JPH04280844A

JPH04280844A - 水硬性注入材料

Info

Publication number: JPH04280844A
Application number: JP3065326A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Arimizu; 栄一有水; Toshio Mihara; 三原　敏夫; Minoru Shirasawa; 白沢　実; Toshio Kawauchi; 敏夫川内
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 1992-10-06
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: JP3178727B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水硬性注入材料、主と
して地盤注入や、コンクリート構造物のクラックなどの
微細クラックの補修などに使用される水硬性注入材料に
関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、注入材料としては、エ
ポキシ樹脂系やセメント系などが主に使用されていたが
、エポキシ樹脂系は高価で、コンクリートのクラック内
部に水が存在すると接着性や長期耐久性が十分でなく、
セメント系は８８μ上の粒子を含み、注入性が十分でな
いなどの課題があった。

【０００３】セメント系注入材料の注入性向上のために
、その粒度を細かくした注入材料が種々提案されている
が、初期の凝結が非常に遅いため、クラックからの注入
材料の漏れや十分な強度発現性が得られないなどの課題
があった（特公昭６２−１０２７６号公報や特開昭６３
−２１００４８号公報など）。

【０００４】本発明者らは、前記課題を解決すべく種々
検討した結果、特定の組成及び粒度の材料を使用すると
、注入性が良好で、強度発現性も優れた水硬性注入材料
が得られるとの知見を得て、本発明を完成するに至った
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セメン
ト、アルミノケイ酸カルシウムガラス、及び無機硫酸塩
を有効成分とし、その最大粒径が４０μ以下、かつ、平
均粒径が８μ以下であることを特徴とする水硬性注入材
料である。

【０００６】以下、本発明を詳しく説明する。

【０００７】本発明に係るセメントとしては、特に制限
されるものではなく、通常使用されている普通・早強・
超早強等の各種ポルトランドセメントや、これらポルト
ランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、又は
シリカを混合した各種混合セメントが使用可能である。

【０００８】本発明に係るアルミノケイ酸カルシウムガ
ラス（以下ＣＡＳガラスという）は、その組成領域とし
て、ＣａＯ３０〜６０重量％、Ａｌ２Ｏ３２０〜６０重
量％、及びＳｉＯ２５〜２５重量％が好ましく、ＣａＯ
３０〜５５重量％、Ａｌ２Ｏ３３０〜６０重量％、及び
ＳｉＯ２１０〜２０重量％がより好ましい。ＣａＯが３
０重量％未満あるいはＡｌ２Ｏ３が６０重量％を超える
と、急硬性に劣る傾向があり、逆に、ＣａＯが６０重量
％を超えるかあるいはＡｌ２Ｏ３が２０重量％未満であ
ると、凝結調整剤を多量添加しても瞬結してしまい、作
業性の面から好ましくない。また、ＳｉＯ２が５重量％
未満であると、長期的な強度の伸びが期待できず、逆に
２５重量％を超えると初期強度が小さい傾向がある。

【０００９】なお、後述の一般の工業原料には、ＭｇＯ
、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ、及びＮａ２Ｏ等の不
純物が当然含まれている。これらの不純物は、ＣａＯ−
Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系のガラス化領域を拡張すること
から、１０重量％未満までの存在は好ましく、また、急
硬性、作業性、及び長期強度の伸び等の諸特性に問題は
生じない。また、ＣＡＳガラス製造の際に、一般的なガ
ラスの融剤であるＮａＮＯ３やＫＮＯ３などの硝酸アル
カリ、フッ化カルシウム、及びホウ砂等を加えることは
、ガラスの融点を下げることから好ましい。

【００１０】本発明におけるガラスとは、熱分析から求
められる、「ガラス転移点を示すもの」をいう。なお、
全てがガラス質である必要はなく、ガラス化率が５０％
以上であることが好ましく、７０％以上がより好ましく
、８０％以上が最も好ましい。５０％未満では、初期強
度が小さくなる傾向がある。なお、ガラス化率（Ｘ）は
、例えば、本発明においては、ＣＡＳガラスを、１００
０℃で２時間加熱して溶融し、その後、５℃／分の冷却
速度で徐冷し、粉末Ｘ線回折法により求めた結晶鉱物の
メインピークの面積Ｓ０とＣＡＳガラス中の結晶のメイ
ンピークの面積Ｓから式１に従って算出した。

