JP2008094679A - グラウト組成物およびそれを用いたグラウト材料 - Google Patents
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
【解決手段】セメント、膨張材、ポゾラン微粉末、及び減水剤を含有してなるグラウト組成物において、前記ポゾラン微粉末が、SiO2含有率が90%以上であり、pHが2〜7であるシリカフュームであることを特徴とする。該グラウト組成物は、さらに、消泡剤を含有してなること、減水剤が、ポリカルボン酸塩系減水剤であること、膨張材が、カルシウムアルミノフェライト系膨張材であること、膨張材が、結合材(セメント、膨張材、及びシリカフューム)100部中、1〜4部であること、シリカフュームが、結合材100部中、3〜20部であることが好ましい。また、該グラウト組成物と水とを含有してなるグラウト材料を特徴とする。
【選択図】なし
Description
しかしながら、特定のSiO2含有率やpH範囲のシリカフュームを使用することは記載がなく、示唆もされていない。
最新・コンクリート混和剤の技術と応用、2001年9月10日、シーエムシー社発行、P174
しかしながら、併用するシリカフュームのpH範囲の記載はなく、また、流動性向上を意図するものでもない。
しかしながら、特定のSiO2含有率やpH範囲のシリカフュームを使用することは記載がなく、示唆もされていない。
(1)セメント、膨張材、ポゾラン微粉末、及び減水剤を含有してなるグラウト組成物において、前記ポゾラン微粉末が、SiO2含有率が90%以上であり、pHが2〜7であるシリカフュームであることを特徴とするグラウト組成物である。
(2)さらに、消泡剤を含有してなる前記(1)のグラウト組成物である。
(3)前記膨張材が、カルシウムアルミノフェライト系膨張材である前記(1)又は(2)のグラウト組成物である。
(4)前記減水剤が、ポリカルボン酸塩系減水剤である前記(1)〜(3)のいずれか一項のグラウト組成物である。
(5)前記膨張材が、セメント、膨張材、及びシリカフュームからなる結合材100部中、1〜4部である前記(1)〜(4)のいずれか一項のグラウト組成物である。
(6)前記シリカフュームが、セメント、膨張材、及びシリカフュームからなる結合材100部中、3〜20部である前記(1)〜(5)のいずれか一項のグラウト組成物である。
(7)前記(1)〜(6)のいずれか一項のグラウト組成物と水とを含有してなるグラウト材料である。
(8)水が、水/結合材比で15〜25%である前記(7)のグラウト材料である。
本発明で使用する部や%は特に限定のない限り質量基準で示す。
また、本発明のグラウト材料とは、グラウトモルタル、グラウトペーストを示す。
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、中庸熱、及び低熱等の各種ポルトランドセメントが挙げられ、いずれのポルトランドセメントも使用可能であるが、良好な流動性を確保することと低収縮性から、低熱ポルトランドセメントがより好ましい。なお、本発明では、エコセメントもセメントとして使用可能である。
膨張材の使用量は、セメント、膨張材、及びシリカフュームからなる結合材100部中、1〜4部が好ましく、1.5〜3部がより好ましい。。1部未満では膨張性状が得られにくい場合があり、4部を超えると膨張量が大きくなり、セメント硬化体の破壊に繋がる場合がある。
減水剤としては、ポリカルボン酸塩系減水剤、ナフタレンスルホン酸塩系減水剤、メラミンスルフォン酸塩系減水剤、及びリグニンスルフォン酸塩系減水剤を使用することが可能であり、液体のもの、粉末のものいずれも使用可能であり、1種又は2種以上を使用することができる。これらのうち、硬化収縮が小さいことからポリカルボン酸塩系減水剤を使用することが好ましい。
ポリカルボン酸塩系減水剤の使用量は、結合材100部に対して、固形分換算で0.05〜0.5部が好ましく、0.1〜0.3部がより好ましい。0.05部未満では流動性が不充分な場合があり、0.5部を超えると泡が発生したり、凝結遅延が生じる場合がある。
ナフタレンスルホン酸塩系減水剤やメラミンスルフォン酸塩系減水剤の使用量は、結合材100部に対して、固形分換算で0.1〜3.0部が好ましく、0.5〜1.5部がより好ましい。0.1部未満では流動性が不充分な場合があり、3.0部を超えると泡が発生したり、凝結遅延が生じる場合がある。
また、減水剤を2種以上併用する場合は、いずれかの減水剤を主成分とし、他の成分の減水剤を上記の範囲より少ない範囲で使用することが可能である。
シリカフュームは、非晶質のSiO2を主成分とする平均粒子径1μm以下の超微粒子であり、金属シリコンやフェロシリコンを電気炉で製造する際に発生する廃ガス中のダストを集塵機で回収したものや、電気炉にてジルコンサンドを電融した際にサイクロンなどで捕集した後分級して製造されるものが使用可能である。
シリカフュームのSiO2含有率が90%未満では、所定の流動性を得るための減水剤量が多くなり、モルタル表面に多量の泡の発生があったり、凝結遅延を起こしたり、強度不足を生じたり、練混ぜ時の負荷が大きくなり過ぎる場合がある。
また、本発明で使用するシリカフュームのpHは2〜7である。pHが2未満では、貯蔵容器や計量設備類が腐食する場合があり、pHがアルカリ性側にあると、所定の流動性を得るための減水剤の使用量が多くなる場合があり、凝結遅延を起こしたり、練混ぜ時の負荷が大きくなり過ぎる場合がある。
ここでpHとは、シリカフュームを水に懸濁させた混合物のpHであって、例えば、シリカフューム2gを純水98gに入れ、マグネティックスタラーにて5分間攪拌した後、懸濁液中の水素イオン濃度をpHメータにより計測した値である。
