JP6924632B2 - Road repair material - Google Patents
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Description
本発明は、道路補修材に関する。 The present invention relates to a road repair material.
近年、重車輌化や交通量の増加に伴い、アスファルト道路の路面損傷でポットホール
(穴)が生じると、人の通行の妨げになったり、車両のタイヤやホイールを傷つける原因
となるため、アスファルト道路に生じたポットホールを補修する必要がある。
In recent years, asphalt roads have become heavy vehicles and traffic volume has increased, and if potholes are created due to road surface damage on asphalt roads, they may obstruct the passage of people or damage the tires and wheels of vehicles. Potholes on the road need to be repaired.
従来の道路補修材としては、アスファルト系補修材として、加熱アスファルト補修材や常温硬化型アスファルト補修材が知られている。常温硬化型アスファルト補修材は、常温施工が可能で、施工後、早期に高い強度が発現するアスファルト混合物として提案されている(特許文献1)。セメント系補修材としては、セメント、カルシウムアルミネート、石膏、細骨材と、セメント用ポリマーを配合した急硬性のモルタル補修材が提案されている(特許文献2、3、4)。いずれも道路を通行止めにして30分以内の短時間に補修する必要があるため、短時間の強度発現性が高い補修材が求められる。例えば、土木材料仕様書、東京都建設局の簡易ポットホール走行試験の規格では、3mm沈下時の走行回数が30回以上となっており、満足するには材齢30分の圧縮強度を1N/mm2以上にすることが望ましい。また、一般的なアルファルト舗装材の長期の圧縮強度は15N/mm2程度であるが、セメント系補修材は、短時間強度を高めるために、ポルトランドセメントを主材として、水セメント比を下げた配合のモルタルを使用する。そのため、アルファルト舗装材に比べて長期強度が三倍程度高くなり、舗装全体が均一に磨り減らないで、セメント系補修材で補修した部分が残って欠けたり、剥離して飛散することがあり、人や車両の通行に支障がでやすい。そこで、長期に過度な強度が発現しない補修材が提案されている(特許文献5)。また、予め製造したモルタルを車両で運搬し、小分けにしたモルタルに急結材を添加して速効性モルタルを製造することが提案されている(特許文献6)。しかしながら、道路に出来たポットホールのサイズが小さくて点在していると、モルタルの小分けに手間がかかったり、傾斜の道路を補修する場合、ポットホールに充填したモルタルが流れて傾斜面を平滑に補修ができないという課題があった。 As conventional road repair materials, heated asphalt repair materials and room temperature curing type asphalt repair materials are known as asphalt-based repair materials. A room temperature curing type asphalt repair material has been proposed as an asphalt mixture that can be constructed at room temperature and exhibits high strength at an early stage after construction (Patent Document 1). As the cement-based repair material, a hard-hardening mortar repair material containing cement, calcium aluminate, gypsum, fine aggregate, and a polymer for cement has been proposed (Patent Documents 2, 3, and 4). In both cases, it is necessary to close the road and repair in a short time within 30 minutes, so a repair material having high strength development in a short time is required. For example, according to the civil engineering material specifications and the standard of the simple pothole running test of the Tokyo Metropolitan Government Bureau of Construction, the number of running times when sinking 3 mm is 30 times or more. It is desirable to make it mm 2 or more. In addition, the long-term compressive strength of general Alfalto pavement materials is about 15 N / mm 2 , but cement-based repair materials use Portland cement as the main material and lower the water-cement ratio in order to increase the strength for a short time. Use a mortar with a different composition. Therefore, the long-term strength is about three times higher than that of Alfalto pavement material, and the entire pavement is not evenly worn, and the part repaired with the cement-based repair material may remain and chip or peel off and scatter. , It is easy to obstruct the passage of people and vehicles. Therefore, a repair material that does not exhibit excessive strength for a long period of time has been proposed (Patent Document 5). Further, it has been proposed to transport a pre-produced mortar by vehicle and add a quick-setting material to the divided mortar to produce a fast-acting mortar (Patent Document 6). However, if the size of the potholes formed on the road is small and scattered, it takes time to subdivide the mortar, and when repairing a sloping road, the mortar filled in the potholes flows and smoothes the sloping surface. There was a problem that it could not be repaired.
従来のセメント系補修材は、短時間材齢の圧縮強度は高いが、長期材齢の圧縮強度が舗装材の圧縮強度より過剰に高くなり、アスファルト舗装材との強度差が大きくなって、補修した部分が残って欠けたり、剥離したりして飛散する等、人や車両の通行に支障がでやすいという課題があった。また、小さなポットホールが道路に点在する場合や、傾斜した道路を補修する場合は、補修に手間がかかり、道路を長時間通行止めにする必要があった。
本発明は、上記課題を解決し、作業者の手を汚さないで簡単にポットホールにモルタルを充填でき、速効性で短時間強度が高くても、長期強度が抑制され、舗装材との付着性が良好な道路補修材を提供する。
Conventional cement-based repair materials have high compressive strength for short-term material age, but the compressive strength for long-term material age is excessively higher than the compressive strength of pavement material, and the strength difference from asphalt pavement material becomes large, resulting in repair. There is a problem that the passage of people and vehicles is likely to be hindered, such as the remaining part remaining and chipping or peeling off and scattering. In addition, when small potholes are scattered on the road or when repairing a sloping road, the repair takes time and it is necessary to close the road for a long time.
The present invention solves the above problems, allows the pothole to be easily filled with mortar without soiling the hands of the operator, and even if the pothole is fast-acting and has high strength for a short time, long-term strength is suppressed and adhesion to the pavement material is suppressed. Provide road repair materials with good properties.
