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JP3496782B2 - セメント混和材、セメント組成物、及びグラウト材料 - Google Patents
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JP3496782B2 - セメント混和材、セメント組成物、及びグラウト材料 - Google Patents

セメント混和材、セメント組成物、及びグラウト材料

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JP3496782B2 JP13507295A JP13507295A JP3496782B2 JP 3496782 B2 JP3496782 B2 JP 3496782B2 JP 13507295 A JP13507295 A JP 13507295A JP 13507295 A JP13507295 A JP 13507295A JP 3496782 B2 JP3496782 B2 JP 3496782B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に、土木・建築分野
において使用されるセメント混和材、セメント組成物、
及びグラウト材料に関する。
【0002】
【従来技術とその課題】土木・建築分野において、形状
が複雑な大型コンクリート構造物を構築する場合、一度
にこのコンクリート構造物を完成することは不可能であ
り、部分的に構築し、最終的に、コンクリート構造物の
各部分を組み立て、あるいは、接合等して完成させなけ
ればならない状況である。しかしながら、この方法で
は、完全なコンクリート構造物の一体化は図れず、部分
間に空隙が生じてしまう課題があった。
【0003】そこで、コンクリート構造物の一体化を図
る目的で、流動性が良好なグラウト材を注入するグラウ
ト工法が一般的に行われている。
【0004】このグラウト材の要求物性としては、無
収縮であること、流動性が良好であり、その保持性が
優れていること、ブリージングがないこと等が挙げら
れるが、本来のグラウト材の目的は構造物の一体化を図
ることである。この目的を達成するために最も障害とな
るのが、未硬化グラウト組成物の初期収縮である。
【0005】従来、このような初期収縮を防止する方法
として流動コークスを主成分とするグラウト組成物が提
案された(特開平3-199285号公報)。しかしながら、この
グラウト組成物を使用した場合、中期から長期の寸法変
化が不安定になるという課題があった。
【0006】本発明者は、前記課題を解決すべく、種々
努力を重ねた結果、特定のグラウト用セメント混和材を
使用することにより、前記課題が解決できる知見を得て
本発明を完成するに至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セメン
ト膨張材、流動化剤、及び炭素質物質を含有してなり、
セメント膨張材が、セメント膨張材、流動化剤、及び炭
素質物質からなるセメント混和材 100 重量部中、 10 80
重量部であるセメント混和材であり、セメントと該セメ
ント混和材を含有してなるセメント組成物であり、該セ
メント組成物を含有してなるグラウト材料である。
【0008】以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【0009】本発明で使用するセメント膨張材(以下膨
張物質という)は特に限定されるものではなく、例え
ば、カルシウムサルホアルミネート系膨張材や石灰系膨
張材などの使用が可能である。膨張物質の原料は、純度
やコストにより、任意に選択されうるものであり、特に
限定されるものではないが、例えば、CaO原料として、
石灰石や消石灰などのCaCO3質やCa(OH)2質などが、Al2O
3原料として、ボーキサイトやアルミ残灰などが、ま
た、CaSO4原料として、無水セッコウ、半水セッコウ、
及び二水セッコウ等が挙げられる。また、原料中に存在
するSiO2、Fe2O3、CaF2、MgO、及びTiO2等の不純物は、
本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に限定さ
れるものではない。膨張物質はこれら原料を熱処理する
ことにより得ることができる。熱処理時の熱処理温度は
特に限定されるものではないが、通常、熱処理温度は1,
100〜1,600℃程度が好ましい。原料の混合方法は特に限
定されるものではなく、通常の方法が可能である。膨張
物質を製造する熱処理方法としては特に限定されるもの
ではなく、例えば、ロータリーキルンによる焼成や、電
炉による溶融などのいずれの方法も可能である。膨張物
質の粉末度は、ブレーン値で4,000cm2/g以上が好まし
く、6,000cm2/g以上がより好ましい。粉末度が4,000cm2
/g未満では十分なブリージング抑制効果や長期的な寸法
安定性が得られない場合がある。膨張物質の使用量は、
