特許 6234748 超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6234748

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 28/04 20060101AFI20171113BHJP

   C04B 22/08 20060101ALI20171113BHJP

   C04B 18/14 20060101ALI20171113BHJP

   C04B 22/06 20060101ALI20171113BHJP

   C04B 22/10 20060101ALI20171113BHJP

   C04B 24/06 20060101ALI20171113BHJP

   C04B 24/22 20060101ALI20171113BHJP

   B28C 5/10 20060101ALI20171113BHJP

   C04B 111/70 20060101ALN20171113BHJP

【ＦＩ】

   C04B28/04

   C04B22/08 Z

   C04B18/14 Z

   C04B22/06 Z

   C04B22/10

   C04B24/06 A

   C04B24/22 B

   B28C5/10

   C04B111:70

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-188168(P2013-188168)

(22)【出願日】2013年9月11日

(65)【公開番号】特開2015-54791(P2015-54791A)

(43)【公開日】2015年3月23日

【審査請求日】2016年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003296

【氏名又は名称】デンカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】高木 聡史

(72)【発明者】

【氏名】八木 徹

(72)【発明者】

【氏名】相澤 一裕

【審査官】 岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１４５６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０９９２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０１５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３１２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０６９６９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ２／００−３２／０２

Ｃ０４Ｂ ４０／００−４０／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポルトランドセメントと、ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比が０．７５〜１．５のカルシウムアルミネートと、無水セッコウと、ブレーン比表面積値が７５００ｃｍ^２／ｇ以上であるカルシウムサルフォアルミネート系膨張材と、シリカフュームと、水酸化カルシウムと、炭酸リチウムとからなる結合材を調製し、
前記結合材の合計１００部中、カルシウムアルミネートが２０部以上、シリカフュームが１〜１０部、水酸化カルシウムが１部以上、炭酸リチウムが０．３部以上であり、
前記シリカフュームが、酸性シリカフュームであり、
前記結合材１００部に対して、０．０５〜５部の炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩と、２部以下の有機酸と、０．１部以上の流動化剤と、ガス発泡物質と、細骨材とを含有してなる超速硬グラウト材料を、モルタル混合機まで自動的に供給し、混合機の先端に設けられた撹拌羽根で、圧入された水と練り混ぜて超速硬グラウトモルタルを製造し、混合機の先端に連結しているスネーク式のポンプによりモルタルを連続的に圧送する連続練りシステムを使用し、
前記連続練りシステムが、モルタル圧送中断、停止時に自動的にポンプ内に洗浄水を流し、その洗浄水が圧送モルタルと混合されないように、ホース手前に設置した自動弁により、外部に洗浄水を排出できる機能を有するシステムであることを特徴とする、超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法。

【請求項2】

超速硬グラウト材料のポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、無水セッコウ、膨張材、シリカフューム、水酸化カルシウムおよび炭酸リチウムからなる結合材の合計１００部中、ポルトランドセメントが３０〜５０部、カルシウムアルミネートが２０〜４０部、無水セッコウが１０〜３０部、膨張材が１〜１０部、シリカフュームが１〜１０部、水酸化カルシウムが１〜１０部、炭酸リチウム０．３〜２部である、請求項１に記載の超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法。

【請求項3】

超速硬グラウト材料のポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、無水セッコウ、膨張材、シリカフューム、水酸化カルシウムおよび炭酸リチウムからなる結合材の合計１００部に対して、炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩が０．０５〜５部、有機酸が０．０３〜２部、流動化剤が０．１〜１．５部、ガス発泡物質が０．０５〜０．２部、細骨材が８０〜１３０部である請求項１または２に記載の超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法。

【請求項4】

超速硬グラウト材料の無水セッコウが、酸性無水セッコウである請求項１〜３のいずれか１項に記載の超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法。

【請求項5】

超速硬グラウト材料のガス発泡物質が、過炭酸塩である請求項１〜４のいずれか１項に記載の超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主に土木・建築業界において使用される、超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

