JP2012197196A - Casting grout material for support fixation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば金属製手摺の支柱を、床コンクリートに固定するときに用いる支柱固定用の流し込みグラウト材に関する。 The present invention relates to a cast grout material for fixing a column used when, for example, a column of a metal handrail is fixed to floor concrete.
例えばマンション等の集合住宅では、通常各住戸にベランダを備え、このベランダにアルミ製等の金属製手摺を設けている。この金属製手摺は、ベランダの床コンクリートに開けた穴に、手摺を構成する支柱を挿入して、グラウト材で固定する場合が多い。この手摺の支柱を床コンクリートに固定するためのグラウト材としては、従来から、無収縮グラウト材やエポキシ樹脂を混合したグラウト材が使用されている。 For example, in a housing complex such as an apartment, each dwelling unit is usually provided with a veranda, and a metal handrail made of aluminum or the like is provided on the veranda. In many cases, this metal handrail is fixed with a grout material by inserting a pillar constituting the handrail into a hole opened in the floor concrete of the veranda. Conventionally, a non-shrink grout material or a grout material mixed with an epoxy resin has been used as a grout material for fixing the handrail support to the floor concrete.
ところが無収縮グラウト材は、硬化初期の膨張圧力によって、手摺の支柱を埋め込む穴の周囲のコンクリートにひび割れを生じ、また硬度が高いため、繰返し荷重や衝撃荷重に弱いという問題がある。さらに流動性が不足するため、手摺の支柱と穴との狭い隙間に流し込み難く、また可使用時間が短過ぎるという問題もある。エポキシ樹脂を混合したグラウト材は、線膨張係数がコンクリートの５倍以上もあるため、ベランダ等の温度差が大きい環境での使用は好ましくない。また硬化後の目減り（やせ）が大きいため、２回の充填が必要となり、その分手間が掛かるという問題がある。 However, the non-shrink grout material has a problem in that it is cracked in the concrete around the hole in which the handrail support is embedded due to the expansion pressure at the initial stage of curing, and has high hardness, so that it is vulnerable to repeated load and impact load. Furthermore, since the fluidity is insufficient, there is a problem that it is difficult to pour into a narrow gap between the handrail post and the hole and the usable time is too short. A grout material mixed with an epoxy resin has a linear expansion coefficient more than five times that of concrete, so that it is not preferable to use it in an environment with a large temperature difference such as a veranda. In addition, since the loss after thinning is large, there is a problem that two fillings are required, which takes time.
ところでコンクリート構造物の劣化部に充填して補修するポリマーセメントが提案されている（特許文献１等参照。）。このポリマーセメントは、セメント、水、骨材、ポリマー、及び高強力短繊維を含有するものであって、現場での製造が容易で、施工時の作業性を阻害することのない流動性、劣化下地との良好な接着性、及び高い曲げ強度や靭性を備えていると記載されている。そこで手摺の支柱を床コンクリートに固定するためのグラウト材として、上述した無収縮グラウト材やエポキシ樹脂を混合したグラウト材に替えて、このポリマーセメントを使用することが考えられる。 By the way, a polymer cement has been proposed in which a deteriorated portion of a concrete structure is filled and repaired (see Patent Document 1, etc.). This polymer cement contains cement, water, aggregate, polymer, and high-strength short fibers, and is easy to manufacture on site and has fluidity and deterioration that does not impair workability during construction. It describes that it has good adhesion to the substrate and high bending strength and toughness. Therefore, it is conceivable to use this polymer cement as a grout material for fixing the handrail support to the floor concrete instead of the above-described non-shrink grout material or a grout material mixed with an epoxy resin.
しかるに特許文献１に記載のポリマーセメントを、手摺の支柱固定用のグラウト材に使用する場合には、さらに改良すべき課題がある。すなわち特許文献１に記載のポリマーセメントは、上述したようにコンクリート構造物の劣化部に充填して補修するものであるため、その明細書の段落「０００２」に記載されているように、吹付けたり塗り付けたり（コテ仕上げ）して充填や補修を行なう。 However, when the polymer cement described in Patent Document 1 is used as a grout material for fixing a handrail support, there is a problem to be further improved. That is, since the polymer cement described in Patent Document 1 is to be repaired by filling a deteriorated portion of a concrete structure as described above, spraying is performed as described in paragraph “0002” of the specification. Fill and repair by painting or painting (steel finish).
したがって、上述した施工時の作業性を阻害することのない流動性とは、ポリマーセメントを吹付けたり塗り付けたり（コテ仕上げ）して行なう施工方法において、作業性を損なわないような流動性を意味している。また上述した劣化下地との良好な接着性、及び高い曲げ強度と靭性も、コンクリート構造物の劣化部に充填して補修したときの接着性や曲げ強度や靭性が目標になっている。 Therefore, the fluidity that does not hinder the workability at the time of construction described above is the fluidity that does not impair the workability in the construction method that is performed by spraying or painting (trowel finishing) polymer cement. I mean. Moreover, the adhesiveness, bending strength, and toughness when filling in the deteriorated part of a concrete structure and repairing also the favorable adhesiveness with the deterioration base mentioned above, and high bending strength and toughness are targeted.
一方、支柱固定用の流し込みグラウト材は、金属製手摺の支柱と、ベランダの床コンクリートに開けた穴との間の狭い隙間に流し込んで、支柱を穴に固定するものであるため、上述した特許文献１等に記載のポリマーセメントとは、施工方法が大きく異なる。すなわちグラウト材を狭い隙間に流し込む施工方法であるため、先細の注ぎ口を有する、じょうろ等の施工具を用いる必要がある。また流し込んだグラウト材が、狭い隙間の隅々まで迅速に行き渡るようにする必要がある。 On the other hand, the pouring grout material for fixing the column is poured into a narrow gap between the column of the metal handrail and the hole drilled in the floor concrete of the veranda, so that the column is fixed to the hole. The construction method is greatly different from the polymer cement described in Document 1 and the like. That is, since it is a construction method in which the grout material is poured into a narrow gap, it is necessary to use a tool such as a watering can having a tapered spout. In addition, it is necessary that the poured grout material quickly reaches every corner of the narrow gap.
