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(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】
(24)【登録日】2022-04-06
(45)【発行日】2022-04-14
(54)【発明の名称】ＰＣグラウトの施工方法
(51)【国際特許分類】
E04G 21/12 20060101AFI20220407BHJP
C04B 28/02 20060101ALI20220407BHJP
C04B 18/14 20060101ALI20220407BHJP
C04B 24/38 20060101ALI20220407BHJP
【ＦＩ】
E04G21/12 104D
C04B28/02
C04B18/14 Z
C04B24/38 B
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2017124881
(22)【出願日】2017-06-27
(65)【公開番号】P2019007262
(43)【公開日】2019-01-17
【審査請求日】2020-05-19
(73)【特許権者】
【識別番号】515181409
【氏名又は名称】宇部興産建材株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(73)【特許権者】
【識別番号】391010183
【氏名又は名称】極東興和株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(74)【代理人】
【識別番号】100134566
【弁理士】
【氏名又は名称】中山 和俊
(72)【発明者】
【氏名】宮本 一輝
(72)【発明者】
【氏名】高橋 恵輔
(72)【発明者】
【氏名】戸田 靖彦
(72)【発明者】
【氏名】河金 甲
(72)【発明者】
【氏名】山根 隆志
【審査官】山口 敦司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－００６６４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－００６６６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５１７４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２３１９８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２９０６９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１１１５３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２１１０５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】十河茂幸、玉田信二，材料分離のない高品質PCグラウトの関する研究，土木学会論文集，日本，土木学会，1990年02月，第４１４号/V－１２，P145-153
【文献】藤原浩巳 他３名，高チクソトロピ－性状を有するＰＣグラウトの施工性の改良に関する実験。，セメント・コンクリート論文集，2007年，No.61，第645頁～第651頁，刊行物等提出書
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｇ ２１／１２
Ｃ０４Ｂ ２８／０２
Ｃ０４Ｂ １８／１４
Ｃ０４Ｂ ２４／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＰＣ鋼材を張架した下り勾配を有するダクト内に、ＰＣグラウトを注入するＰＣグラウトの施工方法であって、注入口を基点として中心線が下方向に１°～３０°傾斜するように前記ダクトを配置する配置工程と、
ＰＣグラウト用セメント組成物と水とを混練して前記ＰＣグラウトを調製する調製工程と、
前記ＰＣグラウトをホッパーに収容する収容工程と、
前記ホッパー内のＰＣグラウトをポンプにより連続的に前記ダクトの注入口から前記ダクト内に圧送して注入する注入工程と、
を備え、
前記ＰＣグラウト用セメント組成物として、
ポルトランドセメントと、
有機系増粘剤としてのセルロース系増粘剤と、
無機系増粘材としてのシリカフュームと、
ポリカルボン酸系流動化剤と、
を含み、
前記セルロース系増粘剤は、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、及びヒドロキシプロピルメチルセルロースの少なくとも１種を主成分として含み、
