JP5163013B2

JP5163013B2 - 水硬性組成物

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Publication number: JP5163013B2
Application number: JP2007220512A
Authority: JP
Inventors: 由紀彦岡田; 健之松原; 将典大島; 恵輔高橋
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2027-08-28
Also published as: JP2008266114A

Description

本発明は、土木建築工事に使用されるグラウト用の水硬性組成物であって、水との混練操作によって速やかに良好なスラリー状態が得られ、流動性に優れ、材料分離抵抗性が高い水硬性モルタル（スラリー）が得られる水硬性組成物に関する。
さらに、本発明は、前記水硬性組成物と水とを混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）および水硬性モルタル（スラリー）硬化体に関する。

グラウト組成物と水とを連続混練又は連続混練機を用いて混練して安定した流動性を有するスラリーが得られるグラウト組成物を提供することを目的として、特許文献１には、ポルトランドセメントを含む水硬性無機結合材と流動化剤と膨張剤とを含むグラウト組成物が開示され、さらに前記グラウト組成物を用い、連続混練機を使用して連続混練して得られたスラリーをポンプを用いて施工部に連続して供給するグラウトスラリーの施工方法が開示されている。
特開２００６−２９８６６２号公報

本発明は、水硬性組成物と水とを混練して、より短時間に安定した流動特性が得られると共に、調製した水硬性モルタル（スラリー）が良好な流動特性を保持し、さらに、調製した水硬性モルタル（スラリー）をスラリーポンプによって圧送してスラリーホースを通じて離れた施工場所に供給しても材料分離を生じない水硬性モルタル（スラリー）を提供することを目的とした。
また、本発明は、前記水硬性組成物と水とを連続的に混練して水硬性モルタル（スラリー）を調製し、スラリーポンプによって圧送してスラリーホースを通じて離れた施工場所に連続的に供給して施工する水硬性モルタル（スラリー）の施工方法を提供することを目的とした。

本発明は、ポルトランドセメントを含む水硬性成分とポリカルボン酸系流動化剤と特定の粒度構成を有する細骨材とを組合せて用いることにより、水硬性組成物と水とを混練した際の初期混練性が各段に向上するとともに、得られた水硬性モルタル（スラリー）は良好な流動性を一定時間維持しつづけることを見出した。さらに前記水硬性組成物と水とを連続的に混練して調製したスラリーを、ポンプを用いて離れた施工場所に連続的に供給した際にも材料分離を生じることなく安定して長距離圧送が可能であることを見出した。

即ち、本発明の第一は、
水硬性成分と細骨材と流動化剤と膨張剤とを含有する水硬性組成物であって、
細骨材は、細骨材１００質量％中に
３０μｍ以上〜１５０μｍ未満の粒子を５〜３０質量％含み、
１５０μｍ以上〜６００μｍ未満の粒子を２５〜５５質量％含み、
６００μｍ以上〜２０００μｍ未満の粒子を２５〜６０質量％含むこと
を特徴とする水硬性組成物である。
本発明の第ニは、
本発明の第一の水硬性組成物と水とを混練して得られる水硬性モルタル（スラリー）である。
本発明の第三は、
本発明の第一の水硬性組成物と水とを混練して得られる水硬性モルタル（スラリー）を硬化させて得られる水硬性モルタル（スラリー）硬化体である。

本発明の水硬性組成物の好ましい態様を以下に示す。本発明ではこれらの態様は組合せることができる。
１）流動化剤は、変性ポリカルボン酸系流動化剤であること。
２）水硬性組成物を混練条件Ａの条件で１分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間Ｚと、２分間、４分間または６分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間Ｙ、Ｘ、Ｗとの比率が、
Ｙ／Ｚ、Ｘ／ＺおよびＷ／Ｚ＝０．７５〜１．００の範囲であること。
３）水硬性組成物を混練条件Ａの条件で２分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間Ｙと、４分間または６分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間Ｘ、Ｗとの比率が、
好ましくはＸ／ＹおよびＷ／Ｙ＝０．９０〜１．０２の範囲であること。
４）水硬性組成物と水とを混練条件Ａで２分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）の加圧ブリージング試験（１分加圧時）の脱水量が２〜１８ｍｌであること。
５）水硬性組成物は、水硬性組成物を貯蔵するタンクを備えた水硬性モルタル（スラリー）調製・施工用トラックに搭載したミキサーを用いて、水硬性組成物と水とを連続的に混練して水硬性モルタル（スラリー）を調製し、
前記トラックに搭載されたスラリーポンプによりスラリーホースを介して水硬性モルタル（スラリー）を施工箇所へ連続的に供給・打設して硬化させるグラウト施工方法に用いられること。
なお、本発明において混練条件Ａとは、２０℃において２Ｌポリ容器に水１６質量部を入れ、図３のタービン羽根を取り付けた０．１５ＫＷ攪拌機を使用し、３００ｒｐｍで攪拌しながら水硬性組成物１００質量部を全量投入後（粉体１５００ｇ）、７８０ｒｐｍで所定時間混練して、水硬性モルタル（スラリー）を調製することである。
Ｊロート流下時間Ｚは、混練条件Ａの条件で１分間混練された水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間である。
Ｊロート流下時間Ｙは、混練条件Ａの条件で２分間混練された水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間である。
Ｊロート流下時間Ｘは、混練条件Ａの条件で４分間混練された水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間である。
Ｊロート流下時間Ｗは、混練条件Ａの条件で６分間混練された水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間である。