即ち、本発明は、(1)セメント、ガラス化率が70%以上、CaO/Al2O3モル比が1.5〜2.3、ブレーン比表面積が3000cm2/g以上であるカルシウムアルミネート、石膏、アルカリ土類金属水酸化物、可塑剤、無機微粉末及び骨材を含有してなるプレミックス材料、並びに、ポリマーラテックスからなる道路補修材(2)さらに、一つの袋の中に仕切りを設けて、(1)のプレミックス材料とポリマーラテックスを別々に詰め、使用する直前に仕切りを外して混合し、道路の補修箇所に充填することを特徴とする補修方法である。 That is, the present invention is, (1) cement, vitrification ratio of 70% or more, calcium aluminate is CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 1.5 to 2.3, Blaine specific surface area of 3000 cm 2 / g or more Premixed material containing plaster, alkaline earth metal hydroxide, plasticizer, inorganic fine powder and aggregate, and road repair material made of polymer latex (2) Further, a partition in one bag The repair method is characterized in that the premix material of (1) and the polymer latex are separately packed, the partition is removed and mixed immediately before use, and the repaired portion of the road is filled.
本発明によれば、速硬性で短時間圧縮強度が高く、長期材齢の圧縮強度がアスファルト舗装材と同程度で、かつ、接着性の良好な道路補修材が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a road repair material having fast hardness, high short-time compressive strength, long-term compressive strength comparable to that of asphalt pavement material, and good adhesiveness.
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明では、特に断わらない限り、部や%はすべて質量基準である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, all parts and% are based on mass unless otherwise specified.
本発明に使用するセメントとしては、通常市販されている普通、早強、中庸熱、及び超早強等の各種ポルトランドセメントや、これら各種ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した各種混合セメントなどが挙げられ、これらを微粉末化して使用することも可能である。 The cement used in the present invention includes various commercially available Portland cements such as ordinary, early-strength, moderate-heat, and ultra-fast-strength, and various mixed cements obtained by mixing these various Portland cements with fly ash, blast furnace slag, and the like. It is also possible to use these as fine powders.
本発明に使用するカルシウムアルミネートは、カルシア原料とアルミナ原料などを混合して、キルンで焼成するか、あるいは、電気炉で溶融、冷却して得られるCaOとAl2O3とを主成分とする水和活性を有する物質の総称であり、硬化時間が早く、初期強度発現性が高い材料である。
本発明のカルシウムアルミネートとしては、例えば、アルミナセメントよりも短時間で硬化し、その後の初期強度発現性が高い点から、カルシア原料とアルミナ原料の混合物を溶融後に急冷した非晶質カルシウムアルミネートの使用が好ましい。
本発明のカルシウムアルミネートのCaOとAl2O3とのモル比(CaO/Al2O3モル比)は、1.5〜2.3が好ましく、2.0〜2.1がより好ましい。1.5未満では硬化に時間を要し、一方、2.3を超えると硬化が早過ぎる場合がある。
The calcium aluminate used in the present invention contains CaO and Al 2 O 3 as main components, which are obtained by mixing a calcia raw material and an alumina raw material and firing them in a kiln, or melting and cooling them in an electric furnace. It is a general term for substances having hydration activity, and is a material having a fast curing time and high initial strength development.
The calcium aluminate of the present invention is, for example, an amorphous calcium aluminate in which a mixture of a calcia raw material and an alumina raw material is melted and then rapidly cooled because it is cured in a shorter time than alumina cement and has a high initial strength development property thereafter. Is preferred.
The molar ratio of CaO of the calcium aluminate of the present invention to Al 2 O 3 (CaO / Al 2 O 3 molar ratio) is preferably 1.5 to 2.3, more preferably 2.0 to 2.1. If it is less than 1.5, it takes time to cure, while if it exceeds 2.3, it may cure too quickly.
本発明のカルシウムアルミネートの成分であるCaOやAl2O3以外にSiO2が含まれる場合があるが、SiO2含有量は10%以下であることが短時間材齢での強度発現性の点から好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。10%を超えると硬化時間が長く、低温時に固まらない場合がある。
本発明のカルシウムアルミネートには、SiO2の他に、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化チタン、酸化鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等が一部含まれても良く、特に限定されるものでない。
本発明のカルシウムアルミネートのガラス化率は、反応活性の面で70%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。70%未満であると短時間材齢の強度発現性が低下する場合がある。
SiO 2 may be contained in addition to CaO and Al 2 O 3 which are the components of the calcium aluminate of the present invention, but the SiO 2 content should be 10% or less for the strength development at short-term age. From the point of view, it is preferable, and more preferably 5% or less. If it exceeds 10%, the curing time is long and it may not harden at low temperature.
In addition to SiO 2 , the calcium aluminate of the present invention includes alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, titanium oxide, iron oxide, alkali metal halides, alkaline earth metal halides, alkali metal sulfates, etc. And alkaline earth metal sulfate and the like may be partially contained, and the present invention is not particularly limited.
The vitrification rate of the calcium aluminate of the present invention is preferably 70% or more, more preferably 90% or more in terms of reaction activity. If it is less than 70%, the strength development of short-time material age may decrease.
カルシウムアルミネートのガラス化率の測定は、加熱前のサンプルについて粉末X線回折法により結晶鉱物のメインピーク面積Sを予め測定し、その後1000℃で2時間加熱後、1℃/分の冷却速度で徐冷し、粉末X線回折法による加熱後の結晶鉱物のメインピーク面積S0を求め、S0及びSの値を用い、次の式でガラス化率χを算出する。
ガラス化率χ(%)=100×(1−S/S0)
To measure the vitrification rate of calcium aluminate, the main peak area S of the crystalline mineral is measured in advance by powder X-ray diffraction method for the sample before heating, and then heated at 1000 ° C. for 2 hours and then cooled at 1 ° C./min. The main peak area S 0 of the crystalline mineral after heating by the powder X-ray diffraction method is obtained, and the vitrification rate χ is calculated by the following formula using the values of S 0 and S.
Vitrification rate χ (%) = 100 × (1-S / S 0 )
本発明のカルシウムアルミネートの粒度は、短時間材齢の強度発現性の面で、ブレーン比表面積値3000cm2/g以上が好ましく、5000cm2/g以上がより好ましい。3000cm2/g未満であると、短時間材齢の強度発現性が低下する場合がある。 The particle size of the calcium aluminate of the present invention, in terms of strength development of short ages, higher Blaine specific surface area 3000 cm 2 / g is preferable, 5000 cm 2 / g or more is more preferable. If it is less than 3000 cm 2 / g, the strength development of short-term material age may decrease.
