WO2022070683A1 - 超速硬グラウト材料、超速硬グラウトモルタル及び硬化体 - Google Patents

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WO2022070683A1
WO2022070683A1 PCT/JP2021/031041 JP2021031041W WO2022070683A1 WO 2022070683 A1 WO2022070683 A1 WO 2022070683A1 JP 2021031041 W JP2021031041 W JP 2021031041W WO 2022070683 A1 WO2022070683 A1 WO 2022070683A1
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WO
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mass
less
ultrafast
ratio
grout material
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PCT/JP2021/031041
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崇 佐々木
聡史 高木
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デンカ株式会社
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    • C04B22/06—Oxides, Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions 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

Definitions

  • the present invention mainly relates to an ultrafast-hardening grout material, an ultrafast-hardening grout mortar and a cured product used in the civil engineering / construction industry.
  • Ultra-fast-hardening grout mortar which is ultra-fast-hardening and has self-filling and self-leveling properties, is an indispensable material for rationalized construction. Ultra-fast-hardening grout mortar is an attractive material that can realize strong integration with structures at an early stage because it develops the required strength at 3 hours of age and exhibits moderate expansion after curing. Those have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 6).
  • the conventional ultrafast grout mortar has a problem of low neutralization resistance in some cases. Further, there is a problem that it is desired to secure the integrity and durability with the structure by having a higher adhesion strength with the reinforcing bar. It has been reported that the effect of further improving the neutralization resistance by using a polymer emulsion or a specific powdery drying shrinkage reducing agent in combination for imparting neutralization resistance has been reported (see, for example, Patent Document 7). However, although neutralization resistance can be imparted, a polymer emulsion must be used, which poses a problem in terms of cost, and the effect of improving the adhesive strength with the reinforcing bar has not been confirmed.
  • the present invention includes ultrafast-hard grout mortar, ultrafast-hard grout mortar and hardening, which contain a specific amount of chlorine and can improve durability by further increasing neutralization resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention rate of reinforcing bars.
  • the purpose is to provide the body.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and as a result of various efforts to solve the above-mentioned problems, the present invention has resulted in an ultrafast-hardening grout material containing a specific amount of chlorine. It has been found that the fluidity, neutralization resistance, adhesion strength with reinforcing bars, rust prevention rate of reinforcing bars can be further improved, and durability can be improved, and the present invention has been completed.
  • the gist of the present invention is as follows. [1] An ultrafast-hardening grout material composed of cement, calcium aluminate, gypsum, a gas foaming substance, and a fine aggregate, wherein the amount of chlorine is 3 ppm or more and 1,800 ppm or less.
  • the chemical composition of the fine aggregate has a K 2 O ratio of 40 ppm or more and 3,000 ppm or less, an SO 3 ratio of 40 ppm or more and 3,000 ppm or less, and a Fe 2 O 3 ratio of 0.1% by mass or more.
  • An ultrafast-hardening grout mortar obtained by kneading the ultrafast-hardening grout material according to any one of [1] to [5] with water.
  • ultrafast hard grout mortar and ultrafast hard grout mortar which contain a specific amount of chlorine and can improve durability by further increasing neutralization resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention rate of reinforcing bars. And a cured product can be provided.
  • ultrafast grout mortar referred to in the present specification is a general term for a paste without coarse aggregate and a mortar containing fine aggregate.
  • the ultrafast-hardening grout material of the present invention contains cement, calcium aluminate, gypsum, a gas foaming substance, and a fine aggregate, and the amount of chlorine is 3 ppm or more and 1,800 ppm or less. Focusing on the amount of chlorine contained in the ultrafast-hardening grout material in the present invention, it was found that the amount of chlorine affects the adhesion strength between the ultrafast-hardening grout material and the reinforcing bar. That is, if the amount of chlorine contained in the ultrafast grout material is less than 3 ppm, the adhesion strength with the reinforcing bar will be low.
  • the amount of chlorine contained in the ultrafast grout material exceeds 1,800 ppm, the rust preventive effect is deteriorated.
  • the amount of chlorine contained in the ultrafast grout material is preferably 30 ppm or more, more preferably 40 ppm or more, further preferably 50 ppm or more, still more preferably 100 ppm, from the viewpoint of improving the adhesion strength with the reinforcing bar. The above is even more preferable, and 130 ppm or more is particularly preferable. Further, the amount of chlorine contained in the ultrafast grout material is required to be 3 ppm or more and 1800 ppm or less from the viewpoint of enhancing the rust preventive effect of the reinforcing bar by neutralization and improving the durability. , 600 ppm or less, more preferably 1,500 ppm or less, still more preferably 1,400 ppm or less.
  • the amount of chlorine contained in the ultrafast grout material can be adjusted, for example, by adding an admixture containing chlorine when producing the ultrafast grout material.
  • the amount of chlorine can be measured by the method described in Examples described later.
  • the cement used in the present invention is not particularly limited, and various cements such as normal, early-strength, ultra-fast-strength, low-heat and moderate-heat, and blast furnace slag, fly ash, silica fume, etc. are mixed with these cements.
  • the cement used in the present invention has a brain specific surface area value (hereinafter, also referred to as a brain value) of 2,500 cm 2 / g or more and 7,000 cm 2 / g or less. It is more preferable, it is more preferably 2,750 cm 2 / g or more and 6,000 cm 2 / g or less, and further preferably 3,000 cm 2 / g or more and 4,500 cm 2 / g or less.
  • the brain specific surface area value is determined in accordance with JIS R 5201 (physical test method for cement).
  • Calcium aluminate (CA) used in the present invention is a general term for compounds containing CaO and Al2O3 as main components, and specific examples thereof include, for example , mainly CaO component and Al2O3 component.
  • the CaO / Al2O 3 molar ratio of CA is preferably in the range of 0.75 to 3 , and more preferably in the range of 1 to 2.
  • the CaO / Al2O 3 molar ratio is 0.75 or more, sufficient initial strength development can be obtained.
  • the CaO / Al2O 3 molar ratio is 3 or less, sufficient fluidity and pot life can be obtained.
  • the calcium aluminate is preferably amorphous, and there is a possibility that sufficient strength cannot be obtained in the crystalline form.
  • Examples of the method for obtaining CA include a method of heat-treating a CaO raw material , an Al2O3 raw material, or the like with a rotary kiln, an electric furnace, or the like.
  • Examples of the CaO raw material for producing CA include calcium carbonate such as limestone and shell, calcium hydroxide such as slaked lime, and calcium oxide such as quicklime.
  • Examples of the Al 2 O 3 raw material include bauxite and industrial by-products called aluminum residual ash.
  • impurities may be contained. Specific examples thereof include SiO 2 , Fe 2 O 3 , MgO, TiO 2 , MnO, Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, S, P 2 O 5 , and F.