本発明の水硬性組成物は、水硬性成分とポリカルボン酸系流動化剤と特定の粒度構成を有する細骨材とを用いることによって、水と混練した際のスラリー化が著しく迅速化され、極めて短時間の混練操作によっても水硬性組成物が均質に分散した流動特性が安定したスラリーを得ることができる。その結果、混練時間の長短に関わらずＪ_１４ロート流下値が安定した水硬性モルタル（スラリー）を製造することができる。
また、ポンプを使用してスラリーを長距離圧送するような場合でも、本発明の水硬性組成物を用いて調製した水硬性モルタル（スラリー）は、加圧条件下での脱水性状が緩慢で材料分離抵抗性に優れるため、スラリーホースの閉塞現象を大幅に低減することができる。この優れた材料分離抵抗性によって、大規模で大量に水硬性モルタル（スラリー）を連続施工するような現場でも、本発明の水硬性組成物を用いることによって効率的にかつ安定性状のグラウトスラリーを製造供給することが可能となり、品質の安定した構造物構築に効果を発揮するものである。

本発明の水硬性組成物は、水硬性成分と細骨材と流動化剤と膨張剤とを必須成分とする、土木建築工事に使用されるグラウト用の水硬性組成物であって、水との混練操作によって速やかに良好なスラリー状態が得られ、流動性に優れ、材料分離抵抗性が高い水硬性モルタル（スラリー）を安定して調製することができる。

水硬性組成物の水硬性成分は、ポルトランドセメントを含み、水硬性成分１００質量％中に対して、ポルトランドセメントを好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは３０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上含むことが好ましい。

ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等が挙げられ、一種又は二種以上を混合して使用することができる。

水硬性組成物の水硬性成分は、ポルトランドセメントの他に、必要に応じて本発明の特性を損なわない範囲で石膏やアルミナセメントを含むことができる。
水硬性成分に含まれる成分としては、ポルトランドセメントのみ、ポルトランドセメントと石膏の２種、ポルトランドセメントとアルミナセメントの２種、ポルトランドセメントとアルミナセメントと石膏の３種、から選ぶことができる。

石膏としては、無水、半水等の石膏がその種類を問わず、一種又は二種以上の混合物として使用できる。

アルミナセメントとしては、鉱物組成の異なるものが数種知られ市販されているが、何れも主成分はモノカルシウムアルミネート（ＣＡ）であり、市販品はその種類によらず使用することができる。

水硬性組成物は、必要に応じて本発明の特性を損なわない範囲で、高炉スラグ、シリカヒューム、フライアッシュ、溶融スラグなどの無機成分を含むことができる。

本発明の水硬性組成物では、水と混練することにより速やかに良好な流動性状を有する水硬性モルタル（スラリー）を得ることができ、さらに優れた材料分離抵抗性を有する水硬性モルタル（スラリー）を安定して得るために、最大粒径が２ｍｍ未満の特定の粒度構成を有する細骨材を選択して使用する。前記細骨材を用いることによって、良好で安定した流動性状の水硬性モルタル（スラリー）を得られると共に、ポンプ圧送した際に材料分離に伴うスラリーホースの閉塞を回避することができる。

