JP4538199B2

JP4538199B2 - Ｐｃグラウト用混和剤及びセメント系ｐｃグラウト組成物

Info

Publication number: JP4538199B2
Application number: JP2003113536A
Authority: JP
Inventors: 正樹石森; 浩志林; 達雄花田; 承寧呉; 晃大熊
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp; Oriental Shiraishi Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; Oriental Shiraishi Corp
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: JP2004315319A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木、建築分野で使用されるグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物に関し、詳しくは、プレストレストコンクリート（ＰＣ）構造物（以下、ＰＣ構造物と呼ぶ）を製造する際に使用されるＰＣグラウトの材料として好適なグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＣ構造物を製造する工法のひとつとして、コンクリート部材の硬化物に金属やプラスチック製などのシース管を埋め込んでダクトを形成し、ＰＣ鋼材をダクトの中に通した後、緊張させることでコンクリート部材にプレストレスを導入するポストテンション工法がある。ここで、ＰＣ鋼材とコンクリート硬化物との間の一体性を確保することや、腐食から保護する等の目的でダクト内にはグラウト（以下、ＰＣグラウトと呼ぶ）が注入される。
【０００３】
ＰＣグラウトには、材料の分離が無くブリーディングの発生が無いことや、安定して良好な流動性を有し空隙を残さずダクト内に注入できること、ＰＣ鋼材とコンクリート硬化物との間の一体性を確保すること、ＰＣ鋼材を腐食させないこと、十分な圧縮強度を有することなどの性能が求められている。
【０００４】
そして、更に、近年のＰＣ構造物の長大化に対応するためのＰＣグラウトの性能として、材料分離を起こさず（ブリーディングが発生せず）高い流動性を長時間（６０分程度）保持できることが要求されている。また、ＰＣ鋼材とコンクリート部材の硬化物との間の一体性を確保し、かつグラウト硬化体を塩分などから遮断するために、グラウト硬化体を密実かつ低収縮とする必要もある。
【０００５】
そのため、最近では、混和剤として減水剤と有機系増粘剤を使用することにより水量増加を抑え、比較的長い可使時間とブリーディングの発生を防止したノンブリーディングタイプのＰＣグラウトが開発され改良が加えられている。
【０００６】
例えば、石灰石粉末を配合して低粘性とし、流動性の長時間確保を図ったものや（特開平２−１０２１６２号公報）、石灰石粉末とナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物などを主成分とする高性能減水剤及び増粘剤を配合することで（特開平９−３０８５５号公報）、ブリーディングを防止し、かつ流動性も長時間確保するものがある。しかしながら、長大なＰＣ構造物を対象とした場合、いずれの方法も作業性向上及び良好な充填性のために必要である安定して高い流動性を十分に満足するものではなかった。
【０００７】
また、プレミックス型低粘性ＰＣグラウトで、ブリーディングの発生が無く、硬化物の自己収縮を防止しているものも開発されている（特開２００２−２８５１５２号公報）。しかし、これらのＰＣグラウトも含め、これまでのＰＣグラウトにおけるブリーディング試験の多くはポリエチレン袋を用いた「ＰＣグラウトのブリーディング率及び膨張率試験方法（ポリエチレン袋方法）（ＪＳＣＥ−Ｆ５３２−１９９９）」で行われており、この試験方法ではＰＣ鋼材を配するＰＣ構造物へのグラウトの施工時におけるＰＣ鋼材の影響が考慮されていないので、この方法でブリーディングの発生が無い場合であっても、実際にＰＣ鋼材を配するＰＣ構造物にグラウトを圧入施工するとブリーディングが発生するという結果を招くことがあった。このことから、ＰＣ構造物にグラウトを圧入施工する場合には、上記ポリエチレン袋法に代わる方法でグラウトのブリーディング試験を行う必要があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２−１０２１６２号公報
