JP2005047755A - 吹付け用セメント組成物およびそれを用いた吹付け工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 セメント、骨材、粘調剤、ポリマーを主成分とするセメントモルタルと、アクリル酸エステル共重合体エマルジョンを含有してなる吹付け用セメント組成物、セメントモルタルが、超微粉末を、また、膨張材を含有してなる該吹付け用セメント組成物、該セメントモルタルと該エマルジョンとを吹付け直前に混合して吹付ける吹付け工法、並びに、該セメントモルタルと該エマルジョンとを吹付けノズル先端から0.1〜30m手前の位置で混合して、吹付ノズルから吹付ける吹付け工法を構成とする。
【選択図】 なし
Description
セメントモルタルは、通常、モルタルミキサなどで、セメント、骨材、及び水を攪拌混合して製造される。
そして、その施工法としては、コテで塗付けて仕上げを行うことが多いが、熟練が必要な上、厚塗りが困難で、多大な労力が掛かるという課題があった。
しかしながら、この方法では、吹付けたセメントモルタルがリバウンドしたり、厚吹きにより剥落したり、ダレたれしたりして、目的とする施工ができがたいという課題があった。
さらに、セメントモルタルのセメント分のこわばりにより、ポンプ圧送性が悪化し、施工性を悪くするという課題もあった。
なお、本発明のセメントモルタルとは、モルタルや必要に応じて粗骨材を混合したコンクリートを総称したものをいう。
また、本発明でいう部や%は特に規定のない限り質量基準である。
さらに、本発明は、各層の吹付け時間の間隔を短縮し、施工性の向上を目的とするものである。
また、使用する骨材としては、吸水率が低く、骨材強度が高く、気象条件の変化に対して安定で耐久性の高いものが好ましい。
細骨材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が使用でき、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等が使用できる。最大骨材寸法は15mmが好ましい。
本発明で骨材の使用量は、セメントをC、骨材をSとすると、C/S=1/1〜1/4が好ましく、1/1.5〜1/3がより好ましい。1/(1未満)では吹付けたセメントモルタルにクラックが入りやすくなる場合があり、1/(4を超える)と単位セメント量が少なくなり、W/Cが上がり、短・長期強度が低くなるばかりか、ポンプ圧送性が悪くなり、吹付けしにくくなる場合がある。
粘調剤の使用量は、通常、セメント、超微粉末、及び膨張材からなる結合材100部に対して、0.01〜1部が好ましく、0.05〜0.5部がより好ましい。0.01部未満では、吹付けセメントモルタルの吹付け時の付着性の向上、リバウンド量の低減、及びセメントモルタル圧送性の向上等の効果が期待できない場合があり、1部を超えるとその効果の向上が期待できないばかりか経済的でない。
粘調剤の混合方法は特に限定されるものではないが、あらかじめセメントと混合するか、若しくは水に溶解して混合することなどが好ましい。
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などがある。
ポリマーの使用量は、結合材100部に対して、固形分概算で1〜15部が好ましく、3〜10部がより好ましい。1部未満では吹付けセメントモルタルの吹付け時の付着性向上、リバウンド低減、及びセメントモルタルの耐久性の向上等の効果が期待できない場合があり、10部を超えるとその効果の向上が期待できないばかりか経済的でない。
ポリマーの混合方法は特に限定されるものではないが、粉体の場合、あらかじめセメントと混合する、混練り時に他の材料と同時に投入して混合する、及び水に溶解して混合する方法等が好ましく、液体の場合は、混練り時に他の材料と同時投入するか、水に混合して使用する方法が好ましい。
エマルジョンは、セメントモルタルとの混合により、瞬時に凝結を起こし、吹付け時のセメントモルタルの剥落やダレを防止する。
エマルジョンの混合方法は、吹付けのための圧送空気にエマルジョンを圧入混合し、Y字管又はシャワーリングへ圧送し、ポンプにより送られたセメントモルタルと混合する方法が好ましい。
超微粉の平均粒径は、10μm以下が好ましく、材料分離防止やリバウンド低減の面から1μm以下がより好ましい。
超微粉の使用量は、セメント100部に対して、通常、1〜10部が好ましく、2〜7部がより好ましい。1部未満ではセメントモルタルの材料分離防止やリバウンド低減の効果が期待ができず、10部を超えるとその効果の向上が期待できない。
超微粉の混合方法は特に限定されるものではないが、あらかじめセメントと混合することが好ましく、水と混合してスラリーとして使用することも可能である。
本発明で使用する膨張材は、市販のいずれも使用可能であるが、アウイン系膨張材や石灰系膨張材等が通常使用される。
膨張材の使用量は、通常、セメント100部に対して、1〜10部が好ましく、3〜7部がより好ましい。1部未満ではセメントモルタルのひび割れ防止の効果が期待できなく、10部を超えるとその効果の向上が期待できないばかりか異常膨張の原因となる場合がある。
膨張材の混合方法は特に限定されるものではないが、あらかじめセメントと混合しておくことが好ましい。
減水剤は、セメントモルタルの流動性を改善し、吹付け時の付着性を向上し、粉塵量やリバウンド率を小さくする性能を有するものが好ましく、液状や粉状のものいずれも使用可能である。
減水剤としては、リグニンスルホン酸塩やその誘導体のリグニン系減水剤、ポリオール誘導体のポリオール系減水剤、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物等の芳香族スルホン酸系高性能減水剤、ポリカルボン酸系高性能減水剤、メラミン系高性能減水剤、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中では、初期凝結性状や強度発現性に影響しにくい面で、ポリオール系減水剤及び/又はメラミン系高性能減水剤が好ましい。
