説明

吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法

【課題】 ポリマーエマルジョンを含まず安価で耐久性能に優れ、1回の吹き付けで厚付けが可能である吹付け材料及び吹付け工法を提供する。
【解決手段】 セメント、ポゾラン微粉末、ヘクトライト、骨材の砂、及び軽量骨材を含有する吹付け材料。セメント100質量部に対して骨材の砂100〜260質量部、前記砂100質量部に対してかさ密度0.7g/cm以下の軽量骨材を2〜15質量部含有する前記吹付け材料。さらに、収縮低減剤、膨張材、高分子増粘剤、流動化剤、空気連行剤、繊維、凝結促進剤を含有できる。また、前記吹付け材料を用いて1層あたりの吹付け厚さを90mm以上とする吹付け工法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に土木及び建築分野におけるコンクリート構造物を補修・補強するための吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法に関する。
【背景技術】
【0002】
コンクリート構造物は、塩害、中性化、凍結融解、及び化学的腐食等の作用により劣化が進行すると、表面にひび割れや浮き等が発生する。また、繰返し載荷による疲労や火害を受けることでもひび割れや爆裂等によるコンクリート片のはく落が発生する。その対策として、劣化した部分を打音検査等で確認し、電動ピック、エアピック、ウォータージェット等により取り除き、新たに補修部材で充填し補修する工事が行われている。
このような補修工事では、修復断面積が広い場合は吹付け工法が多く適用される。吹付けによる施工方法は、一般的に、練り混ぜたモルタルをポンプで圧送し、圧縮空気と混合し、モルタルを吹き飛ばして施工する方法であり、システムが機械化されているので施工スピードが速く、補修断面への付着性に優れ、鉄筋裏側への密実な充填も可能という利点がある。
【0003】
吹付け工法においては、モルタルとしては、JIS A 6203に規定されたポリマーエマルジョンを含有するポリマーセメントモルタルが使われる場合が多い。
ポリマーエマルジョンを混和することにより、耐久性を向上させたり、付着力を向上させたり、粉塵やリバウンドを低減させたりする効果を付与できるが、ポリマーエマルジョンは高価な材料であり吹付けモルタルとして高価である。また、ポリマーエマルジョンを混和した吹付け材料の1層あたりの吹付け厚みは、天井面に吹き付けた場合50mm未満であり、それ以上厚みを増すとダレや剥がれが発生したりする。
一方、吹付け厚みを増すため、ポリマーセメントモルタルにセメントの硬化を促進する急結剤を添加する吹付け方法があり、50mm以上の厚付けが可能である。安定した厚付け性を確保するためには急結剤の添加が必須であり、急結剤を使用しないで安定した厚付け性を確保することは困難である。
【0004】
また、ポリマーエマルジョンを含有しないセメントモルタルに急結剤を混入する技術も知られており、50mm以上の厚付けが可能であるが、トンネル等の一次覆工、地山崩落防止、のり面保護等の用途に限られている。また、補修材料の長期的な耐久性能は求められていないのが実情である。
【0005】
ポリマーエマルジョンを含まなくてもホルマイト系鉱物やモンモリロナイト系鉱物を配合することで急結剤を併用しなくても、吹付け材料としてダレやリバウンドを少なくできる技術も知られている。
例えば、セメント:砂:フライアッシュまたはスラグ微粉末=1:2.7:0.1〜4.0:1.0であるモルタルに対して、ホルマイト系鉱物の解砕物が対セメント重量比で0.5〜5.0%で含有され、さらに減水剤が対セメント重量比で0.5〜5.0%で含有する吹付け材料(特許文献1参照)。
また、水硬性セメント100重量部に対して細骨材100〜400重量部およびモンモリロナイト鉱物0.01〜10重量部とを含有する吹付け材料(特許文献2参照)。
さらに、従来工法の場合、1回あたりの塗り厚さは壁面で20〜40mm、天井面で10〜20mm程度であり多層塗りをしなければならないので、これを改善した補修用セメント組成物(特許文献3参照)。
【特許文献1】特開平06−264449号公報
【特許文献2】特開平08−217514号公報
【特許文献3】特開2002−201058号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来、吹付け工法に補修モルタルとして、通常使用されている前記のポリマーセメントモルタルでは、一回の吹付け厚さは40mm以下であり、修復深さが深ければ吹付けたモルタルがある程度硬くなってから数回に分割して吹き付けて断面を修復しなければならなかった。特に90mm以上の吹付け厚さを確保するためには急結剤を併用する必要があった。