  • the presence of these impurities does not pose a particular problem as long as the object of the present invention is not substantially impaired. Specifically, there is no particular problem when the total of these impurities is in the range of 10% or less.
  • the particle size of the CA of the present invention is not particularly limited, but the brain value is usually preferably 3,000 to 9,000 cm 2 / g, more preferably 4,000 to 8,000 cm 2 / g.
  • the brain value of CA is 3,000 cm 2 / g or more, the initial strength development can be sufficiently expressed. Further, when the brain value of CA is 9,000 cm 2 / g or less, it becomes easy to secure the fluidity and the pot life.
  • the present invention it is preferable to use a CA having a loss on ignition of 1% or more, and it is more preferable to use a CA having a loss on ignition of 2% or more.
  • the loss on ignition of CA is 1% or more, it becomes easy to secure fluidity and pot life, and it is possible to suppress the occurrence of "hanten".
  • the method of reducing the ignition loss to 1% or more is not particularly limited, and examples thereof include a method of supplying water and moisture, a method of supplying carbon dioxide gas, and the like.
  • the gypsum used in the present invention is a general term for each of anhydrous, semi-water, or dihydrate gypsum and is not particularly limited, but from the viewpoint of strength development, anhydrous gypsum or semi-hydrated gypsum may be used. Preferably, the use of anhydrous gypsum is more preferred.
  • the particle size of the gypsum is not particularly limited, but the brain value is usually preferably 3,000 to 9,000 cm 2 / g, more preferably 4,000 to 8,000 cm 2 / g.
  • the gypsum brain value is 3,000 cm 2 / g or more, the dimensional stability is good. Further, when the gypsum brain value is 9,000 cm 2 / g or less, it becomes easy to secure the fluidity.
  • the mixing ratio of each of 100 parts by mass of the binder composed of cement, CA, and gypsum is preferably 50 to 98 parts by mass of cement, 1 to 25 parts by mass of CA, and 1 to 25 parts by mass of gypsum.
  • the super-fast-hardening grout material satisfying the effect of the present invention that is, the super-fast-hardening grout excellent in high fluidity, neutralization resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention.
  • the material can be obtained.
  • the mixing ratio of CA and gypsum is preferably 30 to 70 parts by mass of CA, 70 to 30 parts by mass of gypsum, and 60 to 60 parts by mass of CA in 100 parts by mass of the hardened component composed of CA and gypsum. 40 parts by mass is more preferable.
  • CA is 30 parts by mass or more and gypsum is 70 parts by mass or less, the initial strength is sufficiently exhibited and the dimensional stability is good. Further, when CA is 70 parts by mass or less and gypsum is 30 parts by mass or more, it is easy to secure the pot life.
  • the mixing ratio of the hardened component is preferably 2 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
  • the blending ratio of the hard-hardened component is less than 2 parts by mass, the initial strength development is equal to or higher, and the material separation resistance becomes good.
  • the mixing ratio of the fast-hardening component is 50 parts by mass or less, an ultrafast-hardening grout material having excellent fluidity, neutralization resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention can be obtained.
  • the gas effervescent substance used in the present invention refers to a substance used for the purpose of suppressing the sinking and shrinkage of the super-fast-hardening grout material in a state where it has not yet hardened after the super-fast-hardening grout mortar is applied.
  • the gas effervescent substance used in the present invention is not particularly limited as long as it generates a gas after kneading with water.
  • Examples of the gas foaming substance include oily substances such as vegetable oil and mineral oil.
  • Examples of the gas foaming substance include powdery substances such as flaky aluminum powder surface-treated with stearic acid and aluminum powder produced by an atomizing method.
  • Examples of the gas foaming substance include a nitrogen gas foaming substance that foams nitrogen gas in an alkaline atmosphere such as an azo compound, a nitroso compound, and a hydrazine derivative.
  • Examples of the gas foaming substance include percarbonates such as sodium percarbonate, potassium permanganate and ammonium permanganate, perborates such as sodium perborate and potassium perborate, sodium permanganate and potassium permanganate. Permanganate salts such as, and peroxide substances such as hydrogen peroxide can be mentioned.
  • As the gas effervescent substance used in the present invention it is preferable to use aluminum powder surface-treated with stearic acid or the like because it has a large effect of suppressing sinking.
  • the nitrogen gas foaming substance used as the gas foaming substance used in the present invention is a compound that generates nitrogen gas by the reaction of the cement contained in the ultrafast hard grout material with the alkali generated when kneaded with water. It is contained, and gases such as carbon monoxide, carbon dioxide, and ammonia may be produced as a by-product.
  • the nitrogen gas effervescent substance used in the present invention is to be integrated with the structure, to prevent the super fast-hardened grout mortar that has not yet hardened from sinking or shrinking, and to be in a dry state. It is not particularly limited as long as it can be used to improve crack resistance when placed.
  • the content ratio of the gas foaming substance is preferably 0.0001 part by mass or more and 1 part by mass or less, more preferably 0.0005 part by mass or more and 0.5 part by mass or less, and 0.001 part by mass with respect to 100 parts by mass of cement. It is more preferably 0.2 parts by mass or less.
  • the content ratio of the gas foaming substance is at least the above lower limit value, a sufficient initial expansion effect can be imparted. Further, when the content ratio of the gas foaming substance is not more than the above upper limit value, the strength development becomes good.
  • the chemical composition of the fine aggregate used in the present invention preferably has a CaO ratio of 85% by mass or more and a SiO 2 ratio of 0.2% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the ratio of CaO and the ratio of SiO 2 are within the above ranges, so that an ultrafast grout material having excellent fluidity, neutralization resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention can be obtained. can get.
  • the proportion of CaO is preferably 87% by mass or more, more preferably 89% by mass or more, and further preferably 91% by mass or more.
  • the upper limit of the ratio of CaO is not particularly limited, but is preferably 99% by mass or less, and more preferably 98.5% by mass or less.
  • the ratio of SiO 2 is preferably 0.25% by mass or more and 13% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or more and 11% by mass or less, and 0.4% by mass or more and 10% by mass or less. It is more preferable to have.
  • siliceous sand, calcite, scapolite which is a metamorphic rock, quartz which is an igneous rock, potassium feldspar and the like are mixed and prepared.
  • the chemical composition is adjusted by mixing each rock so as to fall within the scope of the present invention while confirming by fluorescent X-ray diffraction.
  • the chemical composition of the fine aggregate used in the present invention is calculated in terms of oxide.
  • the fine aggregate used in the present invention preferably contains K2O , SO3 , Fe2O3 , and Al2O3 as chemical components.
  • K2O is preferably 40 ppm or more and 3,000 ppm or less, more preferably 50 ppm or more and 2,500 ppm or less, further preferably 60 ppm or more and 2,250 ppm or less, and 70 ppm or more and 2,000 ppm. The following is even more preferable.
