(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025009130
(43)【公開日】2025-01-20
(54)【発明の名称】水硬性組成物
(51)【国際特許分類】
C04B 28/02 20060101AFI20250110BHJP
C04B 24/32 20060101ALI20250110BHJP
C04B 20/00 20060101ALI20250110BHJP
E21D 11/10 20060101ALI20250110BHJP
E04G 21/02 20060101ALI20250110BHJP
【FI】
C04B28/02
C04B24/32 A
C04B20/00 A
E21D11/10 D
E04G21/02 103B
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023111919
(22)【出願日】2023-07-07
(71)【出願人】
【識別番号】000000918
【氏名又は名称】花王株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087642
【弁理士】
【氏名又は名称】古谷 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100203242
【弁理士】
【氏名又は名称】河戸 春樹
(72)【発明者】
【氏名】島田 恒平
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 憲一
(72)【発明者】
【氏名】谷本 理勇
(72)【発明者】
【氏名】佐川 桂一郎
【テーマコード(参考)】
2D155
2E172
4G112
【Fターム(参考)】
2D155DB00
2E172AA05
2E172DC00
4G112PA02
4G112PB36
4G112PC06
(57)【要約】
【課題】円形度の小さい細骨材を用いた水硬性組成物の製造において、混練又は撹拌時間の延長によっても、流動性低下が抑制された水硬性組成物、及びその製造方法、並びにその水硬性組成物を用いた湿式吹付工法を提供する。
【解決手段】(A)セメント、(B)平均円形度が0.55以上0.85以下の細骨材、(C)重量平均分子量が5,000以上1,000,000未満のポリアルキレンオキサイド)、及び(D)水を含有する、水硬性組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)セメント(以下、(A)成分という)、(B)平均円形度が0.55以上0.85以下の細骨材(以下、(B)成分という)、(C)重量平均分子量が5,000以上1,000,000未満のポリアルキレンオキサイド(以下、(C)成分という)、及び(D)水(以下、(D)成分という)を含有する、水硬性組成物。
【請求項2】
(A)成分の含有量と(B)成分の含有量との質量比(B)/(A)が、2以上6以下である、請求項1に記載の水硬性組成物。
【請求項3】
(A)成分の含有量と(D)成分の含有量との質量比(D)/(A)が、0.4以上0.8以下である、請求項1又は2に記載の水硬性組成物。
【請求項4】
(C)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対して0.05質量部以上1質量部以下である、請求項1~3の何れか1項に記載の水硬性組成物。
【請求項5】
(B)成分が砕砂である、請求項1~4の何れか1項に記載の水硬性組成物。
【請求項6】
急結剤の含有量が、(A)成分100質量部に対して1重量部以下である、請求項1~5の何れか1項に記載の水硬性組成物。
【請求項7】
湿式吹付用である、請求項1~6の何れか1項に記載の水硬性組成物。
【請求項8】
(A)セメントと、(B)平均円形度が0.55以上0.85以下の細骨材と、(C)重量平均分子量が5,000以上1,000,000未満のポリアルキレンオキサイドと、(D)水とを混合する、水硬性組成物の製造方法。
【請求項9】
(A)セメントと、(B)平均円形度が0.55以上0.85以下の細骨材と、(C)重量平均分子量が5,000以上1,000,000未満のポリアルキレンオキサイドと、(D)水とを混合して水硬性組成物を製造し、前記水硬性組成物を対象物に吹き付ける、湿式吹付工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水硬性組成物、及びその製造方法、並びにその水硬性組成物を用いた湿式吹付工法に関する。
【背景技術】
【0002】
水硬性組成物は人類の発展に欠くことのできないことのできない建設資材であり、中でもセメントコンクリートは、主にセメント、水、細骨材、粗骨材を混合し成形、硬化させることによって製造される。