本発明で使用する細骨材は、細骨材１００質量％中に
好ましくは、３０μｍ以上〜１５０μｍ未満の粒子を５〜３０質量％含み、
１５０μｍ以上〜６００μｍ未満の粒子を２５〜５５質量％含み、
６００μｍ以上〜２０００μｍ未満の粒子を２５〜６０質量％含むものを好適に使用でき、
さらに好ましくは、３０μｍ以上〜１５０μｍ未満の粒子を８〜２８質量％含み、
１５０μｍ以上〜６００μｍ未満の粒子を３０〜５２質量％含み、
６００μｍ以上〜２０００μｍ未満の粒子を３０〜５５質量％含むものを好適に使用でき、
より好ましくは、３０μｍ以上〜１５０μｍ未満の粒子を９〜２６質量％含み、
１５０μｍ以上〜６００μｍ未満の粒子を３３〜５０質量％含み、
６００μｍ以上〜２０００μｍ未満の粒子を３３〜５２質量％含むものを好適に使用でき、
特に好ましくは、３０μｍ以上〜１５０μｍ未満の粒子を１０〜２５質量％含み、
１５０μｍ以上〜６００μｍ未満の粒子を３５〜４８質量％含み、
６００μｍ以上〜２０００μｍ未満の粒子を３５〜５０質量％含むものを好適に使用できる。
細骨材の粒度構成が前記の範囲にない場合には、水硬性モルタル（スラリー）をスラリーポンプを用いて長距離（１００ｍ）圧送した際に、水硬性モルタル（スラリー）中の細骨材が材料分離を生じてスラリーホースを閉塞させることがあるため好ましくない。

細骨材の使用量は、水硬性成分１００質量部に対して、
好ましくは２０〜２００質量部、
さらに好ましくは４０〜１９０質量部、
より好ましくは６０〜１８０質量部、
特に好ましくは８０〜１７０質量部の範囲にすることにより、優れた良好な流動性と材料分離抵抗性、及び、良好な硬化体強度発現性が得られることから好ましい。

細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂などの砂類、シリカ粉、粘土鉱物、廃ＦＣＣ触媒などの無機質材、ウレタン砕、ＥＶＡフォーム、発砲樹脂などの樹脂粉砕物、アルミナセメントクリンカー骨材などを用いることができる。
細骨材ついては、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂などの砂類、石英粉末、廃ＦＣＣ触媒などを用いることが特に好ましい。

本発明では、水硬性組成物と水とを混練して速やかに良好な流動特性を有する水硬性モルタル（スラリー）を得るために、流動化剤と特定の粒度構成を有する細骨材とを併せて使用する。さらに、本発明では現場での水硬性モルタル（スラリー）の調製の煩雑さや品質変動を回避するため、予め水硬性組成物の構成成分をプレミックスして現場に提供するため、流動化剤についても粉末状の流動化剤を選択して使用する。
本発明で用いる粉末状の流動化剤としては、ポリカルボン酸系の粉末状流動化剤が好ましく、特に変性ポリカルボン酸系の粉末状流動化剤を好ましく用いることができる。
市販品ではＢＡＳＦコンストラクションシステムズ社製メルフラクスＡＰ１０１Ｆ等を好適に使用できる。

ポリカルボン酸系流動化剤の使用量は、水硬性成分１００重量部に対して、好ましくは０．００１〜５質量部、さらに好ましくは０．０１〜３質量部、より好ましくは０．０３〜２質量部、特に好ましくは０．０５〜１質量部の範囲であり、添加量が余り少ないと水硬性成分を速やかに分散させる効果が乏しくなって充分な効果が発現せず、また多すぎても添加量に見合った効果は期待できず単に不経済であるだけでなく、流動性の経時変化やモルタル（スラリー）の粘稠性が大きくなることがあることから好ましくない。

本発明では水硬性組成物の必須成分のひとつとして膨張材を使用する。
本発明で使用する膨張材としては、金属粉等の金属系膨張材や石灰類等の無機系膨張材の使用が好ましく、特に金属系膨張材及び無機系膨張材を併用して用いることが好ましい。
金属系膨張材の添加量は、用いる水硬性成分により本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して、
好ましくは０．０００２〜０．０１質量部、
さらに好ましくは０．０００５〜０．００８質量部、
より好ましくは０．０００８〜０．００６質量部、
特に０．００１〜０．００５質量部の範囲で用いることが好ましい。
無機系膨張材の添加量は、
好ましくは１〜３０質量部、
さらに好ましくは２〜２５質量部、
より好ましくは３〜２０質量部、
特に４〜１５質量部の範囲で用いることが好ましい。

金属系膨張材としては、アルミニウム粉、鉄粉などの金属粉を使用することができるが、中でも比重の面から、アルミニウム粉の使用が特に好ましい。アルミニウム粉は、ＪＩＳ・Ｋ−５９０６「塗装用アルミニウム粉」の第２種に準ずるものが好適に使用できる。