本発明で使用するシリカフュームのBET比表面積は、5m2/g以上が好ましい。
消泡剤は特に限定されるものではないが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系消泡剤やプルロニック系消泡剤等が挙げられる。
消泡剤の使用量は、結合材100部に対して、0.005〜0.05部が好ましい。0.005部未満では消泡効果が不充分で、エントラップエアや減水剤のエントレンドエアが抜け切れず、強度が不充分な場合があり、0.05部を超えると、消泡(脱泡)された泡がグラウト材料表面に多量にあがってくる場合があり、上部との一体化が不充分となる場合がある。
増粘剤としては、ポリビニールアルコール系増粘剤、アクリル系増粘剤、及び水溶性セルロース系増粘剤等が挙げらる。
作製したグラウト材料の練混ぜ時の混練性と流動性を評価し、凝結時間と圧縮強度を測定した。結果を表1に併記する。
セメント :低熱ポルトランドセメント、市販品
膨張材α :カルシウムアルミノフェライト系膨張材、ブレーン値3,000cm2/g、市販品
SFイ :SiO2含有率87.1%、pH6.5、BET比表面積17.32m2/g
SFロ :SiO2含有率90.2%、pH6.8、BET比表面積22.5m2/g
SFハ :SiO2含有率91.8%、pH6.7、BET比表面積21.7m2/g
SFニ :SiO2含有率95.2%、pH6.3、BET比表面積9.06m2/g
SFホ :SiO2含有率99.9%、pH6.5、BET比表面積13.45m2/g
SFヘ :SiO2含有率87.1%、pH9.5、BET比表面積17.32m2/g、市販品
SFト :SiO2含有率95.2%、pH1.6、BET比表面積9.06m2/g
SFチ :SiO2含有率90.2%、pH2.2、BET比表面積22.5m2/g
SFリ :SiO2含有率91.8%、pH2.4、BET比表面積21.7m2/g
SFヌ :SiO2含有率95.2%、pH3.5、BET比表面積9.06m2/g、市販品
SFル :SiO2含有率91.8%、pH8.9、BET比表面積21.7m2/g、市販品
減水剤A :ポリカルボン酸塩系減水剤、市販品
混練性 :ハンドミキサでの練混ぜ開始後60秒間の練混ぜ抵抗を4段階で評価した。判定基準は、練混ぜができない場合を不可、練混ぜができるが、極めて重い場合を可、重い場合を良、練混ぜが容易な場合を優とした。
流動性 :JIS R 5201-1997「セメントの物理試験方法」11.フロー試験で15回の落下運動を行わない静置フロー
凝結時間 :JIS A 6204-2000 コンクリート用化学混和材 附属書1(規定)コンクリートの凝結時間試験方法により測定した終結時間
圧縮強度 :JSCE-G 505-1999「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法」に準じ、封緘養生の材齢7日で測定
これに対して、SiO2含有率が90%未満のSFイを配合した比較例のグラウト組成物は、凝結時間が長く、圧縮強度が低下し(実験No.1-1)、SiO2含有率が90%未満で、pHが7を超えるSFヘ、SiO2含有率が90%以上であるが、pHが7を超えるSFルを配合した比較例のグラウト組成物は、同程度の量の減水剤を使用した場合には、混練することができなかった(実験No.1-6、1-11)。
発錆状態 :SFを鉄製缶に2週間入れた時の、容器内壁の発錆の有無、目視確認
膨張材β :カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、ブレーン2,800cm2/g、市販品
膨張材γ :石灰系膨張材、ブレーン3,500cm2/g、市販品
減水剤B :ナフタレンスルホン酸塩系減水剤、市販品
長さ変化率:JIS A6202「コンクリート用膨張材 附属書1(規定)膨張材のモルタルによる膨張性試験」に準じ測定。養生は20℃封緘養生、測定材齢1日、7日
これに対して、膨張材を配合しない比較例のグラウト材料は、硬化収縮が極めて大きい(実験No.4-1)。
消泡剤 :ポリオキシエチレンアルキルエーテル系消泡剤、市販品
泡の状態 :練混ぜ終了後のグラウト表面の状態の目視判定、泡が全て消滅した場合は良、泡が少々あるが実用上問題ない場合は可、泡が多い場合は不可とした。
また、消泡剤を併用することにより、さらなる高強度発現が望めることがわかる(実験No.5-3〜No.5-6)。
Claims (8)
- セメント、膨張材、ポゾラン微粉末、及び減水剤を含有してなるグラウト組成物において、前記ポゾラン微粉末が、SiO2含有率が90%以上であり、pHが2〜7であるシリカフュームであることを特徴とするグラウト組成物。
- さらに、消泡剤を含有してなる請求項1に記載のグラウト組成物。
- 前記膨張材が、カルシウムアルミノフェライト系膨張材である請求項1又は2に記載のグラウト組成物。
- 前記減水剤が、ポリカルボン酸塩系減水剤である請求項1〜3のいずれか一項に記載のグラウト組成物。
- 前記膨張材が、セメント、膨張材、及びシリカフュームからなる結合材100部中、1〜4部である請求項1〜4のいずれか一項に記載のグラウト組成物。
- 前記シリカフュームが、セメント、膨張材、及びシリカフュームからなる結合材100部中、3〜20部である請求項1〜5のいずれか一項に記載のグラウト組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のグラウト組成物と水とを含有してなるグラウト材料。
- 水が、水/結合材比で15〜25%である請求項7に記載のグラウト材料。
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