JPH1149549A

JPH1149549A - セメント系無収縮性高強度グラウト材

Info

Publication number: JPH1149549A
Application number: JP22073797A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Maejima; 康成前嶋; Hitoshi Ogata; 仁緒形; Makoto Umei; 誠梅井
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】無収縮性を維持しながらも強度の向上を図る
ことができるセメント系無収縮性高強度グラウト材を提
供する。【解決手段】早強ポルトランドセメント１０〜６０重
量％、珪砂２０〜７０重量％、膨張剤１〜１０重量％、
減水剤０．２〜５重量％を混合する。得られたグラウト
材は水と混練して使用する。膨張剤や減水剤によりグラ
ウト材の収縮が調整され、無収縮となる。よって、スリ
ーブ内にグラウト材の凝縮に伴う空隙ができにくい。し
かも、ポルトランドセメントとして、強度の大きな早強
ポルトランドセメントを使用しているので、普通セメン
トの場合に比較しても高強度となる。さらに、ジエチレ
ングリコールの添加により初期流動性が高められ、か
つ、発塵を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はセメント系の無収
縮性グラウト材、詳しくはコンクリート建造物を構成す
る各種プレキャスト部材同士を接合したり、機械台座や
アンカーボルトなどを固定したり、その他、各種土木・
建築工事において注入材として用いられるセメント系無
収縮性高強度グラウト材に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばコンクリート建物の壁を構成する
プレキャストパネル同士を接合する場合がある。この際
の継ぎ手工法の一種として、両パネル端より突出する異
径鉄筋の端部間にスリーブを介在し、このスリーブ内へ
セメント系無収縮性グラウト材を注入・硬化することに
より、両パネルを接合するものが知られている。このグ
ラウト材は無収縮性である。これにより、施工後、スリ
ーブ内で硬化したグラウト材にはほとんど収縮が起き
ず、連結強度の低下の原因となる凝結による収縮に伴う
空隙が、このスリーブの内部に発生しにくくなる。

【０００３】従来、このセメント系無収縮性グラウト材
として、例えば特開平３−１９９２８５号公報の「グラ
ウト組成物」に記載されたようなものが知られている。
このものは、セメント、砂および流動コークスからなる
グラウト材に、ポリアルキルアリルスルホン酸塩および
／またはメラミンホルマリン樹脂スルホン酸塩を、流動
コークスに対して３〜３５重量％配合したものである。
このようにすることで、硬化開始まで無収縮を維持しつ
つ、ブリージング水の発生や骨材分離を抑制することが
できる。したがって、逆打ちの打継ぎやジャンカを補修
した際に、既設部位との界面に水膜が生じることがな
く、界面の接着不良が解消されてコンクリート強度の向
上を図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
のグラウト材では、流動コークスとポリアルキルアリル
スルホン酸塩およびまたはメラミンホルマリン樹脂スル
ホン酸塩が、上述の範囲で組み合わされることで、いく
らかのコンクリート強度の向上を図ることができる。と
ころで、日本列島は、地殻の一部を構成する太平洋プレ
ートとユーラシアプレートの境界上にあり、日頃から大
きな地震が頻発している。殊に、平成７年の関西大震災
の教訓から、ビル等の建築物においては、より高水準の
耐震構造が要求されるようになってきた。したがって、
壁面などの繋ぎ目に充填されるグラウト材においても、
上記従来技術以上の高強度化の要請がある。

【０００５】

【発明の目的】そこで、この発明は、無収縮性を維持し
ながらも強度の向上を図ることができるセメント系無収
縮性高強度グラウト材を提供することを、その目的とし
ている。また、この発明は、初期流動性を向上させるこ
とができるとともに、発塵防止も図ることができるセメ
ント系無収縮性高強度グラウト材を提供することを、そ
の目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、早強ポルトランドセメント１０〜６０重量％、珪砂
２０〜７０重量％、膨張剤１〜１０重量％および減水剤
０．２〜５重量％からなるセメント系無収縮性高強度グ
ラウト材である。