さらに、ポリマーエマルジョンは高価な材料であり、補修モルタル自体のコストも高くなる等の課題があった。また、ポリマーエマルジョンを含まず急結剤を併用する場合は、耐久性能が一般コンクリートに比べ劣るという課題があった。
また、急結剤を併用しない場合、ホルマイト系鉱物やモンモリロナイト系鉱物を配合することでダレやリバウンドが減り厚付け性は良好になるが、補修材料としての耐久性能や、天井面でも安定して90mm以上厚付けできる性能を持つ材料がなかった。
【0007】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の材料を組み合わせることにより、ポリマーエマルジョンを含まず安価で耐久性能に優れ、急結剤を併用しなくても1回の吹き付けで90mm以上の厚付けが可能である、吹付け材料及び吹付け工法を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち、本発明は、前記課題を解決するために、次のような構成をとるものである。
(1)セメント、ポゾラン微粉末、ヘクトライト、骨材の砂、及び軽量骨材を含有する吹付け材料。
(2)セメント100質量部に対して骨材の砂100〜260質量部、前記砂100質量部に対してかさ密度0.7g/cm以下の軽量骨材を2〜15質量部含有する(1)の吹付け材料。
(3)高分子増粘剤を含有する(1)または(2)の吹付け材料。
(4)膨張材を含有する(1)〜(3)のいずれかの吹付け材料。
(5)収縮低減剤を含有する(1)〜(4)のいずれかの吹付け材料。
(6)収縮低減剤が粉末状ポリオキシアルキレン誘導体で、その一般式がX{O(AO)nR}mで示され、Xが2〜8個の水酸基を有する化合物の残基、AOが炭素数2〜18のオキシアルキレン基、Rが水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基、又は炭素数2〜18のアシル基、nが30〜1000、mが2〜8で、前記オキシアルキレン基の60モル%以上がオキシエチレン基である(5)に記載の吹付け材料。
(7)流動化剤及び/又は空気連行剤を含有する(1)〜(6)のいずれかの吹付け材料。
(8)繊維を含有する(1)〜(7)のいずれかの吹付け材料。
(9)凝結促進剤を含有する(1)〜(8)のいずれかの吹付け材料。
(10)(1)〜(9)のいずれかの吹付け材料を用いて1層あたりの吹付け厚さが90mm以上である吹付け工法。
(11)(1)〜(9)のいずれかの吹付け材料を用いて補修したコンクリート。
【発明の効果】
【0009】
本発明では、急結剤を併用しなくても1回の吹付けで厚付けが可能となるから、施工スピードを短縮化できる。膨張材、収縮低減剤、繊維を使用することで、硬化収縮が防止され、大幅にひび割れ発生を低減することができる。また、中性化抵抗性や塩化物イオン浸透抵抗性が良好であり、空気連行剤を併用することで凍結融解抵抗性もより向上できる。さらに、流動化剤、凝結促進剤を併用することでポンプ圧送性やコテ仕上げスピードをより向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0011】
本発明で使用するセメントは、特に限定されるものではないが、JIS R 5210に規定されている各種ポルトランドセメント、JIS R 5211、JIS R 5212、及びJIS R 5213に規定された各種混合セメント、JISに規定された以上の混和材混入率で製造した高炉セメント、フライアッシュセメント及びシリカセメント、石灰石粉末等を混合したフィラーセメント、アルミナセメントから選ばれる1種又は2種以上などが挙げられる。
【0012】
本発明で使用するポゾラン微粉末は、チクソトロピック性の付与や硬化組織の緻密性を改善するもので、例えば、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ、転炉スラグ等のスラグ類、シリカフューム、フライアッシュ、その他、火山灰に代表される天然ポゾラン活性物質が挙げられる。さらに、塩化物イオン浸透抵抗性の向上効果を考慮すると高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ、これらの混合物の使用が好ましい。
ポゾラン微粉末の粒度は、特に限定されるものではないが、3000cm/g以上が好ましい。
【0013】