したがって特許文献１等に記載のポリマーセメントの流動性、すなわちコテで塗る等の施工方法において必要とされる流動性では、流動性が足りず、じょうろ等の先細の注ぎ口を介して流し込むために時間が掛かるだけでなく、流し込んだグラウト材を、狭い隙間の隅々までに行き渡らせるまでに、さらに時間が掛かる。このため作業性を大幅に低下させてしまう。 Therefore, in the fluidity of the polymer cement described in Patent Document 1 or the like, that is, the fluidity required in the construction method such as painting with a trowel, the fluidity is insufficient, so that it flows through a tapered spout such as a watering can. Not only will it take time, but it will take more time for the grout material that has been poured into to reach every corner of the narrow gap. For this reason, workability | operativity will be reduced significantly.
さらに手摺をベランダ等に取り付けるときの作業性を向上するためには、支柱を床コンクリートに固定するまでの養生時間を、通常、１日程度に短くすることが求められている。このためグラウト材は、速硬性セメントを使用しており、その可使用時間は、３０分前後と短い。したがって、特に手摺をベランダ等に取り付けるときの支柱の数が多いときには、グラウト材の流し込みと充填とに時間が掛かり、可使用時間を越えてしまう場合もある。かかる場合には、グラウト材の製造（水の混練）を複数回に分けて行なう必要があり、極めて作業性が悪くなる。 Furthermore, in order to improve workability when attaching the handrail to a veranda or the like, it is usually required to shorten the curing time until the support column is fixed to the floor concrete to about one day. For this reason, the grout material uses fast-curing cement, and its usable time is as short as about 30 minutes. Therefore, especially when the handrail is attached to a veranda or the like with a large number of columns, it takes time to pour and fill the grout material, which may exceed the usable time. In such a case, it is necessary to carry out the production of the grout material (water kneading) in a plurality of times, and the workability is extremely deteriorated.
したがって支柱固定用の流し込みグラウト材には、特許文献１等に記載のポリマーセメントより十分高い流動性が必要となる。その一方、グラウト材の流動性を高くするために、混練りの際に加える水量を増やすと、じょうろ等の施工具内や支柱と穴との間の隙間内において、重量が大きい骨材が沈殿して、材料分離が生じるという問題が生じるため、これを防止する必要がある。 Therefore, the pouring grout material for fixing the support columns needs to have a fluidity sufficiently higher than the polymer cement described in Patent Document 1 and the like. On the other hand, if the amount of water added during kneading is increased in order to increase the fluidity of the grout material, a heavy aggregate will precipitate in the tool such as a watering can or in the gap between the column and the hole. Thus, there arises a problem that material separation occurs, and it is necessary to prevent this.
そこで本発明の第１の目的は、流動性が高く、かつ材料分離が生じにくい支柱固定用のグラウト材を提供することにある。また第２の目的は、ひび割れ抵抗性と、繰返し荷重や衝撃荷重に対する強度とが高く、施工が容易で安全性が高い安価な支柱固定用のグラウト材を提供することにある。 Accordingly, a first object of the present invention is to provide a grout material for fixing a column that has high fluidity and is unlikely to cause material separation. A second object is to provide an inexpensive grouting material for fixing a pillar, which has high resistance to cracking, high strength against repeated load and impact load, easy construction and high safety.
上記課題を解決すべく、発明者は、鋭意研究を行なった結果、混合する骨材、繊維、及びセメント等について、新たな特徴を有するものを選択することによって、上記目的を達成できることを見出した。すなわち骨材については、粒子径を小さくすると共に、乾燥比重を大きくすることによって、より高い流動性を確保しつつ、材料分離を回避できることを見出した。また繊維については、繊維をさらに短くすると共に、繊維を太くすることによって、高い引張強度を確保しつつ、流動性をより高めることができることを見出した。速硬性セメントについては、セメントの平均粒子径を大きくすること等によって、さらに流動性を高めることができることを見出した。 As a result of diligent research, the inventor has found that the above object can be achieved by selecting aggregates, fibers, cement, and the like to be mixed that have new characteristics. . In other words, it has been found that, regarding the aggregate, material separation can be avoided while ensuring higher fluidity by reducing the particle diameter and increasing the dry specific gravity. Moreover, about the fiber, while making a fiber still shorter and thickening a fiber, it discovered that fluidity | liquidity could be improved more, ensuring high tensile strength. For fast-curing cements, it has been found that the fluidity can be further increased by increasing the average particle size of the cement.
すなわち骨材については、骨材の粒子径が大きいと粒子も重くなって、グラウト材中で重い骨材が沈殿して、材料分離が生じ易くなる。そこで骨材の粒子を軽くして材料分離を回避すべく、骨材の粒子径を小さくすると、グラウト材の流動に必要な水セメント比が大きくなって、水セメント比を一定にした場合における流動性が、相対的に低下してしまうという問題が生じる。 That is, as for the aggregate, when the particle diameter of the aggregate is large, the particles become heavier, and the heavy aggregate is precipitated in the grout material, so that material separation is likely to occur. Therefore, if the particle size of the aggregate is reduced in order to lighten the aggregate particles and avoid material separation, the water cement ratio required for the flow of the grout material increases, and the flow when the water cement ratio is constant There arises a problem that the property is relatively lowered.