【００１１】

【数１】

【００１２】ＣＡＳガラスは、例えば、平均的な化学組
成が、ＣａＯ４０〜４３重量％、ＭｇＯ５〜８重量％、
Ａｌ２Ｏ３１３〜１５重量％、及びＳｉＯ２３１〜３５
重量％である、冶金や金属製練などで副生する高炉水砕
スラグの組成とは全く異なるものである。また、ＣＡＳ
ガラスは、アルミナセメントの組成とは全く異なるもの
である。即ち、通常のアルミナセメントのＳｉＯ２量は
５重量％未満であり〔笠井順一、コンクリート工学、第
２２巻、第８号、第６７頁（１９８４）〕、さらに、ガ
ラス化率は２５％を越えることはない〔１９６４年、ロ
ンドン市アカデミック　　プレス　　インコーポレーテ
ッド　　リミテッド発行、Ｈ．Ｆ．Ｗ．Ｔａｙｌｏｒ著
、ザ　　ケミストリー　　オブ　　セメント（Ｔｈｅ　
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｃｅｍｅｎｔ）、第２巻、
第１６頁〕。

【００１３】本発明に係るＣＡＳガラス製造用原料とし
ては、ＣａＯ質原料、Ａｌ２Ｏ３質原料、及びＳｉＯ２
質原料が挙げられる。ＣａＯ質原料としては、生石灰、
消石灰、及び石灰石等が、また、Ａｌ２Ｏ３質原料とし
ては、アルミナ、ボーキサイト、ダイアスポア、長石、
及び粘土等が、さらには、ＳｉＯ２質原料としては、ケ
イ砂、白土、及びケイ藻土等が使用可能である。また、
比較的安価な高炉スラグに、ＣａＯ質原料とＡｌ２Ｏ３
質原料を補うことも可能である。

【００１４】本発明に係るＣＡＳガラスは、以上のＣａ
Ｏ質原料、Ａｌ２Ｏ３質原料、及びＳｉＯ２質原料を所
定の割合で配合し、直接通電式溶融炉や高周波炉などを
用いて溶融し、得られた溶融体を圧縮空気や高圧水によ
り吹飛ばす方法、あるいは、水中に流し込む方法などに
より製造される。さらには、ロータリーキルンで溶融し
、急冷することによっても製造することが可能である。

【００１５】本発明に係る無機硫酸塩とは、アルカリ金
属又はアルカリ土類金属の硫酸塩であり、そのうち無水
、半水並びに二水の硫酸カルシウムが好ましく、中でも
ＩＩ型無水セッコウの使用が強度発現の面から特に好ま
しい。ＩＩ型無水セッコウとは、Ｘ線回折パターンでＩ
Ｉ型のＣａＳＯ４の形態を示すものであり、工業的に含
まれる不純物に制約されるものではない。無機硫酸塩の
使用量は、ＣＡＳガラス１００重量部に対して、５０〜
３００重量部が好ましく、１００〜２００重量部がより
好ましい。５０重量部未満では強度発現の面で好ましく
なく、３００重量部を越えると膨張性を示し、クラック
が発生したり、長期的な安定性が損なわれる恐れがある
。

【００１６】本発明では、ＣＡＳガラスと無機硫酸塩の
混合物を急硬成分として使用する。急硬成分の配合量は
、セメント１００重量部に対して、５〜５０重量部が好
ましく、１５〜３０重量部がより好ましい。５重量部未
満や５０重量部を越えると、強度発現性や寸法安定性な
どの面で好ましくない。

【００１７】本発明の水硬性注入材料の粒度は、最大粒
径４０μ以下であり、１５μ以下が好ましい。また、平
均粒径は８μ以下であり、５μ以下が地盤の注入性やコ
ンクリート構造物などの微細クラックへの注入性の面で
好ましく、地盤やコンクリート構造物の一体化が計れる
。