【特許文献２】
特開平９−３０８５５号公報
【特許文献３】
特開２００２−２８５１５２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、近年のＰＣ構造物の長大化に適応可能なＰＣグラウトを得るべく、安定して高い流動性を有し、実際のＰＣ構造物への圧入施工においてもブリーディングの発生が確実に無く、かつ自己収縮の小さいグラウトを得ることができるグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物を提供することを目的とする。より詳細には、ＪＰロートによる流動性試験方法で混練直後の流下時間が５秒未満でかつ６０分経過後の流下時間の増加が２秒未満であるとともに、鉛直管法によるブリーディング試験でもブリーディングが発生せず、材齢２８〜８４日での自己収縮量が−３００×１０^-6未満となるグラウトを得るためのグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決する手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るグラウト用混和剤は、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、有機系収縮低減剤と、増粘剤とからなる。本発明に係るグラウト用混和剤は、ポリカルボン酸系セメント分散剤と有機系収縮低減剤と増粘剤のいずれもが粉末状であって、これらをプレミックスしてなる一材型のものとすると、セメント及び水と該混和剤を混練するだけで簡便に本発明の目的とするグラウトが得られるので好ましい。
【００１１】
グラウト用混和剤として、ポリカルボン酸系セメント分散剤と有機系収縮低減剤と増粘剤とを配合することにより、これを用いたグラウトは、前記目的を満たす安定して高い流動性が得られるとともに、ポリエチレン袋を用いた上記ブリーディング試験方法より厳しい鉛直管法によるブリーディング試験方法でもブリーディングを発生することがない。したがって、実際のＰＣ構造物へのグラウトの圧入施工にあたっても確実にブリーディングの発生を抑制できるとみられる。さらに長大なＰＣ構造物向けのＰＣグラウトとして前記目的を満たす十分に低い自己収縮率も確保することができる。また、水とセメント以外をプレミックス調合し供給する一材型の混和剤タイプとすることで、物流コストの低減や安定した品質のグラウトを製造することができる。
【００１２】
また、本発明は、別の態様として、セメント系グラウト組成物であって、セメントと、上記グラウト用混和剤の構成材料とを含むものである。上記セメントとしては、高い流動性を確保するため等から高ビーライト系セメントが好ましい。また、本発明に係るセメント系グラウト組成物は、水和活性のない無機系微粉末をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物の実施の形態について詳細に説明する。
（グラウト用混和剤）
まず、本発明に係るグラウト用混和剤について説明する。このグラウト用混和剤は、好適には、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、有機系収縮低減剤と、増粘剤とをいずれも粉末状としプレミックスした一材型のものとして得ることができる。
１．使用材料
本発明に係るグラウト用混和剤に配合されるポリカルボン酸系セメント分散剤は、ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする。このような高分子化合物としては、−ＣＯＯＭ基（Ｍは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム又は有機アミンを示す）及びポリアルキレングリコール鎖を有する（メタ）アクリル酸系共重合体、又はポリアルキレングリコールアルケニルエーテル−無水マレイン酸共重合体（ただし、多価金属塩を除く）等が好ましい。ポリアルキレングリコール鎖としては、炭素数２〜４のポリアルキレングリコール鎖が好ましく、より好ましくは−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ（Ｒ^a）Ｏ）_b−で示されるものである。ここで、Ｒ^aは水素原子又はメチル基を示し、ｂは２〜２００が好ましい。このセメント分散剤は主として低水比でも低粘性化による良好な流動性を長時間確保するために使用する。ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とするセメント分散剤は、ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物やメラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物を主成分とする従来の分散剤に比べ、流動化性能及び流動性の保持性が高い。
