急硬補修モルタル及びそれを用いた補修方法
【課題】特定のセルロースエーテルを使用することで、仕上がり性及び保水性が良好で短時間に施工可能な急硬補修モルタルを提供する。
【解決手段】セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、ポリマーエマルジョン、凝結遅延剤、２質量％水溶液における２０℃の粘度が１００〜５００ｍＰa・ｓで保水率が８０％以上を示すセルロースエーテルをセメント１００質量部に対して０．０１〜３質量部、及び骨材を含有する急硬補修モルタルである。カルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを１００〜２５０質量部となる比率で配合することが好ましく、密度２．４〜２．８g／ｃｍ３の骨材１００質量部に対して、かさ密度０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材が３〜２００質量部となる比率で配合することが好ましい。さらに、無機微粉末、流動化剤、消泡剤、繊維を含有する。また、前記急硬補修モルタルを用いた補修方法である。
【解決手段】セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、ポリマーエマルジョン、凝結遅延剤、２質量％水溶液における２０℃の粘度が１００〜５００ｍＰa・ｓで保水率が８０％以上を示すセルロースエーテルをセメント１００質量部に対して０．０１〜３質量部、及び骨材を含有する急硬補修モルタルである。カルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを１００〜２５０質量部となる比率で配合することが好ましく、密度２．４〜２．８g／ｃｍ３の骨材１００質量部に対して、かさ密度０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材が３〜２００質量部となる比率で配合することが好ましい。さらに、無機微粉末、流動化剤、消泡剤、繊維を含有する。また、前記急硬補修モルタルを用いた補修方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木及び建築分野におけるコンクリート構造物の補修・補強工事で使用する急硬補修モルタルに関する。
【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し、表面にひび割れや浮き等が発生する恐れがある。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。
修復断面が小さい小規模な補修工事では、ポリマーセメントモルタルを練り混ぜてコテ塗りで断面修復を行う場合が多い（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３２２８５８号公報
【特許文献２】特開２００３−８９５６５号公報
【０００３】
コテ塗り等で補修する場合には、使用するモルタルの塗り易さ、保水性、及び付着性といった特性に優れた材料が好まれる。そのため、モルタルに適度な粘りや抗ダレ性を付与することを目的に特許文献１、２に記載されているようにフライアッシュ、シリカフューム等の無機微粉末を配合した材料や、非特許文献１、特許文献３〜６のようにセルロースエーテル類を配合した材料が使用されている。セルロースエーテル類は、通常、分子量が増加すると粘性が大きくなり保水性も良好になるが、左官仕上げを行ったときにコテに付着し、平滑に仕上げにくいという課題がある。分子量が小さいと粘性が小さくなりコテに付着しにくくなるので仕上げ性は良好となるが、下地との付着性の低下や保水性の低下による初期クラックの発生が起き易いといった課題もある。特許文献３〜５は、１％水溶液での粘度を規定したセルロースエーテルを含むセメントモルタル混和剤や、それらを配合したセメントモルタルに関する発明であり、２％水溶液とした場合は、詳細な説明の内容から５００ｍＰa・ｓを超える粘度を示すセルロースエーテルを使用している。特許文献６は、２％水溶液の２０℃における粘度が１００〜１０００００ｃＰであるセルロースエーテルを配合したセメントモルタルに関する発明であるが、保水性はサッカロース及び／又はデキストリンを併用することで向上させている。
【非特許文献１】長友新治編集：新・水溶性ポリマーの応用と市場、株式会社シーエムシー発行、ｐｐ．１７３−１９２、１９８８
【特許文献３】特開平１１−３４９３６４号公報
【特許文献４】特開２０００−１０３６６２号公報
【特許文献５】特開２０００−１２８６１７号公報
【特許文献６】特開平０６−２１９８０７号公報
【０００４】
また、ポリマーセメントモルタルは、ポリマーエマルジョンの混和により硬化組織が密実化することで炭酸ガス、塩化物イオン、水の透過性を抑制して耐久性を付与するものであるが、完全な遮断はできない。特に、硬化しない段階から水分の逸散によって収縮し、初期及び数ヶ月後にひび割れが発生する場合がある。これを解決するために、乾燥収縮低減剤を配合することも行われている（特許文献７、８参照）。
しかしながら、乾燥収縮低減剤は、凝結が遅れるため硬化しない段階での水分逸散によって初期クラックが入る場合がある。凝結が遅れるのは一般的にセルロースエーテル類も同様である。
【特許文献７】特開２００３−５５０１８号公報
【特許文献８】特開平１０−３２４５５５号公報
【０００５】
さらに、セメント水和物に起因する乾燥収縮性と初期強度向上を目的とした急硬性ポリマーセメント組成物も知られている。（特許文献９、１０参照）しかしながら、これら特許文献には仕上がり性が良く保水性も良好な特定したセルロースエーテルの記載がない。
【特許文献９】特開平３−１７７３４６号公報
【特許文献１０】特開平４−３２１５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにモルタルの塗り易さや付着性を考慮しフライアッシュやシリカフュームを配合した材料は、セメントに混和すると中性化抵抗性が悪くなるという課題があった。
また、ポリマーセメントモルタルを用いることでポリマーを含有しないモルタルよりも耐久性や硬化収縮は大幅に改善できるが、硬化しない段階の保水性は改善できないため初期にクラックが入る場合があった。さらに、通常のセルロースエーテルは凝結も遅れるといった課題があった。さらに、通常の急硬性の無いポリマーセメントモルタルは、１回の塗り付け厚みは５０ｍｍ以下がほとんどであり、塗り付け厚みがそれ以上に大きい場合は１層目モルタルの凝結がある程度進行してから塗り付ける必要があり、通常は１時間〜２時間、冬場であると４〜５時間後に実施する必要があり、最終的に仕上がるまでに長時間を要するといった課題があった。
本発明は、特定のセルロースエーテルを使用することで、仕上がり性及び保水性が良好で短時間に施工可能な急硬補修モルタルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、（１）セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、ポリマーエマルジョン、凝結遅延剤、２質量％水溶液における２０℃の粘度が１００〜５００ｍＰa・ｓで保水率が８０％以上を示すセルロースエーテルをセメント１００質量部に対して、０．０１〜３質量部、及び骨材を含有する急硬補修モルタル、（２）カルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを１００〜２５０質量部となる比率で配合する（１）の急硬補修モルタル、（３）密度２．４〜２．８g／ｃｍ３の骨材１００質量部に対して、かさ密度０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材が３〜２００質量部となる比率で配合する（１）又は（２）の急硬補修モルタル、（４）無機微粉末を含有する（１）〜（３）のいずれかの急硬補修モルタル、（５）流動化剤を含有する（１）〜（４）のいずれかの急硬補修モルタル、（６）消泡剤を含有する（１）〜（５）のいずれかの急硬補修モルタル、（７）繊維を含有する（１）〜（６）のいずれかの急硬補修モルタル、（８）（１）〜（７）のいずれかの急硬補修モルタルを用いた補修方法、である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の急硬補修モルタル及びそれを用いた補修方法によれば、モルタルの仕上がり性が向上し、付着性の改善が可能となり、保水性が向上するので、硬化しない段階での初期クラックの発生を抑制できる。また、急硬性を付与したポリマーセメントモルタルであるので、耐久性が良好であるのに加え、初期強度発現に優れるため施工期間の短縮化を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
