超速硬水中不分離性セメント組成物、超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物、及び水中不分離性グラウトモルタル
【課題】良好な水中不分離性を有し、施工場所の開放時間を早め、更にその硬化体が、充分な強度発現性が達成できる、超速硬水中不分離性動セメント組成物、超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物、及び超速硬水中不分離性グラウト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、アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含有する粉末状増粘剤、凝結調整剤、及びポリカルボン酸系減水剤を含有する超速硬水中不分離性セメント組成物であり、さらに、シリコーン系消泡剤、ガス発泡物質を含有してなる前記超速硬水中不分離性セメント組成物であり、前記超速硬水中不分離性セメント組成物と細骨材とを含有してなる超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物であり、前記超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物と水とを混練してなる超速硬水中不分離性グラウトモルタルである。
【解決手段】セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含有する粉末状増粘剤、凝結調整剤、及びポリカルボン酸系減水剤を含有する超速硬水中不分離性セメント組成物であり、さらに、シリコーン系消泡剤、ガス発泡物質を含有してなる前記超速硬水中不分離性セメント組成物であり、前記超速硬水中不分離性セメント組成物と細骨材とを含有してなる超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物であり、前記超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物と水とを混練してなる超速硬水中不分離性グラウトモルタルである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、土木・建築業界において、主に水中グラウトに使用される超速硬水中不分離性動セメント組成物、超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物、及び超速硬水中不分離性グラウトモルタルに関する。
【背景技術】
【０００２】
河川や海洋の土木工事等で、モルタル・コンクリートを水中で打設する場合、周囲の水との接触をできるだけ断ち、材料分離を最小限に止めることが重要である。
通常配合のコンクリートを、コンクリートポンプ工法やトレミー工法で打設することが行われてきた。しかしながら、いずれの工法も材料分離が大きく、打設現場の水質汚染が課題となっていた。
【０００３】
そのため、コンクリート自身の性能を改良し、コンクリートの水中での材料分離抵抗性を向上する、セルロース系やアクリル系の水溶性高分子を主成分とした、水中不分離性混和剤、水中グラウト用混和材、及び水中施工用グラウト材を用い、特殊コンクリートを水中で打設する工法が提案された（非特許文献１、特許文献１、特許文献２）。
この水中不分離性混和剤等を用いた配合は、水溶性高分子の増粘効果により、モルタル・コンクリートの粘凋性が増大するために、圧送による管内抵抗が上昇し、管の磨耗や閉塞等が生じる課題があった。
【０００４】
また、水中施工においては、締め固めを不要とするため、良好な流動性が必要であり、そのため減水剤の多量添加や単位水量の増大により、凝結時間が遅延したり、圧縮強度発現性が著しく低くなるといった課題もあった。
【０００５】
一方、セメントなどの結合材、水、細骨材、アニオン性芳香族化合物、及びカルボキシ基含有ポリエーテル系減水剤とを混練した後に、カチオン性界面活性剤を添加して再度練混ぜ、水中不分離性を付与した高流動モルタル組成物も提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】コンクリート・ライブラリー第６７号、水中不分離性コンクリート設計施工指針（案）、社団法人 土木学会、１９９１年
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−１３８０５５号公報
【特許文献２】特開２００７−２６１９２１号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、良好な水中不分離性を有し、施工場所の開放時間を早め、更にその硬化体が、充分な強度発現性が達成できる、超速硬水中不分離性動セメント組成物、超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物、及び超速硬水中不分離性グラウト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】
【０００９】
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、アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含有する粉末状増粘剤、凝結調整剤、及びポリカルボン酸系減水剤を含有する超速硬水中不分離性セメント組成物であり、（２）さらに、シリコーン系消泡剤を含有してなる（１）の超速硬水中不分離性セメント組成物であり、（３）カルシウムアルミネートが、非晶質カルシウムアルミネートである（１）又は（２）の超速硬水中不分離性セメント組成物であり、（４）さらに、ガス発泡物質を含有してなる（１）〜（３）のいずれかの超速硬水中不分離性セメント組成物であり、（５）（１）〜（４）のいずれかの超速硬水中不分離性セメント組成物と細骨材とを含有してなる超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物であり、（６）（５）の超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物と水とを混練してなる超速硬水中不分離性グラウトモルタルである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の水中不分離性セメント組成物は、粉末状であって、ドライブレンドが可能であり、プレミックス品として、現場施工では水を用意し練混ぜるだけで良いため、作業性が向上し、さらに、水中不分離性、流動性が優れ、気中のみならず水中においても、充分な強度発現性と無収縮性を有し、水流のある場所においても、流れ出し防止の措置を講ずる時間を短縮できる、という顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
【００１２】