【００１４】
本発明に係るプレミックスタイプのグラウト用混和剤に用いられる粉末状のセメント分散剤は、ポリアルキレングリコール鎖を有するポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とする液を乾燥粉末化することにより得ることができる。乾燥粉末化は混練攪拌を行いながら実施することが好ましい。なお、乾燥粉末化する前に、上記の液に、亜硫酸塩などの還元性無機化合物と、アミン系化合物などの還元性有機化合物とを添加することが好ましい。これらの各添加量（固形分）は、ポリカルボン酸系高分子化合物の固形分含有量の０．０１〜２．５重量％とすることが好ましい。また、上記の液はｐＨ７〜９に調整しておくことも好ましい。特開２００１−００２７８８号公報に記載の粉末状水硬性組成物用分散剤は、高い減水作用があり、本発明に係るグラウト用混和剤に用いるセメント分散剤として好適である。
【００１５】
本発明に係るグラウト用混和剤に配合される有機系収縮低減剤は、主として自己収縮を抑制しブリーディングの発生を防止するとともに密実な硬化体を形成するために使用する。有機系収縮低減剤を構成する有機系収縮低減成分としては、下記式（Ｉ）で表されるアルキレンオキシド重合物を化学構造の骨格に有するものなどが使用できる。
Ｒ¹Ｏ（ＡＯ）_nＲ² ・・・（Ｉ）
式中、Ｒ¹及びＲ²は、互いに独立して、水素基、アルキル基、フェニル基、シクロアルキル基等であり、Ａは炭素数２〜３の１種のアルキレン基又はランダム若しくはブロック重合させた２種のアルキレン基であり、ｎは２〜２０の整数である。特に、Ｒ²が水素基である有機系収縮低減成分が好適に使用できる（特公昭５９−３４３０号公報に記載のものを含む）。
【００１６】
本発明に係るグラウト用混和剤にこのような有機系収縮低減剤を配合し、プレミックス品として調製するには、有機系収縮低減剤は吸油性を有する無機系又は有機系の粉状体に、液状の有機系収縮低減成分を予め含浸させ、粉末状の形態にした粉状物とすればよい。無機系の粉状体としては、繊維状マグネシウムオキサイド等、有機系の粉状体としては、フェノール樹脂等を用いることができる（特開平２−１６４７５４号公報に記載のものを含む）。
【００１７】
本発明で用いる上記有機系収縮低減剤は、通常セメント硬化体の乾燥収縮を低減するために使用されている混和剤である。一般に、セメント硬化体の乾燥収縮は、乾燥によるメニスカスの形成により硬化体の毛細管中に引張応力が生じ、これが硬化体に弾性的な体積収縮を引き起こすとされている。また、有機系収縮低減剤は、硬化体空隙中の水の表面張力を低下させる作用があり、これにより毛細管中の引張応力が低下し、収縮量が低減されると考えられている。自己収縮の発生機構は、水和の進行に伴う自己乾燥により、硬化体の毛細管中に引張応力が生じて体積が収縮すると考えられるため、有機系収縮低減剤の添加は、自己収縮の低減にも効果がある。
【００１８】
本発明に係るグラウト用混和剤には、さらに増粘剤を配合してなる。増粘剤としては、セルロース系高分子化合物を主成分とするものが好ましい。例えば、９０ＭＰ−４Ｔ（松本油脂製薬株式会社製）やメトローズ９０ＳＨ（信越化学工業株式会社製）などである。これらは通常粉末状で市販されているのでプレミックス品にも適用できる。
【００１９】
２．各使用材料の配合割合
本発明に係るグラウト用混和剤を１００重量％とする各材料の配合割合としては、ポリカルボン酸系分散剤は３．０〜４０．０重量％が好ましく、有機系収縮低減剤は４０．０〜９５．０重量％が好ましく、増粘剤は０．１〜４０．０重量％が好ましい。また、本発明に係るグラウト用混和剤を実際の施工にあたって用いる際には、セメント又はセメントと混和材との合計１００重量部に対して０．３〜４．４重量部を添加することが好ましい。なお、「混和材」の語は、本明細書中で、本発明に係る「グラウト用混和剤」以外のものを表す語として用いている。なおまた、このような混和材については、後にセメント系グラウト組成物について説明する際に説明する。
【００２０】
ここで、本発明に係るグラウト用混和剤の個々の各構成成分と、セメント又はセメントと混和材との合計に対する好適な添加割合についても説明する。