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種以上等が挙げられる。
【００１１】
本発明で使用するカルシウムアルミネートは、セメントモルタルに急硬性を付与するものであり、ＣaＯ原料やＡｌ２Ｏ３原料等を混合したものをキルンで焼成したり、電気炉等で溶融したり等の熱処理をして得られるものであり、ＣａＯとして２８〜５５質量％、Ａｌ２Ｏ３として４５〜７２質量％の範囲内にあるカルシウムアルミネートである。例えば、カルシウムアルミネートの鉱物成分としては、ＣaＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡとすると、Ｃ３Ａ、Ｃ１２Ａ７、ＣＡ、及びＣＡ２等で示されるカルシウムアルミネート熱処理物を粉砕したもの等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用してもよい。
さらに、その他の鉱物成分として、ナトリウム、カリウム、及びリチウム等のアルカリ金属塩が一部固溶したカルシウムアルミネート等が挙げられる。これらの中では、反応活性の点で非晶質のカルシウムアルミネートが好ましい。また、ＳｉＯ２を含有するアルミノケイ酸カルシウム、Ｃ１２Ａ７の１つのＣａＯをＣａＦ２等のハロゲン化物で置き換えたＣ１１Ａ７・ＣａＸ（Ｘはフッ素等のハロゲン）も使用できる。
【００１２】
カルシウムアルミネートの粒度は、ブレーン値で３０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましい。３０００ｃｍ２／ｇ未満だと急硬性が低下する場合がある。
【００１３】
カルシウムアルミネートの使用量は、セメント１００質量部に対して、１〜２０質量部が好ましく、２〜１５質量部がより好ましい。１質量部未満では、急硬性を付与することが難しく、１５質量部を超えるとハンドリング（可使時間）を調整することが難しくなる場合がある。
【００１４】
本発明で使用するセッコウは、強度発現性を向上させるものである。セッコウとしては、無水セッコウ、半水セッコウ、及びニ水セッコウ等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。これらの中では、強度発現性の点で無水セッコウの使用が好ましい。
【００１５】
セッコウの使用量は、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、１００〜２５０質量部が好ましく、１００〜１８０質量部がより好ましい。１００質量部未満だと強度発現性を改善できない場合があり、２５０質量部を超えると初期強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１６】
カルシウムアルミネートとセッコウの混合物の使用量は、セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部が好ましい。
【００１７】
本発明で使用するポリマーエマルジョンは、特に限定されるものではないが、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等のゴムラテックスや、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、スチレン・アクリル酸エステル共重合体やアクリロニトリル・アクリル酸エステルに代表されるアクリル酸エステル系共重合体、酢酸ビニルビニルバーサテート系共重合体等の樹脂エマルジョン等が挙げられる。
ポリマーの形態としては、再乳化型粉末タイプや液体タイプがあり、下地部分との付着性改善、さらに、モルタルの耐久性向上のために使用される。
【００１８】
ポリマーエマルジョンの使用量は、通常、セメント１００質量部に対して、固形分量で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、中性化抵抗性や付着強度の改善ができない場合があり、１５質量部を超えて配合してもその効果の向上が期待できない場合がある。
【００１９】
本発明で使用するセルロースエーテルは、２質量％水溶液における２０℃の粘度が１００〜５００ｍＰa・ｓであり、保水率が８０％以上を示すセルロースエーテルである。
セルロースエーテルは、一般に、天然に存在するセルロースを原料に、アルカリ処理して各種エーテル化剤と反応させて得られる水溶性の高分子化合物である。種類としては、水酸基の水素原子の一部をメチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシエチル基、カルボキシメチル基で置換したものが挙げられる。これら置換基が混在したものも使用できる。エーテル化された置換基の割合は２〜４０％であるものが水溶性の点で好ましい。なかでも、ヒドロキシプロピル基やヒドロキシエチル基を持つセルロースエーテルが好ましい。
セルロースエーテルの粘度は、２０℃において２質量％水溶液とした場合１００〜５００ｍＰa・ｓであるものを使用する。１００ｍＰa・ｓ未満では、充分な粘度が得られずモルタルに混和した場合のダレ性や付着性を改善できない場合があり、５００ｍＰa・ｓを超えるとモルタルに混和した場合に粘性が大きくなり仕上がり性が悪くなる場合がある。
【００２０】
セルロースエーテルの保水率とは、所定のモルタル配合とした場合のモルタル中の水分の保持率であり８０％以上保持する性能を示すものである。８０％未満であるとモルタルの硬化前の段階や硬化後において水分の逸散速度が大きいので初期クラックの発生や硬化収縮が大きくなる場合がある。また、特に下地コンクリートに５ｍｍ程度に薄く塗り付けた場合は、下地への水分吸収と気中への水分逸散の影響を大きく受け、付着強度にも大きく悪影響を及ぼす場合がある。
本発明での保水率の試験方法は、住宅都市整備公団で定められているタイルモルタル試験法（化学濾紙法）に準拠し求めたもので、試験で用いたモルタルは、普通ポルトランドセメント１００質量部に対して、５号珪砂と６号珪砂を同量混合した混合珪砂１００質量部、セルロースエーテル０．２質量部、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定されているフロー値が１７０±５ｍｍとなる水を加え練り混ぜて調製した。
【００２１】
セルロースエーテルの使用量は、セメント１００質量部に対して、０．０１〜３質量部が好ましく，０．０５〜１質量部がより好ましい。０．０１質量部未満では保水性を向上させる効果が小さく、３質量部を超えるとモルタルの粘性が強すぎ仕上げ性が悪くなる場合がある。
【００２２】
本発明で使用する凝結遅延剤は、可使時間をコントロールする目的で使用する。凝結遅延剤の種類としては、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、リンゴ酸等のオキシカルボン酸類とこれらの金属塩類、トリポリリン酸塩、第一リン酸ナトリウム等のリン酸塩、蔗糖、果糖等の糖類、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、ケイフッ化マグネシウム等のケイフッ化物等が挙げられる。これらの１種又は２種以上の併用も可能である。
また、これらの凝結遅延剤に炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩等を組み合わせたものを使用することも可能である。
【００２３】
凝結遅延剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．０５〜２質量部が好ましく、０．１〜１質量部がより好ましい。０．０５質量部未満では、凝結を遅延させることが難しく、２質量部を超えると強度発現性を阻害する場合がある。
【００２４】
本発明で使用する骨材は、特に限定されるものではないが、川砂、海砂、山砂、軽量砂、重量細骨材が使用できる。これらの併用も可能である。川砂、海砂、山砂、軽量砂は、あらかじめ粒度調整されたものを適量混合して使用することが好ましい。
骨材は、川砂、海砂、山砂は、密度２．４〜２．８g／ｃｍ３のものが好ましく、軽量骨材は、かさ密度０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３のものが好ましい。密度２．４〜２．８g／ｃｍ３の砂１００質量部に軽量砂を混合して使用する場合の比率は、３〜２００質量部となるようにすることが強度発現性の点で好ましい。
本発明の骨材は予めセメントと混合しておいてもよく、現場で混合してもよい。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。
【００２５】
骨材の使用量は、セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計１００質量部に対して、１００〜３００質量部が好ましい。１００質量部未満では塗り付けたときにダレが発生する場合があり、３００質量部を超えると表面の仕上がり状態が悪くなる場合がある。
