JP4693456B2 - A grout material for repairing or thickening a concrete structure, and an alkali aggregate reaction prevention construction method using the grout material - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート構造物の補修または増厚用グラウト材及び、当該グラウト材を用いたアルカリ骨材反応防止施工方法に関し、特に、アルカリ骨材反応により劣化したコンクリート構造物を補修または増厚する際に用いられ、アルカリ骨材反応による経年劣化を抑制し、コンクリート構造物に高強度を付与して、耐久性を与えるコンクリート構造物の補修または増厚に用いるグラウト材及び、当該グラウト材を用いたアルカリ骨材反応防止施工方法に関する。 The present invention relates to a grout material for repairing or increasing the thickness of a concrete structure, and an alkali aggregate reaction preventing construction method using the grout material, and in particular, repairing or increasing the thickness of a concrete structure deteriorated by an alkali aggregate reaction. A grout material used for repairing or increasing the thickness of a concrete structure that suppresses aging deterioration due to alkali-aggregate reaction, imparts high strength to the concrete structure, and gives durability, and uses the grout material. The present invention relates to an alkali aggregate reaction prevention construction method.
従来から、コンクリートは、自然環境の下で、時間の経過に従い、次第にその表面から劣化が進行することが広く知られている。
特に、アルカリ骨材反応によるコンクリート構造物の劣化は、コンクリート中に含まれる骨材の種類によってアルカリ骨材反応が生じるためである。
Conventionally, it is widely known that concrete gradually deteriorates from its surface over time in a natural environment.
In particular, the deterioration of the concrete structure due to the alkali aggregate reaction is caused by the alkali aggregate reaction depending on the type of aggregate contained in the concrete.
具体的には、コンクリートの骨材には砂利等が使用されているが、これらの骨材の中には、コンクリート中に含まれるナトリウムやカリウム等のアルカリ金属と反応してアルカリ骨材反応を起こす骨材が存在する。
その結果、コンクリート中に含有される水酸化アルカリと砂や砂利などの骨材との間の化学反応によって生成するアルカリ・シリカゲルが、コンクリート中の余剰水を吸水し、それによって徐々にコンクリート内部が膨張し、かかる膨張圧力がコンクリート構造物の表面にひび割れを発生させ、当該ひび割れから、雨水が浸入したり、塩害を招いたりして、結局コンクリート構造物が劣化してしまい、崩壊させるに至る原因となっているのである。
Specifically, gravel is used for concrete aggregates, but some of these aggregates react with alkali metals such as sodium and potassium contained in concrete to react with alkali aggregates. There is aggregate to wake up.
As a result, the alkali silica gel produced by the chemical reaction between the alkali hydroxide contained in the concrete and the aggregate such as sand and gravel absorbs the excess water in the concrete, thereby gradually The expansion pressure causes the surface of the concrete structure to crack, causing rainwater to enter or causing salt damage from the crack, eventually deteriorating the concrete structure and causing it to collapse It is.
一方、アルカリ金属であるナトリウム及びカリウムは、反応性骨材と反応して吸水膨張する性質を有するが、リチウムはナトリウム及びカリウムより早く反応性骨材と反応し、その反応物質は吸水膨張する性質を有さない。
このためにコンクリート中にリチウムが所定量存在すると、アルカリ骨材反応を防止することができる。
On the other hand, sodium and potassium, which are alkali metals, have the property of reacting with reactive aggregates to absorb water and expand, but lithium reacts with reactive aggregates faster than sodium and potassium, and the reactants absorb and expand water. Does not have.
For this reason, when a predetermined amount of lithium is present in the concrete, the alkali aggregate reaction can be prevented.
リチウムがアルカリ骨材反応を抑制することが知られていることから、亜硝酸リチウムを使用したアルカリ骨材反応によるコンクリートの劣化を解消する方法として、例えば、亜硝酸リチウム水溶液や水酸化リチウム水溶液を、コンクリートの表面に含浸させる方法(特開昭61−256951号公報)や、コンクリートの表面にリチウムを含む水溶液を染み込ませたシートを張り付ける方法(実開昭63−122544号公報)等が提案されている。
しかしながら、コンクリート表面に亜硝酸リチウムなどの水溶液を塗布する方法では、構造物の垂直面や下面では亜硝酸塩の水溶液の塗布が容易ではなく、作業性に劣る。
Since lithium is known to suppress alkali-aggregate reaction, as a method of eliminating concrete deterioration due to alkali-aggregate reaction using lithium nitrite, for example, lithium nitrite aqueous solution or lithium hydroxide aqueous solution can be used. A method of impregnating the concrete surface (Japanese Patent Laid-Open No. 61-256951), a method of attaching a sheet soaked with an aqueous solution containing lithium to the concrete surface (Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-122544), etc. are proposed. Has been.
However, in the method of applying an aqueous solution of lithium nitrite or the like to the concrete surface, it is not easy to apply the aqueous solution of nitrite on the vertical and lower surfaces of the structure, resulting in poor workability.
また亜硝酸塩含有モルタルを用いた、硬化コンクリートの劣化防止方法としては、例えば、特開平1−103970号公報に、亜硝酸リチウムをセメントに対し1〜25質量%添加したセメントペースト、モルタルまたはコンクリートで、硬化コンクリート表面を被覆する技術や、更に、特開平7―61852号公報に、100質量部のポルトランドセメントと、100〜230質量部の高炉水砕スラグ微粉末と、100〜1000質量部の高炉徐冷スラグと、1〜100質量部の亜硝酸リチウムとを含有するセメント組成が提案されている。 In addition, as a method for preventing deterioration of hardened concrete using nitrite-containing mortar, for example, in JP-A-1-103970, cement paste, mortar or concrete in which 1 to 25 mass% of lithium nitrite is added to cement is used. In addition, a technique for coating the surface of hardened concrete, and further, JP-A-7-61852 discloses 100 parts by weight of Portland cement, 100 to 230 parts by weight of ground granulated blast furnace slag, and 100 to 1000 parts by weight of blast furnace. A cement composition containing slowly cooled slag and 1 to 100 parts by mass of lithium nitrite has been proposed.