膨張物質と、後述の流動化剤や炭素質物質からなるセメ
ント混和材(以下混和材という)100重量部中、20〜80重
量部が好ましく、40〜60重量部がより好ましい。20重量
部未満ではブリージングや材料分離を生じる場合があ
り、80重量部を超えると未硬化のセメント組成物の収縮
が大きくなる場合がある。
【0010】本発明で使用する流動化剤としては、ポリ
アルキルアリルスルホン酸塩の縮合物(以下PASとい
う)、ナフタレンスルホン酸塩の縮合物(以下NSとい
う)、ポリカルボン酸塩(以下PCという)、及びデキス
トリン(以下DXという)等が挙げられる。流動化剤は、
粉末状、液状いずれも使用が可能であるが、施工時に混
合や混練が簡素化できる面から粉末状の流動化剤の使用
が好ましい。具体的には、PASとして第一工業製薬社
製商品名「セルフロー」や出光石油化学社製商品名「IP
C」などが挙げられ、NSとして花王社製商品名「マイテ
ィー」や三洋化成工業社製商品名「三洋レベロンP」など
が挙げられる。また、PCとしては、三菱化成社製商品
名「クインフロー」等が挙げられる。さらにDXとは、デ
ンプンを酸とともに加熱分解し冷水可溶としたものをい
い、別名ばい焼デキストリンとも呼ばれるものである。
これらの流動化剤は全て粉末状で使用することができ、
本発明ではこれらのうちの一種又は二種以上を使用する
ことが可能である。流動化剤の使用量は、使用する流動
化剤の種類によって変化し、一義的には決定することが
できないが、通常、膨張物質、流動化剤、及び炭素質物
質からなるセメント混和材100重量部中、0.5〜13重量部
が好ましい。流動化剤の使用量が0.5重量部未満では流
動性が十分に得られない場合があり、13重量部を越えて
使用すると強度発現性が悪くなる場合がある。
【0011】本発明で使用する炭素質物質は特に限定さ
れるものではなく、例えば、フリュードコークス、石油
コークス、石炭コークス、無煙炭、及びカーボンブラッ
ク等が挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使
用可能である。炭素質物質の粒度は、平均粒径100μm
以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。炭素質物
質の平均粒径が100μmを越えると本発明の効果が十分
に発揮されない場合がある。また、炭素質物質の水分量
は、炭素質物質が含有する水の量であり、水分量が少な
いほど、未硬化時の膨張量が大きい。具体的には、3重
量%未満が好ましく、1重量%以下がより好ましい。炭
素質物質の水分量が3重量%以上では本発明の効果が十
分に発揮されない場合がある。炭素質物質の使用量は、
混和材100重量部中、20〜80重量部が好ましく、40〜60
重量部がより好ましい。20重量部未満では未硬化セメン
ト組成物の初期の膨張効果が十分ではなく、80重量部を
越えるとブリージングや材料分離を生じやすくなる場合
がある。
【0012】本発明の混和材の使用量は使用する目的に
より異なるが、通常セメントと混和材からなるセメント
組成物(以下組成物という)100重量部中、3〜15重量部
が好ましく、5〜12重量部がより好ましい。3重量部未
満では十分な寸法安定性が得られない場合があり、15重
量部を越えると過膨張する場合がある。
【0013】ここでセメントとしては、普通、早強、超
早強、及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、これ
らポルトランドセメントにポゾラン物質を混合した各種
混合セメント、並びに、アルミナセメント等が挙げられ
る。
【0014】本発明のセメント混和材やセメント組成物
の混合方法は、それぞれの材料を施工時に混合してもよ
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。本発明のセメント組成物と水とを含
有するセメント混練物を製造する際に使用する混合装置
としては、既存のいかなる撹拌装置も使用可能であり、
例えば、傾胴ミキサー、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が使
用可能である。
【0015】本発明では、組成物の他に、アルミ粉や鉄
粉などの金属粉、凝結調整剤、AE剤、AE減水剤、高
性能AE減水剤、増粘剤、砂や砂利などの骨材、セメン
ト急硬材、防錆剤、防凍剤、高分子エマルジョン、ベン
トナイトやモンモリロナイトなどの粘土鉱物、ゼオライ
ト、ハイドロタルサイト、及びハイドロカルマイト等の
イオン交換体、硫酸アルミニウムや硫酸ナトリウムなど
の無機硫酸塩、無機リン酸塩、並びに、ホウ酸等のうち
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
い範囲で併用することが可能である。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。
【0017】実施例1 流動化剤A10重量部に、表1に示す膨張物質と炭素質物