しかるに、ここで骨材の乾燥比重を大きくすると、同じ水セメント（重量）比において、混合する骨材の容積は減少するため、骨材の粒子径を一定とした場合には、骨材の粒子の数が減少し、これに伴って骨材の全粒子の表面積が減少する。このためグラウト材の流動に必要な水量も減少し、水セメント比を小さくすることができる。したがって水セメント比を一定にした場合における流動性を、相対的に高くすることができる。そこで骨材の粒子径を小さくすると共に、乾燥比重を大きくすることによって、より高い流動性を確保しつつ、材料分離を回避することができる。 However, if the dry specific gravity of the aggregate is increased, the volume of the aggregate to be mixed decreases at the same water cement (weight) ratio. Therefore, if the particle diameter of the aggregate is constant, the aggregate particles Associated with the reduction of the total surface area of the aggregate particles. For this reason, the amount of water required for the flow of the grout material is also reduced, and the water cement ratio can be reduced. Therefore, the fluidity when the water-cement ratio is constant can be made relatively high. Therefore, by reducing the particle size of the aggregate and increasing the specific gravity of drying, it is possible to avoid material separation while ensuring higher fluidity.
また繊維については、繊維長を短くすると、グラウト材中において繊維が相互に絡まり難くなって、グラウト材の流動性が高くなる。さらに繊維径を太くすると、同じ混合量（容積比率）における繊維の本数が減少して、グラウト材中において繊維が粗となって相互に絡まり難くなり、グラウト材の流動性が高くなる。そこで繊維を短くすると共に、繊維を太くすることによって、高い引張強度を確保しつつ流動性をさらに高めることができる。 As for the fibers, when the fiber length is shortened, the fibers are less likely to be entangled with each other in the grout material, and the fluidity of the grout material is increased. When the fiber diameter is further increased, the number of fibers in the same mixing amount (volume ratio) is decreased, the fibers become coarse in the grout material and are difficult to get entangled with each other, and the fluidity of the grout material increases. Accordingly, by shortening the fiber and increasing the thickness of the fiber, the fluidity can be further enhanced while ensuring high tensile strength.
さらに支柱をグラウト材で固定して手摺を取り付ける工事においては、上述したように、作業性を向上させるために、速硬性セメントを使用する。しかるに市販の速硬性セメントは、混合するセメントの平均粒子径が５．５μｍ前後と細かいため、水セメント比が高くなって、水セメント比を一定にした場合における流動性が相対的に低くなってしまう。そこで速硬性セメントにおいて、平均粒子径の大きいセメントを使用することによって、水セメント比を低め、水セメント比を一定にした場合における流動性を相対的に高くすることができる。 Furthermore, in the construction of attaching the handrail by fixing the pillar with the grout material, as described above, in order to improve the workability, a fast-hardening cement is used. However, the commercially available fast-hardening cement has a fine average particle size of about 5.5 μm, so the water cement ratio is high and the fluidity is relatively low when the water cement ratio is constant. End up. Therefore, by using a cement having a large average particle size as the fast-curing cement, the water cement ratio can be lowered and the fluidity can be relatively increased when the water cement ratio is kept constant.
以上により、本発明による支柱固定用の流し込みグラウト材の特徴は、速硬性セメント、重量骨材、繊維、及び再乳化型粉末樹脂を含み、この速硬性セメント、重量骨材、繊維、及び再乳化型粉末樹脂の混合割合は、それぞれ４０〜６０重量％、４０〜６０重量％、０．２〜３．０容積％、及び５〜２０重量％であり、この重量骨材は、乾燥比重が３．０〜４．０ｇ／ｃｍ３であって、粒子径が０．２〜０．７ｍｍであることにある。 As described above, the characteristics of the cast grout material for fixing the column according to the present invention include the fast-setting cement, the heavy aggregate, the fiber, and the re-emulsifying powder resin, and the quick-setting cement, the heavy aggregate, the fiber, and the re-emulsification. The mixing ratio of the mold powder resin is 40 to 60% by weight, 40 to 60% by weight, 0.2 to 3.0% by volume, and 5 to 20% by weight, respectively. 0.0 to 4.0 g / cm 3 , and the particle diameter is 0.2 to 0.7 mm.
ここで「支柱固定用の流し込みグラウト材」における「支柱」とは、グラウト材によってコンクリートに固定する金属製の全ての支柱を意味し、特に手摺を構成する支柱に限らない。「速硬性セメント」とは、コンクリートの養生期間が短いセメントを意味し、本発明の場合は、養生期間が１日程度のセメントを意味する。 Here, the “post” in the “cast grout material for fixing the column” means all the metal columns fixed to the concrete by the grout material, and is not limited to the column constituting the handrail. “Fast-hardening cement” means a cement having a short curing period, and in the case of the present invention, means a cement having a curing period of about one day.
「重量骨材」とは、乾燥比重が３．０ｇ／ｃｍ３を超える骨材を意味し、例えば磁鉄鉱、砂鉄、ガーネット、及び酸化スラグが該当する。なお通常使用される「骨材」は、乾燥比重が３．０ｇ／ｃｍ３未満（２．５〜２．８ｇ／ｃｍ３）であって、例えば砂、砂利、及び砕石が該当する。 “Heavy aggregate” means an aggregate having a dry specific gravity exceeding 3.0 g / cm 3 , for example, magnetite, sand iron, garnet, and oxidized slag. The “aggregate” that is usually used has a dry specific gravity of less than 3.0 g / cm 3 (2.5 to 2.8 g / cm 3 ), and corresponds to, for example, sand, gravel, and crushed stone.
「繊維」としては、例えばアラミド繊維、カーボン繊維、及び高強度ビニロン繊維が該当する。「再乳化型粉末樹脂」とは、水を加えるとエマルジョンとなる粉末樹脂を意味する。 Examples of “fiber” include aramid fiber, carbon fiber, and high-strength vinylon fiber. “Re-emulsifying powder resin” means a powder resin that becomes an emulsion when water is added.