本発明の石膏としては、半水石膏と無水石膏が挙げられ、短時間材齢の強度発現性の面から無水石膏が好ましい。弗酸副生無水石膏や天然無水石膏が使用できる。石膏を水に浸漬させたときのpHは、pH8以下の弱アルカリから酸性のものが好ましい。pHが高い場合、石膏成分の溶解度が高くなり、短時間材齢の強度発現性を阻害する場合がある。ここでいうpHとは、石膏/イオン交換水=1/100の希釈スラリーの20℃におけるpHを、イオン交換電極等を用いて測定したものである。 Examples of the gypsum of the present invention include hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum, and anhydrous gypsum is preferable from the viewpoint of developing strength for a short period of time. Hydrous acid by-product anhydrous gypsum and natural anhydrous gypsum can be used. The pH when the gypsum is immersed in water is preferably weakly alkaline to acidic with a pH of 8 or less. When the pH is high, the solubility of the gypsum component becomes high, which may hinder the strength development of short-term material age. The pH referred to here is the pH of a diluted slurry of gypsum / ion-exchanged water = 1/100 measured at 20 ° C. using an ion-exchange electrode or the like.
本発明の石膏の粒度は、ブレーン比表面積値で3000cm2/g以上が好ましく、5000cm2/g以上が、短時間材齢の強度発現性と適正な作業時間が得られる点からより好ましい。
本発明に使用する石膏の使用量は、カルシウムアルミネート100部に対して、40〜150部が好ましい。40部未満では、作業時間が取れなくなり、強度発現性が低下する場合がある。一方、150部を超えると作業時間は十分に取れるが、短時間材齢の強度が得られない場合がある。
The particle size of the gypsum of the present invention is preferably 3000 cm 2 / g or more in Blaine specific surface area value, 5000 cm 2 / g or more, more preferably from the viewpoint of the strength development and proper working time of short ages obtained.
The amount of gypsum used in the present invention is preferably 40 to 150 parts with respect to 100 parts of calcium aluminate. If the number of parts is less than 40, the working time may not be obtained and the strength development may be lowered. On the other hand, if the number of parts exceeds 150, the working time can be sufficiently taken, but the strength of the short-time material age may not be obtained.
カルシウムアルミネートと石膏からなる急硬材料の使用割合は、セメント100部に対して、20〜150部が好ましい。20部未満では、短時間材齢の強度発現性が低下する場合がある。一方、150部を超えても短時間材齢の強度が得られない場合がある。 The ratio of the hard-hardening material composed of calcium aluminate and gypsum is preferably 20 to 150 parts with respect to 100 parts of cement. If it is less than 20 parts, the strength development of short-time material age may decrease. On the other hand, even if it exceeds 150 parts, the strength of the short-time material age may not be obtained.
本発明で使用するアルカリ土類金属水酸化物とは、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムであり、特に限定されるものではない。一般的には、水酸化カルシウムが好ましい。
本発明のアルカリ土類金属水酸化物の使用割合は、特に限定されるものではないが、カルシウムアルミネートと石膏の合計100部に対して1〜10部が好ましく、3〜7部がより好ましい。アルカリ土類金属水酸化物が1未満では短時間材齢の強度発現性が低くなる場合があり、一方、10部を超えると、硬化体表面にエフロレッセンスが発生しやすく、膨張し易くなり好ましくない。
The alkaline earth metal hydroxide used in the present invention is calcium hydroxide and magnesium hydroxide, and is not particularly limited. Generally, calcium hydroxide is preferred.
The proportion of the alkaline earth metal hydroxide used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 parts, more preferably 3 to 7 parts, based on 100 parts in total of calcium aluminate and gypsum. .. If the amount of the alkaline earth metal hydroxide is less than 1, the strength development of the short-time material age may be low, while if it exceeds 10 parts, efflorescence is likely to occur on the surface of the cured product and it is easy to expand, which is preferable. No.
本発明で使用する可塑剤は、練り上げたモルタルに大きな可塑性を与え、坂道にできたポットホールの補修時に、斜面からモルタルが流れ出ないで平滑に仕上げることを可能にする。具体的には、粉末硫酸アルミニウム、更にはベントナイト、セピオライト、ゼオライトなどの粘土鉱物を1種又は2種以上、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することができる。
本発明の可塑剤の使用割合は、特に限定されるものではないが、粉末硫酸アルミニウムの場合は、カルシウムアルミネート、石膏の合計100部に対して1〜5部が好ましく、2〜4部がより好ましい。1部未満ではモルタルの可塑性が弱くなる場合があり、一方、5部を超えると可塑性が強くなり過ぎて、プレミックス材料とポリマーラテックスを練混ぜる時に粘性が上がり過ぎて袋内での練混ぜができにくく、ポットホールに充填できにくい場合がある。また、ベントナイト等の粘土鉱物の場合は、カルシウムアルミネート、石膏の合計100部に対して1〜20部が好ましく、5〜10部がより好ましい。1部未満ではモルタルの可塑性が弱くなる場合があり、20部を超えると可塑性が強くなりすぎて、プレミックス材料とポリマーラテックスを練混ぜる時に粘性が上がり過ぎて袋内での練混ぜができにくく、ポットホールに充填できにくい場合があり、短時間材齢の強度発現性が低下する場合がある。
The plasticizer used in the present invention imparts great plasticity to the kneaded mortar, and makes it possible to finish the mortar smoothly without flowing out from the slope when repairing a pothole formed on a slope. Specifically, powdered aluminum sulfate, and one or more clay minerals such as bentonite, sepiolite, and zeolite can be used as long as the object of the present invention is not substantially impaired.