細骨材としては、JIS A0203-2014中の番号2311で規定される、川砂、陸砂、山砂、海砂、石灰砂および珪砂に代表される天然骨材と、これらの砕砂、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、軽量細骨材及び再生細骨材等の人工骨材が挙げられる。
天然骨材は、風や水による物理的な作用により、比較的角が取れた滑らかな形状である。それゆえに、細骨材同士の付着力や“かみ合い”が低減され、未硬化の水硬性組成物のワーカビリティー(作業性、流動性)に優れる。
一方で近年、人口増加や経済発展を背景として、世界的に天然骨材の枯渇が深刻化している。そのため、破砕や分級によって粒度調整された人口骨材の利用が進んでいる。
【0003】
また、トンネル工事や法面保護工事等露出した地山の崩落を防止するために、水硬性組成物を用いた吹付工法が行われている。この工法のうち、湿式吹付工法と呼ばれるものは、通常、掘削工事現場に設置した、セメント、骨材、及び水の計量混合プラントで水硬性組成物を調製し、それをアジテータ車で運搬・吹付け機に移送し、吹付け機から水硬性組成物を地山面に所定の厚みになるまで吹き付ける工法である。
【0004】
特許文献1には、2-ヒドロキシエチルアクリレート由来の構成単位を70重量%以上含む構成単位からなる重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、水硬性粉体、砕砂を含む細骨材、粗骨材、及び水を含有する水硬性組成物により、砕砂を含む骨材を用いても、天然の砂を用いる場合と同様の流動性と充填性が得られる水硬性組成物が開示されている。
特許文献2には、骨材(砕石材又は高炉スラグ)を加工対象とし、外形に丸みを持たせながら吸水性を抑えることで、これをコンクリート用骨材として用いた場合に、実積率を向上させると共に、単位水量を低減させ、コンクリートの流動性、いわゆるワーカビリティーを向上させることができ、又、これをアスファルト用骨材や路盤材として用いた場合に、表面積を向上させると共に透水性を向上させることができる丸形磨き骨材及びその製造方法が開示されている。
特許文献3には、ポリエチレンオキサイドを配合したセメントコンクリートと、アルカリ金属アルミン酸塩及びアルカリ金属水酸化物を実質的に含有せず、カルシウムアルミネートと硫酸アルミニウムとを配合した吹付け用急結剤とを含有し、前記吹付け用急結剤は、前記硫酸アルミニウムの含有量が、前記カルシウムアルミネート100質量部に対して5~105質量部であり、前記硫酸アルミニウム中のアルカリ土類金属の含有量が、アルカリ土類金属酸化物換算で0.007~4質量%である低粉じん吹付けコンクリートが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010-173907号公報
【特許文献2】特開2002-193646号公報
【特許文献3】国際公開2022-59372号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、人工骨材は、特殊な加工を経ない場合、破砕して製造する工程で鋭利な破断面を生じ、また、天然骨材のように物理的な作用を受けないことから、比較的“角ばった”形状を有するため、未硬化の水硬性組成物のワーカビリティーが悪化したり、水硬性組成物の混練およびミキサー内での撹拌過程で徐々に骨材が摩耗し、微粒化して経時的にワーカビリティーが損なわれたりする課題がある。
【0007】
本発明は、円形度の小さい細骨材を用いた水硬性組成物の製造において、混練又は撹拌時間の延長によっても、流動性低下が抑制された水硬性組成物、及びその製造方法、並びにその水硬性組成物を用いた湿式吹付工法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、(A)セメント(以下、(A)成分という)、(B)平均円形度が0.55以上0.85以下の細骨材(以下、(B)成分という)、(C)重量平均分子量が5,000以上1,000,000未満のポリアルキレンオキサイド(以下、(C)成分という)、及び(D)水(以下、(D)成分という)を含有する、水硬性組成物に関する。
【0009】
また本発明は、(A)成分と、(B)成分と、(C)成分と、(D)成分とを混合する、水硬性組成物の製造方法に関する。
【0010】
また本発明は、(A)成分と、(B)成分と、(C)成分と、(D)成分とを混合して水硬性組成物を製造し、前記水硬性組成物を対象物に吹き付ける、湿式吹付工法に関する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、円形度の小さい細骨材を用いた水硬性組成物の製造において、混練又は撹拌時間の延長によっても、流動性低下が抑制された水硬性組成物、及びその製造方法、並びにその水硬性組成物を用いた湿式吹付工法が提供される。
