JP4854406B2 - モルタル組成物、塗材及び吹付け材 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献2には、(A)CaO/SiO2のモル比が0.10〜1.20の溶融スラグ粉末、(B)水ガラス、(C)アルミナセメント、(D)高炉スラグと転炉スラグと脱リンスラグと脱ケイスラグと脱硫スラグから選ばれる結合材を含有する耐酸性モルタルが記載されている。
一方、近年、水道水の水質を向上させるために、オゾン処理工程や生物活性炭吸着処理工程といった工程を新たに加えた工程での高度浄水処理が行われている。このような高度浄水処理は、通常の浄水処理(沈殿、ろ過、消毒)では、十分に対応できないかび臭の原因となる物質やカルキ臭のもととなるアンモニア性窒素などを取り除き、トリハロメタンのもととなる物質などを減少させるために行われる。
一方、上記処理槽に有機物を含む材料を使用すると、オゾン処理や生物活性炭吸着処理の過程で有機物が分解され、水質安全性が確保できないという問題もある。
この他、前記水硬性無機材料と同様の材料からなるモルタルで被覆して劣化を抑制する方法が考えられる。具体的には、耐酸性と耐オゾン性を有するモルタルを、劣化を抑制したいコンクリート表面に塗布あるいは吹き付けて被覆処理する方法である。
結合材組成物(B)
結合材組成物(B)は、セメントと、シリカヒュームと、高炉水砕スラグと、フライアッシュと、膨張材を少なくとも含む。そして、必要に応じて無水石膏が加えられる。
前記セメント中、早強ポルトランドセメントもしくは超早強ポルトランドセメント等の早強型ポルトランドセメント、又はエコセメントは、主として、初期強度の確保、ひび割れ防止といった観点から必要量用いられる。使用しすぎると、配合によっては耐酸性・耐オゾン性が悪くなる。これら早強型ポルトランドセメント又はエコセメントは、結合材組成物(B)中、後述の無機組成物(N)100重量部に対し、35〜45重量部含むのが好ましい。また、これらセメントと無機組成物(N)中の普通ポルトランドセメントと合わせたセメントの全量は、結合材組成物(B)中に40〜50重量%含まれるのが好ましい。40重量%未満では、十分な強度が得られなくなる場合がある。50重量%を超えると耐酸性・耐オゾン性が不十分となる場合がある。
本発明では、前記目的を達成するために、特定の粒度範囲の珪砂を用いる。このような珪砂を採用するのは、塗材や吹き付け材として用いた場合の作業性や、厚みの確保、ひび割れ防止の観点から良好な特性を獲得するためである。具体的には、細骨材は、3号〜8号、好適には3号〜6号及び8号珪砂を配合してなる細骨材を用いる。3号珪砂は、粒度が1.2〜2.4mm程度の範囲のものである。4号珪砂は、粒度が0.6〜1.2mm程度の範囲のものである。5号珪砂は、粒度が0.3〜0.8mm程度の範囲のものである。6号珪砂は、粒度が0.2〜0.4mm程度の範囲のものである。8号珪砂は、粒度が0.05〜0.2mm程度の範囲のものである。なお、7号珪砂は、0.1〜0.3mm程度の範囲である。7号珪砂は、必要に応じ、6号珪砂又は8号珪砂の一部に代替して用いることができる。
前記の通り、本発明のモルタル組成物は、基本的には結合材組成物(B)と細骨材(S)からなるものである。
一方、前記したように、主としてコンクリート躯体に用いる耐酸性・耐オソン性を備えた水硬性無機材料として、特願2005−179924号に係るものを開発している。本発明のモルタル組成物の発明は該水硬性無機材料を塗材(左官材)や吹付け材へも適用できるように検討した結果なされたものである。したがって、本願明細書では、該水硬性無機材料との関係、モルタル組成物の位置づけを明確にするために無機組成物(N)という概念を導入し説明を行った。また、本発明のモルタル組成物を調合する場合は、係る水硬性無機材料を無機組成物(N)として調製し、該無機組成物に、さらに早強ポルトランドセメント等の早強型ポルトランドセメント又はエコセメントと膨張材と細骨材(S)等を外割で配合することが実用面から好適である。無機組成物(N)を調製しておけば、コンクリートだけではなくこれをベースに別配合したものを塗材や吹付け材等の用途にも用いることもできるからである。