「重量骨材」の混合割合を「４０〜６０重量％」としたのは、４０重量％未満であると、流し込みグラウト材の流動性、特に狭い流路における通過性が低くなり過ぎる、すなわち、支柱と穴の間隙に流し込みグラウト材を流し込むためには、細い注ぎ口を有するじょうろ等の施工具が必要になるが、このとき、じょうろ等による流し込みに時間が掛かるからである。また支柱と穴の間隙の隅々まで流し込みグラウト材が行き渡るまでに、さらに時間が掛かるからである。逆に６０重量％を超えると、材料分離が生じ易くなるからである。 The mixing ratio of “heavy aggregate” is set to “40 to 60% by weight”. When the mixing ratio is less than 40% by weight, the flowability of the poured grout material, particularly the passage through a narrow flow path becomes too low. In order to pour the grout material into the gap between the column and the hole, a tool such as a watering can having a thin spout is required, but at this time, it takes time to pour with the watering device. Also, it takes more time for the grout material to flow into every corner of the gap between the column and the hole. Conversely, if it exceeds 60% by weight, material separation tends to occur.
また「重量骨材」の乾燥比重を「３．０〜４．０ｇ／ｃｍ３」としたのは、「３．０ｇ／ｃｍ３」未満であると、混合した「重量骨材」の容積が増加して、流動性を確保するための水セメント比も増加するため、流し込みグラウト材の流動性が低くなり過ぎるからである。逆に「４．０ｇ／ｃｍ３」を超えると、「重量骨材」の粒子が重くなり過ぎて、流し込みグラウト材中で骨材が沈殿して材料分離が生じ易くなるからである。 The dry density of "weight aggregate" was set to "3.0~4.0g / cm 3" is the volume of is less than "3.0 g / cm 3", mixed "weight aggregate" This is because the water cement ratio for securing the fluidity increases and the fluidity of the cast grout material becomes too low. Conversely, if it exceeds “4.0 g / cm 3 ”, the particles of “heavy aggregate” will become too heavy, and the aggregate will precipitate in the cast grout material, which will easily cause material separation.
また「重量骨材」の粒子径を「０．２〜０．７ｍｍ」としたのは、「０．２ｍｍ」未満であると、上述したように流動性を確保するための水セメント比も増加するため、流し込みグラウト材の流動性が低くなり過ぎるからである。逆に「０．７ｍｍ」を超えると、「重量骨材」の粒子が重くなって、流し込みグラウト材中で骨材が沈殿して材料分離が生じ易くなるからである。 In addition, when the particle size of “heavy aggregate” is set to “0.2 to 0.7 mm”, if it is less than “0.2 mm”, the water cement ratio for securing fluidity increases as described above. This is because the flowability of the cast grout material becomes too low. On the other hand, if it exceeds “0.7 mm”, the particles of “heavy aggregate” become heavier, and the aggregate precipitates in the poured grout material, so that material separation is likely to occur.
「繊維」の混合割合を「０．２〜３．０容積％」としたのは、「０．２容積％」未満であると、流し込みグラウトの強度が不足するからであり、逆に「３．０容積％」を超えると、混合した「繊維」の相互の絡み合いによって、流動性が低くなり過ぎるからである。 The reason why the mixing ratio of “fiber” is “0.2 to 3.0% by volume” is that if it is less than “0.2% by volume”, the strength of the cast grout is insufficient. This is because the fluidity becomes too low due to the mutual entanglement of the mixed “fibers” when it exceeds “0.0 vol%”.
「再乳化型粉末樹脂」の混合割合を「５〜２０重量％」としたのは、「５重量％」未満では、ひび割れ抵抗性、耐衝撃性及び引抜抵抗性が、不足するからであり、逆に「２０重量％」を超えると、流動性及び圧縮強度が不足するからである。 The reason why the mixing ratio of the “re-emulsifying powder resin” is set to “5 to 20% by weight” is that if it is less than “5% by weight”, crack resistance, impact resistance and pull-out resistance are insufficient, Conversely, if it exceeds “20 wt%”, the fluidity and compressive strength are insufficient.
さて上述した繊維は、その繊維長が２〜４ｍｍであって、その繊維径が３５〜５５μｍであることが望ましい。上述したように、強度を確保しつつ流動性を向上するためである。ここで「繊維長が２〜４ｍｍ」としたのは、「２ｍｍ」未満であると、流し込みグラウト材の強度が不足するからであり、逆に「４ｍｍ」を超えると、繊維が相互に絡み易くなって、流し込みグラウト材の流動性が低下し過ぎるからである。 Now, it is desirable that the above-described fiber has a fiber length of 2 to 4 mm and a fiber diameter of 35 to 55 μm. As described above, this is to improve the fluidity while ensuring the strength. The reason why the “fiber length is 2 to 4 mm” is that if it is less than “2 mm”, the strength of the cast grout material is insufficient, and conversely if it exceeds “4 mm”, the fibers are easily entangled with each other. This is because the flowability of the cast grout material is too low.
また「繊維径が３５〜５５μｍ」としたのは、「３５μｍ」未満であると、同一の混合割合のときの繊維の本数が多すぎて、繊維が相互に絡み易くなり、流し込みグラウト材の流動性が低下し過ぎるからである。逆に「５５μｍ」を超えると、同一の混合割合のときの繊維の本数が少なすぎて、流し込みグラウト材の強度が不足するからである。 In addition, “fiber diameter of 35 to 55 μm” is less than “35 μm”, and if the mixing ratio is the same, the number of fibers is too large and the fibers are easily entangled with each other. This is because the sex is too low. Conversely, if it exceeds “55 μm”, the number of fibers at the same mixing ratio is too small, and the strength of the cast grout material is insufficient.