無機系膨張材としては、カルシウムサルフォアルミネート系ではアウイン、石灰系では生石灰、生石灰−石膏系、仮焼ドロマイト等が挙げられ、これらから選ばれた少なくとも１種を使用できる。石灰系膨張材としては、生石灰、生石灰−石膏系が好ましく、特に生石灰−石膏系が好ましい。
無機系膨張材としては、例えば遊離生石灰を膨張成分として含むものや、カルシウムサルホアルミネート等のエトリンガイト形成物質を膨張成分とする市販品を使用することができる。好ましくは、収縮補償効果とともに反応時の水和発熱によって低温環境下の強度増強効果を有する生石灰を有効成分として含む膨張材が特に好ましく、この場合膨張材中の生石灰含有量は特に限定されないが、生石灰含有量が高いもの（１００重量％を含む）では水和反応が急激に進行することがあるので８０重量％以下の含有量が好ましい。

本発明の水硬性組成物は、水硬性成分、細骨材、流動化剤及び膨張材の他に、必要に応じて本発明の特性を失わない範囲で凝結調整剤、増粘剤、消泡剤、樹脂粉末などの成分を少なくとも１種以上含むことができる。

樹脂粉末としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アクリル系重合体などの乳化重合した高分子エマルジョンを噴霧乾燥して調製した樹脂粉末などを用いることができる。

凝結調整剤は、用いる水硬性成分に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができ、凝結促進剤及び凝結遅延剤の成分、添加量及び混合比率を適宜選択して、流動性、可使時間、硬化性状などを調整することができる。

増粘剤は、セルロース系、蛋白質系、ラテックス系、及び水溶性ポリマー系などを用いることが出来、特にセルロース系などを用いることが出来る。
増粘剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができる。
増粘剤及び消泡剤を併用して用いることは、水硬性成分や細骨材などの骨材分離の抑制、気泡発生の抑制、硬化体表面の改善に好ましい効果を与え、グラウト用途の水硬性モルタル（スラリー）としての特性を向上させるために好ましい。

消泡剤は、シリコン系、アルコール系、ポリエーテル系などの合成物質又は植物由来の天然物質など、公知のものを用いることが出来る。
消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができる。

本発明では、水硬性成分と、特定の粒度構成を有する細骨材及び流動化剤と、膨張材と、必要に応じて、凝結調整剤、増粘剤、消泡剤及び粉末樹脂等から選択される成分を添加し、混合機で混合し、水硬性組成物のプレミックス粉体を得ることができる。

本発明の水硬性組成物は、所定量の水と混練することによって速やかに良好な流動特性を有し、材料分離抵抗性に優れた水硬性モルタル（スラリー）を調製することができる。
本発明では、混練条件Ａの条件で水硬性組成物と水とを混練し、混練操作によって得られる水硬性モルタル（スラリー）の流動特性をＪロート流下時間によって評価する。
混練条件Ａとは、２０℃において２Ｌポリ容器に水１６質量部を入れ、図３のタービン羽根を取り付けた０．１５ＫＷ攪拌機を使用し、３００ｒｐｍで攪拌しながら水硬性組成物１００質量部を全量投入後（粉体１５００ｇ）、７８０ｒｐｍで所定時間混練して、水硬性モルタル（スラリー）を調製するものである。

本発明では、
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で１分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｚ）、
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で２分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｙ）、
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で４分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｘ）、
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で６分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｗ）、
とした場合に、
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で１分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｚ）と、２分間、４分間または６分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｙ）、（Ｘ）、（Ｗ）との比率が、
好ましくはＹ／Ｚ、Ｘ／ＺおよびＷ／Ｚ＝０．７５〜１．００の範囲であり、
さらに好ましくはＹ／Ｚ、Ｘ／ＺおよびＷ／Ｚ＝０．７６〜０．９５の範囲であり、
より好ましくはＹ／Ｚ、Ｘ／ＺおよびＷ／Ｚ＝０．７７〜０．９２の範囲であり、
特に好ましくはＹ／Ｚ、Ｘ／ＺおよびＷ／Ｚ＝０．７８〜０．９０の範囲である
ことが速やかに良好な流動特性安定して有する水硬性モルタル（スラリー）が得られることから好ましい。
Ｙ／Ｚ、Ｘ／ＺおよびＷ／Ｚが上記範囲から外れた場合、１分間混練した場合の水硬性モルタル（スラリー）の流動性状と、２分間、４分間または６分間混練した場合の水硬性モルタル（スラリー）の流動性状とが大きな差異を有することになり、このような水硬性モルタル（スラリー）をポンプ圧送してスラリーホースを介して長距離を圧送した場合には、流動性状が変化しやすく安定しないために圧送距離によって流動特性が異なったり、場合によってはスラリーホースが閉塞することもあるため好ましくない。

