JP2015127283A - Polymer cement grout mortar - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリマーセメントグラウトモルタルに関する。詳しくは、コンクリートに接合させたときに、コンクリートとの一体性が高いポリマーセメントグラウトモルタルに関する。 The present invention relates to a polymer cement grout mortar. Specifically, the present invention relates to a polymer cement grout mortar having high integration with concrete when bonded to concrete.
コンクリートの表面又は内部にモルタルを被覆、充填又は配設し、コンクリートとモルタルを接合させることが行われている。例えば、劣化したコンクリート構造物（鉄筋コンクリート構造物を含む。）をモルタルで補修する場合においても、コンクリートにモルタルを接合させることが行われる（例えば、特許文献１〜３参照）。コンクリート構造物の劣化した部分をコンクリートの健全な部分が露出するまでコンクリートハンマーで斫り取る等して除去する。その後、除去したコンクリートの代わりに補修用モルタルを配設（打設）する。また、コンクリート構造物の耐震補強工事においても、コンクリートにモルタルを接合することが行われている。更に、補修工事や補強工事だけではなく、新設のコンクリート製構造物においても、コンクリートにモルタルを接合することが行われている。コンクリート構造物の補修や補強に用いられるモルタルとして、コンクリート躯体と同程度の圧縮強度のモルタルを選定されることも多い。 A mortar is coated, filled or disposed on the surface or inside of concrete, and the concrete and mortar are joined. For example, even when a deteriorated concrete structure (including a reinforced concrete structure) is repaired with mortar, the mortar is bonded to the concrete (for example, see Patent Documents 1 to 3). Remove the deteriorated part of the concrete structure by scraping it with a concrete hammer until a healthy part of the concrete is exposed. After that, repair mortar is disposed (placed) instead of the removed concrete. Also, in the seismic reinforcement work for concrete structures, mortar is joined to concrete. Furthermore, in addition to repair work and reinforcement work, mortar is also bonded to concrete in new concrete structures. As a mortar used for repairing and reinforcing concrete structures, a mortar having a compressive strength comparable to that of a concrete frame is often selected.
ところで、受ける外力に対して、コンクリートと接合したモルタルが一体となり、同じ挙動を示すことが望まれる。しかし、同一強度のコンクリートとモルタルを比較した場合に、外力に対する変形性能、歪応答性に違いが生じる。外力が硬化体の最大耐力のおよそ３０％を超え５０％に至る付近においては粗骨材とモルタル界面の境界付着層に微細ひび割れが発生しひずみが増大する。また最大耐力の７０％を超えるとモルタル中の細骨材とセメントペースト界面の境界付着層に微細ひび割れが発生する。コンクリートの構造にかかわる部位の一部を同一強度のモルタルで修復した場合、最大耐力の３０％を超える外力が加わるとコンクリートのひずみ量に対しモルタルのひずみ量は小さくなる。即ち、モルタル部分に荷重集中が起こり、最悪の場合はモルタルが損傷を受ける。またコンクリートとモルタルの挙動の差から、両者の界面付近に大きなストレスが生じ、繰返しによりひび割れや界面剥離が起こる。従って、コンクリートと接合させたときに、コンクリートとより一体化することのできるモルタル、特に、外力を受けてもコンクリートと一体化を維持できるモルタルが望まれていた。 By the way, it is desirable that the mortar joined to the concrete is integrated with the external force to be received and exhibits the same behavior. However, when concrete and mortar of the same strength are compared, there is a difference in deformation performance and strain response to external forces. In the vicinity where the external force exceeds approximately 30% and reaches 50% of the maximum yield strength of the hardened body, fine cracks occur in the boundary adhesion layer between the coarse aggregate and the mortar interface, and the strain increases. On the other hand, if it exceeds 70% of the maximum proof stress, fine cracks occur in the boundary adhesion layer between the fine aggregate and cement paste in the mortar. When a part of the part related to the concrete structure is repaired with mortar having the same strength, when an external force exceeding 30% of the maximum proof stress is applied, the strain amount of the mortar becomes smaller than the strain amount of the concrete. That is, load concentration occurs in the mortar portion, and in the worst case, the mortar is damaged. In addition, due to the difference in behavior between concrete and mortar, a large stress is generated near the interface between the two, and cracks and interfacial debonding occur due to repetition. Therefore, there has been a demand for a mortar that can be more integrated with concrete when it is bonded to concrete, particularly a mortar that can maintain integration with concrete even under external force.
上記のコンクリートと接合させるモルタルとして、コンクリートとの接着強度が高いことから、ポリマーセメントモルタルが用いられことがある。また、施工の行い易さ及びコンクリートとの接着強度が高いことから、コンクリートと接合させるモルタルとして、ポリマーセメントモルタルからなるグラウト材、即ち、ポリマーセメントグラウトモルタル（充填用ポリマーセメントモルタル）が用いられることがある。 As the mortar to be bonded to the concrete, polymer cement mortar is sometimes used because of its high adhesive strength with concrete. In addition, because of the ease of construction and high adhesive strength with concrete, grout material made of polymer cement mortar, that is, polymer cement grout mortar (polymer cement mortar for filling) is used as the mortar to be joined to concrete. There is.
本発明は前記問題の解決、即ち、本発明は、コンクリートと接合させたときに、コンクリートとの一体性に優れるポリマーセメントグラウトモルタルを提供することを目的とする。また、本発明は、コンクリートと接合させたときに、外力を受けてもコンクリートと一体性を維持できるポリマーセメントグラウトモルタルを提供することを目的とする。 The object of the present invention is to provide a polymer cement grout mortar that solves the above-mentioned problems, that is, has excellent integrity with concrete when bonded to concrete. Another object of the present invention is to provide a polymer cement grout mortar that can maintain its integrity with concrete even when subjected to an external force when bonded to concrete.
