JPS59202279A - 構造体補強用グラウト材 - Google Patents

構造体補強用グラウト材

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JPS59202279A
JPS59202279A JP7807683A JP7807683A JPS59202279A JP S59202279 A JPS59202279 A JP S59202279A JP 7807683 A JP7807683 A JP 7807683A JP 7807683 A JP7807683 A JP 7807683A JP S59202279 A JPS59202279 A JP S59202279A
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JP
Japan
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cement
polymer
water
graft material
aggregate
Prior art date
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Pending
Application number
JP7807683A
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English (en)
Inventor
Takashi Minato
湊 俊
Kanko Ishizaki
石崎 鑑古
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は構造体補強用グラフト材に関し、より詳しくは
、隘道のコンクリート覆工や橋梁のコンクリート製ボッ
クス桁、橋脚及びコンクリート建築物等の構造体内部に
注入されたり、隨道の覆工背面と地山との空隙への注入
等構造体の周辺に柱入されたりしてこれら構造体の止水
や補強に供せられるポリマーセメントtA 、ψり[;
系グラフト材に関する。
従来、上記構造体特にコンクリート製構造体が注 経年により中性化、劣化した場合の内部法人用グラフト
材としてはセメントモルタルやエポキシ樹脂が用いられ
、又除道の裏込め注入等のグラフト材としてはセメント
モルタルが用いられていた。
しかし、セメントモルタルは一般に長期に亘る乾燥収縮
等の物理的作用や酸類、塩類等の化学的作用による亀裂
の発生が免れないという欠点がらり、又、エポキシ樹脂
は樹脂自身の硬化強度は充分高めものの、セメントモル
タルとのなじみが悪い為と推察されるが、注入された該
樹脂の周囲のコンクリートに順次亀裂を発生せしめる傾
向があった。
本発明は、上記従来のグラフト材の欠点を解消し耐久性
、防水性の高い構造体補強用グラフト材を提供すること
を目的とするもので、その要旨はセメント100重量部
に対しポリマー5〜50重量部及び@1骨材20〜30
0重量部及び水40〜70重量部が含有されてなること
を特徴とする構造体補強用グラフト材に存する。
本発明に用いられるセメントの具体例としては普通ポル
トランドセメント、早強ポルトランドセメント、コロイ
Fセメント等のポルトランドセメントやフライアッシュ
セメント膨張性セメント等の混合セメント及びアルミナ
セメント等が挙げられ1粒径の小さいフロイFセメント
やセメント硬化時に膨張するかもしくは無収縮の膨張性
セメントが特に好ましく用いられる。膨張性セメントに
混和される膨張材もしくけ収縮等のものが用いられる。
本発明に用いられるポリマーは高分子混和材とも呼ばれ
、本発明グラフト材硬化物中にポリマーとして存在しそ
の耐衝撃性や構造体への接着性、防水性等を改善する目
的で混和されるもので、具体例としては天然ゴム、クロ
ロプレンゴム、ゲタジエンゴム、スチレン−ゲタジエン
ゴム、アクリロニトリル−ブタジェンゴム、メチルメタ
クリレート−ゲタジエンゴム等の合成ゴム、ポリ酢酸ビ
ニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アク
リル系共重合体、ポリアクリル酸エステル、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピオン酸ビニル等
が挙げられる。これらは天然ゴムを除いて多くは乳化重
合法により合成され、次いで必要により安定剤、消泡剤
等が添加され、通常はエマルジョンもしくけラテックス
の形態で用いられる。
上期ポリマーのうち防水性、セメント系構造体及びレン
ガ等の無機質材料への接着性、可撓性、衝撃強度、経済
性等の面からスチレン−ブタジェンゴム、アタリロニト
リルーグタジェンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体
、スチレン−アクリル系共重合体等が好ましく、特にス