  • the proportion of SO 3 is preferably 40 ppm or more and 3,000 ppm or less, more preferably 50 ppm or more and 2,500 ppm or less, further preferably 60 ppm or more and 2,250 ppm or less, and 70 ppm or more and 2,000 ppm or less. Is even more preferable.
  • the ratio of Fe 2 O 3 is preferably 0.1 or more and 3.0% by mass or less, more preferably 0.13 or more and 2.5% by mass or less, and 0.15 or more and 2.0% by mass or less.
  • the ratio of Al 2 O 3 is preferably 0.1 or more and 3.0% by mass or less, more preferably 0.13 or more and 2.5% by mass or less, and 0.15 or more and 2.0% by mass or less. The following is more preferable.
  • the fine aggregate used in the present invention preferably has a reduction in coarse grain ratio of 70% or more and 100% or less, preferably 75% or more and 99% or less, according to JIS A 1121 "Scraping test of coarse aggregate by Los Angeles testing machine". It is more preferably 80% or more and 98% or less, and even more preferably 85% or more and 97% or less.
  • the decrease in the coarse grain ratio of the fine aggregate is at least the above lower limit value, the adhesive force with the reinforcing bar can be improved.
  • the neutralization resistance can be improved, which contributes to the reduction of rusting of the reinforcing bar due to the neutralization.
  • the "coarse grain ratio of fine aggregate” is a value obtained from the result of sieving, and refers to an index indicating an approximate value of the size of fine aggregate.
  • “decrease in the coarse grain ratio of the fine aggregate” means that the coarse grain ratio before the test and the coarse grain ratio after the test of the scraping test of the coarse aggregate by the Los Angeles testing machine are compared and after the test. The rate at which the coarse grain ratio of the grain is reduced.
  • siliceous sand, calcite, scapolite which is a metamorphic rock, quartz which is an igneous rock, potassium feldspar and the like are mixed and prepared.
  • each rock is mixed and adjusted so that the decrease in the coarse grain ratio of the fine aggregate is within the scope of the present invention while being confirmed by the test of the scraping test of the coarse aggregate by the Los Angeles testing machine.
  • the origin and origin of the fine aggregate are not particularly limited.
  • the content ratio of the fine aggregate is preferably 40 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, more preferably 75 parts by mass or more and 250 parts by mass or less, and 100 parts by mass or more and 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. It is more preferably parts by mass or less.
  • the content ratio of the fine aggregate is at least the above lower limit value, the calorific value can be reduced, shrinkage can be suppressed, and cracks can be suppressed. Further, when the content ratio of the fine aggregate is not more than the above upper limit value, it is possible to obtain an ultrafast-hard grout material having excellent fluidity, neutralization resistance, adhesion strength with reinforcing bars, and rust prevention.
  • the ultrafast-hardening grout material of the present invention together with cement, calcium aluminate, gypsum, gas foaming substance, and fine aggregate, improves strength development, acid resistance, secures pot life, and provides dimensional stability. From the viewpoint of making it good, it is possible to contain silica fine powder.
  • siliceous fine powder examples include latent hydrohard substances such as blast furnace granulated slag fine powder, fly ash, and pozzolan substances such as silica fume, and silica fume is particularly preferable.
  • the type of silica fume is not limited, but from the viewpoint of fluidity, it is more preferable to use silica fume containing 10% or less of ZrO 2 as an impurity or acidic silica fume.
  • the acidic silica fume means that the pH of the supernatant liquid is 5.0 or less when 1 g of silica fume is put into 100 cc of pure water and stirred.
  • the degree of powderiness of the siliceous fine powder is not particularly limited, but usually, the blast furnace granulated slag fine powder and fly ash have a brain value in the range of 3,000 cm 2 / g or more and 9,000 cm 2 / g or less.
  • the silica fume has a BET specific surface area in the range of 20,000 cm 2 / g or more and 300,000 cm 2 / g or less.
  • the content ratio of the siliceous fine powder is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 15 parts by mass or less, and further preferably 3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of cement. preferable.
  • the content ratio of the siliceous fine powder is at least the above lower limit value, it is possible to improve the strength development, the acid resistance, the pot life, and the dimensional stability. Further, when the content ratio of the siliceous fine powder is not more than the above upper limit value, the fluidity can be improved, the adhesive force with the reinforcing bar, and the rust preventive effect can be improved.
  • a swelling agent a water reducing agent, a coagulation adjusting agent, an AE agent, a rust preventive agent, a water repellent agent, an antibacterial agent, a coloring agent, an antifreezing agent, a limestone fine powder, and a blast furnace slow cooling are performed within a range that does not adversely affect the performance.
  • Admixtures such as slag fine powder, sewage sludge incineration ash and its molten slag, city waste incineration ash and its molten slag, and pulp sludge incineration ash, defoaming agents, thickeners, shrinkage reducing agents, steel fibers, vinylon fibers,
  • the object of the present invention is substantially the same as one or more of carbon fibers, fibrous substances such as valastonite fibers, clay minerals such as polymers, bentonite and sepiolite, and anion exchangers such as hydrotalcite. It can be used within a range that does not inhibit the disease.
  • each material is not particularly limited, and each material may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance. There is no problem.
  • the mixing device any existing device such as a tilting mixer, an omni mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, and a Nauta mixer can be used.
  • the ultrafast-hardening grout mortar of the present invention contains the above-mentioned ultrafast-hardening grout material of the present invention and water, and is obtained by kneading the ultrafast-hardening grout material and water.
  • the amount of kneaded water of the present invention is not particularly limited because it varies depending on the purpose and application of use and the content ratio of each material, but is 10 parts by mass or more and 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ultrafast grout material. It is preferably 14 parts by mass or more, more preferably 65 parts by mass or less, and further preferably 16 parts by mass or more and 60 parts by mass or less.
  • the amount of kneaded water is at least the above lower limit value, it is possible to suppress a decrease in fluidity and suppress an extremely large calorific value. Further, when the amount of kneaded water is not more than the above upper limit value, the strength development can be ensured.
  • the method of kneading the ultrafast hard grout material and water is not particularly limited, but a hand mixer having a rotation speed of 900 rpm or more, a normal high-speed grout mixer, or a biaxial forced mixer is used. Is preferable.
  • kneading with a hand mixer or high-speed grout mixer for example, put predetermined water in a container such as a pail or a mixer in advance, and then add the ultrafast grout mortar composition while rotating the mixer and knead for 3 minutes or more. Is preferable. Further, for kneading with the forced mixer, for example, it is preferable to put the ultrafast grout mortar composition into the mixer in advance, add predetermined water while rotating the mixer, and knead for at least 4 minutes or more. If the kneading time is less than a predetermined time, appropriate fluidity of the ultrafast grout mortar may not be obtained due to insufficient kneading.