The proportion of the plasticizer used in the present invention is not particularly limited, but in the case of powdered aluminum sulfate, 1 to 5 parts is preferable with respect to 100 parts in total of calcium aluminate and gypsum, and 2 to 4 parts are preferable. More preferable. If less than 1 part, the plasticity of the mortar may be weakened, while if it exceeds 5 parts, the plasticity becomes too strong, and when the premix material and the polymer latex are kneaded, the viscosity becomes too high and the kneading in the bag becomes too strong. It may be difficult to fill the pot hole. In the case of clay minerals such as bentonite, 1 to 20 parts are preferable, and 5 to 10 parts are more preferable, based on a total of 100 parts of calcium aluminate and gypsum. If it is less than 1 part, the plasticity of the mortar may be weakened, and if it exceeds 20 parts, the plasticity becomes too strong, and when the premix material and the polymer latex are kneaded, the viscosity becomes too high and it is difficult to knead in the bag. , It may be difficult to fill the pot hole, and the strength development of short-term material age may decrease.
本発明では無機微粉末として、石灰石微粉末やフライアッシュ、および高炉スラグ微粉末が使用できる。無機微粉末の粒子径の上限は、150μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、80μm以下であることが最も好ましい。150μmを越えると、短時間材齢の強度発現性が低下する場合がある。また、無機微粉末の粒子径の下限に特に制限はなく、1μm又はそれ以下の粒子が存在していてもよい。無機微粉末の平均粒径は、特に限定されるものではないが、10〜80μmが好ましい。 In the present invention, limestone fine powder, fly ash, and blast furnace slag fine powder can be used as the inorganic fine powder. The upper limit of the particle size of the inorganic fine powder is preferably 150 μm or less, more preferably 100 μm or less, and most preferably 80 μm or less. If it exceeds 150 μm, the strength development of short-term material age may decrease. Further, the lower limit of the particle size of the inorganic fine powder is not particularly limited, and particles of 1 μm or less may be present. The average particle size of the inorganic fine powder is not particularly limited, but is preferably 10 to 80 μm.
本発明で使用する骨材とは、天然の乾燥した細骨材が好ましく、軽量骨材や再生骨材などいずれも可能である。粒度は、特に限定されないが、細骨材の土木学会標準粒度範囲であることが好ましい。
本発明の骨材と無機微粉末の使用割合は、セメントとカルシウムアルミネートと石膏の合計100部に対して、骨材と無機微粉末を合計で400〜800部使用することが好ましい。使用量が400部未満では、短時間材齢の強度発現性は高いが、長期強度発現性も高くなる場合があり、一方、800部を超えると短時間材齢の強度発現性が低く、表面の耐久性が低くなる場合がある。無機微粉末の割合は、骨材と無機微粉末の合計100部中5〜30部が好ましい。5部未満であると可塑性が得られにくく、短時間材齢の強度発現性が低い場合があり、一方、30部を超えるとモルタルのフロー値が低くなり、ポットホールに充填しにくい場合がある。
The aggregate used in the present invention is preferably a natural dried fine aggregate, and any of a lightweight aggregate and a regenerated aggregate is possible. The particle size is not particularly limited, but is preferably within the standard particle size range of the Japan Society of Civil Engineers for fine aggregates.
The ratio of the aggregate and the inorganic fine powder of the present invention is preferably 400 to 800 parts in total with respect to 100 parts in total of cement, calcium aluminate and gypsum. When the amount used is less than 400 parts, the strength development of the short-term material age is high, but the long-term strength development may also be high, while when it exceeds 800 parts, the strength development of the short-term material age is low and the surface. May be less durable. The ratio of the inorganic fine powder is preferably 5 to 30 parts out of a total of 100 parts of the aggregate and the inorganic fine powder. If it is less than 5 parts, it is difficult to obtain plasticity and the strength development of short-time material age may be low, while if it exceeds 30 parts, the flow value of mortar becomes low and it may be difficult to fill the pothole. ..
本発明のポリマーラテックスは、例えば、JISA 6203で規定されているセメント混和用のポリマーが挙げられ、水中にポリマー微粒子が分散しているポリマーディスパージョンや、ゴムラテックスおよび樹脂エマルジョンに安定剤などを加えたものを乾燥して得られる再乳化形粉末樹脂などを総称するものである。
例えば、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及び天然ゴムなどのゴムラテックス、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、酢酸ビニルビニルバーサテート系共重合体、及びスチレン・アクリル酸エステル共重合体やアクリロニトリル・アクリル酸エステルに代表されるアクリル酸エステル系共重合体、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂に代表される液状ポリマーなどが挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。これらは液状のものでも粉状のものでも使用でき、特に限定されるものではない。
Examples of the polymer latex of the present invention include polymers for cement admixture specified in JIS A 6203, such as polymer dispersions in which polymer fine particles are dispersed in water, and stabilizers added to rubber latex and resin emulsion. It is a general term for re-emulsified powder resin obtained by drying latex.
For example, rubber latex such as acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, and natural rubber, ethylene / vinyl acetate copolymer, polyacrylic acid ester, vinyl acetate vinyl versatate copolymer, and styrene / acrylic. Examples thereof include acid ester copolymers, acrylic acid ester-based copolymers represented by acrylonitrile / acrylic acid esters, epoxy resins, and liquid polymers represented by unsaturated polyester resins, and one or more of these may be used. Can be used. These can be used in liquid form or powder form, and are not particularly limited.
さらに、本発明では、粘弾性を付与させ、振動等の衝撃を向上させる目的でアスファルト乳剤を使用できる。
アスファルト乳剤は、天然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、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、及び保護コロイド等を適宜使用して水中に乳化させたものである。
また、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%未満では補修材に粘弾性を与える効果が得られない場合があり、一方、70%を超えると強度発現が低下する場合がある。これらは液状のものでも塊状のものでも使用でき、特に限定されるものではない。
Further, in the present invention, an asphalt emulsion can be used for the purpose of imparting viscoelasticity and improving impact such as vibration.