合理化施工を目指す際、超速硬性で自己充填性やセルフレベリング性を持つ高流動のグラウトモルタルが必要とされる場合が多く、練り混ぜ後短時間で実用強度を発現する超速硬グラウトモルタルが提案されている（特許文献１、２、３）。
また、グラウトモルタルを大量施工する場合は、通常容量１００リットル程度のモルタルミキサを用いてモルタルを１分間以上練り混ぜ、ホッパーに排出後、スクイズポンプ等でモルタルホースを介して施工箇所まで圧送する方法で行われる。
しかしながら、このような方法で超速硬グラウトモルタルを施工すると、超速硬グラウトモルタルは通常１時間以内に硬化するため、例えば、機械の故障等のトラブルが発生した場合にミキサやホッパー内のモルタルが硬化したり、ミキサに付着したままの硬化直前の古いモルタルと練り混ぜたばかりの新しいモルタルが混合されることにより、新しいモルタルの凝結が促進され、可使時間が確保できなくなったり、さらに、練り混ぜ水の計量やミキサでの練り混ぜに時間がかかるため、その間にモルタルが硬化して施工できなくなる等の問題があり、効率良く大量施工ができず、超速硬グラウトモルタルを用いても合理化施工にならないという課題があった。
一方、モルタル用の原料紛体と水からモルタルを連続的に製造し、速やかにグラウトモルタルを大量施工できる装置も提案されている（特許文献４、５）。
しかしながら、この装置は、高流動性を得るまでの練り混ぜ時間が長くかかる、練り混ぜ性の悪いグラウト材料だと、練り混ぜ水量を増やさないと高流動性が得られず、その結果、ブリーディング水が発生したり、強度発現性が悪くなるため、使用することができない。さらに、この装置でも、長時間連続施工を行うと、ポンプ等に付着したままのモルタルが硬化して圧送できなくなるため、定期的に圧送を停止して洗浄する必要があり、それほど作業効率が上がらないという課題もあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０３−１２３５０号公報

【特許文献2】特開平０１−２３０４５５号公報

【特許文献3】特開平１１−１３９８５９号公報

【特許文献4】特開２００７−３３１２６５号公報

【特許文献5】特開２００７−２４５５９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、本発明者は前記課題を解決すべく種々の努力を重ねた結果、特定の材料と特定の装置を組み合わせることにより、流動性、無収縮性、さらに３時間の強度発現性に優れる超速硬グラウト材料が得られ、練り混ぜ性にも優れ、早やかに超速硬グラウトモルタルを製造、圧送でき、効率の良い大量施工が可能になることを知見し、本発明を完成するに至った。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、
（１）ポルトランドセメントと、ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比が０．７５〜１．５のカルシウムアルミネートと、無水セッコウと、ブレーン比表面積値が７５００ｃｍ^２／ｇ以上であるカルシウムサルフォアルミネート系膨張材と、シリカフュームと、水酸化カルシウムと、炭酸リチウムと、炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩と、有機酸と、流動化剤と、ガス発泡物質と、細骨材とを含有してなる超速硬グラウト材料を、モルタル混合機まで自動的に供給し、混合機の先端に設けられた撹拌羽根で、圧入された水と練り混ぜて超速硬グラウトモルタルを製造し、混合機の先端に連結しているスネーク式のポンプによりモルタルを連続的に圧送する連続練りシステムを使用することを特徴とする、超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法、
（２）超速硬グラウト材料のポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、無水セッコウ、膨張材、シリカフューム、水酸化カルシウムおよび炭酸リチウムからなる結合材の合計１００部中、ポルトランドセメントが３０〜５０部、カルシウムアルミネートが２０〜４０部、無水セッコウが１０〜３０部、膨張材が１〜１０部、シリカフュームが１〜１０部、水酸化カルシウムが１〜１０部、炭酸リチウム０．３〜２部である、（１）の超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法、
（３）超速硬グラウト材料のポルトランドセメント、カルシウムアルミネート、無水セッコウ、膨張材、シリカフューム、水酸化カルシウムおよび炭酸リチウムからなる結合材の合計１００部に対して、炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩が０．０５〜５部、有機酸が０．０３〜２部、流動化剤が０．１〜１．５部、ガス発泡物質が０．０５〜０．２部、細骨材が８０〜１３０部である（１）または（２）の超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法、
（４） 超速硬グラウト材料の無水セッコウが、酸性無水セッコウである（１）〜（３）のいずれかの超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法、
（５）超速硬グラウト材料のシリカフュームが、酸性シリカフュームである（１）〜（４）のいずれかの超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法、
（６）超速硬グラウト材料のガス発泡物質が、過炭酸塩である（１）〜（５）のいずれかの超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法、
（７）連続練りシステムが、モルタル圧送中断、停止時に自動的にポンプ内に洗浄水を流し、その洗浄水が圧送モルタルと混合されないように、ホース手前に設置した自動弁により、外部に洗浄水を排出できる機能を有するシステムである、（１）〜（６）のいずれかの超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法、
である。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、高流動性、無収縮性を有し、３時間で実用強度が発現する超速硬グラウトモルタルを、問題なく速やかに大量施工できるため、特に寒冷地や、早期解放が求められる大規模なグラウト工事に最適な施工方法となる。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は、特に断らない限り質量規準で示す。