【００２６】
本発明で使用する無機微粉末は、塗り性の改善や抗ダレ性を付与するものである。種類としては、シリカフューム、フライアッシュ、スラグ、炭酸カルシウムや、ベントナイト、ヘクトライト、カオリン、ケイ藻土、セピオライト、アタパルジャイト等の粘土鉱物等が挙げられる。
【００２７】
無機微粉末の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．５〜３０質量部が好ましく、１〜２０質量部がより好ましい。０．５質量部未満ではコテ塗り性や抗ダレ性の向上の効果が現われない場合があり、３０質量部を超えると耐久性に悪影響を与える場合がある。
無機微粉末の中で、シリカフュームや各種粘度鉱物については、０．５〜１０質量部が流動性に悪影響を与えない点で好ましい。
【００２８】
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。
【００２９】
流動化剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部が好ましく、０．０３〜０．５質量部がより好ましい。０．０１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、１．０質量部を超えると、流動性が良すぎて塗り付けたときにダレる場合がある。
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、あるいは練り混ぜ水に分散しておくことが好ましい。
【００３０】
本発明で使用する消泡剤は、練り混ぜで巻き込む空気量を抑制する目的で使用するものである。
消泡剤の種類としては、硬化モルタルの強度特性に著しく悪影響を与えるものでない限り特に限定されるものではなく、液体状及び粉末状いずれも使用できる。例えば、ポリエーテル系消泡剤、多価アルコールのエステル化物やアルキルエーテル等の多価アルコール系消泡剤、アルキルホスフェート系消泡剤、シリコーン系消泡剤等が挙げられる。
【００３１】
消泡剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．００２〜０．５質量部が好ましい。０．００２部未満では消泡効果が不充分な場合があり、０．５質量部を超えても効果はなく強度が低下する場合がある。
【００３２】
本発明で使用する繊維は、ダレ性を改善するものである。
繊維の種類としては、ビニロン繊維、プロピレン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維，アラミド繊維等の高分子繊維類や、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維、及び玄武岩等の岩石を溶融紡糸した繊維等の無機繊維類が挙げられ、特に限定されるものではない。
【００３３】
繊維の使用量は、セメントモルタル１００質量部に対して、０．０２〜１．０質量部が好ましく、０．０５〜０．５質量部がより好ましい。０．０５質量部未満ではダレ性を改善する効果が発揮されない場合があり、１．０質量部を超えるとモルタルの流動性に悪影響を与える場合がある。繊維の長さはコテ仕上げ面の美観の点で１５ｍｍ以下が好ましい。
【００３４】
本発明では、性能に悪影響を与えない範囲で、ＡＥ剤、防錆剤、撥水剤、抗菌剤、着色剤、防凍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。
【００３５】
本発明の急硬補修モルタルと混合する水量は、急硬補修モルタル１００質量部に対して、１０〜２０質量部が好ましい。１０質量部未満ではモルタルの流動性が低下する場合があり、２０質量部を超えると強度発現性が低下する場合がある。
【００３６】
本発明の急硬性モルタルを用いた補修方法は、所定の水を加え練り混ぜてコテを用いて補修箇所に塗り付ける方法や、場合によっては、施工に支障のない程度にポンプを用いて練り混ぜたモルタルを圧送し、補修箇所に圧縮空気を用いて吹き飛ばしコテで仕上げる方法が挙げられる。練混ぜ方法は、ペール缶等の容器に材料を投入しハンドミキサーで練り混ぜる方法や、パン型ミキサー等を用いて練り混ぜる方法であればよい。
具体的な補修方法を例に挙げると、劣化したコンクリート部分をウォータージェットで除去後、プライマーを塗布する。次に、練り混ぜたモルタルをコテで塗り付けるか、吹付けによって塗り付ける。壁面や天井面の場合は、３０ｍｍ程度の修復厚みであれば、１回で塗り付けられるので表面をコテによって仕上げればよい。３０ｍｍを超える修復厚みの場合は、複数層に分割して修復を行う。その際、打ち継ぎ面は平滑にコテ仕上げを行うのではなく、粗い仕上げ状態とし付着力を確保できるようにする。また、打ち継ぐときのタイミングは外気温等で変化するが、先に塗り付けたモルタルを指で触って、へこまない程度に硬化が進んだ段階で行えばよい。最後に、表面が平滑となるようにコテ仕上げを行う。より念入りな施工を行うには、養生シートや養生剤等を用いて乾燥防止対策を実施することが好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【００３８】
「実験例１」
セメント１００質量部に対して、カルシウムアルミネート６質量部、凝結遅延剤０．５質量部、ポリマーエマルジョン７質量部、表１、２に示す種類と量のセルロースエーテル、さらに、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを１５０質量部添加し、セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計１００質量部に対して、骨材Ａ２００質量部を添加して急硬補修モルタルとした。その急硬補修モルタル１００質量部に対して、水を１５質量部加え、ミキサーで練り混ぜて急硬補修モルタルを調製した。得られた急硬補修モルタルのダレ性、コテ仕上げ性、圧縮強度、付着強度を測定した。結果を表１、２に示す。
【００３９】
（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品
カルシウムアルミネート：ＣａＯ：Ａｌ２Ｏ３＝４０質量部：６０質量部、非晶質、
ブレーン比表面積６２００ｃｍ２／ｇ
凝結遅延剤Ａ：クエン酸、市販品
ポリマーエマルジョン：アクリル−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル系再乳化型粉末樹脂、市販品
セッコウ：天然セッコウ粉砕品、ブレーン比表面積５２００ｃｍ２／ｇ
骨材Ａ：新潟県糸魚川市産石灰砂乾燥品、最大粒径１．２ｍｍ、密度２．６６g／ｃｍ３
セルロースエーテルＡ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度３２０ｍＰａ・ｓ、保水率８６％、市販品
セルロースエーテルＢ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度１１０ｍＰａ・ｓ、保水率８２％、市販品
セルロースエーテルＣ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度４６０ｍＰａ・ｓ、保水率９３％、市販品
セルロースエーテルＤ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度４０００ｍＰａ・ｓ、保水率６９％、市販品
セルロースエーテルＥ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度１５０００ｍＰａ・ｓ、保水率７５％、市販品
セルロースエーテルＦ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度５５ｍＰａ・ｓ、保水率５９％、市販品
セルロースエーテルG：主成分メチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度１１０ｍＰａ・ｓ、保水率７１％、市販品
【００４０】
（試験方法）
ダレ性：コンクリート壁面で，水を加えて練り混ぜた急硬補修モルタルを厚み５ｃｍ
で縦２５ｃｍ×横１５ｃｍの枠内に塗り付け後、枠を外し、３０分後に塗り付けたモ
ルタルのダレの有無を確認した。
コテ仕上げ性：水を加えて練り混ぜた急硬補修モルタルを壁面にコテを用いて塗り付
けたときコテに付着する量が多くきれいになかなか仕上がらない場合は×、付着する
量が少ない場合は△、ほとんど付着せずきれいに仕上がる場合は○とした。
圧縮強度：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した。養生は温度２０℃、湿度４０％、圧縮強度の測定材齢は５時間と２８日。