しかし、特開平1−103970号公報においては、コンクリート表面を被覆するだけであるため、亜硝酸リチウムの量が少なく、コンクリート中に含浸してもアルカリ骨材反応を有効に抑制することはできない。
また、かかるセメント組成物を大面積に使用したとしても、亜硝酸リチウムの含有量が高くなるとセメント組成物の硬化凝結時間が延びるなどの問題点を有し、このため、高濃度に亜硝酸塩を含有したモルタルは、硬化が遅く仕上げ材を塗布するまでに数日を要し、工期が必然的に長期間となる問題がある。
従って、亜硝酸リチウムの塗布量、含有量は制限されている。
更に、特開平7―61852号公報においては、高炉徐冷スラグが必須となっており、また開示されている技術だけでは、流動性が良好で流動性の保持時間も長く、高強度となるグラウト材を製造することができない。
However, in JP-A-1-103970, since only the concrete surface is coated, the amount of lithium nitrite is small, and even if impregnated in concrete, the alkali aggregate reaction cannot be effectively suppressed.
Further, even when such a cement composition is used in a large area, when the content of lithium nitrite is high, there is a problem that the hardening and setting time of the cement composition is extended.For this reason, nitrite is added at a high concentration. The contained mortar has a problem that the curing is slow and it takes several days to apply the finishing material, and the construction period is inevitably long.
Therefore, the coating amount and content of lithium nitrite are limited.
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-61852, blast furnace slow cooling slag is indispensable, and with the disclosed technology alone, a grout that has good fluidity, long fluid retention time, and high strength. The material cannot be manufactured.
これらの方法は、何れもリチウムを、コンクリート表面よりその内部に濃度勾配により、含浸又は拡散させるものである。
しかしながら、リチウムの量が限られているため、コンクリート表面からコンクリート内部にリチウムが浸透する距離は、表面より数cm程度に過ぎず、コンクリート表面付近のリチウムが含浸したコンクリート部分でのアルカリ骨材反応は抑制されるが、部材断面の大きなコンクリート構造物では、リチウムが浸透し難いコンクリート内奥部では、アルカリ骨材反応を有効に抑制することができない。
In any of these methods, lithium is impregnated or diffused from the concrete surface into the interior by a concentration gradient.
However, since the amount of lithium is limited, the distance that lithium penetrates from the concrete surface into the concrete is only a few centimeters from the surface, and the alkali aggregate reaction in the concrete portion impregnated with lithium near the concrete surface. However, in a concrete structure having a large member cross section, the alkali aggregate reaction cannot be effectively suppressed in the inner part of the concrete where lithium does not easily penetrate.
また、アルカリ骨材反応を起こしたコンクリートの表面に、内奥部に達する注入孔を形成した後、注入孔よりリチウム塩又は水酸化リチウムの水溶液からなる抑制剤を加圧注入する方法が特開2002−173380号公報に提案されている。
この、抑制剤を加圧注入する方法は、コンクリート表面に抑制剤を塗布する方法に比べて、抑制剤の浸透は優れるが、特殊な加圧装置と数ヶ月の期間が必要で、実際の補修工事での対応が難しい。
This method of pressure-injecting the inhibitor is superior to the method of applying the inhibitor to the concrete surface, but the penetration of the inhibitor is better, but it requires a special pressure device and a period of several months. Difficult to cope with construction.
本発明の目的は、アルカリ骨材反応を有効に抑制することができ、アルカリ骨材反応により劣化したコンクリート構造物の補修及び増厚における従来の上述したような問題を解決するとともに、コンクリート構造物の劣化個所をはつり取った後、当該はつり箇所に型枠を設け、グラウト材を充填し、コンクリート構造物の現状の断面まで修復、またはコンクリート構造物の増厚をすることができ、大面積でも施工性が良好であり、かつ良好な作業性を有するグラウト材を提供することである。
より具体的には、本発明の目的は、セメント組成物が長期に渡り、アルカリ骨材反応を抑制でき、また施工性に優れ、高強度の材料で劣化コンクリートの補修及び増厚ができるグラウト材を提供することである。
An object of the present invention is to effectively suppress the alkali aggregate reaction, solve the above-described problems in the repair and thickening of a concrete structure deteriorated by the alkali aggregate reaction, and provide a concrete structure. After removing the deteriorated part of the steel plate, it can be provided with a formwork, filled with grout material, restored to the current cross section of the concrete structure, or thickened of the concrete structure. It is to provide a grout material having good workability and good workability.
More specifically, the object of the present invention is to grout the cement composition over a long period of time, which can suppress alkali-aggregate reaction, has excellent workability, and can repair and increase the thickness of deteriorated concrete with a high-strength material. Is to provide.
また、本発明の他の目的は、取り扱いが容易で、上記本発明のグラウト材の特性を有効に発現させることができ、高強度で耐久性の高いコンクリート構造物を得ることができる簡便な、当該コンクリート構造物の補修及び増厚することによるアルカリ骨材反応防止施工方法を提供することである。 In addition, another object of the present invention is easy to handle, can effectively express the characteristics of the grout material of the present invention, and can easily obtain a concrete structure having high strength and high durability. It is to provide a method for preventing alkali aggregate reaction by repairing and increasing the thickness of the concrete structure.
本発明者らは、アルカリ骨材反応を防止する亜硝酸リチウムが高炉スラグ微粉末の水和反応を促進するという特性に着目して研究を重ねた結果、ポルトランドセメント、高炉スラグ微粉と、亜硝酸リチウム、骨材及び特定の2種類の減水剤を含んでアルカリ骨材反応防止用材料を形成することにより、上述の課題を達成したものである。 As a result of repeated research focusing on the property that lithium nitrite that prevents alkali-aggregate reaction promotes the hydration reaction of blast furnace slag fine powder, Portland cement, blast furnace slag fine powder, and nitrite The above-described problems are achieved by forming an alkali aggregate reaction prevention material containing lithium, aggregate, and two specific types of water reducing agents.
