と２８日における付着強度を建研式付着力試験機で測定した。
リバウンド率：天井面に設置したコンクリート製プレキャスト板に２分間吹き付けたときに落下した材料と吹付けに使用した全モルタル量との百分率。
厚付け性：縦４００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚さ６０ｍｍのコンクリート製Ｕ形側溝ふたに厚み９０ｍｍとなるように吹き付けたときの厚付け性を評価した。吹き付けて２４時間後の落下や浮きの有無を確認した。
中性化深さ：ＪＩＳＡ１１７１に準拠した。
塩化物イオン浸透深さ：ＪＩＳＡ１１７１に準拠した。

表１より、本発明において、リバウンド率が低く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

セメント１００質量部に対して骨材の砂を１８０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を６質量部、さらに、セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末Ａを８質量部、高分子増粘剤及び／又はホルマイト系鉱物を表２に示す量を加えこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併記する。

（使用材料）
ホルマイト系鉱物Ａ：アタパルジャイト、結晶性シリカ含有率１％未満、市販品
ホルマイト系鉱物Ｂ：セピオライト、市販品

表２より、本発明において、リバウンド率が低く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末Ａを８質量部、高分子増粘剤を０．０５質量部、実施例２のホルマイト系鉱物Ａを１．０質量部、及び骨材の砂を１００質量部に対して軽量骨材６質量部加え、使用する前記骨材の砂をセメント１００質量部に対して表３に示す量を加えたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に併記する。

表３より、本発明において、リバウンド率が低く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

セメント１００質量部に対して、骨材の砂を１８０質量部、ポゾラン微粉末Ａを８質量部、高分子増粘剤を０．０５質量部、実施例２のホルマイト系鉱物Ａを１．０質量部、及び前記砂１００質量部に対して軽量骨材を表４に示す量を加え、吹付け前のモルタルの単位容積質量を測定したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表４に併記する。

表４より、本発明において、軽量で、リバウンド率が低く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

セメント１００質量部に対して骨材の砂を１８０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を６質量部、さらに、セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末Ａを８質量部、高分子増粘剤を０．０５質量部、実施例２のホルマイト系鉱物Ａを１．０質量部、及び膨張材を表５に示す量を加え、硬化収縮率を測定したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表５に併記する。

（使用材料）
膨張材：カルシウムサルホアルミネート系膨張材、市販品

（試験方法）
硬化収縮率：ＪＨＳ−４１６に準拠して測定した。

表５より、本発明において、硬化収縮率が小さく、リバウンド率が低く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

セメント１００質量部に対して骨材の砂を１８０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を６質量部、さらに、セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末Ａを８質量部、高分子増粘剤を０．０５質量部、実施例２のホルマイト系鉱物Ａを１．０質量部、膨張材を５質量部、及び収縮低減剤を表６に示す量を加えこと以外は実施例５と同様に行った。結果を表６に併記する。

（使用材料）
収縮低減剤：ポリオキシアルキレン誘導体、ＨＯ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_１８９−Ｈ、市販品

表６より、本発明において、硬化収縮率が小さく、リバウンド率が低く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

セメント１００質量部に対して骨材の砂を１８０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を６質量部、さらに、セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末Ａを８質量部、高分子増粘剤を０．０５質量部、実施例２のホルマイト系鉱物Ａを１．０質量部、実施例５の膨張材５を質量部、実施例６の収縮低減剤を３質量部、水を１４質量部、及び流動化剤と空気連行剤を表７に示す量を加え、凍結融解抵抗性を測定し、吹付け前のモルタルの単位容積質量を測定したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表７に併記する。

（使用材料）
流動化剤：メチロールメラミン系流動化剤、市販品
空気連行剤：ポリオキシエチレンアルキルサルフェート系空気連行剤、市販品

（試験方法）
凍結融解抵抗性：ＪＳＣＥ−Ｇ５０１に準拠し、３００サイクル時の相対動弾性係数を求めた。

表７より、本発明において、流動性や凍結融解抵抗性に優れ、リバウンド率が低く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

セメント１００質量部に対して骨材の砂を１８０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を６質量部、さらに、セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末Ａを８質量部、高分子増粘剤を０．０５質量部、実施例２のホルマイト系鉱物Ａを１．０質量部、実施例５の膨張材を５質量部、実施例６の収縮低減剤を３質量部、実施例７の流動化剤を０．１質量部、実施例７の空気連行剤を０．００５質量部、水を１４質量部、及び繊維を表８に示す量を加え、モルタルの初期ひび割れ発生の有無と曲げタフネスを測定したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表８に併記する。

（使用材料）
繊維Ａ：ビニロン繊維、繊維長さ６ｍｍ、繊維径０．０２６ｍｍ、収束タイプ、市販品
繊維Ｂ：ビニロン繊維、繊維長さ６ｍｍ、繊維径０．２ｍｍ、非収束タイプ、市販品

（試験方法）
初期ひび割れ：縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍのコンクリート製平板に厚さ１０ｍｍとなるように吹き付け表面をコテで均し、温度５℃、湿度４０％の環境下で２４時間養生後のひび割れ発生の有無を観察した。
曲げタフネス：ＪＳＣＥＧ５５２に準拠した。養生方法は温度２０℃、湿度６０％の部屋で気中養生した。測定材齢は２８日とした。