An asphalt emulsion is a colloidal liquid obtained by dispersing fine particles of asphalt containing a bituminous substance as a main component, which is obtained as a natural or petroleum distillation residue, in water. The main material is straight asphalt of about 200/500, to which a surfactant and a polyvalent metal salt are added, and if necessary, an emulsifying aid, a dispersant, a protective colloid, etc. are appropriately used in water. It is emulsified in.
It is also possible to use an emulsified version of the modified bituminous product by adding / mixing rubber, a synthetic polymer polymer, or the like to the bitumen product.
The bituminous content in the asphalt emulsion is preferably 40 to 70%, more preferably 55 to 65%. If it is less than 40%, the effect of imparting viscoelasticity to the repair material may not be obtained, while if it exceeds 70%, the strength development may decrease. These can be used in liquid form or in bulk form, and are not particularly limited.
ポリマーラテックスの配合割合は、セメト、カルシウムアルミネート、石膏、アルカリ土類金属水酸化物、可塑剤、無機微粉末及び骨材を含有するプレミックス材料100部に対して、固形分換算で1〜10部が好ましい。1部未満では乾燥収縮が大きく、付着強度が低くなる場合があり、長期強度が高くなる傾向にある。一方、10部を超えるとモルタルの流動性が得られにくく、短時間と長期材齢の強度発現性が低くなり、乾燥収縮率が小さく、付着強度が大きくなる傾向にある。
本発明の道路補修材は、施工に好適な流動性を得るため、ポリマーラテックス由来の水分量では不十分な場合は、適宜水を加えて流動性の調整を行うことが好ましい。
The mixing ratio of polymer latex is 1 to 100 parts of premix material containing semet, calcium aluminate, gypsum, alkaline earth metal hydroxide, plasticizer, inorganic fine powder and aggregate in terms of solid content. 10 parts is preferable. If it is less than one part, the drying shrinkage is large, the adhesion strength may be low, and the long-term strength tends to be high. On the other hand, if it exceeds 10 parts, it is difficult to obtain the fluidity of the mortar, the strength development of short-term and long-term material age is low, the drying shrinkage rate is small, and the adhesion strength tends to be high.
In order to obtain fluidity suitable for construction of the road repair material of the present invention, it is preferable to adjust the fluidity by appropriately adding water when the water content derived from the polymer latex is insufficient.
本発明では、凝結調整剤を使用することが可能である。凝結調整剤はセメントの凝結を促進、遅延するものであれば特に限定されるものではない。具体的には、水酸化アルカリ、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ金属炭酸塩、オキシカルボン酸又はその塩、リン酸又はその塩、デキストリン、ショ糖、ポリアクリル酸又はその塩、さらにナフタレン系、メラミン系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系、ポリエーテル系に代表される減水剤などを1種又は2種以上、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。 In the present invention, it is possible to use a coagulation modifier. The coagulation adjuster is not particularly limited as long as it promotes or delays the coagulation of cement. Specifically, alkali hydroxide, alkali metal chloride salt, alkali metal carbonate, oxycarboxylic acid or its salt, phosphoric acid or its salt, dextrin, sucrose, polyacrylic acid or its salt, naphthalene or melamine. It is possible to use one or more water reducing agents typified by a system, an aminosulfonic acid system, a polycarboxylic acid system, a polyether system, etc., as long as the object of the present invention is not substantially impaired.
本発明では、ゴムチップを使用することが可能である。ゴムチップは、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、イソブチレン、イソプレンゴムなどが使用可能である。特に、天然ゴムが好ましく、天然ゴムを50%以上含有しているものや廃タイヤを切断したものは弾力性が良好で特に好ましい。粒度は0.1〜3mmが弾力性の向上や耐凍害の観点から好ましく、0.5〜2mmがより好ましい。0.1mm未満であると粉砕しにくいためコストが上がり経済的でなく、さらに、舗装がし難いため練混ぜ水量を多く必要とし、強度発現性が低下しやすい。一方、3mmを超えると舗装後の表面からゴムチップが剥がれやすくなり、耐久性の面で好ましくない。
本発明に使用するゴムチップの使用量は、道路補修材100部に対して、5〜15部が好ましい。5部未満では、弾力性や耐凍害が低下する場合がある。一方、15部を超えてもさらなる効果が得られない場合がある。
In the present invention, it is possible to use a rubber chip. As the rubber chip, natural rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, silicone rubber, ethylene propylene rubber, fluororubber, isoprene, isoprene rubber and the like can be used. In particular, natural rubber is preferable, and those containing 50% or more of natural rubber and those obtained by cutting waste tires have good elasticity and are particularly preferable. The particle size is preferably 0.1 to 3 mm from the viewpoint of improving elasticity and frost damage resistance, and more preferably 0.5 to 2 mm. If it is less than 0.1 mm, it is difficult to crush it, which increases the cost and is not economical. Further, since it is difficult to pave, a large amount of kneading water is required, and the strength development tends to decrease. On the other hand, if it exceeds 3 mm, the rubber chip tends to peel off from the surface after pavement, which is not preferable in terms of durability.
The amount of the rubber chip used in the present invention is preferably 5 to 15 parts with respect to 100 parts of the road repair material. If it is less than 5 parts, elasticity and frost resistance may decrease. On the other hand, even if it exceeds 15 copies, a further effect may not be obtained.
本発明では、消泡剤、減水剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤などの混和材料、並びに、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維などの長さ10mm以下の短繊維、着色剤などを1種又は2種以上、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。 In the present invention, admixture materials such as defoaming agents, water reducing agents, thickeners, rust preventives, and antifreeze agents, short fibers such as vinylon fibers, polypropylene fibers, and glass fibers having a length of 10 mm or less, colorants, and the like are used. One or more of them can be used within a range that does not substantially impair the object of the present invention.