本発明のグラウト材は、ポルトランドセメントと、高炉スラグ微粉末と、ナフタリンスルホン酸系減水剤及びメラミン系減水剤と、リチウム塩と、骨材とを含有するものであり、その配合割合は、ポルトランドセメント100質量部に対して、高炉水砕スラグ微粉末を25〜400質量部配合し、前記ポルトランドセメントと高炉水砕スラグ微粉末の合計量100質量部に対して、ナフタリンスルホン酸系減水剤0.1〜1質量部とメラミン系減水剤0.1〜1質量部および骨材100〜300質量部さらには亜硝酸リチウムを固体換算で4〜20質量部配合してなり、J14ロート流下時間(土木学会基準 JSCE−F541−1999)が6〜9秒で、かつ該J14ロート流動性保持時間が30分以上であり、圧縮強度(JIS R 5201)が材齢28日後で44.7N/mm2以上である。 Grout of the present invention, and Portland cement, and blast furnace slag, and naphthalenesulfonic acid-based water reducing agent and a melamine-based water reducing agent, and lithium salts are those containing a aggregate proportion of that is, 25 to 400 parts by mass of blast furnace granulated slag fine powder is blended with 100 parts by mass of Portland cement, and a naphthalene sulfonic acid water reducing agent with respect to 100 parts by mass of the total amount of Portland cement and blast furnace granulated slag fine powder. 0.1 to 1 part by weight, 0.1 to 1 part by weight of melamine water reducing agent, 100 to 300 parts by weight of aggregate, and further 4 to 20 parts by weight of lithium nitrite in terms of solid, J14 funnel flow time (Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-F541-1999) is 6 to 9 seconds, the J14 funnel fluidity retention time is 30 minutes or more, and compressive strength (JIS R 52 44 1) after 28 days the age. 7 N / mm 2 or more.
また、本発明のアルカリ骨材反応防止施工方法は、コンクリート構造物の劣化箇所をはつり取った後、当該はつり箇所に型枠を設け、上記本発明のグラウト材を充填して、コンクリート構造物のコンクリート構造物の補修または増厚する、コンクリート構造物のアルカリ骨材反応を有効に抑制することを特徴とするものである。 In addition, the alkali aggregate reaction prevention construction method of the present invention, after removing the deteriorated portion of the concrete structure, providing a mold at the suspended portion, filling the grout material of the present invention, It is characterized by effectively suppressing the alkali-aggregate reaction of a concrete structure that repairs or thickens the concrete structure.
本発明のグラウト材は、リチウム塩を長期にわたって効率的に拡散・浸透させることにより、アルカリ骨材反応を効果的に抑制することができるとともに、大面積でも施工性が良好であり、かつ良好な作業性を有することができ、本発明のグラウト材は、コンクリート構造物内の鉄筋等の鋼材の防錆効果を有効に発現できるものである。 The grout material of the present invention can effectively suppress the alkali-aggregate reaction by efficiently diffusing and permeating lithium salt over a long period of time, and also has good workability even in a large area. The grout material of the present invention can have workability, and can effectively exhibit the rust preventive effect of steel materials such as reinforcing bars in the concrete structure.
また、本発明のアルカリ反応防止施工方法は、施工方法が簡便で、前記本発明のグラウト材を用いているため、その特性を有効に発現させることができ、コンクリート構造物に優れたアルカリ反応抑制効果を付与できるとともに、高強度で耐久性の高い構造物を得ることができることとなる。 Moreover, since the construction method is simple and uses the grout material of the present invention, the alkali reaction prevention construction method of the present invention can effectively exhibit its characteristics and suppress the alkaline reaction excellent in concrete structures. An effect can be imparted, and a structure having high strength and high durability can be obtained.
本発明を好適な態様によって説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のグラウト材は、ポルトランドセメントと、高炉スラグ微粉末と、ナフタリンスルホン酸系減水剤及びメラミン系減水剤と、亜硝酸リチウムと、骨材とを含有するものであり、ポルトランドセメント100質量部に対して、高炉水砕スラグ微粉末を25〜400質量部配合し、前記ポルトランドセメントと高炉水砕スラグ微粉末の合計量100質量部に対して、ナフタリンスルホン酸系減水剤0.1〜1質量部とメラミン系減水剤0.1〜1質量部および骨材100〜300質量部さらには亜硝酸リチウムを固体換算で4〜20質量部配合してなり、J14ロート流下時間(土木学会基準 JSCE−F541−1999)が6〜9秒で、かつ該J14ロート流動性保持時間が30分以上であり、圧縮強度(JIS R 5201)が材齢28日後で44.7N/mm2以上であるものである。
The present invention will be described by way of preferred embodiments, but is not limited thereto.
The grout material of the present invention contains Portland cement, blast furnace slag fine powder, naphthalene sulfonic acid water reducing agent and melamine water reducing agent, lithium nitrite, and aggregate, and Portland cement 100 parts by mass. In contrast, 25 to 400 parts by mass of granulated blast furnace slag powder is blended, and 0.1 to 1 naphthalene sulfonic acid water reducing agent is added to 100 parts by mass of the total amount of Portland cement and granulated blast furnace slag powder. Mass part, 0.1 to 1 part by mass of melamine-based water reducing agent, 100 to 300 parts by mass of aggregate, and further 4 to 20 parts by mass of lithium nitrite in terms of solid, J14 funnel flow time (JSCE standard JSCE -F541-1999) is 6 to 9 seconds, the J14 funnel fluidity retention time is 30 minutes or more, and the compressive strength (JIS R 5201) is the material age. 44 after 8 days. 7 N / mm 2 or more.
このような構成とすることにより、アルカリ骨材反応で劣化したコンクリート構造物の欠損部修復及び増厚に有効に使用され、効果的にアルカリ骨材反応を抑制でき、施工性も良好であり、また、簡便に使用可能なアルカリ骨材反応防止用グラウト材を得ることができることとなる。 By adopting such a configuration, it is effectively used for repairing and increasing the thickness of defects in concrete structures that have deteriorated due to alkali-aggregate reaction, and can effectively suppress alkali-aggregate reaction, and the workability is also good. Moreover, the grout material for alkali-aggregate reaction prevention which can be used simply can be obtained.
本発明のグラウト材に用いられるポルトランドセメントとしては、水硬性カルシウムシリケート化合物を主体とするポルトランドセメントであればその種類は限定されず、現場の施工条件等を考慮して選定することができ、普通、早強、超層早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩ポルトランドセメントなどの市場で入手できる種々のポルトランドセメントを例示することができる。使用に際しては、これらを単独で、あるいは混合して用いることが可能である。 As the Portland cement used for the grout material of the present invention, the type is not limited as long as it is a Portland cement mainly composed of a hydraulic calcium silicate compound. Examples of various Portland cements available in the market, such as early strength, super-high strength, moderate heat, low heat, and sulfate resistant Portland cement. In use, these can be used alone or in combination.
