JPS6358775B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水硬性混練物の調製法に係り、セメン
ト類や石膏などの水硬物質粉末を用いて混練物を
調製するに当り、そのブリージング水の発生を防
止し、簡易且つ短時間内の施工を可能ならしめる
と共に強度的に優れ、特に補強材や粗骨材に対す
る接着強度の向上された利用、施工をなすことの
できる新規な方法を提供しようとするものであ
る。 ポルトランドセメント、早強セメント、超早強
セメント、高炉セメント、シリカセメント、アル
ミナセメント或いはゼツトセメント、混合セメン
トその他の各種セメント類や石膏、石灰などによ
る水硬性物質粉末を用いて各種成形体を得ること
は古くから一般的に行われているところである
が、斯かる場合には上記水硬性物質粉末に適宜細
骨材、粗骨材その他と水とを配合混練した生混練
物とすることが不可欠である。ところがこのよう
な混練物の調整に当つて該混練物から水が遊離し
ブリージング水が出て来ることは一般に知られて
いる通りであつて、これらが上部に浮上するとレ
イタンスとして残り蒸発乾燥後は体積減少を起す
と共に、上部に水が溜り、水／水硬性物質比が大
きくなり、これら水硬性混練物の固化後の強度が
低下する。又骨材や補強筋の下側に浮上水が溜
り、これらと水硬性混練物との付着強度が低下す
る。このため、水硬性混練物の遊離水が完全に出
て来た後でなければ、水硬性混練物上面の左官仕
上げが出来ないのが現状であり、又、密閉型枠中
に水硬性混練物を注入しても、上部に脱水装置を
必要とするなど、工業的にもこのような水硬性混
練物の注入成型を困難とし、更に上述した左官工
事に於ても塗り付け後、水が滲み出し、既存のコ
ンクリート面との安定した強固な接着が得られな
い。このように水硬性混練物は、その宿命として
分離水があり、これらの工業化を甚だしく阻害し
ている。 斯かる欠点を回避する手段として減水剤を用い
て配合水量を減少する方法や増粘剤を添加して遊
離水発生量を減少することが行われているが、前
者では一般的に強度低下が伴うと共に必ずしも完
全な分離水の発生防止をなし得ず、一方後者とし
てはメチセルローズや膨潤ベントナイトが用いら
れるが、ゲル化するものが多いので注入、打設時
の流動性、成形性が劣り、又強度発現上有害とな
るなどの欠点を有している。 本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ね
て創案されたものであつて、前記のような水硬性
物質混練物の流動性や成形性及び強度発現性を損
うことなく、しかもブリージング水の発生を有効
に阻止することに成功した。即ち本発明において
は上記したような水硬性物質混練物の調製に当つ
てホルマイト系鉱物の粉状物を添加混合すること
を提案するものであつて、ホルマイト系鉱物とし
てはアタパルジヤイト、セピオライト、パルゴス
カイトなどがあり、これらのものは珪酸マグネシ
ウム系のような針状結晶の集合体であつて、この
ような針状結晶を適当に分離解砕した粉状物を混
入することにより上記目的を有利に達成し得る。
特にこのものは好ましい揺変性（チクソトロフ
イ）を発揮するものであつて、比較性緩徐な相対
運動条件下においては高粘性を示すが比較的高い
運動条件下では該粘性が急激に低下するという特
殊な性能を有し、従つて圧送その他の運動条件下
では抵抗が非常に少いものであるのに対しこの運
動条件が停止した後においては安定した凝結性を
示すことが確認され、セメント量の比較的少く、
水セメント比（Ｗ／Ｃ）の比較的高い例えばＷ／
Ｃが100％程度のようなものであつてもブリージ
ング水の発生や骨材と分離を見ることがなく、し
かも流動性が良好で土木工事などにおける裏込め
注入材や土質改良材などとして従来技術で予想し
得ない特性を発揮し得る。 斯かる本発明について更に説明すると、ホルマ
イト系鉱物としてのアタパルジヤイト、セピオラ
イト及びパリゴルスカイトについては一般的に次
の第１表に示すような化学組成を有するものとし
て知られている。