前記セルロース系増粘剤の１質量％水溶液の２０℃、せん断速度０．１ｓ －１ における粘度が、１Ｐａ・ｓ～２０Ｐａ・ｓであり、
前記セルロース系増粘剤の１質量％水溶液の２０℃、せん断速度３０ｓ －１ における粘度が、０．００１Ｐａ・ｓ～０．０１５Ｐａ・ｓであり、
前記ポリカルボン酸系流動化剤の含有量は、前記ポルトランドセメント１００質量部に対して０．０１質量部～０．１０質量部であり、
下記式（１）～式（３）で表される関係式を満たすＰＣグラウト用セメント組成物を用いるＰＣグラウトの施工方法。
Ｙ＝－３０Ｘ＋ｔ （１）
１．０＜Ｙ＜１０．０ （２）
１１．０＜ｔ＜２９．０ （３）
但し、式（１）～式（３）において、
Ｙ：ポルトランドセメント１００質量部に対するシリカフュームの質量部、
Ｘ：ポルトランドセメント１００質量部に対するセルロース系増粘剤の質量部、
ｔ：係数、
である。
【請求項2】
前記ダクトの内径が、３０ｍｍ～１００ｍｍである、請求項１に記載のＰＣグラウトの施工方法。
【請求項3】
前記ＰＣグラウトを２Ｌ／分～２０Ｌ／分で注入する、請求項１又は２に記載のＰＣグラウトの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＰＣグラウトの施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＰＣグラウトは、例えば、ポストテンション方式ＰＣ（プレストレストコンクリート）のダクト内に配置されたＰＣ鋼材を腐食から保護するためや、コンクリートとＰＣ鋼材を一体化するために、ダクト内に充填されるグラウトである（例えば、特許文献１を参照。）。ＰＣグラウトは、ダクト内にポンプ圧送されて充填される。このため、ＰＣグラウトには、ポンプ圧送可能な流動性を有することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００１－３１１３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ポストテンション方式ＰＣのＰＣグラウトが充填されるダクトには、下り勾配の傾斜部が存在することがある。その傾斜部にＰＣグラウトが充填される際に、ＰＣグラウトの鉛直方向における下側部分が、上側部分よりも先行して流動する、所謂「先流れ」が生じることがある。ＰＣグラウトの先流れが生じると、ダクト内に空気が残留することがある。
【0005】
また、ダクトに充填されたＰＣグラウトが硬化する前に、ＰＣグラウトの一部の構成材料が分離や沈降することによって、ＰＣグラウトから水が遊離してダクトの上部に溜まるブリーディングが発生することがある。ブリーディングが発生すると、その後に遊離した水が揮発し、水が存在していた部分に空気が残留することがある。
【0006】
このように、ダクト内に残留空気が生じると、ＰＣ鋼材に、ＰＣグラウトの硬化物により好適に被覆されていない部分が生じる場合がある。その場合、ＰＣ鋼材の表面に十分な不動態皮膜が形成されず、ＰＣ鋼材に錆が生じることにより、ＰＣ鋼材の耐久性が低下する虞がある。しかしながら、先流れやブリーディングの発生を抑制する為に、ＰＣグラウトの流動性を低くすると、ＰＣグラウトを圧送するために要する圧力が高くなりすぎ、ＰＣグラウトを好適に充填することが困難になる場合がある。従って、先流れ及びブリーディングが生じにくく、かつ、ＰＣグラウトを圧送しやすいＰＣグラウトの施工方法が求められている。
【0007】
本発明の主な目的は、先流れ及びブリーディングが生じにくく、かつ、ＰＣグラウトを圧送しやすいＰＣグラウトの施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、鋭意研究の結果、ポルトランドセメントと、有機系増粘剤としてのセルロース系増粘剤と、無機系増粘材としてのシリカフュームとを含むセメント組成物を、下記式（１）～式（３）で表される関係を満たすように調製したＰＣグラウト用セメント組成物を用いたＰＣグラウトを用いることにより、先流れ及びブリーディングが生じにくく、かつＰＣグラウトの圧送が容易になることに想到し、本発明を成すに至った。
【0009】
すなわち、本発明に係るＰＣグラウトの施工方法は、ＰＣ鋼材を張架した下り勾配を有するダクト内に、ＰＣグラウトを注入するＰＣグラウトの施工方法に関する。本発明に係るＰＣグラウトの施工方法では、注入口を基点として中心線が下方向に１°～３０°傾斜するようにダクトを配置する配置工程を行う。ＰＣグラウト用セメント組成物と水とを混練してＰＣグラウトを調製する調製工程を行う。ＰＣグラウトをホッパーに収容する収容工程を行う。ホッパー内のＰＣグラウトをポンプにより連続的にダクトの注入口からダクト内に圧送して注入する注入工程を行う。ＰＣグラウト用セメント組成物として、ポルトランドセメントと、有機系増粘剤としてのセルロース系増粘剤と、無機系増粘材としてのシリカフュームとを含み、下記式（１）～式（３）で表される関係を満たすＰＣグラウト用セメント組成物を用いる。