付着強度：ＪＩＳ Ａ １１７１に準拠した。塗り厚さは１０ｍｍ、養生は温度２０℃、湿度４０％、付着強度の測定材齢は２８日。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
表１、２から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００４４】
「実験例２」
セメント１００質量部に対して、カルシウムアルミネート６質量部添加し、そのカルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを表３に示す量を添加したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す．
【００４５】
【表３】
【００４６】
表３から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００４７】
「実験例３」
セメント１００質量部に対して、ポリマーエマルジョンの添加量を変えた混合物を表４に示すように添加したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】
表４から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００５０】
「実験例４」
セメント１００質量部に対して、表５に示すように凝結遅延剤の種類と量を添加し可使時間を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に示す。
【００５１】
（使用材料）
凝結遅延剤Ｂ：クエン酸：炭酸カリウム＝５０質量部：５０質量部の混合物
【００５２】
（測定方法）
可使時間：練り混ぜてからコテによる塗付けが可能な時間を触指で判断した。
【００５３】
【表５】
【００５４】
表５から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れ、さらに、ハンドリング（可使時間）が取れることが分かる。
【００５５】
「実験例５」
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計１００質量部に対して、骨材Ａ１００質量部に骨材Ｂ、Ｃを表６に示すように配合した混合骨材２００質量部を添加したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表６に示す。
【００５６】
（使用材料）
骨材Ｂ：黒曜石を焼成発泡させた骨材、かさ密度０．６２ｇ／ｃｍ３、市販品
骨材Ｃ：火力発電所で発生するフライアッシュバルーン、かさ密度０．２９ｇ／ｃｍ３、市販品
【００５７】
【表６】
【００５８】
表６から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００５９】
「実験例６」
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計１００質量部に対して、骨材Ａと実験No.5-5の骨材を表７に示すように添加し平滑性を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表７に示す。
【００６０】
（測定方法）
平滑性：コテ仕上げを行って表面が平滑に仕上がる場合を○、表面がザラツキ、平滑に仕上がらない場合を×とした。
【００６１】
【表７】
【００６２】
表７から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れ、さらに、平滑性が良いことが分かる。
【００６３】
「実験例７」
セメント１００質量部に対して、表８に示す種類と量の無機微粉末を添加し、実験例６と同様に平滑性を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表８に示す。
【００６４】
（使用材料）
無機微粉末Ａ：シリカフューム、ＢＥＴ比表面積１０．７ｍ２／ｇ、市販品
無機微粉末Ｂ：ヘクトライト、ブレーン比表面積４５００ｃｍ２／ｇ、市販品
無機微粉末Ｃ：炭酸カルシウム、ブレーン比表面積５２００ｃｍ２／ｇ、市販品
【００６５】
【表８】
【００６６】
表８から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れ、さらに、平滑性が良いことが分かる。
【００６７】
「実験例８」
セメント１００質量部に対して、表９に示す量の流動化剤を添加しフローを測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表９に示す。
【００６８】
（使用材料）
流動化剤：リグニンスルホン酸塩系流動化剤、市販品
【００６９】
（測定方法）
フロー：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定した。
【００７０】
【表９】
【００７１】
表９から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００７２】
「実験例９」
セメント１００質量部に対して表１０に示す量の消泡剤を添加し単位容積質量を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表１０に示す。
【００７３】
（使用材料）
消泡剤：シリコーン系消泡剤、市販品
【００７４】
（測定方法）
単位容積質量：ＪＩＳ Ａ １１７１に準じて測定した。
【００７５】
【表１０】
【００７６】
表１０から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、単位容積質量が高く、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００７７】
「実験例１０」
急硬補修モルタル１００質量部に対して、表１１に示す繊維の量を添加し、実験例８と同様にフローを測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表１１に示す．
【００７８】
（使用材料）
繊維：ビニロン繊維、繊維長６ｍｍ、繊維径２６μm、収束タイプ、市販品
【００７９】
【表１１】
【００８０】
表１１から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、単位容積質量が高く、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００８１】
「実験例１１」
表１２に示す実験No.の急硬補修モルタルをボックスカルバート外壁表面に、1回当たりの塗付け厚みを４０ｍｍとし、トータル厚み８０ｍｍとなるように２回に分けて塗り付けた。塗付け面積は５００ｍｍ×５００ｍｍとした。塗り付ける前の下地処理は、サンドブラストで表面の目粗しを行い、市販のエチレン−酢酸ビニル系プライマーを塗布した。その時のコテ仕上げ性と材齢２８日後の付着強度を測定した。
【００８２】
（測定方法）
付着強度：材齢２５日目に直径５０ｍｍのコアドリルを用いて、下地コンクリートと急硬補修モルタル界面から下地コンクリート側へ５ｍｍ程度の深さまで削孔し、表面が乾燥したらエポキシ系接着剤で引き抜き用のアタッチメントを取り付けた。材齢２８日時点で、建研式付着力試験器で削孔箇所を引き抜き、引き抜き荷重を引き抜き面積で除することで付着強度を求めた。
【００８３】
【表１２】
【００８４】
表１２より、実施工を想定し施工した場合、本発明のセルロースエーテルを含有する急硬補修モルタルは含有しないモルタルに比べ倍程度の付着強度発現を示すことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の急硬補修モルタル及びそれを用いた補修方法によれば、モルタルの仕上がり性が向上し、付着性の改善が可能となり、保水性が向上するので、硬化しない段階での初期クラックの発生を抑制できる。また、急硬性を付与したポリマーセメントモルタルであるので、耐久性が良好であるのに加え、初期強度発現に優れるため施工期間の短縮化を図ることが可能である。そのため、土木、建築分野に幅広く適用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木及び建築分野におけるコンクリート構造物の補修・補強工事で使用する急硬補修モルタルに関する。
【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し、表面にひび割れや浮き等が発生する恐れがある。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。
修復断面が小さい小規模な補修工事では、ポリマーセメントモルタルを練り混ぜてコテ塗りで断面修復を行う場合が多い（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３２２８５８号公報
