JP6048856B2 - エアミルク、エアモルタル、それらの製造方法、及びそれらを用いた施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、エアミルク、エアモルタル、それらの製造方法及びそれを用いた施工方法に関し、より特定的には、施工現場で配合製品として用いるエアミルク、エアモルタル、それらの製造方法、及びそれらを用いた施工方法に関する。

エアミルク及びエアモルタルは、空洞充填、軽量盛土、災害時の復旧作業等に用いられている（例えば特許文献１）。また、近年、管更正工法の中込材として水中不分離性能を付加したエアモルタルも開発されている。

特許文献１のエアミルク及びエアモルタルは、以下のように製造されることが開示されている。すなわち、超速硬セメントに所定量の水及び必要な混和剤（エアモルタルの場合にはさらに細骨材）を混練してセメントミルクまたはセメントモルタルを形成する。それとは別で、起泡剤と水とで気泡体を形成する。次いで、セメントミルクまたはセメントモルタルと、気泡体とを混合する。

また、セメントモルタルと予め混合できるセメントモルタル用の粉末起泡剤が提案されている（例えば特許文献２）。特許文献２には、施工現場でこの起泡剤を水で所定割合に希釈して気泡モルタルとする方法、及び、所定量の粉末起泡剤をセメント等と予め混合しておき、これを施工現場で水と混合して起泡させることにより気泡モルタルとする方法が記載されている。

特開２０１１−７３９１８号公報 特開２００４−８３３３９号公報

上記特許文献１のエアミルクまたはエアモルタルを施工現場で使用すると、セメントミルクまたはセメントモルタル用の運搬媒体と、起泡体用の運搬媒体とが必要となる。このため、施工量が小規模であっても、それぞれの運搬媒体と、それを混合するための設備が必要となるので、エアミルクまたはエアモルタルを製造するための設備が大きくなる。

また、上記特許文献２のエアモルタル用の起泡剤を用いると、施工現場におけるエアモルタル中の気泡が少ない場合、気泡が抜けてしまう場合、気泡が不均一である場合があった。このように気泡の安定性が十分でない場合には、施工品質が低下してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑み、施工現場で用いる際に、設備の小型化を図るとともに、気泡の安定性を高めるエアミルク、エアモルタル、及びそれらの製造方法を提供することを課題とする。

また、本発明は、上記問題に鑑み、施工品質を向上する、エアミルク及びエアモルタルを用いた施工方法を提供することを課題とする。

施工現場でセメントミルクまたはセメントモルタルと、起泡剤とを混合して用いる場合ではなく、セメントミルクまたはセメントモルタルと、起泡剤とを混合した配合製品として施工現場で用いる場合に、起泡の安定性を高めるための手段について本発明者が鋭意研究した結果、本発明を完成させた。

すなわち、本発明のエアミルクの製造方法は、施工現場で配合製品として用いるエアミルクの製造方法において、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを混合することにより、エアミルクを製造することを特徴とする。

本発明のエアモルタルの製造方法は、施工現場で配合製品として用いるエアモルタルの製造方法において、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを混合することにより、エアモルタルを製造することを特徴とする。

本発明のエアミルクは、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを含む。

本発明のエアモルタルは、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを含む。

本発明者が鋭意研究した結果、セメントミルクまたはセメントモルタルを構成するセメントとして超速硬セメントを用い、起泡剤としてアルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤を用いることにより、エアミルクまたはエアモルタル中の気泡が少なくなることを効果的に抑制できること、気泡が抜けてしまうことを効果的に抑制できること、及び、気泡が不均一になることを効果的に抑制できることを見出した。このため、本発明のエアミルク、エアモルタル及びそれらの製造方法によれば、エアミルク及びエアモルタル中の気泡の安定性を高めることができる。したがって、施工現場に到着前に、予めセメントミルクまたはセメントモルタルと、起泡剤とを混合しても、エアミルク及びエアモルタル中の気泡の安定性が高いため、施工現場で配合製品として用いることができる。このため、セメントミルクまたはセメントモルタルと、起泡剤とを別々に搬送せずに、混合した状態で搬送できる。したがって、施工現場で気泡体の製造に関わる設備を省略することができるので、施工現場において設備の小型化を図ることができる。
以上より、本発明は、施工現場で用いる際に、設備の小型化を図るとともに、気泡の安定性を高めるエアミルク、エアモルタル及びそれらの製造方法を提供することができる。