ポゾラン微粉末の使用量は、セメント100質量部に対して3〜20質量部が好ましく、5〜15質量部がより好ましい。3質量部未満では、チクソトロピック性の付与が不十分であり、20質量部を越えるとチクソトロピック性が高すぎ流動性を確保することが難しくなる。
【0014】
本発明で使用するヘクトライトは、層状粘土鉱物の一種で層間に水分子を伴った各種イオンを取り込むことが可能であり、そのイオンが交換性を有したり、有機物との複合体を形成したり、膨潤性能を有する等の特徴をもつスメクタイト系粘土鉱物である。他のスメクタイト系粘度鉱物よりも流動性を阻害しにくく、ダレ防止、沈降防止に優れた効果を発揮する。ヘクトライトの粒子径は最大で150μm以下が好ましい。粒子径が150μmを越えるとチクソトロピック性の付与が不十分となる場合がある。
【0015】
ヘクトライトの使用量は、セメント100質量部に対して0.02〜5質量部が好ましく、0.06〜3質量部がより好ましい。0.02質量部未満では、チクソトロピック性付与が不十分であり、5質量部を越えると流動性を阻害する場合がある。
【0016】
本発明で骨材として使用する砂は、かさ密度0.7g/mを越えるものであり、通常、川、山、及び海から産出する天然骨材、並びにこれらの2種以上を併用した混合骨材等が使用できる。
骨材は施工する現場で混合してもよいが、予めセメントと混合しておく場合は、骨材を乾燥させた乾燥骨材を使用すればよい。
【0017】
骨材の使用量は、セメント100質量部に対して50〜260質量部が好ましい。50質量部未満では吹き付けたときにダレが多くなる場合があり、260質量部を越えると跳ね返りが多くなる場合がある。
【0018】
本発明で使用する軽量骨材は、かさ密度0.7g/cm以下のものであり、吹き付けた直後のダレを防止するためにモルタル密度を低減する目的で使用する。
軽量骨材の種類としては,特に限定されるものではないが、火力発電所から発生するフライアッシュバルーン,シラスシラスバルーン、黒曜石等の天然材料を原料とし焼成した発泡体、廃ガラス等のリサイクル材料を原料とし焼成したものが挙げられ、かさ密度0.7g/cm以下のものであれば使用できる。
【0019】
軽量骨材の使用量は、砂100質量部に対して2〜15質量部が好ましく、4〜10質量部がより好ましい。2質量部未満では、モルタル密度を十分に低減することができず、15質量部を越えると流動性に悪影響を与える場合がある。
【0020】
本発明で使用する高分子増粘剤は、モルタルの粘度を調整するものであり、特に限定されるものではないが、一般に水溶性高分子物質と呼ばれているもので、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸やそのナトリウム塩やカリウム塩、及びポリエチレンオキサイド等が挙げられ、モルタルが跳ね返ったり、脱落したりするのを防止したり、圧送時のモルタルの滑りを良くするために使用される。
【0021】
高分子増粘剤の使用量は、通常、セメント100質量部に対して0.02〜0.5質量部であり、0.05〜0.3質量部がより好ましい。0.02質量部未満ではモルタルの跳ね返りを低減することが難しく、0.5質量部を越えるとその効果の向上が期待できない場合がある。
【0022】
本発明で使用する膨張材は、モルタルの乾燥による硬化収縮を低減するために使用されるもので、特に限定されるものではないが、アウイン系、カルシウムアルミノフェライト系、石灰系等のものが挙げられる。
【0023】
膨張材の使用量は、通常、セメント100質量部に対して1〜10質量部が好ましく2〜8質量部がより好ましい。1.0質量部未満では硬化収縮を抑制する効果が十分でなく、10質量部を超えて配合してもその効果の向上が少ない。
【0024】
本発明で使用する収縮低減剤は、特に限定されるものではないが、ポリオキシアルキレン誘導体が好ましく、その一般式がX{O(AO)nR}mで示され、Xは2〜8個の水酸基を有する化合物の残基、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基、Rは水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基、又は炭素数2〜18のアシル基、nは30〜1000、mは2〜8であり、オキシアルキレン基の60モル%以上はオキシエチレン基であるポリオキシアルキレン誘導体からなるものである。
nの値が30未満であると融点が低くなり粉体で使用することが難しくなり、nの値が1000を超えると粘度が高くなり製造が難しくなる。
オキシエチレン基が60モル%未満であると融点が低くなり粉体で使用することが難しくなり、セメント溶液中での溶解性が悪くなる。