【０００７】早強ポルトランドセメントは、例えば２〜
３時間程度で充分な強度が得られるセメントであり、そ
の汎用品を使用することができる。早強ポルトランドセ
メントの好ましい添加量は１０〜６０重量％である。１
０重量％未満では強度不足となる。６０重量％を超える
と流動性が悪くなる。

【０００８】珪砂は、グラウト材に添加することで、減
水効果、硬化安定性（硬化体の収縮、ひびわれなどを緩
和する）を発揮する。珪砂は３号，４号、５号を用いる
ことができる。珪砂は上記のものよりその平均粒径が小
さすぎると、減水効果が小さく、高価であり、また、大
きすぎると、材料分離を起こす。珪砂の好ましい配合量
は２０〜７０重量％である。２０重量％未満では添加の
効果が小さい。

【０００９】膨張剤は、グラウト材に添加することで、
この材料が無収縮材となるように、硬化する際に収縮調
整を行う。その品種としては、石膏系（無機系）、アル
ミ系の膨張剤などが挙げられる。膨張剤の好ましい配合
量は１〜１０重量％である。１重量％未満では添加の効
果が小さく、また、１０重量％を超えるとセメント鉱物
の強度発現を阻害し、強度低下の原因となる。

【００１０】減水剤は、添加することで、セメントと水
との反応を捉えて、混練時の流動性を水を減らしても保
つ効果と、一定時間流動性を保つ効果がある。すなわ
ち、グラウト材の粒子を分散させて注入作業性を高める
とともに、混練時の水量を減じて強度を向上させる目的
で、減水剤は添加される。減水剤の好ましい配合量は
０．２〜５重量％である。０．２重量％未満では減水効
果が低く、５重量％を超えると硬化不良となる（硬化時
間が長すぎる）。また、増粘材は、継手に注入した後、
グラウト材の硬化までに継手と鉄筋間の空隙からのグラ
ウト材の漏れを防止する。これらの重量調整された早強
ポルトランドセメント、珪砂、膨張剤、減水剤は、ミキ
サに投入されて混合される。

【００１１】こうして得られたセメント系無収縮性高強
度グラウト材は、水と混練してスラリー化してから使用
される。スラリー状の混練物の流動性は、Ｊ₁₄ロートで
の流下時間で５〜１５ｓｅｃ、特に６〜１０ｓｅｃが好
ましく、５ｓｅｃ未満では材料分離しやすくなり、ま
た、１５ｓｅｃを超えると注入が困難となる。硬化後の
セメント系無収縮性高強度グラウト材の強度は、従来品
がモルタル強さで８００ｋｇｆ／ｃｍ²程度であったの
に対して、１０００ｋｇｆ／ｃｍ²程度まで向上する。

【００１２】請求項２に記載の発明は、シリカフューム
セメント１０〜６０重量％、珪砂２０〜７０重量％、膨
張剤１〜１０重量％および減水剤０．２〜５重量％から
なるセメント系無収縮性高強度グラウト材である。シリ
カフュームセメントとは、シリカフュームを含有するセ
メントであり、フェロシリコンおよび金属シリコンなど
の製造時の副産物であり、主成分は非晶質の二酸化珪素
（９０％以上）、平均粒径０．１μｍ程度、比表面積が
１ｇ当たり約２０平方メートルの、球形の超微粒子であ
る。これにより、セメント水和物の間に入り込んで、マ
イクロフィラー効果と称される、コンクリートの組織を
緻密化する効果が得られる。また、ポゾラン反応とい
う、セメントの水和物とシリカフュームが反応して安定
した物質を生成する反応も得られる。

【００１３】したがって、シリカフュームセメントは、
通常のポルトランドセメントに比べて、コンクリート強
度が著しく増加し、しかも水密性や化学抵抗性も向上す
る。シリカフュームセメントとしては、汎用されている
ものが使用できる。シリカフュームセメントの添加量が
１０重量％未満では強度不足となり、６０重量％を超え
ると流動性が悪くなる。なお、珪砂、膨張剤、減水剤の
内容は請求項１のものと同様である。