チレン−ゲタジエンゴム及びエチンンー酢酸ビニル共重
合体が好ましく用いられる。しかしてこれらポリマーは
少な過ぎると上記作用が発現されず多過ぎると硬化後の
グラフト材強度が不充分となるので、セメント100重
量部に対して5〜50重量部好ましくけ7〜20重量部
とされる。
骨材としては、粒径が5%以下のものが85%以上を占
める所謂細骨材−が多用されるが、例えば障道の裏込め
注入用には細骨材と共に粗骨材が使用され得る。細骨材
としては無水ケイ酸を主成分とする粒径2%以下、特に
1%以下のグイ砂が好ましく用いられ、又、軽量膏剤と
してはフライアッシュ等が用いられる。骨材の量が少な
過ぎる七グラクト材の硬化後の強度等が不充分となり多
過ぎると流動性が低下するので、その使用量はセメント
100重量部に対して20〜300重量部、好ましくは
50〜200重量部とされる。亀裂の生じた構造体内部
に注入したり主に止水を目的とする場合は骨材の使用量
を少くして後述する防水性化剤を添加してもよめ。水の
量は多過ぎると硬化したグラフト材の強度が不充分とな
り更に該硬化グラフト材中に水分の蒸発に伴う極めて微
細な空隙を残存せしめて耐久性をも低下せしめ、少な過
ぎるとセメントとの水和反応が不充分となり又流動性も
悪いので、セメント100重量部に対しポリマーラテッ
クスもしくけエマルジョンに含まれている水及び現場で
新たに加える水の合計量で40〜70重量部好オしくけ
50〜70重量部とされる。
本発明グラクト材は後述する様に一゛成物「が従来のセ
メントモルタルに比して大きな防水性能を有するが、更
にすぐれた防水性を付与する目的で各種防水性化剤を添
加してもよい。
防水性化剤の好適な例としてけ酸化アルミニクム対二酸
化ケイ素のモル比が1:1〜1:10の非晶質ケイ酸ア
ルミニウムもしくけその水和物が挙げられる。
非晶質ケイ酸アルミニクムとけケイ峻アルミニクムの各
原子の周期的配列即ち結晶格子が殆んど認められないも
のを意味し、このことは、単色X線を用い横軸を回折角
度、縦軸を回折線の強度とする上記ケイ酸アルミニクム
のX線粉末回折スペクトルをとった場合に、緩やかな山
形図形が得られる丈で結晶格子が存在していれば必ず生
ずる特有のピークが表われないことから判断される。
上記非晶質ケイ酸アルミニウムは、例えば、硫酸アルミ
ニウムとケイ酸ナトリウムを夫々適宜量の水に溶解した
後該水溶液を混合し、反応溶液中でPH及び温度等を調
整しながら両者を反応させて得られる。温度等の反応条
件を調整することにより酸化アルミニクム対二酸化ケイ
素のモル比が適宜のものが合成される。アルカリ水溶液
への溶解性が良好な点ではケイ酸アルミニウム中の二酸
化ケイ素が多い程、即ち上記モル比が小さい程好ましい
が、製造の容易さの面も考慮すれば酸化アルミニクム対
二酸化ケイ素のモル比が略1:9のものが最も好ましい
一方上記非晶質ケイ酸アルミニクムは火山灰層の粘土鉱
物中にも水和物として存在し、少量の結晶性部分を含有
した場合を含めてアロフェンと総称されているが、これ
迄アロフェンに明確な結晶格子が存在するとの報告けな
されていない。アロフェン中の酸化アルミニウム対二酸
化ケイ素のモル比は1:1〜1:2であるが同じモル比
の上記合我非晶質ケイ酸アルミニクムとアロフェンとを
比較するとその原因は明確でないがアルカリ分への溶解
性は合成非晶質クイ酸アルミニクムの方が極めて良好で
ある。
本発明においては、通常は上記合成非晶質ケイ酸アルミ
ニクムを用いるが、場合によっては天然の非晶質ケイ酸
アルミニクムを用いてもよい。
これらの非晶質ケイ酸アルミニクムの使用量は通常はセ
メント100重量部に対して113〜10重量部、好ま
しくは0.5〜5重量部とされる。
本発明グラフト材の如きポリマーセメント組成物は、防
水性、コンクリート及びレンガ等の無機質材料に対する
接着性、流動性が従来のセメント組成物よりも優れてい
る点で構造体の補強用もしくは市水用のグラフト材とし
て好ましいものである。
即ち、本発明者らの知見によれば、例えばポリマーセメ
ント組成物中のポリマーとしてスチレン−ゲタジエンゴ
ム又はエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いた場合、ポ
リマーセメント組成物のレンガに対する引張接着強度は
従来のセメント組成物の強度の約3〜10倍、同じくコ
ンクリートに対する接着強度は約4〜7倍、又JISA
1404に準拠して測定した該組成物の防水性能は約4
0〜60倍である(接着強度、防水性能共にセメントと
して普通ポルトランドセメントを用い、又骨材としては
粒径1fi以下のグイ砂を用い、ポリマーセメント比や
水セメント比及びポリマーの仕様等が通常の使用範囲内
における組成物を比較した値)。
更に同様の条件下で縦軸を水セメント比(約α35〜約
(L65)横軸をポリマーセメント比(O〜約0.4)
として等フロー値(A STMC124に準拠して測定
)曲線を描けば、同じフロー値を得る為の水セメント比