本発明のモルタル組成物は、プレミックスモルタルとして製造されることが好ましい。この場合は、従来のプレミックスモルタルを製造するのと同様の方法で、前記構成材料が混合され製造される。また、前記無機組成物(N)のみをプレミックス材として製造しておき、後でこのプレミックス材と早強型ポルトランドセメント又はエコセメントと膨張材と細骨材を混合することがより好ましい。これらの他、早強型ポルトランドセメントと膨張材と細骨材を別のプレミックス材としておき、現場でこのプレミックス材と前記無機組成物(N)のプレミックス材とを混合しても良い。また、結合材組成物(B)をプレミックス材としておき、現場でこのプレミックス材と所定の配合割合の細骨材(S)とを混合して良い。
本発明のモルタル組成物は、下水道処理施設、上水道処理施設、高度浄水処理施設等におけるコンクリート劣化防止用モルタル被覆材、劣化したコンクリートを補修する際の断面修復材として好適に用いることができるが、使い方は、一つとして左官用塗材として用いるのが良い。本発明のモルタル組成物を用いることによって、ひび割れが発生したりダレが生ずることなく良好な作業性で2cmの厚塗りができる。また、施工した塗材は、耐酸性・耐オゾン性を有するものとなる。なお、塗材を製造する際の混練水量は、モルタル組成物に対し13〜15重量%が良い。本発明の塗材は、例えば、施工現場で前記プレミックス材等に混練水を添加し、混練することによって得ることができる。
施工は、例えば、メッシュ状に織り上げたネットを施工箇所に設置してから本発明の塗材を所定厚に左官ゴテを用いて塗っても良い。
本発明のモルタル組成物は、前記塗材の他に吹付け材としても用いることができる。本発明のモルタル組成物を用いることによって、ひび割れが発生したり吹付けた際にダレが生ずることなく2cmの吹付厚が確保できる。また、施工した吹付け材は、耐酸性・耐オゾン性を有するものとなる。なお、吹付け材を製造する際の混練水量は、塗材と同様、モルタル組成物に対し13〜15重量%が良い。本発明の吹付け材は、例えば、施工現場で前記プレミックス材等に混練水を添加し、混練することによって得ることができる。吹付け方法は、常法に従って行えば良い。吹付け機も通常のものを用いれば良い。
施工は、上記同様、メッシュ状に織り上げたネットを施工箇所に設置してから本発明の吹き付け材を吹き付け機を用いて吹き付けても良い。
実施例1〜11及び比較例1〜7として、表1のモルタル組成物を調製した。これらの実施例1〜11及び比較例1〜7のモルタル組成物を用いて試験体を作製し、以下の各種試験を行った。なお、表2に各実施例及び比較例における細骨材(S)の粒度分布を示す。
また、表中の記号は、以下の原料を示す。
記号NC: 普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
記号BS: 高炉水砕スラグ(デイ・シイ社製ブレーン4000級)
記号FA: フライアッシュ(電源開発社製、II種相当品)
記号SF: シリカヒューム(ノルウェー産)
記号AG: 無水石膏(タイ産天然無水石膏)
記号HC: 早強ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
記号EC: エコセメント(太平洋セメント社製)
記号EX: 膨張材(太平洋マテリアル社製ニューエクスパン)
記号3Q: 3号珪砂(ニッチツ社製珪砂N30)
記号4Q: 4・5号珪砂の混合砂(前田建材工業社製山形珪砂ミックス)
記号6Q: 6号珪砂(東海サンド社製遠州珪砂)
記号8Q: 8号珪砂(ニッチツ社製ニッチツ秩父珪砂8号)
記号SE: セピオライト(商品名:セピオライト粗目)
記号ME: メタカオリン(バーゲス社製イスバーグ)
記号GF: ガラス繊維(日本電気硝子社製チョップドスラストACS6H−103)
記号W: 水道水
記号C: セメント
記号B: 結合材組成物
記号N: 無機組成物
記号S: 細骨材
前記実施例1〜11及び比較例1〜7に係るモルタル組成物を用いて、まず、耐酸性の試験、耐オゾン性の試験、及び溶出試験を行った。
JISR5201で規定される供試体に成形し、材齢28日まで水中養生した後5%硫酸溶液に30日間浸漬し、供試体の質量変化率を測定した。
上記A−1.耐酸性試験で、質量変化率を測定した供試体を曲げ強さ試験装置で切断し、現れた断面にフェノールフタレイン溶液を塗布し、非呈色部分の表面からの深さを測定した。結果を以下の表5に示す。