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱など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、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、また、石灰石粉末などや高炉徐冷スラグ微粉末を混合したフィラーセメント、各種の産業廃棄物を主原料として製造される環境調和型セメント、いわゆる、エコセメントなどが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。本発明では、初期強度発現性や材料分離抵抗性の観点から、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。
【００１３】
本発明で使用するカルシウムアルミネートは、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・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や、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３成分を主成分とする非晶質の化合物が挙げられる。このうち、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５〜３の範囲にあるカルシウムアルミネートが好ましく、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が１〜２のものがより好ましい。ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５未満では充分な初期強度発現性が得られない場合があり、逆に、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が３を超えると充分な流動性や可使時間が得られない場合がある。
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い場合がある。
【００１４】
カルシウムアルミネート（以下、ＣＡという）を得る方法としては、ＣａＯ原料とＡｌ２Ｏ３原料など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、石灰石や貝殻などの炭酸カルシウム、消石灰などの水酸化カルシウム、あるいは生石灰など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などが挙げられる。
【００１５】
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。
【００１６】
また、本発明のＣＡは、化合物として、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、６ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、及び６ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２Ｆｅ２Ｏ３などのカルシウムアルミノフェライト、２ＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３やＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３などのカルシウムフェライト、ゲーレナイト２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２やアノーサイトＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２などのカルシウムアルミノシリケート、メルビナイト３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２、アケルマナイト２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２、及びモンチセライトＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２などのカルシウムマグネシウムシリケート、トライカルシウムシリケート３ＣａＯ・ＳｉＯ２、ダイカルシウムシリケート２ＣａＯ・ＳｉＯ２、ランキナイト３ＣａＯ・２ＳｉＯ２、及びワラストナイトＣａＯ・ＳｉＯ２などのカルシウムシリケート、カルシウムチタネートＣａＯ・ＴｉＯ２、遊離石灰、並びに、リューサイト（Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ）・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２などを含む場合があり、本発明ではこれらの結晶質又は非晶質が混在することも可能である。
【００１７】
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、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で３，０００〜９，０００ｃｍ２／ｇが好ましく、４，０００〜８，０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。３，０００ｃｍ２／ｇ未満では初期強度発現性が充分でない場合があり、９，０００ｃｍ２／ｇを超えると流動性や可使時間の確保が困難になる場合がある。
【００１８】
本発明では、流動性や可使時間の確保などの観点から、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。
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。
【００１９】
本発明で使用するセッコウとは、無水、半水、または二水の各セッコウ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、無水セッコウ又は半水セッコウの使用が好ましく、無水セッコウの使用がより好ましい。
【００２０】
セッコウの粒度は特に限定されるものではないが、寸法安定性や流動性の確保の観点から、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。
【００２１】
本発明の超速硬セメント組成物における、セメント、ＣＡ、及びセッコウからなる結合材１００部中の配合割合は、流動性に優れ、充分な可使時間を確保しつつ短時間で開放可能な強度を発現するため、セメント５０〜９０部、ＣＡ５〜２５部、及びセッコウ５〜２５部が好ましい。
【００２２】
ここで、ＣＡとセッコウの配合割合は、初期強度の発現性が充分でない場合や寸法安定性の観点から、ＣＡとセッコウからなる急硬成分１００部中、ＣＡ３０〜７０部で、セッコウ７０〜３０部が好ましく、ＣＡ４０〜６０部で、セッコウ６０〜４０部がより好ましい。
【００２３】
急硬成分の配合割合は、初期強度発現性、材料分離抵抗性、可使時間の確保、寸法安定性の観点から、結合材１００部中、１０〜５０部が好ましく、２０〜４０部がより好ましい。
【００２４】
本発明では水中不分離性を付与するため増粘剤を使用する。
本発明で使用する増粘剤は、アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩とを含有する粉末状増粘剤であり、その両者が水と接触した際に分子間相互作用により会合し、紐状のミセルを形成し、その構造によりレオロジー改質効果を発現するものである。
アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩の配合割合は、紐状のミセルを形成できれば特に限定されるものではない。通常、有効成分として、アルキルアリルスルフォン酸塩／アルキルアンモニウム塩の質量比で、１／１０〜１０／１の範囲が好ましい。
粉末状増粘剤の使用量は、水中不分離性、流動性の観点から、結合材１００部に対して、０．１０〜０．５０部が好ましく、０．１５〜０．４５部がより好ましい。
【００２５】
本発明では、流動性を付与するためにポリカルボン酸系減水剤を使用する。
ポリカルボン酸系減水剤の形態は、液状、粉末状のいずれもあるが、セメント組成物をドライブレンドとして配合するため、粉末状のものを使用する。
ポリカルボン酸系減水剤の使用量は、流動性、泡が発生、水中不分離性、凝結時間の観点から、結合材１００部に対して、０．０５〜０．３０部が好ましい。
【００２６】
本発明では連行した空気を消泡させ、空気連行からくる強度低下を防止する目的で、ジメチルシクロヘキサンを有効成分とするシリコーン系消泡剤を使用することが可能である。その形態は減水剤と同様、液状、粉末状のいずれもあるが、セメント組成物をドライブレンドとして配合するため、粉末状のものを使用する。
シリコーン系消泡剤の使用量は、空気量の低減、圧縮強度、水中不分離性の観点から、結合材１００部に対して、０．００５〜０．１０部が好ましい。
【００２７】
本発明で使用する凝結調整剤は、特に限定されるものではない。その具体例としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、及びコハク酸などのオキシカルボン酸又はそれらのナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、及びアルミニウムなどの塩の有機酸、さらに、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウムのアルカリ炭酸塩、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸リチウム、並びに、重炭酸アンモニウムなどが挙げられ、これらの一種又は二種以上が使用可能である。
本発明では、充分な可使時間と初期強度発現性の双方を満足する観点から、有機酸とアルカリ炭酸塩の併用が好ましい。
【００２８】
凝結調整剤の使用量は特に限定されるものではないが、可使時間や強度発現性の観点から、通常、結合材１００部に対して、０．１〜２部が好ましく、０．３〜１部がより好ましい。
【００２９】
本発明の水中不分離性セメント組成物をグラウト材料として利用する場合、構造物と一体化させるためや、まだ固まらない状態の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ガス発泡物質を使用する。
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やアトマイズ製法で製造したアルミニウム粉末や、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物質や、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などの過ホウ酸塩、過マンガン酸ナトリウムや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使用可能である。なお、この窒素ガス発泡物質は窒素ガスの他にアンモニアガス、二酸化炭素ガスを発生してもよい。
ガス発泡物質の使用量は、硬化体の膨張率、硬化体の強度の観点から、結合材１００部に対して、アルミニウム粉末は０．０００５〜０．００３部、窒素ガス発泡物質は０．０１〜０．５部、過酸化物質は０．０１〜０．１部が好ましい。
【００３０】
本発明で使用する細骨材は、発熱量や寸法変化の低減や、耐久性の確保の観点で重要な役割を果たすもので、具体例としては、川砂、山砂、及び海砂の他、ケイ砂系細骨材、石灰石系細骨材、高炉水砕スラグ系細骨材、及び再生骨材などが挙げられる。プレミックスの観点から、乾燥した細骨材が好ましい。
細骨材の粒度は、流動性、水中不分離性、強度の観点から、粗粒率（Ｆ．Ｍ．）で１．２〜３．０が好ましく、１．５〜２．７がより好ましい。
細骨材の使用量は、熱ひび割れや圧縮強度の観点から、結合１００部に対して、５０〜２００部が好ましい。
【００３１】
大量に打設する際の水和熱を抑制するため、粗骨材を配合し、コンクリートとして使用することが可能である。
粗骨材としては、ＪＩＳ Ａ ５００５で規定されるも砕石の他、ＪＩＳ Ａ ５０１１−１、ＪＩＳ Ａ ５０１１−２、ＪＩＳ Ａ ５０１１−３、及びＪＩＳ Ａ ５０１１−４で規定されるスラグ骨材や、一般的に言われている玉砂利や豆砂利も使用可能である。
粗骨材の粒径は、作業性の観点から、Ｇｍａｘで２５ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましい。
コンクリート中の細骨材と粗骨材の配合割合比は、水和熱の抑制、作業性、流動性の観点から、ｓ／ａ（細骨材率）４５〜７５％が好ましい。
【００３２】
水の使用量は、各材料の配合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、流動性や強度発現性の観点から、通常、水結合材比で３０〜５０％が好ましく、３５〜４５％がより好ましい。
【００３３】
本発明では流動性の向上を目的に、フライアッシュを配合することが可能である。
フライアッシュは、ＪＩＳ Ａ ６２０１に記載されたフライアッシュＩ種が好ましい。
フライアッシュの使用量は、結合材中、５〜２０部をセメントと置換えて使用可能である。
【００３４】
本発明において、各材料の混合順序は、粉末状体で混合され、最終的にプレミックスされたものであれば、特に限定されるものではない。
【００３５】
本発明において、各材料の混合装置としては、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。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の実験例に基づいてさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
「実験例１」
セメント７０部、表１に示すＣＡ１５部及びセッコウ１５部からなる結合材と、結合材１００部に対して、表１に示す増粘剤と減水剤Ａと、凝結調整剤０．８部を配合し、セメント組成物を調製した。調製したセメント組成物の結合材１００部に対して、８０部の細骨材を配合し、Ｖ型ミキサにて混合してモルタル組成物を調製した。
２０℃環境下において、そのモルタル組成物の結合材１００部に対して、水３８部で混練してグラウトモルタルを調製した。
調製したグラウトモルタルの流動性、水中不分離性、可使時間、圧縮強度を評価した。結果を表１に併記する。
【００３８】
＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値３，３００ｃｍ２／ｇ