また、本発明では、
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で２分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｙ）と、４分間または６分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｘ）、（Ｗ）との比率が、
好ましくはＸ／ＹおよびＷ／Ｙ＝０．９０〜１．０２の範囲であり、
さらに好ましくはＸ／ＹおよびＷ／Ｙ＝０．９０５〜１．０１の範囲であり、
より好ましくはＸ／ＹおよびＷ／Ｙ＝０．９１〜１．００の範囲であり、
特に好ましくはＸ／ＹおよびＷ／Ｙ＝０．９２〜０．９９の範囲である
ことが速やかに良好な流動特性安定して有する水硬性モルタル（スラリー）が得られることから好ましい。
Ｘ／ＹおよびＷ／Ｙが上記範囲から外れた場合、２分間混練した場合の水硬性モルタル（スラリー）の流動性状と、４分間または６分間混練した場合の水硬性モルタル（スラリー）の流動性状とが大きな差異を有することになり、このような水硬性モルタル（スラリー）をポンプ圧送してスラリーホースを介して長距離を圧送した場合には、流動性状が変化しやすく安定しないために圧送距離によって流動特性が異なったり、場合によってはスラリーホースが閉塞することもあるため好ましくない。

本発明の水硬性組成物を混練条件Ａの条件で１分間、２分間、４分間または６分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間（Ｚ）、（Ｙ）、（Ｘ）及び（Ｗ）は、
好ましくは５〜１２秒の範囲、
さらに好ましくは５．５〜１１秒の範囲、
特に好ましくは６〜１０秒の範囲である
ことが速やかに優れた流動性を安定して確保できることから好ましい。

本発明では、
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で２分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）を、土木学会加圧ブリージング試験方法（ＪＳＣＥ・Ｆ５０２−１９９９）の試験方法でジャッキ圧力を１．０Ｎ／ｍｍ^２に設定して１分加圧した時の脱水量は、
好ましくは２〜１８ｍｌの範囲、
さらに好ましくは４〜１６ｍｌの範囲、
特に好ましくは５〜１５ｍｌの範囲であることが、
ポンプ圧送してスラリーホースを介して水硬性モルタル（スラリー）を施工箇所へ供給する際に、加圧条件下で材料分離を生じ難いことから好ましい。

本発明の水硬性組成物を構成する場合に、特に好適な成分構成は、ポルトランドセメントを含む水硬性成分、特定の粒度構成を有する細骨材、変性ポリカルボン酸系の粉末流動化剤、無機系膨張材及び金属系膨張材を含むものである。

本発明の水硬性組成物は、混練装置を用いて、又は、混練機構を有するミキサー設備を用いて、水と混練することにより、安定して良好な流動性を有する水硬性モルタル（スラリー）を製造することができる。
また、本発明の水硬性組成物は水と定量的かつ連続的に混練装置に供給され、又は、混練機構を有するミキサー設備に供給されて、速やかに混練されて安定した流動性状を有するスラリーが得られることから、連続的に流動性が安定して良好な水硬性モルタル（スラリー）を大量に製造することができる。
さらに、大規模な現場で大量のグラウト（水硬性モルタル・スラリー）を限られた期間内に施工する場合には、特に、水硬性モルタル（スラリー）を連続的に製造し、離れた施工場所へ供給・施工できる図６の模式図に示すような水硬性組成物を貯蔵するタンクを備えた水硬性モルタル（スラリー）調製・施工用トラックを使用し、該トラックに搭載した連続混練ミキサーを用いて、水硬性組成物と水とを連続的に混練して水硬性モルタル（スラリー）を連続的に調製し、該トラックに搭載されたスラリーポンプによりスラリーホースを介して水硬性モルタル（スラリー）を施工箇所へ連続的に供給・打設するグラウト（水硬性モルタル・スラリー）施工方法が施工効率および施工品質において極めて有効である。
本発明の水硬性組成物は、所定量の水と速やかに混練され、安定して優れた流動性状と良好な材料分離抵抗性とを有するスラリーが得られることから、前記の水硬性組成物を貯蔵するタンクを備えた水硬性モルタル（スラリー）調製・施工用トラックを使用した施工方法に好適に用いることができる。

本発明の水硬性組成物は、水の添加量を調整することにより、水硬性モルタル（スラリー）の流動性、材料分離抵抗性などを、さらに硬化して得られる硬化体の強度などを調整することができる。
水の添加量は、用いる水硬性成分又は水硬性組成物に応じて、適宜選択して用いることができる。水の添加量は、水硬性成分又はグラウト組成物１００質量部に対し、好ましくは８〜５０質量部、さらに好ましくは９〜４０質量部、より好ましくは１０〜３０質量部、特に好ましくは１１〜２５質量部加えて用いることが好ましい。