本発明のエアミルクを用いた施工方法は、上記エアミルクを施工現場で用いて施工を行う。

本発明のエアモルタルを用いた施工方法は、上記エアモルタルを施工現場で用いて施工を行う。

本発明のエアミルク及びエアモルタルを用いた施工方法によれば、気泡の安定性を高め、かつ施工現場で配合製品として用いることができるエアミルク及びエアモルタルを用いて施工現場で施工を行うので、施工品質を向上することができる。

以上説明したように、本発明は、施工現場で用いる際に、設備の小型化を図るとともに、気泡の安定性を高めるエアミルク、エアモルタル、及びそれらの製造方法を提供することができる。

また、本発明は、施工品質を向上する、エアミルク及びエアモルタルを用いた施工方法を提供することができる。

始めに、本発明の一実施の形態であるエアミルク及びエアモルタルについて説明する。
本実施の形態のエアミルク及びエアモルタルは、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを含む。

超速硬セメントとしては、例えば、カルシウムフルオロアルミネート（１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＦ₂）を主成分とする、いわゆるジェットセメント、アーウィンを含有してなるアーウィン系セメント、アルミナセメント等が挙げられる。

アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤としては、例えば、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウムを主成分とする粉末等が挙げられる。このような粉末起泡剤として、例えば、ライオン株式会社製の商品名「リポランＰＪ−４００」、ライオン株式会社製の商品名「リポネンＰＢ−８００」などを用いることができる。

なお、エアミルク及びエアモルタルは、遅延剤、減水剤などをさらに含んでいてもよい。また、エアモルタルは、骨材をさらに含んでいてもよい。

続いて、本実施の形態のエアミルク及びエアモルタルの製造方法及びこれらを用いた施工方法について説明する。

超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを混合し、この混合粉体を水に加え、混練りする。つまり、超速硬セメントにアルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤をプレミックスして、混練時に空気を取り込んで、エアミルク及びエアモルタルを製造する。この工程では、例えば、数〜数１０Ｌの容器に、超速硬セメント及びアルファオレフィン酸系の粉末気泡剤とを混合した粉体と水とを入れて、ハンドミキサー等で混練りする。

なお、上記工程において、遅延剤、減水剤、充填材、骨材（エアモルタルの場合）などを水にさらに加えてもよい。

また、上記工程において、重油を用いた乾燥を行っていない充填材を、原材料の充填材として用いることが好ましい。充填材としては、例えばけい石粉、けい砂粉（エアモルタルの場合）などが挙げられ、これらの微粉であることが好ましい。本発明者は鋭意研究した結果、乾燥時に発生する硫黄酸化物（ＳＯ_x）及び窒素酸化物（ＮＯ_x）が気泡を潰す要因の１つであることも見出した。このため、硫黄酸化物及び窒素酸化物が付着していない充填材を用いることにより、気泡の安定性をより高めることができる。

次に、上記のように製造されたエアミルクまたはエアモルタルを施工現場に運搬し、施工現場でエアミルクまたはエアモルタルに水を加えて、施工現場でこれを用いて施工を行う。

上記工程において運搬する方法は特に限定されないが、例えば、ミキサー車、モービル車等を用いて製造・施工をすることができる。例えば、数〜数１０ｍ³の工事規模の場合には、モービル車またはミキサー車を用い、数１０ｍ³以上の工事規模の場合には、ミキサー車を用いる。

本実施の形態では、セメントミルク及びセメントモルタルを構成するセメントとして超速硬セメントを用い、起泡剤としてアルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤を用いることにより、セメントミルク及びセメントモルタルにおいて、気泡が少なくなることを効果的に抑制でき、かつ気泡が抜けてしまうことを効果的に抑制でき、かつ気泡が不均一になることを効果的に抑制できるので、気泡の安定性を高めることができる。このため、施工現場に到着前に予め、セメントミルクまたはセメントモルタルと、起泡剤とを混合しても、セメントミルク及びセメントモルタル中の気泡の安定性が高いため、施工現場で配合製品として用いることができる。したがって、セメントミルクまたはセメントモルタルと、起泡剤とを別々に搬送せずに、事前に混合した状態で搬送できるので、エアミルクまたはエアモルタルの必要な量のみを運搬した設備で、施工することができる。つまり、固定プラントを設営して、別々の運搬媒体で運搬された、セメントミルク及びセメントモルタルと、気泡剤とを専用装置で混合して気泡体を形成する必要がない。よって、施工現場において設備の小型化を図ることができる。また、運搬に先立って混合した材料の必要分のみを運搬できるので、材料ロスが小さく、コスト的に有利である。このように、本実施の形態のエアミルク、エアモルタル、それらの製造方法及びこれらの施工方法は、施工場所に関わらず、大型プラントを必要としないので、施工量が小規模（例えば１００ｍ³未満）の場合に特に有利である。