【0025】
一般式X{O(AO)nR}mにおいて、Xは2〜8個の水酸基を有する化合物の残基であるが、水酸基を2〜8個有する化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、スチレングリコール、炭素数8〜18のアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−ペンタントリオール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ソルバイド、ソルビトールとグリセリンの縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール等の多価アルコール類、あるいはそれらの部分エーテル化物、又はエステル化物、キシロース、アラビノース、リボース、ラムノース、グリコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、ソルボース、セロビオース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、シュークロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレジトース等の糖類、あるいはそれらの部分エーテル化物又はエステル化物等が挙げられる。
【0026】
一般式X{O(AO)nR}mにおいて、AOで示される炭素数2〜18のオキシアルキレン基は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、炭素数6〜18のα−オレフィンオキシド等に由来するもので、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基、炭素数6〜18のオキシアルキレン基等があり、2種以上が付加しているときは、ブロック状付加でもランダム状付加でもよい。
【0027】
上記一般式において、Rで示される炭素数1〜18の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、アリル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソセチル基、オクタデシル基、イソステアリル基、オレイル基、ベンジル基、クレジル基、ブチルフェニル基、ジブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基、スチレン化フェニル基等が挙げられる。
【0028】
また、同じくRで示される炭素数2〜18のアシル基としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸,パルミチン酸、イソパルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、安息香酸等に由来するアシル基が挙げられる。
【0029】
収縮低減剤の使用量は、セメント100質量部に対して、1〜10質量部が好ましく、2〜8質量部がより好ましい。1質量部未満では収縮低減効果が得られず、10質量部を越えると強度発現が阻害される場合がある。
【0030】
本発明で使用する流動化剤は、特に限定されるものではないが、メラミン系,ナフタレン系、リグニン系、ポリカルボン酸系のものが挙げられ、モルタルの流動性の調整に使用される。
【0031】
流動化剤の使用量は、セメント100質量部に対して0.02〜0.5質量部が好ましく、0.06〜0.3質量部がより好ましい。0.02質量部未満では、流動性を改善する効果が発揮されない場合があり、0.5質量部を越えると、流動性が良すぎ吹付けたときにダレや跳ね返りが多くなる場合がある。
本発明の流動化剤の混合方法は、特に限定されるものではないが、例えば、あらかじめセメントに、またはセメントや水に分散しておくことが好ましい。
【0032】
本発明で使用する空気連行剤は、練り混ぜたモルタルを軽くして圧送抵抗を低減したり、混入されるエントレインドエアの効果により凍結融解抵抗性をより向上する目的で使用する。空気連行剤の種類としては、特に限定されるものではなく、市販されているものが使用できる。例えば、ヴィンソル等の脂肪酸石鹸類、ポリオキシエチレンアルキルサルフェート等の高級アルコール硫酸エステル塩類、ポリオキシエチレンアルキルエーテルやポリオキシアルキルフェニルエーテル等のエーテル類、ポリオキシエチレンソルビタンオレェート等のエステルエーテル類、ベタイン類、イミダゾリンベタイン類等が挙げられる。
【0033】