  • the kneaded super-fast-hardening grout mortar is usually pumped to the construction site by a manual injection gun, a diaphragm-type hand pump, or a squeeze-type mortar pump, and filled with the super-fast-hardening grout of the present invention. It becomes a cured product made by using mortar.
  • Example 1 Prepared to contain 15 parts by mass of CA, 15 parts by mass of gust, 0.05 parts by mass of gas foaming substance, 0.5 parts by mass of water reducing agent, and 166.7 parts by mass of fine aggregate with respect to 100 parts by mass of cement.
  • An ultrafast hard grout material was obtained.
  • a chlorine-containing admixture material name: sodium chloride
  • An ultrafast-hardening grout mortar was prepared by kneading 100 parts by mass of the obtained ultrafast-hardening grout material with 23 parts by mass of water.
  • the chlorine concentration, fluidity, neutralization depth, adhesion strength, and rusting rate of the reinforcing bar of the prepared ultrafast grout material were measured. The results are also shown in Table 1.
  • the chemical composition of the fine aggregate was measured by fluorescent X-ray diffraction.
  • silica sand produced in Aichi Prefecture
  • feldspar CaCO 3
  • metamorphic rock scapolite (Na, Ca, K) 4 Al 4 Si 9 O 24 (Cl, CO 3 , SO 4 ))
  • Quartz SiO 2
  • potassium feldspar KALSi 3O 8
  • -Adhesion strength The adhesion strength with the reinforcing bar at the time of pulling out a round steel having a depth of 16 cm and a diameter of 19 mm was determined. The curing was a 20 ° C seal curing, and the test was carried out at a material age of 28 days.
  • Rust rate of reinforcing bars A round steel with a depth of 18 cm and a diameter of 19 mm is covered with ultrafast hard mortar so that the thickness is 10 mm, and after being cured in water at 20 ° C until the age of 28 days, 30 ° C. Accelerated neutralization was performed for 12 weeks in an environment with a relative humidity of 60% and a carbon dioxide concentration of 5%. In addition, during the accelerated neutralization test, the test piece was taken out every 3 weeks and immersed in water for 1 day in an environment of 20 ° C. to carry out the accelerated neutralization test.
  • Example 2 The same procedure as in Experimental Example 1 was carried out except that the ultrafast-hardening grout mortar was prepared by blending the fine aggregates shown in Table 2. The results are also shown in Table 2.
  • the scraping test of fine aggregate by the Los Angeles testing machine first, 5 kg of fine aggregate and 6 iron balls are put into the Los Angeles testing machine. The average diameter of the iron ball is about 46.8 mm, and the mass of one iron ball is 390 to 445 g. The Los Angeles tester was then rotated 500 rpm (30 rpm). Next, the fine aggregate collected from the Los Angeles testing machine was screened using a metal mesh sieve having mesh dimensions of 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, and 0.15 mm. rice field.
  • the coarse grain ratio (R 1 ) of the fine aggregate before being put into the Los Angeles testing machine is compared with the coarse grain ratio (R 2 ) of the fine aggregate after being put into the Los Angeles testing machine, and the coarse grain ratio after the test is reduced.
  • R 1 coarse grain ratio
  • R 2 coarse grain ratio
  • Example 3 The same procedure as in Experimental Example 2 was carried out except that the ultrafast-hardening grout mortar was prepared by blending the fine aggregates shown in Table 3. The results are also shown in Table 3.
  • the ultrafast hard grout material of the present invention can improve the fluidity, neutralization resistance, adhesion strength with reinforcing bars, rust prevention rate of reinforcing bars, and durability by setting a specific chlorine concentration.