次に、本発明における補修方法について説明する。
本発明に係る道路補修材の施工方法は特に限定されるものではないが、例えば、一つの袋の中に仕切りを設けて、プレミックス材料とポリマーラテックスを別々に詰め、使用する直前に仕切りを外して、特別の機械を使用しないで、袋を手でもんだり振ったりして均一に混合して使用することが可能である。本発明に係る道路補修材は、例えば道路のポットホールや舗装材のひび割れ等に流し込む事ができ、硬化前にコテで表面を均して短時間に施工できるため、道路の通行止めの時間を最小限にできる。
Next, the repair method in the present invention will be described.
The method of constructing the road repair material according to the present invention is not particularly limited. For example, a partition is provided in one bag, the premix material and the polymer latex are packed separately, and the partition is formed immediately before use. It can be removed and used by shaking or shaking the bag evenly without using a special machine. The road repair material according to the present invention can be poured into, for example, a pothole of a road or a crack of a pavement material, and the surface can be leveled with a trowel before hardening and can be applied in a short time. Can be limited.
以下、本発明の実験例に基づいて説明する。 Hereinafter, description will be given based on an experimental example of the present invention.
(実験例1)
カルシウムアルミネート100部に対して石膏A100部配合した急硬材料を セメント100部に対して表1のように割合を変えて添加し、さらにカルシウムアルミネートと石膏の合計100部に対してアルカリ土類金属水酸化物A5部、可塑剤A3部、セメントとカルシウムアルミネートと石膏の合計100部に対して骨材と無機微粉末Aを合計で600部(骨材と無機微粉末の合計100部中無機微粉末Aが15部)混合してプレミックス材料を作製した。
このプレミックス材料をビニール袋に詰め、プレミックス材料100部に対してポリマーラテックスAを固形分換算で3部、凝結調整剤を0.1部、並びに、ポリマーラテックスA中の水分量と加水量の合計が18部となるよう水を添加し、袋の中で15秒間手混合して道路舗装材を調製した。硬化時間、圧縮強度の測定結果を表1に示す。
(Experimental Example 1)
A hard-hardening material containing 100 parts of gypsum A to 100 parts of calcium aluminate was added to 100 parts of cement in different proportions as shown in Table 1, and alkaline soil was added to 100 parts of calcium aluminate and gypsum in total. Metal hydroxide A 5 parts, plasticizer A 3 parts, cement, calcium aluminate and gypsum total 100 parts, aggregate and inorganic fine powder A total 600 parts (total 100 parts of aggregate and inorganic fine powder) 15 parts of medium-inorganic fine powder A) was mixed to prepare a premix material.
This premix material is packed in a plastic bag, and for 100 parts of the premix material, 3 parts of polymer latex A is converted into solid content, 0.1 part of coagulation adjuster, and the amount of water and water in the polymer latex A. Water was added so that the total of 18 parts was 18 parts, and the road paving material was prepared by hand mixing in a bag for 15 seconds. Table 1 shows the measurement results of curing time and compressive strength.
<使用材料>
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
カルシウムアルミネート:原料として、炭酸カルシウムと酸化アルミニウムを使用した。CaO/Al2O3モル比2.1、さらに、シリカ(SiO2)を3%添加して、1650℃で溶融後、冷却して、ガラス化率97%のカルシウムアルミネートを調製した。ブレーン比表面積値5000cm2
石膏A:天然無水石膏、ブレーン比表面積値5000cm2/g
アルカリ土類金属水酸化物A:水酸化カルシウム、市販品
可塑剤A:粉末無水硫酸アルミニウム、市販品
骨材:新潟県産川砂乾燥品、1.2mm篩下
無機微粉末A:石灰石微粉末100メッシュ品、市販品
凝結調整剤:無水クエン酸、市販品
ポリマーラテックスA: SBR系エマルジョン、固形分濃度40%、市販品
水:水道水
<Material used>
Cement: Ordinary Portland cement, commercially available calcium aluminate: Calcium carbonate and aluminum oxide were used as raw materials. CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 2.1, furthermore, silica was added (SiO 2) 3%, after melting at 1650 ° C., and cooled to prepare a calcium aluminate 97% glass ratio. Brain specific surface area value 5000 cm 2
Gypsum A: Natural anhydrous gypsum, brain specific surface area value 5000 cm 2 / g
Alkaline earth metal hydroxide A: Calcium hydroxide, Commercial product Plastic agent A: Powdered anhydrous aluminum sulfate, Commercial product Aggregate: Niigata prefecture river sand dried product, 1.2 mm under-sieving inorganic fine powder A: Limestone fine powder 100 Mesh product, commercial product Coagulation adjuster: anhydrous citrate, commercial product polymer latex A: SBR emulsion, solid content concentration 40%, commercial product water: tap water
<測定方法>
硬化時間:20℃・相対湿度80%の環境下で練混ぜ、補修材の表面に指が入らなくなるまでの時間を測定した。
圧縮強度:20℃・相対湿度80%の環境下で練混ぜ、型枠に充填して硬化させた。練混ぜから30分後と28日後の強度を、JISR5201に準拠して測定した。材齢28日強度は、20℃・相対湿度80%の環境下で24時間気乾養生し、以降20℃水中養生して測定した。
<Measurement method>
Curing time: The mixture was kneaded in an environment of 20 ° C. and a relative humidity of 80%, and the time until the finger did not enter the surface of the repair material was measured.
Compressive strength: Kneaded in an environment of 20 ° C. and 80% relative humidity, filled in a mold and cured. The intensities 30 minutes and 28 days after kneading were measured according to JIS R5201. The 28-day strength of the material was measured by air-dry curing for 24 hours in an environment of 20 ° C. and 80% relative humidity, and then underwater curing at 20 ° C.
表1より、本発明の道路補修材は、優れた速効性を有し、短時間の強度発現性が良好で、セメント系補修材と比較して長期の強度発現性が抑制されることが分かる。 From Table 1, it can be seen that the road repair material of the present invention has an excellent fast-acting property, has good strength development in a short time, and suppresses long-term strength development as compared with a cement-based repair material. ..