【0012】
近年、持続的な社会実現のためにSDGsが提唱されている。本発明は、円形度の小さい細骨材の有用性向上により天然資源の保全や持続可能な成長に資し、例えば、SDGsのNo.6、9、11、12、13、14、15などに貢献する技術となり得ると考えられる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明者らは、円形度の小さい細骨材を用いた水硬性組成物の製造において、混練又は撹拌時間の延長によっても、流動性低下が抑制された水硬性組成物が提供できることを見出した。このような効果が発現する理由は必ずしも定かではないが、以下のように推測される。
水中で伸展した状態にある水溶性高分子は、せん断によって集積するとエントロピー効果や浸透圧効果によって応力乃至近接した物体間における反発力を生じる。前述の通り、水硬性組成物の混練又は撹拌時間の延長による円形度の小さい細骨材の微粒化は、経時的な骨材同士の接触・摩耗に起因されると考えられることから、水溶性高分子である本発明の(C)成分の添加により、立体斥力効果や浸透圧効果によって骨材同士の近接が妨げられ、接触・摩耗が抑制されたことで、微粒化、ひいては表面積の増加による拘束水の増加に起因するスラリーのワーカビリティーの低下を抑制したものと考察される。
また、本発明の(C)成分について、浸透圧効果の発現は固体表面への吸着性が低いこと(親溶媒中に伸展していること)を前提とするため、親水的であることは勿論のこと、セメントや細骨材に対して吸着性の低い高分子であることが必要であり、さらに、上記の立体斥力効果は水溶性高分子の分子鎖長乃至重量平均分子量に依存するため、一定以上の、一方で、上記の浸透圧効果は水溶性高分子の親水性に依存し、高分子は一般的に重量分子量が大きくなるほど親水性が低下することから、中程度の分子量を有し、吸着性の官能基を有さないポリアルキレンオキサイドが効果的であると考察される。
【0014】
〔水硬性組成物〕
<(A)成分>
本発明の水硬性組成物は、(A)成分として、セメントを含有する。
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、ビーライトセメント、中庸熱セメント、早強セメント、超早強セメント、耐硫酸セメント等が挙げられ、これらに高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム、石粉(炭酸カルシウム粉末)等が添加された高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等でもよい。これらから1種以上を用いることができる。
【0015】
本発明の水硬性組成物中、(A)成分の含有量は、前記水硬性組成物100質量部に対して、硬化体強度の観点から、好ましくは10質量部以上、より好ましくは12質量部以上、更に好ましくは14質量部以上、そして、硬化体ひび割れ抑制の観点から、好ましくは30質量部以下、より好ましくは25質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。
【0016】
<(B)成分>
本発明の水硬性組成物は、(B)成分として、平均円形度が0.55以上0.85以下の細骨材を含有する。
【0017】
(B)成分の細骨材の円形度は、水硬性組成物の流動性の観点から、0.4以上、好ましくは0.45以上、より好ましくは0.50以上、そして、硬化体強度の観点から、0.9以下、好ましくは0.85以下、より好ましくは0.83以下である。
(B)成分の細骨材の平均円形度は、水硬性組成物の流動性の観点から、0.55以上、より好ましくは0.60以上、更に好ましくは0.65以上、より更に好ましくは0.70以上、そして、硬化体強度の観点から、0.85以下、より好ましくは0.80以下、更に好ましくは0.75以下である。
【0018】
細骨材の円形度、及び平均円形度は下記の方法で算出する。
細骨材を10g、平皿の上にサンプリングし、恒温送風乾燥機(例えば、DRM620DE(アドバンテック株式会社製))に入れ、105℃、1時間で乾燥させる。次いで、室温まで冷却し、目開き0.6mmの篩と目開き0.3mmの篩を重ねてかけ、目開き0.3mmの篩残を、白色発光パネルの上に各粒子が接触しないように展開し、工業用顕微鏡(例えば、DSX1000(オリンパス株式会社株式会社製))を用いて、40倍の倍率で3D撮影しデジタル化する。撮影した画像を、オープンソースソフトウェアImageJに取り込み、二値化処理の上画像解析し、25個の粒子をサンプリングし、“Circ.”として算出される値を円形度とする。また平均円形度は、サンプリングした25個の粒子の円形度の平均値より算出する。