はポリマーセメント組成物の場合セメント組成物よりも
約10〜bであればセメント組成物よりもポリマーセメ
ント組成物の方が流動性がよいことが理解される。
る。
脆弱化した既設コンクリート構造体表面に発生している
ひび割t′Lけ幅Q、5%以下の微細なものが多く、か
かる構造体に対してはひび割れに沿って適宜間隔で注入
用パイプを取付け(コンクリート表面を■カットしてパ
イプの宏′端をエポキシ樹脂にて接着固定することが多
い)た後、前記グラフト材をコンプレッサーやプランジ
ャーポンプ等で田送(圧力2〜5即/d程度)しパイプ
を経由してひび割れ中に充填するのである。
一方、構造体のひび割れ巾が約0.2〜4%程度ならば
、パイプを取付けずにグラフト材を注入することも可能
である。例えば紙テープをひび割れに対し直角に多数、
間隔を置いて張付けた後、ホットメルト型シール材を薄
く塗布し硬化後テープを剥し取−1て注入口とするので
ある。
その後該注入口に機械注入のノズルを当接してグラフト
材を注入する。
又、隘道のコンクリート覆工背面と他山との聞は事実上
空隙を完全になくすることは困難である。この様な空隙
に注入する所謂裏込め注入の場合は、覆工表面から背面
例匡る貫通孔を穿没し注入用パイプを押入した後、最初
ゆっくりとグラフト材を注入しその後中断することなく
連続して注入(注入圧3〜5 K9 / d程度)して
上記空隙を完全に充填した後注入孔を閉塞して終了する
。上記貫通孔の穿設及びパイプの挿入は予めコンクリー
ト覆工時に行っておいて覆工作業が終了直後にかかる裏
込め注入を行ってもよい。
、更に本発明グラフト材は橋梁のコンクリート製ボック
ス桁やレンガ造り構造体等の補強に用いて好適である。
ボックス桁等に生成される比較的大きな空隙は例えば超
音波診断法によりその存在、位置を確認してからグラフ
ト材を注入する。
本発明構造体補強用グラフト材は上述の通りの構成にな
されており、セメント、ポリマー、骨材、水の量が特定
され、従来のセメントモルタルよりも防水性、流動性、
コンクリート等の無れは充分に防水、補強された堅固な
構造体が作業性よく、エポキシsI脂を使用する場合に
比して極めて安価に得られるのである。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例 人材:  SBRエマルジョン200即(粘度80CP
S以下、固形分4596、水110即)ケイ砂    
         1000即(粒径α5%以下のもの
9096以上)合成非晶質ケイ酸アルミニクム    
  10に9(酸化アルミニウム対二酸化ケイ素の モル比1:9) 上記人材、B材及び水500即を良く混合攪拌して均質
なポリマーセメントモルタルを得た。
このモルタルの材令7日以降の硬化膨張特性は畏さ変化
率で約0.03〜[104%(JISA1125コンパ
レーター法に準拠して測定)であった。
一方、建造後約3年を経過したコンクリート床に上記ポ
リマーセメントモルタルを5に9/dの割合で2m”を
塗布し常温気乾養生にで硬化させ、3日後から撒水装置
を使用して該塗布層全面を含む約5TIの面積に区って
昼間60分間及び夜間60分間毎日100//m’、時
間の割合で撒水しこの撒水を1年間継続したが床表面と
ポリマーセメントモルタル層とは剥離せず上記グイ酸ア
ルミニウムの防水化材としての性能が確認された。
隘道の天頂部ど覆工背面との間に約α5dの空隙が存在
し他の部分は密にコンクリートが打設された@道に上記
ポリマーセメントモルタルをグラフト材上して用いた。
慢エコンクリートのの漏水が7111属された。
天頂部の覆工表面から背面にσって貫通孔を設は内径3
5%のパイプを挿入し、上記グラフト材を3〜4に9/
cIIの圧力で送給して上記空隙を完全に充填し貫通孔
を閉塞した。漏水は数日後に止まり半年後も同様に良好
な状態を維持していた。
特許出順人 積水化学工業株式会社 代表者藤沼基利

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L セメント100重量部に対しポリマー5〜50重量
    部及び骨材20〜300重量部及び水40〜70重量部
    が含有されてなることを特徴とする構造体補強用グラフ
    ト材。 2 セメントがコロイFセメントであるI!IJ1項記
    載のグラフト材。 入 セメントが膨張性セメントである第1項又は第2項
    記載のグラフト材。 生 ポリマーがエチレン−酢酸ビニル共重合体である第
    1項〜第3項記載のグラフト材。 5、ハリマーがスチレン−ゲタジエンゴムである@1項
    〜@3項記載のグラフト材。
JP7807683A 1983-05-02 1983-05-02 構造体補強用グラウト材 Pending JPS59202279A (ja)

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