空気連行剤の使用量は、セメント100質量部に対して0.0005〜0.05質量部が好ましく、0.001〜0.02質量部がより好ましい。0.0005質量部未満では、空気の混入効果が小さく、0.05質量部を越えると空気混入が多くなりすぎ強度発現性に悪影響を与える場合がある。
【0034】
本発明では、吹き付けたモルタルの曲げ耐力や初期ひび割れ抵抗性を向上させることを目的に繊維類を配合して使用することが可能である。
繊維の種類としては、ビニロン繊維やプロピレン繊維に代表される高分子繊維類、鋼繊維、ガラス繊維、及び炭素繊維に代表される無機繊維類が挙げられ、特に限定されるものではない。
【0035】
繊維の使用量は、非収束タイプの場合は、セメントモルタル1mに対して0.1〜1.5容積部が好ましく、0.2〜1.0容積部がより好ましい。0.1容積部未満では曲げ耐力を向上させる効果が発揮されない場合があり、1.5容積部を越えるとモルタルの流動性に悪影響を与える場合がある。収束タイプの場合は、0.03〜0.5容量部が好ましく、0.05〜0.3容量部がより好ましい。0.03容量部未満では初期収縮ひび割れを抑制することが難しく、0.5容量部を越えると流動性を悪くする場合がある。繊維の長さは、収束及び非収束タイプ共に、ポンプ圧送性を考慮して3〜40mmが好ましい。
【0036】
本発明で使用する凝結促進剤は、モルタルの凝結を促進させるものであり、練り混ぜてモルタルを圧送するのに支障のない程度に凝結を促進させるものである。
凝結促進剤の種類としては、リチウム、ナトリウム、カリウムの炭酸塩、重炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、水酸化物、ギ酸塩、酢酸塩等が挙げられる.これらの中で,モルタルの練り混ぜや圧送に悪影響を与えにくい点でリチウム、ナトリウム、カリウムのケイ酸塩やギ酸塩の使用が好ましい。
凝結促進剤の添加によりモルタルの練り混ぜや圧送に悪影響を与えても、有機酸やリン酸塩等の凝結遅延剤を併用することで改善できるのであれば凝結遅延剤と併用して使用してもよい。
【0037】
凝結促進剤の使用量は、セメント100質量部に対して0.1〜1質量部が好ましく、0.2〜0.8質量部がより好ましい。0.1質量部未満では、凝結を促進させる効果が十分に発揮できず、1質量部を越えると、モルタルの練り混ぜや圧送に悪影響を与える場合がある。
【0038】
本発明では、必要に応じ、消泡剤、撥水剤、抗菌剤等の各種セメント混和剤を併用することが可能である。
【0039】
本発明の吹付け材料と混合する水量は、モルタルのポンプ圧送性、吹付け性、及び硬化物性を考慮し、通常、骨材とプレミックスされたモルタル100質量部に対して10〜22質量部が好ましく、12〜19質量部がより好ましい。10質量部未満ではモルタルのポンプ圧送できる流動性を確保することが難しく、22質量部を越えると強度発現性が低下する場合がある。10〜22質量部の範囲であれば、流動化剤を併用することでポンプ圧送に適する適度な流動性に調整することができる.
【0040】
本発明の吹付け材料の施工方法は、吹付け材料と水とを混合し、練り混ぜたモルタルをポンプで圧送し、圧送途中で圧縮空気を合流して吹き付ける方法であれば、吹付けシステムや方法は特に限定されるものではない。
【実施例1】
【0041】
セメント100質量部に対して骨材の砂を180質量部、前記砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部、さらに、セメント100質量部に対して、ヘクトライトを0.3質量部、及びポゾラン微粉末を表1に示すように加え、ドライセメントモルタルを調製した。なお、ポゾラン微粉末は骨材と置換した。このドライセメントモルタル100質量部に対して、水を16.5質量部となるように加え、パン型ミキサーで練り混ぜてモルタルとし、フローを測定し、これをスクイズポンプで圧送し、吐出ノズル手前で圧縮空気を合流させて吹付けた後、モルタルの単位容積質量、圧縮強度、付着強度、リバウンド率、厚付け性、中性化深さ、及び塩化物イオン浸透深さを測定した。結果を表1に併記する。
【0042】
(使用材料)
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
骨材:新潟県青海町産石灰砂乾燥品、最大粒径1.2mm
軽量骨材:中国産フライアッシュバルーン、かさ密度0.42g/cm、最大粒子径0.8mm
ヘクトライト:市販品、密度:2.6g/cm
ポゾラン微粉末A:高炉水砕スラグ、ブレーン比表面積7500cm/g、市販品