【0019】
細骨材とは、目開き10mmふるいを全部通り、目開き5mmふるいを重量で85%以上通過する骨材である。
(B)成分の細骨材の粗粒率(FM)は、水硬性組成物の流動性の観点から、好ましくは1.9以上、より好ましくは2.0以上、更に好ましくは2.1以上、そして、好ましくは3.2以下、より好ましくは3.1以下、更に好ましくは3.0以下である。
(B)成分の細骨材の粗粒率(FM)は、JIS A 1102の「骨材のふるい分け試験方法」に記載の方法で測定することができる。
【0020】
細骨材としては、JIS A0203-2014中の番号2311で規定されるものが挙げられる。細骨材としては、具体的には、川砂、陸砂、山砂、海砂、石灰砂、珪砂及びこれらの砕砂、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、軽量細骨材(人工及び天然)並びに再生細骨材等から選ばれる1種以上が挙げられる。これらの内、(B)成分は円形度が前記した範囲のものを用いることができる。
(B)成分の細骨材は、調達性および水硬性組成物の耐久性の観点から、砕砂、川砂、陸砂、及び山砂から選ばれる1種以上が好ましく、砕砂がより好ましい。
【0021】
本発明の水硬性組成物中、(B)成分の含有量は、前記水硬性組成物100質量部に対して、水硬性組成物の流動性の観点から、好ましくは40質量部以上、より好ましくは50質量部以上、更に好ましくは60質量部以上、そして、好ましくは90質量部以下、より好ましくは85質量部以下、更に好ましくは80質量部以下である。
【0022】
本発明の水硬性組成物中、(A)成分の含有量と(B)成分の含有量との質量比(B)/(A)は、水硬性組成物のワーカビリティーの観点から、好ましくは2以上、より好ましくは3以上、更に好ましくは3.5以上、そして、水硬性組成物の流動性の観点から、好ましくは6以下、より好ましくは5.5以下、更に好ましくは5以下、より更に好ましくは4.5以下である。
【0023】
<(C)成分>
本発明の水硬性組成物は、(C)成分として、重量平均分子量が5,000以上1,000,000未満のポリアルキレンオキサイドを含有する。
【0024】
(C)成分の重量平均分子量は、水硬性組成物の流動性低下抑制の観点から、5,000以上、好ましくは10,000以上、より好ましくは50,000以上、更に好ましくは100,000以上、より更に好ましくは150,000以上、より更に好ましくは200,000以上、より更に好ましくは250,000以上、より更に好ましくは300,000以上、そして、水硬性組成物のワーカビリティーの観点から、1,000,000未満、好ましくは900,000以下、より好ましくは800,000以下、更に好ましくは700,000以下、より更に好ましくは600,000以下、より更に好ましくは500,000以下、より更に好ましくは400,000以下である。
ポリアルキレンオキサイドの重量平均分子量は、市販品の場合は商品情報(カタログなど)に基づいた値を採用してよい。
ポリアルキレンオキサイドの重量平均分子量は、下記測定条件のゲル・パーミエーション・クロマトグラフ(GPC)測定により決定できる。
〈測定条件〉
・装置:製品名「LC-10AD」(株式会社島津製作所製)
・検出器:示差屈折率検出器(RID)
・カラム:製品名「SHODEX KF-804」(昭和電工株式会社製)
・測定温度:30℃
・溶離液:THF
・流速:1.0mL/min
・サンプル濃度:0.2質量%(THF)
・サンプル注入量:100μL
・換算標準:ポリエチレンオキサイド
【0025】
(C)成分は、重合単位としてエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドを含むものが好ましく、エチレンオキサイドを含むものが好ましい。
(C)成分が重合単位として、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドを含む場合、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドは、ランダム共重合体、及びブロック共重合体のいずれでもよい。
(C)成分は、水溶性の観点から、ポリオキシエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドの共重合体、及びポリエチレンオキサイドから選ばれる1種以上が好ましく、ポリエチレンオキサイドがより好ましい。
【0026】