また上記速硬性セメントの平均粒子径は、少なくとも１０μｍであることが望ましく、１０μｍ〜１２μｍであることがより望ましい。ここで「平均粒子径は、少なくとも１０μｍ」としたのは、「１０μｍ」未満であると、上述したように、水セメント比が高くなりすぎて、水セメント比を一定にした場合における流動性が相対的に低くなってしまうからである。 The average particle size of the fast-curing cement is preferably at least 10 μm and more preferably 10 μm to 12 μm. Here, the reason why the “average particle size is at least 10 μm” is less than “10 μm”, as described above, the water cement ratio becomes too high, and the fluidity when the water cement ratio is made constant is high. This is because it becomes relatively low.
上述した流し込みグラウト材は、粉末状態の混合物であるため、使用に際しては、水を加えて混練する。この加える水の量は、上述した粉末状態の混合物に対して１５〜２５重量％、すなわち粉末状態の混合物１重量部に対して、加える水の量が０．１５〜０．２５重量部であることが望ましい。１５重量％より少ないと、流し込みが困難となり、２５重量％より多いと、材料分離を生じたり、ひび割れを生じたりし易くなるからである。 Since the above-mentioned cast grout material is a mixture in a powder state, in use, water is added and kneaded. The amount of water to be added is 15 to 25% by weight with respect to the above-mentioned powdered mixture, that is, the amount of water to be added is 0.15 to 0.25 parts by weight with respect to 1 part by weight of the powdered mixture. It is desirable. If the amount is less than 15% by weight, pouring becomes difficult. If the amount is more than 25% by weight, material separation or cracking is likely to occur.
混合する骨材、繊維、及びセメント等について、新たな特性を有するものと、それらの混合割合とを選択することによって、支柱固定用の流し込みグラウト材において、材料分離を回避しつつ流動性を高めることができる。また同時に、ひび割れ抵抗性と繰返し荷重や衝撃荷重に対する強度を高めると共に、施工を容易かつ安全にすることができる。 By selecting new aggregates, aggregates, fibers, and cements to be mixed and their mixing ratios, fluidity is improved while avoiding material separation in cast grout materials for fixing columns. be able to. At the same time, the crack resistance and the strength against repeated load and impact load can be increased, and the construction can be made easy and safe.
初めに本発明による支柱固定用の流し込みグラウト材について、その製造方法の1例を説明し、次いで、この流し込みグラウト材によって、アルミ合金製の手摺の支柱を、ベランダ等の床コンクリートに設けた穴に固定する方法の1例を説明する。 First, an example of a method for producing the cast grout material for fixing the column according to the present invention will be described, and then, by using the cast grout material, a handrail column made of an aluminum alloy is provided in a floor concrete such as a veranda. An example of the method of fixing to will be described.
さて本発明による支柱固定用の流し込みグラウト材は、速硬性セメント、酸化スラグからなる重量骨材、高強度ビニロン繊維からなる繊維、及び再乳化型粉末樹脂を混合して製造する。それぞれの混合割合は、速硬性セメントを４５重量％、重量骨材を４５重量％、繊維を２．５容積％、及び再乳化型粉末樹脂を９重量％とする。 The cast grout material for fixing the column according to the present invention is manufactured by mixing fast-hardening cement, heavy aggregate made of oxidized slag, fiber made of high-strength vinylon fiber, and re-emulsifying powder resin. The mixing ratio is 45% by weight for fast-curing cement, 45% by weight for aggregate, 2.5% by volume for fibers, and 9% by weight for re-emulsifying powder resin.
上記重量骨材の乾燥比重は、３．８ｇ／ｃｍ３であって、その粒子径は、０．５ｍｍである。また上記繊維は、その繊維長が２ｍｍであって、繊維径が５０μｍである。なお重量骨材の粒子径は、ＪＩＳ Ａ １１０２による「骨材のふるい分け試験方法」によって測定できる。 The dry specific gravity of the heavy aggregate is 3.8 g / cm 3 and the particle diameter is 0.5 mm. The fiber has a fiber length of 2 mm and a fiber diameter of 50 μm. The particle size of the heavy aggregate can be measured by “Aggregate Screening Test Method” according to JIS A1102.
なお速硬性セメントは、普通のポルトランドセメントまた早強ポルトランドセメント（例えば住友大阪セメント株式会社製の普通のポルトランドセメントまた早強ポルトランドセメント）に、急硬性混和材（例えば電気化学株式会社製の「ビフォーム」）を混合したものであって、その混合割合は、ポルトランドセメント
７５〜８５重量％、急硬性混和材１５〜２５重量％とする。また速硬性セメントの平均粒径は１１μｍとする。なお速硬性セメントの平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置を使用して測定できる。
The fast-curing cement can be obtained by combining ordinary Portland cement or early-strength Portland cement (for example, ordinary Portland cement or early-strength Portland cement manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) with a quick-setting admixture (for example, Foam ”), and the mixing ratio is 75 to 85% by weight of Portland cement and 15 to 25% by weight of the quick-setting admixture. The average particle size of the fast-curing cement is 11 μm. The average particle size of the fast-curing cement can be measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer.
以上のように各成分を混合することによって、まだ水を加えていない状態の流し込みグラウト材の素材を製造する。 By mixing each component as described above, a raw material of the cast grout material in a state where water is not yet added is manufactured.