本発明者は、前記課題解決のため鋭意検討した結果、セメントと、特定の粒度の骨材を特定量含有させ、更に特定の混和材料を含有させることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下の（１）〜（４）で表すプレミックスグラウト組成物である。
（１）粒径２．５〜５．０mmの骨材を１０〜５０質量％含有し、更に、セメント、減水剤、増粘剤、ポリマーディスパージョンを含有するポリマーセメントグラウトモルタル。
（２）更に、高炉スラグ微粉末，フライアッシュ，メタカオリンから選ばれる１種又は２種以上を３〜２０質量％含有する上記（１）のポリマーセメントグラウトモルタル。
（３）更に、シリカフュームを０．５〜５質量％含有する上記（１）又は（２）のポリマーセメントグラウトモルタル。
（４）更に、膨張材、石膏、アルカリ金属硫酸塩、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、尿素、セルロース微粉末から選ばれる１種又は２種以上を含有する上記（１）〜（３）の何れかのポリマーセメントグラウトモルタル。
As a result of intensive investigations for solving the above problems, the present inventor has found that the above problems can be solved by including a specific amount of cement and aggregate of a specific particle size, and further including a specific admixture. Completed the invention. That is, the present invention is a premix grout composition represented by the following (1) to (4).
(1) A polymer cement grout mortar containing 10 to 50% by mass of an aggregate having a particle size of 2.5 to 5.0 mm, and further containing cement, a water reducing agent, a thickener, and a polymer dispersion.
(2) The polymer cement grout mortar according to (1), further containing 3 to 20% by mass of one or more selected from blast furnace slag fine powder, fly ash, and metakaolin.
(3) The polymer cement grout mortar according to (1) or (2), further containing 0.5 to 5% by mass of silica fume.
(4) The above-mentioned (1) to (3) further containing one or more kinds selected from an expanding material, gypsum, alkali metal sulfate, calcium formate, calcium acetate, calcium lactate, urea, and fine cellulose powder. Any polymer cement grout mortar.
本発明によれば、コンクリートと接合させたときに、コンクリートとの一体性に優れるポリマーセメントグラウトモルタルが得られる。本発明によれば、コンクリートと接合させたときに、外力を受けてもコンクリートと一体化を維持できるポリマーセメントグラウトモルタルが得られる。また、本発明によれば、コンクリートと接合するポリマーセメントグラウトモルタルとの一体性に優れるので、耐久性に優れるコンクリート構造物が得られる。 According to the present invention, a polymer cement grout mortar having excellent integrity with concrete when bonded to concrete can be obtained. According to the present invention, when cemented with concrete, a polymer cement grout mortar capable of maintaining integration with concrete even when subjected to external force is obtained. Moreover, according to this invention, since it is excellent in the integrity with the polymer cement grout mortar joined with concrete, the concrete structure excellent in durability is obtained.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルは、粒径２．５〜５．０mmの骨材を１０〜５０質量％含有し、更に、セメント、減水剤、増粘剤、ポリマーディスパージョンを含有する。ここで、粒径２．５〜５．０mmの骨材とは、公称呼び寸法２．５mm（公称目開き（以下「目開き」と云う。）２．３６mm）の篩に留まり且つ目開き４．７５mmの篩を通過する骨材を云う。また、本発明で云う「質量％」は、特段断らない限りにおいては、ポリマーセメントグラウトモルタルの質量から水及び液状混和材料の合計質量を除いた質量を１００質量％（基準）としたときの質量％を云い、ポリマーセメントグラウトモルタルがプレミックスモルタルのときは、プレミックスモルタルの全質量（セメント、粉体混和材料及び絶乾状態の骨材の合計質量）を１００質量％（基準）としたときの質量％を云う。 The polymer cement grout mortar of the present invention contains 10 to 50% by mass of an aggregate having a particle size of 2.5 to 5.0 mm, and further contains cement, a water reducing agent, a thickener, and a polymer dispersion. Here, the aggregate having a particle size of 2.5 to 5.0 mm means that it remains on the sieve having a nominal size of 2.5 mm (nominal opening (hereinafter referred to as “opening”) 2.36 mm) and has an opening of 4 .Aggregates that pass through a 75 mm sieve. In addition, unless otherwise specified, “mass%” in the present invention is a mass when the mass obtained by removing the total mass of water and the liquid admixture from the mass of the polymer cement grout mortar is 100 mass% (reference). When the polymer cement grout mortar is a premix mortar, the total mass of the premix mortar (the total mass of cement, powder admixture, and absolutely dry aggregate) is 100% by mass (standard) % By mass.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルは、粒径２．５〜５．０mmの骨材（以下、「准粗骨材」と云うことがある。）を１０〜５０質量％含有することで、外力に対する歪の挙動が、一般的なモルタル（骨材として粒径２．５mm以下の骨材のみ含むモルタル、以下「一般モルタル」と云うことがある。）よりもコンクリートに近く、コンクリートの接合面（本発明のポリマーセメントグラウトモルタルとの界面）における密着性が高く、且つポンプ圧送性にも優れる。また、骨材の沈降も起こり難い。准粗骨材が５０質量％を超えると、骨材の沈降が起こる虞があり、又ポンプによる圧送性が低下するため、施工性に難がある。また、。准粗骨材が１０質量％未満であると、准粗骨材を含有する効果が乏しく、一般モルタルと変わらない。本発明のポリマーセメントグラウトモルタルにおいて、准粗骨材の含有率を好ましくは１５〜４６質量％とすることが好ましく、更に好ましくは２０〜４６質量％とする。 The polymer cement grout mortar of the present invention contains 10 to 50% by mass of an aggregate having a particle size of 2.5 to 5.0 mm (hereinafter sometimes referred to as “quasi-coarse aggregate”). The strain behavior is closer to concrete than general mortar (mortar containing only aggregates with a particle size of 2.5 mm or less as aggregate, sometimes referred to as “general mortar”). The adhesiveness at the interface with the polymer cement grout mortar of the invention is high and the pumpability is also excellent. Aggregation does not easily occur. When the semi-coarse aggregate exceeds 50% by mass, the aggregate may be settled, and the pumpability by the pump is lowered, so that the workability is difficult. Also,. When the amount of the quasi-coarse aggregate is less than 10% by mass, the effect of containing the quasi-coarse aggregate is poor, which is the same as general mortar. In the polymer cement grout mortar of the present invention, the content of the semi-coarse aggregate is preferably 15 to 46% by mass, more preferably 20 to 46% by mass.