【0010】
Ｙ＝－３０Ｘ＋ｔ （１）
１．０＜Ｙ＜１０．０ （２）
１１．０＜ｔ＜２９．０ （３）
但し、式（１）～式（３）において、
Ｙ：ポルトランドセメント１００質量部に対するシリカフュームの質量部、
Ｘ：ポルトランドセメント１００質量部に対するセルロース系増粘剤の質量部、
ｔ：係数、
である。
１．０＜Ｙ＜１０．０ （２）
１１．０＜ｔ＜２９．０ （３）
但し、式（１）～式（３）において、
Ｙ：ポルトランドセメント１００質量部に対するシリカフュームの質量部、
Ｘ：ポルトランドセメント１００質量部に対するセルロース系増粘剤の質量部、
ｔ：係数、
である。
【0011】
本発明に係るＰＣグラウトの施工方法では、ダクトの内径が、３０ｍｍ～１００ｍｍであることが好ましい。
【0012】
本発明に係るＰＣグラウトの施工方法では、ＰＣグラウトを２Ｌ／分～２０Ｌ／分で注入することが好ましい。
【0013】
本発明に係るＰＣグラウトの施工方法では、セルロース系増粘剤の１質量％水溶液の２０℃、せん断速度０．１ｓ－１における粘度が、１Ｐａ・ｓ～２０Ｐａ・ｓであり、セルロース系増粘剤の１質量％水溶液の２０℃、せん断速度３０ｓ－１における粘度が、０．００１Ｐａ・ｓ～０．０１５Ｐａ・ｓであることが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、先流れ及びブリーディングが生じにくく、かつ、ＰＣグラウトを圧送しやすいＰＣグラウトの施工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施例１～実施例１０及び比較例１～比較例９のそれぞれのセルロース系増粘剤の配合量とシリカフュームの配合量とを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
まず、本発明に係るＰＣグラウトの施工方法に用いるＰＣグラウト用セメント組成物について説明する。
【0017】
（ＰＣグラウト用セメント組成物）
本発明に用いるＰＣグラウト用セメント組成物は、ポルトランドセメントと、有機系増粘剤としてのセルロース系増粘剤と、無機系増粘材としてのシリカフュームとを含む。本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、下記式（１）～式（３）で表される関係を満たす。
本発明に用いるＰＣグラウト用セメント組成物は、ポルトランドセメントと、有機系増粘剤としてのセルロース系増粘剤と、無機系増粘材としてのシリカフュームとを含む。本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、下記式（１）～式（３）で表される関係を満たす。
【0018】
Ｙ＝－３０Ｘ＋ｔ （１）
１．０＜Ｙ＜１０．０ （２）
１１．０＜ｔ＜２９．０ （３）
但し、式（１）～式（３）において、
Ｙ：ポルトランドセメント１００質量部に対するシリカフュームの質量部、
Ｘ：ポルトランドセメント１００質量部に対するセルロース系増粘剤の質量部、
ｔ：係数、
である。
１．０＜Ｙ＜１０．０ （２）
１１．０＜ｔ＜２９．０ （３）
但し、式（１）～式（３）において、
Ｙ：ポルトランドセメント１００質量部に対するシリカフュームの質量部、
Ｘ：ポルトランドセメント１００質量部に対するセルロース系増粘剤の質量部、
ｔ：係数、
である。
【0019】
（ポルトランドセメント）
好ましく用いられるポルトランドセメントとしては、例えば、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及び耐硫酸塩ポルトランドセメント等が挙げられる。これらのポルトランドセメントのうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
好ましく用いられるポルトランドセメントとしては、例えば、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及び耐硫酸塩ポルトランドセメント等が挙げられる。これらのポルトランドセメントのうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
【0020】
