JPH11116350A - 軽量空隙充填材及びそれを用いた空隙充填方法 - Google Patents

軽量空隙充填材及びそれを用いた空隙充填方法

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JPH11116350A
JPH11116350A JP27692697A JP27692697A JPH11116350A JP H11116350 A JPH11116350 A JP H11116350A JP 27692697 A JP27692697 A JP 27692697A JP 27692697 A JP27692697 A JP 27692697A JP H11116350 A JPH11116350 A JP H11116350A
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JP
Japan
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weight
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calcium aluminate
sulfate
mortar
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JP27692697A
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English (en)
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Hidehiro Tanaka
秀弘 田中
Toshiyuki Tamaki
俊之 玉木
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06Aluminous cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土木、建築分野で使用され、施工高さが1m
以上の深い場所へ問題なく施工ができ、3〜4時間程度
の長時間連続施工や大量施工への適用が可能な軽量空隙
充填材と、それを用いた空隙充填方法を提供すること。 【解決手段】 気泡含有の軽量モルタル、カルシウムア
ルミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤を有効成分とす
る、また、カルシウムアルミネートと硫酸塩が、セメン
ト 100重量部に対して5〜30重量部である軽量空隙充填
材、該軽量モルタルと、カルシウムアルミネート、硫酸
塩、及び凝結遅延剤の混合物とを別々に送給し、合流混
合し、1m以上の深さに充填施工する空隙充填方法を構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木、建築分野で
使用される軽量空隙充填材及びそれを用いた空隙充填方
法に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来、軽量空隙充填材料は、
軽量で、その硬化物が低強度である面から、地下やトン
ネル背面の空隙、盛土、及び暗渠等の埋め戻し材等に使
用されている。この軽量空隙充填材料を製造する方法と
しては、モルタルミキサ中で、セメント、起泡剤、及び
水を激しく攪拌し、空気をモルタル中に巻き込んで分散
させる方法等が挙げられ、現場で発泡させ、施工範囲が
広い場合などは、必要に応じてポンプ圧送して施工する
ため輸送コストがかからず、作業性も良好であることか
ら多く使用されている(特開平 9− 77546号公報、裏込
め注入工法の設計と施工1990年6月10日 山海堂出
版)。しかしながら、従来の軽量空隙充填材は、強度が
発現するまでに1日程度要しており、施工高さを高くす
ると自重により圧密されるため、施工高さは1mが限度
であった。
【0003】そのため、施工高さが高くなって、側圧が
加わる場所に施工する場合は従来の軽量充填材では一度
に施工できず、超速硬性気泡モルタルを用いる方法が提
案された(特開平 5−112911号公報)。しかしながら、
この方法では急速に硬化するため、ポンプ圧送中にモル
タルが配管に詰まって長距離圧送ができなかったり、凝
結の調節が困難で凝結調節剤を多く添加すると強度発現
が遅くなり、充填中に気泡が押しつぶされたり、自重に
より圧密されたりして軽量にならなかったりして、充分
な施工ができないという課題があった。
【0004】本発明者は、前記課題を解決すべく種々検
討を重ねた結果、特定の材料を使用することによって、
また、特定の混合方法を採用することによって、強度発
現性が良好で、気泡の安定した軽量モルタルが連続的に
効率良く製造でき、自重による圧密や側圧の影響が少な