ＣＡイ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．０、強熱減量１．０％、結晶質、主成分ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
ＣＡロ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．５０、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
ＣＡハ：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
ＣＡニ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．００、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
ＣＡホ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．５０、強熱減量１．０％、非晶質、ＣＡロに試薬１級のシリカを３％添加して、１，６５０℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
ＣＡへ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．７０、強熱減量１．０％、非晶質、ＣＡハに試薬１級のシリカを３％添加して、１，６５０℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
ＣＡト：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．００、強熱減量１．０％、非晶質、ＣＡニに試薬１級のシリカを３％添加して、１，６５０℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
ＣＡチ：ＣＡヘに湿分を与え、強熱減量を２．０％としたもの、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
セッコウ：無水セッコウ、市販品、ブレーン値４，０００ｃｍ２／ｇ
増粘剤：アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含有する粉末状増粘剤、市販品
減水剤Ａ：粉末状ポリカルボン酸系減水剤、市販品
凝結調整剤：試薬１級のクエン酸２５部と試薬１級の炭酸カリウム７５部の混合物
細骨材：石灰砂、Ｆ．Ｍ．＝２．０２
水：上水道水
【００３９】
＜測定方法＞
流動性：内径φ５０ｍｍ×高さ１００ｍｍのフローコーンに、練上り直後のモルタルを充填し、コーン引上げ後、３分間経過したときのモルタルの広がりを測定。
水中不分離性：１０００ｍｌのビーカーに水を８００ｍｌ入れ，口径１８ｍｍの漏斗から、ビーカー内にモルタルを約２００ｍｌ落下させて，土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｄ１０４ １９９９「コンクリート用水中不分離性混和材品質規格 附属書２ 水中コンクリートの水中不分離度試験方法」に準じて水を採取し、そのｐＨを測定した。評価は、良＜水中不分離性＜悪＝小＜ｐＨ＜大となる。
可使時間：自記温度記録計を用いて、モルタルの温度が練上りから２℃上昇するまでの時間を可使時間とした。
圧縮強度 ：φ５０×１００ｍｍの型枠を使用し、２０℃恒温室内にて試験体を作製し、材齢３時間の圧縮強度を測定した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
「実験例２」
表２に示すセメント、ＣＡチ及びセッコウからなる結合材と、結合材１００部に対して、増粘剤０．３０部と減水剤Ａ０．１５部と、凝結調整剤０．８部を配合し、セメント組成物を調製したこと以外は、実験例１と同様に行い、調製したグラウトモルタルの流動性、水中不分離性、可使時間、圧縮強度、流水洗い出し抵抗性を評価した。結果を表２に併記する。
【００４２】
＜測定方法＞
流水洗い出し抵抗性：水路の底部に３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み５ｃｍに型枠を組み付け、その型枠内にモルタルし、打設１時間後に流速５ｍ／ｓで水を流し、流れ出た水の濁りを目視で評価した。水の濁りがひどい場合を不可、水の濁りがある場合を可、若干水の濁りがある場合を良、水の濁りがない場合を優とした。
【００４３】
【表２】
【００４４】
「実験例３」
セメント７０部とＣＡチ１５部及びセッコウ１５部からなる結合材と、結合材１００部に対して、増粘剤０．３０部と減水剤Ａ０．１５部と、表３に示す消泡剤、及びガス発泡物質、並びに、細骨材８０部を使用してグラウトモルタルを調製したこと以外は、実験例１と同様に行い、調製したグラウトモルタルの流動性、水中不分離性、可使時間、圧縮強度、初期膨張率を評価した。結果を表３に併記する。
【００４５】
＜使用材料＞
消泡剤：シリコーン系消泡剤、市販品
ガス発泡物質Ａ：ステアリン酸処理アルミニウム粉末、市販品
ガス発泡物質Ｂ：アゾジカルボンアミド、市販品
【００４６】
＜測定方法＞
初期膨張率：φ５×１０ｃｍの型枠に練混ぜたモルタルを型詰し、光センサーにて打設直後から材齢２４時間までの鉛直方向の長さ変化率を測定、表中の−は収縮側、＋は膨張側
【００４７】
【表３】
【００４８】
「実験例４」
セメント７０部とＣＡチ１５部及びセッコウ１５部からなる結合材と、結合材１００部に対して、消泡剤０．０３０部、及びガス発泡物質Ａ０．００１部、表４に示す増粘剤と減水剤並びに、細骨材、水を使用してグラウトモルタルを調製したこと以外は、実験例１と同様に行い、調製したグラウトモルタルの流動性、水中不分離性、可使時間、圧縮強度を評価した。結果を表４に併記する。
【００４９】
減水剤Ｂ：粉末状ナフタレン系減水剤、市販品
減水剤Ｃ：粉末状メラミン系減水剤、市販品
【００５０】
【表４】
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の水中不分離性セメント組成物を使用したグラウトモルタルは、粉末状であって、ドライブレンドすることが可能であり、プレミックス品として、現場施工での作業性が向上し、さらに、水中不分離性、流動性が優れ、気中のみならず水中においても、充分な強度発現性と無収縮性を有し、水流のある場所においても、流れ出し防止の措置を講ずる時間を短縮できる、という顕著な効果を奏するので、土木、建築分野において幅広く適用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、土木・建築業界において、主に水中グラウトに使用される超速硬水中不分離性動セメント組成物、超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物、及び超速硬水中不分離性グラウトモルタルに関する。
【背景技術】
【０００２】
河川や海洋の土木工事等で、モルタル・コンクリートを水中で打設する場合、周囲の水との接触をできるだけ断ち、材料分離を最小限に止めることが重要である。
通常配合のコンクリートを、コンクリートポンプ工法やトレミー工法で打設することが行われてきた。しかしながら、いずれの工法も材料分離が大きく、打設現場の水質汚染が課題となっていた。
