JP6258697B2 - 速硬性グラウト組成物 - Google Patents
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Description
速硬性グラウト材は、実施工おいて、石油缶などの数L〜20L程度の金属製缶に所要の水とともに投入されハンドミキサで混練され製造されることが多く、混練後、充填完了まで5分程度要することも多い。本発明者らの検討によって、過酸化物質を使用した速硬性グラウト材において、材齢5分における膨張量に対し、材齢24時間における膨張量がマイナス、即ち収縮することがあることが分かった。
本発明は、速硬性のグラウト材としたときに、材齢5分の初期膨張量に対し材齢24時間の初期膨張量が大きい、即ち、材齢24時間においても充分な膨張性(無収縮性)が付与できる速硬性グラウト組成物を提供することを課題とする。
〔1〕セメント、カルシウムアルミネート類、石膏、過炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム及び凝結遅延剤を含有し、前記セメント、カルシウムアルミネート類及び石膏の合計量100質量部に対し、炭酸ナトリウムの含有量が0.3〜1.2質量部、過炭酸ナトリウムの含有量が0.03〜0.2質量部であり、炭酸ナトリウム以外の炭酸アルカリ金属塩の含有量が、炭酸ナトリウム1質量部に対して0〜0.6質量部である速硬性グラウト組成物。
〔2〕更に、減水剤及び骨材から選ばれる1種又は2種以上を含有する〔1〕記載の速硬性グラウト組成物。
〔3〕凝結遅延剤の含有量が、セメント、カルシウムアルミネート類及び石膏の合計量100質量部に対し、0.05〜0.3質量部である〔1〕又は〔2〕記載の速硬性グラウト組成物。
〔4〕更に、炭酸カリウム及び炭酸リチウムから選ばれる1種又は2種の炭酸アルカリ金属塩を含有する〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の速硬性グラウト組成物。
本発明によれば、グラウト材としたときに、充分な無収縮性、流動性、速硬性を備える速硬性グラウト組成物が得られる。
本発明においてカルシウムアルミネート類の含有量は、速硬性及び可使時間との両立の点から、特に低温での性状を考慮するとセメント100質量部に対して15〜85質量部が好ましく、より好ましくは、20〜80質量部とする。
本発明の速硬性グラウト組成物中の凝結遅延剤の含有量は、セメント、カルシウムアルミネート類及び石膏の合計量100質量部に対して、初期強度発現性及び可使時間確保の点から、0.05〜0.3質量部が好ましく、0.10〜0.2質量部がより好ましい。
本発明において、炭酸ナトリウムの含有量は、セメント、カルシウムアルミネート類及び石膏の合計量100質量部に対し、0.3〜1.2質量部である。0.3質量部未満では、初期膨張量即ち無収縮性が不充分となる虞があり、1.2質量部を超えると可使時間が短く、充填作業がし難い虞がある。より好ましくは、0.3〜1.0質量部であり、最も好ましくは0.3〜0.6質量部である。
本発明において、減水剤の含有量は、流動性の確保及び材料分離又は強度低下防止の点から、セメント、カルシウムアルミネート類及び石膏の合計量100質量部に対し、0.01〜1質量部が好ましく、0.1〜0.5質量部がより好ましい。
本発明において、骨材の含有量は、発熱量を下げる効果及び流動性の確保の点から、セメント、カルシウムアルミネート類及び石膏の合計量100質量部に対し、50〜250質量部が好ましく、より好ましくは、100〜200質量部である。
セメントとカルシウムアルミネート類と石膏(結合材)の合計量100質量部に対し、過炭酸ナトリウム0.08質量部、アルカリ金属炭酸塩0.6質量部、遅延剤0.16質量部、減水剤0.35質量部、消泡剤0.02質量部、細骨材100質量部を乾式混合することで、速硬性グラウト組成物を作製した。このときのカルシウムアルミネート類の含有量はセメント100質量部に対し26質量部とし、石膏の含有量はセメント100質量部に対し20質量部とした。使用材料を以下に示した。