く、施工高さが1m以上の深い場所でも連続して施工が
可能となり、施工時間を大幅に短縮可能となるなどの知
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、気泡を
含有してなる軽量モルタル、カルシウムアルミネート、
硫酸塩、及び凝結遅延剤を有効成分とする、また、カル
シウムアルミネートと硫酸塩の混合物が、該軽量モルタ
ル中のセメント 100重量部に対して、5〜30重量部であ
る軽量空隙充填材であり、該軽量モルタルと、カルシウ
ムアルミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤を混合したも
のとを別々に送給し、合流混合し、1m以上の深さに充
填施工することを特徴とする空隙充填方法である。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。
【0007】本発明で使用する気泡を含有してなる軽量
モルタル(以下単に軽量モルタルという)とは、モルタ
ルミキサ中でモルタルと起泡剤とを激しく攪拌して気泡
をモルタル中に含有させたものや、起泡剤を水溶液と
し、空気と共に発泡器に供給して連続的に製造した、例
えば、シェービングクリーム等のような発泡状のものを
モルタルと混合したものなどである。
【0008】ここで使用するモルタルとは、セメントペ
ースト、セメントモルタル、及びセメントコンクリート
を総称するものである。
【0009】本発明で使用するセメントは特に限定され
るものではなく、通常のセメントが使用可能である。具
体的には、普通、早強、及び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、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
メントなどの使用が可能である。
【0010】起泡剤は特に限定されるものではなく、例
えば、界面活性剤や動物性蛋白質などが使用可能であ
る。起泡剤の使用量は特に限定されるものではなく、軽
量モルタル中のセメント 100重量部に対して、0.1 〜1
重量部が好ましい。0.1 重量部未満では気泡が不安定な
場合があり、1重量部を越えて使用しても添加効果が期
待できない。起泡剤は、通常、水溶液で使用するが、水
溶液の濃度は起泡剤の種類によって異なり、特に限定さ
れるものではなく、1〜10重量%濃度の水溶液を使用す
ることが好ましい。
【0011】セメントと混合する水の使用量は特に限定
されるものではなく、セメント 100重量部に対して、40
〜 100重量部が好ましい。40重量部未満では流動性が悪
くなる場合があり、100 重量部を超えると強度発現が遅
れる場合がある。
【0012】本発明では、セメント、起泡剤、及び水以
外に、骨材や、減水剤、防水剤、及び収縮低減剤等の各
種セメント混和材やセメント混和剤の使用が可能であ
る。
【0013】本発明で使用するカルシウムアルミネート
とは、CaO 原料やAl2O3 原料などを焼成や溶融などの熱
処理をして生成するもので、化学成分として CaOとAl2O
3 を有効成分とするものである。そして、CaO をC 、Al
2O3 をA とすると、C12A7 、CA、CA2 、及びC3A 等と示
される鉱物組成を主成分とするもので、結晶質、非晶質
いずれも使用可能である。これらのうち、非晶質カルシ
ウムアルミネートの使用が好ましい。本発明ではCaO 原
料、Al2O3 原料、及びCaSO4 原料等を使用して生成する
カルシウムサルホアルミネートや、SiO2をS とすると、
C2ASと示される鉱物組成を有するものも、本発明ではカ
ルシウムアルミネートと同様に使用可能である。カルシ
ウムアルミネートの粒度はブレーン比表面積で 3,000〜
6,000cm2/gが好ましい。3,000cm2/g未満では初期強度が
低下する場合があり、6,000cm2/gを越えても使用効果が
期待できない。
【0014】本発明で使用する硫酸塩としては、硫酸ナ
トリウムや硫酸カリウムなどのアルカリ金属硫酸塩や、
硫酸カルシウムなどのアルカリ土類金属硫酸塩が使用可
能であり、これらのうち、硫酸カルシウム(セッコウ)
の使用が好ましく、無水セッコウ、特にII型無水セッコ
ウの使用がより好ましい。硫酸塩の粒度は、ブレーン比
表面積で 3,000〜8,000cm2/gが好ましい。3,000cm2/g未
満では初期強度が低下する場合があり、8,000cm2/gを越
えても使用効果が期待できない。硫酸塩の使用量は、カ
ルシウムアルミネート 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の伸びが低下する場合があり、300
重量部を越えると膨張破壊する場合がある。
【0015】カルシウムアルミネートと硫酸塩の混合物