【特許文献２】特開２００３−８９５６５号公報
【０００３】
コテ塗り等で補修する場合には、使用するモルタルの塗り易さ、保水性、及び付着性といった特性に優れた材料が好まれる。そのため、モルタルに適度な粘りや抗ダレ性を付与することを目的に特許文献１、２に記載されているようにフライアッシュ、シリカフューム等の無機微粉末を配合した材料や、非特許文献１、特許文献３〜６のようにセルロースエーテル類を配合した材料が使用されている。セルロースエーテル類は、通常、分子量が増加すると粘性が大きくなり保水性も良好になるが、左官仕上げを行ったときにコテに付着し、平滑に仕上げにくいという課題がある。分子量が小さいと粘性が小さくなりコテに付着しにくくなるので仕上げ性は良好となるが、下地との付着性の低下や保水性の低下による初期クラックの発生が起き易いといった課題もある。特許文献３〜５は、１％水溶液での粘度を規定したセルロースエーテルを含むセメントモルタル混和剤や、それらを配合したセメントモルタルに関する発明であり、２％水溶液とした場合は、詳細な説明の内容から５００ｍＰa・ｓを超える粘度を示すセルロースエーテルを使用している。特許文献６は、２％水溶液の２０℃における粘度が１００〜１０００００ｃＰであるセルロースエーテルを配合したセメントモルタルに関する発明であるが、保水性はサッカロース及び／又はデキストリンを併用することで向上させている。
【非特許文献１】長友新治編集：新・水溶性ポリマーの応用と市場、株式会社シーエムシー発行、ｐｐ．１７３−１９２、１９８８
【特許文献３】特開平１１−３４９３６４号公報
【特許文献４】特開２０００−１０３６６２号公報
【特許文献５】特開２０００−１２８６１７号公報
【特許文献６】特開平０６−２１９８０７号公報
【０００４】
また、ポリマーセメントモルタルは、ポリマーエマルジョンの混和により硬化組織が密実化することで炭酸ガス、塩化物イオン、水の透過性を抑制して耐久性を付与するものであるが、完全な遮断はできない。特に、硬化しない段階から水分の逸散によって収縮し、初期及び数ヶ月後にひび割れが発生する場合がある。これを解決するために、乾燥収縮低減剤を配合することも行われている（特許文献７、８参照）。
しかしながら、乾燥収縮低減剤は、凝結が遅れるため硬化しない段階での水分逸散によって初期クラックが入る場合がある。凝結が遅れるのは一般的にセルロースエーテル類も同様である。
【特許文献７】特開２００３−５５０１８号公報
【特許文献８】特開平１０−３２４５５５号公報
【０００５】
さらに、セメント水和物に起因する乾燥収縮性と初期強度向上を目的とした急硬性ポリマーセメント組成物も知られている。（特許文献９、１０参照）しかしながら、これら特許文献には仕上がり性が良く保水性も良好な特定したセルロースエーテルの記載がない。
【特許文献９】特開平３−１７７３４６号公報
【特許文献１０】特開平４−３２１５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにモルタルの塗り易さや付着性を考慮しフライアッシュやシリカフュームを配合した材料は、セメントに混和すると中性化抵抗性が悪くなるという課題があった。
また、ポリマーセメントモルタルを用いることでポリマーを含有しないモルタルよりも耐久性や硬化収縮は大幅に改善できるが、硬化しない段階の保水性は改善できないため初期にクラックが入る場合があった。さらに、通常のセルロースエーテルは凝結も遅れるといった課題があった。さらに、通常の急硬性の無いポリマーセメントモルタルは、１回の塗り付け厚みは５０ｍｍ以下がほとんどであり、塗り付け厚みがそれ以上に大きい場合は１層目モルタルの凝結がある程度進行してから塗り付ける必要があり、通常は１時間〜２時間、冬場であると４〜５時間後に実施する必要があり、最終的に仕上がるまでに長時間を要するといった課題があった。
本発明は、特定のセルロースエーテルを使用することで、仕上がり性及び保水性が良好で短時間に施工可能な急硬補修モルタルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、（１）セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、ポリマーエマルジョン、凝結遅延剤、２質量％水溶液における２０℃の粘度が１００〜５００ｍＰa・ｓで保水率が８０％以上を示すセルロースエーテルをセメント１００質量部に対して、０．０１〜３質量部、及び骨材を含有する急硬補修モルタル、（２）カルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを１００〜２５０質量部となる比率で配合する（１）の急硬補修モルタル、（３）密度２．４〜２．８g／ｃｍ３の骨材１００質量部に対して、かさ密度０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材が３〜２００質量部となる比率で配合する（１）又は（２）の急硬補修モルタル、（４）無機微粉末を含有する（１）〜（３）のいずれかの急硬補修モルタル、（５）流動化剤を含有する（１）〜（４）のいずれかの急硬補修モルタル、（６）消泡剤を含有する（１）〜（５）のいずれかの急硬補修モルタル、（７）繊維を含有する（１）〜（６）のいずれかの急硬補修モルタル、（８）（１）〜（７）のいずれかの急硬補修モルタルを用いた補修方法、である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の急硬補修モルタル及びそれを用いた補修方法によれば、モルタルの仕上がり性が向上し、付着性の改善が可能となり、保水性が向上するので、硬化しない段階での初期クラックの発生を抑制できる。また、急硬性を付与したポリマーセメントモルタルであるので、耐久性が良好であるのに加え、初期強度発現に優れるため施工期間の短縮化を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
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種以上等が挙げられる。
【００１１】
本発明で使用するカルシウムアルミネートは、セメントモルタルに急硬性を付与するものであり、ＣaＯ原料やＡｌ２Ｏ３原料等を混合したものをキルンで焼成したり、電気炉等で溶融したり等の熱処理をして得られるものであり、ＣａＯとして２８〜５５質量％、Ａｌ２Ｏ３として４５〜７２質量％の範囲内にあるカルシウムアルミネートである。例えば、カルシウムアルミネートの鉱物成分としては、ＣaＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡとすると、Ｃ３Ａ、Ｃ１２Ａ７、ＣＡ、及びＣＡ２等で示されるカルシウムアルミネート熱処理物を粉砕したもの等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用してもよい。
さらに、その他の鉱物成分として、ナトリウム、カリウム、及びリチウム等のアルカリ金属塩が一部固溶したカルシウムアルミネート等が挙げられる。これらの中では、反応活性の点で非晶質のカルシウムアルミネートが好ましい。また、ＳｉＯ２を含有するアルミノケイ酸カルシウム、Ｃ１２Ａ７の１つのＣａＯをＣａＦ２等のハロゲン化物で置き換えたＣ１１Ａ７・ＣａＸ（Ｘはフッ素等のハロゲン）も使用できる。
【００１２】
カルシウムアルミネートの粒度は、ブレーン値で３０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましい。３０００ｃｍ２／ｇ未満だと急硬性が低下する場合がある。
【００１３】
カルシウムアルミネートの使用量は、セメント１００質量部に対して、１〜２０質量部が好ましく、２〜１５質量部がより好ましい。１質量部未満では、急硬性を付与することが難しく、１５質量部を超えるとハンドリング（可使時間）を調整することが難しくなる場合がある。
【００１４】
本発明で使用するセッコウは、強度発現性を向上させるものである。セッコウとしては、無水セッコウ、半水セッコウ、及びニ水セッコウ等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。これらの中では、強度発現性の点で無水セッコウの使用が好ましい。
【００１５】
セッコウの使用量は、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、１００〜２５０質量部が好ましく、１００〜１８０質量部がより好ましい。１００質量部未満だと強度発現性を改善できない場合があり、２５０質量部を超えると初期強度発現性が悪くなる場合がある。
【００１６】
カルシウムアルミネートとセッコウの混合物の使用量は、セメント１００質量部に対して、５〜３０質量部が好ましい。
【００１７】