本発明に用いる准粗骨材としては、上記粒径の骨材であればよく、例えば、玉砂利、川砂利、砕石、珪石、川砂、砕砂、珪砂、スラグ骨材、再生骨材等が好ましい例として挙げられ、これらのうち上記粒径のものが使用でき、２種以上を併用してもよい。また、コンクリート用粗骨材や道路用砕石の篩い分けの際に得られる「びり」と呼ばれる粒径５．０mm以下の小砂利は、准粗骨材として好適である。また、用いる准粗骨材の形状としては、球形に近いものがより好適である。 As the associate coarse aggregate used in the present invention, any aggregate having the above particle diameter may be used. For example, boulder gravel, river gravel, crushed stone, silica stone, river sand, crushed sand, quartz sand, slag aggregate, recycled aggregate and the like are preferable examples. Among them, those having the above particle diameter can be used, and two or more kinds may be used in combination. Further, small gravel having a particle size of 5.0 mm or less called “chatter” obtained when sieving coarse aggregate for concrete or crushed stone for road is suitable as a quasi-coarse aggregate. Moreover, as a shape of the associate coarse aggregate to be used, a shape close to a spherical shape is more preferable.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルには、骨材として准粗骨材以外の骨材が含まれていてもよい。粒径５．０mmを超える骨材、即ち目開き４．７５mmの篩に留まる骨材を含有するときは、目開き１３．２mmの篩通過する骨材を用いることが、小型のスクイズポンプで圧送できることから好ましい。また、粒径５．０mmを超える骨材の含有量は、ポンプ圧送性に優れることから、１０質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは７質量％以下とする。また、粒径２．５mm以下の骨材、即ち目開き２．３６mmの篩を通過する骨材を含有することが、コンクリートの接合面における密着性が高く、ポンプ圧送性にも優れ且つ骨材の沈降も起こり難いことから好ましく、粒径２．５mm以下の骨材の含有率は５〜８０％とすることが好ましく、１０〜６０質量％とすることがより好ましい。 The polymer cement grout mortar of the present invention may contain an aggregate other than the quasi coarse aggregate as an aggregate. When aggregates with a particle size of more than 5.0 mm, that is, aggregates that remain on a sieve with an opening of 4.75 mm, it is possible to use an aggregate that passes through a sieve with an opening of 13.2 mm. It is preferable because it is possible. The aggregate content exceeding 5.0 mm is preferably 10% by mass or less, and more preferably 7% by mass or less because of excellent pumpability. In addition, it contains an aggregate having a particle size of 2.5 mm or less, that is, an aggregate that passes through a sieve having an aperture of 2.36 mm, has high adhesion at the joint surface of the concrete, has excellent pumpability, and aggregate It is preferable that sedimentation of the steel particles does not easily occur, and the content ratio of the aggregate having a particle size of 2.5 mm or less is preferably 5 to 80%, more preferably 10 to 60% by mass.
本発明に用いるセメントは、水硬性セメントであればよく、例えば普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱の各種ポルトランドセメント、エコセメント及びポルトランドセメントに含まれないビーライトセメント等のケイ酸カルシウム鉱物を主成分とするセメント（ケイ酸カルシウム鉱物を５０質量％以上含むセメント）、並びに、これらのケイ酸カルシウム鉱物を主成分とするセメントに、フライアッシュ、高炉スラグ粉末、シリカフューム又は石灰石微粉末等を混合した各種混合セメント、太平洋セメント社製「スーパージェットセメント」（商品名）や住友大阪セメント社製「ジェットセメント」（商品名）等の超速硬セメント、アルミナセメント等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用することができる。ワービリティを損ない難く可使時間が長く確保し易いことから、各種ポルトランドセメント、エコセメント、ポルトランドセメントに含まれないビーライトセメント及び各種混合セメントから選ばれる一種又は二種以上を使用することが好ましい。 The cement used in the present invention may be a hydraulic cement, for example, ordinary, early strength, ultra-early strength, low heat and moderate heat Portland cement, eco-cement, and belite cement not included in Portland cement. Cement containing calcium mineral as a main component (cement containing 50 mass% or more calcium silicate mineral), and cement containing these calcium silicate minerals as main components, fly ash, blast furnace slag powder, silica fume, or limestone fine powder Etc., various super-hard cements such as “Super Jet Cement” (trade name) manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd., “Jet Cement” (trade name) manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., etc. One kind or two or more kinds can be used. It is preferable to use one or more selected from various portland cements, eco cements, belite cements not included in portland cements, and various mixed cements because it is difficult to impair the workability and it is easy to ensure a long pot life. .
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルにおいて、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、メタカオリン、シリカフューム等のポゾラン又はスラグ粉末から選ばれる１種又は２種以上を含むことで、准粗骨材を所定量含有しても骨材沈降・材料分離が生じ難く且つコンクリート構造物の大断面修復に用いても必要な均一性が得られ易いことから好ましい。高炉スラグ微粉末，フライアッシュ，メタカオリンから選ばれる１種又は２種以上を用いる場合は３〜２０質量％とすることが好ましく、シリカフュームを用いる場合は０．５〜５質量％とすることが好ましい。 The polymer cement grout mortar of the present invention contains a predetermined amount of quasi-coarse aggregate by including one or more selected from pozzolanic or slag powder such as blast furnace slag fine powder, fly ash, metakaolin, and silica fume. In particular, it is preferable because aggregate sedimentation and material separation hardly occur and necessary uniformity can be easily obtained even when used for repairing a large section of a concrete structure. When using 1 type or 2 or more types chosen from blast furnace slag fine powder, fly ash, and metakaolin, it is preferable to set it as 3-20 mass%, and when using a silica fume, it is preferable to set it as 0.5-5 mass%. .