【０００３】
そのため、コンクリート自身の性能を改良し、コンクリートの水中での材料分離抵抗性を向上する、セルロース系やアクリル系の水溶性高分子を主成分とした、水中不分離性混和剤、水中グラウト用混和材、及び水中施工用グラウト材を用い、特殊コンクリートを水中で打設する工法が提案された（非特許文献１、特許文献１、特許文献２）。
この水中不分離性混和剤等を用いた配合は、水溶性高分子の増粘効果により、モルタル・コンクリートの粘凋性が増大するために、圧送による管内抵抗が上昇し、管の磨耗や閉塞等が生じる課題があった。
【０００４】
また、水中施工においては、締め固めを不要とするため、良好な流動性が必要であり、そのため減水剤の多量添加や単位水量の増大により、凝結時間が遅延したり、圧縮強度発現性が著しく低くなるといった課題もあった。
【０００５】
一方、セメントなどの結合材、水、細骨材、アニオン性芳香族化合物、及びカルボキシ基含有ポリエーテル系減水剤とを混練した後に、カチオン性界面活性剤を添加して再度練混ぜ、水中不分離性を付与した高流動モルタル組成物も提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】コンクリート・ライブラリー第６７号、水中不分離性コンクリート設計施工指針（案）、社団法人 土木学会、１９９１年
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−１３８０５５号公報
【特許文献２】特開２００７−２６１９２１号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、良好な水中不分離性を有し、施工場所の開放時間を早め、更にその硬化体が、充分な強度発現性が達成できる、超速硬水中不分離性動セメント組成物、超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物、及び超速硬水中不分離性グラウト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】
【０００９】
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、アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含有する粉末状増粘剤、凝結調整剤、及びポリカルボン酸系減水剤を含有する超速硬水中不分離性セメント組成物であり、（２）さらに、シリコーン系消泡剤を含有してなる（１）の超速硬水中不分離性セメント組成物であり、（３）カルシウムアルミネートが、非晶質カルシウムアルミネートである（１）又は（２）の超速硬水中不分離性セメント組成物であり、（４）さらに、ガス発泡物質を含有してなる（１）〜（３）のいずれかの超速硬水中不分離性セメント組成物であり、（５）（１）〜（４）のいずれかの超速硬水中不分離性セメント組成物と細骨材とを含有してなる超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物であり、（６）（５）の超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物と水とを混練してなる超速硬水中不分離性グラウトモルタルである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の水中不分離性セメント組成物は、粉末状であって、ドライブレンドが可能であり、プレミックス品として、現場施工では水を用意し練混ぜるだけで良いため、作業性が向上し、さらに、水中不分離性、流動性が優れ、気中のみならず水中においても、充分な強度発現性と無収縮性を有し、水流のある場所においても、流れ出し防止の措置を講ずる時間を短縮できる、という顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
【００１２】
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、及び中庸熱など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、高炉スラグ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セメント、また、石灰石粉末などや高炉徐冷スラグ微粉末を混合したフィラーセメント、各種の産業廃棄物を主原料として製造される環境調和型セメント、いわゆる、エコセメントなどが挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。本発明では、初期強度発現性や材料分離抵抗性の観点から、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。
【００１３】
本発明で使用するカルシウムアルミネートは、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・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や、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３成分を主成分とする非晶質の化合物が挙げられる。このうち、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５〜３の範囲にあるカルシウムアルミネートが好ましく、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が１〜２のものがより好ましい。ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５未満では充分な初期強度発現性が得られない場合があり、逆に、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が３を超えると充分な流動性や可使時間が得られない場合がある。
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い場合がある。
【００１４】
カルシウムアルミネート（以下、ＣＡという）を得る方法としては、ＣａＯ原料とＡｌ２Ｏ３原料など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、石灰石や貝殻などの炭酸カルシウム、消石灰などの水酸化カルシウム、あるいは生石灰など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などが挙げられる。
【００１５】
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。
【００１６】