【0008】

本発明のポルトランドセメントとは、特に限定されるものではないが、ＪＩＳ Ｒ ５２１０に規定されている各種ポルトランドセメント、ＪＩＳ Ｒ ５２１１、ＪＩＳ Ｒ ５２１２、及びＪＩＳ Ｒ ５２１３に規定された各種混合セメント、ＪＩＳに規定された以上の混和材混入率で製造した高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、及び石灰石粉末等を混合したフィラーセメントから選ばれる一種又は二種以上等が挙げられる。

【0009】

本発明のカルシウムアルミネートとは、ＣａＯとＡｌ_２Ｏ_３を主成分とする化合物を総称するものである。本発明では、ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比が０．７５〜１．５のカルシウムアルミネートを用いる。カルシウムアルミネートの具体例としては、例えば、ＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３，１１ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＦ_２、３ＣａＯ・３Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＳＯ_４等と表される結晶性のカルシウムアルミネート類や、ＣａＯとＡｌ_２Ｏ_３成分を主成分とする非晶質の化合物が挙げられる。ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比が０．７５未満では充分な強度発現性が得られない。また、逆にＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比が１．５を超えると充分な流動性や可使時間が得られない。

【0010】

カルシウムアルミネートを得る方法としては、ＣａＯ原料とＡｌ_２Ｏ_３原料をロータリーキルンや電気炉等によって熱処理して得る方法が挙げられる。カルシウムアルミネートを製造する際のＣａＯ原料としては、例えば、石灰石や貝殻等の炭酸カルシウム、消石灰等の水酸化カルシウム、あるいは生石灰などの酸化カルシウムを挙げることができる。また、Ａｌ_２Ｏ_３原料としては、例えば、ボーキサイトやアルミ残灰と呼ばれる産業副産物のほか、アルミ粉等が挙げられる。
カルシウムアルミネートを工業的に得る場合、不純物が含まれることがある。その具体例としては、例えば、ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＴｉＯ_２、ＭｎＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｓ、Ｐ_２Ｏ_５、およびＦ等が挙げられる。これらの不純物の存在は本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。具体的には、これらの不純物の合計が１０％以下の範囲では特に問題とはならない。

【0011】

カルシウムアルミネートの化合物としては、４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３、６ＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３、６ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・２Ｆｅ_２Ｏ_３等のカルシウムアルミノフェライト、２ＣａＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３やＣａＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３等のカルシウムフェライト、ゲーレナイト２ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２、アノーサイトＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２等のカルシウムアルミノシリケート、メルビナイト３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ_２、アケルマナイト２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ_２、モンチセライトＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ_２等のカルシウムマグネシウムシリケート、トライカルシウムシリケート３ＣａＯ・ＳｉＯ_２、ダイカルシウムシリケート２ＣａＯ・ＳｉＯ_２、ランキナイト３ＣａＯ・２ＳｉＯ_２、ワラストナイトＣａＯ・ＳｉＯ_２等のカルシウムシリケート、カルシウムチタネートＣａＯ・ＴｉＯ_２、遊離石灰、リューサイト（Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ）・Ａｌ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２等を含む場合がある。本発明ではこれらの結晶質または非晶質が混在していても良い。

【0012】

本発明のカルシウムアルミネートの粒度は、特に限定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積で３０００〜９０００ｃｍ^２／ｇの範囲にあり、４０００〜８００００ｃｍ^２／ｇ程度のものがより好ましい。３０００ｃｍ^２／ｇ未満では強度発現性が充分でない場合があり、９０００ｃｍ^２／ｇを超えるようなものは流動性や可使時間の確保が困難になる場合がある。

【0013】

本発明の無水セッコウとは、特に限定されるものではないが、ＩＩ型の無水セッコウを使用することが好ましく、中でも、ｐＨが４．５以下の酸性無水セッコウを利用することが、可使時間の確保のしやすさと、その後の強度増進が良好なことから好ましい。ここで、無水セッコウのｐＨとは、純水１００ｃｃに無水セッコウ１ｇを入れて撹拌した際の上澄液のｐＨを意味する。
無水セッコウの粒度は、ブレーン比表面積で３０００〜９０００ｃｍ^２／ｇが好ましく、４０００〜８０００ｃｍ^２／ｇがより好ましい。