本発明のグラウト材に用いられる高炉スラグ微粉末としては、通常結合剤として使用される水硬性のものであり、特にその種類は限定されず、市場で入手できる種々の高炉スラグが使用できる。かかる高炉スラグは、前記ポルトランドセメントと混合して用いられ、水和熱の抑制やアルカリ骨材反応の抑制、化学的抵抗性の向上、水密性の向上等の効果が期待されて混合されるものである。
また、グラウト材中に配合される亜硝酸リチウムにより、高炉スラグ微粉末の硬化が促進され、良好な強度発現性を有することとなる。
The blast furnace slag fine powder used in the grout material of the present invention is a hydraulic one that is usually used as a binder, and the type is not particularly limited, and various commercially available blast furnace slag can be used. Such blast furnace slag is used in combination with the Portland cement, and is mixed with anticipation of effects such as suppression of heat of hydration, suppression of alkali-aggregate reaction, improvement of chemical resistance, improvement of water tightness, etc. It is.
Moreover, hardening of blast furnace slag fine powder is accelerated | stimulated by lithium nitrite mix | blended in grout material, and it will have favorable intensity | strength expression.
これは、高炉スラグはガラス質の粉末であり、本発明のグラウト材中では、亜硝酸リチウムに由来のリチウムイオンの刺激により硬化反応が進行し、緻密な組織が形成され、硬化物は高い強度を有する。
その粉末度は、3000〜8000cm2/g、好適には4000〜6000cm2/gであることが好ましく、これは、3000cm2/g未満だと高炉スラグの硬化が遅くなり、8000cm2/g超となると作業性が悪くなるからである。
その配合量は、上記ポルトランドセメント100質量部に対して、高炉スラグ微粉末を25〜400質量部、望ましくは60〜200質量部配合する。
これは、25質量部未満の比率で使用すると、十分な強度を有する硬化物が得られず、一方400質量部超の比率でも、十分な強度を有する硬化物が得られず、硬化時間が長くなる。
This is because blast furnace slag is a vitreous powder, and in the grout material of the present invention, a curing reaction proceeds by stimulation of lithium ions derived from lithium nitrite, a dense structure is formed, and the cured product has high strength. Have
Its fineness is preferably 3000~8000cm 2 / g, preferably a 4000~6000cm 2 / g, which is the curing of blast furnace slag is less than 3000 cm 2 / g is delayed, 8000 cm 2 / g greater This is because workability deteriorates.
The compounding quantity mix | blends 25-400 mass parts of blast furnace slag fine powder with respect to 100 mass parts of the said Portland cement, Desirably 60-200 mass parts is mix | blended.
This is because when it is used at a ratio of less than 25 parts by mass, a cured product having sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, even at a ratio exceeding 400 parts by mass, a cured product having sufficient strength cannot be obtained, and the curing time is long. Become.
本発明のグラウト材に用いられる亜硝酸リチウムは、結晶粉末としても、あるいはその水溶液としても使用することができる。
亜硝酸リチウムは、アルカリ骨材反応を防止する他に、コンクリート構造物中の鋼材の劣化を抑制することができ、高炉スラグ微粉末の硬化を促進させる作用を有する。
当該亜硝酸リチウムは、特に水溶液の形態で用いられることが好ましく、粉末で用いると水分を吸収しセメント成分と水和してしまう恐れがあるからである。
亜硝酸リチウムを水溶液として用いる場合には、亜硝酸リチウムが水溶液中固形分として10〜50質量%程度含有されるように調整されることが望ましい。
The lithium nitrite used in the grout material of the present invention can be used as a crystalline powder or an aqueous solution thereof.
In addition to preventing alkali-aggregate reaction, lithium nitrite can suppress deterioration of the steel material in the concrete structure, and has an effect of promoting hardening of the blast furnace slag fine powder.
The lithium nitrite is particularly preferably used in the form of an aqueous solution, and when used in powder, it may absorb moisture and hydrate with the cement component.
When using lithium nitrite as an aqueous solution, it is desirable to adjust so that lithium nitrite may be contained in an amount of about 10 to 50% by mass as a solid content in the aqueous solution.
また、本発明の目的が達成できる限り、コンクリート面への付着性を向上させるためにポリマーエマルション等を添加するなど、付着性向上に効果のある公知の添加剤、手法を取ることや、界面活性剤、アルコール等の表面張力を低下させる公知の材料を添加することによって施工性を向上させることも可能である。 In addition, as long as the object of the present invention can be achieved, known additives and techniques effective in improving adhesion, such as adding a polymer emulsion to improve adhesion to the concrete surface, and surface activity It is also possible to improve workability by adding a known material that lowers the surface tension such as an agent and alcohol.
当該亜硝酸リチウムの配合量としては、上記セメントと上記高炉水砕スラグの合計100質量部に対して、固形分としての亜硝酸リチウムを4〜20質量部、好ましくは8〜16質量部の割合で配合することが望ましく、これは、20質量部を超えて多量に混入した場合、セメントの水和を遅延し強度発現性が悪くなり、4質量部未満ではリチウム量が少なくアルカリ骨材反応を抑制する効果が低くなり、望ましくないからである。
従って、亜硝酸リチウムを水溶液として用いる際には、その中に含まれる固形分として、前記条件が満足できれば十分であり、その濃度は特に限定されないが、上記したように、通常、作業性の点から10〜50質量%程度、特に20〜40質量%濃度のものを用いればよく、かかる亜硝酸リチウム水溶液は市販の工業製品として入手することが可能である。
As a compounding quantity of the said lithium nitrite, 4-20 mass parts, preferably 8-16 mass parts of lithium nitrite as solid content with respect to a total of 100 mass parts of the said cement and the said blast furnace granulated slag It is desirable to mix in a quantity of more than 20 parts by mass, which delays the hydration of the cement and deteriorates the strength development. This is because the suppressing effect is low and undesirable.
Therefore, when lithium nitrite is used as an aqueous solution, it is sufficient that the above-mentioned conditions are satisfied as the solid content contained therein, and the concentration is not particularly limited. From about 10 to 50% by mass, particularly 20 to 40% by mass, a lithium nitrite aqueous solution can be obtained as a commercial industrial product.