ポリカルボン酸系セメント分散剤の添加割合は、混合するセメント又はセメントと混和材との合計１００重量部に対し、０．０５〜０．４０重量部が好ましく、より好ましくは０．１０〜０．３０重量部である。添加割合を０．０５〜０．４０重量部の範囲にすることで、ブリーディングを生じることなく、低水比でも良好な流動性を確保することができる。
【００２１】
有機系収縮低減剤の添加割合は、セメント又はセメントと混和材との合計１００重量部に対し、０．２〜４．０重量部が好ましく、より好ましくは０．４〜２．５重量部である。添加割合を０．２〜４．０重量部の範囲とすることで、グラウトの収縮を低減して密実な硬化体が形成でき、ＰＣ鋼材とコンクリート部材との一体性も良好に確保することができる。
【００２２】
増粘剤の添加割合は、セメント又はセメントと混和材との合計１００重量部に対し、０．００５〜０．２０重量部が好ましく、より好ましくは０．０１〜０．１０重量部である。添加割合を０．００５〜０．２０重量部の範囲とすることで、流動性に影響を与えることなくブリーディングの発生を抑えられる。
【００２３】
３．製造方法その他
グラウト用混和剤は、上記の使用材料が全て粉末状である場合には、例えば、工場で従来通りの方法で既調合（プレミックス）して袋詰めなどの一材型の形態で施工現場に供給することができる。そして、施工現場にて、グラウト用混和剤をミキサを用いてセメント及び水等と混練して、グラウトを製造する。グラウト用混和剤の量に対して混合するセメントの量は非常に多いので、このようにグラウト用混和剤とセメントとを別々に施工現場に供給することで、物流コストなどのコストを低減することができる。また、施工現場にてグラウト用混和剤の各構成材料をいちいち計量する必要がなくなるので、作業性が向上するととも、安定した品質のグラウトを製造することができる。なお、該グラウト用混和剤がプレミックス一材型でない場合は混練ミキサにセメントや水を投入する時に各々を投入する。この際、液状の有機系収縮低減剤を用いるときは、予めこれを混練水に混ぜて用いることが好ましい。
【００２４】
（セメント系グラウト組成物）
次に、本発明に係るセメント系グラウト組成物について説明する。このセメント系グラウト組成物は、好適には、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、有機系収縮低減剤と、増粘剤と、セメントとをプレミックスしたものとして得ることができる。すなわち、上記説明したプレミックスしてなる一材型のグラウト用混和剤あるいはこれの粉末状構成材料の各々とセメントとを混合して得ることができる。
１．使用材料
本発明に係るセメント系グラウト組成物は、セメントの他、前記グラウト用混和剤と同様に、ポリカルボン酸系セメント分散剤と、有機系収縮低減剤と、増粘剤を必須成分とする。これらについては既に説明したので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２５】
本発明に係るセメント系グラウト組成物の必須成分であるセメントとしては、普通ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、ハイフローセメント等の高ビーライト系セメントなどを使用することができる。その中でも、高い流動性を確保するとともにグラウト硬化体の自己収縮を低減してひび割れ等の発生を防止するため、高ビーライト系セメントを使用することが好ましい。高ビーライト系セメントとは、普通ポルトランドセメントの主成分であるエーライトの含有量を減らし、中庸熱ポルトランドセメントより更にビーライト含有量を多くして、水和熱を一層低くした低熱ポルトランドセメントをいう。高ビーライト系セメントとしては、ビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ₂）を４０重量％以上含有するものが好適に使用できる。特に、ビーライト含有量が５０重量％以上であり、ブレーン比表面積が４５００ｃｍ²／ｇ以下のものがより好ましい。低粘性化して高い流動性を長時間確保するために好適だからである。
【００２６】
本発明に係るセメント系グラウト組成物は、セメントに加え、必要に応じて混和材を含むことができる。混和材としては、特に、水和活性のない無機系微粉末が好ましい。このような水和活性のない無機系微粉末を添加することで、得られるグラウト中の塩化物イオン量を低減させることができるとともに、自己収縮量をより低減させる効果があり、グラウトの品質を向上させることができる。水和活性のない無機系微粉末としては、例えば、石灰石微粉末、珪石微粉末などを使用することができる。
【００２７】