水硬性モルタル（スラリー）の硬化体は、以下の特性の１つ以上有することが好ましい。
１）圧縮強度（材齢１日）が、好ましくは２０Ｎ／ｍｍ^２以上、より好ましくは２５Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは３０Ｎ／ｍｍ^２以上、特に好ましくは３２Ｎ／ｍｍ^２以上である。
２）圧縮強度（材齢３日）が、好ましくは３５Ｎ／ｍｍ^２以上、より好ましくは４０Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは４３Ｎ／ｍｍ^２以上、特に好ましくは４５Ｎ／ｍｍ^２以上である。
３）膨張率（１日）が、０．００％より大きい、さらに好ましくは＋０．０１％より大きい、より好ましくは＋０．０５％より大きい、特に好ましくは＋０．１０％より大きい範囲である。

本発明の水硬性モルタル（スラリー）は、トンネルやシールドの裏込め、ダムの継ぎ目、橋梁のシュウ、構造物の補修や補強、鉄筋継手、機械基礎の固定、下水道の補修等、土木・建築分野の各種グラウト工事において、高流動性、無収縮性及び高強度といった性能を有することからその利用価値は大きい。
特に、大規模な現場で大量のグラウチングを行うような場合に、連続的に水硬性モルタル（スラリー）を調製して、連続的に施工箇所へ供給・打設施工する場合にその性能を発揮するものである。

以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。

（特性の評価方法）
１）Ｊ_１４ロート流下値（秒）：
土木学会充てんモルタル試験方法（案）（ＪＳＣＥ・Ｆ５４２−１９９３）に準拠して、グラウトスラリーのＪ_１４ロート法による流下値を示す。
２）圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）：
温度２０℃、湿度６５％の条件で混練したグラウトスラリーを用い、温度２０℃、湿度９５％の条件で硬化させ、翌日脱型後、２０℃の水中で養生した試験体φ５×１０ｃｍを用い、ＪＩＳ・Ａ−１１０８に準拠して評価を行う。
３）加圧ブリージング試験：
温度２０℃、湿度６５％の条件下、混練条件Ａで混練した水硬性モルタル（スラリー）を用い、内径１２５ｍｍ、内高２００ｍｍの試験容器を用いて試験を行う。
ジャッキ圧力を１．０Ｎ／ｍｍ^２に設定した以外は、土木学会加圧ブリージング試験方法（ＪＳＣＥ・Ｆ５０２-１９９９）に準拠して評価を行う。
４）ポンプ圧送性：
ミキサー装置の排出ポンプ出口に、内径３２ｍｍで長さ５０ｍ、７５ｍ又は１００ｍのスラリーホースを接続して、ホース筒先より吐出されるスラリーの吐出量と材料分離状態で評価を行う。
ポンプは、モーノポンプ、型番：２ＮＭ５０（兵神装備社製）を用いて行う。
スラリーの圧送性の評価指標は、○：ホース筒先より吐出されるスラリーの材料分離無し、△：ホース筒先より吐出されるスラリーの材料分離有り、×：閉塞とする。
５）混練条件Ａ：
２０℃において２Ｌポリ容器に１６質量部の水を入れ（参考例１〜４の場合は１６．４質量部）、図３に示すタービン羽根を取り付けた０．１５ＫＷ攪拌機（新東科学社製、品番：スリーワンモータＢＬ６００）を使用し、３００ｒｐｍで攪拌しながら水硬性組成物（粉体１５００ｇ）を全量投入後、７８０ｒｐｍで所定時間（１分間、２分間、４分間又は６分間）混練して、水硬性モルタル（スラリー）を調製することを混練条件Ａとする。

原料は以下のものを使用した。
１）水硬性成分：
・ポルトランドセメント（宇部早強セメント、ブレーン比表面積４５００ｃｍ^２／ｇ）。
比表面積の評価法は、ＪＩＳ・Ｒ−５２０１に規定されているブレーン空気透過装置を用いて測定されたものである。
２）細骨材：
・珪砂Ａ：ＳＳ５Ａ、宇部サンド工業社製。
・珪砂Ｂ：Ｓ６、宇部サンド工業社製。
・珪砂Ｃ：Ｓ７、宇部サンド工業社製。
篩を使用して測定した珪砂Ａ〜Ｃの粒度構成を表４に示す。
また、比較例１で使用した細骨材（珪砂Ａと珪砂Ｂの混合物）及び実施例１、２で使用した細骨材（珪砂Ａ、珪砂Ｂ及び珪砂Ｃの混合物）の粒度構成を図１及び表４に示す。
３）膨張材：
・無機系膨張材：アサノジプカル（太平洋セメント社製）。
・金属系膨張材：アルミニウム粉（粒度４４μｍ以下６０％以上、大和金属粉工業社製）。
４）減水剤：
・流動化剤ａ：変性ポリカルボン酸系流動化剤、メルフラクスＡＰ１０１Ｆ（ＢＡＳＦコンストラクションシステムズ社製）。
・流動化剤ｂ：ナフタレンスルフォン酸系流動化剤、マイティ１００（花王社製）。
・流動化剤ｃ：ポリカルボン酸系流動化剤、マイティ２１Ｐ（花王社製）。
・流動化剤ｄ：ポリエーテル・ポリカルボン酸系流動化剤、メルフラスクＶＰ２６５１（ＢＡＳＦコンストラクションシステムズ社製）。
・流動化剤ｅ：ポリエーテル・ポリカルボン酸系流動化剤、メルフラスクＶＰ２６４１（ＢＡＳＦコンストラクションシステムズ社製）。
５）増粘剤：メチルセルロース系増粘剤、ハイユーローズ（宇部興産株式会社製）。

