JP5417238B2 - Mortar composition and method for producing the same - Google Patents
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Description
本発明は、モルタル組成物およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a mortar composition and a method for producing the same.
コンクリート製道路橋梁の床版は、車両の通行による繰り返し加重のストレスがかかるため、コンクリートにひび割れが生じ、ひび割れ幅が経時的に大きくなっていくため、定期的な補修が必要となる。
また、道路法第４７条第１項が委任する車両制限令第３条第１項第２号の改正法が平成５年１１月２５日から施行され、道路を通行可能な車両の総重量が２０トンから２５トンへと緩和された。これに伴い、旧来の基準で施工された道路床版では強度が不足することとなり、補強が必要となった。
このような道路床版の補修ないし補強のため、上面増厚工法が採用されている。
上面増厚工法とは、道路表層の舗装層を一旦除去した後、既設の床版の上面に補強コンクリートを薄層で敷設して打継ぐことにより、床版の強度を回復ないし補強する工法である。そして該補強コンクリート層の上に再び舗装層を形成することにより、強度が回復ないし補強された道路とすることができる。ここで、非特許文献１（「上面増厚工法設計施工マニュアル」、（財）高速道路調査会、１９９５年）では、補強コンクリートが達成すべき物性として、例えば圧縮強さが通常３時間で２４Ｎ／ｍｍ２以上であることなどが規定されており、補強コンクリートとして鋼繊維補強コンクリートを使用することが推奨されている。
Concrete road bridge floor slabs are subjected to repeated loading stress due to vehicle traffic, resulting in cracks in the concrete and increasing crack width over time, so periodic repairs are required.
In addition, the revised law of Article 3, Paragraph 1, Item 2 of the Vehicle Restriction Ordinance entrusted by Article 47, Paragraph 1 of the Road Act came into effect on November 25, 1993, and the total weight of vehicles that can pass through the road is Mitigated from 20 tons to 25 tons. Along with this, the road floor slabs constructed according to the old standards were insufficient in strength and needed to be reinforced.
In order to repair or reinforce such road decks, the top surface thickening method has been adopted.
The top surface thickening method is a method that recovers or reinforces the strength of the slab by removing the pavement layer on the road surface once and then laying the reinforced concrete as a thin layer on the top of the existing floor slab. is there. Then, by forming a pavement layer again on the reinforced concrete layer, a road whose strength has been recovered or reinforced can be obtained. Here, in Non-Patent Document 1 (“Top Surface Thickening Method Design and Construction Manual”, Highway Research Committee, 1995), as a physical property to be achieved by reinforced concrete, for example, compressive strength is usually 24 N in 3 hours. / Mm 2 or more is prescribed, and it is recommended to use steel fiber reinforced concrete as reinforced concrete.
しかしながら鋼繊維補強コンクリートにおいて補強材として使用される鋼繊維は、錆が発生するとその機能が低下し、コンクリートのひび割れを来たして所期の目的を達成できないものであることが明らかになってきた。特に、冬季の積雪地帯では道路上に融雪剤が使用されるため、錆の発生が促進される。
また、通行量の多い道路について上面増厚工法を施工する場合には、工事時間を可及的に短くして通行止めの不便を最小限とすべく、急硬性のセメント、例えばジェットセメント、が使用されることが多い（鋼繊維補強ジェットセメントにつき、例えば特許文献１参照）。しかしジェットセメントは、初期材齢における強度は高いものの、疲労による機能の低下が見られ、やはり所期の目的を達成することはできない。
さらに、上記非特許文献１に規定された物性を満足するコンクリートは、必然的にスランプ値が低く流動性に劣るため施工の際に配管による圧送が困難であり、手作業による敷設を要し、施工コストの観点からも問題がある。
そこで、上面増厚工法の所期の目的に適し、しかも施工の容易な材料の検討が行われている。
例えば特許文献２には、普通ポルトランドセメントにポリプロピレン繊維を混合したセメント組成物が記載されており、該組成物から形成された硬化物（モルタル）が非特許文献２（「複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料設計・施工指針(案）」、（社）土木学会、２００７年）の基準を満たすと記載されている。しかしながら特許文献２の技術は、工事時間の短縮の要請を満たすものではない。
However, it has been clarified that steel fibers used as a reinforcing material in steel fiber reinforced concrete have a reduced function when rust is generated and the concrete purpose cannot be achieved due to cracks in the concrete. In particular, in snowy areas in winter, the use of a snow melting agent on the road promotes the generation of rust.
In addition, when constructing the top surface thickening method on roads with a large amount of traffic, rapid-hardening cement, such as jet cement, is used to shorten the construction time as much as possible and minimize the inconvenience of traffic closure. (For example, refer to Patent Document 1 for steel fiber reinforced jet cement). However, although jet cement has high strength at the early age, it shows a decrease in function due to fatigue, and it cannot achieve its intended purpose.
Furthermore, the concrete that satisfies the physical properties defined in Non-Patent Document 1 inevitably has a low slump value and is inferior in fluidity, so it is difficult to pump by piping during construction, and requires manual laying. There is also a problem from the viewpoint of construction cost.
In view of this, materials that are suitable for the intended purpose of the top surface thickening method and that are easy to construct have been studied.
For example, Patent Document 2 describes a cement composition in which polypropylene fiber is mixed with ordinary Portland cement, and a cured product (mortar) formed from the composition is described in Non-Patent Document 2 ("Multiple fine crack type fiber reinforcement"). Cement composite material design / construction guidelines (draft) ”(Japan Society of Civil Engineers, 2007). However, the technique of Patent Document 2 does not satisfy the request for shortening the construction time.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特に上面増厚工法に好適に使用することのできる、初期材齢における強度が高いとともに経時的な劣化が少なく、しかも施工が容易なモルタル材料およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is particularly suitable for the top surface thickening method, which has high strength at the initial age and little deterioration with time, and construction. Is to provide a mortar material and a method for producing the same.
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第一に、
（Ａ）ＳｉＯ２を１３．５〜２１．０重量％、Ａｌ２Ｏ３を６．０〜１２．０重量％、ＣａＯを５５．０〜６５．０重量％、ＳＯ３を５．５〜１１．０重量％およびＦを０．２〜１．０重量％の範囲で含んでなるセメント１００重量部、
（Ｂ）石灰系膨張剤４〜１５重量部、
（Ｃ）細骨材８０〜１８０重量部、
（Ｄ）分散剤０．０４〜０．４重量部、
（Ｅ）凝結遅延剤０．２〜１．１重量部、
（Ｆ）有機繊維および
水
を含有するモルタル組成物であって、
前記（Ｆ）有機繊維の直径Ｄが１５〜５００μｍであり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが１００〜１，０００であり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと（Ｃ）細骨材の最大粒経ｄとの比Ｌ／ｄが４．７〜９であり、そして
（Ｆ）有機繊維の含有割合が、組成物中の該有機繊維以外の成分（水を含む）の合計１００容量部に対して１〜３容量部であることを特徴とする、前記モルタル組成物によって達成される。
In accordance with the present invention, the above objects and advantages of the present invention are primarily as follows:
(A) a SiO 2 13.5-21.0 wt%, the Al 2 O 3 6.0~12.0 wt%, the CaO 55.0-65.0 wt%, 5.5 to SO 3 100 parts by weight of cement comprising 11.0% by weight and F in the range of 0.2-1.0% by weight;
(B) 4-15 parts by weight of a lime-based swelling agent,
(C) 80-180 parts by weight of fine aggregate,
(D) 0.04-0.4 parts by weight of a dispersant,
(E) 0.2 to 1.1 parts by weight of a setting retarder,
(F) A mortar composition containing organic fibers and water,
The diameter D of the (F) organic fiber is 15 to 500 μm,
(F) The ratio L / D between the length L and the diameter D of the organic fiber is 100 to 1,000,
(F) The ratio L / d of the length L of the organic fiber and (C) the maximum particle diameter d of the fine aggregate is 4.7 to 9, and (F) the content ratio of the organic fiber is in the composition It is achieved by the mortar composition, which is 1 to 3 parts by volume with respect to 100 parts by volume in total of components (including water) other than the organic fiber.