質aからなる混和材を調製した。調製した混和材を、組
成物100重量部中、9重量部使用し、さらに、砂100重量
部と水35重量部とを混合してモルタルを作製した。作製
したモルタルのブリージングの有無を観察し、J14ロー
ト値、圧縮強度、及び膨張率を測定した。結果を表1に
併記する。
【0018】<使用材料> 膨張物質α:カルシウムサルホアルミネート系、電気化
学工業社製「デンカCSA#20」を粉砕した微粉末、ブレーン
値6,100cm2/g 膨張物質β:石灰系、秩父・小野田セメント社製「オノ
ダエクスパン」を粉砕した微粉末、ブレーン値6,150cm2/
g セメント :電気化学工業社製普通ポルトランドセメン
ト、ブレーン値3,200cm2/g 流動化剤A:PAS、第一工業製薬社製商品名「セルフ
ロ−110P」、粉末状 炭素質物質a:TOSCO社社製「フリュードコークス」
の乾燥品、水分量0.2重量%、平均粒径43μm 砂 :新潟県姫川産、5mm下 水 :水道水
【0019】<測定方法> ブリージング:JIS A 1123に準じて測定 J14ロート値:土木学会基準のJロートによるコンシス
テンシーの測定に準じ、混練から30分後のJ14ロート流
下値 圧縮強度 :4×4×16cmの供試体を作製し、JIS A 11
08に準じて、材齢1日の圧縮強度を測定 膨張率 :土木学会「膨張コンクリート設計施工指針
(案)」付録2. 「膨張材を用いた充填モルタルの施工要
領(案)」を示す付属書「膨張材を用いた充填モルタルの
膨張率測定方法」に従い測定した初期膨張収縮率。ただ
し、表中の−は収縮側、+は膨張側を示す。
【0020】
【表1】
【0021】実施例2 膨張物質α45重量部、表2に示す記号流動化剤、及び炭
素質物質a45重量部からなる混和材を調製したこと以外
は実施例1と同様に行った。ただし、流動化剤の使用量
を変化させる場合は、流動化剤10重量部を中心に膨張物
質と炭素質物質の使用量を等量づつ増減した。結果を表
2に併記する。
【0022】<使用材料> 流動化剤B:NS、花王社製商品名「マイティー100」 流動化剤C:PC、三洋化成社製商品名「クインフロー7
50」 流動化剤D:DX、日本コンスターチ社製商品名「HI
DEX106」 流動化剤E:流動化剤A/流動化剤C重量比85/15の混
合品 流動化剤F:流動化剤B/流動化剤D重量比85/15の混
合品
【0023】
【表2】
【0024】実施例3 流動化剤A10重量部に、表3に示す膨張物質と炭素質物
質からなる混和材を調製したこと以外は実施例1と同様
に行った。結果を表3に併記する。
【0025】<使用材料> 炭素質物質b:市販カーボンブラック、水分量0.1重量
%、平均粒径27μm 炭素質物質c:ホンゲイ産無煙炭の粉砕、乾燥品、水分
量0.2重量%、平均粒径36μm
【0026】
【表3】
【0027】実施例4 膨張物質α45重量部、流動化剤A10重量部、及び炭素質
物質a45重量部からなる混和材を調製し、組成物100重
量部中、表4に示す混和材を配合したこと以外は実施例
1と同様に行った。結果を表4に併記する。
【0028】
【表4】
【0029】
【発明の効果】本発明のセメント混和材を使用すること
により、ブリージングがなく、材料分離抵抗性に優れ、
しかも、寸法安定性、特に、初期の寸法安定性が良好な
セメント組成物とすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C04B 103:30 C04B 103:30 103:60 103:60 111:70 111:70 (56)参考文献 特開 平3−199285(JP,A) 特開 平3−23247(JP,A) 特開 昭62−275049(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 2/00 - 32/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント膨張材、流動化剤、及び炭素質
    物質を含有してなり、セメント膨張材が、セメント膨張
    材、流動化剤、及び炭素質物質からなるセメント混和材
    100 重量部中、 10 80 重量部であることを特徴とするセ
    メント混和材。
  2. 【請求項2】 セメントと、請求項1記載のセメント混
    和材とを含有してなるセメント組成物。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のセメント組成物を含有し
    てなるグラウト材料。
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JP4489707B2 (ja) * 2006-01-30 2010-06-23 電気化学工業株式会社 グラウト組成物、それを用いたモルタル又はコンクリート、及びグラウト材料
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