上記ポルトランドセメントのなかでも、本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物を用いて調製したＰＣグラウトの硬化特性を良好にする観点からは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント及び超早強ポルトランドセメントからなる群から選ばれた少なくとも１種のポルトランドセメントを用いることがより好ましい。
【0021】
（有機系増粘剤）
本発明においては、有機系増粘剤として、セルロース系増粘剤が用いられる。有機系増粘剤として、セルロース系増粘剤のみを用いてもよいし、セルロース系増粘剤に加え、セルロース系増粘剤以外の種類の有機系増粘剤を併用してもよい。その場合、セルロース系増粘剤は、有機系増粘剤１００質量部に対して、５０質量部以上用いることが好ましく、７０質量部以上用いることがより好ましい。また、好ましく用いられるセルロース系増粘剤以外の種類の有機系増粘剤の具体例としては、デンプン系増粘剤、グアーガム系増粘剤、ビニル系増粘剤等が挙げられる。
本発明においては、有機系増粘剤として、セルロース系増粘剤が用いられる。有機系増粘剤として、セルロース系増粘剤のみを用いてもよいし、セルロース系増粘剤に加え、セルロース系増粘剤以外の種類の有機系増粘剤を併用してもよい。その場合、セルロース系増粘剤は、有機系増粘剤１００質量部に対して、５０質量部以上用いることが好ましく、７０質量部以上用いることがより好ましい。また、好ましく用いられるセルロース系増粘剤以外の種類の有機系増粘剤の具体例としては、デンプン系増粘剤、グアーガム系増粘剤、ビニル系増粘剤等が挙げられる。
【0022】
セルロース系増粘剤としては、例えば、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の少なくとも１種を主成分として含むセルロース系増粘剤を好適に用いることができる。セルロース系増粘剤は、上記セルロースのうちの１種のみを主成分として含んでいてもよく、複数種類を主成分として含んでいてもよい。
【0023】
なお、本発明において、「主成分として含む」とは、５０質量％以上含むことを意味する。
【0024】
セルロース系増粘剤の１質量％水溶液の２０℃、せん断速度０．１ｓ－１における粘度は、１Ｐａ・ｓ～２０Ｐａ・ｓであることが好ましく、５Ｐａ・ｓ～１５Ｐａ・ｓであることがより好ましく、７Ｐａ・ｓ～１３Ｐａ・ｓであることがさらに好ましく、８Ｐａ・ｓ～１２Ｐａ・ｓであることがなお好ましい。
【0025】
セルロース系増粘剤の１質量％水溶液の２０℃、せん断速度０．１ｓ－１における粘度を上記範囲とすることで、ＰＣグラウト充填時の先流れをさらに抑制することができる。
【0026】
セルロース系増粘剤の１質量％水溶液の２０℃、せん断速度３０ｓ－１における粘度は、０．００１Ｐａ・ｓ～０．０１５Ｐａ・ｓであることが好ましく、０．００２Ｐａ・ｓ～０．０１３Ｐａ・ｓであることがより好ましく、０．００３Ｐａ・ｓ～０．０１Ｐａ・ｓであることがさらに好ましく、０．００４Ｐａ・ｓ～０．００９Ｐａ・ｓであることがなお好ましい。
【0027】
セルロース系増粘剤の１質量％水溶液の２０℃、せん断速度３０ｓ－１における粘度を上記範囲とすることで、ＰＣグラウトのポンプ圧送性をさらに改善することができる。また、ブリーディングの発生をより効果的に抑制することができる。
【0028】
なお、「ポンプ圧送性」とは、ＰＣグラウトをダクト内に圧送するときに必要となる圧力のことであり、当該圧力が低いほどポンプ圧送性が良好となる。
【0029】
（無機系増粘材）
本発明においては、無機系増粘材として、シリカフュームが用いられる。無機系増粘材として、シリカフュームのみを用いてもよいし、シリカフュームに加え、シリカフューム以外の種類の無機系増粘材を併用してもよい。その場合、シリカフュームは、無機系増粘材１００質量部に対して、５０質量部以上用いることが好ましく、７０質量部以上用いることがより好ましい。また、好ましく用いられるシリカフューム以外の種類の無機系増粘材の具体例としては、ベントナイト、カオリナイト、タルク等が挙げられる。
本発明においては、無機系増粘材として、シリカフュームが用いられる。無機系増粘材として、シリカフュームのみを用いてもよいし、シリカフュームに加え、シリカフューム以外の種類の無機系増粘材を併用してもよい。その場合、シリカフュームは、無機系増粘材１００質量部に対して、５０質量部以上用いることが好ましく、７０質量部以上用いることがより好ましい。また、好ましく用いられるシリカフューム以外の種類の無機系増粘材の具体例としては、ベントナイト、カオリナイト、タルク等が挙げられる。
【0030】