の使用量は、軽量モルタル中のセメント 100重量部に対
して、5〜30重量部が好ましく、10〜20重量部がより好
ましい。5重量部未満では強度発現性が悪くなる場合が
あり、30重量部を超えるとポンプ圧送配管に軽量空隙充
填材が付着して、配管等を閉塞する場合がある。
【0016】本発明で使用する凝結遅延剤としては特に
限定されるものではないが、例えば、クエン酸、酒石
酸、及びグルコン酸等のオキシカルボン酸又はその塩
や、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムなどの炭酸塩が挙げ
られ、これらの組み合わせたものも使用可能である。凝
結遅延剤の使用量は特に限定されるものではなく、通
常、セメント、カルシウムアルミネート、及び硫酸塩の
合計 100重量部に対して、0.1 〜1重量部が好ましい。
0.1 重量部未満では圧送性が低下する場合があり、1重
量部を越えると凝結不良になる場合がある。
【0017】これらのカルシウムアルミネート、硫酸
塩、及び凝結遅延剤を混合したものは、軽量モルタルと
均一に混合できる面や輸送しやすさから、水と混合した
懸濁液や水溶液にして用いることが好ましい。混合する
水の量は特に限定されるものではないが、カルシウムア
ルミネートと硫酸塩の混合物 100重量部に対して、50〜
120重量部が好ましく、70〜100 重量部がより好まし
い。50重量部未満では混合したものの懸濁液や水溶液が
硬くなり、送給が困難になる場合があり、120 重量部を
超えると軽量空隙充填材の流動性が大きくなりすぎる場
合がある。
【0018】本発明では、軽量モルタル、カルシウムア
ルミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤を混合して軽量空
隙充填材とする。
【0019】軽量モルタル、カルシウムアルミネート、
硫酸塩、及び凝結遅延剤の混合方法としては、均一に混
合できれば特に限定されるものではなく、通常のミキサ
を使用することが可能であり、凝結時間を短くする場合
や施工性を考えた場合、軽量モルタルと、カルシウムア
ルミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤を混合したものと
を別々に送給し、合流混合しながら施工するのが好まし
い。
【0020】合流混合の方法としては、Y字管等の混合
管を使用する方法、二重管を使用する方法、並びに、カ
ルシウムアルミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤を混合
したものの懸濁液又は水溶液をシャワー状に合流混合さ
せるインレットピースを使用する方法等がある。さら
に、カルシウムアルミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤
を混合したものの懸濁液又は水溶液を送給する管の途中
に、空気を供給して軽量モルタルに添加混合する方法
は、軽量モルタル、カルシウムアルミネート、硫酸塩、
及び凝結遅延剤の合流混合が速やかに行われ、混合管内
に軽量空隙充填材が付着するなどのトラブルも防げて好
ましい。また、合流混合後の管中にスパイラル状のミキ
サを設置してさらに混合する方法も可能である。
【0021】軽量空隙充填材の混合が充分であり、混合
後速やかに施工すれば、長時間連続して施工してもポン
プ圧送配管内に軽量空隙充填材が付着することなく連続
施工が可能であるが、混合が不充分だと、部分的に急結
するものがあり、それが配管中で硬化して配管を閉塞す
るおそれがある。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例に基づいてさらに説明
する。
【0023】実施例1 セメント 100重量部、骨材 200重量部、及び水80重量部
をミキサーで混練して製造したモルタルに、起泡剤水溶
液8重量部と高圧空気で製造した気泡を混入して軽量モ
ルタルを製造した。一方、カルシウムアルミネート、カ
ルシウムアルミネート 100重量部に対して表1に示す硫
酸塩、セメント、カルシウムアルミネート、及び硫酸塩
の合計 100重量部に対して0.1 重量部の凝結遅延剤a、
並びに、水 100重量部を混合して懸濁液を調製した。軽
量モルタル中のセメント 100重量部に対して、カルシウ
ムアルミネートと硫酸塩の混合物が15重量部となるよう
に別々に圧送し、混合管で合流混合し、その後、無駆動
ラインミキサで混合しながら連続的に軽量空隙充填材と
し、高さ3mの型枠に打設した。硬化後、最上部と底部
の比重を測定した。なお、比較のため、カルシウムアル
ミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤を使用しない配合で
同様の実験を行った。その結果を表1に併記する。