ポゾラン微粉末B:高炉徐冷スラグ、ブレーン比表面積8000cm/g
ポゾラン微粉末C:A:B=1:1の混合物
ポゾラン微粉末D:シリカフューム、市販品
ポゾラン微粉末E:フライアッシュ、ブレーン比表面積4500cm/g
【0043】
(吹付け方法)
50リットルのパン型ミキサーにドライセメントモルタル50kg、水を所定量加え2分間練り混ぜた。練り混ぜたモルタルをホッパー付きのスクイズポンプ(電源100V、消費電力0.2KW、圧送距離:3m、圧送ホース径25mm)で圧送し、モルタル吐出口(ノズル径:10mm)手前で圧縮空気(0.7MPa、消費空気量:0.5m/min)を挿入して吹付けた。
【0044】
(試験方法)
流動性:JIS R 5201に規定されているフロー試験を実施した。
単位容積質量:JIS A 1171に準拠した。
圧縮強度:4×4×16mmの形枠に吹付けて採取し、材齢7日、28日の圧縮強度を測定した。養生は採取後、温度20℃、相対湿度60%で所定材齢まで行った。測定はJISA 5201に準拠した。
付着強度:厚付け性評価で作製した試験体を吹付けてから3日目にφ55mmのコアドリルで下地となる側溝ふたの界面より5〜10mm削孔し、材齢7日と28日における付着強度を建研式付着力試験機で測定した。
リバウンド率:天井面に設置したコンクリート製プレキャスト板に2分間吹き付けたときに落下した材料と吹付けに使用した全モルタル量との百分率。
厚付け性:縦400mm×横600mm×厚さ60mmのコンクリート製U形側溝ふたに厚み90mmとなるように吹付けたときの厚付け性を評価した。吹付けて24時間後の落下や浮きの有無を確認した。
中性化深さ:JIS A 1171に準拠した。
塩化物イオン浸透深さ:JIS A 1171に準拠した。
【0045】
【表1】

【0046】
表1より、本発明において、リバウンド率が低く、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。
【実施例2】
【0047】
セメント100質量部に対して骨材の砂を180質量部、前記砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部、さらに、セメント100質量部に対して、ポゾラン微粉末Aを8質量部、及びヘクトライトを表2に示す量を加えた以外は実施例1と同様に行った。なお、比較としてモンモリロナイトを使用した場合について、実施例1と同様に試験を行った。結果を表2に併記する。
【0048】
(使用材料)
モンモリロナイト:市販品、密度2.7g/cm
【0049】
【表2】

【0050】
表2より、本発明において、リバウンド率が低く、厚付け性に優れたモルタルが得られることが判る。
【実施例3】
【0051】
セメント100質量部に対して、ポゾラン微粉末Aを8質量部、ヘクトライトを0.3質量部、及び骨材の砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部加え、前記骨材の砂をセメント100質量部に対して表3に示す量を加えた以外は実施例1と同様に行った。結果を表3に併記する。
【0052】
【表3】

【0053】
表3より、本発明において、リバウンド率が小さく、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。
【実施例4】
【0054】
セメント100質量部に対して、骨材の砂を180質量部、ポゾラン微粉末Aを8質量部、ヘクトライトを0.3質量部、及び前記砂100質量部に対して軽量骨材を表4に示す量を加え、吹付け前のモルタルの単位容積質量を測定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。
【0055】
【表4】

【0056】
表4より、本発明において、軽量で、リバウンド率が小さく、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。
【実施例5】
【0057】
セメント100質量部に対して骨材の砂を180質量部、前記砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部、さらに、セメント100質量部に対して、ポゾラン微粉末Aを8質量部、ヘクトライトを0.3質量部、及び高分子増粘剤を表5に示す量を加えた以外は実施例1と同様に行った。結果を表5に併記する。
【0058】
(使用材料)
高分子増粘剤:メチルセルロース、市販品
【0059】
【表5】

【0060】
表5より、本発明において、リバウンド率が低く、厚付け性に優れたモルタルが得られることが判る。
