JP4705455B2 - セメントアスファルトモルタル用急硬材及びそれを用いたセメントアスファルトモルタル - Google Patents
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Description
なお、本発明における部や%は特に規定しない限り質量基準で示す。
本発明において、セメントは、3CaO・SiO2含有量が60%以上のものを使用することが、急硬CAモルタルの強度発現性の面から好ましい。
アスファルト乳剤とは、天然に得られる又は石油の蒸留残渣として得られる瀝青物を主成分とするアスファルトの微粒子を、水中に分散させて得られるコロイド液体のことであり、本発明では、瀝青物、例えば、針入度40/60〜200/500程度のストレートアスファルトを主材とし、これに界面活性剤と多価金属塩とを加え、さらに、必要に応じて乳化助剤、分散剤、及び保護コロイドなどを適宜使用して水中に乳化させたものである。
また、本発明では、瀝青物に、ゴムや合成高分子重合体等を添加・混合して、改質した瀝青物を乳化したものを使用することも可能である。
アスファルト乳剤中の瀝青物含有量は、40〜70%が好ましく、55〜65%がより好ましい。40%未満では急硬CAモルタルに粘弾性を与える効果が得られない場合があり、70%を超えると強度の発現が低下する場合がある。
アスファルト乳剤の使用量は用途によって適宜選択することが可能であるが、通常、セメント100部に対して、5〜300部が好ましい。5部未満では急硬CAモルタルに粘弾性を与える効果が得られない場合があり、300部を超えると強度の発現が低下する場合がある。
高分子系乳剤の使用量は用途によって適宜選択することが可能であるが、通常、セメント100部に対して、5〜60部が好ましい。5部未満では脆性や耐候性等を与える効果が得られない場合があり、60部を超えると強度の発現が低下する場合がある。
細骨材の使用量は、セメント100部に対して、30〜300部が好ましく、60〜200部がより好ましい。30部未満では急硬CAモルタルの体積変化が大きく、ひび割れなどが発生する場合があり、300部を超えると細骨材が沈降したり、強度発現が低下する場合がある。
凝結調整剤の使用量は特に限定されるものではないが、通常、セメント100部に対して、0.1〜10部が好ましく、0.5〜5部がより好ましい。0.1部未満ではA液の作業時間確保が困難となる場合があり、10部を超えると凝結遅延効果が大き過ぎ短時間強度発現性が悪くなる場合がある。
消泡剤の使用量は特に限定されるものではないが、セメント100部に対して、0.05〜10部が好ましい。0.05部未満では抱き込み気泡の混入を減少させる効果が得られない場合があり、10部を超えても抱き込み気泡の混入を減少させる効果は向上せず、逆に、急硬CAモルタルの強度発現性に悪影響をおよぼす場合がある。
発泡剤の使用量は、セメント100部に対して、0.001〜0.1部が好ましく、0.005〜0.05部がより好ましい。0.001部未満ではA液がまだ固まらない状態で沈下や収縮するのを抑止する効果が得られない場合があり、0.1部を超えると発泡による膨張が過剰となり、強度の発現が低下する場合がある。
カルシウムアルミネート中のCaO含有量は、20〜70%が好ましく、35〜65%がより好ましい。20%未満では短時間強度が不足する場合があり、70%を超えると凝結時間のコントロールが困難となる場合がある。
カルシウムアルミネートは、結晶質、非晶質いずれも使用可能であるが、非晶質のものが好ましい。
カルシウムアルミネート中にSiO2やMgOなどの成分を含有していても良い。
カルシウムアルミネートの粉末度は、強度発現性を考慮して、ブレーン比表面積値(以下、ブレーン値という)で2,000cm2/g以上が好ましく、4,000〜8,000cm2/gがより好ましい。さらに微粉でも使用可能である。
硫酸カルシウムの使用量は、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部中、10〜80部が好ましく、30〜70部がより好ましい。10部未満では長期強度の発現性が悪くなる場合があり、80部を超えると膨張量が大きくなり過ぎて膨張破壊を起こす場合がある。
カルシウム以外の金属の硫酸塩とは、アルカリ金属、カルシウム以外のアルカリ土類金属、及びアルミニウム、又は、その復塩の硫酸塩を総称するものである。これらの中ではナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、及びアルミニウムの硫酸塩が、短時間強度発現性の面から好ましく、中でも、カリウムを含有する硫酸塩が最も好ましい。その具体例としては、硫酸カリウムやミョウバン類が挙げられる。
硬化促進剤の使用量は、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部に対して、0.5〜10部が好ましく、1〜5部がより好ましい。0.5部未満では短時間強度発現性を向上できない場合があり、10部を超えると凝結調整剤を用いても作業時間の確保が困難となる場合がある。
アルカリ炭酸塩の使用量は、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部に対して、0.5〜10部が好ましく、1〜5部がより好ましい。0.5部未満では短時間強度発現性が向上できない場合があり、10部を超えると凝結調整剤を用いても作業時間の確保が困難となる場合がある。
凝結調整剤の使用量は特に限定されるものではないが、通常、本急硬材100部に対して、0.1〜10部が好ましく、0.5〜5部がより好ましい。0.1部未満ではB液単独の硬化時間が短くなるため作業効率が悪くなる場合があり、10部を超えると凝結遅延効果が大き過ぎ急硬CAモルタルの短時間強度発現性が悪くなる場合がある。