また、本発明のＣＡは、化合物として、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、６ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、及び６ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２Ｆｅ２Ｏ３などのカルシウムアルミノフェライト、２ＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３やＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３などのカルシウムフェライト、ゲーレナイト２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２やアノーサイトＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２などのカルシウムアルミノシリケート、メルビナイト３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２、アケルマナイト２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２、及びモンチセライトＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２などのカルシウムマグネシウムシリケート、トライカルシウムシリケート３ＣａＯ・ＳｉＯ２、ダイカルシウムシリケート２ＣａＯ・ＳｉＯ２、ランキナイト３ＣａＯ・２ＳｉＯ２、及びワラストナイトＣａＯ・ＳｉＯ２などのカルシウムシリケート、カルシウムチタネートＣａＯ・ＴｉＯ２、遊離石灰、並びに、リューサイト（Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ）・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２などを含む場合があり、本発明ではこれらの結晶質又は非晶質が混在することも可能である。
【００１７】
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、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で３，０００〜９，０００ｃｍ２／ｇが好ましく、４，０００〜８，０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。３，０００ｃｍ２／ｇ未満では初期強度発現性が充分でない場合があり、９，０００ｃｍ２／ｇを超えると流動性や可使時間の確保が困難になる場合がある。
【００１８】
本発明では、流動性や可使時間の確保などの観点から、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。
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。
【００１９】
本発明で使用するセッコウとは、無水、半水、または二水の各セッコウ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、無水セッコウ又は半水セッコウの使用が好ましく、無水セッコウの使用がより好ましい。
【００２０】
セッコウの粒度は特に限定されるものではないが、寸法安定性や流動性の確保の観点から、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。
【００２１】
本発明の超速硬セメント組成物における、セメント、ＣＡ、及びセッコウからなる結合材１００部中の配合割合は、流動性に優れ、充分な可使時間を確保しつつ短時間で開放可能な強度を発現するため、セメント５０〜９０部、ＣＡ５〜２５部、及びセッコウ５〜２５部が好ましい。
【００２２】
ここで、ＣＡとセッコウの配合割合は、初期強度の発現性が充分でない場合や寸法安定性の観点から、ＣＡとセッコウからなる急硬成分１００部中、ＣＡ３０〜７０部で、セッコウ７０〜３０部が好ましく、ＣＡ４０〜６０部で、セッコウ６０〜４０部がより好ましい。
【００２３】
急硬成分の配合割合は、初期強度発現性、材料分離抵抗性、可使時間の確保、寸法安定性の観点から、結合材１００部中、１０〜５０部が好ましく、２０〜４０部がより好ましい。
【００２４】
本発明では水中不分離性を付与するため増粘剤を使用する。
本発明で使用する増粘剤は、アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩とを含有する粉末状増粘剤であり、その両者が水と接触した際に分子間相互作用により会合し、紐状のミセルを形成し、その構造によりレオロジー改質効果を発現するものである。
アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩の配合割合は、紐状のミセルを形成できれば特に限定されるものではない。通常、有効成分として、アルキルアリルスルフォン酸塩／アルキルアンモニウム塩の質量比で、１／１０〜１０／１の範囲が好ましい。
粉末状増粘剤の使用量は、水中不分離性、流動性の観点から、結合材１００部に対して、０．１０〜０．５０部が好ましく、０．１５〜０．４５部がより好ましい。
【００２５】
本発明では、流動性を付与するためにポリカルボン酸系減水剤を使用する。
ポリカルボン酸系減水剤の形態は、液状、粉末状のいずれもあるが、セメント組成物をドライブレンドとして配合するため、粉末状のものを使用する。
ポリカルボン酸系減水剤の使用量は、流動性、泡が発生、水中不分離性、凝結時間の観点から、結合材１００部に対して、０．０５〜０．３０部が好ましい。
【００２６】
本発明では連行した空気を消泡させ、空気連行からくる強度低下を防止する目的で、ジメチルシクロヘキサンを有効成分とするシリコーン系消泡剤を使用することが可能である。その形態は減水剤と同様、液状、粉末状のいずれもあるが、セメント組成物をドライブレンドとして配合するため、粉末状のものを使用する。
シリコーン系消泡剤の使用量は、空気量の低減、圧縮強度、水中不分離性の観点から、結合材１００部に対して、０．００５〜０．１０部が好ましい。
【００２７】
本発明で使用する凝結調整剤は、特に限定されるものではない。その具体例としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、及びコハク酸などのオキシカルボン酸又はそれらのナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、及びアルミニウムなどの塩の有機酸、さらに、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウムのアルカリ炭酸塩、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸リチウム、並びに、重炭酸アンモニウムなどが挙げられ、これらの一種又は二種以上が使用可能である。
本発明では、充分な可使時間と初期強度発現性の双方を満足する観点から、有機酸とアルカリ炭酸塩の併用が好ましい。
【００２８】
凝結調整剤の使用量は特に限定されるものではないが、可使時間や強度発現性の観点から、通常、結合材１００部に対して、０．１〜２部が好ましく、０．３〜１部がより好ましい。
【００２９】
本発明の水中不分離性セメント組成物をグラウト材料として利用する場合、構造物と一体化させるためや、まだ固まらない状態の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ガス発泡物質を使用する。