【0014】

本発明の膨張材とは、硬化体の収縮低減効果の他、まだ固まらないモルタルのブリーディングを抑止するために用いるもので、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、カルシウムアルミノフェライト系膨張材、石灰系膨張材、およびセッコウ系膨張材等が挙げられるが、本発明ではブリーディング抑止効果に優れるカルシウムサルフォアルミネート系膨張材を用いる。
カルシウムサルフォアルミネート系膨張材は、ＣａＯ原料、Ａｌ_２Ｏ_３原料、Ｆｅ_２Ｏ_３原料、およびＣａＳＯ_４原料を所定の割合になるように配合し、電気炉やロータリーキルンなどを用いて、一般的には、１１００〜１６００℃で熱処理をして製造される。熱処理温度が１１００℃未満では得られた膨張材の膨張性能が充分でない場合があり、１６００℃を超えると無水石膏が分解する場合がある。
ＣａＯ原料としては、石灰石や消石灰等が、Ａｌ_２Ｏ_３原料としてはボーキサイトやアルミ残灰等が、Ｆｅ_２Ｏ_３原料としては銅カラミや市販の酸化鉄等が、そしてＣａＳＯ_４原料としては二水石膏、半水石膏、および無水石膏等が挙げられる。
膨張材の粉末度は、ブレーン比表面積で７５００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましい。７５００ｃｍ^２／ｇ未満ではブリーディングの発生が抑止できない。

【0015】

本発明のシリカフュームとは、高流動化、長期強度発現性の向上のために用いるもので、本発明では高流動化の効果に優れる酸性シリカフュームを用いる。
酸性シリカフュームとは、シリカフューム１ｇを純水１００ｃｃに入れて攪拌したときの上澄み液のｐＨが５．０以下の酸性を示すシリカフュームである。酸性シリカフュームのなかでは、優れた流動性が得られる面で、酸化ジルコニウムを含有するシリカフュームが好ましい。
酸化ジルコニウムを含有するシリカフュームは、例えば、以下の工程により製造される。まず、電気炉にて、ジルコンサンドをおよそ２２００℃まで電融し、ジルコンサンドの微粒子の平均粒径をおよそ１μｍとして略均一に安定化させ、二次凝集を防止するべく電融温度を段階的に上昇させる。次に所定のサイクロンを複数直列に連結させて粗粒子を除去し、粒子を回収した後、サイロ内で再攪拌し、粒径のばらつきを小さくする。このようにして製造された酸化ジルコニウムを含有するシリカフュームは、従来から使用されている、例えば、フェロシリコン製造時に副生するシリカフュームに比べて、粒径がおよそ２〜１０倍大きくなりやすい。酸化ジルコニウムを含有するシリカフュームの酸化ジルコニウムの含有率は、１〜１０％が好ましく、３〜６％がより好ましい。
シリカ質微粉末の粉末度は、特に限定されるものではないが、通常、ＢＥＴ比表面積値で８〜２００ｍ^２／ｇが好ましい。ただし、酸化ジルコニウムを含有するシリカフュームは８〜１３ｍ^２／ｇが好ましい

【0016】

本発明の水酸化カルシウムとは、特に限定されるものではない。Ｃａ（ＯＨ）_２と表される化合物を総称するものである。その不純物も環境に有害なものを含まなければ特に限定されるものではない。Ｃａ（ＯＨ）_２含有量で８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。不純物としては、炭酸カルシウムや酸化カルシウムを含む場合がある。
水酸化カルシウムの粉末度は、特に限定されるものではないが、通常、ＢＥＴ面積値で２０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、１５ｍ^２／ｇ以下がより好ましい。水酸化カルシウムのＢＥＴ面積値が２０ｍ^２／ｇを超えると、流動性が悪くなったり、可使時間の確保が困難になる傾向がある。

【0017】

本発明の炭酸リチウムとは、カルシウムアルミネートの硬化を促進し、短時間での強度発現性を実現する役割を担う。
炭酸リチウム以外のリチウム塩もカルシウムアルミネートの硬化を促進することは知られているが、炭酸リチウム以外のリチウム塩を使用すると、まず、流動化することができず、また、可使時間も確保できない。