【表】 然してこれらの鉱物は一般に径が0.01〜0.2μで
長さが0.5〜10μ程度の針状結晶の集合凝結体であ
るが、このような針状結晶をなるべく粉砕、損傷
しない条件で解砕する。即ち斯かる解砕条件とし
ては適当な水その他の液体存在下において叩解又
は〓和処理して細化を図るものであつて、水の存
在によつて解砕衝撃力が緩衝れると共に上記針状
結晶自体もそれなりに柔軟化し、又その凝結力も
小となること等の事情が総合されて何れにしても
結晶構造を損傷することが少く、しかも効率的な
解砕を図り得る。例えば上記したセピオライトに
ついてこのような水の存在下で解砕処理したもの
は添加図面第１図に示す通りであつて、これを比
較のために同じセピオライトを通常のローラミル
で水の存在しない条件下で粉砕したものを同じ倍
率15000倍の顕微鏡写真で示した第２図のものに
比較するとその針状結晶の状態が甚だしく異り、
第１図の水の存在下で解砕処理したものはその針
状結晶が殆んど損壊していないのに対し、一般的
な粉砕手段で処理した第２図のものは結晶が相当
に損傷されている。然してこのように水の存在下
で針状結晶の実質的に損われない状態に解砕され
たものを用いることは本発明における１つの実質
的要件をなし、このような解砕粉を用いたものは
水に対する分散性が頗る良好で、例えば濃度３％
程度として水に分散した懸濁液の20時間後におけ
る水との分離が皆無状態のような特性が確認さ
れ、揺変性においても比較的低速の流動条件では
第１図のものに比し少くとも数倍以上10倍近い粘
性抵抗を示すものであるのにこの比較的低速流動
条件と高速流動条件における粘性変化の程度から
求められる揺変化においては７〜８倍又はそれ以
上の高い結果が確認されていて前記したような水
硬性物質混練物の調製に用いることにより好まし
い結果を得しめることができる。 上記した解砕条件としては水中に適当に粗砕さ
れた原石を投入し上下方向に往復運動する杵搗き
方式で解砕し或いはその他の任意の解砕手段を採
用し得る。上記した第２図のものはスパイラル式
押出し方式による市販ナラ式粉砕機を用いそのス
パイラルを3000rpmで回転し細化を図つたもので
あつて、このように解砕処理を水中で行うかどう
かにより前記したように得られる細化物の性状が
甚だしく異ることになり、これらを具体的にセメ
ント１部に対し砂１部、水0.433部としたモルタ
ルに各0.0007部宛添加混練したものの流動性を測
定した結果は次の第２表のように甚だしく異つた
ものとなる。