本発明に係るセメント系グラウト組成物は、上記成分以外の他の成分、例えば、防錆剤、消泡剤、膨張剤などを必要に応じて適宜含むものであっても良い。
【００２８】
２．各使用材料の配合割合
ポリカルボン酸系セメント分散剤、有機系収縮低減剤、及び増粘剤については、前記グラウト用混和剤と同様の配合割合であり、かつこれらの成分のセメント又はセメントと混和材との合計に対する配合割合もグラウト用混和剤に関する前記した説明を援用できるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２９】
セメントと混和材の配合割合は、重量比で、セメント／混和材＝５０／５０〜９５／５の割合で配合することが好ましい。この配合割合であれば、高い流動性と分離抵抗性に優れたグラウトを製造することができる。より好ましいセメントと混和材の配合割合は、重量比でセメント／混和材＝７０／３０〜９０／１０である。なお、この配合割合は、セメント又はセメントと混和材の混合物に、施工現場で本発明に係るグラウト用混和剤を混合する場合にも適用される。
【００３０】
３．製造方法その他
セメント系グラウト組成物は、上記の使用材料が全て粉末状である場合には、例えば、工場で従来通りの方法で既調合（プレミックス）して袋詰めなどの形態で施工現場に供給することができる。そして、施工現場でミキサを用いて水等と混練して、グラウトを製造する。このように、使用材料のいずれも粉末状のものを用いれば施工現場では水を添加するだけで良いので施工がより簡便になる。ここで使用されるミキサは特に限定されるものではなく、一般にグラウト製造で使用されている混練機なら何れのものを用いて行ってもよく、例えば、グラウトミキサ、パン型ミキサ、二軸練りミキサ、ハンドミキサなどを使用することができる。得られたグラウトは、従来の注入方法によりダクトなどに注入され、その後に硬化する。
【００３１】
グラウトを得るためセメント系グラウト組成物に配合する水の量は、グラウトの流動性やブリーディング防止性能、また、硬化後の寸法安定性の観点から、セメント又はセメントと混和材との合計１００重量部に対して、３９重量部未満が好ましく、より好ましくは２９〜３５重量部である。水の配合量を３９重量部未満とすることで、ブリーディングを発生することなく、高強度を確保することができる。ただし、水の配合量が２９重量部未満の場合、良好な流動性の確保が難しくなる場合がある。なお、この水の配合割合は、セメント又はセメントと混和材の混合物に、施工現場で本発明に係るグラウト用混和剤を混合する場合にも適用される。
【００３２】
【実施例】
以下、試験例に基づいて本発明に係るグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３３】
〔使用材料〕
・セメント
セメントとしては普通ポルトランドセメント、高ビーライト系セメントを用いた。これらの化学成分及び粉末度（比表面積）を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
・水和活性の無い無機系微粉末（混和材）
水和活性の無い無機系微粉末として、商品名：Ａフィラー（主成分：石灰石微粉末）（明星セメント株式会社製）（略号：ＬＳ）を使用した。
【００３６】
・ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とするセメント分散剤
ポリカルボン酸系高分子化合物を主成分とするセメント分散剤として、商品名：コアフローＮＦ−１００（主成分：ポリカルボン酸基含有多元ポリマー）（太平洋セメント株式会社製）（略号：ＳＰ）を用いた。なお、このセメント分散剤は、以下の製造方法により製造した。メタクリル酸ナトリウム５４モル％、メタリルスルホン酸ナトリウム７モル％、メチルアクリレート８モル％、メトキシポリ(ｎ＝４０)エチレングリコールメタクリルレート１６モル％並びにメトキシポリ(ｎ＝２３)エチレングリコールメタクリルレート１５モル％を重合させてなる分子量１１９００の高分子化合物を主成分とする固形分濃度４５％の水溶液各８００gに、ｐＨ調整のために１０重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液７５．２gを加えて常温で約３分間撹拌し、次いで、亜硫酸ソーダ及びトリエタノールアミンを、高分子化合物の固形分１００重量部に対して各０．５重量部添加し３分間撹拌した。これを処理容積が１Ｌのニーダー型混練撹拌機に入れて温度９０℃、３０ｔｏｒｒの減圧下で混練しながら濃縮・乾燥を行った。得られた粉粒体を粉砕機で粉砕し、分級して粒径５０〜５００μmの粉末（ＳＰ）を製造した。尚、該粉末の含水率は２．１重量％であった。