次に上述した流し込みグラウト材によって、アルミ合金製の手摺の支柱を、ベランダ等のコンクリート床コンクリートに設けた穴に固定する方法を説明する。図１に、アルミ合金製の手摺の支柱を、ベランダ等の床コンクリートに設けた穴に挿入した状態を示す。流し込みグラウト材は、先の細い注ぎ口を備えたじょうろ等の施工具を使用して、支柱と穴との間の間隙に流し込む。以下詳細に説明する。 Next, a method of fixing the handrail pillar made of aluminum alloy to the hole provided in the concrete floor concrete such as a veranda by the above-described cast grout material will be described. FIG. 1 shows a state in which a handrail column made of an aluminum alloy is inserted into a hole provided in floor concrete such as a veranda. The pouring grout material is poured into the gap between the column and the hole using a tool such as a watering can with a narrow spout. This will be described in detail below.
まずコンクリート床コンクリートに設けた穴の水抜き及び清掃を行なう。次にコンクリートと流し込みグラウト材との結合性を向上させるために、吸水調整剤（例えば日本スタッコ株式会社の製品「スタッコプライマー＃３」を水で２倍に希釈した溶液）を、刷毛等で穴の内面に塗布して乾燥させる。なお流し込みグラウト材の充填までに日数がある場合には、雨や埃等が浸入しないように、テープ等によって穴をカバーしておくとよい。次にコンクリート床コンクリートに設けた穴に、図１に示すように、手摺の支柱を挿入する。 First, drain and clean holes in the concrete floor concrete. Next, in order to improve the bondability between the concrete and the poured grout material, a water absorption adjusting agent (for example, a solution obtained by diluting the product “Stucco Primer # 3” of Nippon Stucco Co., Ltd. twice with water) is bored with a brush or the like. Apply to the inner surface and dry. In addition, when there is a number of days before filling with the pouring grout material, it is preferable to cover the hole with tape or the like so that rain, dust, etc. do not enter. Next, as shown in FIG. 1, a handrail post is inserted into a hole provided in the concrete floor concrete.
次に流し込みグラウト材を準備する。すなわち例えば、上述した流し込みグラウト材の素材１０ｋｇを容器に入れて、これに清水１．７０リットルを撹拌しつつ徐々に加えて、ミキサー等で２分間程度練り混ぜる。なお清水は、周囲温度に併せて可使用期間を調整するために、１．５リットル〜１．７５リットルの間で調整するが、周囲温度が２５℃以上の夏期等においては、可使用期間を確保するために、清水を２．５リットルまで増加してもよい。 Next, a pouring grout material is prepared. That is, for example, 10 kg of the above-mentioned cast grout material is put into a container, 1.70 liters of fresh water is gradually added to the container while stirring, and the mixture is kneaded with a mixer or the like for about 2 minutes. The fresh water is adjusted between 1.5 liters and 1.75 liters in order to adjust the usable period in accordance with the ambient temperature. To ensure, fresh water may be increased to 2.5 liters.
練り混ぜて完成した流し込みグラウト材を、先細の注ぎ口を有するじょうろ等に入れ、この先細の注ぎ口を、上述した支柱と穴との間隙に流し込む。なお、この流し込みグラウト材は流動性が高いため、支柱と穴との間隙に一個所から流し込めば、間隙全体に速やかに行き渡る。なお間隙に流し込んだ流し込みグラウト材は、数時間でほぼ固まり、１日養生すれば、仮止め用の治具等を取外して、手摺取り付け作業の次の段階に取り掛かることができる。 The pouring grout material that has been kneaded and mixed is put into a watering can or the like having a tapered pouring spout, and the tapered pouring spout is poured into the gap between the column and the hole. In addition, since this pouring grout material has high fluidity | liquidity, if it pours into the gap | interval of a support | pillar and a hole from one place, it will spread to the whole gap | interval rapidly. The poured grout material poured into the gap almost hardens within a few hours, and if it is cured for one day, the temporary fixing jig or the like can be removed and the next step of the handrail attaching operation can be started.
上述した支柱固定用の流し込みグラウト材について、流動性を確認し、直接引張強度、ひび割れ抵抗性、及び耐衝撃性を確認した。以下詳述する。 The flowability of the cast grout material for fixing the above-mentioned support was confirmed, and the direct tensile strength, crack resistance, and impact resistance were confirmed. This will be described in detail below.
上述した支柱固定用の流し込みグラウト材について、次のように流動性を確認した。
(1) 供試体
上述した流し込みグラウト材の素材１０ｋｇに、１．６５リットル、１．７０リットル、及び１．７５リットルの水を練り混ぜた３種の流し込みグラウト材を生成した。
(2) 試験方法
(イ) フロー値（ｍｍ）
JASS-15M-103（セルフレベリング材の品質基準）に準拠して行なった。すなわち塩化ビニール製の平板に、内径５０ｍｍ、高さ５１ｍｍの塩化ビニール製のパイプ（容積１００ｍｌ）を置き、その中に練り混ぜた流し込みグラウト材を充填した後に、パイプを引き上げる。塩化ビニール製の平板上において、流し込みグラウト材の広がりが静止した後に、その平均直径を計測した。
(ロ) 流下時間（秒）
JSCE-F521-1999（Ｐ漏斗による方法）に準拠して行なった。すなわち内径１３ｍｍで長さ３８ｍｍの流出管を先端に有し、上端内径１７８ｍｍで高さ１９２ｍｍの円錐状の漏斗（容積１７２５ｍｌ）に、練り混ぜた流し込みグラウト材を充填した後に流出管を開き、流し込みグラウト材の流出が初めて途切れるまでの秒数を計測した。
(3) 評価基準
(イ) フロー値（ｍｍ）：１８０ｍｍ〜２４０ｍｍ
１８０ｍｍ未満では、自己充填性が足りず、２４０ｍｍを超えると、材料分離を生じるからである。
(ロ) 流下時間（秒）：２０秒〜６０秒
２０秒未満では、材料分離を生じ、６０秒を超えると、流し込みに時間が掛かりすぎるからである。
(4) 試験結果
周囲温度５℃（相対湿度４０％）、２０℃（相対湿度６０％）、及び３０℃（相対湿度５０％）の条件にて計測した結果を、表１に示す。この表１に示すように、水の練り混ぜ量が多いほど、流動性が良くなって、フロー値（ｍｍ）が増加して流下時間（秒）が短くなるが、いずれも上述した評価基準を満足した。
The flowability of the above-mentioned cast grout material for fixing the column was confirmed as follows.