本発明の上記目的および利点は、第二に、
少なくとも（Ａ）ＳｉＯ２を１３．５〜２１．０重量％、Ａｌ２Ｏ３を６．０〜１２．０重量％、ＣａＯを５５．０〜６５．０重量％、ＳＯ３を５．５〜１１．０重量％およびＦを０．２〜１．０重量％の範囲で含んでなるセメント１００重量部、
（Ｂ）石灰系膨張剤４〜１５重量部、
（Ｃ）細骨材８０〜１８０重量部、
（Ｄ）分散剤０．０４〜０．４重量部、
（Ｅ）凝結遅延剤０．２〜１．１重量部および
水
を混合して前駆スラリーとした後、
該前駆スラリー１００容量部に対して１〜３容量部の（Ｆ）有機繊維を混合するモルタル組成物の製造方法であって、
前記（Ｆ）有機繊維の直径Ｄが１５〜５００μｍであり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが１００〜１，０００であり、そして
（Ｆ）有機繊維の長さＬと（Ｃ）細骨材の最大粒経ｄとの比Ｌ／ｄが４．７〜９であることを特徴とする、前記モルタル組成物の製造方法によって達成される。
The above objects and advantages of the present invention are, secondly,
At least (A) a SiO 2 from 13.5 to 21.0 wt%, the Al 2 O 3 6.0~12.0 wt%, the CaO 55.0-65.0 wt%, SO 3 5.5 100 parts by weight of cement comprising ˜11.0% by weight and F in the range of 0.2-1.0% by weight,
(B) 4-15 parts by weight of a lime-based swelling agent,
(C) 80-180 parts by weight of fine aggregate,
(D) 0.04-0.4 parts by weight of a dispersant,
(E) After setting a precursor slurry by mixing 0.2 to 1.1 parts by weight of a setting retarder and water,
A method for producing a mortar composition in which 1 to 3 parts by volume of (F) organic fiber is mixed with 100 parts by volume of the precursor slurry,
The diameter D of the (F) organic fiber is 15 to 500 μm,
(F) Ratio L / D of organic fiber length L to diameter D is 100 to 1,000, and (F) organic fiber length L and (C) maximum aggregate diameter d of fine aggregate The ratio L / d is 4.7 to 9, which is achieved by the method for producing a mortar composition.
上記（Ａ）セメントは、好ましくは
（ａ１）１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２の組成を有するセメント４０〜７５重量部と
（ａ２）ポルトランドセメント２５〜６０重量部と
からなる混合物、ただし（ａ１）および（ａ２）の合計は１００重量部である、である。
Said (A) cement is preferably a mixture of (a1) 40-75 parts by weight of cement having a composition of 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 and (a2) 25-60 parts by weight of Portland cement, wherein (a1 ) And (a2) is 100 parts by weight.
本発明によると、初期材齢における強度、特に圧縮強さが高いとともに経時的な劣化が少なく、しかも施工が容易なモルタル組成物およびその製造方法が提供される。本発明のモルタル組成物の硬化物は、ひずみ硬化型高じん性モルタルである。従って、本発明のモルタル組成物は、上面増厚工法に好適に使用することができる。 According to the present invention, there are provided a mortar composition having a high strength at an early age, particularly compressive strength, little deterioration with time, and easy construction, and a method for producing the same. The cured product of the mortar composition of the present invention is a strain hardening type high toughness mortar. Therefore, the mortar composition of the present invention can be suitably used for the top surface thickening method.
＜モルタル組成物＞
以下、本発明のモルタル組成物に含有される各成分について詳細に説明する。
［（Ａ）セメント］
本発明のモルタル組成物に含有される（Ａ）セメントは、ＳｉＯ２を１３．５〜２１．０重量％、Ａｌ２Ｏ３を６．０〜１２．０重量％、ＣａＯを５５．０〜６５．０重量％、ＳＯ３を５．５〜１１．０重量％およびＦを０．２〜１．０重量％の範囲で含んでなるセメントである。（Ａ）セメントは、ＳｉＯ２を１５．３〜１９．３重量％、Ａｌ２Ｏ３を６．６〜９．９重量％、ＣａＯを５９．０〜６２．８重量％、ＳＯ３を５．２〜９．１重量％およびＦを０．３５〜０．７５重量％の範囲で含んでなるセメントであることが好ましい。（Ａ）セメントは、上記の成分以外に、例えばＮａ２Ｏ、Ｋａ２Ｏ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの微量成分をさらに含有していてもよい。
上記の値は、（Ａ）セメントに含まれる元素の割合を例えば蛍光Ｘ線分析などの適宜の方法で分析し、これを酸化物換算の重量比として表した値である。従って各成分の含有割合の合計は、必ずしも１００重量％になるものではない。
<Mortar composition>
Hereinafter, each component contained in the mortar composition of the present invention will be described in detail.
[(A) Cement]
Is the (A) cement containing the mortar composition of the present invention, the SiO 2 13.5 to 21.0 wt%, the Al 2 O 3 6.0 to 12.0 wt%, the CaO 55.0～ 65.0 wt%, a cement comprising a SO 3 5.5 to 11.0% by weight and F in the range of 0.2 to 1.0 wt%. (A) cement, a SiO 2 15.3-19.3 wt%, the Al 2 O 3 from 6.6 to 9.9 wt%, the CaO from 59.0 to 62.8 wt%, the SO 3 5 The cement is preferably comprised of 0.2 to 9.1% by weight and F in the range of 0.35 to 0.75% by weight. (A) The cement may further contain trace components such as Na 2 O, Ka 2 O, MgO, and Fe 2 O 3 in addition to the above components.
Said value is a value which analyzed the ratio of the element contained in (A) cement by appropriate methods, such as a fluorescent X ray analysis, and represented this as a weight ratio of oxide conversion. Therefore, the total content of each component is not necessarily 100% by weight.
（Ａ）セメントは、上記の組成を導くクリンカー原料から一括合成してもよく、あるいは各別に合成した異なる組成のセメントを混合して上記組成としてもよい。本発明における（Ａ）セメントとしては、
（ａ１）１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２の組成を有するセメントおよび（ａ２）ポルトランドセメントからなるものであることが好ましい。
（ａ１）１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２の組成を有するセメントは、急硬性セメントとして知られており、我が国では「ジェットセメント」の名称で市販されている。
（ａ２）ポルトランドセメントは、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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメントなどから適宜に選択して使用することができるが、普通ポルトランドセメントおよび早強ポルトランドセメントよりなる群から選択して使用することが好ましい。
（ａ１）セメントと（ａ２）セメントの割合は、（ａ１）セメント４０〜７５重量部および（ａ２）セメント２５〜６０重量部、ただし（ａ１）および（ａ２）の合計は１００重量部である、とすることが好ましい。より好ましくは（ａ１）セメント１００重量部に対して（ａ２）セメント４０〜１５０重量部であり、さらに好ましくは（ａ１）セメント１００重量部に対して（ａ２）セメント４２．５〜１２０重量部である。（ａ１）セメントと（ａ２）セメントの割合は、得られるモルタル組成物の流動性の保持時間および強度発現性が所望の程度となるように、施工温度に応じて上記の範囲で適宜に設定される。
(A) The cement may be synthesized in a lump from the clinker raw material leading to the above composition, or may be mixed with cements of different compositions synthesized separately. As the (A) cement in the present invention,
(A1) A cement having a composition of 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 and (a2) Portland cement is preferable.
(A1) A cement having a composition of 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 is known as a quick-hardening cement and is marketed in Japan under the name of “jet cement”.
(A2) Portland cement can be appropriately selected and used from ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early strong Portland cement, medium heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, It is preferable to use it selected from the group consisting of ordinary Portland cement and early-strength Portland cement.
The ratio of (a1) cement to (a2) cement is (a1) 40 to 75 parts by weight of cement and (a2) 25 to 60 parts by weight of cement, provided that the total of (a1) and (a2) is 100 parts by weight. It is preferable that More preferably (a1) 100 to 100 parts by weight of cement (a2) 40 to 150 parts by weight of cement, and (a1) 100 parts by weight of cement (a2) 42.5 to 120 parts by weight of cement is there. The ratio of (a1) cement and (a2) cement is appropriately set within the above range according to the construction temperature so that the fluidity retention time and strength development of the resulting mortar composition will be in the desired levels. The
［（Ｂ）石灰系膨張剤］
本発明のモルタル組成物に含有される（Ｂ）石灰系膨張剤としては、例えば生石灰、生石灰−石膏混合系、仮焼ドロマイトなどを挙げることができ、これらのうちから選択される１種以上を使用することができる。
本発明のモルタル組成物における（Ｂ）石灰系膨張剤の含有割合は、（Ａ）セメント１００重量部に対して４〜１５重量部である。（Ｂ）石灰系膨脹剤の含有量が４重量部未満では、モルタル硬化後の収縮が大きくなりひび割れを生ずる場合がある。一方、この値が１５重量部を超えると異常な膨脹を生じ、モルタル硬化物が破壊し、あるいは床版の上部に施工した舗装面を押し上げる場合がある。
（Ａ）セメントが上記（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメントからなるものである場合、（Ｂ）石灰系膨張剤の含有割合は、（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメントの合計量を１００重量部として上記範囲内から適宜に選択して設定されるべきであるが、（ａ１）セメント１００重量部に対して１０〜２０重量部であることが好ましい。
[(B) Lime-based swelling agent]
Examples of the (B) lime-based swelling agent contained in the mortar composition of the present invention include quick lime, quick lime-gypsum mixed system, calcined dolomite, and the like. Can be used.