実施例1〜11の供試体は、いずれも硫酸浸透深さが5mm程度であり、良好な特性を示した。特に、メタカオリンを添加した実施例5から実施例7は2mm程度と更に良好な結果となった。
モルタル供試体を材齢28日まで水中養生後に、水道水に溶存オゾンガス濃度2ppm、温度20℃に保った試験槽に2、4、10週間浸漬後の質量変化率を測定した。
平成12年厚生省令第15号(改正 平成12年厚生省令第127号、平成14年厚生労働省令第139号、平成16年厚生労働省令第5号)に基づく、平成12年厚生省告示第45号(資機材等の材質に関する試験)による45項目の溶出試験を行った。
次いで、前記実施例1〜11及び比較例1〜6に係るモルタル組成物を用いて、圧縮強さ、接着強度、長さ変化率、及び塗材として用いた場合のひび割れ発生状況の確認、作業性・ダレの有無について試験を行った。
JIS R 5201で規定される方法で行った。材齢は1、3、7、28日で行った。
圧縮強さ試験の結果を以下の表7に示す。
ハンドミキサーで10リットルのモルタル組成物から調製した塗材を練り混ぜた後、壁にモルタルを塗布したあと、材齢7日で接着強度を測定した。接着試験方法は、JSCE−K 531−1999に従って実施した。
塗厚2.0cmでの測定結果を以下の表8に示す。
JIS A 1129で規定される方法で行った。材齢7日まで水中養生後7、14、28日で行った。
長さ変化率を測定した結果を以下の表9に示す。
壁にモルタル組成物を用いて調製した塗材を塗厚0.5cm、1cm、2cm、2.5cmで鏝を用いて塗布したあと目視にてひび割れ発生状況を観察した。
結果を以下の表10に示す。
B−4の試験と同様に壁にモルタルを塗厚0.5cm、1cm、2cm、2.5cmで鏝を用いて塗布したときの作業性、ダレの有無を目視にて評価した。
結果を以下の表11に示す。
以下に説明するような吹付け試験機を用い、実施例1〜11のモルタル組成物を吹付け材として用いた場合の性能確認試験を行った。
0.75KW、容量0.08m3のモルタルミキサで混練を行い、3.7KW、吐出量70リットル/分のスクイズポンプで吸い上げ、及び直径50mm、40mmのテーパ管を用い吹き付け、さらにインバータを使用して、吐出量を調節した。
結果を表12に示す。
Claims (8)
- セメントと、シリカヒュームと、高炉水砕スラグと、フライアッシュと、膨張材からなる結合材組成物(B)に、3号〜8号珪砂からなる細骨材(S)を配合してなるモルタル組成物であって、前記結合材組成物(B)中には前記セメントを40〜50重量%含み、前記結合材組成物(B)と前記細骨材(S)との重量比S/Bが2.05〜2.15であることを特徴とするモルタル組成物。
- 20〜30重量%の普通ポルトランドセメントと、シリカヒュームと、高炉水砕スラグと、フライアッシュとからなる無機組成物(N)100重量部に対し、さらに早強型ポルトランドセメント又はエコセメント35〜45重量部と、膨張材2.5〜3.5重量部を配合してなる前記結合材組成物(B)、及び3号〜8号珪砂からなる細骨材(S)250〜350重量部を含むことを特徴とする請求項1に記載のモルタル組成物。
- 前記無機組成物(N)が、20〜30重量%の普通ポルトランドセメントと、15〜25重量%のシリカヒュームと、25〜35重量%の高炉水砕スラグと、20〜35重量%のフライアッシュとからなることを特徴とする請求項2に記載のモルタル組成物。
- 前記結合材組成物(B)は、前記無機組成物(N)100重量部に対し、さらに粘土鉱物を2〜20重量部含むことを特徴とする請求項2又は3に記載のモルタル組成物。
- 前記細骨材(S)の粒度構成で、各ふるいの通過率として、1.2mmふるいが80〜95重量%、0.6mmふるいが45〜60重量%、0.3mmふるいが25〜35重量%、0.15mmふるいが10〜30重量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のモルタル組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のモルタル組成物に対して0.05〜2体積%の繊維(F)を含むことを特徴とするモルタル組成物
- 前記請求項1〜6のいずれかに記載のモルタル組成物からなる塗材。
- 前記請求項1〜6のいずれかに記載のモルタル組成物からなる吹付け材。
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