本実施例では、エアミルクが超速硬セメントとアルファオレフィン酸系の起泡剤とを含むことによる効果を調べた。具体的には、下記の表１の配合量でセメントミルクを製造して、下記の表１に記載の項目について評価した。

（実施例１）
実施例１では、超速硬セメントとして住友大阪セメント株式会社製の商品名「ジェットセメント」１０００ｇと、粉末起泡剤としてライオン株式会社製の商品名「リポネンＰＢ−８００」６．０ｇとを混合し、混合した粉体を１０００ｇの水に加えて、ハンドミキサー（株式会社マキタの商品名「ＵＴ−１３０５」）を用いて１３００ｒｐｍで２分間混練して、下記の表１に記載の練り上がり容量のエアミルクを製造した。

（実施例２）
実施例２は、基本的には実施例１と同様であったが、超速硬セメントとして、住友大阪セメント株式会社製の商品名「マイルドジェットセメント」を用いた点において異なっていた。

（実施例３）
実施例３は、基本的には実施例２と同様であったが、２０００ｇの超速硬セメントと、１２．０ｇの粉末気泡剤とを、２０００ｇの水に加えて混練りした点において異なっていた。

（実施例４）
実施例４は、基本的には実施例２と同様であったが、４０００ｇの超速硬セメントと、２４．０ｇの粉末気泡剤とを、４０００ｇの水に加えて混練した点において異なっていた。

（実施例５）
実施例５は、基本的には実施例２と同様であったが、１００００ｇの超速硬セメントと、１００．０ｇの粉末気泡剤とを、１００００ｇの水に加えて混練した点において異なっていた。

（実施例６）
実施例６は、基本的には実施例５と同様であったが、粉末起泡剤を１６０．０ｇ配合した点において異なっていた。

（比較例１）
比較例１は、基本的には実施例１と同様であったが、粉末起泡剤として、ステアリン酸ナトリウム（ライオン株式会社製の商品名「フレークマルセル石鹸」）を用いた点において異なっていた。

（比較例２）
比較例２は、基本的には実施例１と同様であったが、粉末起泡剤として、ラウリル硫酸ナトリウム（花王株式会社製の商品名「エマール１０ＰＴ」）を用いた点において異なっていた。

（比較例３）
比較例３は、基本的には実施例２と同様であったが、粉末起泡剤として、ステアリン酸ナトリウム（ライオン株式会社製の商品名「フレークマルセル石鹸」）を用いた点において異なっていた。

（比較例４）
比較例４は、基本的には実施例２と同様であったが、粉末起泡剤としてラウリル硫酸ナトリウム（花王株式会社製の商品名「エマール１０ＰＴ」）を用いた点において異なっていた。

（比較例５）
比較例５は、基本的には実施例１と同様であったが、セメントとして、超速硬セメントではない高炉Ｂ種（住友大阪セメント株式会社製の商品名「高炉セメントＢ種」）を用いた点において異なっていた。

（比較例６）
比較例６は、基本的には実施例２と同様であったが、起泡剤として、液体起泡剤であるトリデシルアルコール（青木油脂工業株式会社製の商品名「ファインサーフＴＤ−９０」）を用いた点において異なっていた。

（比較例７）
比較例６は、基本的には実施例２と同様であったが、起泡剤として、液体起泡剤であるポリオキシエチレンラウリルエーテル（青木油脂工業株式会社製の商品名「ブラウノンＥＬ−１５０９Ｐ」）を用いた点において異なっていた。