<使用材料>
・セメント:普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
・石膏:II型無水石膏(ブレーン比表面積:7100cm2/g)
・カルシウムアルミネート類:アルミナセメント(主成分:CaO・Al2O3)
・過炭酸ナトリウム:過炭酸ナトリウム(市販品)
・アルカリ金属炭酸塩a:炭酸ナトリウム(試薬 関東化学社製)
・アルカリ金属炭酸塩b:炭酸リチウム(試薬 関東化学社製)
・アルカリ金属炭酸塩c:炭酸カリウム(試薬 関東化学社製)
・遅延剤:クエン酸(試薬 関東化学社製)
・減水剤:ナフタレンスルホン酸系高性能減水剤(市販品)
・消泡剤:サンノプコ社製消泡剤(市販品)
・細骨材:珪砂(最大粒度:2.5mm、F.M.:2.80)
・流動性試験
土木学会基準JSCE−F 541−2010「充てんモルタルの流動性試験方法(案)」に従い、J14漏斗を用いて、混練直後の流下時間を測定した。
・初期膨張率試験
混練後直ちに直径50mm、高さ100mmの型枠に成型し、上部表面に直径40mm、高さ1.5mmのプラスチック板を置き、非接触センサーにて成型直後から24時間までの長さ変化測定を行い、材齢5分と材齢24時間の測定値を読み取り、材齢5分の初期膨張量に対し材齢24時間の初期膨張量が大きいものを良好(○)、小さいものを不良(×)と評価した。
・可使時間
速硬性グラウト材は多くは緊急工事等のグラウト工事に用いられることから、充填作業が可能な時間、つまり可使時間として、長時間は必要ないが5分間以上は必要である。そこで、JIS A 1147「コンクリートの凝結試験方法」に準じて、作製した速硬性グラウト材の始発時間を測定した。作製した速硬性グラウト材は速硬性の為、始発時間の直前まで充填作業が可能であることから、始発時間を可使時間として評価し、始発時間で5分以上であるものを良好(○)、この範囲から外れるものを不良(×)と評価した。
・圧縮強度
土木学会基準JSCE−G 505−2010「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法(案)」に準じて、材齢3時間における圧縮強度を測定した。供試体の寸法は、直径50mm、高さ100mmとした。また、養生は20℃の恒温槽内で、材齢直前まで型枠のまま湿潤養生とした。
炭酸ナトリウムを使用し、表2に示す量の過炭酸ナトリウムを使用したこと以外は実施例1と同様に品質評価試験を行った。
表3に示す量のアルカリ金属炭酸塩を使用したこと以外は実施例1と同様に品質評価試験を行った。
炭酸ナトリウムを含んでいないアルカリ金属炭酸塩を用いた配合No.2およびNo.3の速硬性グラウト材は、初期膨張性(無収縮性)が不良(×)の評価であった。
Claims (4)
- セメント、カルシウムアルミネート類、石膏、過炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム及び凝結遅延剤を含有し、前記セメント、カルシウムアルミネート類及び石膏の合計量100質量部に対し、炭酸ナトリウムの含有量が0.3〜1.2質量部、過炭酸ナトリウムの含有量が0.03〜0.2質量部であり、炭酸ナトリウム以外の炭酸アルカリ金属塩の含有量が、炭酸ナトリウム1質量部に対して0〜0.6質量部である速硬性グラウト組成物。
- 更に、減水剤及び骨材から選ばれる1種又は2種以上を含有する請求項1記載の速硬性グラウト組成物。
- 凝結遅延剤の含有量が、セメント、カルシウムアルミネート類及び石膏の合計量100質量部に対し、0.05〜0.3質量部である請求項1又は2記載の速硬性グラウト組成物。
- 更に、炭酸カリウム及び炭酸リチウムから選ばれる1種又は2種の炭酸アルカリ金属塩を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の速硬性グラウト組成物。
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