また、本発明のグラウト材には、ナフタリンスルホン酸系減水剤とメラミン系減水剤とを併用して用いられる。
ナフタリンスルホン酸系減水剤の減水効果が大きい長所を利用し、セメントに対して凝結遅延作用があるという短所を補うために、セメントに対して凝結遅延作用がないメラミン系減水剤を併用することで、亜硝酸リチウムを添加しても、流動性が良好で流動性の保持時間も長く、高強度となるグラウト材を作製することができる。
前記ナフタレンスルホン酸系減水剤としては、マイティ100(花王株式会社)、セルフロー(第一工業製薬株式会社)等の市販の任意の減水剤が例示でき、また、メラミン系減水剤としては、シーカメントFF86/100(日本シーカ株式会社)、メルメントF2245(株式会社ピーシーエス)等の市販の任意の減水剤が例示できる。
The grout material of the present invention is used in combination with a naphthalene sulfonic acid water reducing agent and a melamine water reducing agent.
By using the advantages of naphthalene sulfonic acid-based water reducing agents, which have a large water-reducing effect, and to compensate for the disadvantage that they have a setting delay action on cement, the use of a melamine-type water reducing agent that has no setting delay action on cement Even when lithium nitrite is added, it is possible to produce a grout material having good fluidity, long fluidity retention time, and high strength.
Examples of the naphthalenesulfonic acid-based water reducing agent include commercially available water reducing agents such as Mighty 100 (Kao Corporation) and Cellflow (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), and examples of the melamine water reducing agent include Seakament FF86. / 100 (Nippon Sika Co., Ltd.), Melment F2245 (PC S Co., Ltd.) and other commercially available water reducing agents can be exemplified.
その配合量としては、上記セメントと上記高炉スラグの合計100質量部に対して、ナフタレン系スルホン酸系減水剤が0.1〜1質量部、メラミン系減水剤が0.1〜1質量部である。
かかる範囲で配合することにより、亜硝酸リチウムを添加しても、流動性が良好で流動性の保持時間も長く、高強度となるグラウト材を作製することができるからである。
The blending amount is 0.1 to 1 part by mass of the naphthalene-based sulfonic acid-based water reducing agent and 0.1 to 1 part by mass of the melamine-based water reducing agent with respect to 100 parts by mass of the cement and the blast furnace slag. is there.
By blending in such a range, even when lithium nitrite is added, it is possible to produce a grout material having good fluidity, long fluidity retention time, and high strength.
更に、本発明のグラウト材に配合される骨材としては、川砂、山砂、陸砂、砕砂、海砂、珪砂3〜7号等の細骨材やスラグ細骨材等を使用することができる。
当該骨材の配合量は、通常、上記セメントと上記高炉スラグの合計100質量部に対して、100〜400質量部、好ましくは100〜300質量部とすることが、乾燥収縮によるひび割れの低減や強度発現性等の点から望ましい。
Furthermore, as an aggregate mix | blended with the grout material of this invention, it is possible to use fine aggregates, such as river sand, mountain sand, land sand, crushed sand, sea sand, quartz sand No. 3-7, slag fine aggregate, etc. it can.
The amount of the aggregate is usually 100 to 400 parts by mass, preferably 100 to 300 parts by mass, with respect to 100 parts by mass in total of the cement and the blast furnace slag. It is desirable from the standpoint of strength development.
また本発明のグラウト材には、更にセメントモルタルやコンクリートの性状改善の目的で、必要に応じて、他の公知の化学混和剤を添加することも可能である。
かかる混和材としては、例えば、セメント混和用ディスパージョン、増粘剤、収縮低減剤、消泡剤、硬化遅延剤、膨張材等が挙げられる。
In addition, other known chemical admixtures may be added to the grout material of the present invention as necessary for the purpose of improving the properties of cement mortar and concrete.
Examples of such an admixture include a cement admixture dispersion, a thickener, a shrinkage reducing agent, an antifoaming agent, a curing retarder, and an expansion material.
本発明のグラウト材は、原材料である上記セメント、高炉スラグ微粉末、ナフタリンスルホン酸系減水剤、メラミン系減水剤、骨材、亜硝酸リチウム水溶液及び水、必要に応じて上記公知のセメント混和用ディスパージョン、増粘剤、収縮低減剤、消泡剤、硬化遅延剤、膨張材等の混和剤を、上記配合割合で混練して製造することができるものであるが、その混練方法は特に限定されず、前記材料中の一部を予め混合して用いてもよいし、また現場にて全材料を一度に混合してもよい。
特に、セメント、高炉スラグ微粉末、ナフタリンスルホン酸系減水剤、メラミン系減水剤及び骨材や必要に応じて添加される各種混和剤を予め混合し、別途用意された亜硝酸リチウム水溶液及び水に配合して混練する調製方法が、施工現場での配合手間や計量ミスをなくす点から好ましい。
The grout material of the present invention comprises the above-mentioned cement, blast furnace slag fine powder, naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent, melamine-based water reducing agent, aggregate, lithium nitrite aqueous solution and water, and, if necessary, the above-mentioned known cement admixture. Dispersions, thickeners, shrinkage reducing agents, antifoaming agents, curing retarders, expansion agents, and other admixtures can be produced by kneading at the above blending ratio, but the kneading method is particularly limited. Instead, a part of the material may be mixed in advance, or all materials may be mixed at the site at once.
In particular, cement, blast furnace slag fine powder, naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent, melamine-based water reducing agent and aggregates and various admixtures added as necessary are mixed in advance, and separately prepared lithium nitrite aqueous solution and water. The preparation method of mixing and kneading is preferable from the viewpoint of eliminating the mixing effort and measurement errors at the construction site.
また、配合される水の量は、使用する材料の種類や配合により変化させることができるため、一義的に決定されるものではないが、通常、水/セメント比で25〜60質量%が好ましく、特に30〜50質量%が好ましい。
かかる範囲で水を配合することにより、十分な作業性と十分な強度発現性が得られることとなる。
なお、本発明における水/セメント比を算出する際の水には、上記混練水のほかに、亜硝酸リチウム水溶液や、必要に応じて添加されるポリマーディスパージョン中に含まれる水も含むものである。
このようにして得られたアルカリ骨材反応防止材料は緻密な硬化体を形成し、十分にその強度を保持することができる。
Further, the amount of water to be blended can be changed depending on the type and blending of the materials to be used, so it is not uniquely determined, but usually 25 to 60% by mass is preferable as a water / cement ratio. In particular, 30 to 50% by mass is preferable.