(1) Specimen Three types of cast grout materials were produced by mixing 1.65 liters, 1.70 liters, and 1.75 liters of water into 10 kg of the cast grout material described above.
(2) Test method
(A) Flow value (mm)
This was performed in accordance with JASS-15M-103 (quality standards for self-leveling materials). That is, a pipe made of vinyl chloride (volume: 100 ml) having an inner diameter of 50 mm and a height of 51 mm is placed on a flat plate made of vinyl chloride, filled with a cast grout material kneaded therein, and then the pipe is pulled up. On the flat plate made of vinyl chloride, the average diameter was measured after the spread of the cast grout material stopped.
(B) Flow time (seconds)
This was carried out in accordance with JSCE-F521-1999 (method using P funnel). That is, an outflow pipe having an inner diameter of 13 mm and a length of 38 mm is provided at the tip, and a conical funnel (volume: 1725 ml) having an upper end inner diameter of 178 mm and a height of 192 mm is filled with the mixed pouring grout material, and then the outflow pipe is opened and poured. The number of seconds until the grouting flow was interrupted for the first time was measured.
(3) Evaluation criteria
(A) Flow value (mm): 180 mm to 240 mm
If it is less than 180 mm, the self-filling property is insufficient, and if it exceeds 240 mm, material separation occurs.
(B) Flowing time (seconds): 20 seconds to 60 seconds If it is less than 20 seconds, material separation occurs, and if it exceeds 60 seconds, it takes too much time for pouring.
(4) Test results Table 1 shows the results of measurement under conditions of an ambient temperature of 5 ° C (relative humidity 40%), 20 ° C (relative humidity 60%), and 30 ° C (relative humidity 50%). As shown in Table 1, the greater the amount of water kneaded, the better the fluidity, the flow value (mm) increases and the flow time (seconds) decreases. Satisfied.
上述した支柱固定用の流し込みグラウト材について、次のように直接引張強度を確認した。なお比較のため、従来の無収縮モルタルについても、直接引張強度を確認した。
(1) 供試体
JIS A 1132-2006（コンクリートの強度試験用供試体の作り方）に準拠して、材齢７日と２８日との２種類の供試体（直径５０ｍｍ、長さ１００ｍｍ）を作成した。
(2) 試験方法
株式会社島津製作所製の万能試験機（オートグラフ AG-100kNG）を使用し、上記供試体の両端を引っ張り、破断した時の荷重を、供試体の断面積で除した値（Ｎ／ｍｍ２）を計測した。
(3) 評価基準：直接引張強度が３Ｎ／ｍｍ２以上。
３Ｎ／ｍｍ２未満では、水平荷重試験（財団法人ベターリビングの「優良住宅部品性能試験方法書の墜落防止手摺 BLT SR-2008ユニットの水平荷重試験(1) 床支持」）において、２２００Ｎ／ｍの水平荷重を掛けたときに、支柱周りの流し込みグラウト材にひび割れが発生する恐れがあり、また衝撃荷重試験(日本建築防災協会の「ガラスを用いた開口部の安全設計指針」)において、衝撃回数が１回で、支柱周りの流し込みグラウト材にひび割れが発生する恐れがあるからである。
(4) 試験結果
試験結果を表２に示す。この表２に示すように、材齢７日と２８日との２種類の供試体共に、評価基準である直接引張強度：３Ｎ／ｍｍ２以上を満足した。なお従来の無収縮モルタルの１、７倍以上の直接引張強度を有することが確認できた。
The tensile strength of the cast grout material for fixing the above-mentioned support was confirmed directly as follows. For comparison, the tensile strength was also confirmed directly for the conventional non-shrink mortar.
(1) Specimen
In accordance with JIS A 1132-2006 (How to make a specimen for concrete strength test), two types of specimens (diameter 50 mm, length 100 mm) having an age of 7 days and 28 days were prepared.
(2) Test method Using a universal testing machine manufactured by Shimadzu Corporation (Autograph AG-100kNG), pulling both ends of the above specimen and dividing the load when it breaks by the cross-sectional area of the specimen ( N / mm 2 ) was measured.
(3) Evaluation criteria: Direct tensile strength is 3 N / mm 2 or more.
Is less than 3N / mm 2, in the horizontal load test (the Foundation for Better Living "quality housing component performance fall protection test methods manual handrail BLT SR-2008 horizontal load test unit (1) floor support"), horizontal 2200N / m When a load is applied, there is a risk of cracking in the cast grout material around the support, and in the impact load test (`` Guide for Safety Design of Openings Using Glass '' by the Japan Building Disaster Prevention Association) This is because cracks may occur in the poured grout material around the support column at one time.
(4) Test results Table 2 shows the test results. As shown in Table 2, both of the two types of specimens having a material age of 7 days and 28 days satisfied a direct tensile strength of 3 N / mm 2 or more as an evaluation standard. In addition, it has confirmed that it had a direct tensile strength 1-7 times or more of the conventional non-shrink mortar.
