JP7219924B2 - 空洞充填用セメント組成物、空洞充填材、及び、充填施工方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物は、セメントと、軽量骨材と、増粘剤と、を含む。
セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント;高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメント;超速硬セメント、アルミナセメント等の公知のセメントを用いることができる。これらの中でも、硬化時間を短くする観点から、超速硬セメント及びアルミナセメントから選択される少なくとも一種であることが好ましい。なお、セメントは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
軽量骨材としては、例えば、人工軽量骨材や天然軽量骨材等を用いることができる。人工軽量骨材は、膨張性頁岩、膨張性粘土、膨張スレート、焼成フライアッシュ等の天然の岩石鉱物を焼成・発泡することで形成することができる。一方、天然軽量骨材としては、火山の噴火に伴って噴出した軽石や火山礫、天然の岩石を原料とするパーライト等を用いることができる。これらの中でも、軽量骨材としては、不燃性のパーライトを用いることが好ましい。なお、軽量骨材は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物において、増粘剤は、アルキルアリルスルホン酸塩及び/又はアルキルアンモニウム塩である高機能特殊増粘剤と、メチルセルロース系増粘剤と、を含有する。
本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物は、さらに、混和材を含んでいてもよい。混和材としては、例えば、フライアッシュ、シリカフューム、セメントキルンダスト、高炉フューム、高炉水砕スラグ微粉末、高炉除冷スラグ微粉末、転炉スラグ微粉末、半水石膏、膨張材、石灰石微粉末、生石灰微粉末、ドロマイト微粉末等の無機質微粉末、ナトリウム型ベントナイト、カルシウム型ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、活性白土、酸性白土、アロフェン、イモゴライト、シラス(火山灰)、シラスバルーン、カオリナイト、メタカオリン(焼成粘土)、合成ゼオライト、人造ゼオライト、人工ゼオライト、モルデナイト、クリノプチロライト等の無機物系フィラーが挙げられる。なお、混和材は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る空洞充填材は、上述の空洞充填用セメント組成物と、水と、を含む。前記空洞充填用セメント組成物に対する前記水の比は、空洞充填に適切な流動性を保持する観点から、50以上であることが好ましく、80以上であることがより好ましい。また、前記比は、一軸圧縮強度を損なうことなく、空洞充填に適切な流動性を保持する観点から、100以下であることが好ましい。
本実施形態に係る充填施工方法では、本実施形態に係る空洞充填用セメント組成物100質量部に対して、50質量部以上100質量部以下の水を混練して空洞充填材を得て、該空洞充填材を空洞に充填した後、硬化させる。
表1に示す配合量で各成分を混合してセメント組成物を得た後、該セメント組成物と水とを表1に示す水材料比(セメント組成物に対する水の比)で混練することにより各実施例及び比較例の空洞充填材を得た。混練時間、並びに、空洞充填材の湿潤密度及びpHを表1に示す。なお、湿潤密度は、JIS A 1171:2000『ポリマーセメントモルタルの試験方法』6.3.1試験用機械器具、及び、JIS A 1104:2006『骨材の単位容積質量及び実績率試験方法』3.2容器を用いて測定することができる。また、pHは、実施例8及び9の空洞充填材について測定した。
(セメント)
超速硬セメント:マイルドジェットセメント、住友大阪セメント社製、密度 2.93g/cm3
(軽量骨材)
A1:パーライト(市販品)、比重 0.50~0.75、粒径範囲 0.7~2.4mm
A2:パーライト(市販品)、比重 0.20~0.40、粒径範囲 0.3mm以下
(増粘剤)
B1:アルキルアンモニウム塩系粉末高機能特殊増粘剤(市販品)
B2:メチルセルロース系粉末増粘剤(市販品)、粘度 25~35Pa・s(2.0%水溶液/20℃)
B3:メチルセルロース系粉末増粘剤(市販品)、粘度 0.35~0.55Pa・s(2.0%水溶液/20℃)
B4:メチルセルロース系粉末増粘剤(市販品)、粘度 3.0~5.6Pa・s(2.0%水溶液/20℃)
(混和材)
C1:石灰石微粉末(市販品)
(混和剤)
D1:ポリカルボン酸系粉末高性能減水剤(市販品)
D2:ナフタレン系粉末高性能減水剤(市販品)
D3:酒石酸(市販品)
D4:硫酸アルミニウム(市販品)
D5:脂肪族アルコール系粉末起泡剤(市販品)
フロー値は、NEXCO試験法313に記載のフロー試験に準じて測定した。測定結果を表1に示す。なお、本実施例では、空洞部分から空洞充填材が漏出することを抑制するため、フロー値が140mm以下の空洞充填材を合格とした。
圧縮強度は、JIS A 1216に記載の土の一軸圧縮試験方法に準じた方法を用いて、材齢7日、28日の圧縮強度を測定した。測定結果を表1に示す。
2Lのガラス製ビーカーに予め水を1.5L充填し、各空洞充填材を200~250g程度水中に浮かし、この時間を起点とし5分後の材料の分離具合及び水の懸濁具合を目視にて観察した。水中不分離性については、下記の基準に基づき評価を行った。なお、比較例1及び2の空洞充填材については、上記の評価を行わなかった。
○:水中不分離性が良好である。
△:水中不分離性がやや劣り(軽微な材料分離が生じ)、かつ、その際の水中懸濁具合が軽微である。
▲:水中不分離性に劣り(完全な材料分離ではないが、△より劣る)、かつ、その際の水中懸濁具合が著しい。
Claims (6)
- セメントと、軽量骨材と、増粘剤と、を含む空洞充填用セメント組成物であって、
前記増粘剤が、アルキルアリルスルホン酸塩及びアルキルアンモニウム塩である高機能特殊増粘剤と、メチルセルロース系増粘剤と、を含有し、
前記軽量骨材の含有量が、セメント100質量部に対して80質量部以上であり、
前記メチルセルロース系増粘剤の含有量が、セメント100質量部に対して4.5質量部以上であり、
前記メチルセルロース系増粘剤は、20℃環境下における増粘剤2.0%水溶液の粘度が0.35Pa・s以上35Pa・s以下である、空洞充填用セメント組成物。 - 前記軽量骨材の比重が0.20以上0.75以下である、請求項1に記載の空洞充填用セメント組成物。
- 請求項1又は2に記載の空洞充填用セメント組成物と、水と、を含む、空洞充填材。
- 前記空洞充填用セメント組成物に対する前記水の比が50以上100以下である、請求項3に記載の空洞充填材。
- 湿潤密度が0.50g/cm3以上0.90g/cm3以下である、請求項3又は4に記載の空洞充填材。
- 請求項1又は2に記載の空洞充填用セメント組成物100質量部に対して、50質量部以上100質量部以下の水を混練して空洞充填材を得て、該空洞充填材を空洞に充填した後、硬化させる、充填施工方法。
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