本発明で使用するポリマーエマルジョンは、特に限定されるものではないが、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等のゴムラテックスや、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、スチレン・アクリル酸エステル共重合体やアクリロニトリル・アクリル酸エステルに代表されるアクリル酸エステル系共重合体、酢酸ビニルビニルバーサテート系共重合体等の樹脂エマルジョン等が挙げられる。
ポリマーの形態としては、再乳化型粉末タイプや液体タイプがあり、下地部分との付着性改善、さらに、モルタルの耐久性向上のために使用される。
【００１８】
ポリマーエマルジョンの使用量は、通常、セメント１００質量部に対して、固形分量で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、中性化抵抗性や付着強度の改善ができない場合があり、１５質量部を超えて配合してもその効果の向上が期待できない場合がある。
【００１９】
本発明で使用するセルロースエーテルは、２質量％水溶液における２０℃の粘度が１００〜５００ｍＰa・ｓであり、保水率が８０％以上を示すセルロースエーテルである。
セルロースエーテルは、一般に、天然に存在するセルロースを原料に、アルカリ処理して各種エーテル化剤と反応させて得られる水溶性の高分子化合物である。種類としては、水酸基の水素原子の一部をメチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシエチル基、カルボキシメチル基で置換したものが挙げられる。これら置換基が混在したものも使用できる。エーテル化された置換基の割合は２〜４０％であるものが水溶性の点で好ましい。なかでも、ヒドロキシプロピル基やヒドロキシエチル基を持つセルロースエーテルが好ましい。
セルロースエーテルの粘度は、２０℃において２質量％水溶液とした場合１００〜５００ｍＰa・ｓであるものを使用する。１００ｍＰa・ｓ未満では、充分な粘度が得られずモルタルに混和した場合のダレ性や付着性を改善できない場合があり、５００ｍＰa・ｓを超えるとモルタルに混和した場合に粘性が大きくなり仕上がり性が悪くなる場合がある。
【００２０】
セルロースエーテルの保水率とは、所定のモルタル配合とした場合のモルタル中の水分の保持率であり８０％以上保持する性能を示すものである。８０％未満であるとモルタルの硬化前の段階や硬化後において水分の逸散速度が大きいので初期クラックの発生や硬化収縮が大きくなる場合がある。また、特に下地コンクリートに５ｍｍ程度に薄く塗り付けた場合は、下地への水分吸収と気中への水分逸散の影響を大きく受け、付着強度にも大きく悪影響を及ぼす場合がある。
本発明での保水率の試験方法は、住宅都市整備公団で定められているタイルモルタル試験法（化学濾紙法）に準拠し求めたもので、試験で用いたモルタルは、普通ポルトランドセメント１００質量部に対して、５号珪砂と６号珪砂を同量混合した混合珪砂１００質量部、セルロースエーテル０．２質量部、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定されているフロー値が１７０±５ｍｍとなる水を加え練り混ぜて調製した。
【００２１】
セルロースエーテルの使用量は、セメント１００質量部に対して、０．０１〜３質量部が好ましく，０．０５〜１質量部がより好ましい。０．０１質量部未満では保水性を向上させる効果が小さく、３質量部を超えるとモルタルの粘性が強すぎ仕上げ性が悪くなる場合がある。
【００２２】
本発明で使用する凝結遅延剤は、可使時間をコントロールする目的で使用する。凝結遅延剤の種類としては、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、リンゴ酸等のオキシカルボン酸類とこれらの金属塩類、トリポリリン酸塩、第一リン酸ナトリウム等のリン酸塩、蔗糖、果糖等の糖類、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、ケイフッ化マグネシウム等のケイフッ化物等が挙げられる。これらの１種又は２種以上の併用も可能である。
また、これらの凝結遅延剤に炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩等を組み合わせたものを使用することも可能である。
【００２３】
凝結遅延剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．０５〜２質量部が好ましく、０．１〜１質量部がより好ましい。０．０５質量部未満では、凝結を遅延させることが難しく、２質量部を超えると強度発現性を阻害する場合がある。
【００２４】
本発明で使用する骨材は、特に限定されるものではないが、川砂、海砂、山砂、軽量砂、重量細骨材が使用できる。これらの併用も可能である。川砂、海砂、山砂、軽量砂は、あらかじめ粒度調整されたものを適量混合して使用することが好ましい。
骨材は、川砂、海砂、山砂は、密度２．４〜２．８g／ｃｍ３のものが好ましく、軽量骨材は、かさ密度０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３のものが好ましい。密度２．４〜２．８g／ｃｍ３の砂１００質量部に軽量砂を混合して使用する場合の比率は、３〜２００質量部となるようにすることが強度発現性の点で好ましい。
本発明の骨材は予めセメントと混合しておいてもよく、現場で混合してもよい。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。
【００２５】
骨材の使用量は、セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計１００質量部に対して、１００〜３００質量部が好ましい。１００質量部未満では塗り付けたときにダレが発生する場合があり、３００質量部を超えると表面の仕上がり状態が悪くなる場合がある。
【００２６】
本発明で使用する無機微粉末は、塗り性の改善や抗ダレ性を付与するものである。種類としては、シリカフューム、フライアッシュ、スラグ、炭酸カルシウムや、ベントナイト、ヘクトライト、カオリン、ケイ藻土、セピオライト、アタパルジャイト等の粘土鉱物等が挙げられる。
【００２７】
無機微粉末の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．５〜３０質量部が好ましく、１〜２０質量部がより好ましい。０．５質量部未満ではコテ塗り性や抗ダレ性の向上の効果が現われない場合があり、３０質量部を超えると耐久性に悪影響を与える場合がある。
無機微粉末の中で、シリカフュームや各種粘度鉱物については、０．５〜１０質量部が流動性に悪影響を与えない点で好ましい。
【００２８】
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。
【００２９】
流動化剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．０１〜１．０質量部が好ましく、０．０３〜０．５質量部がより好ましい。０．０１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、１．０質量部を超えると、流動性が良すぎて塗り付けたときにダレる場合がある。
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、あるいは練り混ぜ水に分散しておくことが好ましい。
【００３０】
本発明で使用する消泡剤は、練り混ぜで巻き込む空気量を抑制する目的で使用するものである。
消泡剤の種類としては、硬化モルタルの強度特性に著しく悪影響を与えるものでない限り特に限定されるものではなく、液体状及び粉末状いずれも使用できる。例えば、ポリエーテル系消泡剤、多価アルコールのエステル化物やアルキルエーテル等の多価アルコール系消泡剤、アルキルホスフェート系消泡剤、シリコーン系消泡剤等が挙げられる。
【００３１】
消泡剤の使用量は、セメント１００質量部に対して、０．００２〜０．５質量部が好ましい。０．００２部未満では消泡効果が不充分な場合があり、０．５質量部を超えても効果はなく強度が低下する場合がある。
【００３２】
本発明で使用する繊維は、ダレ性を改善するものである。
繊維の種類としては、ビニロン繊維、プロピレン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維，アラミド繊維等の高分子繊維類や、鋼繊維、ガラス繊維、炭素繊維、及び玄武岩等の岩石を溶融紡糸した繊維等の無機繊維類が挙げられ、特に限定されるものではない。
【００３３】