(実験例2)
セメント100部に対してカルシウムアルミネートと石膏からなる急硬材料を70部添加した。表2に示すようにカルシウムアルミネートの種類を変え、カルシウムアルミネート100部に対する石膏の種類と添加割合を変えたこと以外は、実験例1(実験No.1-5)と同様に行った。結果を表2に示す。
(Experimental Example 2)
70 parts of a hard-hardening material composed of calcium aluminate and gypsum was added to 100 parts of cement. As shown in Table 2, the same procedure as in Experimental Example 1 (Experiment No. 1-5) was carried out except that the type of calcium aluminate was changed and the type and addition ratio of gypsum to 100 parts of calcium aluminate were changed. The results are shown in Table 2.
<使用材料>
カルシウムアルミネート:原料として、炭酸カルシウムと酸化アルミニウムを使用した。CaO/Al2O3モル比を変え、さらに、シリカを3%添加して、1650℃で溶融後、冷却速度を調整して、ガラス化率62%、70%、88%のカルシウムアルミネートを調製した。ブレーン比表面積値5000cm2
石膏B:半水石膏、市販品、ブレーン比表面積値4800cm2/g
<Material used>
Calcium aluminate: Calcium carbonate and aluminum oxide were used as raw materials. Changing the CaO / Al 2 O 3 molar ratio, further silica 3% was added and melted at 1650 ° C., by adjusting the cooling rate, vitrification 62%, 70%, 88% calcium aluminate Prepared. Brain specific surface area value 5000 cm 2
Gypsum B: Semi-hydrated gypsum, commercial product, brain specific surface area value 4800 cm 2 / g
(実験例3)
実験例1で使用したカルシウムアルミネートを使用し、カルシウムアルミネートと石膏の合計100部に対して、アルカリ土類金属水酸化物および可塑剤の種類と添加量を変えたこと以外は実験例1(実験No.1-5)と同様に行った。なお、フロー値の測定も行った。結果を表3に示す。
(Experimental Example 3)
Experimental Example 1 except that the calcium aluminate used in Experimental Example 1 was used and the types and amounts of alkaline earth metal hydroxides and plasticizers were changed for a total of 100 parts of calcium aluminate and gypsum. The procedure was the same as in (Experiment No. 1-5). The flow value was also measured. The results are shown in Table 3.
<使用材料>
アルカリ土類金属水酸化物B:水酸化マグネシウム、市販品
可塑剤B:ベントナイト、市販品
<測定方法>
フロー値:JISR5201用のフローコーンにモルタルを充填し、打撃前の静値フロー値と15回打撃後のフロー値をJISR5201に準拠して測定し、打撃後フロー値を静値フロー値で割って可塑比を求めた。
<Material used>
Alkaline earth metal hydroxide B: Magnesium hydroxide, Commercial product Plasticizer B: Bentonite, Commercial product <Measurement method>
Flow value: Fill the flow cone for JIS R5201 with mortar, measure the static flow value before hitting and the flow value after 15 hits in accordance with JISR5201 and divide the flow value after hitting by the static flow value. The plasticity ratio was calculated.
表3より、本発明の道路補修材が優れた物性を示すことが分かる。アルカリ土類金属水酸化物を配合することで短時間の強度発現性が増進し、可塑剤を配合することで可塑比が高くなり、強い可塑性を持たせることができる。 From Table 3, it can be seen that the road repair material of the present invention exhibits excellent physical characteristics. By blending an alkaline earth metal hydroxide, the strength development in a short time is enhanced, and by blending a plasticizer, the plasticity ratio is increased and strong plasticity can be imparted.
(実験例4)
実験例1で使用したカルシウムアルミネート100部に対して石膏Aの量を100部とし、セメントとカルシウムアルミネートと石膏の合計100部に対する骨材と無機微粉末の合計量、並びに、無機微粉末の種類及び骨材と無機微粉末の合計100部中の無機微粉末使用量を表4に示す割合で変えたこと以外は、実験例1(実験No.1-5)と同様に行った。結果を表4に示す。
(Experimental Example 4)
The amount of gypsum A is 100 parts with respect to 100 parts of calcium aluminate used in Experimental Example 1, the total amount of aggregate and inorganic fine powder with respect to 100 parts of cement, calcium aluminate and gypsum in total, and the inorganic fine powder. The procedure was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 (Experiment No. 1-5) except that the amount of inorganic fine powder used in 100 parts in total of 100 parts of aggregate and inorganic fine powder was changed at the ratio shown in Table 4. The results are shown in Table 4.
<使用材料>
無機微粉末B:フラアッシュII種品、北陸電力社製
無機微粉末C:高炉スラグ微粉末、ブレーン比表面積値3200cm2/g
<Material used>
Inorganic fine powder B: Flaash II type, Hokuriku Electric Power Co., Ltd. Inorganic fine powder C: Blast furnace slag fine powder, Brain specific surface area value 3200 cm 2 / g
表4より、本発明の道路補修材が優れた物性を示すことが分かる。無機微粉末を配合することで短時間の強度が増進することが分かる。 From Table 4, it can be seen that the road repair material of the present invention exhibits excellent physical characteristics. It can be seen that the strength for a short time is improved by blending the inorganic fine powder.
(実験例5)
実験例1で使用したカルシウムアルミネート100部に対して石膏Aの量を100部とし、カルシウムアルミネートと石膏の合計100部に対して、アルカリ土類金属水酸化物A5部、可塑剤A3部、セメントとカルシウムアルミネートと石膏の合計100部に対して骨材と無機微粉末の合計が600部、骨材と無機微粉末の合計100部中の無機微粉末が15部であるプレミックス材料を実験No.1-5に準じて作製した。このプレミックス材料100部に対して、表5に示す割合でポリマーラテックスの種類と添加量(固形分換算)を変え、更にプレミックス材料100部に対してポリマーラテックス中の水分量と加水量の合計を18部になるように添加して道路補修材を調製したこと以外は実験例1(実験No.1-5)と同様に行った。さらに、乾燥収縮率と付着強度を測定した。結果を表5に示す。
(Experimental Example 5)
The amount of gypsum A is 100 parts with respect to 100 parts of calcium aluminate used in Experimental Example 1, and 5 parts of alkaline earth metal hydroxide and 3 parts of plasticizer A are made with respect to a total of 100 parts of calcium aluminate and gypsum. , A premix material in which the total of aggregate and inorganic fine powder is 600 parts, and the total of 100 parts of aggregate and inorganic fine powder is 15 parts of the total of 100 parts of cement, calcium aluminate and gypsum. Was prepared according to Experiment No. 1-5. The type and amount of polymer latex added (in terms of solid content) were changed with respect to 100 parts of the premix material at the ratio shown in Table 5, and the amount of water and water added to the polymer latex was changed with respect to 100 parts of the premix material. The procedure was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 (Experiment No. 1-5) except that the road repair material was prepared by adding a total of 18 parts. Furthermore, the drying shrinkage rate and the adhesion strength were measured. The results are shown in Table 5.