【００３７】
・有機系収縮低減剤
有機系収縮低減剤として、粉末状の収縮低減剤である商品名：テトラガードＰＷ（主成分：オキシアルキレンアルキルエーテル、有効成分：６０％）（太平洋マテリアル株式会社製）（略号：ＴＧ）を使用した。
【００３８】
・増粘剤
増粘剤として、商品名：ＳＥＢ−０４Ｔ（主成分：ヒドロキシエチルメチルセルロース）（信越化学工業株式会社製）（略号：ＭＣ）を使用した。
・水
水として水道水を使用した。
【００３９】
・従来のＰＣグラウト用混和剤
従来のＰＣグラウト用混和剤として、セルロースエーテルとメラミンスルホン酸ホルマリン高縮合物を主成分とする市販の混和剤（略号：ＳＥＭ）を使用した。
【００４０】
〔グラウトの製造〕
水を除く各材料を、表２に表す配合量となるようにあらかじめプレミックスし、さらにセメントと混和材の合計１００重量部に対して水を所定量加え、ハンドミキサ（回転数１１００ｒｐｍ）で５分間混練して、試験例１〜１９のグラウトを製造した。
【００４１】
【表２】

【００４２】
〔試験方法〕
得られたグラウトについて以下の試験を実施した。その結果を表３に示す。
▲１▼流動性
ＪＰロート流下時間測定方法
土木学会基準「ＰＣグラウト試験方法（ＪＳＣＥ−Ｆ５３１−１９９９）」に準じてＪＰロート流下時間を混練直後、３０分後及び６０後に測定した。ロートの排出口の内径は１４ｍｍのものを使用した。
【００４３】
▲２▼ブリーディング率
ブリーディング率測定方法
ブリーディング率は以下の２つの方法を用いて測定した。
＜ポリエチレン袋方法＞
土木学会基準「ＰＣグラウトのブリーディング率及び膨張率試験方法（ポリエチレン袋方法）（ＪＳＣＥ−Ｆ５３２−１９９９）」に準じて材齢３時間でのブリーディング率を測定した。
【００４４】
＜鉛直管法＞
アメリカの「ＰＴＩ（Post-Tensioning Institute）のグラウト基準」に準じてブリーディング率の測定を行った。以下に図１を参照してこの鉛直管法による試験方法を説明する。
図１に示すように、先ず、１０００ｍｌメスシリンダ（φ６８ｍｍ）１０に混練直後のグラウト１を８００ｍｌ注入した。次に、メスシリンダ１０の中心に、７本より線のＰＣ鋼より線（φ１２．７ｍｍ）２０を１本挿入した。ＰＣ鋼より線２０は、中心に穴が設けられたゴム製キャップ１２を用いてメスシリンダ２０に固定した。材齢３時間でメスシリンダ１０内におけるブリーディング水３の有無を確認し、ブリーディング水３が発生していた場合、ピペットを用いてブリーディング水３の水量を測定した。そして、以下の式にてブリーディング率（％）を算出した。なお、１試験例あたり、ＰＣ鋼より線２０を挿入した供試体３体と、比較用のＰＣ鋼より線２０を挿入しない供試体１体の合計４体について測定を行った。
ブリーディング率（％）＝（ブリーディング水の高さ）／（グラウトの高さ）
【００４５】
▲３▼塩化物イオン
塩化物イオン量測定方法
商品名：カンタブ（低濃度品）（財団法人国土技術センター評価品）を用いて、グラウト中の塩化物イオン量を測定した。以下にカンタブを用いた塩化物イオン量の測定方法を説明する。
試験例１〜１９の各グラウトをさらに水で２倍に希釈した後、これにカンタブを差し込んだ。カンタブの湿気指示部がオレンジ色から暗青色に変わった後、グラウト材からカンタブを取り出した。そして、カンタブの毛細管部分（塩化物感知部分）において、茶褐色から白色に変わった部分の目盛り値を読み取った。この読み取った値からカンタブ製品に記載されている係数を用いて、グラウト材１ｍ³当りの塩化物イオン量（ｋｇ／ｍ³）を算出した。
【００４６】
▲４▼自己収縮
自己収縮量測定方法
「ＪＩＳＲ６２０２−１９９７付属書１（膨張材のモルタルによる膨張性試験方法）」で規定される型枠と拘束器具を使用して試験体を成型した。材齢２４時間で脱型した後、試験体の水分の出入りが無いようアルミ箔粘着テープでシールし、付属書に準じた方法で試験体の測長（基長）を行った。その後、材齢２８日、５６日及び８４日で測長を行い、各材齢における測長値の基長に対する変化割合（×１０^-6）を自己収縮量として算出した。
【００４７】
【表３】

【００４８】