【0018】

本発明の炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩とは、高流動化及び可使時間の確保に重要な役割を果たす。
アルカリ金属炭酸塩は、特に限定されるものではないが、その具体例としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸アンモニウム等が挙げられる。

【0019】

本発明の有機酸とは、炭酸塩や流動化剤とともに流動化及び可使時間の確保に重要な役割を果たす。
有機酸は、特に限定されるものではないが、その具体例としては、例えば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、コハク酸等のオキシカルボン酸及びそれらのナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、アルミニウム等の塩等が挙げられる。中でも、クエン酸やその塩が好ましい。本発明では、これらのうちの１種または２種以上を併用できる。

【0020】

本発明の流動化剤とは、材料の練り混ぜを容易にし、各材料の分散を助けるとともに、練りあがった材料の流動性を付与する役割を担う。
流動化剤は、特に限定されるものではないが、その具体例としては、ナフタレンスルホン酸系減水剤、メラミンスルホン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、およびポリカルボン酸系減水剤等が挙げられ、減水剤の使用形態は、液体、粉体のいずれも使用可能であるが、プレミックス製品として使用する際には粉体が好ましい。

【0021】

本発明のガス発泡物質とは、グラウト工事を行った場合、グラウトモルタルと構造物を一体化させるために、まだ固まらない状態のモルタルが沈下や収縮するのを抑止する目的で用いる。
ガス発泡物質の具体例としては、例えば、植物油、鉱物油、またはステアリン酸などで表面処理したアルミニウム粉末やアトマイズアルミニウム粉末アルミ粉や炭素物質のほか、アゾ化合物、ニトロソ化合物及びヒドラジン誘導体等の窒素カス発泡物質、さらに、過炭酸塩、過硫酸塩、過ホウ酸塩及び過マンガン酸塩等の過酸化物質等が挙げられる。
本発明では、過炭酸塩、過硫酸塩、過ホウ酸塩及び過マンガン酸塩等の過酸化物質を用いることが、沈下抑制効果が大きいことから好ましい。中でも、過炭酸塩の使用が最も好ましい。

【0022】

本発明の細骨材とは、発熱量や寸法変化の低減や耐久性の確保の観点から重要な役割を果たす。
細骨材の具体例としては、例えば、ケイ砂系、石灰石系、高炉水砕スラグ系、再生骨材系等に分類される。プレミックス製品として使用する際にはそれらの乾燥砂が好ましい。

【0023】

本発明の超速硬グラウト材料における各原材料の配合割合は、ポルトランドセメントと、カルシウムアルミネート、無水セッコウ、膨張材、シリカフューム、水酸化カルシウムおよび炭酸リチウムからなる結合材の合計１００部中、ポルトランドセメントが３０〜５０部、カルシウムアルミネートが２０〜４０部、無水セッコウが１０〜３０部、膨張材が１〜１０部、シリカフュームが１〜１０部、水酸化カルシウムが１〜１０部、炭酸リチウム０．３〜２部であることが好ましい。
ポルトランドセメントが３０部未満では、可使時間の確保が困難になる場合や長期耐久性が得られにくい場合がある。一方、５０部を超えると、優れた初期強度発現性が得られない場合がある。
カルシウムアルミネートが２０部未満では、優れた初期強度発現性が得られない場合があり、４０部を超えて使用すると、可使時間の確保が困難になる場合や長期耐久性が得られない場合がある。
無水セッコウが１０部未満では、可使時間の確保が困難になる場合があり、３０部を超えると過膨張となり、強度が低下する場合がある。
膨張材が１部未満では、ブリーディングが発生する場合があり、１０部を超えると過膨張となり、強度が低下する場合がある。
シリカフュームが１部未満では、充分な流動性が得られない場合や優れた長期強度発現性が得れらない場合があり、１０部を超えても充分な流動性が得られない場合や、優れた初期強度発現性が得られない場合がある。
水酸化カルシウムが１部未満では、充分な初期強度発現性が得られない場合があり、１０部を超えると可使時間の確保が困難になる場合がある。
炭酸リチウムが０．３部未満では、充分な初期強度発現性が得られない場合があり、２部を超えても更なる効果の増進が期待できない。