  • Mortar can be obtained, steel plate winding method for bridge piers, filling method for large embroidery seats, fixing material for reinforcing bars, other gap filling, cross-section repair of concrete, self-leveling flooring, fixing with reinforcing bars, etc., and civil engineering. -Can be used in a wide range of applications such as building applications.

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Abstract

特定の塩素量を含有し、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高めることで耐久性が向上できる超速硬グラウトモルタル、超速硬グラウトモルタル及び硬化体を提供する。　セメント、カルシウムアルミネート、石膏、ガス発泡物質、細骨材からなる超速硬グラウト材料であって、塩素の量が３ｐｐｍ以上１，８００ｐｐｍ以下である、超速硬グラウト材料。

Description

超速硬グラウト材料、超速硬グラウトモルタル及び硬化体
　本発明は、主に、土木・建築業界において使用される超速硬グラウト材料、超速硬グラウトモルタル及び硬化体に関する。
　超速硬性で、自己充填性やセルフレベリング性をもつ超速硬グラウトモルタルは、合理化施工には欠かすことのできない材料である。
　超速硬グラウトモルタルは、材齢３時間で所要の強度を発現し、硬化後に程よい膨張性を示すことから、構造物との強固な一体化を早期に実現可能な魅力ある材料であり、様々なものが提案されている（例えば、特許文献１～６参照）。
　しかしながら、従来の超速硬グラウトモルタルは、場合によっては中性化抵抗性が低い課題があった。さらに、より高い鉄筋との付着強度を有することで、構造物との一体性、耐久性を担保したいといった課題があった。
　中性化抵抗性の付与には、ポリマーエマルジョンや特定の粉末状乾燥収縮低減剤を併用することで中性化抵抗性をさらに向上させる効果が報告されている（例えば、特許文献７参照）。
　しかしながら、中性化抵抗性は付与できるものの、ポリマーエマルジョンを使用しなければならず、コスト面で課題があり、さらに鉄筋との付着強度が向上する効果は確認されていない。
特開平１１－０２１１６０号公報 特開平１１－１３９８５９号公報 特開２００６－１０４０１３公報 米国特許第４，１４２，９０９明細書 特開２００７－００１８２８号公報 特許第５１１３４９６号公報 特開２００８－１６９０８５号公報
　本発明は、特定の塩素量を含有し、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高めることで耐久性が向上できる超速硬グラウトモルタル、超速硬グラウトモルタル及び硬化体を提供することを目的とする。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明者らは、上記課題を解決すべく、種々の努力を重ねた結果、特定の塩素量を含有する超速硬グラウト材料が、流動性、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高め、耐久性が向上できることを知見し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］セメント、カルシウムアルミネート、石膏、ガス発泡物質、細骨材からなる超速硬グラウト材料であって、塩素の量が３ｐｐｍ以上１，８００ｐｐｍ以下である、超速硬グラウト材料。
［２］前記細骨材の化学成分は、ＣａＯの割合が８５質量％以上、ＳｉＯ２の割合が０．２質量％以上１５質量％以下である、［１］に記載の超速硬グラウト材料。
［３］前記細骨材は、ＪＩＳ　Ａ　１１２１「ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験」による粗粒率の低下が７０％以上１００％以下である、［１］又は［２］に記載の超速硬グラウト材料。
［４］前記細骨材の化学成分は、Ｋ２Ｏの割合が４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下、ＳＯ３の割合が４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下、Ｆｅ２Ｏ３の割合が０．１質量％以上３．０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３の割合が０．１質量％以上３．０質量％以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の超速硬グラウト材料。
［５］前記細骨材の含有割合は、前記セメント１００質量部に対して、４０質量部以上３００質量部以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の超速硬グラウト材料。
［６］［１］～［５］のいずれかに記載の超速硬グラウト材料と水とを混練してなる超速硬グラウトモルタル。
［７］［６］に記載の超速硬グラウトモルタルを用いてなる硬化体。
　本発明によれば、特定の塩素量を含有し、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高めることで耐久性が向上できる超速硬グラウトモルタル、超速硬グラウトモルタル及び硬化体を提供することができる。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　なお、本明細書における部や％は特に規定しない限り質量基準である。
　また、本明細書でいう超速硬グラウトモルタルとは、粗骨材のないペースト、細骨材を含有するモルタルを総称するものである。
　本発明の超速硬グラウト材料は、セメント、カルシウムアルミネート、石膏、ガス発泡物質、細骨材を含有してなるものであり、塩素の量が３ｐｐｍ以上１，８００ｐｐｍ以下である。
　本発明における超速硬グラウト材料は、含有する塩素の量に着目し、塩素の量が超速硬グラウト材料と鉄筋との付着強度に影響することを突き止めた。すなわち、超速硬グラウト材料に含まれる塩素の量が３ｐｐｍ未満だと、鉄筋との付着強度が低くなってしまう。また、超速硬グラウト材料に含まれる塩素の量が１，８００ｐｐｍを超えると、防錆効果の低下をもたらしてしまう。
　超速硬グラウト材料に含まれる塩素の量は、鉄筋との付着強度を向上させる観点から、３０ｐｐｍ以上であることが好ましく、４０ｐｐｍ以上であることがより好ましく、５０ｐｐｍ以上であることがさらに好ましく、１００ｐｐｍ以上であることがよりさらに好ましく、１３０ｐｐｍ以上であることが特に好ましい。また、超速硬グラウト材料に含まれる塩素の量は、中性化による鉄筋の防錆効果を高め、耐久性を向上させる観点から、３ｐｐｍ以上、１，８００ｐｐｍ以下であることが求められるが、１，６００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１，５００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１，４００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。
　超速硬グラウト材料に含まれる塩素の量は、例えば、超速硬グラウト材料を作製する際に塩素を含有する混和剤を添加して調整することができる。また、塩素の量は後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
　本発明で使用するセメントとは、特に限定されるものではなく、普通、早強、超早強、低熱および中庸熱等の各種セメント、これらのセメントに、高炉スラグやフライアッシュやシリカフュームなどを混合した各種混合セメント、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）、市販されている微粒子セメントなどが挙げられ、各種セメントや各種混合セメントを微粉末化して使用することも可能である。また、通常セメントに使用されている成分（例えば石膏等）量を増減して調整されたものも使用可能である。
　本発明では、高い流動性、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆の観点から、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメントを選定することが好ましい。