表８より、本発明において、初期ひび割れが無く、曲げタフネスに優れ、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

セメント１００質量部に対して骨材の砂を１８０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を６質量部、さらに、セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末Ａを８質量部、高分子増粘剤を０．０５質量部、ホルマイト系鉱物Ａを１．０質量部、実施例５の膨張材を５質量部、実施例６の収縮低減剤を３質量部、実施例８の繊維Ａを０．１質量部、実施例７の流動化剤を０．１５質量部、実施例７の空気連行剤を０．００５質量部、水を１４質量部、及び凝結促進剤を表９に示す量を加え、吹付けたモルタルの始発時間を測定したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表９に併記する。

（使用材料）
凝結促進剤：ケイ酸ナトリウム、市販品

（試験方法）
凝結：ＪＩＳＡ１１４７に準拠してプロクター貫入抵抗値より始発時間を測定した。

表９より、本発明において、始発時間が短く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。

実施例２のヒドロキシエチルメチルセルロースを使用した実験No.2-21の吹付け材料を、練り上がり温度が３５℃となるように温度コントロールしてモルタルミキサーで練り混ぜたとき、フローが１７０となる練混ぜ時間を測定した。また、メチルセルロースを同一添加量加えた吹付け材料についても同様の測定を行った。
その結果、実験No.2-21の吹付け材料は、練混ぜ時間１．５分に対し、メチルセルロースを使用した吹付け材料は５分練り混ぜてもフローが１５９であった。
また、これら吹付け材料を実施例２と同様に吹付けたときのリバウンド率は、実験No.2-21は３．７％であるのに対し、メチルセルロースを使用したものは５．１％であった。

（使用材料）
メチルセルロース：メトキシル基含有率２９．５％、３０℃における光の透光度３９％

本発明の吹付け材料と比較する目的で、一般的なコンクリートの中性化抵抗性と塩化物イオン浸透抵抗性を評価した。コンクリート配合と材齢２８日の圧縮強度を下記に示す。

（配合）
水／セメント比：５４％、細骨材率：４４．５％、セメント：３１２ｋｇ／ｍ^３、水：１６７ｋｇ／ｍ^３、細骨材：７９９ｋｇ／ｍ^３、粗骨材：９８９ｋｇ／ｍ^３

（圧縮強度）
３９．４Ｎ／ｍｍ^２

このコンクリートを実施例１の本発明の吹付け材料と同じ条件で、中性化抵抗性と塩化物イオン浸透抵抗性を測定した結果、中性化深さは５．９ｍｍ、塩化物イオン浸透深さは１２．５ｍｍであり、本発明品と比べ、著しく中性化抵抗性と塩化物イオン浸透抵抗性に劣ることが判った。

本発明では、急結剤を併用しなくても１回の吹付けで厚付けが可能となるから、施工スピードを短縮化できる。膨張材、収縮低減剤、繊維を使用することで、硬化収縮が防止され、大幅にひび割れ発生を低減することができる。また、中性化抵抗性や塩化物イオン浸透抵抗性が良好であり、空気連行剤を併用することで凍結融解抵抗性もより向上できる。さらに、流動化剤、凝結促進剤を併用することでポンプ圧送性やコテ仕上げスピードをより向上することができる。そのため、土木、建築分野での補修工事に幅広く適用できる。

Claims

セメントと、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ、シリカフューム、フライアッシュのいずれか１種以上であるポゾラン微粉末と、ヒドロキシエチルメチルセルロースである高分子増粘剤及びホルマイト系鉱物と、かさ密度０．７ｇ／ｍ^３を越える骨材の砂と、かさ密度０．７ｇ／ｃｍ^３以下の軽量骨材とを含有してなり、セメント１００質量部に対して、ポゾラン微粉末３〜２０質量部、高分子増粘剤０．０２〜０．５質量部、ホルマイト系鉱物０．０２〜５質量部、骨材の砂１００〜２６０質量部、前記砂１００質量部に対して軽量骨材を２〜１５質量部である、吹付け材料。
結晶性シリカの含有率が１質量％以下のホルマイト系鉱物を使用することを特徴とする請求項１に記載の吹付け材料。
膨張材を含有してなる請求項１または２に記載の吹付け材料。
収縮低減剤を含有してなる請求項１〜３のいずれかに記載の吹付け材料。
収縮低減剤が粉末状ポリオキシアルキレン誘導体であり、その一般式がＸ{Ｏ(ＡＯ)ｎＲ}ｍで示され、Ｘが２〜８個の水酸基を有する化合物の残基、ＡＯが炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒが水素原子、炭素数１〜１８の炭化水素基、又は炭素数２〜１８のアシル基、ｎが３０〜１０００、ｍが２〜８で、前記オキシアルキレン基の６０モル％以上がオキシエチレン基である請求項４に記載の吹付け材料。
流動化剤及び／又は空気連行剤を含有する請求項１〜５のいずれかに記載の吹付け材料。
繊維を含有する請求項１〜６のいずれかに記載の吹付け材料。
凝結促進剤を含有する請求項１〜７のいずれかに記載の吹付け材料。
請求項１〜８のいずれかに記載の吹付け材料を用いて１層あたりの吹付け厚さを９０ｍｍ以上とする吹付け工法。
請求項１〜８のいずれかに記載の吹付け材料を用いて補修したコンクリート。