The content ratio of (B) lime-based swelling agent in the mortar composition of the present invention is 4 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A) cement. (B) If the content of the lime-based expansion agent is less than 4 parts by weight, the shrinkage after mortar curing may increase and cracks may occur. On the other hand, when this value exceeds 15 parts by weight, abnormal expansion may occur, the mortar cured product may be destroyed, or the pavement surface constructed on the upper part of the floor slab may be pushed up.
(A) When the cement is composed of the above (a1) cement and (a2) cement, the content ratio of (B) lime-based swelling agent is 100 parts by weight of the total amount of (a1) cement and (a2) cement However, it is preferably 10 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement (a1).
［（Ｃ）細骨材］
本発明のモルタル組成物に含有される（Ｃ）細骨材としては、例えば砂、無機粒子、樹脂粉砕物およびその他の細骨材を挙げることができ、これらのうちから選択される１種以上を使用することができる。
上記砂としては、例えば珪砂、川砂、海砂、浜砂、山砂、砕砂などを；
上記無機粒子としては、例えばシリカ粉、粘土鉱物、廃ＦＣＣ触媒などを；
上記樹脂粉砕物としては、例えばウレタン砕、ＥＶＡフォーム、発泡樹脂などの粉砕物を；
その他の細骨材としては、例えばアルミナセメントクリンカー骨材などを、それぞれ挙げることができる。
細骨材は、一般的には１０ｍｍふるいをすベて通過し、粒径５ｍｍ以下のものが８５重量％以上含まれる骨材をいうが、本発明のモルタル組成物における（Ｃ）細骨材としては、最大粒径ｄが２．５ｍｍ以下であるものが好ましい。最大粒径ｄが２．５ｍｍを超えると、有機繊維が細骨材に絡みつくことにより骨材とセメントとの接着力が十分に発現せず、圧縮強度が低下し、あるいは曲げじん性向上の効果が不十分となる場合がある。
[(C) Fine aggregate]
Examples of the fine aggregate (C) contained in the mortar composition of the present invention can include sand, inorganic particles, resin pulverized products and other fine aggregates, and one or more selected from these. Can be used.
Examples of the sand include quartz sand, river sand, sea sand, beach sand, mountain sand, and crushed sand.
Examples of the inorganic particles include silica powder, clay mineral, and waste FCC catalyst;
Examples of the resin pulverized product include pulverized products such as urethane crushed, EVA foam, and foamed resin;
Examples of other fine aggregates include alumina cement clinker aggregates.
The fine aggregate generally refers to an aggregate that passes through a 10 mm sieve and contains 85% by weight or more of particles having a particle size of 5 mm or less. (C) Fine aggregate in the mortar composition of the present invention. Are preferably those having a maximum particle size d of 2.5 mm or less. When the maximum particle size d exceeds 2.5 mm, the organic fibers are entangled with the fine aggregate, so that the adhesive force between the aggregate and the cement is not sufficiently exhibited, the compressive strength is reduced, or the bending toughness is improved. May become insufficient.
本発明のモルタル組成物における（Ｃ）細骨材の含有割合は、（Ａ）セメント１００重量部に対して８０〜１８０重量部である。（Ｃ）細骨材の配合割合が８０重量部未満では、練混ぜに必要な水の量が増加するため、勾配が付されたコンクリート床版に打設した際にモルタル組成物がダレを生じ施工性が損なわれる場合があるほか、硬化後の乾燥収縮が過度に大きくなり、硬化物にひび割れを生じる場合がある。一方、１８０重量部以上の配合割合では、有機繊維の（Ｃ）細骨材への絡みつき量が増大して曲げじん性が不足する場合があるほか、モルタル組成物中における（Ａ）セメントの量が相対的に少なくなるため、既設コンクリート床版への接着性が不足する場合がある。
（Ａ）セメントが上記（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメントからなるものである場合、（Ｃ）細骨材の含有割合は、（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメントの合計量を１００重量部として上記範囲内から適宜に選択され設定されるベきであるが、（ａ１）セメント１００重量部に対して２００〜２５０重量部であることが好ましい。
The content ratio of (C) fine aggregate in the mortar composition of the present invention is 80 to 180 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A) cement. (C) When the blending ratio of fine aggregate is less than 80 parts by weight, the amount of water required for kneading increases, so that the mortar composition sags when placed on a concrete floor slab with a gradient. The workability may be impaired, and the drying shrinkage after curing becomes excessively large, and the cured product may be cracked. On the other hand, when the blending ratio is 180 parts by weight or more, the amount of entanglement of the organic fibers with the fine aggregate (C) may increase and bending toughness may be insufficient, and the amount of (A) cement in the mortar composition Is relatively less, the adhesiveness to the existing concrete slab may be insufficient.
When (A) the cement is composed of the above (a1) cement and (a2) cement, the content ratio of (C) fine aggregate is 100 parts by weight of the total amount of (a1) cement and (a2) cement. Although it should be appropriately selected and set from the above range, (a1) 200 to 250 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement is preferable.
［（Ｄ）分散剤］
本発明のモルタル組成物に含有される（Ｄ）分散剤としては、例えばアルカリ金属またはアルカリ土類金属のポリカルボン酸塩、メラミンホルマリン縮合物スルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、β−ナフタレンスルホン酸アルデヒド縮合物、ポリアルキルアリルスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩などを挙げることができ、これらのうちから選択される１種以上を使用することができる。上記アルカリ金属としては、例えばナトリウム、カリウムなどを；
上記アルカリ土類金属としては、例えばマグネシウム、カルシウム、バリウムなどを、それぞれ挙げることができる。
本発明のモルタル組成物における（Ｄ）分散剤の含有割合は、モルタル組成物の流動性および適切な硬化速度と硬化物の耐久性とのバランスの観点から、（Ａ）セメント１００重量部に対して０．０４〜０．４重量部である。（Ａ）セメントが上記（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメンからなるものである場合、（Ｄ）分散剤の含有割合は、（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメントの合計量を１００重量部として上記範囲内から適宜に選択され設定されるべきであるが、（ａ１）セメント１００重量部に対して０．１〜０．５重量部であることが好ましい。
[(D) Dispersant]
Examples of the (D) dispersant contained in the mortar composition of the present invention include alkali metal or alkaline earth metal polycarboxylates, melamine formalin condensate sulfonate, lignin sulfonate, and β-naphthalene sulfonic acid. Examples include aldehyde condensates, polyalkylallyl sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonic acid formalin condensate salts, and the like, and one or more selected from these can be used. Examples of the alkali metal include sodium and potassium;
Examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, barium, and the like.
The content ratio of the (D) dispersant in the mortar composition of the present invention is based on the flowability of the mortar composition and the balance between the appropriate curing speed and the durability of the cured product, based on (A) 100 parts by weight of cement. 0.04 to 0.4 parts by weight. (A) When the cement is composed of the above (a1) cement and (a2) cement, the content ratio of (D) dispersant is the above, with the total amount of (a1) cement and (a2) cement being 100 parts by weight. Although it should be appropriately selected and set from the range, (a1) 0.1 to 0.5 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of cement.
［（Ｅ）凝結遅延剤］
本発明のモルタル組成物に含有される（Ｅ）凝結遅延剤としては、例えば無機酸のナトリウム塩、有機酸のナトリウム塩、オキシカルボン酸、オキシカルボン酸塩などを挙げることができ、これらのうちから選択される１種以上を使用することができる。上記無機酸のナトリウム塩としては、例えば硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムなどを；
上記有機酸のナトリウム塩としては、例えばＬ−酒石酸ナトリウム、ＤＬ−酒石酸ナトリウム、酒石酸水素ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム類、グルコン酸ナトリウムなどを、それぞれ挙げることができる。
上記オキシカルボン酸としては、例えば脂肪族オキシ酸、芳香族オキシ酸などを挙げることができ、その具体例としては、脂肪族オキシ酸として、例えばクエン酸、グルコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸などを；
芳香族オキシ酸として、例えばサリチル酸、ｍ−オキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸、トロパ酸などを、それぞれ挙げることができる。
上記オキシカルボン酸塩としては、例えば上記に例示したオキシカルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などを挙げることができる。上記アルカリ金属としては、例えばナトリウム、カリウムなどを；
上記アルカリ土類金属としては、例えばマグネシウム、カルシウム、バリウムなどを、それぞれ挙げることができる。
本発明のモルタル組成物における（Ｅ）凝結遅延剤の含有割合は、モルタル組成物の流動性の保持時間と硬化後の強度発現性能のバランスの観点から、（Ａ）セメント１００重量部に対して０．２〜１．１重量部である。（Ａ）セメントが上記（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメントからなるものである場合、（Ｅ）凝結遅延剤の含有割合は（ａ１）セメント１００重量部に対して０．５〜１．５重量部であることが好ましい。
[(E) Setting retarder]
Examples of the (E) setting retarder contained in the mortar composition of the present invention include a sodium salt of an inorganic acid, a sodium salt of an organic acid, an oxycarboxylic acid, an oxycarboxylate, and the like. One or more selected from can be used. Examples of the sodium salt of the inorganic acid include sodium sulfate and sodium bicarbonate;
Examples of the organic acid sodium salt include sodium L-tartrate, DL-sodium tartrate, sodium hydrogen tartrate, sodium malate, sodium citrates, and sodium gluconate.