By blending water in such a range, sufficient workability and sufficient strength development will be obtained.
In addition, the water for calculating the water / cement ratio in the present invention includes, in addition to the above kneaded water, an aqueous lithium nitrite solution and water contained in a polymer dispersion added as necessary.
The alkali-aggregate reaction-preventing material thus obtained forms a dense hardened body and can sufficiently retain its strength.
本発明のグラウト材を対象とするコンクリート構造物への施工方法は、コンクリート構造物の劣化個所をはつり取った後、当該はつり箇所に型枠を設け、上記本発明のグラウト材を充填して、コンクリート構造物の現状の断面まで修復、またはコンクリート構造物の増厚するものである。当該方法は、大面積でも施工性が良好である。
また、当該グラウト材の施工厚さは、特に限定されず、補修及び増厚する厚さで決定することができるが、通常は20mm〜200mm、好ましくは50mm〜150mmである。
The construction method for the concrete structure intended for the grout material of the present invention, after scraping the deteriorated part of the concrete structure, providing a formwork at the suspended position, filling the grout material of the present invention, It repairs the current cross section of the concrete structure or increases the thickness of the concrete structure. This method has good workability even in a large area.
Moreover, the construction thickness of the grout material is not particularly limited and can be determined by the thickness to be repaired and increased, but is usually 20 mm to 200 mm, preferably 50 mm to 150 mm.
なお、本発明において用いられる各成分の割合(組成)は、使用目的、使用部位、費用対効果等により変化し得るものであり、水分量は施工形態や骨材料、施工性、耐久性など考慮して使用され、その水分量は施工形態や施工性など考慮して使用され、限定されるものではない。 In addition, the ratio (composition) of each component used in the present invention can be changed depending on the purpose of use, the site to be used, cost effectiveness, etc. The moisture content is used in consideration of the construction form and construction properties, and is not limited.
本発明を、次の実施例、比較例及び試験例により説明するが、これらに限定されるものではない。
使用材料
グラウト材を調製し、試験するにあたり、以下の材料を使用した。
・セメント:普通ポルトランドセメント(住友大阪セメント株式会社製)
・高炉スラグ微粉末(商品名:スミットメント、住金鉱化社製)
・ナフタレンスルホン酸系減水剤(減水剤A)(商品名;マイティ100、花王株式会社製)
・メラミン系減水剤(減水剤B)(商品名;シーカメントFF86/100、日本シーカ株式会社製)
・骨材(珪砂4号:5号:6号=1:1:1で混合)
・亜硝酸リチウム水溶液(商品名;リフレα40(亜硝酸リチウム40質量%水溶液)、住友大阪セメント株式会社製)
・凝結遅延剤(商品名;マイルドジェットセッター、住友大阪セメント株式会社製)
・水 水道水
The present invention will be illustrated by the following examples, comparative examples and test examples, but is not limited thereto.
Materials Used The following materials were used in preparing and testing grout materials.
・ Cement: Ordinary Portland cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
・ Blast furnace slag fine powder (trade name: Smitment, manufactured by Sumikin Mineral Co., Ltd.)
・ Naphthalenesulfonic acid-based water reducing agent (water reducing agent A) (trade name: Mighty 100, manufactured by Kao Corporation)
・ Melamine water reducing agent (water reducing agent B) (trade name; Seakament FF86 / 100, manufactured by Nihon Seika Co., Ltd.)
・ Aggregates (silica sand No.4: 5: 6: 1 = 1: 1)
-Lithium nitrite aqueous solution (trade name; Refre α40 (lithium nitrite 40% by weight aqueous solution), manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
-Setting retarder (trade name; mild jet setter, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
・ Water Tap water
比較例1〜3
上記各材料を用い、表1に示す配合割合で、普通セメント、珪砂、亜硝酸リチウム水溶液の各材料を均一に混合し、亜硝酸リチウム水溶液の水を含めて、水/セメント質量比(W/C)が50質量%となるように、水を表1に示す配合量で添加して混練し、モルタルをそれぞれ調製した。
また、JIS R 5201の凝結試験に準じて、各モルタルの凝結時間を測定し、各始発時間の測定結果を表1に示す。
比較例1〜3で得られた各モルタルを、4×4×16cmの型枠を用いて打設し、各モルタルを打設後、比較例1は1日後、比較例2及び3は1週後に脱型し、20℃の水中で水中養生し、各硬化体を得た。
各硬化体について、打設から3日後及び28日後に圧縮強度試験を、JIS R 5201に基づいて実施し、得られた結果を表1に示す。
Comparative Examples 1-3
Using each of the above materials, the materials of ordinary cement, silica sand, and lithium nitrite aqueous solution were uniformly mixed at the blending ratio shown in Table 1, and the water / cement mass ratio (W / Mortars were prepared by adding and kneading water in the blending amounts shown in Table 1 so that C) was 50% by mass.
Moreover, the setting time of each mortar was measured according to the setting test of JISR5201, and the measurement result of each starting time is shown in Table 1.
Each mortar obtained in Comparative Examples 1 to 3 was placed using a 4 × 4 × 16 cm mold, and after placing each mortar, Comparative Example 1 was one day later, Comparative Examples 2 and 3 were one week After demolding, it was cured in water at 20 ° C. to obtain each cured product.
About each hardening body, the compressive strength test was implemented based on JISR5201 3 days and 28 days after casting, and the obtained result is shown in Table 1.
比較例2及び3では、普通セメントに亜硝酸リチウムを多量に加えたので、モルタルを得るために混練している途中で、「こわばり:上記凝結試験で、標準軟度棒が底板から30mmの高さでとどまり、かつ始発に達しない場合」が生じてしまい、均一に混練することができなかった。
また打設3日後でも硬化せず、強度試験を実施することができず、28日強度も低く、強度発現性が悪いことが明らかである。
In Comparative Examples 2 and 3, since a large amount of lithium nitrite was added to ordinary cement, during the kneading in order to obtain mortar, “Stiffness: In the above setting test, the standard soft bar was 30 mm high from the bottom plate. In other words, there was a case where the initial stay was not reached and the initial stage was not reached, and uniform kneading could not be performed.