（評価方法）
実施例１〜６及び比較例１〜７のエアミルクについて、混練直後及びその１５分後の密度、空気量、及び均一性について以下のように評価した。
密度は、内容積が１Ｌの容器に混練後のエアミルクを入れてその重量を測定することにより求めた。
空気量は、上記密度及び重量から求めた。
均一性は、混練後のエアミルクが目視で分離せず、かつ容器の上下で密度差が０．１０ｔ／ｍ³未満の場合を「○」とし、混練後のエアミルクが目視で分離し、かつ容器の上下で密度差が０．１０ｔ／ｍ³以上の場合を「×」とした。なお、空気量が少なかった比較例１、３、５については、評価できなかった。
混練直後及びその１５分後の密度の差が０．１０ｔ／ｍ³未満であり、かつ１ｍ³当たりの空気量が３００Ｌ以上であり、かつ均一性が○のものは気泡の安定性が高いため、総合評価として「○」とした。混練直後及びその１５分後の密度の差１．００ｔ／ｍ³以上、１ｍ³当たりの空気量が３００Ｌ未満、均一性が×の少なくともいずれかに当てはまる場合には気泡の安定性が低いので、総合評価として「×」とした。
これらの結果を下記の表１に記載する。

（評価結果）
上記表１に示すように、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを含む実施例１〜６のエアミルクは、混練直後と１５分後との密度の差が小さかったことから、消泡が抑制されていたことがわかる。また、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを含む実施例１〜６のエアミルクは、１ｍ³当たりの空気量が３００Ｌ以上であったことから、十分に発泡していたことがわかる。さらに、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを含む実施例１〜６のエアミルクは、混練後のエアミルクが分離せず、かつ上下で密度差がなかったことから、気泡の均一性が高いことがわかる。
このように、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを含む実施例１〜６のエアミルクは、十分に気泡を含み、かつ気泡抜けが抑制され、かつ気泡の均一性が高かったことがわかった。

一方、アルファオレフィンスルホン酸系でないステアリン酸ナトリウムを粉末気泡剤として用いた比較例１、３、及び、超速硬セメントでない高炉Ｂ種を用いた比較例５は、１ｍ³当たりの空気量が３００Ｌ未満であったことから、発泡が十分でないことがわかる。
アルファオレフィンスルホン酸系でないラウリル硫酸ナトリウムを粉末気泡剤として用いた比較例２、４、及び、液体気泡剤を用いた比較例６、７は、混練後の密度の差が１．００ｔ／ｍ³以上と大きかったことから、気泡抜けが生じたことがわかると共に、混練後のエアミルクが分離したことから、エアミルク中の気泡は均一でないことがわかる。

以上より、超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを混合することでエアミルクを製造することにより、気泡の安定性を高めることができることが確認できた。このように、本発明は、気泡の安定性を高めることができるので、予め気泡剤を混合した状態で施工現場に運搬しても、施工現場で用いることができる。したがって、セメントと起泡剤とを別々に運搬して施工現場で混合する必要がないので、施工現場で用いる際に、設備の小型化を図ることができることが確認できた。また、本発明の気泡の安定性が高いエアミルクを用いることで、施工品質を向上して施工を行うことができることもわかった。

ここで、上記において超速硬セメントとアルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを混合してなるエアミルクについて説明したが、本発明者は超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤とを混合してなるエアモルタルについても同様の結果になるという知見を有している。

以上のように本発明の実施の形態及び実施例について説明を行なったが、各実施の形態及び実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (6)

1. 施工現場で配合製品として用いるエアミルクの製造方法において、
   超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤と、水とを混合することにより、エアミルクを製造することを特徴とする、エアミルクの製造方法。
2. 施工現場で配合製品として用いるエアモルタルの製造方法において、
   超速硬セメントと、アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤と、水とを混合することにより、エアモルタルを製造することを特徴とする、エアモルタルの製造方法。
3. 超速硬セメントと、
   アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤と、
   水との混合物である、エアミルク。
4. 超速硬セメントと、
   アルファオレフィンスルホン酸系の粉末起泡剤と、
   水との混合物である、エアモルタル。
5. 請求項３に記載のエアミルクを施工現場で用いて施工を行う、エアミルクを用いた施工方法。
6. 請求項４に記載のエアモルタルを施工現場で用いて施工を行う、エアモルタルを用いた施工方法。