シリカフュームの主成分は、シリカである。シリカフュームとしては、アルミニウム含有量が少ないシリカフュームが好ましく用いられる。アルミニウムは水と反応し、膨張作用の大きな水素を発生させるため、ＰＣグラウト硬化物の強度低下に繋がる虞があるためである。
【0031】
シリカフュームのＢＥＴ比表面積は、好ましくは１５ｍ２／ｇ～２５ｍ２／ｇであり、より好ましくは１６ｍ２／ｇ～２４ｍ２／ｇであり、さらに好ましくは１７ｍ２／ｇ～２３ｍ２／ｇである。シリカフュームのＢＥＴ比表面積を上記範囲とすることにより、ＰＣグラウト充填時の先流れをより効果的に抑制することができる。また、ＰＣグラウトのポンプ圧送性をさらに改善することができる。
【0032】
（その他の成分）
本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、ポルトランドセメント、セルロース系増粘剤及び無機系増粘材以外の成分をさらに含んでいてもよい。
本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、ポルトランドセメント、セルロース系増粘剤及び無機系増粘材以外の成分をさらに含んでいてもよい。
【0033】
（流動化剤）
本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、流動化剤をさらに含んでいることが好ましい。流動化剤を含ませることにより、先流れの抑制や圧送性がより向上したＰＣグラウトを実現し得る。
本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、流動化剤をさらに含んでいることが好ましい。流動化剤を含ませることにより、先流れの抑制や圧送性がより向上したＰＣグラウトを実現し得る。
【0034】
好ましく用いられる流動化剤としては、例えば、ポリカルボン酸系流動化剤等が挙げられる。ポリカルボン酸系流動化剤の具体例としては、ポリエーテル・ポリカルボン酸系流動化剤、変形ポリカルボン酸系流動化剤等が挙げられる。本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、１種の流動化剤のみを含んでいてもよいし、複数種類の流動化剤を含んでいてもよい。
【0035】
流動化剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部～０．１０質量部であり、より好ましくは０．０２質量部～０．０９質量部であり、さらに好ましくは０．０３質量部～０．０８質量部である。流動化剤の含有量を上記範囲とすることで、ＰＣグラウトのポンプ圧送性をさらに改善することができる。
【0036】
（無機系膨張材、消泡剤、収縮低減剤、凝結調整剤）
本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、無機系膨張材、消泡剤、収縮低減剤及び凝結調整剤の群から選ばれる少なくとも１種をさらに含んでいることが好ましい。無機系膨張材、消泡剤、収縮低減剤及び凝結調整剤の群から選ばれる少なくとも１種の合量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部～８．５質量部であり、より好ましくは０．１５質量部～７．８５質量部であり、さらに好ましくは０．２質量部～７．２質量部である。
本発明に係るＰＣグラウト用セメント組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で、無機系膨張材、消泡剤、収縮低減剤及び凝結調整剤の群から選ばれる少なくとも１種をさらに含んでいることが好ましい。無機系膨張材、消泡剤、収縮低減剤及び凝結調整剤の群から選ばれる少なくとも１種の合量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部～８．５質量部であり、より好ましくは０．１５質量部～７．８５質量部であり、さらに好ましくは０．２質量部～７．２質量部である。
【0037】
（無機系膨張材）
無機系膨張材を用いることにより、高い圧縮強度を有するＰＣグラウト硬化体を実現し得る。
無機系膨張材を用いることにより、高い圧縮強度を有するＰＣグラウト硬化体を実現し得る。
【0038】
好ましく用いられる無機系膨張材としては、例えば、生石灰－石膏系膨張材、石膏系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材等が挙げられる。これらのうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。無機系膨張材の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは３質量部～７質量部であり、より好ましくは３.５質量部～６．５質量部であり、さらに好ましくは４質量部～６質量部である。無機系膨張材の含有量を上記範囲とすることで、より高い圧縮強度を有するＰＣグラウト硬化体を得ることができる。より高い圧縮強度を実現する観点からは、上記無機系膨張材のなかでも、生石灰－石膏系膨張材を用いることがより好ましい。