表３に示すように、試験例１〜１８では、混練直後のＪＰロート流下時間が５秒未満で、かつ６０分経過後の流下時間の増加が２秒未満であり、良好な充填性を確保するために必要である安定して高い流動性を得ることができた。また、これら試験例は、ポリエチレン袋方法及び鉛直管法によるブリーディング率が０．０％であり、分離防止性能も良好であった。さらに、材齢２８〜８４日での自己収縮量が−３００×１０^-6未満であり、ひび割れなどが生じる危険が少なく、ＰＣ鋼材とコンクリート部材との間の一体性を確保することができる。また、試験例４は塩化物イオン量が０．０３ｋｇ／ｍ³であったのに対し、試験例１２及び１３は塩化物イオン量が０．２３及び０．０１９ｋｇ／ｍ³であり、石灰石微粉末を混入することにより、グラウト中の塩化物イオン量を３０％程度低減することができるとともに、自己収縮量も小さくすることができた。
【００４９】
一方、従来のＰＣグラウト用混和剤を用いた試験例１９は、混練直後のＪＰロート流下時間が７秒以上で、かつ６０分経過後の流下時間の増加も４秒以上であり、安定して高い流動性を得ることはできず、また、鉛直管法でブリーディングが発生するとともに、自己収縮量も−４００×１０^-6以上となり、いずれの試験においても良好な結果を得ることはできなかった。
【００５０】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明によれば、安定して高い流動性を有し、実際のＰＣ構造物へのグラウト圧入施工にあたってブリーディングの発生が確実に無く、かつ自己収縮の小さいグラウトを得ることができるグラウト用混和剤及びセメント系グラウト組成物を提供することができる。
【００５１】
詳しくは、混練直後のＪＰローと流下時間が５秒未満で、６０分経過後の流下時間の増加が２秒未満となるので、従来用いられてきたグラウトに比べて、高い流動性を安定して長時間確保することができ、長大なＰＣ構造物や鋼材が過密に配置されている部位に対しても、低い注入圧で短時間に注入工事を行うことができる。また、実際のＰＣ構造物へのグラウト圧入施工状況に近いＰＣ鋼より線を配置した鉛直管法による分離抵抗性試験においてもブリーディングが生じない。したがって、実際のＰＣ構造物へのグラウト圧入施工にあたって、これまで以上に確実にブリーディングの発生を防止できる。これらのことにより、ＰＣ鋼材とコンクリート部材との間の一体性を確保することができるので、ＰＣ構造物の耐久性を向上させることができる。さらに、水／結合材比が低い場合でも自己収縮が−３００×１００^-6未満と小さいため、ひび割れ等の発生が少ない硬化体を形成でき、ＰＣ鋼材を腐食から保護することもできる。
【００５２】
加えて、水とセメント以外を調合し供給する一材型のグラウト用混和剤とすることで、コストの低減を図ることができるとともに、安定した品質のグラウトを製造することができる。また、混和材として水和活性のない無機系微粉末を混和することにより、グラウト中の塩化物イオン量を低減するとともに、自己収縮量を小さくでき、グラウトの品質をより好ましくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鉛直管法によるブリーディング率測定試験方法の概要を示す模式図である。
【符号の説明】
１グラウト
３ブリーディング水
１０メスシリンダ
１２キャップ
２０ＰＣ鋼より線

Claims

ポリカルボン酸系セメント分散剤と、有機系収縮低減剤と、増粘剤とからなるＰＣグラウト用混和剤であって、ＰＣグラウト用混和剤を１００重量％として、ポリカルボン酸系分散剤が３．０〜４０．０重量％、有機系収縮低減剤が４０．０〜９５．０重量％、増粘剤が０．１〜４０．０重量％であるＰＣグラウト用混和剤。
請求項１において、ポリカルボン酸系セメント分散剤と有機系収縮低減剤と増粘剤のいずれもが粉末状であって、これらをプレミックスしてなる一材型のＰＣグラウト用混和剤。
セメント又はセメントと混和材と、
ポリカルボン酸系セメント分散剤と、有機系収縮低減剤と、増粘剤とからなるＰＣグラウト用混和剤と
を含むセメント系ＰＣグラウト組成物であって、セメント又はセメントと混和材との合計１００重量部に対して、ＰＣグラウト用混和剤が０．３〜４．４重量部であり、ＰＣグラウト用混和剤を１００重量％として、ポリカルボン酸系分散剤が３．０〜４０．０重量％、有機系収縮低減剤が４０．０〜９５．０重量％、増粘剤が０．１〜４０．０重量％であり、このセメント系ＰＣグラウト組成物に水を加えて混練した際に、ＪＳＣＥ−Ｆ５３１−１９９９に準じて測定した混練直後のＪＰロート流下時間が５秒未満で、かつ６０分経過後の流下時間の増加が２秒未満である流動性を有し、鉛直管法によるブリーディング試験でブリーディング率が０．０％であるセメント系ＰＣグラウト組成物。
上記セメントが低熱ポルトランドセメントである請求項３に記載のセメント系ＰＣグラウト組成物。
上記混和材が水和活性のない無機系微粉末である請求項３又は４に記載のセメント系ＰＣグラウト組成物。