Examples of the oxycarboxylic acid include aliphatic oxyacids and aromatic oxyacids, and specific examples thereof include aliphatic oxyacids such as citric acid, gluconic acid, tartaric acid, glycolic acid, lactic acid, Hydroacrylic acid, α-oxybutyric acid, glyceric acid, tartronic acid, malic acid and the like;
Examples of aromatic oxyacids include salicylic acid, m-oxybenzoic acid, p-oxybenzoic acid, gallic acid, mandelic acid, tropic acid, and the like.
Examples of the oxycarboxylate include alkali metal salts and alkaline earth metal salts of oxycarboxylic acids exemplified above. Examples of the alkali metal include sodium and potassium;
Examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, barium, and the like.
The content ratio of the (E) setting retarder in the mortar composition of the present invention is based on (A) 100 parts by weight of cement from the viewpoint of the balance between the fluidity retention time of the mortar composition and the strength development performance after curing. 0.2 to 1.1 parts by weight. When the (A) cement is composed of the above (a1) cement and (a2) cement, the content ratio of the (E) setting retarder is 0.5 to 1.5 weight with respect to 100 parts by weight of the (a1) cement. Part.
［（Ｆ）有機繊維］
本発明のモルタル組成物に含有される（Ｆ）有機繊維は、その直径Ｄが１５〜５００μｍである。この直径Ｄは３０〜５０μｍであることが好ましい。（Ｆ）有機繊維の長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄは、１００〜１，０００である。この比Ｌ／Ｄは、好ましくは２００〜４００である。（Ｆ）有機繊維の長さＬは３ｍｍ以上であって４７ｍｍ未満であることが好ましい。
さらに、本発明のモルタル組成物においては、（Ｆ）有機繊維の長さＬと（Ｃ）細骨材の最大粒経ｄとの比Ｌ／ｄが４．７〜９である。補強材である（Ｆ）有機繊維の長さＬと骨材の最大粒径ｄとの比をこの範囲とすることにより、（Ｆ）有機繊維の補強効果を最大限に発現することができる。比Ｌ／ｄがこの範囲より小さいと十分な補強効果を発現することができず、一方この範囲より大きい場合には、有機繊維がファイバーボールを形成してしまい、やはり十分な補強効果を発現することができない
（Ｆ）有機繊維は、その繊維引張強度が２７０ＭＰａ以上であることが好ましい。
（Ｆ）有機繊維としては、上記の如き寸法上の要請を充足する有機繊維であれば制限なく使用することができるが、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維およびナイロン繊維よりなる群から選択される１種以上を使用することが好ましい。前記ポリオレフィン樹脂の具体例としては、例えばポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などを挙げることができる。
本発明のモルタル組成物における（Ｆ）有機繊維としては、これらのうち、ポリオレフィン繊維を使用することが好ましく、特にポリプロピレン繊維を使用することが好ましい。
[(F) Organic fiber]
The (F) organic fiber contained in the mortar composition of the present invention has a diameter D of 15 to 500 μm. The diameter D is preferably 30 to 50 μm. (F) The ratio L / D between the length L and the diameter D of the organic fibers is 100 to 1,000. This ratio L / D is preferably 200 to 400. (F) The length L of the organic fiber is preferably 3 mm or more and less than 47 mm.
Furthermore, in the mortar composition of this invention, ratio L / d of the length L of (F) organic fiber and the maximum particle diameter d of (C) fine aggregate is 4.7-9. By making the ratio between the length L of the (F) organic fiber as the reinforcing material and the maximum particle diameter d of the aggregate within this range, the reinforcing effect of the (F) organic fiber can be maximized. If the ratio L / d is smaller than this range, a sufficient reinforcing effect cannot be exhibited. On the other hand, if the ratio L / d is larger than this range, the organic fiber forms a fiber ball, which also exhibits a sufficient reinforcing effect. (F) The organic fiber preferably has a fiber tensile strength of 270 MPa or more.
(F) The organic fiber can be used without limitation as long as it satisfies the above dimensional requirements, but it is a group consisting of polyolefin fiber, polyvinyl alcohol fiber, polyester fiber, aramid fiber and nylon fiber. It is preferable to use 1 or more types selected from. Specific examples of the polyolefin resin include polyethylene fibers and polypropylene fibers.
Among these, as the (F) organic fiber in the mortar composition of the present invention, it is preferable to use a polyolefin fiber, and it is particularly preferable to use a polypropylene fiber.
本発明における（Ｆ）有機繊維としては、特許文献３（特許第３１６７９００号明細書）に記載された如きポリプロピレン繊維が最も好ましい。すなわち、単糸繊度５〜１００ｄｒ（約２８〜約１２５μｍに相当）、好ましくは１０〜６０ｄｒ（約３９〜約９７μｍに相当）のポリプロピレンフィラメントが分離可能に連結した総繊度２００〜３，０００ｄｒの連糸形状テープを、繊維長３〜３０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍに切断してなるポリプロピレン繊維である。このようなポリプロピレン繊維は、例えばアイソタクチックペンタッド分率が０．９５以上の高度に立体規則的なポリプロピレンを、相互に連結または隣接した連糸形状ダイスから溶融状態で押し出した後、該ポリプロピレンの融点以下且つ軟化点以上の温度で３〜２０倍、好ましくは１０〜１５倍の延伸倍率で熱延伸することにより、製造することができる。
このようなポリプロピレン繊維の市販品としては、例えばバルリンク（萩原工業（株）製）などを挙げることができる。
なお、（Ｆ）有機繊維が上記の如き連糸形状テープである場合、該有機繊維の直径Ｄは、単糸フィラメントの直径を表すものとして理解されるべきである。
The (F) organic fiber in the present invention is most preferably a polypropylene fiber as described in Patent Document 3 (Japanese Patent No. 3167900). That is, a continuous yarn having a total fineness of 200 to 3,000 dr in which polypropylene filaments having a single yarn fineness of 5 to 100 dr (corresponding to about 28 to about 125 μm), preferably 10 to 60 dr (corresponding to about 39 to about 97 μm) are separably connected. Polypropylene fiber formed by cutting a thread-shaped tape into a fiber length of 3 to 30 mm, preferably 5 to 15 mm. Such a polypropylene fiber is obtained by, for example, extruding a highly stereoregular polypropylene having an isotactic pentad fraction of 0.95 or more in a molten state from mutually connected or adjacent continuous yarn-shaped dies. The film can be produced by hot stretching at a stretching ratio of 3 to 20 times, preferably 10 to 15 times, at a temperature not higher than the melting point and not lower than the softening point.
As a commercial item of such a polypropylene fiber, for example, Vallink (manufactured by Ebara Industries Co., Ltd.) can be cited.
In addition, when (F) organic fiber is a continuous yarn shape tape as described above, the diameter D of the organic fiber should be understood as representing the diameter of a single yarn filament.
本発明のモルタル組成物における（Ｆ）有機繊維の含有割合は、組成物中の該有機繊維以外の成分（水を含む）の合計１００容量部に対して１〜３容量部である。ここで（Ｆ）有機繊維の容量とは、有機樹脂の重量をその密度で除した値を意味する。従ってこの（Ｆ）有機繊維の容量は、有機繊維の形状や集合状態などによって変動するものではない。
なお、上記（Ｆ）有機繊維の容量の範囲は、（Ａ）セメント１００重量部に対する重量に換算すると、（Ｆ）有機繊維がポリプロピレン繊維である場合には概ね１．０〜４．１重量部に相当し、（Ｆ）有機繊維がポリビニルアルコール繊維である場合は概ね１．４〜５．９重量部に相当する。
The content ratio of (F) organic fiber in the mortar composition of the present invention is 1 to 3 parts by volume with respect to 100 parts by volume in total of components (including water) other than the organic fiber in the composition. Here, the capacity of the organic fiber (F) means a value obtained by dividing the weight of the organic resin by its density. Accordingly, the capacity of the organic fiber (F) does not vary depending on the shape or the assembled state of the organic fiber.