【0039】
（消泡剤）
消泡剤を用いることにより、硬化した際に、より高い圧縮強度を有するＰＣグラウトを実現し得る。
消泡剤を用いることにより、硬化した際に、より高い圧縮強度を有するＰＣグラウトを実現し得る。
【0040】
好ましく用いられる消泡剤としては、例えば、鉱油系、シリコーン系、アルコール系、ポリエーテル系等の合成物質又は植物由来の天然物質等が挙げられる。これらのうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。消泡剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．２質量部～０．５質量部であり、より好ましくは０．２５質量部～０．４５質量部であり、さらに好ましくは０．３質量部～０．４質量部である。消泡剤の含有量を上記範囲とすることで、硬化した際に、より高い圧縮強度を有するＰＣグラウトが実現できる。上記消泡剤のなかでも、優れた分散性と優れた持続効果とを実現する観点から、ポリエーテル系や鉱油系の消泡剤がより好ましく用いられる。
【0041】
（収縮低減剤）
収縮低減剤を用いることにより、硬化物のひび割れの発生を抑えることができるＰＣグラウトが実現し得る。
収縮低減剤を用いることにより、硬化物のひび割れの発生を抑えることができるＰＣグラウトが実現し得る。
【0042】
好ましく用いられる収縮低減剤としては、例えば、低級・高級アルコールアルキレンオキシド付加物やグリコールエーテル誘導体などが挙げられる。これらのうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。収縮低減剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部～０．５質量部であり、より好ましくは０．１５質量部～０．４５質量部であり、さらに好ましくは０．２質量部～０．４質量部である。収縮低減剤の含有量を上記範囲とすることで、硬化物のひび割れの発生を抑えることが可能となる。ＰＣグラウト硬化物の寸法安定性をさらに向上する観点からは、上記収縮低減剤のなかでもポリエーテル誘導体がより好ましく用いられる。
【0043】
（凝結調整剤）
凝結調整剤を用いることにより、硬化時間が適度に長く、適度な可使時間を有するＰＣグラウトを実現し得る。
凝結調整剤を用いることにより、硬化時間が適度に長く、適度な可使時間を有するＰＣグラウトを実現し得る。
【0044】
好ましく用いられる凝結調整剤の具体例としては、例えば、ナトリウム塩、具体的には、硫酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウム等の無機ナトリウム塩や、酒石酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム及びグルコン酸ナトリウム等の有機ナトリウム塩などが挙げられる。これらのうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。凝結調整剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部～０．５質量部であり、より好ましくは０．１５質量部～０．４５質量部であり、さらに好ましくは０．２質量部～０．４質量部である。消泡剤の含有量を上記範囲とすることで、硬化時間が適度に長く、適度な可使時間を有するＰＣグラウトを実現し得る。
【0045】
（無機系増粘材及び有機系増粘剤の含有量）
本発明において、無機系増粘材及び有機系増粘剤の含有量は、下記式（１）～式（３）で表される関係を満たす。
本発明において、無機系増粘材及び有機系増粘剤の含有量は、下記式（１）～式（３）で表される関係を満たす。
【0046】
Ｙ＝－３０Ｘ＋ｔ （１）
１．０＜Ｙ＜１０．０ （２）
１１．０＜ｔ＜２９．０ （３）
但し、式（１）～式（３）において、
Ｙ：ポルトランドセメント１００質量部に対するシリカフュームの質量部、
Ｘ：ポルトランドセメント１００質量部に対するセルロース系増粘剤の質量部、
ｔ：係数、
である。
１．０＜Ｙ＜１０．０ （２）
１１．０＜ｔ＜２９．０ （３）
但し、式（１）～式（３）において、
Ｙ：ポルトランドセメント１００質量部に対するシリカフュームの質量部、