繊維の使用量は、セメントモルタル１００質量部に対して、０．０２〜１．０質量部が好ましく、０．０５〜０．５質量部がより好ましい。０．０５質量部未満ではダレ性を改善する効果が発揮されない場合があり、１．０質量部を超えるとモルタルの流動性に悪影響を与える場合がある。繊維の長さはコテ仕上げ面の美観の点で１５ｍｍ以下が好ましい。
【００３４】
本発明では、性能に悪影響を与えない範囲で、ＡＥ剤、防錆剤、撥水剤、抗菌剤、着色剤、防凍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。
【００３５】
本発明の急硬補修モルタルと混合する水量は、急硬補修モルタル１００質量部に対して、１０〜２０質量部が好ましい。１０質量部未満ではモルタルの流動性が低下する場合があり、２０質量部を超えると強度発現性が低下する場合がある。
【００３６】
本発明の急硬性モルタルを用いた補修方法は、所定の水を加え練り混ぜてコテを用いて補修箇所に塗り付ける方法や、場合によっては、施工に支障のない程度にポンプを用いて練り混ぜたモルタルを圧送し、補修箇所に圧縮空気を用いて吹き飛ばしコテで仕上げる方法が挙げられる。練混ぜ方法は、ペール缶等の容器に材料を投入しハンドミキサーで練り混ぜる方法や、パン型ミキサー等を用いて練り混ぜる方法であればよい。
具体的な補修方法を例に挙げると、劣化したコンクリート部分をウォータージェットで除去後、プライマーを塗布する。次に、練り混ぜたモルタルをコテで塗り付けるか、吹付けによって塗り付ける。壁面や天井面の場合は、３０ｍｍ程度の修復厚みであれば、１回で塗り付けられるので表面をコテによって仕上げればよい。３０ｍｍを超える修復厚みの場合は、複数層に分割して修復を行う。その際、打ち継ぎ面は平滑にコテ仕上げを行うのではなく、粗い仕上げ状態とし付着力を確保できるようにする。また、打ち継ぐときのタイミングは外気温等で変化するが、先に塗り付けたモルタルを指で触って、へこまない程度に硬化が進んだ段階で行えばよい。最後に、表面が平滑となるようにコテ仕上げを行う。より念入りな施工を行うには、養生シートや養生剤等を用いて乾燥防止対策を実施することが好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【００３８】
「実験例１」
セメント１００質量部に対して、カルシウムアルミネート６質量部、凝結遅延剤０．５質量部、ポリマーエマルジョン７質量部、表１、２に示す種類と量のセルロースエーテル、さらに、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを１５０質量部添加し、セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計１００質量部に対して、骨材Ａ２００質量部を添加して急硬補修モルタルとした。その急硬補修モルタル１００質量部に対して、水を１５質量部加え、ミキサーで練り混ぜて急硬補修モルタルを調製した。得られた急硬補修モルタルのダレ性、コテ仕上げ性、圧縮強度、付着強度を測定した。結果を表１、２に示す。
【００３９】
（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品
カルシウムアルミネート：ＣａＯ：Ａｌ２Ｏ３＝４０質量部：６０質量部、非晶質、
ブレーン比表面積６２００ｃｍ２／ｇ
凝結遅延剤Ａ：クエン酸、市販品
ポリマーエマルジョン：アクリル−酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル系再乳化型粉末樹脂、市販品
セッコウ：天然セッコウ粉砕品、ブレーン比表面積５２００ｃｍ２／ｇ
骨材Ａ：新潟県糸魚川市産石灰砂乾燥品、最大粒径１．２ｍｍ、密度２．６６g／ｃｍ３
セルロースエーテルＡ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度３２０ｍＰａ・ｓ、保水率８６％、市販品
セルロースエーテルＢ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度１１０ｍＰａ・ｓ、保水率８２％、市販品
セルロースエーテルＣ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度４６０ｍＰａ・ｓ、保水率９３％、市販品
セルロースエーテルＤ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度４０００ｍＰａ・ｓ、保水率６９％、市販品
セルロースエーテルＥ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度１５０００ｍＰａ・ｓ、保水率７５％、市販品
セルロースエーテルＦ：主成分ヒドロキシプロピルメチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度５５ｍＰａ・ｓ、保水率５９％、市販品
セルロースエーテルG：主成分メチルセルロース、２質量％水溶液における２０℃の粘度１１０ｍＰａ・ｓ、保水率７１％、市販品
【００４０】
（試験方法）
ダレ性：コンクリート壁面で，水を加えて練り混ぜた急硬補修モルタルを厚み５ｃｍ
で縦２５ｃｍ×横１５ｃｍの枠内に塗り付け後、枠を外し、３０分後に塗り付けたモ
ルタルのダレの有無を確認した。
コテ仕上げ性：水を加えて練り混ぜた急硬補修モルタルを壁面にコテを用いて塗り付
けたときコテに付着する量が多くきれいになかなか仕上がらない場合は×、付着する
量が少ない場合は△、ほとんど付着せずきれいに仕上がる場合は○とした。
圧縮強度：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した。養生は温度２０℃、湿度４０％、圧縮強度の測定材齢は５時間と２８日。
付着強度：ＪＩＳ Ａ １１７１に準拠した。塗り厚さは１０ｍｍ、養生は温度２０℃、湿度４０％、付着強度の測定材齢は２８日。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
表１、２から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００４４】
「実験例２」
セメント１００質量部に対して、カルシウムアルミネート６質量部添加し、そのカルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを表３に示す量を添加したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す．
【００４５】
【表３】
【００４６】
表３から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００４７】
「実験例３」
セメント１００質量部に対して、ポリマーエマルジョンの添加量を変えた混合物を表４に示すように添加したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】
表４から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００５０】
「実験例４」
セメント１００質量部に対して、表５に示すように凝結遅延剤の種類と量を添加し可使時間を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に示す。
【００５１】
（使用材料）
凝結遅延剤Ｂ：クエン酸：炭酸カリウム＝５０質量部：５０質量部の混合物
【００５２】
（測定方法）
可使時間：練り混ぜてからコテによる塗付けが可能な時間を触指で判断した。
【００５３】
【表５】
【００５４】
表５から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れ、さらに、ハンドリング（可使時間）が取れることが分かる。
【００５５】
「実験例５」
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計１００質量部に対して、骨材Ａ１００質量部に骨材Ｂ、Ｃを表６に示すように配合した混合骨材２００質量部を添加したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表６に示す。
【００５６】
（使用材料）
骨材Ｂ：黒曜石を焼成発泡させた骨材、かさ密度０．６２ｇ／ｃｍ３、市販品
骨材Ｃ：火力発電所で発生するフライアッシュバルーン、かさ密度０．２９ｇ／ｃｍ３、市販品
【００５７】
【表６】
【００５８】
表６から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００５９】
「実験例６」
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウの合計１００質量部に対して、骨材Ａと実験No.5-5の骨材を表７に示すように添加し平滑性を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表７に示す。