In addition, the range of the capacity of the (F) organic fiber is approximately 1.0 to 4.1 parts by weight when the organic fiber is a polypropylene fiber when converted to a weight with respect to (A) 100 parts by weight of the cement. When (F) the organic fiber is a polyvinyl alcohol fiber, it corresponds approximately to 1.4 to 5.9 parts by weight.
［その他の成分］
本発明のモルタル組成物は、上記の如き（Ａ）セメント、（Ｂ）石灰系膨張剤、（Ｃ）細骨材、（Ｄ）分散剤、（Ｅ）凝結遅延剤および（Ｆ）有機繊維ならびに後述の水を必須の成分として含有するが、本発明の効果が減殺されない限り、その他の成分を含有していてもよい。本発明のモルタル組成物が含有することのできるその他の成分としては、例えば（Ｇ）無水石膏、（Ｈ）シリカヒューム、（Ｉ）消泡剤などを挙げることができる。
上記（Ｇ）無水石膏は、（Ａ）セメント１００重量部に対して、５．７重量部以下の範囲で使用することが好ましく、より好ましくは０．８〜５．７重量部の範囲で使用される。（Ａ）セメントが上記（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメントからなるものである場合、（Ｇ）無水石膏の含有割合は（ａ１）セメント１００重量部に対して、８重量部以下の範囲であることが好ましく、２〜８重量部であることがより好ましい。
上記（Ｈ）シリカヒュームは、（Ａ）セメント１００重量部に対して、５．７重量部以下の範囲で使用することが好ましく、より好ましくは０．８〜５．７重量部の範囲で使用される。（Ａ）セメントが上記（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメントからなるものである場合、（Ｈ）シリカヒュームの含有割合は（ａ１）セメント１００重量部に対して、８重量部以下の範囲であることが好ましく、２〜８重量部であることがより好ましい。
上記（Ｉ）消泡剤としては、例えば鉱油系消泡剤、油脂系消泡剤、脂肪酸系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、オキシアルキレン系消泡剤、アルコール系消泡剤、アミド系消泡剤、リン酸エステル系消泡剤、金属石鹸系消泡剤、シリコーン系消泡剤などを挙げることができ、これらのうちの１種以上を使用することができる。このような（Ｉ）消泡剤は、（Ａ）セメント１００重量部に対して、０．２２重量部以下の範囲で使用することが好ましく、より好ましくは０．０４〜０．２２重量部の範囲で使用される。（Ａ）セメントが上記（ａ１）セメントおよび（ａ２）セメンからなるものである場合、（Ｉ）消泡剤の含有割合は（ａ１）セメント１００重量部に対して、０．３重量部以下の範囲であることが好ましく、０．１〜０．３重量部であることがより好ましい。
[Other ingredients]
The mortar composition of the present invention comprises (A) cement, (B) lime-based swelling agent, (C) fine aggregate, (D) dispersant, (E) setting retarder and (F) organic fiber as described above. Although water described later is contained as an essential component, other components may be contained as long as the effects of the present invention are not diminished. Examples of other components that can be contained in the mortar composition of the present invention include (G) anhydrous gypsum, (H) silica fume, and (I) an antifoaming agent.
The (G) anhydrous gypsum is preferably used in the range of 5.7 parts by weight or less, more preferably in the range of 0.8 to 5.7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the (A) cement. Is done. When (A) the cement is composed of the above (a1) cement and (a2) cement, the content ratio of (G) anhydrous gypsum is in the range of 8 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of (a1) cement. It is preferably 2 to 8 parts by weight.
The (H) silica fume is preferably used in the range of 5.7 parts by weight or less, more preferably in the range of 0.8 to 5.7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the (A) cement. Is done. When (A) the cement is composed of the above (a1) cement and (a2) cement, the content ratio of (H) silica fume is in the range of 8 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of (a1) cement. It is preferably 2 to 8 parts by weight.
Examples of the antifoaming agent (I) include mineral oil-based antifoaming agents, fat-based antifoaming agents, fatty acid-based antifoaming agents, fatty acid ester-based antifoaming agents, oxyalkylene-based antifoaming agents, alcohol-based antifoaming agents, and amides. An antifoaming agent, a phosphate ester antifoaming agent, a metal soap antifoaming agent, a silicone antifoaming agent, and the like can be used, and one or more of these can be used. Such (I) antifoaming agent is preferably used in a range of 0.22 parts by weight or less, more preferably 0.04 to 0.22 parts by weight, based on 100 parts by weight of (A) cement. Used in range. (A) When the cement is composed of the above (a1) cement and (a2) cement, the content of (I) antifoaming agent is 0.3 parts by weight or less with respect to (a1) 100 parts by weight of cement. The range is preferably 0.1 to 0.3 parts by weight.
［水］
本発明のモルタル組成物に含有される水としては、（Ａ）セメントの水和およびモルタル組成物の流動性および強度発現性に影響しないものを適宜に選択して用いることができる。このような水の例としては、例えば水道水、下水道処理水、生コン上澄水などを挙げることができる。
本発明のモルタル組成物における水は、得られるモルタル組成物のスランプ値が１５〜２５ｃｍとなるような割合で使用されることが好ましい。ここでスランプ値とは、コンクリートのスランプ試験方法（ＪＩＳ Ａ１１０１）に規定された混合物の流動性を定量測定する尺度である。具体的には、上端内径１００ｍｍ、下端内径２００ｍｍ、高さ３００ｍｍおよび厚さ５ｍｍ以上の金属製コーン内にモルタル組成物を上端まで充填し、コーンを引き上げた後の下がりを０．５ｃｍ単位で計測した値をいう。このスランプ値は１５．５〜２２．５ｃｍであることがより好ましい。上記の如き好ましい範囲で水を含有する本発明のモルタル組成物は、早硬性でありながら施工に必要な時間はその流動性を確保することができ、例えば組成物練混ぜ４０分後、好ましくは練混ぜ６０分後のスランプ値を上記の範囲に維持することができる。
所望のスランプ値を得るために必要十分な水の使用割合は、当業者による少しの予備実験によって容易に知ることができる。
[water]
As water contained in the mortar composition of the present invention, water that does not affect (A) cement hydration and fluidity and strength development of the mortar composition can be appropriately selected and used. Examples of such water include tap water, sewage treated water, and fresh water supernatant.
The water in the mortar composition of the present invention is preferably used in such a proportion that the slump value of the resulting mortar composition is 15 to 25 cm. Here, the slump value is a scale for quantitatively measuring the fluidity of the mixture defined in the concrete slump test method (JIS A1101). Specifically, a metal cone having an upper end inner diameter of 100 mm, a lower end inner diameter of 200 mm, a height of 300 mm, and a thickness of 5 mm or more is filled with the mortar composition to the upper end, and the fall after the cone is pulled up is measured in units of 0.5 cm. Value. The slump value is more preferably 15.5 to 22.5 cm. The mortar composition of the present invention containing water in the preferred range as described above can secure its fluidity for the time required for construction while being fast-curing, for example, after 40 minutes of mixing the composition, preferably The slump value after 60 minutes of kneading can be maintained in the above range.
The proportion of water necessary and sufficient to obtain the desired slump value can be easily determined by a few preliminary experiments by those skilled in the art.
＜モルタル組成物の製造方法＞
本発明のモルタル組成物は、上記の如き（Ａ）〜（Ｆ）成分および水ならびに必要に応じて添加されるその他の成分を適宜に混合することによって製造することができる。
しかしながら、組成物中への各成分の均一な分散、（Ｆ）有機繊維の飛散防止などの観点から、（Ｆ）有機繊維以外の各成分（水を含む）の混合物である前駆スラリーを先ず調製し、該前駆スラリーを撹拌しながらこれに（Ｆ）有機繊維を添加する方法によることが好ましい。すなわち、本発明のモルタル組成物の好ましい製造方法は、
少なくとも（Ａ）ＳｉＯ２を１３．５〜２１．０重量％、Ａｌ２Ｏ３を６．０〜１２．０重量％、ＣａＯを５５．０〜６５．０重量％、ＳＯ３を５．５〜１１．０重量％およびＦを０．２〜１．０重量％の範囲で含んでなるセメント１００重量部、
（Ｂ）石灰系膨張剤４〜１５重量部、
（Ｃ）細骨材８０〜１８０重量部、
（Ｄ）分散剤０．０４〜０．４重量部、
（Ｅ）凝結遅延剤０．２〜１．１重量部および
水
を混合して前駆スラリーとした後、
該前駆スラリー１００容量部に対して１〜３容量部の（Ｆ）有機繊維を混合する方法である。（Ａ）〜（Ｅ）成分および水を混合して前駆スラリーとするとき、必要に応じてさらに（Ｇ）無水石膏、（Ｈ）シリカヒューム、（Ｉ）消泡剤などのその他の成分を上記した範囲で加えてもよい。（Ａ）〜（Ｅ）成分および必要に応じて使用されるその他の成分ならびに水を混合する際には、水以外の各成分の混合物を先ず調製し、該混合物と水とを混合する方法によることが好ましい。
上記の如き方法により、所期の性能を発現する本発明のモルタル組成物を、容易且つ高効率に製造することができる。
<Method for producing mortar composition>
The mortar composition of the present invention can be produced by appropriately mixing the components (A) to (F) as described above, water, and other components added as necessary.