本発明に用いる増粘剤としては、例えばヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）等のヒドロキシアルキルセルロース、或いは、ヒドロキシエチルメチルセルロース(ＨＥＭＣ)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(ＨＰＭＣ)、ヒドロキシエチルエチルセルロース(ＨＥＥＣ)等のヒドロキシアルキルアルキルセルロース等の水溶性セルロース；アルギン酸、β−１，３グルカン、プルラン、ウェランガム等の多糖類；アクリル樹脂やポリビニルアルコール等のポリビニル化合物；メチルスターチ，エチルスターチ，プロピルスターチ又はメチルプロピルスターチ等のアルキルスターチ、ヒドロキシエチルスターチ又はヒドロキシプロピルスターチ等のヒドロキシアルキルスターチ、或いは、ヒドロキシプロピルメチルスターチ等のヒドロキシアルキルアルキルスターチ等スターチエーテル等が挙げられ、これらの一種又は二種以上の使用が可能である。また、本発明に用いる増粘剤としては、プレミックスし易いことから、粉末のもの（粉末増粘剤）が好ましい。増粘剤の含有率は０．００５〜１質量％とすることが流動性の確保及び材料分離抵抗性が得られることから好ましい。更に好ましくは０．０２〜０．５質量％とする。少ないと材料分離・骨材沈降、多すぎると流動性低下、ポンプ圧送性低下の虞がある。 Examples of the thickener used in the present invention include hydroxyalkyl celluloses such as hydroxyethyl cellulose (HEC) and hydroxypropyl cellulose (HPC), or hydroxyethyl methyl cellulose (HEMC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), and hydroxyethyl ethyl cellulose (HEEC). Water-soluble cellulose such as hydroxyalkyl alkyl cellulose; polysaccharides such as alginic acid, β-1,3 glucan, pullulan and welan gum; polyvinyl compounds such as acrylic resin and polyvinyl alcohol; methyl starch, ethyl starch, propyl starch or methyl Alkyl starch such as propyl starch, hydroxyalkyl starch such as hydroxyethyl starch or hydroxypropyl starch, or hydroxy Hydroxyalkyl alkyl starch such as starch ethers such as propyl starch and the like, it is possible to use alone or in combination. Moreover, as a thickener used for this invention, since it is easy to premix, the thing of a powder (powder thickener) is preferable. The content of the thickener is preferably 0.005 to 1% by mass from the viewpoint of ensuring fluidity and material separation resistance. More preferably, it is 0.02-0.5 mass%. If the amount is too small, there is a risk of material separation and aggregate sedimentation. If the amount is too large, fluidity and pumpability may decrease.
また、本発明に用いる減水剤としては、特に限定されず、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤等のセメント分散剤を用いることができ、例えば、ポリカルボン酸塩系セメント分散剤、ナフタレンスルホン酸塩系セメント分散剤、メラミンスルホン酸塩系セメント分散剤及びリグニンスルホン酸塩系セメント分散剤が挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。用いる減水剤としては、粉末状高性能減水剤又は粉末状高性能ＡＥ減水剤を用いると、高い付着強度を得易いことから好ましい。また、本発明に用いる減水剤としては、プレミックスし易いことから、粉末のもの（粉末減水剤）が好ましい。減水剤の含有率は、０．０１〜５質量％とすることが高い流動性が得られ且つ材慮分離し難いことから好ましい。より高い流動性が得られ易く且つ骨材沈降が起こり難く材料分離抵抗性に優れることから、減水剤の含有率は、０．０５〜２質量％とすることがより好ましい。 Further, the water reducing agent used in the present invention is not particularly limited, and a cement dispersant such as a water reducing agent, a high performance water reducing agent, an AE water reducing agent, a high performance AE water reducing agent, a fluidizing agent, and the like can be used. Polycarboxylate-based cement dispersant, naphthalene sulfonate-based cement dispersant, melamine sulfonate-based cement dispersant and lignin sulfonate-based cement dispersant may be used, and one or more of these should be used Can do. As the water reducing agent to be used, it is preferable to use a powdery high performance water reducing agent or a powdery high performance AE water reducing agent because high adhesion strength can be easily obtained. Moreover, as a water reducing agent used for this invention, since it is easy to premix, the thing (powder water reducing agent) of a powder is preferable. The content of the water reducing agent is preferably 0.01 to 5% by mass because high fluidity is obtained and material separation is difficult. It is more preferable that the content of the water reducing agent is 0.05 to 2% by mass because higher fluidity is easily obtained and aggregate sedimentation hardly occurs and the material separation resistance is excellent.