（比較例１、実施例１〜２、参考例１〜４）
表１に示す配合割合で水硬性組成物と水とを混練条件Ａにしたがって混練し、７８０ｒｐｍで１分間混練したスラリー、２分間混練したスラリー、４分間混練したスラリー及び６分間混練したスラリーの４種類の水硬性モルタル（スラリー）を調製し、Ｊ_１４ロート流下値（秒）を測定した。水硬性組成物を混練条件Ａで２分間混練して調整したスラリーを硬化させた水硬性モルタル（スラリー）硬化体について圧縮強度を測定した。Ｊ_１４ロート流下値（秒）及び圧縮強度の測定結果を表２に示す。

比較例１、実施例１及び実施例２の水硬性組成物を用いて、混練条件Ａで２分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）について、加圧ブリージング試験を行った結果を表３及び図２に示す。

比較例１及び実施例１の水硬性組成物を用いて、水硬性組成物と所定量の水とをミキサー装置を備えたスラリー製造・供給装置（図４）に供給して連続的に混練し、水硬性モルタル（スラリー）を連続製造してスラリーを一旦リザーバータンクに収容した。リザーバータンクに収容したスラリーは、スラリー製造設備の吐出ポンプ（スラリーポンプ）を用いて吐出し、ポンプから吐出直後を０ｍとして、ポンプに接続した内径が３２ｍｍで長さが５０ｍ、７５ｍ及び１００ｍのスラリーホースの筒先より吐出させてポンプ圧送性を評価した。また、連続製造してリザーバータンクに収容したスラリーと、吐出ポンプ（スラリーポンプ）を用いて、ポンプからの吐出直後を０ｍとし、５０ｍ、７５ｍ及び１００ｍのスラリーホースの筒先より吐出させてスラリーについて、Ｊ_１４ロート流下値（秒）を測定した。
また、スラリー中に含まれる水分量は、リザーバに収容したスラリーを一部取り出し電子レンジ法により測定した。
圧送性およびＪ_１４ロート流下値の測定結果を表３に示す。
なお、水硬性モルタル（スラリー）の連続混練に用いたスラリー製造・供給装置のミキサー（混練装置）の仕様、及び、水硬性モルタル（スラリー）の連続製造時の条件は表５に示すとおりである。

（１）変性ポリカルボン酸系流動化剤と、所定量の微粒分を含む細骨材（図１）とを併せて用いた実施例１及び実施例２の場合、表２に示すように、混練条件Ａで１分間混練して調製したスラリーと、２分間から６分間混練して調製したスラリーとのＪ_１４ロート流下値の比率が０．８０〜０．８６と比較的１に近い値で安定しており、
さらに、混練条件Ａで２分間混練して調製したスラリーと、４分間及び６分間混練して調製したスラリーとのＪ_１４ロート流下値の比率においては、０．９３〜０．９６とより１に近い値が得られ、
極めて速やかに良好な混練状態の水硬性モルタル（スラリー）が得られている。
また、表３に示すように、実施例１及び実施例２は、加圧条件下での脱水量が比較例１と対比して概ね半減（図２）しており、実施例１では１００ｍのポンプ圧送時にもスラリーホースの閉塞を起すことなくスラリーの圧送が可能であった。
（２）変性ポリカルボン酸系流動化剤と、微粒分を含まない細骨材（図１）とを用いた比較例１の場合についても、表２に示すように、極めて速やかに良好な混練状態の水硬性モルタル（スラリー）が得られたが、表３に示すように、加圧条件下での脱水量が多く（図２）、１００ｍのスラリーホースを用いてポンプ圧送した場合には、材料分離に起因すると思われるスラリーホースの閉塞現象が生じた。