However, from the viewpoints of uniform dispersion of each component in the composition and (F) prevention of scattering of organic fibers, first, a precursor slurry that is a mixture of components (including water) other than organic fibers is first prepared. Then, it is preferable to use a method in which (F) organic fibers are added to the precursor slurry while stirring. That is, a preferred method for producing the mortar composition of the present invention is:
At least (A) a SiO 2 from 13.5 to 21.0 wt%, the Al 2 O 3 6.0~12.0 wt%, the CaO 55.0-65.0 wt%, SO 3 5.5 100 parts by weight of cement comprising ˜11.0% by weight and F in the range of 0.2-1.0% by weight,
(B) 4-15 parts by weight of a lime-based swelling agent,
(C) 80-180 parts by weight of fine aggregate,
(D) 0.04-0.4 parts by weight of a dispersant,
(E) After setting a precursor slurry by mixing 0.2 to 1.1 parts by weight of a setting retarder and water,
In this method, 1 to 3 parts by volume of (F) organic fiber is mixed with 100 parts by volume of the precursor slurry. When mixing the components (A) to (E) and water into a precursor slurry, other components such as (G) anhydrous gypsum, (H) silica fume, (I) antifoaming agent are added as necessary. You may add in the range. When mixing the components (A) to (E) and other components used as necessary, and water, a mixture of components other than water is first prepared, and the mixture is mixed with water. It is preferable.
By the method as described above, the mortar composition of the present invention that exhibits the desired performance can be easily and efficiently produced.
＜モルタル組成物の硬化物＞
本発明のモルタル組成物の硬化物であるモルタルは、初期材齢における圧縮強度が高いものであり、材齢３時間のときにＪＩＳ Ａ１１０８に従って測定した圧縮強度が２４Ｎ／ｍｍ２以上である。この圧縮強度の値は、非特許文献１（「上面増厚工法設計施工マニュアル」）の要求する強度基準を満たすものであり、しかも材料の疲労による強度の低下が極めて抑制されたものである。材齢３時間における圧縮強度は、好ましくは２７Ｎ／ｍｍ２以上とすることができる。
本発明のモルタル組成物は早硬性であり、材齢３時間程度で上記の如き高い圧縮強度を発現することができる。
<Hardened mortar composition>
The mortar which is a cured product of the mortar composition of the present invention has a high compressive strength at the initial age, and the compressive strength measured according to JIS A1108 at the age of 3 hours is 24 N / mm 2 or more. This compressive strength value satisfies the strength standard required by Non-Patent Document 1 (“Top Surface Thickening Method Design and Construction Manual”), and further, the strength reduction due to fatigue of the material is extremely suppressed. The compressive strength at a material age of 3 hours is preferably 27 N / mm 2 or more.
The mortar composition of the present invention is fast-curing and can exhibit high compressive strength as described above at a material age of about 3 hours.
以下の実施例および比較例で使用した成分の詳細は以下のとおりである。
（Ａ）セメント；以下のセメントを実施例および比較例に記載のとおりに混合して使用した。
ジェットセメント：組成化合物１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、３ＣａＯ・ＳｉＯ２ 太平洋セメント（株）製
普通ポルトランドセメント：組成化合物３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３（株）トクヤマ製
早強ポルトランドセメント：組成化合物３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３（株）トクヤマ製
（Ｂ）石灰系膨張剤；太平洋セメント（株）製の市販品を使用した。
（Ｃ）細骨材；４号珪砂、５号珪砂および７号珪砂を３８重量％、４０重量％および２２重量％の割合で混合して使用した（最大粒径ｄ＝２．５ｍｍ）。
（Ｄ）分散剤；花王（株）製のポリカルボン酸系減水剤を使用した。
（Ｅ）凝結遅延剤；グルコン酸ソーダ（試薬）を使用した。
（Ｇ）無水石膏；副生石膏（無水フッ酸石膏）を使用した。
（Ｈ）シリカヒューム；ＳｉＯ２ ９５．４％、ＢＥＴ比表面積１８ｍ２／ｇのものを使用した。
（Ｉ）消泡剤；サンノプコ（株）製のシリコーン系粉末消泡剤を使用した。
Details of the components used in the following Examples and Comparative Examples are as follows.
(A) Cement: The following cements were mixed and used as described in Examples and Comparative Examples.
Jet cement: composition compound 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2, 3CaO · SiO 2 Pacific Ocean Cement Co., Ltd. ordinary portland cement: composition compound 3CaO · SiO 2, 2CaO · SiO 2, 3CaO · Al 2 O 3, 4CaO · Al 2 O 3 · FeO 3 (Ltd.) manufactured by Tokuyama early strength portland cement: composition compound 3CaO · SiO 2, 2CaO · SiO 2, 3CaO · Al 2 O 3, 4CaO · Al 2 O 3 · FeO 3 ( Ltd.) manufactured by Tokuyama (B) Lime-based swelling agent: A commercial product manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was used.
(C) Fine aggregate: No. 4 silica sand, No. 5 silica sand and No. 7 silica sand were mixed at a ratio of 38% by weight, 40% by weight and 22% by weight (maximum particle size d = 2.5 mm).
(D) Dispersant: A polycarboxylic acid water reducing agent manufactured by Kao Corporation was used.
(E) Setting retarder; sodium gluconate (reagent) was used.
(G) Anhydrous gypsum; by-product gypsum (anhydrous fluoric acid gypsum) was used.
(H) Silica fume: SiO 2 95.4%, BET specific surface area 18 m 2 / g was used.
(I) Antifoaming agent: A silicone powder antifoaming agent manufactured by San Nopco Co., Ltd. was used.
繊維；実施例および比較例に記載のとおりに以下の繊維のいずれかを使用した。
有機繊維
ＰＰ繊維（１）：萩原工業（株）製、ポリプロピレン繊維、密度＝０．９１ｇ／ｃｍ３、直径Ｄ＝４３μｍ、長さＬ＝１２ｍｍ、繊維引張強度４８２ＭＰａ以上
ＰＰ繊維（２）：萩原工業（株）製、ポリプロピレン繊維、密度＝０．９１ｇ／ｃｍ３、直径Ｄ＝７００μｍ、長さＬ＝３０ｍｍ、繊維引張強度５００ＭＰａ以上（比較例）
鋼繊維：神鋼建材工業（株）製、密度＝７．８５ｇ／ｃｍ３、直径Ｄ＝６００μｍ、長さＬ＝３０ｍｍ、繊維引張強度１，２００ＭＰａ以上（比較例）
水；水道水を使用した。
Fibers: Any of the following fibers were used as described in the Examples and Comparative Examples.
Organic fiber PP fiber (1): manufactured by Ebara Industries Co., Ltd., polypropylene fiber, density = 0.91 g / cm 3 , diameter D = 43 μm, length L = 12 mm, fiber tensile strength 482 MPa or more PP fiber (2): EBARA Manufactured by Kogyo Co., Ltd., polypropylene fiber, density = 0.91 g / cm 3 , diameter D = 700 μm, length L = 30 mm, fiber tensile strength 500 MPa or more (comparative example)
Steel fiber: manufactured by Shinko Building Materials Co., Ltd., density = 7.85 g / cm 3 , diameter D = 600 μm, length L = 30 mm, fiber tensile strength 1,200 MPa or more (comparative example)
Water; tap water was used.