Ｘ：ポルトランドセメント１００質量部に対するセルロース系増粘剤の質量部、
ｔ：係数、
である。
【0047】
先流れの観点からは、下記の式（２－１）を満たすことが好ましく、下記の式（２－２）を満たすことが好ましい。
【0048】
２．０＜Ｙ＜９．０ （２－１）
３．０＜Ｙ＜８．０ （２－２）
３．０＜Ｙ＜８．０ （２－２）
【0049】
ポンプ圧送性、ブリーディング率の観点からは、下記の式（３－１）を満たすことが好ましい。
【0050】
１２．５＜ｔ＜２７．５ （３－１）
【0051】
（ＰＣグラウトの施工方法）
本発明に係るＰＣグラウトの施工方法は、ＰＣ鋼材を張架した下り勾配を有するダクト内に、ＰＣグラウトを注入するＰＣグラウトの施工方法に関する。
本発明に係るＰＣグラウトの施工方法は、ＰＣ鋼材を張架した下り勾配を有するダクト内に、ＰＣグラウトを注入するＰＣグラウトの施工方法に関する。
【0052】
本発明に係るＰＣグラウトの施工方法は、配置工程と、調製工程と、収容工程と、注入工程とを備える。なお、配置工程と、調製工程及び収容工程とは、並行して行ってもよいし、一方の工程を先に行い、他方の工程を後に行ってもよい。
【0053】
配置工程では、注入口を基点として中心線が下方向に１°～３０°傾斜するように前記ダクトを配置する。詳細には、ダクトを有し、ダクト内にＰＣ鋼材が張架されたコンクリート部材本体を、ダクトが注入口を基点として中心線が下方向に１°～３０°傾斜するように配置する。また、中心線が下方向に５°～３０°傾斜していてもよく、中心線が下方向に１０°～３０°傾斜していてもよい。
【0054】
ダクトの内径は、３０ｍｍ～１００ｍｍであってもよく、４０ｍｍ～９５ｍｍであってもよく、６０ｍｍ～９０ｍｍであってもよい。ダクトの内径を上記範囲とすることで、圧送性に優れたＰＣグラウトが得られる。
【0055】
調製工程では、まず、ＰＣグラウト用セメント組成物と水とを混練して前記ＰＣグラウトを調製する。詳細には、まず、ＰＣグラウト用セメント組成物を調製する。具体的には、ポルトランドセメント、有機系増粘剤としてのセルロース系増粘剤、無機系増粘材としてのシリカフューム等の原料を、式（１）～式（３）が満たされるように調合し、混合することにより、ＰＣグラウト用セメント組成物を得る。次に、得られたＰＣグラウト用セメント組成物と水とを混練することによりＰＣグラウトを調製する。混練水量は、ＰＣグラウト用セメント組成物１００質量部に対して、好ましくは３０質量部～４４質量部であり、より好ましくは３２質量部～４２質量部であり、さらに好ましくは３４質量部～４０質量部である。
【0056】
収容工程では、ＰＣグラウトをホッパーに収容する。
【0057】
注入工程では、ホッパー内のＰＣグラウトをポンプにより連続的にダクトの注入口からダクト内に圧送して注入する。その後、ＰＣグラウトを硬化させることにより、ＰＣコンクリート部材を完成させることができる。
【0058】
ＰＣグラウトのダクトへの注入速度は、２Ｌ／分～２０Ｌ／分であることが好ましく、３Ｌ／分～１８Ｌ／分であることがより好ましく、５Ｌ／分～１５Ｌ／分であることがさらに好ましい。ＰＣグラウトのダクトへの注入速度を上記範囲とすることで、シース内へ均一に充填が可能となる。
【0059】
以上のように、ポルトランドセメントと、有機系増粘剤としてのセルロース系増粘剤と、無機系増粘材としてのシリカフュームとを含むセメント組成物を、式（１）～式（３）で表される関係を満たすように調製したＰＣグラウト用セメント組成物を用いたＰＣグラウトを用いる。このため、先流れ及びブリーディングが生じにくく、かつ容易にＰＣグラウトを圧送することができる。
【0060】
（先流れ性）
ＰＣグラウトの先流れは、好ましくは０．１ｃｍ～３ｃｍであり、より好ましくは０．１ｃｍ～２ｃｍである。
ＰＣグラウトの先流れは、好ましくは０．１ｃｍ～３ｃｍであり、より好ましくは０．１ｃｍ～２ｃｍである。
【0061】
なお、ＰＣグラウトの先流れは、下記の先流れ性試験を行うことにより測定することができる。
【0062】
まず、直径が６５ｍｍのアクリル管を鉛直方向に沿って配置した状態で、アクリル管に混練直後のＰＣグラウトを４３０ｇ充填する。次に、ＰＣグラウトが充填されたアクリル管の下部がアクリル管の上部よりも上となるように水平方向から１５°傾けて、ＰＣグラウトの流動がストップするまでアクリル管を静置した。その状態で、ＰＣグラウトの下端部の鉛直方向下端と、上端との間のアクリル管の軸心に沿った距離を測定し、その距離をＰＣグラウトの先流れとする。
【0063】
（ブリーディング率）
ＰＣグラウトのブリーディング率は、好ましくは０％～０．３％であり、より好ましくは０％～０．１５％である。