本発明の水硬性組成物中、(C)成分の含有量は、前記水硬性組成物100質量部に対して、水硬性組成物の流動性低下抑制の観点から、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.005質量部以上、更に好ましくは0.01質量部以上、そして、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.1質量部以下である。
【0027】
本発明の水硬性組成物中、(C)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、水硬性組成物の流動性低下抑制の観点から、0.05質量部以上、好ましくは0.075質量部以上、より好ましくは0.10質量部以上、そして、1質量部以下、好ましくは0.75質量部以下、より好ましくは0.50質量部以下である。
【0028】
<(D)成分>
本発明の水硬性組成物は、(D)成分として、水を含有する。
本発明の水硬性組成物中、(A)成分の含有量と(D)成分の含有量との質量比(D)/(A)は、水硬性組成物の流動性低下抑制の観点から、0.4以上、好ましくは0.45以上、より好ましくは0.5以上、そして、硬化体強度の観点から、0.8以下、好ましくは0.75以下、より好ましくは0.7以下である。
【0029】
<その他成分等>
本発明の水硬性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、(E)成分として、(B)成分以外の骨材を含有してよい。
(E)成分としては、(B)成分以外の細骨材、及び粗骨材から選ばれる1種以上が挙げられる。
細骨材は、(B)成分で記載したものが挙げられる。但し、(B)成分に該当するものは除かれる。
粗骨材とは5mm網ふるいに質量で85%以上とどまる骨材である。粗骨材は、JIS A0203-2014中の番号2312で規定されるものが挙げられる。例えば粗骨材としては、川砂利、陸砂利、山砂利、海砂利、石灰砂利、これらの砕石、高炉スラグ粗骨材、フェロニッケルスラグ粗骨材、軽量粗骨材(人工及び天然)及び再生粗骨材等が挙げられる。
【0030】
本発明の水硬性組成物中、(E)成分を含有する場合、(E)成分の含有量は、前記水硬性組成物100質量部に対して、水硬性組成物の流動性の観点から、好ましくは1質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、そして、好ましくは50質量部以下、より好ましくは45質量部以下、更に好ましくは40質量部以下である。
【0031】
本発明の水硬性組成物は、急結剤を含有してよいが、水硬性組成物の流動性低下抑制の観点から、その含有量は制限される。
急結剤としては、無機塩系急結剤、セメント鉱物系急結剤、及び天然鉱物系急結剤から選ばれる1種以上が挙げられる。
無機塩系急結剤としては、アルカリ金属アルミン酸塩、アルカリ金属炭酸塩、硫酸アルミニウム、二水石膏、半水石膏、無水石膏、塩化カルシウム及び珪酸塩、水酸化カルシウムなどが挙げられる。セメント鉱物系急結剤としては、カルシウムアルミネートやカルシウムサルホアルミネートなどが挙げられる。天然鉱物系急結剤としては、か焼ミョウバン石などが挙げられる。
【0032】
本発明の水硬性組成物中、急結剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、水硬性組成物の流動性低下抑制の観点から、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.1質量部以下である。
本発明の水硬性組成物は、急結剤を含有しなくともよい。
【0033】
本発明の水硬性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、分散剤、膨張材、硬化促進剤、硬化遅延剤、セメント用ポリマー、発泡剤、防水剤、防錆剤、収縮低減剤、顔料、繊維、撥水剤、白華防止剤等(但し、前記した成分に該当するものは除く)から選ばれる1種以上を含有してもよい。
【0034】
本発明の水硬性組成物は、(B)成分である円形度の小さい細骨材を有効に用いることができ、混練又は撹拌時間の延長によっても、流動性低下が抑制されることから、現場作業の都合により混練又は撹拌時間の延長を余儀なくされることが多い湿式吹付工法にも最適である。
すなわち、本発明の水硬性組成物は、湿式吹付用として好適である。
【0035】
本発明は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分を配合してなる、水硬性組成物であってよい。