実施例１〜５および比較例１〜５の実験方法
（１）モルタル組成物の製造
繊維と水を除く成分（すなわち（Ａ）〜（Ｅ）成分および（Ｇ）〜（Ｉ）成分）を表１に記載の割合となるように計量し、オムニミキサーで混合して粉体混合物を調製した。
容量２０Ｌのペール缶に所定量の水を秤りとり、これをハンドミキサーで撹拌しながら上記の粉体混合物を加えた。粉体混合物の全量を加え終わった後、１分間撹拌を継続して前駆スラリーとした。次いで該前駆スラリーの１００容量部に対して表１に示した種類および量の繊維を添加し、さらに３０秒間撹拌を継続することにより、各モルタル組成物を製造した。
（Ａ）セメントとしては、表１に記載の酸化物組成となるように以下のセメントを混合して使用した。なお、表１に記載の数値は酸化物換算の割合であり、さらに各セメントは微量成分を含有するため、記載された酸化物の重量％の合計は１００重量％とはならない。
Experimental methods of Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5 (1) Manufacture of mortar composition The components (namely, components (A) to (E) and components (G) to (I)) excluding fiber and water are shown. The mixture was weighed so as to have the ratio described in 1, and mixed with an omni mixer to prepare a powder mixture.
A predetermined amount of water was weighed in a 20 L pail, and the above powder mixture was added while stirring it with a hand mixer. After the addition of the entire amount of the powder mixture, stirring was continued for 1 minute to obtain a precursor slurry. Subsequently, each mortar composition was manufactured by adding the fiber of the kind and quantity shown in Table 1 to 100 parts by volume of the precursor slurry, and continuing stirring for 30 seconds.
(A) As cement, the following cement was mixed and used so that it might become an oxide composition of Table 1. In addition, since the numerical value of Table 1 is an oxide conversion ratio, and since each cement contains a trace component, the sum total of the weight% of the described oxide does not become 100 weight%.
実施例１：ジェットセメント４０重量部および早強ポルトランドセメント６０重量部を混合して使用。 Example 1: 40 parts by weight of jet cement and 60 parts by weight of early strength Portland cement were mixed and used.
比較例１：ジェットセメント２０重量部および早強ポルトランドセメント８０重量部を混合して使用。 Comparative Example 1: 20 parts by weight of jet cement and 80 parts by weight of early strength Portland cement were mixed and used.
実施例２および３ならびに比較例２〜４：ジェットセメント５０重量部および早強ポルトランドセメント５０重量部を混合して使用。 Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 to 4: Mixing 50 parts by weight of jet cement and 50 parts by weight of early strength Portland cement.
実施例４：ジェットセメント７０重量部および普通ポルトランドセメント３０重量部を混合して使用。 Example 4: Mixing 70 parts by weight of jet cement and 30 parts by weight of ordinary Portland cement.
実施例５および比較例５：ジェットセメント５０重量部および普通ポルトランドセメント５０重量部を混合して使用。 Example 5 and Comparative Example 5: Mixing 50 parts by weight of jet cement and 50 parts by weight of ordinary Portland cement.
繊維としては、以下の繊維を使用した。
実施例１〜５ならびに比較例１、２および５：ＰＰ繊維（１）
比較例３：ＰＰ繊維（２）
比較例４：鋼繊維
The following fibers were used as the fibers.
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1, 2 and 5: PP fiber (1)
Comparative Example 3: PP fiber (2)
Comparative Example 4: Steel fiber
（２）評価方法
（２−１）スランプ値
スランプ値は、練混ぜ直後のモルタル組成物についてＪＩＳ Ａ１１０１に準拠して測定した。
（２−２）可使時間
練混ぜ直後から２０分間が経過するごとに上記と同様にしてスランプ値を測定し、スランプ値が１５〜２５ｃｍの値を維持した時間を調べた、この値が４０分以上であったとき可使時間「良」、４０分未満（２０分以下）であったとき可使時間「不良」として評価した。
（２−３）圧縮強度
圧縮強度は、練混ぜ直後から３時間経過後の組成物につき、ＪＩＳ Ａ１１０８に準拠して測定した。なお、非特許文献１（「上面増厚工法設計施工マニュアル」）に記載された管理基準値は２４Ｎ／ｍｍ２である。
（２−４）曲げじん性係数試験
実施例２のモルタル組成物から得られた硬化物についての曲げじん性係数試験は、ＪＳＣＥ−Ｇ ５５２−２００７に準拠して行った。すなわち、１０×１０×４０ｃｍの角柱試験体に変位計およびそれを固定する治具からなるたわみ測定装置を取り付け、荷重−たわみ曲線を計測した。測定点数は４点とした。
実施例１〜５および比較例１〜５
上記のようにして各種モルタル組成物を製造し、評価した。
結果は表２に示した。
(2) Evaluation method (2-1) Slump value The slump value was measured according to JIS A1101 for the mortar composition immediately after mixing.
(2-2) Pot life The slump value was measured in the same manner as described above every
(2-3) Compressive strength The compressive strength was measured in accordance with JIS A1108 for the composition 3 hours after the mixing. The management reference value described in Non-Patent Document 1 (“Top Surface Thickening Method Design and Construction Manual”) is 24 N / mm 2 .
(2-4) Flexural toughness coefficient test The flexural toughness coefficient test for the cured product obtained from the mortar composition of Example 2 was performed in accordance with JSCE-G 552-2007. That is, a deflection measuring device comprising a displacement meter and a jig for fixing the displacement meter was attached to a 10 × 10 × 40 cm prism test piece, and a load-deflection curve was measured. The number of measurement points was 4.
Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5
Various mortar compositions were produced and evaluated as described above.
The results are shown in Table 2.
表１における繊維の使用量（容量部）は、前駆スラリー１００容量部に対する容量部である。
比較例２においては、練混ぜ後３時間を経過した時点で強度が発現しておらず、型枠より試験体が取り出せなかったため、圧縮強度は測定不能であった。
比較例３および４においては、スランプ試験の計測範囲を超えたため、スランプ値が測定不能であった。
また、上記で極めて高い圧縮強度を示した実施例２のモルタル組成物について練混ぜ直後から６０分後に測定したスランプ値は２０．５ｃｍであり、練混ぜ後６０分経過後にもなお可使性を維持していた。この実施例２のモルタル組成物の空気量は、練混ぜ直後および６０分経過後の双方において、それぞれ３．２％であった。
さらに実施例２の各モルタル組成物から得られた材齢７日の硬化物につき、曲げじん性係数試験を行った。この試験の結果を図１に示した。図１には４点測定した結果をすべて図示した。図１に示されるように、この硬化物はひずみ硬化型高じん性モルタルであることが確認された。
The amount of fiber used (capacity part) in Table 1 is a capacity part with respect to 100 parts by volume of the precursor slurry.
In Comparative Example 2, the strength was not developed at the time when 3 hours had passed after mixing, and the test specimen could not be taken out from the mold, so the compressive strength was not measurable.
In Comparative Examples 3 and 4, since the measurement range of the slump test was exceeded, the slump value could not be measured.
Further, the slump value measured 60 minutes after mixing for the mortar composition of Example 2 which showed extremely high compressive strength as described above was 20.5 cm, and the usability was still maintained after 60 minutes had elapsed after mixing. Was maintained. The amount of air in the mortar composition of Example 2 was 3.2% both immediately after kneading and after 60 minutes.
Further, a bending toughness coefficient test was performed on a cured product of 7 days of age obtained from each mortar composition of Example 2. The results of this test are shown in FIG. FIG. 1 shows all the results of four-point measurement. As shown in FIG. 1, this cured product was confirmed to be a strain-hardening type high toughness mortar.
実施例６
本実施例では、上記実施例２と同じ組成のモルタル組成物を用いて、施工試験を行った。
上記実施例２と同じ組成の粉体混合物７５２ｋｇをプロシェアミキサーにより混合した。
次いで容量０．５ｍ３のセルフレベリング材料混ぜに用いられる高速ミキサーに水１３５ｋｇを秤りとり、これを撹拌しながら上記粉体混合物を加えて２分間撹拌して前駆スラリーとした。次いでここに、前駆スラリー１００容量部に対して１．５容量部のＰＰ繊維（１）を加え、さらに１分間撹拌することにより、モルタル組成物を製造した。
このモルタル組成物をアジテーターに投入し、直ちにスランプ値および空気量を測定したところ、それぞれ２１．７ｃｍおよび２．０％であった。
アジテーターにスクィーズ式ポンプを接続し、モルタル組成物を約３０ｍポンプ圧送した。圧送先（圧送後の筒先）で再度測定したスランプ値および空気量はそれぞれ２０．０ｃｍおよび１．８％であった。
圧送後のモルタル組成物を、約２％の勾配を付した長さ１００ｃｍ、幅１３０ｃｍのコンクリート板上にポンプ打設したところ、ダレを生じることなく良好に仕上げることができた。
圧送後の筒先で採取したモルタル組成物につき、練混ぜ３時間後、７日後および２８日後の圧縮強度を測定したところ、それぞれ３１．５Ｎ／ｍｍ２、５５．９Ｎ／ｍｍ２および６８．５Ｎ／ｍｍ２であった。
Example 6
In this example, a construction test was performed using a mortar composition having the same composition as in Example 2.