【００１４】請求項３に記載の発明は、低級アルコール
基を有する界面活性剤を０．０３〜０．５重量％だけ添
加した請求項１または請求項２に記載のセメント系無収
縮性高強度グラウト材である。ここでいう低級アルコー
ル基を有する界面活性剤としては、例えばジエチレング
リコールなどが挙げられる。界面活性剤の好ましい配合
量は０．０３〜０．５重量％である。０．５重量％を超
えると強度発現を阻害する。なお、ジエチレングリコー
ルは、通常のセメントでは０．０３重量％が、超微粒子
セメントには０．１重量％程度が必要である。

【００１５】

【作用】請求項１、請求項３に記載の発明によれば、早
強ポルトランドセメント１０〜６０重量％、珪砂２０〜
７０重量％、膨張剤１〜１０重量％および減水剤０．２
〜５重量％を、例えばミキサに投入して混合すること
で、セメント系無収縮性高強度グラウト材を作製する。
得られたセメント系無収縮性高強度グラウト材は、水と
混練してスラリー化した後、例えば建物のプレキャスト
パネルの端から突出する異径鉄筋間に介在されたスリー
ブ内などに充填される。

【００１６】注入されたグラウト材は、一般的なセメン
トと同様に、全体として収縮傾向にある。しかしなが
ら、膨張剤や減水剤の添加により収縮が調整され、無収
縮となる。これにより、スリーブ内にグラウト材の凝縮
に伴う空隙ができにくい。しかも、グラウト材の主組成
であるセメントとして早強ポルトランドセメントを採用
したので、硬化したグラウト材が従来以上に高強度とな
る。

【００１７】また、請求項２、請求項３に記載の発明に
よれば、シリカフュームセメント１０〜６０重量％、珪
砂２０〜７０重量％、膨張剤１〜１０重量％および減水
剤０．２〜５重量％を、例えばミキサに投入して混合す
ることで、セメント系無収縮性高強度グラウト材を作製
する。得られたセメント系無収縮性高強度グラウト材
は、水と混練してスラリー化した後、例えば請求項１、
請求項３と同様にスリーブ内などに充填される。以下、
主な作用はこの請求項１、請求項３の場合と同様であ
る。なお、グラウト材の主組成がシリカフュームセメン
トであるので、これにより硬化したグラウト材が従来以
上に高強度となる。

【００１８】特に、請求項３に記載の発明によれば、低
級アルコール基を有する界面活性剤をグラウト材に添加
すると、この界面活性剤がグラウト材の各種の構成粉体
を被って表面に皮膜をつくる。これにより、グラウト材
の初期流動性が向上するとともに、発塵を防止できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。ただし、この発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。（実施例１〜３、比較例１〜８）早強ポルトランドセメ
ント（三菱マテリアル株式会社製、比表面積４５００ｃ
ｍ²／ｇ）、珪砂（３号，４号，５号の混合珪砂；日本
プラスター株式会社製：「ＮＰ珪砂ＮＰ−４０」）、膨
張剤（デンカ株式会社製、商品名「デンカＣＳＡ」）、
および減水剤（昭和電工株式会社製、商品名「メルメン
トＦＩ０Ｍ」）を、所定の条件で添加し、これをミキサ
で混合して、セメント系無収縮性高強度グラウト材を製
造した。

【００２０】得られたセメント系無収縮性高強度グラウ
ト材に対して水を３００重量％（Ｗ／Ｃ＝１０〜３０
％）加えて混練し、円柱状の一軸圧縮試験用供試体を作
製した。そして、所定材齢養生後、この供試体の一軸圧
縮試験を行った。また、供試体の寸法は、直径５ｃｍ、
高さ１０ｃｍであり、供試体の養生は２０℃の湿空養生
により行われ、材齢は２８日とした。その結果を表１に
示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から明らかなように、比較例１〜８の
セメント系無収縮性高強度グラウト材では、固化後の強
度は約６００ｋｇｆ／ｃｍ²と比較的小さかった。これ
に対して、実施例１〜３では、無収縮性を維持しかつ１
０００ｋｇｆ／ｃｍ²と比較的大きな強度が得られた。
その評価を同じ表１に示す。比較例６では収縮は生じな
かったが、ひびが発生した。なお、表１〜表２で示す一
軸圧縮強度は、比較のための、その平均値の概略値であ
る。