本発明におけるポリマーディスパージョンとしては、通常ポリマーセメントモルタルに用いられるものであれば何れも使用可能であり、アクリル系樹脂、スチレン・アクリル共重合系樹脂、スチレン・ブタジエン共重合系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル・ベオバ共重合系樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエン共重合系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂及びこれらの変性樹脂のポリマーディスパージョンが挙げられる。変性樹脂とは、例えばカルボキシル変性、エポキシ変性、シリコン変性等された樹脂をいう。ポリマーディスパージョンは、上記樹脂を水に乳化して安定化された液体状のもの、又は水により再乳化するものであれば粉末状（再乳化型粉末樹脂）でもよく、何れか１種又は２種以上を併用してもよい。ポリマーディスパージョンの含有率は、不揮発成分換算で１〜１２質量％が好ましく、２〜８質量％が更に好ましい。少ないと付着強度の低下の虞があり、多過ぎると強度低下、骨材沈降・材料分離及びポンプ圧送性の低下の虞がある。 As the polymer dispersion in the present invention, any polymer dispersion mortar can be used as long as it is usually used in polymer cement mortars. Acrylic resins, styrene / acrylic copolymer resins, styrene / butadiene copolymer resins, vinyl acetate resins Examples thereof include resins, vinyl acetate / veova copolymer resins, methyl methacrylate / butadiene copolymer resins, polyvinyl alcohol resins, and polymer dispersions of these modified resins. The modified resin refers to, for example, a resin modified with carboxyl, epoxy, or silicon. The polymer dispersion may be a liquid that is stabilized by emulsifying the resin in water, or a powder (re-emulsifying powder resin) as long as it is re-emulsified with water. More than one species may be used in combination. The content of the polymer dispersion is preferably 1 to 12% by mass and more preferably 2 to 8% by mass in terms of nonvolatile components. If the amount is too small, the adhesion strength may be reduced. If the amount is too large, the strength may be reduced, aggregate settling / material separation, and pumpability may be reduced.
更に、本発明に膨張材を含有することがコンクリートとの長期的な一体化の点で好ましい。本発明に用いる膨張材としては、水和により例えば水酸化カルシウムやエトリンガイト等の水和物の結晶が成長し、嵩体積が大きくなる物質を主要成分とするものであれば何れのものでも良く、具体的には、生石灰、カルシウムサルホアルミネート、無水石膏、マグネシア、石灰系膨張材、エトリンガイト系膨張材等が好適な例として挙げられ、これら又はこれらに類する物質の一種又は二種以上を使用することが可能である。膨張材の含有率は、好ましくは０．５〜４質量％、更に好ましくは０．５〜２質量％とする。少ないと効果なく、多いと過膨張による破壊の虞がある。膨張材がブレーン比表面積３５００cm２／ｇ以上の石灰系膨張材を含有し且つ石膏及びアルカリ金属硫酸塩を含有するとさらに好ましい。石膏としては無水石膏及び／または半水石膏を主成分とするものが好ましく、石膏の含有率は０．２〜１０質量％，さらに好ましくは０．８〜７質量％とすることが好ましい。アルカリ金属硫酸塩は好ましくは０．０８〜０．８質量％，さらに好ましくは０．１〜０．５質量％。これらは少ないと効果がなく，多いと遅れ膨張による破壊の虞がある。 Furthermore, it is preferable that the present invention contains an expansion material in terms of long-term integration with concrete. As the expansion material used in the present invention, any material may be used as long as a hydrated crystal such as calcium hydroxide or ettringite grows by hydration and a substance having a large bulk volume is used as a main component. Specifically, quick lime, calcium sulfoaluminate, anhydrous gypsum, magnesia, lime-based expansive material, ettringite-based expansive material and the like are preferable examples, and one or two or more of these or similar substances are used. It is possible. The content of the expansion material is preferably 0.5 to 4% by mass, more preferably 0.5 to 2% by mass. If it is small, there is no effect. More preferably, the expansion material contains a lime-based expansion material having a Blaine specific surface area of 3500 cm 2 / g or more and contains gypsum and an alkali metal sulfate. The gypsum is preferably composed mainly of anhydrous gypsum and / or hemihydrate gypsum, and the gypsum content is preferably 0.2 to 10% by mass, more preferably 0.8 to 7% by mass. The alkali metal sulfate is preferably 0.08 to 0.8 mass%, more preferably 0.1 to 0.5 mass%. If these are small, there is no effect, and if they are large, there is a risk of destruction due to delayed expansion.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルには、ギ酸カルシウム，酢酸カルシウム，乳酸カルシウム，尿素から選ばれる１種又は２種以上を含有することが、コンクリートとの長期的な一体化の点及び骨材沈降を抑制する点で更に好ましい。これらの好ましい含有率は０．０１〜４質量％、更に好ましくは０．０５〜２質量％とする。少ないと効果はほとんど得られず，多いとギ酸カルシウム，酢酸カルシウム，乳酸カルシウムではシマリが早く可使時間が確保できなくなり、尿素が多いと再結晶膨張圧での破壊の虞がある。 The polymer cement grout mortar of the present invention contains one or more kinds selected from calcium formate, calcium acetate, calcium lactate, and urea, so that long-term integration with concrete and aggregate sedimentation can be achieved. More preferable in terms of suppression. These preferable content rates are 0.01-4 mass%, More preferably, you may be 0.05-2 mass%. If the amount is too small, almost no effect can be obtained. If the amount is large, the use of calcium formate, calcium acetate, and calcium lactate is fast and the pot life cannot be secured. If the amount of urea is large, there is a risk of destruction by recrystallization expansion pressure.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルには、セルロース微粉末を含有することが、材料分離抵抗性に優れ、圧送管の管壁との滑りが向上しポンプ圧送性が向上し施工性に優れることから好ましい。セルロース微粉末の好ましい含有率は０．０５〜１質量％、更に好ましくは０．１〜０．５質量％とする。少ないと効果はほとんど得られず，多すぎると、コンクリートとの付着力が低下する虞がある。 The polymer cement grout mortar of the present invention preferably contains cellulose fine powder because it has excellent material separation resistance, improved slippage with the pipe wall of the pumping pipe, improved pump pumpability, and excellent workability. . A preferable content of the fine cellulose powder is 0.05 to 1% by mass, and more preferably 0.1 to 0.5% by mass. If the amount is too small, the effect is hardly obtained. If the amount is too large, there is a possibility that the adhesion force to the concrete is lowered.