　本発明で使用するセメントは、製造コストや強度発現性の観点から、セメントのブレーン比表面積値（以下、ブレーン値ともいう）は、２，５００ｃｍ２／ｇ以上７，０００ｃｍ２／ｇ以下であることが好ましく、２，７５０ｃｍ２／ｇ以上６，０００ｃｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、３，０００ｃｍ２／ｇ以上４，５００ｃｍ２／ｇ以下であることがさらに好ましい。
　ブレーン比表面積値は、ＪＩＳ　Ｒ　５２０１（セメントの物理試験方法）に準拠して求められる。
　本発明で使用するカルシウムアルミネート（ＣＡ）は、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３を主成分とする化合物を総称するものであり、その具体例としては、例えば、ＣａＯ成分とＡｌ２Ｏ３成分を主成分とする非晶質の化合物や、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、及び３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２などと表される結晶性のカルシウムアルミネートが挙げられる。
　このうち、ＣＡのＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比は、０．７５～３の範囲であることが好ましく、１～２の範囲であることがより好ましい。ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５以上であることで、充分な初期強度発現性が得られる。また、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が３以下であることで、充分な流動性や可使時間が得られる。
　また、カルシウムアルミネートは、非晶質が好ましく、結晶質では充分な強度発現が得られなくなるおそれがある。
　ＣＡを得る方法としては、ＣａＯ原料とＡｌ２Ｏ３原料等をロータリーキルンや電気炉等によって熱処理して得る方法が挙げられる。
　ＣＡを製造する際のＣａＯ原料としては、例えば、石灰石や貝殻等の炭酸カルシウム、消石灰等の水酸化カルシウム、あるいは、生石灰等の酸化カルシウムを挙げることができる。
　また、Ａｌ２Ｏ３原料としては、例えば、ボーキサイトやアルミ残灰と呼ばれる産業副産物等が挙げられる。
　ＣＡを工業的に得る場合、不純物が含まれることがある。その具体例としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＭｎＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｓ、Ｐ２Ｏ５、及びＦなどが挙げられるが、これらの不純物の存在は本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。具体的には、これらの不純物の合計が１０％以下の範囲では特に問題とはならない。
　本発明のＣＡの粒度は特に限定されるものではないが、通常、ブレーン値で３，０００～９，０００ｃｍ２／ｇが好ましく、４，０００～８，０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。ＣＡのブレーン値が３，０００ｃｍ２／ｇ以上であることで、初期強度発現性を充分に発現することができる。また、ＣＡのブレーン値が９，０００ｃｍ２／ｇ以下であることで、流動性や可使時間の確保が容易となる。
　本発明では、ＣＡの強熱減量が１％以上のものを使用することが好ましく、強熱減量が２％以上のＣＡを使用することがより好ましい。ＣＡの強熱減量が１％以上であることで、流動性や可使時間の確保が容易となり、“はんてん”の発生を抑制することができる。
　強熱減量を１％以上とする方法は特に限定されるものではないが、水分や湿分を供給する方法や炭酸ガスを供給する方法等が挙げられる。
　本発明で使用する石膏は、無水、半水、又は二水の各石膏を総称するものであり特に限定されるものではないが、強度発現性の観点から、無水石膏又は半水石膏の使用が好ましく、無水石膏の使用がより好ましい。
　石膏の粒度は特に限定されるものではないが、通常、ブレーン値で３，０００～９，０００ｃｍ２／ｇが好ましく、４，０００～８，０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。石膏のブレーン値が３，０００ｃｍ２／ｇ以上であることで、寸法安定性が良好となる。また、石膏のブレーン値が９，０００ｃｍ２／ｇ以下であることで、流動性の確保が容易となる。
　セメント、ＣＡ、及び石膏からなる結合材１００質量部中の各々の配合割合は、セメント５０～９８質量部、ＣＡ１～２５質量部、及び石膏１～２５質量部が好ましい。各材料の配合割合が上記範囲内であることで、本発明の効果を満たす超速硬グラウト材料、即ち、高い流動性、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に優れる超速硬グラウト材料を得ることができる。
　ここで、ＣＡと石膏の配合割合は、ＣＡと石膏からなる急硬成分１００質量部中、ＣＡ３０～７０質量部で、石膏７０～３０質量部が好ましく、ＣＡ４０～６０質量部で、石膏６０～４０質量部がより好ましい。ＣＡが３０質量部以上であり、石膏が７０質量部以下であると初期強度の発現性が充分となり、寸法安定性が良好となる。また、ＣＡが７０質量部以下であり、石膏が３０質量部以上では可使時間の確保が容易となる。
　急硬成分の配合割合は、セメント１００質量部に対して、２～５０質量部が好ましく、１０～４０質量部がより好ましい。急硬成分の配合割合が２質量部未満では初期強度発現性以上であることで、材料分離抵抗性が良好となる。急硬成分の配合割合が５０質量部以下であることで、高い流動性、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に優れる超速硬グラウト材料が得られる。
　本発明で使用するガス発泡物質とは、超速硬グラウトモルタルを施工した後、まだ固まらない状態の超速硬グラウト材料がブリーディングによる沈下や収縮するのを抑止する目的で用いものをいう。本発明で使用するガス発泡物質としては、水と混練後に気体を発生するものであればよく、特に限定されるものではない。
　ガス発泡物質としては、植物油及び鉱物油等の油状物質が挙げられる。また、ガス発泡物質としては、ステアリン酸で表面処理した燐片状のアルミニウム粉末、及びアトマイズ製法で製造したアルミニウム粉末等の粉末物質が挙げられる。また、ガス発泡物質としては、アゾ化合物、ニトロソ化合物及びヒドラジン誘導体等のアルカリ雰囲気下で窒素ガスを発泡する窒素ガス発泡物質が挙げられる。また、ガス発泡物質としては、過炭酸ナトリウム、過炭酸カリウム及び過炭酸アンモニウムなどの過炭酸塩、過ホウ酸ナトリウムや過ホウ酸カリウム等の過ホウ酸塩、過マンガン酸ナトリウム及び過マンガン酸カリウムなどの過マンガン酸塩、並びに、過酸化水素等の過酸化物質が挙げられる。
　本発明で使用するガス発泡物質としては、沈下抑制効果が大きいことから、ステアリン酸等で表面処理したアルミニウム粉末を用いることが好ましい。
　本発明で使用するガス発泡物質として使用する窒素ガス発泡物質は、超速硬グラウト材料中に含まれるセメントが、水と共に練混ぜた際に生成するアルカリとの反応により、窒素ガスを発生する化合物を含有するものであり、一酸化炭素、二酸化炭素、及びアンモニアなどのガスを副生してもよい。
　本発明で使用する窒素ガス発泡物質としては、構造物と一体化させるために、また、まだ固まらない状態の超速硬グラウトモルタルが沈下や収縮するのを抑止するために、さらには、乾燥状態に置かれた際のひび割れ抵抗性を向上させるために使用できるものであれば特に限定されるものではない。
　ガス発泡物質の含有割合は、セメント１００質量部に対して、０．０００１質量部以上１質量部以下が好ましく、０．０００５質量部以上０.５質量部以下がより好ましく、０．００１質量部以上０.２質量部以下がさらに好ましい。ガス発泡物質の含有割合が上記下限値以上であることで、充分な初期膨張効果を付与することができる。また、ガス発泡物質の含有割合が上記上限値以下であることで、強度発現性が良好となる。
　本発明で使用する細骨材の化学成分は、ＣａＯの割合が８５質量％以上、ＳｉＯ２の割合が０．２質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。細骨材の化学成分として、ＣａＯの割合及びＳｉＯ２の割合が上記範囲内であることで、高い流動性、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に優れる超速硬グラウト材料が得られる。