752 kg of a powder mixture having the same composition as in Example 2 was mixed using a proshear mixer.
Next, 135 kg of water was weighed in a high-speed mixer used for mixing a self-leveling material having a capacity of 0.5 m 3, and the powder mixture was added while stirring the mixture, followed by stirring for 2 minutes to obtain a precursor slurry. Next, 1.5 parts by volume of PP fiber (1) was added to 100 parts by volume of the precursor slurry, and the mixture was further stirred for 1 minute to produce a mortar composition.
When this mortar composition was put into an agitator and immediately measured for a slump value and an air amount, they were 21.7 cm and 2.0%, respectively.
A squeeze pump was connected to the agitator, and the mortar composition was pumped by about 30 m. The slump value and the air amount measured again at the pumping destination (cylinder tip after pumping) were 20.0 cm and 1.8%, respectively.
When the mortar composition after pumping was pumped onto a concrete plate having a length of 100 cm and a width of 130 cm with a gradient of about 2%, it could be finished satisfactorily without causing dripping.
The mortar composition collected at the tip of the cylinder after pumping was measured for compressive strength after mixing for 3 hours, 7 days and 28 days, and found to be 31.5 N / mm 2 , 55.9 N / mm 2 and 68.5 N / It was mm 2.
Claims (11)
（Ｂ）石灰系膨張剤４〜１５重量部、
（Ｃ）細骨材８０〜１８０重量部、
（Ｄ）分散剤０．０４〜０．４重量部、
（Ｅ）凝結遅延剤０．２〜１．１重量部、
（Ｆ）有機繊維および
水
を含有するモルタル組成物であって、
前記（Ｆ）有機繊維の直径Ｄが１５〜５００μｍであり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが１００〜１，０００であり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと（Ｃ）細骨材の最大粒経ｄとの比Ｌ／ｄが４．７〜９であり、そして
（Ｆ）有機繊維の含有割合が、組成物中の該有機繊維以外の成分（水を含む）の合計１００容量部に対して１〜３容量部であることを特徴とする、前記モルタル組成物。 (A) a SiO 2 13.5-21.0 wt%, the Al 2 O 3 6.0~12.0 wt%, the CaO 55.0-65.0 wt%, 5.5 to SO 3 100 parts by weight of cement comprising 11.0% by weight and F in the range of 0.2-1.0% by weight;
(B) 4-15 parts by weight of a lime-based swelling agent,
(C) 80-180 parts by weight of fine aggregate,
(D) 0.04-0.4 parts by weight of a dispersant,
(E) 0.2 to 1.1 parts by weight of a setting retarder,
(F) A mortar composition containing organic fibers and water,
The diameter D of the (F) organic fiber is 15 to 500 μm,
(F) The ratio L / D between the length L and the diameter D of the organic fiber is 100 to 1,000,
(F) The ratio L / d of the length L of the organic fiber and (C) the maximum particle diameter d of the fine aggregate is 4.7 to 9, and (F) the content ratio of the organic fiber is in the composition The said mortar composition characterized by being 1-3 volume parts with respect to a total of 100 volume parts of components other than this organic fiber (including water).
（ａ２）ポルトランドセメント２５〜６０重量部、
ただし上記（ａ１）および（ａ２）の合計は１００重量部である、
（Ｂ）石灰系膨張剤４〜１５重量部、
（Ｃ）細骨材８０〜１８０重量部、
（Ｄ）分散剤０．０４〜０．４重量部、
（Ｅ）凝結遅延剤０．２〜１．１重量部、
（Ｆ）有機繊維および
水
を含有するモルタル組成物であって、
前記（Ｆ）有機繊維の直径Ｄが１５〜５００μｍであり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが１００〜１，０００であり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと（Ｃ）細骨材の最大粒経ｄとの比Ｌ／ｄが４．７〜９であり、そして
（Ｆ）有機繊維の含有割合が、組成物中の該有機繊維以外の成分（水を含む）の合計１００容量部に対して１〜３容量部であることを特徴とする、前記モルタル組成物。 (A1) 40 to 75 parts by weight of cement having a composition of 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 ,
(A2) 25-60 parts by weight of Portland cement,
However, the total of the above (a1) and (a2) is 100 parts by weight.
(B) 4-15 parts by weight of a lime-based swelling agent,
(C) 80-180 parts by weight of fine aggregate,
(D) 0.04-0.4 parts by weight of a dispersant,
(E) 0.2 to 1.1 parts by weight of a setting retarder,
(F) A mortar composition containing organic fibers and water,
The diameter D of the (F) organic fiber is 15 to 500 μm,
(F) The ratio L / D between the length L and the diameter D of the organic fiber is 100 to 1,000,
(F) The ratio L / d of the length L of the organic fiber and (C) the maximum particle diameter d of the fine aggregate is 4.7 to 9, and (F) the content ratio of the organic fiber is in the composition The said mortar composition characterized by being 1-3 volume parts with respect to a total of 100 volume parts of components other than this organic fiber (including water).
（Ｂ）石灰系膨張剤４〜１５重量部、
（Ｃ）細骨材８０〜１８０重量部、
（Ｄ）分散剤０．０４〜０．４重量部、
（Ｅ）凝結遅延剤０．２〜１．１重量部および
水
を混合して前駆スラリーとした後、
該前駆スラリー１００容量部に対して１〜３容量部の（Ｆ）有機繊維を混合するモルタル組成物の製造方法であって、
前記（Ｆ）有機繊維の直径Ｄが１５〜５００μｍであり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが１００〜１，０００であり、そして
（Ｆ）有機繊維の長さＬと（Ｃ）細骨材の最大粒経ｄとの比Ｌ／ｄが４．７〜９であることを特徴とする、前記モルタル組成物の製造方法。 At least (A) a SiO 2 from 13.5 to 21.0 wt%, the Al 2 O 3 6.0~12.0 wt%, the CaO 55.0-65.0 wt%, SO 3 5.5 100 parts by weight of cement comprising ˜11.0% by weight and F in the range of 0.2-1.0% by weight,
(B) 4-15 parts by weight of a lime-based swelling agent,
(C) 80-180 parts by weight of fine aggregate,
(D) 0.04-0.4 parts by weight of a dispersant,
(E) After setting a precursor slurry by mixing 0.2 to 1.1 parts by weight of a setting retarder and water,
A method for producing a mortar composition in which 1 to 3 parts by volume of (F) organic fiber is mixed with 100 parts by volume of the precursor slurry,
The diameter D of the (F) organic fiber is 15 to 500 μm,
(F) Ratio L / D of organic fiber length L to diameter D is 100 to 1,000, and (F) organic fiber length L and (C) maximum aggregate diameter d of fine aggregate The ratio L / d of 4.7 to 9 is the method for producing the mortar composition.
（ａ２）ポルトランドセメント２５〜６０重量部、
ただし上記（ａ１）および（ａ２）の合計は１００重量部である、
（Ｂ）石灰系膨張剤４〜１５重量部、
（Ｃ）細骨材８０〜１８０重量部、
（Ｄ）分散剤０．０４〜０．４重量部、
（Ｅ）凝結遅延剤０．２〜１．１重量部および
水
を混合して前駆スラリーとした後、
該前駆スラリー１００容量部に対して１〜３容量部の（Ｆ）有機繊維を混合するモルタル組成物の製造方法であって、
前記（Ｆ）有機繊維の直径Ｄが１５〜５００μｍであり、
（Ｆ）有機繊維の長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが１００〜１，０００であり、そして
（Ｆ）有機繊維の長さＬと（Ｃ）細骨材の最大粒経ｄとの比Ｌ／ｄが４．７〜９であることを特徴とする、前記モルタル組成物の製造方法。 40 to 75 parts by weight of cement having a composition of at least (a1) 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaF 2 ,
(A2) 25-60 parts by weight of Portland cement,
However, the total of the above (a1) and (a2) is 100 parts by weight.
(B) 4-15 parts by weight of a lime-based swelling agent,
(C) 80-180 parts by weight of fine aggregate,
(D) 0.04-0.4 parts by weight of a dispersant,
(E) After setting a precursor slurry by mixing 0.2 to 1.1 parts by weight of a setting retarder and water,
A method for producing a mortar composition in which 1 to 3 parts by volume of (F) organic fiber is mixed with 100 parts by volume of the precursor slurry,
The diameter D of the (F) organic fiber is 15 to 500 μm,
(F) Ratio L / D of organic fiber length L to diameter D is 100 to 1,000, and (F) organic fiber length L and (C) maximum aggregate diameter d of fine aggregate The ratio L / d of 4.7 to 9 is the method for producing the mortar composition.
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