(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分は、本発明の水硬性組成物で記載した態様と同じである。(A)成分~(D)成分以外のその他成分も同様であり、前記水硬性組成物に配合することができる。
各成分の配合量、及び質量比は、本発明の水硬性組成物で記載した各成分の含有量、及び質量比の規定について、含有量を配合量に置き換えて前記水硬性組成物に適用することができる。
【0036】
〔水硬性組成物の製造方法〕
本発明は、(A)成分と、(B)成分と、(C)成分と、(D)成分とを混合する、水硬性組成物の製造方法を提供する。
(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分は、本発明の水硬性組成物で記載した態様と同じである。(A)成分~(D)成分以外のその他成分も同様であり、本発明の水硬性組成物の製造方法に混合することができる。
各成分の混合量、及び質量比は、本発明の水硬性組成物で記載した各成分の含有量、及び質量比の規定について、含有量を混合量に置き換えて本発明の水硬性組成物の製造方法に適用することができる。
本発明の水硬性組成物の製造方法は、本発明の水硬性組成物で記載した態様を適宜適用することができる。
【0037】
本発明の水硬性組成物の製造方法において、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の混合は、公知の方法により行うことができる。具体的には、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分を同時に混合する方法が挙げられる。混合順序は、(B)成分に(C)成分を添加し、(A)成分を加え混合した後、(D)成分を加えて更に混合することが好ましい。これらの成分の混合には、パン型強制ミキサー、2軸強制ミキサー、可傾式ミキサー等の混合ミキサーを使用することができる。
【0038】
〔湿式吹付工法〕
本発明は、(A)成分と、(B)成分と、(C)成分と、(D)成分とを混合して水硬性組成物を製造し、前記水硬性組成物を対象物に吹き付ける、湿式吹付工法を提供する。
【0039】
本発明の湿式吹付工法における前記水硬性組成物は、本発明の水硬性組成物と同じであり、本発明の水硬性組成物、及びその製造方法で記載した態様を適宜適用することができる。
(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分は、本発明の水硬性組成物で記載した態様と同じである。(A)成分~(D)成分以外のその他成分も同様であり、前記水硬性組成物の製造方法に混合することができる。
各成分の混合量、及び質量比は、本発明の水硬性組成物で記載した各成分の含有量、及び質量比の規定について、含有量を混合量に置き換えて前記水硬性組成物の製造方法に適用することができる。
【0040】
本発明の吹付工法では、このようにして調製した前記水硬性組成物を対象物に吹き付ける。この方法は、いわゆる湿式吹付工法に相当する。
本発明の湿式吹付工法は、従来の吹付設備により実施可能である。吹付設備は、湿式での吹き付けが支障なく行われればよく、例えば、前記水硬性組成物の圧送に、アリバ社製、商品名「アリバ280」等を用いて、吹付け機に圧送し、吹き付けを行うことが可能である。
【実施例0041】
表中の成分は以下のものを用いた。
<(A)成分>
A-1:普通ポルトランドセメント(太平洋セメント株式会社製、比重3.16)
【0042】
<(B)成分>
B-1:砕砂(兵庫県西島産、表乾比重2.52、円形度:平均値0.69、最小値0.48、最大値0.82、粗粒率(FM)2.84)
B-2:川砂(岐阜県揖斐川産、表乾比重2.56、円形度:平均値0.73、最小値0.58、最大値0.83、粗粒率(FM)2.16)
<(B’)成分((B)成分の比較成分)>
B’-1:ルナモス #50(花王クエーカー(株)製、真比重2.85、円形度:平均値0.89、最小値0.78、最大値0.93、粗粒率(FM)2.03)
【0043】
各(B)成分又は(B’)成分は事前に表面乾燥状態に調整し評価に用いた。各(B)成分又は(B’)成分の円形度は下記の方法で算出した。
各(B)成分又は(B’)成分を10g、アルミニウム製の平皿の上にサンプリングし、恒温送風乾燥機DRM620DE(アドバンテック株式会社製)に入れ、105℃、1時間で乾燥させた。次いで、室温まで冷却し、目開き0.6mmの篩と目開き0.3mmの篩を重ねてかけ、目開き0.3mmの篩残を、白色発光パネルの上に各粒子が接触しないように展開し、工業用顕微鏡DSX1000(オリンパス株式会社株式会社製)を用いて、40倍の倍率で3D撮影しデジタル化した。撮影した画像を、オープンソースソフトウェアImageJに取り込み、二値化処理の上画像解析し、25個の粒子をサンプリングし、“Circ.”として算出される値を円形度として記録した。表中では、各(B)成分又は(B’)成分について、サンプリングした25個の粒子の円形度の最小値、最大値、及び平均値を示した。また、一部の実施例、比較例において、(B)成分を2種類用いる場合は、水硬性組成物に配合する(B)成分の質量部中の各(B)成分の質量部の割合から、以下の式より(B)成分の円形度の平均値を算出した。
