JP5969426B2 - 軽量充填モルタル組成物 - Google Patents
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Description
一般に、鋼床版Uリブ等の中空部材に充填する充填モルタルとしては、中空部への充填性能を考慮し、流動性の高いグラウトモルタル(グラウト材)が用いられることが多い。このグラウトモルタルは、J14漏斗を用いた流下時間(土木学会基準 JSCE−F 541−2010「充てんモルタルの流動性試験方法(案)」の流下時間)が6〜10秒程度のモルタルが用いられている。
従って、本発明は、中空部材、とりわけ横方向に長尺の中空部材の内部空間に充填する場合に、エア溜まりの発生といった充填不良を起こし難い軽量充填モルタル組成物及び軽量充填モルタルを提供することを目的とする。
そこで、さらに充填モルタルの充填性について検討したところ、全く意外にも、フローコーンを用いたフロー試験で一定の範囲のフロー値を有し且つ充填モルタルの流動性試験方法で流下時間がモルタル詰まりにより測定できない軽量モルタル組成物が、中空部材の内部空間へ充填した場合に、材料分離やブリーディングが生じず、エア溜まりのような未充填部位が少なくなり、良好に充填できることを見出し、本発明を完成した。
水/結合材比60〜75%となる量の水と練混ぜて得られるモルタルが、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」11.フロー試験で規定されるフローコーンを用いたフローコーン取り去り後のフロー値(落下運動無し)が125〜185mm且つ土木学会基準 JSCE−F 541−2010「充てんモルタルの流動性試験方法(案)」の流下時間がモルタル詰まりにより測定できないことを特徴とする軽量充填モルタル組成物。
〔2〕さらに、膨張材及び/又は発泡剤を含有する〔1〕記載の軽量充填モルタル組成物。
〔3〕膨張材を0.5〜3.0質量%及び/又は発泡剤を0.0003〜0.002質量%含有する〔1〕又は〔2〕記載の軽量充填モルタル組成物。
〔4〕土木学会基準 JSCE−F 542−1999「充てんモルタルのブリーディング率および膨張率試験方法」による膨張率が0.1〜0.8%である〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の軽量充填モルタル組成物。
〔5〕〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の軽量充填モルタル組成物を、水/結合材比60〜75%の水で練り混ぜた軽量充填モルタル。
〔6〕早強ポルトランドセメントを30〜60質量%、早強ポルトランドセメント以外のセメント、軽量骨材を10〜30質量%、増粘剤を0.05〜0.2質量%、セメント分散剤を0.01〜0.5質量%含有し、早強ポルトランドセメントを含むセメントの合計含有量が60〜90質量%である軽量充填モルタル組成物と、水/結合材比60〜75%となる量の水を含有する軽量充填モルタルであって、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」11.フロー試験で規定されるフローコーンを用いたフローコーン取り去り後のフロー値(落下運動無し)が125〜185mm且つ土木学会基準 JSCE−F 541−2010「充てんモルタルの流動性試験方法(案)」の流下時間がモルタル詰まりにより測定できないことを特徴とする軽量充填モルタル。
また、本発明によれば、無収縮性を有するとともに適度な膨張発現性を備え、材齢28日における圧縮強度が10N/mm2以上と優れた強度発現性を有する単位容積質量が1.4kg/L以下の軽量充填モルタル組成物及び軽量充填モルタルが得られる。
また、未充填箇所が少ない軽量充填モルタルにより内部空間が良好に充填された中実部材が得られる。中空部材と内部の軽量充填モルタルが一体化され内部に未充填箇所が少ないことから、当該中実部材は、比較的軽量であるにもかかわらず、耐久性に優れた部材となり、この部材を用いた構造物は耐久性に優れる。当該中空部材は、荷重による充填不良部分の局所的な変形が抑制されるため耐久性が高い。特に、本発明による充填モルタルを鋼床版Uリブの内部空間に充填すると、輪荷重によるデッキプレート等の局所的な変形が抑制されるため、当該鋼床版及び当該鋼床版を用いた高架橋の耐久性が向上する。
また、前記フロー値は、130〜180mmであるのがより好ましく、130〜170mmであるのがさらに好ましい。さらに、フロー値は、練混ぜ直後及び練混ぜ15分後のいずれにおいても125〜185mmであるのが好ましく、130〜180mmであるのがより好ましく、130〜170mmであるのがさらに好ましい。
使用材料を表1に示す。表1の材料を用い、リボンミキサーを用いて混合し、本発明のプレミックスタイプの軽量充填モルタル組成物(本発明品1〜8)を作製した。また、比較参考品として参考品(1〜9)も同時に作製した。作製した各モルタル組成物の配合割合を表2に示す。各モルタル組成物は、グラウトミキサーを用いて90秒間、水と練り混ぜ、充填モルタルを作製した。充填性試験以外の品質試験は何れも20±3℃、湿度80%以上の恒温室内で行った。充填性試験については、環境温度14〜15℃の屋内実験室で実施した。なお、表2中の配合(%)は微量混和剤である増粘剤、発泡剤及び分散剤を外割り配合とし、セメント、膨張材及び軽量骨材の合計を100%としている。