【表】 上記したようなホルマイト系鉱物解砕物の添加
量については適宜に選ぶことができるが、一般的
にはセメント等の水硬性物質粉末の量に対して
0.01〜10％の範囲内で夫々の場合に応じて決定す
る。即ち0.01％未満では解砕物添加による効果が
殆んど認められず、又10％以上も添加することは
該混練物で成形される製品の強度を低下する傾向
が大となる。 添加の時期については上記混練物調製の如何な
る時点でもよく、例えば砂のような細骨材又はセ
メント粉の何れか一方又は双方に予め混合したも
のを用いて加水混練してよく、又混練水に対して
充分に分散させたものとしてから骨材分、セメン
ト分と混合することができ、或いは常法によつて
調製された混練物に対してその混練後に添加し混
練して調製することができる。前記解砕物を添加
混合した効果を効率的に得るためには減水剤との
併用をなすことが有利であり、即ち適量の減水剤
を併せて用いることにより上記角砕物の添加量を
相当に減少させても好ましいブリージング水の発
生防止、分離現象の回避を図り、又揺変特性を発
揮することができる。このような目的で採用され
る減水剤としては従来から知られているものが一
般的に利用され、例えばポリアルキルスルホン酸
塩系、リグニンスルホン酸塩系、ヒドロキシカル
ボン酸塩系、メラミンホルマリン樹脂スルホン酸
塩系、高縮合トリアジン系、天然樹脂酸塩などの
何れもが用いてよい。勿論これらのものの２種以
上を複合して使用することは何等支障を来すもの
でない。 本発明で用いる解砕物の好ましい性状としては
太さ0.01〜0.2μで長さが0.5μ以上の針状結晶が少
くとも重量的に60％以上、一般的には70％以上
で、より好ましくは80％以上のものであり、この
ような解砕物は前記した水の存在下においての解
砕処理で比較的容易且つ能率的に得ることができ
る。 本発明によるものの具体的な実施例について説
明すると以下の通りである。 実施例 １ ポルトランドセメント１部、水0.45部、減水剤
（ポリアルキルスルフオン酸塩系）0.01部、セピ
オライトを水の存在下に解砕した解砕物0.006部
の割合で配合し混練したものの流動性は一般的な
土木学会規準によるＰロートでの流動性測定は35
秒程度の高粘度のものであつたのに対し、上記解
砕物だけを添加しない比較例の配合のものは同じ
Ｐロートで19秒である。 又これらのものについて混練調製後のブリージ
ング水発生状態を検討した結果は、解砕物を添加
したものは0.12％で実質的にブリージング水の認
められない状態のものであつたのに対し、比較例
のものは0.80％で相当のブリージング水発生が認
められた。 然してこのペーストを用いて型内に成形した供
試体について圧縮強度を測定した結果を比較例の
ものと共に示すと次の第３表の通りである。

【表】 実施例 ２ セメント１部に対して水0.45部とポリアルキル
スルフオン酸塩系減水剤を0.01部とセピオライト
の解砕物0.006部を実施例１におけると同じに添
加したものの流動性を本発明者等により に提案
した測定手法により初期剪断応力降伏値F₀を測
定した結果は0.48ｇ／cm²であり、上記配合におい
てセピオライト解砕物を添加しないもののF₀値
は0.34ｇ／cm²であつて、この結果よりすればセピ
オライト解砕物の添加によりF₀値がそれなりに
劣ることになる。又これらのものを容易に採つて
５分間静置してから再び測定した結果はセピオラ
イト解砕物の添加されたものはF₀値が５ｇ／cm²
となつていたのに対しこれを添加しないものは
F₀＝0.69ｇ／cm³であつて解砕物の添加されたもの
は著しいチクソトロフイ性を示すことが確認され
た。更にこれらのものを再度混練すると第１回目
の混練時と同様は流動性を示し、次いでこれらの
ものを高さ60cm、径５cmの容器に採り、それらの
固化後にその上部と下部の比重を測定し上部／下
部の割合を算出したところセピオライト解砕物の
添加されたものは0.983であつたのに対し該解砕
物を添加しないものは0.921であつてその上部に
水の分離していることが確認された。この28日後
における上下部分の圧縮強度差も解砕物の添加さ
れたものは0.953であつたのに対し解砕物の添加
されないものは0.896であつてより大きな差を示
した。 実施例 ３ セメント１部、中目砂１部、水0.43部の割合で
混合した比較例１のモルタルと、この配合におけ
る水を0.38部とすると共にポリアルキルスルフオ
ン酸系減水剤を0.01部添加混練した比較例２のモ
ルタルおよび比較例１のものに実施例１における
と同じセピオライトの解砕物を0.0007部添加した
本発明１のモルタルと比較例２のものに同じ解砕
物を同量添加した本発明２のモルタルとを準備
し、これらの各モルタルについての各流動性を調
製直後及び容器内に５分間静止させた後のものを
夫々測定した結果は次の第４表の通りであつて、
本発明のものは静置５分後においてF₀値のみが
著しく高くなるものであつた。

【表】 又これらの各モルタルについてのブリージング
水発生率および高さ1000mmで直径10mmのパイプに
充填し成形したものについてその上端部と下端部
との間の比重差および強度差（何れも「上端部／
下端部」の値として求める）を求めた結果は次の
第５表の通りであつた。