Moreover, it does not harden even 3 days after placement, the strength test cannot be performed, the 28-day strength is low, and it is clear that the strength development is poor.
比較例4〜6
表2で示す配合割合で、普通セメント、高炉スラグ微粉末、珪砂、亜硝酸リチウム水溶液の各材料を均一に混合し、亜硝酸リチウム水溶液の水を含めて、水/セメント質量比(W/C)が50質量%となるように、水を表2に示す配合量で添加して混練し、モルタルをそれぞれ調製した。
得られた各モルタルの「こわばり」の評価を、比較例2及び3と同様におこない、その混練状態の様子を表2に示す。
また、各モルタルは比較例1〜3と同様にして、打設して養生して硬化させ、圧縮強度を比較例1〜3と同様にして測定し、その結果を表2に示す。
Comparative Examples 4-6
In the blending ratio shown in Table 2, ordinary cement, blast furnace slag fine powder, silica sand, and lithium nitrite aqueous solution are uniformly mixed, and the water / cement mass ratio (W / C) includes the water of the lithium nitrite aqueous solution. ) Was added and kneaded in the blending amounts shown in Table 2 to prepare mortars.
Evaluation of “stiffness” of each obtained mortar was performed in the same manner as in Comparative Examples 2 and 3, and the state of the kneaded state is shown in Table 2.
Further, each mortar was placed, cured and cured in the same manner as in Comparative Examples 1 to 3, and the compressive strength was measured in the same manner as in Comparative Examples 1 to 3, and the results are shown in Table 2.
比較例4〜6のいずれのモルタルも、混練開始後の直後には「こわばり」はないが、比較例4及び5のモルタルは、混練後10〜20分後で「こわばり」が強くなり、作業性が劣ることとなった。
また、比較例6のように、高炉スラグ微粉末を多量に含むものは硬化が遅かった。
比較例4〜6の硬化状態の結果より、高炉スラグ微粉末を適当量配合することで、ある程度硬化状態が改善されることがわかったが、高炉スラグ微粉末の量が少なくても多くても硬化が遅くなってしまうことが明らかである。
None of the mortars of Comparative Examples 4 to 6 has “stiffness” immediately after the start of kneading, but the mortars of Comparative Examples 4 and 5 have a strong “stiffness” after 10 to 20 minutes after kneading. It became inferior.
Moreover, like Comparative Example 6, the one containing a large amount of fine blast furnace slag powder was slow to cure.
From the results of the cured states of Comparative Examples 4 to 6, it was found that the cured state was improved to some extent by blending an appropriate amount of blast furnace slag fine powder, but the amount of blast furnace slag fine powder can be small or large. It is clear that curing will be slow.
比較例7〜11
比較例5の配合割合を基にして、表3で示す配合割合で、普通セメント、高炉スラグ微粉末、珪砂、亜硝酸リチウム水溶液、ナフタリンスルホン酸系(A)減水剤、メラミン系(B)減水剤、凝結遅延剤の各材料を均一に混合し、亜硝酸リチウム水溶液の水を含めて、水/(セメント+高炉スラグ微粉末)質量比(W/C)が36質量%となるように、水を表3に示す配合量で添加して混練し、各グラウト材をそれぞれ調製した。
Comparative Examples 7-11
Based on the blending ratio of Comparative Example 5, ordinary cement, blast furnace slag fine powder, silica sand, lithium nitrite aqueous solution , naphthalene sulfonic acid (A) water reducing agent, melamine (B) water reducing Each material of the agent and the setting retarder is uniformly mixed, and the water / (cement + blast furnace slag fine powder) mass ratio (W / C) including water of the lithium nitrite aqueous solution is 36% by mass. Water was added in the amounts shown in Table 3 and kneaded to prepare each grout material.
得られた各グラウト材の流動性を以下の測定方法により測定し、その結果を表3に示す。
・J14ロート流下時間:土木学会基準 JSCE−F541−1999
・流動性保持時間:J14ロート流下時間が10秒を上回るまでの時間とした。
また、各グラウト材を、比較例1〜6と同様にして、打設して養生させ、硬化させた。
得られた各硬化体の圧縮強度を比較例1〜6と同様にして測定し、その測定結果を表4に示す。
The fluidity of each obtained grout material was measured by the following measuring method, and the results are shown in Table 3.
・ J14 funnel flow time: JSCE- F 541-1999
-Fluidity retention time: The time until the J14 funnel flow time exceeded 10 seconds.
Further, each grout material was placed, cured, and cured in the same manner as in Comparative Examples 1-6.
The compression strength of each obtained cured product was measured in the same manner as in Comparative Examples 1 to 6, and the measurement results are shown in Table 4.
なお、比較例7〜9の圧縮強度は、作業性が劣り、実用に不向きであるので、特に強度を測定しなかった。
The compressive strengths of Comparative Examples 7 to 9 were not particularly measured because the workability was inferior and unsuitable for practical use.
表4より、ナフタリンスルホン酸系(A)減水剤またはメラミン系(B)減水剤のいずれか一方を使用したグラウト材は、初期の流動性は得られるが、短時間で「こわばり」を生じ、作業性に劣る。
また、凝結遅延剤を適量添加することで、前記「こわばり」の発生は解消するが、その圧縮強度発現性は満足できるものではない。
特に、比較例10と比較例11とを比べると、そのなかでも、高炉スラグ微粉末を混合した比較例10のもののほうが、高炉スラグ微粉末を混合していない比較例11よりも、圧縮強度発現性が優れていることがわかる。
From Table 4, the grout material using either one of the naphthalene sulfonic acid type (A) water reducing agent or the melamine type (B) water reducing agent can obtain the initial fluidity, but produces “stiffness” in a short time, Inferior workability.
Further, by adding an appropriate amount of a setting retarder, the occurrence of the “stiffness” is eliminated, but the compressive strength expression is not satisfactory.
In particular, when Comparative Example 10 and Comparative Example 11 are compared, the comparative example 10 in which the blast furnace slag fine powder is mixed is more compressive than the comparative example 11 in which the blast furnace slag fine powder is not mixed. It can be seen that the properties are excellent.