芳香族スルホン酸としては、ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、ビスフェノールAスルホン酸、フェノールスルホン酸、トリスフェノールスルホン酸、4-フェノキシベンゼン-4'-スルホン酸、メチルジフェニルエーテルスルホン酸、及びアントラセンスルホン酸又はこれらのナトリウム塩やカリウム塩等が挙げられる。
また、芳香族環が、メチル基、エチル基、及びプロピル基等のアルキル基を含有したものも使用可能である。
芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物としては、芳香族スルホン酸のホルマリン縮合物又はそのナトリウム塩やカリウム塩等が挙げられる。これらの中では、初期凝結性状や強度発現性に影響しにくい面で、芳香族スルホン酸塩ホルマリン縮合物が好ましく、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、及びビスフェノールAスルホン酸塩ホルマリン縮合物がより好ましく、β−ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物が最も好ましい。
なお、本発明において、ポリマ中の水は水結合材比の水の一部となる。
繊維の長さは圧送性や混合性等の面から、20mm以下が好ましく、3〜12mmがより好ましい。20mmを超えると圧送中にセメントモルタルにより、圧送管等が閉塞する場合がある。
繊維の使用量は、セメントモルタル100容量部に対して、3容量部以下が好ましく、1.5容量部以下がより好ましい。3容量部を超えると、圧送性が低下し、経済的でないおそれがある。
本発明の吹付け用セメント組成物を補修吹付け材料として使用したコンクリートの表面仕上げや断面修復等の補修吹付け工法としては、補修吹付け材料を直接、補修個所へ吹付ける。一回での吹付け厚さは、天井部で約30mm以下程度、側壁部で20〜50mm程度が好ましい。
セメントモルタルとエマルジョンを強制的に混合させる添加機、例えば、ダイヤフラムポンプ、スクイズポンプ、ピストンポンプ、及びスネークポンプなどのエマルジョンを圧送するポンプにより、10MPa以下の圧力でエマルジョンを圧送し、吹付ノズル先端から手前の位置、好ましくは吹付ノズル先端から0.1〜30m、より好ましくは0.2〜10m手前の位置で、セメントモルタルとエマルジョンを混合して吹付けセメントモルタルを調製し、この吹付けセメントモルタルを補修吹付け材料として、補修個所に吹付ける方法が挙げられる。0.1m未満だとセメントモルタルとエマルジョンが充分混合しないので吹付け直後の吹付けセメントモルタルのダレを防止できず、吹付けセメントモルタルが天井部から剥がれ落ちるおそれがあり、30mを超えると圧送管内でセメントモルタルとエマルジョンが反応して圧送管が閉塞し、圧送性が低下するおそれがある。
同時に、固形分換算でセメント100部に対して、0.1部のエマルジョンをダイヤフラムポンプで圧送し、途中で圧搾空気と合流し、吹付けノズルシャワーリングから強制的にモルタルに吹き込み吹付けモルタルとし、その吹付けモルタルをコンクリート壁に吹付けて物性を測定した。結果を表1に併記する。
セメント :普通ポルトランドセメント、比重3.16
細骨材 :新潟県青海町産石灰砂、比重2.70
粘調剤 :メチルセルロース、市販品
ポリマー :スチレン・ブタジエンゴム(SBR)
エマルジョン:エチルアクリレート/メタクリル酸をモル比45/55で共重合したポリマーエマルジョン、固形分3%
モルタルフロー:JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準じ、モルタル混練り直後のモルタルフローを吹付け前とし、容器内に吹付けたモルタルのモルタルフローを吹付け後とした
リバウンド率:上面コンクリートに吹付けた重量を一定とし、リバウンドした重量を測定
圧縮強度 :JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準じ、4×4×16cmの供試体作製し耐圧機で測定
付着性 :上面コンクリートに直径10cmでモルタルを吹付け、剥落時の吹付け厚さを測定
同時に、固形分換算で表2に示す量のエマルジョンをダイヤフラムポンプで圧送し、途中で圧搾空気と合流し吹付けノズルシャワーリングから強制的にモルタルに吹き込み吹付けモルタルとし、その吹付けモルタルをコンクリート壁に吹付け物性を測定した。結果を表2に併記する。
超微粉 :シリカフューム、市販品
膨張材 :アウイン系膨張材、市販品
表面状態 :30×30cmの平版コンクリートに吹付けモルタルを厚さ2cmに吹付け、表面を均した後20℃、湿度60%の室内に1週間放置し、表面の亀裂発生状態を観察、○は亀裂無し、△は亀裂が1本以下、×は亀裂が1本以上
Claims (5)
- セメント、骨材、粘調剤、及びポリマーを主成分とするセメントモルタルと、アクリル酸エステル共重合体エマルジョンを含有してなる吹付け用セメント組成物。
- セメントモルタルが、さらに、超微粉末を含有してなる請求項1に記載の吹付け用セメント組成物。
- セメントモルタルが、さらに、膨張材を含有してなる請求項1又は2項に記載の吹付け用セメント組成物。
- 請求項1〜請求項3のうちの一項に記載のセメントモルタルと、アクリル酸エステル共重合体エマルジョンとを吹付け直前に混合して吹付けることを特徴とする吹付け工法。
- 請求項1〜請求項3のうちの一項に記載のセメントモルタルとアクリル酸エステル共重合体エマルジョンとを吹付けノズル先端から0.1〜30m手前の位置で混合して、吹付ノズルから吹付けることを特徴とする吹付け工法。
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