【0024】 <使用材料> セメント :高炉セメントB種、市販品 骨材 :7号珪砂、市販品 水 :水道水 起泡剤 :市販品、界面活性剤系、4重量%水溶液 カルシウムアルミネート:C12A7 主成分の非晶質、ブレーン値4,800cm2/g 硫酸塩 :無水セッコウ、市販品、ブレーン値4,800cm2/g 凝結遅延剤a:クエン酸
【0025】<測定方法> 比重 :充填28日後、最上部と底部から10×10×10
cm供試体を切出し測定
【0026】
【表1】
【0027】実施例2 カルシウムアルミネート、カルシウムアルミネート 100
重量部に対して 150重量部の硫酸塩、セメント、カルシ
ウムアルミネート、及び硫酸塩の合計 100重量部に対し
て0.1 重量部の凝結遅延剤a、並びに、カルシウムアル
ミネートと硫酸塩の混合物 100重量部に対して 100重量
部の水からなる懸濁液を調製し、軽量モルタル中のセメ
ント 100重量部に対して、混合物が表2に示すように、
調製した懸濁液を軽量モルタルと別々に圧送したこと以
外は実施例1と同様に行った。結果を表2に併記する。
【0028】
【表2】
【0029】実施例3 セメント、カルシウムアルミネート、及び硫酸塩の合計
100重量部に対して、凝結遅延剤a 100重量部と凝結遅
延剤b 300重量部からなる遅延剤を表3に示すように配
合したこと以外は実施例2と同様に行った。結果を表3
に併記する。
【0030】<使用材料> 凝結遅延剤b:炭酸カリウム、市販品
【0031】
【表3】
【0032】実施例4 セメント、カルシウムアルミネート、及び硫酸塩の合計
100重量部に対して、凝結遅延剤a 100重量部と凝結遅
延剤b 300重量部からなる遅延剤を 0.4重量部、カルシ
ウムアルミネートと硫酸塩の混合物 100重量部に対し
て、表4に示す水を配合したこと以外は実施例2と同様
に行った。結果を表4に併記する。
【0033】
【表4】
【0034】実施例5 カルシウムアルミネート、カルシウムアルミネート 100
重量部に対して 150重量部の硫酸塩、セメント、カルシ
ウムアルミネート、及び硫酸塩の合計 100重量部に対し
て0.1 重量部の凝結遅延剤a、並びに、カルシウムアル
ミネートと硫酸塩の混合物 100重量部に対して 100重量
部の水からなる懸濁液を調製し、軽量モルタル中のセメ
ント 100重量部に対して、カルシウムアルミネートと硫
酸塩の混合物が 200重量部になるように、懸濁液と軽量
モルタルとを別々に圧送し、混合管で合流混合し、その
後、無駆動ラインミキサで混合しながら連続的に軽量空
隙充填材(配合A)とし、表5に示す施工高さに、最上
部と底部との比重差が 0.3以内になるように充填し、そ
の充填時間を測定した。結果を表5に併記する。なお、
比較のため、カルシウムアルミネート、硫酸塩、及び凝
結遅延剤を使用しない系(配合B)でも同様の施工を行
った。結果を表5に併記する。
【0035】
【表5】
【0036】
【発明の効果】本発明の軽量空隙充填材を用いることに
より、気泡が安定で軽量なモルタルが製造でき、自重に
よる圧密が少なくなり、側圧が低減し、型枠の強度が低
くて良い、そのため、施工高さが1m以上の深い場所へ
の施工も問題なく実施できる等の効果を奏する。したが
って、3〜4時間程度の長時間連続施工、大量施工、側
圧が加わる構造への施工等への適用が可能となった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気泡を含有してなる軽量モルタル、カル
    シウムアルミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤を有効成
    分とする軽量空隙充填材。
  2. 【請求項2】 カルシウムアルミネートと硫酸塩の混合
    物が、該軽量モルタル中のセメント 100重量部に対し
    て、5〜30重量部であることを特徴とする請求項1記載
    の軽量空隙充填材。
  3. 【請求項3】 気泡を含有してなる軽量モルタルと、カ
    ルシウムアルミネート、硫酸塩、及び凝結遅延剤を混合
    したものとを別々に送給し、合流混合し、1m以上の深
    さに充填施工することを特徴とする空隙充填方法。
JP27692697A 1997-10-09 1997-10-09 軽量空隙充填材及びそれを用いた空隙充填方法 Pending JPH11116350A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013189557A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Denki Kagaku Kogyo Kk 充填材およびその製造方法と充填工法

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