　ＣａＯの割合は、８７質量％以上であることが好ましく、８９質量％以上であることがより好ましく、９１質量％以上であることがさらに好ましい。ＣａＯの割合の上限は、特に限定されないが、９９質量％以下であることが好ましく、９８．５質量％以下であることがより好ましい。
　ＳｉＯ２の割合は、０．２５質量％以上１３質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以上１１質量％以下であることがより好ましく、０．４質量％以上１０質量％以下であることがさらに好ましい。
　細骨材の化学成分を上記範囲内及び後述範囲内にするために、珪砂、方解石、変成岩であるスカポライト、火成岩である石英、カリ長石等を混合させて調製する。化学成分は、本発明の範囲に入るよう、蛍光Ｘ線回折で確認しながら、各岩を混合し調整する。なお、本発明で使用する細骨材の化学成分は、酸化物換算で計算したものである。
　本発明で使用する細骨材は、化学成分として、Ｋ２Ｏ、ＳＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３を含有することが好ましい。細骨材がＫ２Ｏ、ＳＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３を含有することで、高い流動性、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に寄与することができる。
　Ｋ２Ｏの割合は、４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ以上２，５００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、６０ｐｐｍ以上２，２５０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、７０ｐｐｍ以上２，０００ｐｐｍ以下であることがよりさらに好ましい。
　ＳＯ３の割合は、４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５０ｐｐｍ以上２，５００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、６０ｐｐｍ以上２，２５０ｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、７０ｐｐｍ以上２，０００ｐｐｍ以下であることがよりさらに好ましい。
　Ｆｅ２Ｏ３の割合は、０．１以上３．０質量％以下であることが好ましく、０．１３以上２．５質量％以下であることがより好ましく、０．１５以上２．０質量％以下であることがさらに好ましい。
　Ａｌ２Ｏ３の割合は、０．１以上３．０質量％以下であることが好ましく、０．１３以上２．５質量％以下であることがより好ましく、０．１５以上２．０質量％以下であることがさらに好ましい。
　本発明で使用する細骨材は、ＪＩＳ　Ａ　１１２１「ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験」による粗粒率の低下が７０％以上１００％以下であることが好ましく、７５％以上９９％以下であることがより好ましく、８０％以上９８％以下であることがさらに好ましく、８５％以上９７％以下であることがよりさらに好ましい。細骨材の粗粒率の低下が上記下限値以上であることで、鉄筋との付着力を向上させることができる。また、細骨材の粗粒率の低下が上記上限値以下であることで、中性化抵抗性を向上させることができ、中性化による鉄筋の発錆の低減に寄与する。なお、本明細書において「細骨材の粗粒率」とは、ふるい分けを行った結果より求まる値であって、細骨材の大きさの概略値を示す指数をいう。また、本明細書において「細骨材の粗粒率の低下」とは、ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験の試験前の粗粒率と試験後の粗粒率を対比し、試験後の粗粒率の低下した割合をいう。
　細骨材の粗粒率の低下を上記範囲内にするために、珪砂、方解石、変成岩であるスカポライト、火成岩である石英、カリ長石等を混合させて調製する。細骨材の粗粒率の低下は、本発明の範囲に入るよう、ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験の試験で確認しながら、各岩を混合し調整する。
　細骨材の粗粒率の低下が上記範囲内であれば、細骨材の産地や原産は特に限定されるものではない。
　細骨材の含有割合は、セメント１００質量部に対して、４０質量部以上３００質量部以下であることが好ましく、７５質量部以上２５０質量部以下であることがより好ましく、１００質量部以上２００質量部以下であることがさらに好ましい。細骨材の含有割合が上記下限値以上であることで、発熱量を低減することができ、収縮を抑制し、ひび割れを抑制することができる。また、細骨材の含有割合が上記上限値以下であることで、高い流動性、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、防錆に優れる超速硬グラウト材料を得ることができる。
　本発明の超速硬グラウト材料は、セメント、カルシウムアルミネート、石膏、ガス発泡物質、細骨材とともに、強度発現性の改善や耐酸性の向上、可使時間の確保に加えて、寸法安定性を良好にする観点から、シリカ質微粉末を含有させることが可能である。
　シリカ質微粉末としては、高炉水砕スラグ微粉末等の潜在水硬性物質、フライアッシュや、シリカフュームなどのポゾラン物質を挙げることができ、中でも、シリカフュームが好ましい。
　シリカフュームの種類は限定されるものではないが、流動性の観点から、不純物としてＺｒＯ２を１０％以下含有するシリカフュームや、酸性シリカフュームの使用がより好ましい。酸性シリカフュームとは、シリカフューム１ｇを純水１００ｃｃに入れて攪拌した時の上澄み液のｐＨが５．０以下の酸性を示すものをいう。
　シリカ質微粉末の粉末度は特に限定されるものではないが、通常、高炉水砕スラグ微粉末とフライアッシュは、ブレーン値で３，０００ｃｍ２／ｇ以上９，０００ｃｍ２／ｇ以下の範囲にあり、シリカフュームは、ＢＥＴ比表面積で２万ｃｍ２／ｇ以上３０万ｃｍ２／ｇ以下の範囲にある。
　シリカ質微粉末の含有割合は、セメント１００質量部に対して、１質量部以上２０質量部以下が好ましく、２質量部以上１５質量部以下がより好ましく、３質量部以上１０質量部以下がさらに好ましい。シリカ質微粉末の含有割合が上記下限値以上であることで、強度発現性の改善、耐酸性の向上、可使時間の確保、及び寸法安定性を良好にすることができる。また、シリカ質微粉末の含有割合が上記上限値以下であることで、流動性を向上させ、鉄筋との付着力、防錆効果を向上させることができる。
　本発明では、性能に悪影響を与えない範囲で、膨張材、減水剤、凝結調整剤、ＡＥ剤、防錆剤、撥水剤、抗菌剤、着色剤、防凍剤、石灰石微粉末、高炉徐冷スラグ微粉末、下水汚泥焼却灰やその溶融スラグ、都市ゴミ焼却灰やその溶融スラグ、及びパルプスラッジ焼却灰等の混和材料、消泡剤、増粘剤、収縮低減剤、スチールファイバー、ビニロンファイバー、炭素繊維、及びワラストナイト繊維等の繊維物質、ポリマー、ベントナイト、セピオライトなどの粘土鉱物、並びに、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体等のうちの一種又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
　本発明の超速硬グラウト材料において、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。
　混合装置としては、既存のいかなる装置、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、及びナウタミキサなどの使用が可能である。
　本発明の超速硬グラウトモルタルは、既述の本発明の超速硬グラウト材料と水とを含有するものであり、超速硬グラウト材料と水とを混錬してなる。
　本発明の練り混ぜ水量は、使用する目的・用途や各材料の含有割合によって変化するため特に限定されるものではないが、超速硬グラウト材料１００質量部に対して、１０質量部以上７０質量部以下であることが好ましく、１４質量部以上６５質量部以下であることがより好ましく、１６質量部以上６０質量部以下であることがさらに好ましい。練り混ぜ水量が上記下限値以上であることで、流動性の低下を抑制し、発熱量が極めて大きくなることを抑制することができる。また、練り混ぜ水量が上記上限値以下であることで、強度発現性を確保することができる。
　本発明において、超速硬グラウト材料と水との練り混ぜ方法は特に限定されるものではないが、回転数が９００ｒｐｍ以上のハンドミキサ、通常の高速グラウトミキサ、又は二軸型の強制ミキサを使用することが好ましい。