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やアトマイズ製法で製造したアルミニウム粉末や、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物質や、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などの過ホウ酸塩、過マンガン酸ナトリウムや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使用可能である。なお、この窒素ガス発泡物質は窒素ガスの他にアンモニアガス、二酸化炭素ガスを発生してもよい。
ガス発泡物質の使用量は、硬化体の膨張率、硬化体の強度の観点から、結合材１００部に対して、アルミニウム粉末は０．０００５〜０．００３部、窒素ガス発泡物質は０．０１〜０．５部、過酸化物質は０．０１〜０．１部が好ましい。
【００３０】
本発明で使用する細骨材は、発熱量や寸法変化の低減や、耐久性の確保の観点で重要な役割を果たすもので、具体例としては、川砂、山砂、及び海砂の他、ケイ砂系細骨材、石灰石系細骨材、高炉水砕スラグ系細骨材、及び再生骨材などが挙げられる。プレミックスの観点から、乾燥した細骨材が好ましい。
細骨材の粒度は、流動性、水中不分離性、強度の観点から、粗粒率（Ｆ．Ｍ．）で１．２〜３．０が好ましく、１．５〜２．７がより好ましい。
細骨材の使用量は、熱ひび割れや圧縮強度の観点から、結合１００部に対して、５０〜２００部が好ましい。
【００３１】
大量に打設する際の水和熱を抑制するため、粗骨材を配合し、コンクリートとして使用することが可能である。
粗骨材としては、ＪＩＳ Ａ ５００５で規定されるも砕石の他、ＪＩＳ Ａ ５０１１−１、ＪＩＳ Ａ ５０１１−２、ＪＩＳ Ａ ５０１１−３、及びＪＩＳ Ａ ５０１１−４で規定されるスラグ骨材や、一般的に言われている玉砂利や豆砂利も使用可能である。
粗骨材の粒径は、作業性の観点から、Ｇｍａｘで２５ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましい。
コンクリート中の細骨材と粗骨材の配合割合比は、水和熱の抑制、作業性、流動性の観点から、ｓ／ａ（細骨材率）４５〜７５％が好ましい。
【００３２】
水の使用量は、各材料の配合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、流動性や強度発現性の観点から、通常、水結合材比で３０〜５０％が好ましく、３５〜４５％がより好ましい。
【００３３】
本発明では流動性の向上を目的に、フライアッシュを配合することが可能である。
フライアッシュは、ＪＩＳ Ａ ６２０１に記載されたフライアッシュＩ種が好ましい。
フライアッシュの使用量は、結合材中、５〜２０部をセメントと置換えて使用可能である。
【００３４】
本発明において、各材料の混合順序は、粉末状体で混合され、最終的にプレミックスされたものであれば、特に限定されるものではない。
【００３５】
本発明において、各材料の混合装置としては、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。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の実験例に基づいてさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
「実験例１」
セメント７０部、表１に示すＣＡ１５部及びセッコウ１５部からなる結合材と、結合材１００部に対して、表１に示す増粘剤と減水剤Ａと、凝結調整剤０．８部を配合し、セメント組成物を調製した。調製したセメント組成物の結合材１００部に対して、８０部の細骨材を配合し、Ｖ型ミキサにて混合してモルタル組成物を調製した。
２０℃環境下において、そのモルタル組成物の結合材１００部に対して、水３８部で混練してグラウトモルタルを調製した。
調製したグラウトモルタルの流動性、水中不分離性、可使時間、圧縮強度を評価した。結果を表１に併記する。
【００３８】
＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値３，３００ｃｍ２／ｇ
ＣＡイ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．０、強熱減量１．０％、結晶質、主成分ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
ＣＡロ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．５０、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
ＣＡハ：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
ＣＡニ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．００、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
ＣＡホ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．５０、強熱減量１．０％、非晶質、ＣＡロに試薬１級のシリカを３％添加して、１，６５０℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
ＣＡへ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比１．７０、強熱減量１．０％、非晶質、ＣＡハに試薬１級のシリカを３％添加して、１，６５０℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
ＣＡト：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比２．００、強熱減量１．０％、非晶質、ＣＡニに試薬１級のシリカを３％添加して、１，６５０℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
ＣＡチ：ＣＡヘに湿分を与え、強熱減量を２．０％としたもの、ブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ
セッコウ：無水セッコウ、市販品、ブレーン値４，０００ｃｍ２／ｇ
増粘剤：アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含有する粉末状増粘剤、市販品
減水剤Ａ：粉末状ポリカルボン酸系減水剤、市販品
凝結調整剤：試薬１級のクエン酸２５部と試薬１級の炭酸カリウム７５部の混合物
細骨材：石灰砂、Ｆ．Ｍ．＝２．０２
水：上水道水
【００３９】
＜測定方法＞
流動性：内径φ５０ｍｍ×高さ１００ｍｍのフローコーンに、練上り直後のモルタルを充填し、コーン引上げ後、３分間経過したときのモルタルの広がりを測定。