【0024】

また、結合材の合計１００部に対して、炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩が０．０５〜５部、有機酸が０．０３〜２部、流動化剤が０．１〜１．５部、ガス発泡物質が０．０５〜０．２部、細骨材が８０〜１３０部であることが好ましい。
炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩が０．０５部未満では、充分な流動性が得られない場合や可使時間の確保が困難になる場合があり、５部を超えると凝結遅延が大きくなり、充分な初期強度発現性が得られない場合がある。
有機酸が０．０３部未満では、可使時間の確保が困難になる場合があり、２部を超えると凝結遅延が大きくなり、充分な初期強度発現性が得られない場合がある。流動化剤が０．１部未満では、充分な流動性が得られない場合があり、１．５部を超えると材料分離を起こす場合がある。
ガス発泡物質が０．０５部未満では、充分な沈下抑制効果が得られない場合があり、０．２部を超えると発泡による膨張が大きくなりすぎ、充分な強度発現性が得られない場合がある。
細骨材が８０部未満では、硬化体の収縮が大きくなり、ひび割れが生じる場合があり、１３０部を超えると充分な強度発現性が得られない場合がある。

【0025】

本発明に用いる連続練りシステムは、モルタル混合機まで自動的に超速硬グラウト材料を供給し、混合機の先端に設けられた撹拌羽根で、圧入された水と練り混ぜて超速硬グラウトモルタルを製造し、混合機の先端に連結しているスネーク式のポンプによりモルタルを連続的に圧送する施工装置である。このような施工装置としては、ドイツＰＦＴ社製Ｇ４連続ミキサポンプ等が挙げられる。
本発明では、連続練りシステムにおいて、モルタルの圧送中断、停止時に自動的にポンプ内に洗浄水を流し、その洗浄水が圧送モルタルと混合されないように、ホース手前に設置した自動弁により外部に洗浄水を排出できるシステムとしているため、作業効率が良く、洗浄水が圧送モルタルに混合されて物性を低下させることもない。

【0026】

水の添加量は、使用する目的、用途や各原材料の配合割合によって変化するため、特に限定されるものではないが、通常、水／材料比で１５％〜２０％が好ましい。１５％未満では充分な流動性が得られない場合があり、２０％を超えると充分な強度発現性が得られない場合がある。

【0027】

本発明の超速硬グラウト材料は、本発明の施工装置の水量調整バルブにより、モルタルの流動性をＪ_１４漏斗流下値で８±２秒の範囲に合わせると、水／材料比が１５％〜２０％の好ましい範囲に入る。

【実施例】

【0028】

以下、実験例にて詳細に説明する。

【0029】

「実験例１」
セメント４０部、無水セッコウ（ａ）２０部、膨張材（α）２部、シリカフューム（Ｉ）３部、水酸化カルシウム４部、炭酸リチウム１部および表１に示すカルシウムアルミネートからなる結合材を調製し、結合材１００部に対して、炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩１．５部、有機酸０．５部、流動化剤０．５部、ガス発泡物質（イ）０．１部、細骨材１００部を配合して超速硬グラウト材料を調製した。
この超速硬グラウト材料を連続練りシステムを用いて、モルタル混合機まで自動的に供給し、混合機の先端に設けられた撹拌羽根で、圧入された水と練り混ぜて超速硬グラウトモルタルを製造し、混合機の先端に連結しているスネーク式のポンプによりモルタルを圧送し，ホース先のモルタルの流動性がＪ_１４漏斗流下値で８±２秒の範囲になるよう水量を合わせた場合の流動性、可使時間および圧縮強度を測定した。結果を表１に併記する。

【0030】

＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品
カルシウムアルミネート（Ａ）：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比０．７５、結晶質、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３とＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３が主成分、ブレーン比表面積５０００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネート（Ｂ）：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比１．００、結晶質、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３が主成分、ブレーン比表面積５０００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネート（Ｃ）：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比１．５０、結晶質、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３と１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３が主成分、ブレーン比表面積５０００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネート（Ｄ）：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比１．００、非晶質、カルシウムアルミネートＢに、試薬１級のシリカを５％添加して、１６５０℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン比表面積５０００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネート（Ｅ）：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比１．５０、非晶質、カルシウムアルミネートＣに、試薬１級のシリカを３％添加して、１６５０℃で溶融後、急冷して合成、ブレーン比表面積５０００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネート（Ｆ）：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比０．６０、結晶質、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３とＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３が主成分、ブレーン比表面積５０００ｃｍ^２／ｇ
カルシウムアルミネート（Ｇ）：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比１．６０、結晶質、ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３と１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３が主成分、ブレーン比表面積５０００ｃｍ^２／ｇ
無水セッコウ：ＩＩ型無水セッコウ、ＰＨ３．０、ブレーン比表面積５０００ｃｍ^２／ｇ
膨張材（α）：カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、市販品、ブレーン比表面積９０００ｃｍ^２／ｇ
シリカフューム（Ｉ）：酸化ジルコニウムを含有するシリカフューム、市販品、酸化ジルコニウムの含有率５％、ＢＥＴ面積値１２ｍ^２／ｇ、ｐＨ３．０、市販品
水酸化カルシウム：ＢＥＴ面積値１０ｍ^２／ｇ、市販品
炭酸リチウム：試薬１級、市販品
炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩：炭酸カリウム、試薬１級、市販品
有機酸：酒石酸、試薬１級、市販品
流動化剤：ナフタレンスルホン酸系減水剤、粉末、市販品
ガス発泡物質（イ）：過炭酸ナトリウム、試薬１級、市販品
細骨材：石灰石系、最大粒径４ｍｍ、市販品