　ハンドミキサや高速グラウトミキサでの練り混ぜは、例えば、ペール缶等の容器やミキサにあらかじめ所定の水を入れ、その後ミキサを回転させながら超速硬グラウトモルタル組成物を投入し、３分以上練り混ぜることが好ましい。又、強制ミキサでの練り混ぜは、例えば、あらかじめ超速硬グラウトモルタル組成物をミキサに投入し、ミキサを回転させながら所定の水を投入し、少なくとも４分以上練り混ぜることが好ましい。練り混ぜ時間が所定時間未満では、練り不足のため適切な超速硬グラウトモルタルの流動性が得られない場合がある。
　練り混ぜられた超速硬グラウトモルタルは、通常、手動式注入ガン、ダイヤフラム式手押しポンプ、あるいは、スクイズ式等のモルタルポンプにより施工箇所まで圧送し、充填施工されることで、本発明の超速硬グラウトモルタルを用いてなる硬化体となる。
　以下、本発明の実験例に基づいて、本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実験例１］
　セメント１００質量部に対して、ＣＡ１５質量部、石膏１５質量部、ガス発泡物質０．０５質量部、減水剤０．５質量部、細骨材１６６．７質量部を含有するように調製し、超速硬グラウト材料を得た。次いで、塩素含有混和剤（材質名：塩化ナトリウム）を混合し、超速硬グラウト材料を調製した。
　得られた超速硬グラウト材料１００質量部に対して、水２３質量部で混練し超速硬グラウトモルタルを調製した。
　調製した超速硬グラウト材料の塩素濃度、流動性、中性化深さ、付着強度、鉄筋の発錆率を測定した。結果を表１に併記する
＜使用材料＞
・セメント：試製セメント（セメント工場の調合原料及び化学成分の調整に各種市販の純薬を用い、ＳＯ３量の調整には純薬の無水せっこうを用いた。）、塩素量１．５ｐｐｍ、ブレーン値３，４５０ｃｍ２／ｇ
・ＣＡ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．７０、強熱減量１．０％、結晶質、主成分ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ブレーン値５，０００ｃｍ２/ｇ
・石膏：無水石膏、市販品、ブレーン値４，０００ｃｍ２/ｇ
・ガス発泡物質：アゾジカルボンアミド、市販品
・減水剤：ナフタレン系減水剤、市販品（第一工業製薬社製「セルフロ－１１０Ｐ」）
・水：水道水
・細骨材：表１に示す細骨材の成分を用いて試験をした。細骨材の化学成分の測定は、蛍光Ｘ線回折で測定した。また、化学成分の調製のため、珪砂（愛知県産）、方解石（ＣａＣＯ３）、変成岩であるスカポライト（（Ｎａ,Ｃａ,Ｋ）４Ａｌ４Ｓｉ９Ｏ２４（Ｃｌ,ＣＯ３,ＳＯ４））、火成岩である石英（ＳｉＯ２）、カリ長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）を混合して、化学成分を調製した。
＜測定項目＞
・塩素濃度：調製した超速硬グラウト材料について、ＪＩＳ　Ｒ　５２０２に準拠して塩素濃度を測定した。
・流動性：ＪＳＣＥ－Ｆ　５４１に準拠し、３０℃環境下のＪ１４漏斗流下値で練混ぜ直後と３０分後に測定した。
・中性化深さ：材齢２８日まで２０℃水中養生を施した後、３０℃・相対湿度６０％・炭酸ガス濃度５％の環境で１２週間促進中性化を行った。促進中性化後、モルタル断面にフェノールフタレイン１％アルコール溶液を噴霧して表面から着色部までの深さを測定して中性化深さを確認し、中性化抵抗性を評価した。
・付着強度：埋め込み深さ１６ｃｍのφ１９ｍｍの丸鋼の引抜時の鉄筋との付着強度を求めた。養生は２０℃封緘養生とし、材齢２８日で試験した。
・鉄筋の発錆率：埋め込み深さ１８ｃｍのφ１９ｍｍの丸鋼をかぶり厚さが１０ｍｍとなるように超速硬モルタルを充填し、材齢２８日まで２０℃水中養生を施した後、３０℃・相対湿度６０％・炭酸ガス濃度５％の環境で１２週間促進中性化を行った。また、促進中性化試験中、３週間毎に試験体を取り出し、２０℃環境下で１日間、水中に浸漬し、促進中性化試験を実施した。試験終了後、丸鋼を取り出し、１０％クエン酸２アンモニウム溶液で錆び落としを行って試験後の丸鋼の重量（ｍ２）を測定し、試験前の丸鋼の重量（ｍ１）との変化による鉄筋の発錆率を以下の式により算出した。
　鉄筋の発錆率（％）＝［（ｍ１－ｍ２）／ｍ１］×１００
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の結果より、特定の塩素濃度、特定の化学成分の細骨材を用いることで高い流動性、中性化抵抗性、鉄筋との付着強度、鉄筋の発錆率を抑えることができることを確認した。
［実験例２］
　表２に示す細骨材を配合して超速硬グラウトモルタルを調製したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
　ロサンゼルス試験機による細骨材のすりへり試験は、まず、ロサンゼルス試験機に細骨材を５ｋｇと鉄球６個を投入する。鉄球の平均直径は約４６．８ｍｍとし、１個の質量は３９０～４４５ｇとする。次いで、ロサンゼルス試験機を５００回転（毎分３０回転）させた。次いで、篩目の寸法が５ｍｍ、２．５ｍｍ、１．２ｍｍ、０．６ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１５ｍｍの金属製網ふるいを用いて、ロサンゼルス試験機から採取した細骨材のふるい分けを行った。ロサンゼルス試験機へ投入前の細骨材の粗粒率（Ｒ１）と、ロサンゼルス試験機へ投入後の細骨材の粗粒率（Ｒ２）を対比し、試験後の粗粒率の低下を以下の式により算出した。
　粗粒率の低下＝Ｒ２／Ｒ１
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の結果より、特定の塩素濃度、特定の化学成分、粗粒率の低下が特定範囲である細骨材を用いることで高い流動性、中性化抵抗性、鉄筋との付着強度、鉄筋の発錆率を抑えることができることを確認した。
［実験例３］
　表３に示す細骨材を配合して超速硬グラウトモルタルを調製したこと以外は実験例２と同様に行った。結果を表３に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３の結果より、特定の塩素濃度、特定の化学成分、粗粒率の低下が特定範囲である細骨材を用いることで高い流動性、中性化抵抗性、鉄筋との付着強度、鉄筋の発錆率を抑えることができることを確認した。
　本発明の超速硬グラウト材料は、特定の塩素濃度とすることで、流動性、中性化抵抗性や鉄筋との付着強度、鉄筋の防錆率をより高め、耐久性が向上できる超速硬グラウトモルタルが得られ、橋脚の鋼板巻き立て工法、大型しゅう座の充填工法、補強鉄筋の定着材、その他の間隙充填、コンクリートの断面修復、セルフレベリング床材、補強鉄筋との定着等、並びに、土木・建築用途等、広範囲に利用できる。

Claims (7)

  1. 　セメント、カルシウムアルミネート、石膏、ガス発泡物質、細骨材からなる超速硬グラウト材料であって、塩素の量が３ｐｐｍ以上１，８００ｐｐｍ以下である、超速硬グラウト材料。
  2. 　前記細骨材の化学成分は、ＣａＯの割合が８５質量％以上、ＳｉＯ２の割合が０．２質量％以上１５質量％以下である、請求項１に記載の超速硬グラウト材料。
  3. 　前記細骨材は、ＪＩＳ　Ａ　１１２１「ロサンゼルス試験機による粗骨材のすりへり試験」による粗粒率の低下が７０％以上１００％以下である、請求項１又は２に記載の超速硬グラウト材料。
  4. 　前記細骨材の化学成分は、Ｋ２Ｏの割合が４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下、ＳＯ３の割合が４０ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下、Ｆｅ２Ｏ３の割合が０．１質量％以上３．０質量％以下、Ａｌ２Ｏ３の割合が０．１質量％以上３．０質量％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の超速硬超速硬グラウト材料。
  5. 　前記細骨材の含有割合は、前記セメント１００質量部に対して、４０質量部以上３００質量部以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の超速硬グラウト材料。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の超速硬グラウト材料と水とを混練してなる超速硬グラウトモルタル。
  7. 　請求項７に記載の超速硬グラウトモルタルを用いてなる硬化体。

     
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