上述した支柱固定用の流し込みグラウト材について、次のようにひび割れ抵抗性を確認した。
(1) 供試体
実際に使用されているコンクリート床コンクリートの構造に基づいて、鉄筋コンクリート基板を作成して、矩形断面が６０ｍｍ
Ｘ ５０ｍｍ、深さが１１０ｍｍの穴を形成した。この穴に、矩形断面が４０ｍｍ Ｘ ２０ｍｍ、長さが２００ｍｍのアルミ合金製の支柱を挿入し、支柱と穴との隙間に流し込みグラウト材を流し込んで、穴の開口面から１０ｍｍ下がった位置まで充填した。周囲温度２０℃、相対湿度６０％にて、７日間養生した。
(2) 試験方法
上記供試体を２０℃の水中に１２時間浸漬、次いで−２０℃の雰囲気において１２時間冷却、次いで７０℃の雰囲気において１２時間加熱する工程を１サイクルとして、このサイクルを１５回繰り返した。
(3) 評価基準
１５回のサイクルで、流し込みグラウト材や穴周囲のセメントに、ひび割れが生じないこと。
(4) 試験結果
１５回のサイクルにおいても、流し込みグラウト材や穴周囲のセメントに、ひび割れが生じないことが確認できた。
About the cast grout material for fixing the above-mentioned support, the crack resistance was confirmed as follows.
(1) Specimen A reinforced concrete board was created based on the concrete floor concrete structure actually used, and the rectangular cross section was 60 mm.
A hole of X 50 mm and a depth of 110 mm was formed. Insert a column made of aluminum alloy with a rectangular cross section of 40mm x 20mm and length of 200mm into this hole, pour it into the gap between the column and the hole, pour the grout material, and fill it up to the position 10mm below the opening surface of the hole did. Cured for 7 days at an ambient temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 60%.
(2) Test method The above specimen was immersed in 20 ° C. water for 12 hours, then cooled in an atmosphere of −20 ° C. for 12 hours, and then heated in an atmosphere of 70 ° C. for 12 hours, and this cycle was repeated 15 times. Repeated.
(3) Evaluation criteria No cracks will occur in the cast grout material and the cement around the hole after 15 cycles.
(4) Test results It was confirmed that cracks did not occur in the cast grout material and the cement around the hole even after 15 cycles.
上述した支柱固定用の流し込みグラウト材について、次のように耐衝撃性を確認した。
(1) 供試体
上述した実施例３と同様にして、流し込みグラウト材でコンクリート基板に高さ１１００ｍｍの支柱を固定した。
(2) 試験方法
日本建築防災協会「ガラスを用いた開口部の安全設計指針」に準拠して、先端に重さ４５ｋの錘を付けた長さ２ｍの振り子を、支柱の真上に位置する回転支点からぶら下げ、支柱高さの中央位置にぶつける。ここで錘は、支柱高さの中央位置から７５ｃｍだけ高い位置より振り下ろす。
(3) 評価基準
最大５回まで衝撃を加え、各衝撃毎に流し込みグラウト材や穴周囲のセメントに、ひび割れが生じないこと。
(4) 試験結果
５回まで衝撃のいずれにおいても、流し込みグラウト材や穴周囲のセメントに、ひび割れが生じないことが確認できた。
The impact resistance of the above-mentioned cast grout material for fixing the support was confirmed as follows.
(1) Specimen In the same manner as in Example 3 described above, a column having a height of 1100 mm was fixed to a concrete substrate with a cast grout material.
(2) Test method A 2m long pendulum with a weight of 45k at the tip is positioned directly above the column in accordance with the “Safety Design Guidelines for Glass Openings” by the Japan Building Disaster Prevention Association. Hanging from the rotation fulcrum and hitting the center of the column height. Here, the weight is swung down from a position 75 cm higher than the center position of the column height.
(3) Evaluation criteria Impact shall be applied up to 5 times, and each impact shall be poured, and no crack should occur in the grout material or the cement around the hole.
(4) Test results It was confirmed that no cracking occurred in the cast grout material and the cement around the hole in any of the impacts up to 5 times.
材料分離を回避しつつ高い流動性を備えると共に、引張り強度が高い支柱固定用の流し込みグラウト材を安価に提供できるため、住宅に関する産業に広く利用可能である。 Since the cast grout material for fixing the column having high fluidity while avoiding material separation and having high tensile strength can be provided at low cost, it can be widely used in the industry related to housing.
Claims (4)
上記速硬性セメント、重量骨材、繊維、及び再乳化型粉末樹脂の混合割合は、それぞれ４０〜６０重量％、４０〜６０重量％、０．２〜３．０容積％、及び５〜２０重量％であって、
上記重量骨材は、乾燥比重が３．０〜４．０ｇ／ｃｍ３であって、粒子径が０．２〜０．７ｍｍである
ことを特徴とする支柱固定用の流し込みグラウト材。 Including fast-setting cement, heavy aggregate, fiber, and re-emulsifying powder resin,
The mixing ratio of the fast-curing cement, heavy aggregate, fiber, and re-emulsifying powder resin is 40 to 60% by weight, 40 to 60% by weight, 0.2 to 3.0% by volume, and 5 to 20% by weight, respectively. %,
The above-described heavy aggregate has a dry specific gravity of 3.0 to 4.0 g / cm 3 and a particle diameter of 0.2 to 0.7 mm.
ことを特徴とする請求項１に記載の支柱固定用の流し込みグラウト材。 The cast grout material for fixing a support according to claim 1, wherein the fiber has a fiber length of 2 to 4 mm and a fiber diameter of 35 to 55 µm.
ことを特徴とする請求項１または２に記載の支柱固定用の流し込みグラウト材。 The cast grout material for fixing a column according to claim 1 or 2, wherein the average particle size of the fast-curing cement is at least 10 µm.
ことを特徴とする請求項１ないし３にいずれかに記載の支柱固定用の流し込みグラウト材。 The mixture of the quick-hardening cement, heavy aggregate, fiber, and re-emulsifying powder resin is further mixed with 15 to 25% by weight of water. The cast grout material for fixing the described support.
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