【表】 即ちこのようなモルタルを調製した場合におい
ても本発明によるものがブリージング水の発生を
大幅に減少し、又注入充填成形物の上下部間にお
いて比重差、強度差の少い均等な製品となし得る
ことが確認された。 更にこれらの生モルタルを用いて成形された製
品試体についての24時間後、７日後および28日後
における各圧縮強度は次の第６表の通りであつ
て、本発明によるものが略好ましい強度を示すこ
とが知られていた。

【表】 実施例 ４ セメントＣ 砂Ｓ、水Ｗ、減水剤S_Aの各配合
関係を変えたものに本発明による実施例１に記載
のセピオライト解砕物S_Pの添加量（セメント量に
対する％）を多様に変化させた各モルタルについ
てのブリージング状況、分離状況、流動性及びそ
れらモルタルによる成形体の強度関係を夫々試験
測定した結果を要約して示すと次の第７表の通り
であつた。

【表】 即ちこの第７表によれば減水剤を添加しないNo.
３の場合にはセピオライト解砕物を５％以上添加
しなければブリージング水の発生を実質的に見な
い状態（1.5％前後以下）となし得ないのに対し、
減水剤をセメント量１部に対し0.01部添加すると
セピオライト解砕物が0.2％程度で同様以上の効
果を得しめることを知つた。 実施例 ５ セメント量が300Kg／m³、水セメント比60％、
スランプ値18cm程度の一般的コンクリートを目標
とした配合計画に基き、AE剤及び減水剤を用い
ないプレーンコンクリートとそれらを用いた各コ
ンクリートとに上記した本発明の解砕物（S_P材）
を種々に変化させた量で添加したものを調製し、
これら生コンクリートのスランプ値ブリージング
率、分離状況と共にそれによつて得られた製品の
強度を要約して示すと次の第８表の通りである。

【表】 即ちこの第７表の結果によれば、記号Ａシリー
ズの場合、即ちAE剤、減水剤を使用しない場合
には解砕物の添加量はブリージングから言えば３
％以上、強度上からは７％程度以下、出来れば５
％以下が望ましい。これに対し、記号Ｂのシリー
ズの場合、即ちAE剤を添加している場合にはブ
リージング率から言えば0.5％以上、強度上から
は先と同様、５％程度が望ましい。又記号Ｃのシ
リーズ即ちAE剤と減水剤を添加している場合は、
ブリージングから言えば0.2％程度の添加率でも
良く、又強度上からは、10％以下でもよい。以上
のごとく、解砕物添加時のコンクリートのブリー
ジングは減水剤、AE剤の併用により著るしく改
善されることが明かである。 実施例 ６ 地下部のコンクリートを土砂の掘削に応じて順
次下部階層に打継いで行く場合に柱材間に10〜15
cm程度を空隙部としてあけておき、このように明
けられた部分にモルタルを充填する打継ぎ工法に
本発明を実施した。配合はセメント１部に膨脹セ
メントを0.1部と、砂1.1部、水0.45部、メラミン
系減水剤0.005部、セピオライト解砕物0.005部、
アルミ粉（200番）を0.00005部の割合としたもの
を混練して調製し、その流動性はＰロートで25秒
であつた。具体的な打継ぎは上記のような空隙部
の周側をラスとモルタルによつて囲繞すると共に
一側にオーバフロー管（注入すべき空隙部より上
方に向けて屈曲突設した管）を取付け、その他側
からポンプによつてモルタルを注入する方法で行
つたが、注入された上記モルタルはブリージング
がなく、又沈降分離が皆無状態であると共に上記
配合では体積変化が少く、従つて適切な連結状態
を形成した打継ぎをなすことができた。具体的な
ブリージング率は0.2％、膨脹率は３％、収縮率
は0.05％であつて、得られた打継ぎ部の圧縮強度
は394Kg／cm²であつた。 実施例 ７ 左官用モルタルとして本発明によるものを調整
した。即ちセメント１部に対し、６号珪砂２部、
高縮合トリアジン系化合物を主成分とした減水剤
0.02部と実施例１におけると同じセピオライト解
砕物0.01部、水0.55部の割合で混合調整したモル
タルと比較例として上記配合中解砕物を添加しな
いものを準備し、これらのモルタルについてその
流動性をJISR5201の「セメントの物理試験方法」
中に定められたフローテーブルで測定したフロー
値、ブリージング率および強度（７日、28日の曲
げ及び圧縮強度）を測定した結果は次の第９表に
示す通りであつて、本発明によるものがブリージ
ング率が小で、フロー値の高いものであつて左官
ゴテなどによる層着性が良好であることを確認し
た。