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルには、上記のセメント、ポゾラン、スラグ粉末及び膨張材を合わせた結合材を、１０〜４５質量％含有することがコンクリートとの一体性を得る点、骨材沈降・材料分離を抑制する点等から好ましく、更に、２０〜４０質量％とする。結合材が少ないと強度の低下、耐久性の低下等が起こる虞がある。 The polymer cement grout mortar of the present invention contains 10 to 45% by mass of a binder that is a combination of the above cement, pozzolana, slag powder, and expansion material, so that the unity with the concrete is obtained. It is preferable from the point etc. which suppress material separation, and also sets it as 20-40 mass%. If the amount of the binder is small, there is a possibility that the strength is lowered and the durability is lowered.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルには、上記のセメント、骨材及び混和材料以外に、他の混和材料から選ばれる一種又は二種以上を本発明の効果を実質損なわない範囲で併用することができる。この混和材料としては、例えば消泡剤、防水材、防錆剤、収縮低減剤、保水剤、顔料、上記以外の繊維、撥水剤、発泡剤、白華防止剤、急結剤（材）、急硬剤（材）、凝結遅延剤、空気連行剤、表面硬化剤等が挙げられる。また、本発明で使用される混和材料は、粉末状でも液状でも使用可能であるが、液状の混和材料の場合には、他の粉体又は顆粒状の成分（担体）に吸着させ見かけ上粉体状又は顆粒状とした上で用いることが好ましい。ここで用いる担体としては、シリカ粉末等の他、セメント、骨材或いは粉末状又は顆粒状の混和材料を用いてもよい。 In the polymer cement grout mortar of the present invention, in addition to the above cement, aggregate and admixture, one or more selected from other admixtures can be used in combination as long as the effects of the present invention are not substantially impaired. . Examples of such admixtures include antifoaming agents, waterproofing agents, rust preventives, shrinkage reducing agents, water retention agents, pigments, fibers other than those mentioned above, water repellents, foaming agents, whitening prevention agents, and quick setting agents (materials). , Rapid hardening agent (material), setting retarder, air entraining agent, surface hardening agent and the like. The admixture used in the present invention can be used in the form of powder or liquid, but in the case of liquid admixture, it is adsorbed on other powder or granular components (carrier) and apparently powder. It is preferable to use it after making it into a body or granule. As the carrier used here, in addition to silica powder and the like, cement, aggregate, or powder or granular admixture may be used.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルは、含まれる結合材の質量１００質量部に対し、３０〜６０質量部の水と混練して用いることが好ましい。即ち、水結合材比（Ｗ／Ｂ）３０〜６０％とすることが好ましい。このときの水量は、水性の液状混和材料（例えば液体減水剤やゴムラテックス。）を添加する場合は、ポリマーセメントグラウトモルタルに添加する水性の液状混和材料に含まれる水の量も考慮する。また、混練に用いる器具や混練装置も特に限定されないが、ミキサを用いることが量を多く混練できるので好ましい。用いることのできるミキサとしては連続式ミキサでもバッチ式ミキサでも良く、例えばパン型コンクリートミキサ、パグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ、グラウトミキサ、ハンドミキサ、左官ミキサ等が挙げられる。 The polymer cement grout mortar of the present invention is preferably used by kneading with 30 to 60 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the binder contained. That is, the water binder ratio (W / B) is preferably 30 to 60%. At this time, when adding an aqueous liquid admixture (for example, a liquid water reducing agent or rubber latex), the amount of water contained in the aqueous liquid admixture added to the polymer cement grout mortar is also considered. Moreover, although the apparatus and kneading apparatus used for kneading are not particularly limited, it is preferable to use a mixer because a large amount can be kneaded. The mixer that can be used may be a continuous mixer or a batch mixer, such as a pan concrete mixer, a pug mill concrete mixer, a gravity concrete mixer, a grout mixer, a hand mixer, and a plaster mixer.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルが、混練直後のＪＩＳ Ａ １１５０に準じて測定したスランプフローの値が５０cm以下であると、材料が均一性を得られながら流動性、充填性に優れることから好ましい。より好ましいスランプフローの値は３０〜５０cm、更に好ましいスランプフローの値は３２〜４６cmである。 When the polymer cement grout mortar of the present invention has a slump flow value of 50 cm or less measured according to JIS A 1150 immediately after kneading, it is preferable because the material is excellent in fluidity and filling properties while being uniform. A more preferable slump flow value is 30 to 50 cm, and a still more preferable slump flow value is 32 to 46 cm.
［実施例１］
以下に示す材料を用いて表１に示す配合割合のポリマーセメントグラウトモルタルを、グラウトミキサを用い２分間混合することで１２種類(実施品１〜７及び参考品１〜５)作製した。
＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント，太平洋セメント社製，密度 3.16 ｇ／cm３
減水剤１： ポリカルボン酸系粉末高性能減水剤，太平洋マテリアル社製，NF-200（商品名）
減水剤２： ナフタレンスルホン酸系粉末高性能減水剤，花王社製，マイティ100（商品名）
高炉スラグ微粉末： 新日鉄住金社製，スピリッツ4000（商品名），ブレーン比表面積 4000 cm２／ｇ
フライアッシュ： 常磐火力産業社製，ＪＩＳ II種
メタカオリン： ＢＡＳＦ社製，MetaMax HRM（商品名），平均粒径 1.2μｍ
シリカフューム： チェルヤビンスク製，フェロシリコン副生シリカフューム，ＢＥＴ比表面積 19 m２／ｇ
膨張材１：低ブレーンタイプ 太平洋マテリアル製石灰系膨張材，ブレーン比表面積 2300 cm２／ｇ
膨張材２：高ブレーンタイプ 太平洋マテリアル製石灰系膨張材，ブレーン比表面積 4600 cm２／ｇ
無水石膏：フッ酸副生II型無水石膏，ブレーン比表面積 7000 cm２／ｇ
無水硫酸ナトリウム： 一級試薬
ギ酸カルシウム：一級試薬
酢酸カルシウム：一級試薬
乳酸カルシウム：一級試薬
尿素：一級試薬
細骨材１（≦2.5mm）：愛知県三河産珪砂，絶乾砂，F.M.；2.5
准粗骨材（2.5〜5.0mm）：茨城県鹿島産珪石，絶乾砂
粗骨材１，２：茨城県桜川産砕石，表乾密度 2.64 ｇ／cm３
増粘剤１：セルロースエーテル，松本油脂社製，マーポローズ90MP-4T（商品名）
増粘剤２：スターチエーテル ＢＡＳＦ社製，Starvis SE25F （商品名）
繊維： 東和織物社製，タフバインダー（商品名）５mm
セルロース微粉末：レッテンマイヤー社製，Arbocel PWC500 （商品名）
ポリマーディスパージョン１：スチレンアクリル系再乳化型ポリマーディスパージョン，ＢＡＳＦ社製，Acronal S430P（商品名）
ポリマーディスパージョン２：ＳＢＲ系ポリマーエマルション，太平洋マテリアル製，太平洋ＣＸ-Ｂ（商品名），不揮発成分４５質量％
減水剤３：ポリカルボン酸系高性能減水剤（液体），太平洋マテリアル製，コアフローＮＦ-２００Ｌ（商品名）
[Example 1]
Twelve types (Examples 1 to 7 and Reference Products 1 to 5) were prepared by mixing the polymer cement grout mortar having the blending ratio shown in Table 1 with the materials shown below for 2 minutes using a grout mixer.