細骨材の粒度構成を示す図である。（比較例１、実施例１〜２で使用した細骨材の粒度構成）水硬性モルタル（スラリー）の加圧ブリージング試験結果（脱水量）を示す図である。混練条件Ａで水硬性モルタル（スラリー）を調製する場合に使用するタービン羽根を示す模式図である。- 本発明で用いるスラリー製造・供給装置の構成の一例を説明するための模式断面図である。本発明で用いる混練スクリューの全体構成を示す図である。水硬性組成物を貯蔵するタンク及びスラリー製造・供給装置を搭載した水硬性モルタル（スラリー）調製・施工用トラックの全体構成を示す模式図である。

符号の説明

１０：混練スクリュー
１１：スラリー製造・供給装置
１２：水硬性組成物
１３：ホッパー
１４：ホッパースクリュー
１５：給水口
１６：混練装置（ミキサー）
１７：混練スクリュー
１８：モルタル（スラリー）排出口
１９：モルタル（スラリー）
２０：リザーバータンク
２１：モルタル（スラリー）
２２：スターラースクリュー
２３：移送スクリュー
２４：スネークポンプ（スラリーポンプ）
２５：モルタル（スラリー）
２６、２７、２８：モーター
２９、３０：動力伝達ベルト
３１：水硬性モルタル（スラリー）調製・施工用トラック
３２：水硬性組成物の供給口
３３：水硬性組成物タンク
３４：水硬性モルタル（スラリー）
３５：混練装置（ミキサー）
３６：ホッパー
３７：水硬性組成物
３８：スクリューフィーダー
３９：水タンク
４０：水供給ポンプ
４１：水供給パイプ
４２：水硬性モルタル（スラリー）タンク（リザーバータンク）
４３：スラリーポンプ
４４：スラリーホース

Claims

水硬性成分と細骨材と流動化剤と膨張剤とを含有する水硬性組成物であって、
細骨材は、細骨材１００質量％中に
３０μｍ以上〜１５０μｍ未満の粒子を５〜３０質量％含み、
１５０μｍ以上〜６００μｍ未満の粒子を２５〜５５質量％含み、
６００μｍ以上〜２０００μｍ未満の粒子を２５〜６０質量％含み、
流動化剤が、ＢＡＳＦコンストラクションシステムズ社製メルフラクスＡＰ１０１Ｆである、水硬性組成物。
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で１分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間Ｚと、２分間、４分間または６分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間Ｙ、Ｘ、Ｗとの比率が、
Ｙ／Ｚ、Ｘ／ＺおよびＷ／Ｚ＝０．７５〜１．００の範囲である、請求項１に記載の水硬性組成物。
（１）混練条件Ａ：２０℃において２Ｌポリ容器に水１６質量部を入れ、タービン羽根を取り付けた０．１５ＫＷ攪拌機を使用し、３００ｒｐｍで攪拌しながら水硬性組成物１００質量部を全量投入後（粉体１５００ｇ）、７８０ｒｐｍで所定時間混練して、水硬性モルタル（スラリー）を調製すること。
（２）Ｊロート流下時間がＺ：混練条件Ａの条件で１分間混練された水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間。
（３）Ｊロート流下時間がＹ：混練条件Ａの条件で２分間混練された水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間。
（４）Ｊロート流下時間がＸ：混練条件Ａの条件で４分間混練された水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間。
（５）Ｊロート流下時間がＷ：混練条件Ａの条件で６分間混練された水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間。
水硬性組成物を混練条件Ａの条件で２分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間Ｙと、４分間または６分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）のＪロート流下時間Ｘ、Ｗとの比率が、
Ｘ／ＹおよびＷ／Ｙ＝０．９０〜１．０２の範囲である、請求項１または２に記載の水硬性組成物。
水硬性組成物と水とを混練条件Ａで２分間混練して調製した水硬性モルタル（スラリー）の加圧ブリージング試験（１分加圧時）の脱水量が２〜１８ｍｌである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水硬性組成物。
水硬性組成物は、水硬性組成物を貯蔵するタンクを備えた水硬性モルタル（スラリー）調製・施工用トラックに搭載したミキサーを用いて、水硬性組成物と水とを連続的に混練して水硬性モルタル（スラリー）を調製し、
前記トラックに搭載されたスラリーポンプによりスラリーホースを介して水硬性モルタル（スラリー）を施工箇所へ連続的に供給・打設して硬化させるグラウト施工方法に用いられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水硬性組成物。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の水硬性組成物と水とを混練して得られる水硬性モルタル（スラリー）。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の水硬性組成物と水とを混練して得られる水硬性モルタル（スラリー）を硬化させて得られる水硬性モルタル（スラリー）の硬化体。