【００１８】本発明において、水硬性注入材料の粉砕方
法は、特に制限されるものではないが、各材料を別々に
ボールミルなどの粉砕機で粉砕し、分級により４０μ以
下を集め、その後混合するか、又は、各材料を混合した
後粉砕し、分級により４０μ以下を集める方法のいずれ
も使用可能である。しかしながら、各材料を混合した後
粉砕し分級する場合、各材料の比重差などにより混合比
が変化する恐れがあり、その混合比を考慮すると、各材
料を別々に粉砕して分級し、その後混合する方法が好ま
しい。

【００１９】本発明の水硬性注入材料に、作業性を維持
するため凝結調整剤を使用することは好ましい。凝結調
整剤はＣＡＳガラス中のＣａＯ含有量が多く、凝結時間
の早い場合に使用される。ここで、凝結調整剤としては
、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、コハク酸、及びマレ
イン酸等の有機酸又はそれらの塩類、炭酸ナトリウムや
炭酸カリウムなどの炭酸アルカリ、リン酸類又はその塩
類、ホウ酸、ホウ酸アルカリ、アルミン酸アルカリ、ケ
イフッ化物、でん粉、糖類、並びに、アルコール類等や
それらの混和物が挙げられ、中でも有機酸の使用が好ま
しい。凝結調整剤の使用量は、例えば、２０〜２４０分程度の
適度な可使時間を得るために、ＣＡＳガラス１００重量
部に対して、１〜３０重量部程度が好ましい。

【００２０】本発明の水硬性注入材料に、さらに、減水
剤、高性能減水剤、及び流動化剤を混合することは、水
硬性注入材料の分散性を高め、注入性を上げる面から好
ましい。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ
）、スチレン−ブタジエンゴムラテックス（ＳＢＲ）、
及びアクリルエマルジョン等の高分子エマルジョンを混
合することは、注入材料と下地との接着性の向上やペー
ストの沈降防止の面で好ましい。

【００２１】本発明の水硬性注入材料の混合装置は、特
に制限されるものではないが、例えば、傾胴ミキサー、
千代田技研工業社製のオムニミキサー、Ｖ型ミキサー、
ヘンシェルミキサー、及びナウターミキサー等の既存の
いかなる撹拌装置も使用可能である。また、各材料の混
合方法も特に制限されるものではなく、各々の材料を施
工時に混合してもよく、予め一部もしくは全部を混合し
ておくことも可能である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明をさらに詳しく説明する。

【００２３】実施例１セメント１００重量部、表１に示す割合のＣＡＳガラス
、及び無機硫酸塩を混合して水硬性注入材料とし、その
水硬性注入材料１００重量部に対して、水４００重量部
と高性能減水剤２重量部を混練してペーストとした。水
硬性注入材料の粒度調整には、ボールミルを使用した。一方、φ５ｃｍの土木学会チューブに６号硅砂１ｋｇを
、高さ３４ｃｍになるように充填し、それに前記ペース
ト２００ｃｃを投入し、その浸透深さと、硅砂上に残っ
たペーストの残量を厚みとして測定した。結果を表１に
示す。

【００２４】また、前記ペーストを用いて作成した、４
×４×１６ｃｍの供試体で圧縮強度を測定した。さらに
、φ５ｃｍの土木学会チューブに、前記ペーストを高さ
２０ｃｍまで投入し、３時間後のブリージング量を高さ
として測定した。結果を表１に併記する。

【００２５】

【表１】

【００２６】＜使用材料＞セメント　　：電気化学工業社製　　普通ポルトランド
セメントＣＡＳガラスＡ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２の重量
比は５０／４０／１０、ガラス化率１００％〃　　Ｂ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝４０／４０
／２０、ガラス化率１００％〃　　Ｃ：ＣａＯ／Ａｌ２
Ｏ３／ＳｉＯ２＝３０／４５／２５、ガラス化率１００
％無機硫酸塩：ＩＩ型無水セッコウ凝結調整剤：クエン酸、試薬高性能減水剤：電気化学工業社製商品名「ＦＴ−５００
」主成分β−ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮
合物

【００２７】

【発明の効果】本発明によって、注入性が良好で、強度
発現性に優れた水硬性注入材料が得られた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　セメント、アルミノケイ酸カルシウム
ガラス、及び無機硫酸塩を有効成分とし、その最大粒径
が４０μ以下、かつ、平均粒径が８μ以下であることを
特徴とする水硬性注入材料。