<使用材料>
ポリマーラテックスB: EVA系エマルジョン、固形分濃度40%
<測定方法>
乾燥収縮率:JIS A 1129−3のモルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法、ダイヤルゲージ法に準拠し、温度20℃、湿度60%の環境下で、材齢1日を基点として28日後の長さ変化率を測定した。
付着強度:40×40cmのコンクリート板に10cmの厚さに舗装したアスファルト舗装材を、直径65mm深さ30mmでコア抜きして底面以外の側面をビニールで覆い、道路補修材を流し込んで充填した。20℃・相対湿度80%の環境下で28日間養生後、補修材の上面に冶具をエポキシ樹脂で接着し、建研式接着力試験器で引っ張り加重を測定し、以下の式で付着強度を求めた。
付着強度=引っ張り加重N/7850mm2
比較として、普通セメントと実験例1の実験No.1-5のカルシウムアルミネートと石膏Aを用いて急硬モルタルを調製した。モルタル配合は、実験No.1-5の骨材と普通ポルトランドセメントの割合(質量比)を2/1、実験例1-5のカルシウムアルミネートと石膏Aの混合品(質量比1/1)を普通ポルトランドセメントに内割で20部添加し、普通セメントとカルシウムアルミネートと石膏と骨材の全材料100部に対して、水18部とクエン酸0.1部加えて練混ぜ、急硬モルタルを調製した。結果を表5に示す。
<Material used>
Polymer Latex B: EVA emulsion, solid content concentration 40%
<Measurement method>
Dry shrinkage rate: Based on JIS A 1129-3 mortar and concrete length change test method and dial gauge method, the length after 28 days from the age of 1 day in an environment of temperature 20 ° C and humidity 60%. The rate of change was measured.
Adhesive strength: An asphalt pavement material paved to a thickness of 10 cm on a concrete plate of 40 × 40 cm was cored with a diameter of 65 mm and a depth of 30 mm, the sides other than the bottom surface were covered with vinyl, and road repair material was poured and filled. After curing for 28 days in an environment of 20 ° C and 80% relative humidity, the jig is adhered to the upper surface of the repair material with epoxy resin, the tensile load is measured with a Kenken adhesive strength tester, and the adhesive strength is determined by the following formula. I asked.
Adhesive strength = tensile load N / 7850mm 2
For comparison, a hard mortar was prepared using ordinary cement, calcium aluminate of Experiment No. 1-5 of Experimental Example 1, and gypsum A. For the mortar formulation, the ratio (mass ratio) of aggregate and ordinary Portland cement of Experiment No. 1-5 was 2/1, and the mixture of calcium aluminate and gypsum A of Experimental Example 1-5 (mass ratio 1/1). Add 20 parts to ordinary Portland cement by internal division, add 18 parts of water and 0.1 part of citric acid to 100 parts of all materials of ordinary cement, calcium aluminate, gypsum and aggregate, and knead to harden. Mortar was prepared. The results are shown in Table 5.
表5より、本発明の道路補修材は、ポリマーラテックスを混合することで、乾燥収縮率が小さくなり、付着性に優れることが分かる。比較の急硬モルタルは、短時間の強度は高いが、材齢28日強度が高くなり過ぎ、アスファルト舗装材との強度差が大きくなる。そのため、舗装全体が均一に磨り減らないで、急硬モルタルで補修した部分が残って欠けたり、剥離して飛散する虞のあることが分かる。 From Table 5, it can be seen that the road repair material of the present invention has a small drying shrinkage rate and is excellent in adhesiveness by mixing the polymer latex. The comparative hard mortar has high strength for a short time, but the strength is too high at 28 days of age, and the strength difference from the asphalt pavement material becomes large. Therefore, it can be seen that the entire pavement is not uniformly worn, and the portion repaired with the hard mortar may remain and be chipped or peeled off and scattered.
本発明の道路補修材により、速硬性で短時間の圧縮強度が高いことから道路を早期開放でき、さらに長期の圧縮強度が抑えられ、舗装材との付着性に優れた補修材を提供することが可能となり、主に道路分野で好適に使用される。
The road repair material of the present invention provides a repair material that is quick-hardening and has a high compressive strength for a short period of time, so that the road can be opened early, the long-term compressive strength is suppressed, and the adhesiveness to the pavement material is excellent. Is possible, and it is preferably used mainly in the road field.
Claims (4)
前記可塑剤が粉末硫酸アルミニウムである道路補修材。 Cement, vitrification ratio of 70% or more, calcium aluminate CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 1.5 to 2.3, is Blaine specific surface area of 3000 cm 2 / g or more, gypsum, an alkaline earth metal hydroxide things, plasticizers, premix material comprising the inorganic fine powder and aggregate, and, Ri Do from the polymer latex,
A road repair material in which the plasticizer is powdered aluminum sulfate.
前記可塑剤が粘土鉱物であり、該粘土鉱物を、前記カルシウムアルミネート及び前記石膏の合計100質量部に対して1〜15質量部含む道路補修材。A road repair material in which the plasticizer is a clay mineral and contains 1 to 15 parts by mass of the clay mineral with respect to a total of 100 parts by mass of the calcium aluminate and the gypsum.
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