【００２３】（実施例４〜６、比較例９、１０）早強ポ
ルトランドセメントをシリカフュームセメント（三菱マ
テリアル株式会社製、商品名「ＳＦＣ」）に代える以外
は実施例１〜３、比較例１〜８と同様にしてセメント系
無収縮性高強度グラウト材を製造した後、これを硬化し
て一軸圧縮試験を行った。その結果を表２に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】表２から明らかなように、比較例４〜６の
セメント系無収縮性高強度グラウト材では、無収縮性を
有するが固化後の強度は約６００ｋｇｆ／ｃｍ²と比較
的小さかった。これに対して、実施例９、１０では、無
収縮性を維持しかつ約１０００ｋｇｆ／ｃｍ²と比較的
大きな強度が得られた。その評価を同じ表２に示す。

【００２６】（実施例７〜９、比較例１１、１２）低級
アルコール基を有する界面活性剤を所定割合で添加した
以外は、実施例１〜３、比較例１〜８と同様にして、セ
メント系無収縮性高強度グラウト材を製造して、初期流
動性および発塵防止性の試験を目視により行った。その
結果を表３に示す。比較例１２では一軸圧縮強度試験も
行った。

【００２７】

【表３】

【００２８】表３から明らかなように、比較例１１のセ
メント系無収縮性高強度グラウト材では、グラウト材の
初期流動性は低く、発塵も発生した。これに対して、実
施例７〜９では、グラウト材の初期流動性を向上するこ
とができるとともに、発塵も防止することができた。ま
た、比較例１２では初期流動性、発塵防止性よりも、強
度が不足するという結果を生じた。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、短時間で固まる早強ポルトランドセメント（１０
〜６０重量％）に、グラウト材の収縮を阻害する膨張剤
（１〜１０重量％）や減水剤（０．２〜５重量％）を添
加するようにしたので、グラウト材の収縮が調整されて
無収縮性を有するとともに、従来品以上の高強度化が図
れる。

【００３０】特に、請求項２に記載の発明によれば、強
度の大きなシリカフュームセメント（１０〜６０重量
％）に、グラウト材の収縮を阻害する膨張剤（１〜１０
重量％）や減水剤（０．２〜５重量％）を添加するよう
にしたので、グラウト材の収縮が調整されて無収縮性を
有するとともに、従来品以上の高強度化を図ることがで
きる。

【００３１】また、請求項３に記載の発明にれば、この
グラウト材に低級アルコール基を有する界面活性剤を
０．０３〜０．５重量％だけ添加したので、これが各種
構成粉体の表面に皮膜をつくり、グラウト材の初期流動
性が向上して、発塵を防止することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅井誠福岡県北九州市八幡西区洞南町１番１号三菱マテリアル株式会社セメント開発センタ−内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】早強ポルトランドセメント１０〜６０重
量％、珪砂２０〜７０重量％、膨張剤１〜１０重量％お
よび減水剤０．２〜５重量％からなるセメント系無収縮
性高強度グラウト材。
【請求項２】シリカフュームセメント１０〜６０重量
％、珪砂２０〜７０重量％、膨張剤１〜１０重量％およ
び減水剤０．２〜５重量％からなるセメント系無収縮性
高強度グラウト材。
【請求項３】上記セメント系無収縮性高強度グラウト
材に、低級アルコール基を有する界面活性剤を０．０３
〜０．５重量％だけ添加した請求項１または請求項２に
記載のセメント系無収縮性高強度グラウト材。