〔流動性試験〕
(1)JIS R 5201「セメントの物理試験方法」11.フロー試験で規定されるフローコーンを用いたフローコーン取り去り後のフロー値(落下運動無し)に準拠し、測定した。
(2)土木学会基準JSCE−F 541−2010「充てんモルタルの流動性試験方法(案)」に準拠し、J14漏斗流下時間を測定した。
〔単位容積質量測定試験〕
JIS A 1171「ポリマーセメントモルタルの試験方法」6.3単位容積質量試験に準拠して、単位容積質量を測定した。
〔ブリーディング試験〕
JIS A 1123「コンクリートのブリーディング試験方法」に準拠して練上りから3時間後のブリーディング率を測定した。
表2の本発明品(1〜8)の充填モルタルについて、初期膨張率(無収縮性)、長さ変化率(膨張性)を測定した。評価試験方法を以下に示す。
〔初期膨張率試験〕
土木学会基準 JSCE−F 542−1999「充てんモルタルのブリーディング率および膨張率試験方法」に準拠して、初期膨張率を測定した。
〔長さ変化〕
JIS A 1129「モルタルおよびコンクリートの長さ変化試験方法」に準拠し、充填モルタル成型24時間後に脱型し基長後、水中養生を行い、材齢7日の膨張率を測定した。
表2の本発明品(1〜8)と参考品(8)の充填モルタルについて、圧縮強度試験を実施した。評価試験方法を以下に示す。
〔圧縮強度〕
JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じ、材齢28日の圧縮強度を測定した。供試体寸法は、φ5×10cmとし、養生方法は水中養生とした。
本発明の充填モルタル組成物について、より好ましいと思われる充填モルタル(表2の本発明品5、6)と、表2の参考品(2、6)について、模擬型枠充填による充填性試験を実施した。評価試験方法を以下に示す。
〔充填性試験〕
(1)先流れ現象の有無。先流れ現象とは、注入口より型枠に充填されたモルタルが全断面で流れず、中央部位等が先に流れ、端部のモルタルが遅れて流れる現象であり、密閉空間の上面に遅れて流れたモルタルの箇所にエア溜まりが発生し易くなる。図3に材料の粘性が低いために先流れした充填モルタルの充填状況を、図4に全断面で流れる本発明の充填モルタルの状況をそれぞれ鋼製型枠の上部から見た模式図を示す。なお、図3及び図4において、着色部分は型枠上面(密閉空間の上面)に充填モルタルが接した箇所であり、これに囲まれた部分にエア溜まりが発生する。
(2)硬化後に型枠を脱型し、目視観察により直径50mm以上の空隙の有無を確認。
(3)空隙率の測定。上面の未充填部位をスケッチし、未充填部位を型枠上面の全面積で除して空隙率を測定した。
Claims (6)
- 早強ポルトランドセメントを30〜60質量%、早強ポルトランドセメント以外のセメント、軽量骨材を10〜30質量%、増粘剤を0.05〜0.2質量%、セメント分散剤を0.01〜0.5質量%含有し、早強ポルトランドセメントを含むセメントの合計含有量が60〜90質量%であり、粉末状である軽量充填モルタル組成物であって、
水/結合材比60〜75%となる量の水と練混ぜて得られるモルタルが、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」11.フロー試験で規定されるフローコーンを用いたフローコーン取り去り後のフロー値(落下運動無し)が125〜185mm且つ土木学会基準 JSCE−F 541−2010「充てんモルタルの流動性試験方法(案)」の流下時間がモルタル詰まりにより測定できないことを特徴とする軽量充填モルタル組成物。 - さらに、膨張材及び/又は発泡剤を含有する請求項1記載の軽量充填モルタル組成物。
- 膨張材を0.5〜3.0質量%及び/又は発泡剤を0.0003〜0.002質量%含有する請求項1又は2記載の軽量充填モルタル組成物。
- 土木学会基準 JSCE−F 542−1999「充てんモルタルのブリーディング率および膨張率試験方法」による膨張率が0.1〜0.8%である請求項1〜3のいずれかに記載の軽量充填モルタル組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の軽量充填モルタル組成物を、水/結合材比60〜75%の水で練り混ぜた軽量充填モルタル。
- 早強ポルトランドセメントを30〜60質量%、早強ポルトランドセメント以外のセメント、軽量骨材を10〜30質量%、増粘剤を0.05〜0.2質量%、セメント分散剤を0.01〜0.5質量%含有し、早強ポルトランドセメントを含むセメントの合計含有量が60〜90質量%である軽量充填モルタル組成物と、水/結合材比60〜75%となる量の水を含有する軽量充填モルタルであって、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」11.フロー試験で規定されるフローコーンを用いたフローコーン取り去り後のフロー値(落下運動無し)が125〜185mm且つ土木学会基準 JSCE−F 541−2010「充てんモルタルの流動性試験方法(案)」の流下時間がモルタル詰まりにより測定できないことを特徴とする軽量充填モルタル。
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