A液やB液の調製方法は特に限定でれるものではないが、例えば、A液は、まず、水、消泡剤、及び凝結調整剤を混ぜ、それにアスファルト乳剤を加え、次に、セメントを、最後に砂と発泡剤を加えてミキサで混合して調製する。また、B液は、例えば、まず、水と凝結調整剤を混ぜ、それに本急硬材を加えてミキサで混合する。このようにして調製したA液とB液は、いずれもポンプでの圧送に必要な流動性と可使時間を持つ流体となる。
A液とB液の配合割合は、A液中のセメント100部に対して、B液中の本急硬材が10〜50部となるようにすることが好ましく、20〜40部となるようにすることがより好ましい。10部未満ではA液の施工後の短時間強度が悪い場合があり、50部を超えると異常膨張が発生する場合がある。注入は、通常、バラスト内に流し込むことにより注入される。
セメント100部、アスファルト乳剤150部、高分子系乳剤30部、細骨材130部、凝結調整剤1部、消泡剤0.3部、発泡剤0.015部、及び水25部を混合し、A液を調製した。
一方、表1に示すカルシウムアルミネートと硫酸カルシウム、並びに、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部に対して、硬化促進剤3部を配合し本急硬材を調製し、本急硬材100部に対して、凝結調整剤1部と水70部を配合してB液を調製した。
調製したA液とB液とを、A液中のセメント100部に対して、B液中の本急硬材が30部となるように混合し、急硬CAモルタルとし、その流動性、可使時間、圧縮強度、及び初期膨張率を測定した。結果を表1に併記する。
セメント :普通ポルトランドセメント、電気化学工業社製
アスファルト乳剤:B乳剤、東亜道路工業社製
高分子系乳剤:SBR系ラテックス、東亜道路工業社製
細骨材 :珪砂8号、東北硅砂社製
凝結調整剤:クエン酸と炭酸カリウムの質量比1:3、試薬1級
消泡剤 :シリコーン系消泡剤、市販品
発泡剤 :アルミニウム粉末、市販品
カルシウムアルミネート:非晶質、主成分12CaO・7Al2O3、ブレーン値6,300cm2/g
硫酸カルシウム:無水石膏、ブレーン値6,000cm2/g、市販品
硬化促進剤:硫酸アルミニウムカリウム、試薬1級
流動性 :JSCEに準じて、J10ロート流下値
可使時間 :J10ロート流下値が12秒を超え、充分な流し込みができなくなった時点
圧縮強度 :モルタルを型枠に詰めて4×4×16cmの供試体を作成し、材齢1時間、1日、及び28日の圧縮強度をJIS R 5201に準じて測定
初期膨張率:材齢1日の膨張率を土木学会「コンクリート標準示方書[規準編]PCグラウトの膨張率試験方法」に従い測定、表中の−は収縮側、+は膨張側を示す
カルシウムアルミネート50部、硫酸カルシウム50部、並びに、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部に対して、表2に示す硬化促進剤とアルカリ炭酸塩を配合して本急硬材を調製し、本急硬材100部に対して、凝結調整剤1部と水70部を配合してB液を調製したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表2に併記する。
アルカリ炭酸塩:炭酸カリウム、試薬1級
セメント100部、アスファルト乳剤150部、高分子系乳剤30部、細骨材130部、消泡剤0.3部、発泡剤0.015部、及び水25部と表3に示す凝結調整剤を混合してA液を調製し、カルシウムアルミネート50部、硫酸カルシウム50部、並びに、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部に対して表3に示す硬化促進剤を配合して本急硬材を調製し、本急硬材100部に対して、凝結調整剤1部と水70部を配合してB液を調製したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に併記する。
セメント100部、アスファルト乳剤150部、高分子系乳剤30部、細骨材130部、凝結調整剤1部、消泡剤0.3部、発泡剤0.015部、及び水25部を混合してA液を調製し、カルシウムアルミネート50部、硫酸カルシウム50部、並びに、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部に対して硬化促進剤3部を配合して本急硬材を調製し、本急硬材100部に対して、凝結調整剤1部と水70部を配合してB液を調製し、A液中のセメントとB液中の本急硬材の割合を表4に示すようにしたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表4に併記する。
Claims (4)
- カルシウムアルミネートと、硫酸カルシウムと、カリウム及びアルミニウムの金属の硫酸塩からなる硬化促進剤とを含有してなり、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部中硫酸カルシウムが5〜70部であり、カルシウムアルミネートと硫酸カルシウムの合計100部に対して硬化促進剤が1〜10部であるセメントアスファルトモルタル用急硬材。
- セメント、アスファルト乳剤、高分子系乳剤、細骨材、凝結調整剤、消泡剤、及び発泡剤と、請求項1記載のセメントアスファルトモルタル用急硬材と、該凝結調整剤とを含有してなり、急硬材100部に対して凝結調整剤0.1〜1部であるセメントアスファルト組成物。
- セメント、アスファルト乳剤、高分子系乳剤、細骨材、凝結調整剤、消泡剤、発泡剤、及び水を含有してなるセメントアスファルトモルタルと、請求項1記載のセメントアスファルトモルタル用急硬材、該凝結調整剤、並びに、水を含有してなる急硬材スラリーとからなり、該セメントアスファルトモルタル中のセメント100部に対して、該急硬材スラリー中の該セメントアスファルトモルタル用急硬材が30〜50部である急硬性セメントアスファルトモルタル。
- 請求項3に記載の急硬性セメントアスファルトモルタルからなる鉄道の軌道用充填材。
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