【表】 上記した本発明のものを具体的に施工した場合
において左官ゴテに押し広げ性が良好で、モルタ
ル面にひび割れを生ずることがなく垂直面や天井
面に厚さ２〜３cmに塗着してもだれるようなこと
がないと共にその表面や接着面にブリージング水
の滲出することが殆んどなく安定した施工をなし
得るものであつたのに対し、比較例のものはその
ような特性において何れも劣るものであつて硬化
後の附着強度は本発明のものが11Kg／cm²であつた
のに対し比較例のものは7.5Kg／cm²であつた。な
おこのものは補修コンクリートなどにも充分利用
し得るものであつた。 実施例 ８ 実施例７におけると同じ配合の本発明のもの
と、比較例のものを内径／吋のホースで圧送し、
壁面に対して厚さ10cm前後の吹付施工をなした。
本発明によるものの吹付時における粉塵発生量は
１mg／ｍ程度で、跳ね返り率は２％前後であり、
壁面からの剥落は皆無状態であつたが、比較例の
ものでは、粉塵発生量が2.2mg／m³、跳ね返り率
は８％であつて、部分的に剥離の発生を避け得な
いものであつた。 実施例 ９ トンネルやシールドコンクリート用裏込注入用
モルタルとして実施した。配合はセメント150部
に、フライアツシユ100部、セピオライト解砕物
５部、砂1400部と水350部の割合で混合したもの
であり、その流動性はＰロートで45秒のものであ
り、上記のような裏込注入に採用し、分離ブリー
ジングがなく、しかも注入時に細隙から流出しな
いモルタルであつた。注入７日後の強度は一般的
に15Kg／cm²前後であつて、裏込め用として理想的
なモルタルたることを知つた。 実施例 10 異形鉄筋に対する係着目的で実施した。即ちセ
メント１部に対し砂１部、水0.5部と本発明によ
る第２表の水中解砕物及び比較例として第２表
のとして示した解砕物を夫々0.02部配合した
混練物を天囲面に吹付けて厚さ15cmの層を形成
し、この層に対し吹付直後に径13mmで長さ180mm
の異径鉄筋を140mm挿入し、その５分及び10分後
に該鉄筋に容器を連結し、該容器に鉛塊を順次投
入して異径鉄筋の抜け出さない限度、即ち剪断低
抗を測定した結果は次の第10表に示す通りであ
る。

【表】 即ち第２表による解砕物を用いたものは頗る
高い引抜強度を示すことが知られた。 以上説明したような本発明によるときはこの種
水硬性物質混練物の調製に当つてホルマイト系鉱
物の解砕物を用いることにより従来のこの種混練
物において不可避的現象とされているブリージン
グ水の発生や分離性を有効に回避し、又好ましい
揺変性を利用した有利な混練物を提供し得るもの
であつて工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第１図は本発明方法において用いるホルマイ
ト系鉱物の１種であるセピオライトの水の存在下
で解砕されたものの顕微鏡写真、第２図は同じ鉱
物を通常のローラミルで水の存在しない条件下に
粉砕したものの顕微鏡写真であり、これらの顕微
鏡写真における倍率は何れも15000倍である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セメント類や石膏などの水硬性物質粉末を用
   い加水混練して生混練物を得るに当つてホルマイ
   ト系鉱物の解砕物を添加することを特徴とする水
   硬性混練物の調製法。 ２ 減水剤と共にホルマイト系鉱物の解砕物を添
   加する特許請求の範囲第１項に記載の水硬性混練
   物の調製法。