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement, Taiheiyo Cement, density 3.16 g / cm 3
Water reducing agent 1: Polycarboxylic acid powder high-performance water reducing agent, manufactured by Taiheiyo Materials Co., Ltd., NF-200 (trade name)
Water reducing agent 2: Naphthalenesulfonic acid powder high-performance water reducing agent, manufactured by Kao Corporation, Mighty 100 (trade name)
Blast furnace slag fine powder: Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd., Spirits 4000 (trade name), Blaine specific surface area 4000 cm 2 / g
Fly ash: Joban Thermal Power Industry Co., Ltd., JIS type II
Metakaolin: manufactured by BASF, MetaMax HRM (trade name), average particle size 1.2 μm
Silica fume: manufactured by Cheryabinsk, ferrosilicon by-product silica fume, BET specific surface area 19 m 2 / g
Expandable material 1: Low-brane type Pacific material lime-based expanded material, specific surface area of brain 2300 cm 2 / g
Expandable material 2: High-brane type Pacific material lime-based expanded material, specific surface area of brain 4600 cm 2 / g
Anhydrous gypsum: hydrofluoric acid by-product type II anhydrous gypsum, Blaine specific surface area 7000 cm 2 / g
Anhydrous sodium sulfate: First grade reagent
Calcium formate: first grade reagent
Calcium acetate: first grade reagent
Calcium lactate: first grade reagent
Urea: first grade reagent
Fine aggregate 1 (≦ 2.5mm): Silica sand from Mikawa, Aichi, dry sand, FM; 2.5
Semi-coarse aggregate (2.5-5.0mm): quartzite from Kashima, Ibaraki, absolutely dry sand
Coarse aggregate 1,2: Crushed stone from Sakuragawa, Ibaraki, surface dry density 2.64 g / cm 3
Thickener 1: Cellulose ether, manufactured by Matsumoto Yushi Co., Marporose 90MP-4T (trade name)
Thickener 2: Starch Ether BASF, Starvis SE25F (trade name)
Fiber: Towa Textile Co., Ltd., Tough binder (trade name) 5mm
Cellulose fine powder: Arbocel PWC500 (trade name), manufactured by Rettenmeier
Polymer dispersion 1: Styrene acrylic re-emulsification type polymer dispersion, manufactured by BASF, Acronis S430P (trade name)
Polymer dispersion 2: SBR polymer emulsion, Taiheiyo Material, Taiheiyo CX-B (trade name), 45% by mass of non-volatile components
Water reducing agent 3: Polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent (liquid), manufactured by Taiheiyo Material, Coreflow NF-200L (trade name)
作製したポリマーセメントグラウトモルタルについて、以下に示す品質評価試験を行った。その結果を表２に示した。
＜品質試験方法＞
・流動性試験
ＪＩＳ Ａ １１５０「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準じて、スランプフローを測定した。
・准粗骨材の分布（骨材沈降の有無確認、材料の不分離性の確認）
練上り直後に土木学会規準ＪＳＣＥ-Ｆ ５２２に定めるブリーディング測定用のポリエチレン袋に２０cm高さまで断面修復材（ポリマーセメントグラウトモルタル）を流し込む。３０分間静置の後、１０cm高さにて袋を捻じり上下を分ける。袋を切り出しそれぞれの中身を取り出し重量を測定する。水篩いにて粒径２．５〜５．０mmの骨材を洗い出し、含有量の差を評価した。上下の差が５％以上を以って骨材の分布に均一性が欠如していると判定した。
・密実性評価、着試験用試験体の作製
下面をサンドブラストしたコンクリート板（長さ５００×幅３００×幅１００mm）に下方に、注入箇所が１００mm厚となるよう塗装合板による型枠を設置、注入孔を下方の一角にとり、空気抜き孔をその対角となる界面にとる。断面修復材を充填し、施工後３日で型枠を除去する。その後屋外にて材齢２８日まで置いた後、φ５０mmのコアドリルにてコアリングし、密実性評価と付着試験に供した。
・密実性評価
上述のコア試験体を顔料で青く着色した水に24時間浸漬する。その後割裂し、付着界面部分に着色した隙間幅をクラックゲージにて読み取る。０．０５mm以上を以って一体に施工されていると評価した。
・付着試験
上記のコア試験体に鋼製治具を取り付けてアムスラー型万能試験機にて付着強度を測定。付着強度は１．５ Ｎ／mm２以上を以って合格とし、その際の破断箇所の評価は、躯体コンクリート／断面修復材界面の破断を非とする。
・負荷試験体
厚さ２００mm，幅３００mm，長さ２２００mm，使用鉄筋Ｄ１０ ＳＤ３４５，鉄筋比０．５とした鉄筋コンクリート製模擬スラブを基材とする。長さ方向の中央部８００mmの下面厚さ１００mmを切欠き、表面をサンドブラスト処理を行う。同箇所にそれぞれの断面修復材にて断面修復を行う。屋外にて材齢３か月まで置いた後、試験に供した。
・負荷試験
同試験体を断面修復部を下側とし、支店間距離２０００mmとして設置する。その中央部に振幅０．３mm，振動周波数４Ｈｚで下向きに振動負荷を与える。期間は７日間とした。
・負荷後の付着試験
断面修復部について上述と同様の方法にて試験を実施。評価も同様とする。
・吸水によるひび割れ幅の確認
断面修復部を付着試験同様にコアリングし、顔料で青く着色した水に２４時間浸漬する。その後割裂し、付着界面部分に着色したひび割れ幅をクラックゲージにて読み取る。０．０５mm以上を以って一体性が低下していると評価した。
The produced polymer cement grout mortar was subjected to the following quality evaluation test. The results are shown in Table 2.