【0031】

＜使用機械＞
連続練りシステム（１）：Ｇ４連続ミキサポンプ、ドイツＰＦＴ社製に自動洗浄水排出システムを設置したもの。

【0032】

＜試験方法＞
流動性：ＪＳＣＥ−Ｆ ５４１に準拠した。Ｊ_１４漏斗流下値
可使時間：モルタル温度により測定した。カップにモルタルを採取し、練り上がり温度から２℃上昇した時点を可使時間とした。
圧縮強度：ＪＳＣＥ−Ｇ ５０５に準拠した。供試体サイズφ５０×１００ｍｍ、材齢３時間、２８日

【0033】

【表1】

【0034】

表１より、本発明の超速硬グラウト材料は、流動性に優れ、充分な可使時間が確保でき、強度発現性が良好であることが分かる。

【0035】

「実験例２」
カルシウムアルミネート（Ａ）３０部を使用し、結合材１００部中、表２に示す量の無水石コウを配合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。

【0036】

【表2】

【0037】

表２より、本発明の超速硬グラウト材料は、充分な可使時間が確保でき、強度発現性が良好であることが分かる。

【0038】

「実験例３」
カルシウムアルミネート（Ａ）３０部を使用し、結合材１００部中、表３に示す膨張材２部を配合し、ブリーディング率を測定した以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。

【0039】

＜使用材料＞
膨張材（β）：カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、ブレーン比表面積３０００ｃｍ^２／ｇ
膨張材（γ）：カルシウムアルミノフェライト系膨張材、ブレーン比表面積９０００ｃｍ^２／ｇ、市販品
膨張材（δ）：石灰系膨張材、ブレーン比表面積９０００ｃｍ^２／ｇ
膨張材（ε）：セッコウ系膨張材、ブレーン比表面積９０００ｃｍ^２／ｇ

【0040】

＜試験方法＞
ブリーディング率：ＪＳＣＥ−Ｆ ５４２に準拠した。

【0041】

【表3】

【0042】

表３より、本発明の超速硬グラウト材料は、ブリーディング抑止効果に優れていることが分かる。

【0043】

「実験例４」
カルシウムアルミネート（Ａ）３０部を使用し、結合材１００部中、表４に示すシリカフューム３部を配合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。

【0044】

＜使用材料＞
シリカフューム（ＩＩ）：フェロシリコン製造時、副生するシリカフューム、ＢＥＴ面積１９ｍ^２／ｇ、市販品

【0045】

【表4】

【0046】

表４より、本発明の超速硬グラウト材料は、流動性に優れていることが分かる。

【0047】

「実験例５」
カルシウムアルミネート（Ａ）３０部を使用し、結合材１００部中、表５に示すガス発泡物質を配合し、膨張収縮率を測定した以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に併記する。

【0048】

＜使用材料＞
ガス発泡物質（ロ）：過ホウ酸ナトリウム、試薬１級、市販品
ガス発泡物質（ハ）：アルミニウム粉末、市販品
ガス発泡物質（ニ）：流動コークス、市販品
ガス発泡物質（ホ）：アゾジカルボンアミド、市販品
＜試験方法＞
膨張収縮率：ＪＳＣＥ−Ｆ ５４２に準拠した。

【0049】

【表5】

【0050】

表５より、本発明の超速硬グラウト材料は、まだ固まらない状態のモルタルが沈下や収縮するのを抑止する効果に優れていることが分かる。

【0051】

「実験例６」
カルシウムアルミネート（Ａ）３０部を使用し、結合材１００部中、表６に示す量の水酸化カルシウム、炭酸リチウムを配合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表６に併記する。