(B)成分の円形度の平均値==B-1の円形度の平均値×(B-1の質量部/(B)成分の質量部)+B-2の円形度の平均値×(B-2の質量部/(B)成分の質量部)
【0044】
<(C)成分>
C-1:アルコックス L-6(明成化学工業株式会社製、ポリエチレンオキサイド、重量平均分子量:60,000)
C-2:アルコックス R-150(明成化学工業株式会社製、ポリエチレンオキサイド、重量平均分子量:150,000)
C-3:アルコックス R-1000(明成化学工業株式会社製、ポリエチレンオキサイド、重量平均分子量:325,000)
C-4:アルコックス E-30(明成化学工業株式会社製、ポリエチレンオキサイド、重量平均分子量:475,000)
C-5:アルコックス E-45(明成化学工業株式会社製、ポリエチレンオキサイド、重量平均分子量:800,000)
C-6:アルコックス EP1010N(明成化学工業株式会社製、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのランダム共重合体、重量平均分子量:100,000)
<(C’)成分(C)成分の比較成分>
C’-1:ポリエチレンオキサイド、分子量1,000,000(富士フイルム和光純薬株式会社製)
<(D)成分>
D-1:上水道水(和歌山市上水、比重1.00)
<その他成分>
急結剤:硫酸アルミニウム14~18水和物、富士フィルム和工純薬工業(株)製
【0045】
(1)水硬性組成物の調整
(A)成分、(B)成分又は(B’)成分、及び(C)成分又は(C’)成分を、表1記載の配合量(質量部)となるようにJIS R 5201記載のホバート型のミキサーに投入し、62rpmで10秒間空練を行った。次いで、前記(D)成分を表1記載の配合量(質量部)となるように添加し、62rpmで2分間混練して水硬性組成物を調製し、下記の方法で水硬性組成物の2分間混練直後の流動性を評価した。
【0046】
(2)流動性の評価方法
2分間混練直後の各水硬性組成物について、JIS R 5201に準じて15打タッピングモルタルフロー(mm)を測定し、流動性の指標とした。結果を表1に示す。
【0047】
(3)経時的な流動性の変化の評価方法
(2)に記載の方法で流動性を評価した各水硬性組成物を、(1)に記載のホバート型のミキサーに戻し、さらに62rpmで2分間混練して、(2)に記載と同様の方法で、計4分間混練直後の15打タッピングモルタルフロー(mm)を測定した。また下記式によって算出される値を、経時的な流動性の変化の指標とした。結果を表1に示す。
経時的な流動性の変化(mm)=2分混練直後の15打タッピングモルタルフロー(mm)-4分混練直後の15打タッピングモルタルフロー(mm)
【0048】
【0049】
表1中、(C)又は(C’)成分の「(A)に対する配合量(質量部)」は、(A)成分100質量部に対する(C)又は(C’)成分の配合量を示す。
また急結剤の「(A)に対する配合量(質量部)」は、(A)成分100質量部に対する急結剤の配合量を示す。
【0050】
表1中、(B)成分の種類と配合量が同じ実施例と比較例を対比して(具体的には、実施例1~5と比較例1、2、実施例6~12と比較例3、実施例13と比較例4、実施例14と比較例5)、本発明の実施例は、混練時間の延長によっても、流動性低下が抑制される傾向を示した。これは、重量平均分子量が適度に大きい本発明の(C)成分であるポリアルキレンオキサイドにより、骨材同士の接触・摩耗が抑制され、微粒化、ひいては表面積の増加による拘束水の増加に起因するスラリーのワーカビリティーの低下を抑制したものと考察される。このように本発明の水硬性組成物は、(B)成分である円形度の小さい細骨材を有効に用いることができ、混練又は撹拌時間の延長によっても、流動性低下が抑制されることから、現場作業の都合により混練又は撹拌時間の延長を余儀なくされることが多い湿式吹付工法にも最適である。
なお、(B)成分の代わりに円形度が本発明の要件を満たさない(B’)成分を用いた参考例1、2の場合、(C)成分を含有しない参考例1では、混練時間の延長による流動性に差がなく、また参考例1に(C)成分を含有させた参考例2でも、流動性を抑制する効果がほとんど見られないため、(B)成分以外の細骨材を用いた場合、本発明の課題が見出されないことが分かる。