<Quality test method>
-Fluidity test Slump flow was measured according to JIS A 1150 "Method for testing slump flow of concrete".
・ Distribution of semi-coarse aggregate (confirmation of presence or absence of aggregate sedimentation, confirmation of material non-separability)
Immediately after the completion of the work, a cross-sectional repair material (polymer cement grout mortar) is poured into a polyethylene bag for bleeding measurement as defined in JSCE-F 522, Japan Society of Civil Engineers, to a height of 20 cm. After standing for 30 minutes, twist the bag at a height of 10 cm and separate the top and bottom. Cut out the bag, take out the contents and measure the weight. Aggregates with a particle size of 2.5 to 5.0 mm were washed out with a water sieve, and the difference in content was evaluated. It was determined that the distribution of aggregates lacked uniformity with a difference of 5% or more between the upper and lower sides.
・ Establishment of solidity evaluation and preparation of test specimens for wearing test A concrete plate (length 500 x width 300 x width 100 mm) with a sandblasted lower surface was placed below to form a mold made of painted plywood so that the injection location would be 100 mm thick. The injection hole is taken at the lower corner, and the air vent hole is taken at the diagonal interface. Fill the cross-section repair material, and remove the formwork three days after construction. Thereafter, the material was placed outdoors until the age of 28 days, and then cored with a φ50 mm core drill, and subjected to solidity evaluation and adhesion test.
-Evaluation of solidity The above core test specimen is immersed in water colored blue with a pigment for 24 hours. Then, the crack is split and the gap width colored on the adhesion interface is read with a crack gauge. It was evaluated that it was constructed integrally with 0.05 mm or more.
・ Adhesion test A steel jig is attached to the above core specimen, and the adhesion strength is measured with an Amsler universal testing machine. The bond strength is 1.5 N / mm 2 or more, and the breakage is evaluated as an evaluation of the breakage at the frame concrete / section restoration material interface.
-Load test specimen The base material is a simulated slab made of reinforced concrete with a thickness of 200 mm, a width of 300 mm, a length of 2200 mm, a rebar D10 SD345, and a rebar ratio of 0.5. A lower surface thickness of 100 mm at a central portion of 800 mm in the length direction is cut out, and the surface is subjected to sandblasting. Cross-section repair is performed at the same location with each cross-section repair material. After leaving outdoors until the age of 3 months, it was subjected to the test.
・ Load test The test specimen shall be installed with the cross-section repair part at the bottom and a distance between branches of 2000 mm. A vibration load is applied downward in the center with an amplitude of 0.3 mm and a vibration frequency of 4 Hz. The period was 7 days.
・ Adhesion test after loading The cross-section repaired part was tested in the same way as described above. The same applies to the evaluation.
-Confirmation of crack width by water absorption The cross-section repaired part is cored in the same manner as the adhesion test, and immersed in water colored blue with a pigment for 24 hours. Then, the crack is split and the crack width colored on the adhesion interface is read with a crack gauge. It was evaluated that the integrity was lowered by 0.05 mm or more.
本発明の実施例に当たるポリマーセメントグラウトモルタル（本発明品１〜６）を用い混練することで作製したグラウト材（グラウトモルタル）は、何れもスランプフロー値がスランプフローの値は３２〜４６cmであった。また、本発明の実施例に当たるポリマーセメントグラウトモルタル（本発明品１〜６）を用い混練することで作製したグラウト材（グラウトモルタル）は、何れも付着試験（材齢２８日、負荷後ともに）２Ｎ／mm２以上と値が高く、且つコンクリートとグラウト材の界面での破断は見られず、優れた結果であった。 The grout materials (grouting mortar) produced by kneading using the polymer cement grout mortar (the present invention products 1 to 6) corresponding to the examples of the present invention had slump flow values of 32 to 46 cm. It was. Moreover, all the grout materials (grout mortar) produced by kneading using the polymer cement grout mortar (the products 1 to 6 of the present invention) corresponding to the examples of the present invention are adhesion tests (both 28 days old and after loading). The value was as high as 2 N / mm 2 or more, and no breakage was observed at the interface between the concrete and the grout material, which was an excellent result.
本発明のポリマーセメントグラウトモルタルは、コンクリート製土木構造物やコンクリート製建築構造物の構築又は補修、或いは機械の設置等に用いることができる。また、本発明のポリマーセメントグラウトモルタルは、コンクリート構造物の大断面補修にも好適に用いることができる。 The polymer cement grout mortar of the present invention can be used for construction or repair of a concrete civil engineering structure or a concrete building structure, installation of a machine, or the like. Moreover, the polymer cement grout mortar of the present invention can be suitably used for repairing a large cross section of a concrete structure.
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