【実施例6】
【0061】
セメント100質量部に対して骨材の砂を180質量部、前記砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部、さらに、セメント100質量部に対して、ポゾラン微粉末Aを8質量部、ヘクトライトを0.3質量部、実施例5の高分子増粘剤を0.05質量部、及び膨張材を表6に示す量を加え、硬化収縮を測定したこと以外は実施例1と同様に行った。
【0062】
(試験方法)
硬化収縮率:JHS−416に準拠して測定した。
【0063】
(使用材料)
膨張材:カルシウムサルホアルミネート系膨張材、市販品
【0064】
【表6】

【0065】
表6より、本発明において、膨張材を使用すると、硬化収縮率が小さく、リバウンド率が小さく、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。
【実施例7】
【0066】
セメント100質量部に対して骨材の砂を180質量部、前記砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部、さらに、セメント100質量部に対して、ポゾラン微粉末Aを8質量部、ヘクトライトを0.3質量部、実施例5の高分子増粘剤を0.05質量部、実施例6の膨張材を5質量部、及び収縮低減剤を表7に示す量を加えたこと以外は実施例6と同様に行った。結果を表7に併記する。
【0067】
(使用材料)
収縮低減剤:ポリオキシアルキレン誘導体、HO−(CHCHO)189−H、市販品
【0068】
【表7】

【0069】
表7より、本発明において、硬化収縮率が小さく、リバウンド率が小さく、厚付け性に優れるモルタルが得られることが判る。
【実施例8】
【0070】
セメント100質量部に対して骨材の砂を180質量部、前記砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部、さらに、セメント100質量部に対して、ポゾラン微粉末Aを8質量部、実施例7の高分子増粘剤を0.05質量部、ヘクトライを0.3質量部、実施例5の収縮低減剤を3質量部、実施例6の膨張材を5質量部、水を14質量部、及び流動化剤と空気連行剤を表8に示す量を加え、吹付けたモルタルの凍結融解抵抗性、吹付け前のモルタルの単位容積質量を測定したこと以外は実施例1と同様に行った。結果を表8に併記する。
【0071】
(使用材料)
流動化剤:メチロールメラミン系流動化剤、市販品
空気連行剤:ポリオキシエチレンアルキルサルフェート系空気連行剤、市販品
【0072】
(試験方法)
凍結融解抵抗性:JSCE−G501に準拠し行い300サイクルル時の相対動弾性係数を求めた。
【0073】
【表8】

【0074】
表8より、本発明において、流動性や凍結融解抵抗性に優れ、リバウンド率が小さく、厚付け性に優れたモルタルが得られることが判る。
【実施例9】
【0075】
セメント100質量部に対して骨材の砂を180質量部、前記砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部、さらに、セメント100質量部に対して、ポゾラン微粉末Aを8質量部、実施例7の高分子増粘剤を0.05質量部、ヘクトライトを0.3質量部、実施例5の収縮低減剤を3質量部、実施例6の膨張材を5質量部、実施例8の流動化剤を0.1質量部、実施例8の空気連行剤を0.005質量部、水を14質量部、及び繊維を表9に示す量を加え、吹付けたモルタルの初期ひび割れ発生の有無と曲げタフネスを測定した以外は実施例1と同様に行った。結果を表9に併記する。
【0076】
(使用材料)
繊維A: ビニロン繊維、繊維長さ6mm、繊維径0.026mm、収束タイプ、市販品
繊維B: ビニロン繊維、繊維長さ6mm、繊維径0.2mm、非収束タイプ、市販品
【0077】
(試験方法)
初期ひびわれ:縦300mm×横300mm×厚さ60mmのコンクリート製平板に厚さ10mmとなるように吹き付け、表面をコテで均し、温度5℃、湿度40%の環境下で24時間養生後のひび割れ発生の有無を観察した。
曲げタフネス:JSCE G 552に準拠した。養生方法は温度20℃、湿度60%の部屋で気中養生した。測定材齢は28日とした。
【0078】
【表9】

【0079】
表9より、本発明において、初期ひび割れが無く、曲げタフネスに優れ、厚付け性に優れたモルタルが得られることが判る。
【実施例10】
【0080】