【0052】

【表6】

【0053】

表６より、本発明の超速硬グラウト材料は、充分な可使時間が確保でき、初期強度発現性が良好であることが分かる。

【0054】

「実験例７」
カルシウムアルミネート（Ａ）３０部を使用し、結合材１００に対して、表７に示す量の炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩、有機酸、流動化剤、および細骨材を配合し、長さ変化率を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表７に併記する。

【0055】

＜試験方法＞
長さ変化率：ＪＩＳ Ａ １１２９−３に準拠した。材齢２８日。

【0056】

【表7】

【0057】

表７より、本発明の超速硬グラウト材料は、流動性に優れ、充分な可使時間が確保でき、初期強度発現性が良好で,乾燥収縮量が小さく、ひび割れ抵抗性に優れているのが分かる。

【0058】

「実験例８」
セメント４０部、カルシウムアルミネート（Ａ）３０部、無水セッコウ（ａ）２０部、膨張材（α）２部、シリカフューム（Ｉ）３部、水酸化カルシウム４部、炭酸リチウム１部からなる結合材を調製し、結合材１００部に対して、炭酸リチウム以外のアルカリ金属炭酸塩１．５部、有機酸０．５部、流動化剤０．５部、ガス発泡物質（イ）０．１部、細骨材１００部を配合して超速硬グラウト材料を調整した。この超速硬グラウト材料１００部に対して、水を１７．５部加えてハンドミキサにより練り混ぜた場合と、連続練りシステムを用いて、モルタル混合機まで自動的に超速硬グラウト材料を供給し、混合機の先端に設けられた撹拌羽根で、圧入された水と練り混ぜて超速硬グラウトモルタルを製造し、混合機の先端に連結しているスネーク式のポンプによりモルタルを圧送し，ホース先のモルタルの流動性がＪ_１４漏斗流下値で８±２秒の範囲になるよう水量を合わせた場合の、流動性、単位容積質量、可使時間および圧縮強度を測定した。結果を表８に示す。
また、連続練りシステムを用いた場合は、ホース先のモルタルの1時間当りの吐出量も測定した。結果を表８に併記する。

【0059】

＜試験方法＞
単位容積質量：ＪＩＳ Ａ １１１６に準拠した。
モルタル吐出量：モルタル圧送中に、ホース先を20リットルペール缶内に挿入したと同時にストップウォッチによる時間計測を開始。15秒経過後にホースを抜き、ペール缶内のモルタル質量を計測。以下式により１時間当りのモルタル吐出量を算出した。
モルタル吐出量(m³/hr)=15秒当りのモルタル質量(kg)×4×60÷単位容積質量(t/m³)÷1000

【0060】

【表8】

【0061】

表８より、本発明の連続練りシステムは、水量調整バルブにより、モルタルの流動性をＪ_１４漏斗流下値で８±２秒の範囲に合わせられ、その場合の単位容積質量はハンドミキサでバッチ練りした場合と同等であることから，同等の水／材料比で練り混ぜられていると考えられ、可使時間と圧縮強度も同等の値が得られているのが分かる。
また、バッチ練りの場合と同等の性能を示す超速硬グラウトモルタルが、１時間当り２ｍ^３の大容量吐出でき、早やかな施工が可能であることが分かる。

【0062】

「実験例９」
自動洗浄水排出システムを設置した連続練りシステムを用いて、モルタルを連続圧送し、５分間の中断、停止を１０回繰り返して施工性を確認した以外は実験例８と同様に行った。結果を表９に示す。

【0063】

＜使用機械＞
連続練りシステム（２）：Ｇ４連続ミキサポンプ、ドイツＰＦＴ社製、自動洗浄水排出システムなし

【0064】

【表9】

【0065】

表９より、本発明の連続練りシステムは、自動洗浄水排出システムを設置しているため、連続運転中に停止して洗浄しなくてもポンプの閉塞等の問題が起きにくいことが分かる。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明の超速硬グラウト材料を用いた連続練り施工方法は、高流動性、無収縮性を有し、３時間で実用強度が発現する超速硬グラウトモルタルを、問題なく速やかに大量施工できるため、特に寒冷地や、早期解放が求められる大規模なグラウト工事に適用できるので、土木、建築分野で好適に使用される。