【００６０】
（測定方法）
平滑性：コテ仕上げを行って表面が平滑に仕上がる場合を○、表面がザラツキ、平滑に仕上がらない場合を×とした。
【００６１】
【表７】
【００６２】
表７から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れ、さらに、平滑性が良いことが分かる。
【００６３】
「実験例７」
セメント１００質量部に対して、表８に示す種類と量の無機微粉末を添加し、実験例６と同様に平滑性を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表８に示す。
【００６４】
（使用材料）
無機微粉末Ａ：シリカフューム、ＢＥＴ比表面積１０．７ｍ２／ｇ、市販品
無機微粉末Ｂ：ヘクトライト、ブレーン比表面積４５００ｃｍ２／ｇ、市販品
無機微粉末Ｃ：炭酸カルシウム、ブレーン比表面積５２００ｃｍ２／ｇ、市販品
【００６５】
【表８】
【００６６】
表８から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れ、さらに、平滑性が良いことが分かる。
【００６７】
「実験例８」
セメント１００質量部に対して、表９に示す量の流動化剤を添加しフローを測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表９に示す。
【００６８】
（使用材料）
流動化剤：リグニンスルホン酸塩系流動化剤、市販品
【００６９】
（測定方法）
フロー：ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定した。
【００７０】
【表９】
【００７１】
表９から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００７２】
「実験例９」
セメント１００質量部に対して表１０に示す量の消泡剤を添加し単位容積質量を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表１０に示す。
【００７３】
（使用材料）
消泡剤：シリコーン系消泡剤、市販品
【００７４】
（測定方法）
単位容積質量：ＪＩＳ Ａ １１７１に準じて測定した。
【００７５】
【表１０】
【００７６】
表１０から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、単位容積質量が高く、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００７７】
「実験例１０」
急硬補修モルタル１００質量部に対して、表１１に示す繊維の量を添加し、実験例８と同様にフローを測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表１１に示す．
【００７８】
（使用材料）
繊維：ビニロン繊維、繊維長６ｍｍ、繊維径２６μm、収束タイプ、市販品
【００７９】
【表１１】
【００８０】
表１１から、本発明の急硬補修モルタルは、モルタルの仕上がり性（ダレ性、コテ仕上げ性）、単位容積質量が高く、付着性が向上し、初期強度発現に優れることが分かる。
【００８１】
「実験例１１」
表１２に示す実験No.の急硬補修モルタルをボックスカルバート外壁表面に、1回当たりの塗付け厚みを４０ｍｍとし、トータル厚み８０ｍｍとなるように２回に分けて塗り付けた。塗付け面積は５００ｍｍ×５００ｍｍとした。塗り付ける前の下地処理は、サンドブラストで表面の目粗しを行い、市販のエチレン−酢酸ビニル系プライマーを塗布した。その時のコテ仕上げ性と材齢２８日後の付着強度を測定した。
【００８２】
（測定方法）
付着強度：材齢２５日目に直径５０ｍｍのコアドリルを用いて、下地コンクリートと急硬補修モルタル界面から下地コンクリート側へ５ｍｍ程度の深さまで削孔し、表面が乾燥したらエポキシ系接着剤で引き抜き用のアタッチメントを取り付けた。材齢２８日時点で、建研式付着力試験器で削孔箇所を引き抜き、引き抜き荷重を引き抜き面積で除することで付着強度を求めた。
【００８３】
【表１２】
【００８４】
表１２より、実施工を想定し施工した場合、本発明のセルロースエーテルを含有する急硬補修モルタルは含有しないモルタルに比べ倍程度の付着強度発現を示すことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の急硬補修モルタル及びそれを用いた補修方法によれば、モルタルの仕上がり性が向上し、付着性の改善が可能となり、保水性が向上するので、硬化しない段階での初期クラックの発生を抑制できる。また、急硬性を付与したポリマーセメントモルタルであるので、耐久性が良好であるのに加え、初期強度発現に優れるため施工期間の短縮化を図ることが可能である。そのため、土木、建築分野に幅広く適用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、ポリマーエマルジョン、凝結遅延剤、２質量％水溶液における２０℃の粘度が１００〜５００ｍＰa・ｓで保水率が８０％以上を示すセルロースエーテルをセメント１００質量部に対して、０．０１〜３質量部、及び骨材を含有することを特徴とする急硬補修モルタル。
【請求項２】
カルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを１００〜２５０質量部となる比率で配合することを特徴とする請求項１記載の急硬補修モルタル。
【請求項３】
密度２．４〜２．８g／ｃｍ３の骨材１００質量部に対して、かさ密度０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材が３〜２００質量部となる比率で配合することを特徴とする請求項１又は２記載の急硬補修モルタル。
【請求項４】
無機微粉末を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
【請求項５】
流動化剤を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
【請求項６】
消泡剤を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
【請求項７】
繊維を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の急硬補修モルタルを用いた補修方法。
【請求項１】
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、ポリマーエマルジョン、凝結遅延剤、２質量％水溶液における２０℃の粘度が１００〜５００ｍＰa・ｓで保水率が８０％以上を示すセルロースエーテルをセメント１００質量部に対して、０．０１〜３質量部、及び骨材を含有することを特徴とする急硬補修モルタル。
【請求項２】
カルシウムアルミネート１００質量部に対して、セッコウを１００〜２５０質量部となる比率で配合することを特徴とする請求項１記載の急硬補修モルタル。
【請求項３】
密度２．４〜２．８g／ｃｍ３の骨材１００質量部に対して、かさ密度０．１〜１．０ｇ／ｃｍ３の軽量骨材が３〜２００質量部となる比率で配合することを特徴とする請求項１又は２記載の急硬補修モルタル。
【請求項４】
無機微粉末を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
【請求項５】
流動化剤を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
【請求項６】
消泡剤を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
【請求項７】
繊維を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の急硬補修モルタル。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の急硬補修モルタルを用いた補修方法。
【公開番号】特開２００８−２０１６４３（Ｐ２００８−２０１６４３Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４１７６９（Ｐ２００７−４１７６９）
【出願日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（０００００３２９６）電気化学工業株式会社 (1,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（０００００３２９６）電気化学工業株式会社 (1,539)
【Ｆターム（参考）】
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