水中不分離性：１０００ｍｌのビーカーに水を８００ｍｌ入れ，口径１８ｍｍの漏斗から、ビーカー内にモルタルを約２００ｍｌ落下させて，土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｄ１０４ １９９９「コンクリート用水中不分離性混和材品質規格 附属書２ 水中コンクリートの水中不分離度試験方法」に準じて水を採取し、そのｐＨを測定した。評価は、良＜水中不分離性＜悪＝小＜ｐＨ＜大となる。
可使時間：自記温度記録計を用いて、モルタルの温度が練上りから２℃上昇するまでの時間を可使時間とした。
圧縮強度 ：φ５０×１００ｍｍの型枠を使用し、２０℃恒温室内にて試験体を作製し、材齢３時間の圧縮強度を測定した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
「実験例２」
表２に示すセメント、ＣＡチ及びセッコウからなる結合材と、結合材１００部に対して、増粘剤０．３０部と減水剤Ａ０．１５部と、凝結調整剤０．８部を配合し、セメント組成物を調製したこと以外は、実験例１と同様に行い、調製したグラウトモルタルの流動性、水中不分離性、可使時間、圧縮強度、流水洗い出し抵抗性を評価した。結果を表２に併記する。
【００４２】
＜測定方法＞
流水洗い出し抵抗性：水路の底部に３０ｃｍ×３０ｃｍ×厚み５ｃｍに型枠を組み付け、その型枠内にモルタルし、打設１時間後に流速５ｍ／ｓで水を流し、流れ出た水の濁りを目視で評価した。水の濁りがひどい場合を不可、水の濁りがある場合を可、若干水の濁りがある場合を良、水の濁りがない場合を優とした。
【００４３】
【表２】
【００４４】
「実験例３」
セメント７０部とＣＡチ１５部及びセッコウ１５部からなる結合材と、結合材１００部に対して、増粘剤０．３０部と減水剤Ａ０．１５部と、表３に示す消泡剤、及びガス発泡物質、並びに、細骨材８０部を使用してグラウトモルタルを調製したこと以外は、実験例１と同様に行い、調製したグラウトモルタルの流動性、水中不分離性、可使時間、圧縮強度、初期膨張率を評価した。結果を表３に併記する。
【００４５】
＜使用材料＞
消泡剤：シリコーン系消泡剤、市販品
ガス発泡物質Ａ：ステアリン酸処理アルミニウム粉末、市販品
ガス発泡物質Ｂ：アゾジカルボンアミド、市販品
【００４６】
＜測定方法＞
初期膨張率：φ５×１０ｃｍの型枠に練混ぜたモルタルを型詰し、光センサーにて打設直後から材齢２４時間までの鉛直方向の長さ変化率を測定、表中の−は収縮側、＋は膨張側
【００４７】
【表３】
【００４８】
「実験例４」
セメント７０部とＣＡチ１５部及びセッコウ１５部からなる結合材と、結合材１００部に対して、消泡剤０．０３０部、及びガス発泡物質Ａ０．００１部、表４に示す増粘剤と減水剤並びに、細骨材、水を使用してグラウトモルタルを調製したこと以外は、実験例１と同様に行い、調製したグラウトモルタルの流動性、水中不分離性、可使時間、圧縮強度を評価した。結果を表４に併記する。
【００４９】
減水剤Ｂ：粉末状ナフタレン系減水剤、市販品
減水剤Ｃ：粉末状メラミン系減水剤、市販品
【００５０】
【表４】
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の水中不分離性セメント組成物を使用したグラウトモルタルは、粉末状であって、ドライブレンドすることが可能であり、プレミックス品として、現場施工での作業性が向上し、さらに、水中不分離性、流動性が優れ、気中のみならず水中においても、充分な強度発現性と無収縮性を有し、水流のある場所においても、流れ出し防止の措置を講ずる時間を短縮できる、という顕著な効果を奏するので、土木、建築分野において幅広く適用できる。
【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、アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含有する粉末状増粘剤、凝結調整剤、及びポリカルボン酸系減水剤を含有する超速硬水中不分離性セメント組成物。
【請求項２】
さらに、シリコーン系消泡剤を含有してなる請求項１に記載の超速硬水中不分離性セメント組成物。
【請求項３】
カルシウムアルミネートが、非晶質カルシウムアルミネートであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超速硬水中不分離性セメント組成物。
【請求項４】
さらに、ガス発泡物質を含有してなる請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の超速硬水中不分離性セメント組成物。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の超速硬水中不分離性セメント組成物と細骨材とを含有してなる超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物。
【請求項６】
請求項５に記載の超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物と水とを混練してなる超速硬水中不分離性グラウトモルタル。
【請求項１】
セメント、カルシウムアルミネート、セッコウ、アルキルアリルスルフォン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含有する粉末状増粘剤、凝結調整剤、及びポリカルボン酸系減水剤を含有する超速硬水中不分離性セメント組成物。
【請求項２】
さらに、シリコーン系消泡剤を含有してなる請求項１に記載の超速硬水中不分離性セメント組成物。
【請求項３】
カルシウムアルミネートが、非晶質カルシウムアルミネートであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超速硬水中不分離性セメント組成物。
【請求項４】
さらに、ガス発泡物質を含有してなる請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の超速硬水中不分離性セメント組成物。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の超速硬水中不分離性セメント組成物と細骨材とを含有してなる超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物。
【請求項６】
請求項５に記載の超速硬水中不分離性プレミックスモルタル組成物と水とを混練してなる超速硬水中不分離性グラウトモルタル。
【公開番号】特開２０１０−２４１６１８（Ｐ２０１０−２４１６１８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９８３５（Ｐ２００９−８９８３５）
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【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２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【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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