実施例1〜3
表5に示す配合割合で、普通セメント、高炉スラグ微粉末、珪砂、亜硝酸リチウム水溶液、ナフタリンスルホン酸系(A)減水剤、メラミン系(B)減水剤の各材料を均一に混合し、亜硝酸リチウム水溶液の水を含めて、水/(セメント+高炉スラグ微粉末)質量比(W/C)が36質量%となるように、水を表5に示す配合量で添加して混練し、各グラウト材をそれぞれ調製した。
Examples 1-3
In the blending ratio shown in Table 5, ordinary cement, blast furnace slag fine powder, silica sand, lithium nitrite aqueous solution , naphthalene sulfonic acid (A) water reducing agent, melamine (B) water reducing agent are mixed uniformly. Including the water of the lithium nitrate aqueous solution, water was added at the blending amount shown in Table 5 and kneaded so that the water / (cement + blast furnace slag fine powder) mass ratio (W / C) was 36% by mass, Each grout material was prepared.
前記比較例7〜11と同様にして、得られた各グラウト材の流動性(J14ロート流下時間、流動性保持時間)を測定し、その結果を表6に示す。
また、各グラウト材を、比較例7〜11と同様にして(比較例1と同様)、打設して養生させ、硬化させた。
得られた各硬化体の圧縮強度を比較例1と同様にして測定し、その結果も表6に示す。
The fluidity (J14 funnel flow time, fluidity retention time) of each grout material obtained was measured in the same manner as in Comparative Examples 7 to 11, and the results are shown in Table 6.
Further, each grout material was cast, cured, and cured in the same manner as Comparative Examples 7 to 11 (similar to Comparative Example 1).
The compression strength of each obtained cured product was measured in the same manner as in Comparative Example 1, and the results are also shown in Table 6.
表6より、高炉スラグと、ナフタリンスルホン酸系(A)減水剤及びメラミン系(B)減水剤を併用した減水剤とを配合したグラウト材とすることで、良好な初期流動性が得られ、また短時間での「こわばり」も解消できることがわかる。
従って作業性を確保するための凝結遅延剤を配合する必要がないので、硬化および圧縮強度発現性が順調に進行して発現されることができる。
亜硝酸リチウムに関しては、実施例1〜3では、その添加量が多ってなっており、その添加量が増大するにつれて「こわばり」が早く、強度発現性が遅くなるが、材齢28日後での強度発現は優れていることがわかる。
From Table 6, a good initial fluidity can be obtained by using a grouting material containing a blast furnace slag and a water reducing agent in combination with a naphthalenesulfonic acid type (A) water reducing agent and a melamine type (B) water reducing agent, It can also be seen that “stiffness” in a short time can be eliminated.
Accordingly, since it is not necessary to add a setting retarder for ensuring workability, the curing and compressive strength development properties can be smoothly progressed and expressed.
Regarding lithium nitrite, in Examples 1 to 3, the addition amount is large, and as the addition amount is increased, “stiffness” is early and strength development is slow, but after 28 days of age. It can be seen that the strength expression of is excellent.
実施例4〜7
表7に示す配合割合で、普通セメント、高炉スラグ微粉末、珪砂、亜硝酸リチウム水溶液、ナフタリンスルホン酸系(A)減水剤、メラミン系(B)減水剤の各材料を均一に混合し、亜硝酸リチウム水溶液の水を含めて、水/(セメント+高炉スラグ微粉末)質量比(W/C)が36質量%となるように、水を表5に示す配合量で添加して混練し、各グラウト材をそれぞれ調製した。
Examples 4-7
In the blending ratio shown in Table 7, ordinary cement, blast furnace slag fine powder, silica sand, lithium nitrite aqueous solution , naphthalene sulfonic acid (A) water reducing agent, melamine (B) water reducing agent are mixed uniformly, Including the water of the lithium nitrate aqueous solution, water was added at the blending amount shown in Table 5 and kneaded so that the water / (cement + blast furnace slag fine powder) mass ratio (W / C) was 36% by mass, Each grout material was prepared.
前記実施例1〜3と同様にして、得られた各グラウト材の流動性(J14ロート流下時間、流動性保持時間)を測定し、その結果を表8に示す。
また、各グラウト材を、実施例1〜3と同様にして(比較例1と同様)、打設して養生させ、硬化させた。得られた各硬化体の圧縮強度を比較例1と同様にして測定し、その結果も表8に示す。
The fluidity (J14 funnel flow time, fluidity retention time) of each grout material obtained was measured in the same manner as in Examples 1 to 3, and the results are shown in Table 8.
Further, each grout material was placed, cured, and cured in the same manner as in Examples 1 to 3 (similar to Comparative Example 1). The compression strength of each obtained cured product was measured in the same manner as in Comparative Example 1, and the results are also shown in Table 8.
表8から、高炉水砕スラグの量を変化させた種々の配合のグラウト材の試験結果より、高炉スラグ微粉末が少ないと、初期の強度発現は良好であるが、長期での強度増進は小さいことがわかる。
一方、高炉スラグ微粉末が多いと、長期での強度増進は大きいが、初期の強度発現が小さく、高炉スラグ微粉末を80質量%含むグラウト材では、材齢3日後でも十分に硬化していないことがわかる。
From Table 8, from the test results of grout materials with various blends in which the amount of granulated blast furnace slag was changed, when the amount of blast furnace slag fine powder was small, the initial strength development was good, but the strength enhancement in the long term was small. I understand that.
On the other hand, if the amount of blast furnace slag fine powder is large, the strength increase in the long term is large, but the initial strength development is small, and the grout material containing 80% by mass of the blast furnace slag fine powder is not sufficiently cured even after 3 days of age. I understand that.
本発明のコンクリート構造物の補修または増厚用グラウト材は、アルカリ骨材反応を抑制またはアルカリ骨材反応により劣化したコンクリート構造物に適用でき、特に大面積でも施工性が良好でありかつ良好な作業性を有するので、大面積のコンクリート構造物に有効に適用することができる。 The grout material for repairing or increasing the thickness of a concrete structure according to the present invention can be applied to a concrete structure that suppresses alkali aggregate reaction or deteriorates due to alkali aggregate reaction, and has particularly good workability even in a large area. Since it has workability, it can be effectively applied to a large area concrete structure.
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