セメント100質量部に対して骨材の砂を180質量部、前記砂100質量部に対して軽量骨材を6質量部、さらに、セメント100質量部に対して、ポゾラン微粉末Aを8質量部、実施例7の高分子増粘剤を0.05質量部、ヘクトライトを0.3質量部、実施例5の収縮低減剤を3質量部、実施例6の膨張材を5質量部、実施例9の繊維Aを0.1質量部、実施例8の流動化剤を0.15質量部、実施例8の空気連行剤を0.005質量部、水を14質量部、及び凝結促進剤を表10に示す量を加え、モルタルの始発時間を測定した以外は、実施例1と同様に行った。結果を表10に併記する。
【0081】
(使用材料)
凝結促進剤:ケイ酸ナトリウム、市販品
【0082】
(試験方法)
凝結:JIS A 1147に準拠してプロクター貫入抵抗値より始発時間を測定した。
【0083】
【表10】

【0084】
表10より、本発明において、始発時間が短く、厚付け性に優れたモルタルが得られることが判る。
【実施例11】
【0085】
本発明の吹付け材料と比較する目的で、一般的なコンクリートの中性化抵抗性と塩化物イオン浸透性を評価した。コンクリート配合と材齢28日の圧縮強度を下記に示す。
【0086】
(配合)
水/セメント比:54%、細骨材率:44.5%、セメント:312kg/m、水:167kg/m、細骨材:799kg/m、粗骨材:989kg/m
【0087】
(圧縮強度)
39.4N/mm
【0088】
このコンクリートを実施例1の本発明の吹付け材料と同じ条件で、中性化抵抗性と塩化物イオン浸透抵抗性を測定した結果、中性化深さは5.9mm、塩化物イオン浸透深さは12.5mmであり、本発明品と比べ、著しく中性化抵抗性と塩化物イオン浸透抵抗性に劣ることが判った。
【産業上の利用可能性】
【0089】
本発明では、急結剤を併用しなくても1回の吹付けで厚付けが可能となるから、施工スピードを短縮化できる。膨張材、収縮低減剤、繊維を使用することで、硬化収縮が防止され、大幅にひび割れ発生を低減することができる。また、中性化抵抗性や塩化物イオン浸透抵抗性が良好であり、空気連行剤を併用することで凍結融解抵抗性もより向上できる。さらに、流動化剤、凝結促進剤を併用することでポンプ圧送性やコテ仕上げスピードをより向上することができる。そのため、土木、建築分野での補修工事に幅広く適用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セメント、ポゾラン微粉末、ヘクトライト、骨材の砂、及び軽量骨材を含有する吹付け材料。
【請求項2】
セメント100質量部に対して骨材の砂100〜260質量部、前記砂100質量部に対してかさ密度0.7g/cm以下の軽量骨材を2〜15質量部含有する請求項1に記載の吹付け材料。
【請求項3】
高分子増粘剤を含有する請求項1または2に記載の吹付け材料。
【請求項4】
膨張材を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の吹付け材料。
【請求項5】
収縮低減剤を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の吹付け材料。
【請求項6】
収縮低減剤が粉末状ポリオキシアルキレン誘導体で、その一般式がX{O(AO)nR}mで示され、Xが2〜8個の水酸基を有する化合物の残基、AOが炭素数2〜18のオキシアルキレン基、Rが水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基、又は炭素数2〜18のアシル基、nが30〜1000、mが2〜8で、前記オキシアルキレン基の60モル%以上がオキシエチレン基である請求項5に記載の吹付け材料。
【請求項7】
流動化剤及び/又は空気連行剤を含有する請求項1〜6のいずれかに記載の吹付け材料。
【請求項8】
繊維を含有する請求項1〜7のいずれかに記載の吹付け材料。
【請求項9】
凝結促進剤を含有する請求項1〜8のいずれかに記載の吹付け材料。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれかに記載の吹付け材料を用いて1層あたりの吹付け厚さが90mm以上である吹付け工法。
【請求項11】
請求項1〜9のいずれかに記載の吹付け材料を用いて補修したコンクリート。

【公開番号】特開2006−206403(P2006−206403A)
【公開日】平成18年8月10日(2006.8.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−22893(P2005−22893)
【出願日】平成17年1月31日(2005.1.31)
【出願人】(000003296)電気化学工業株式会社 (1,539)
【Fターム(参考)】