ＰＣグラウトのブリーディング率は、好ましくは０％～０．３％であり、より好ましくは０％～０．１５％である。
【0064】
なお、ＰＣグラウトのブリーディング率は、下記の試験を行うことにより測定することができる。
【0065】
１００ｍｍ×１００ｍｍのポリエチレン容器に、ＰＣグラウトを４００ｍｌ充填し、透明なガラス板でポリエチレン容器に蓋をした後、３時間が経過するまで、０．５時間ごとに表面に遊離したブリーディング水を採取し、採取したブリーディング水の積算体積をＰＣグラウトの体積で除算することによりブリーディング率を求めることができる。
【0066】
（レオロジー特性）
ＰＣグラウトのせん断応力０．１ｓ－１時のレオロジー特性は、好ましくは３０Ｐａ～１６８Ｐａ、より好ましくは３２Ｐａ～１００Ｐａ、さらに好ましくは３５Ｐａ～８０Ｐａである。
ＰＣグラウトのせん断応力０．１ｓ－１時のレオロジー特性は、好ましくは３０Ｐａ～１６８Ｐａ、より好ましくは３２Ｐａ～１００Ｐａ、さらに好ましくは３５Ｐａ～８０Ｐａである。
【0067】
ＰＣグラウトのせん断応力３０ｓ－１時のレオロジー特性は、好ましくは７０Ｐａ～２９９Ｐａ、より好ましくは１００Ｐａ～２５０Ｐａである。
【0068】
ＰＣグラウトのレオロジー特性を上記範囲とすることにより、より良好なポンプ圧送性を実現でき、かつ、先流れをより効果的に抑制することができる。
【0069】
なお、ＰＣグラウトのレオロジー特性は、下記の試験行うことにより測定することができる。
【0070】
Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製レオメーターＭＣＲ１０１を用いて、共軸二重円筒治具ＣＣ２７／Ｐ６に混練直後のＰＣグラウトを充填し、低せん断速度０．１ｓ－１及び高せん断速度３０ｓ－１のそれぞれにおいてせん断応力（Ｐａ）を測定し、測定値をレオロジー特性とする。
【0071】
なお、上記各試験は、２０℃、湿度６５％ＲＨの条件下において行う。
【0072】
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【0073】
（実施例１～実施例１０及び比較例１～比較例９）
下記の表１に示す配合割合で原料をアイリッヒミキサーを用いて７分間混合し、ＰＣグラウト用セメント組成物を調製した。
下記の表１に示す配合割合で原料をアイリッヒミキサーを用いて７分間混合し、ＰＣグラウト用セメント組成物を調製した。
【0074】
次に、調製したＰＣグラウト用セメント組成物１．０ｋｇに水４００ｇを加え、２０℃、湿度６５％ＲＨの条件下、ケミスターラーを用いて２分間混練することによりＰＣグラウトを得た。
【0075】
但し、液状タイプの有機系増粘剤Ｏ３を用いた比較例６は、表１に示す原料のうち、有機系増粘剤Ｏ３を除いた原料を混合し、ＰＣグラウト用セメント組成物を得、そのＰＣグラウト用セメント組成物と水とを混練する際に有機系増粘剤Ｏ３を加えた。
【0076】
なお、表１に示すＣ、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｉ、Ｆ、Ｅ、Ｄは、下記の通りである。表１に示す各成分Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｉ、Ｆ、Ｅ、Ｄの配合割合は、ポルトランドセメントを１００質量部とした場合の質量部を示している。
【0077】
【表1】
【0078】
（１）ポルトランドセメント
Ｃ：ポルトランドセメント （早強ポルトランドセメント、ブレーン比表面積４４４０ｃｍ２／ｇ）
（２）有機系増粘剤
Ｏ１：セルロース系増粘剤「主成分：ヒドロキシプロピルメチルセルロース」
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度９．７６Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度０．００６７８Ｐａ・ｓ）
Ｏ２：界面活性ポリマー「カチオン＋アニオンタイプ」
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度０．０１７８Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度０．００１２９Ｐａ・ｓ）
Ｏ３：界面活性ポリマー「カチオン＋アニオンタイプ、液状タイプ」
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度０．０５３Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度０．００１５２Ｐａ・ｓ）
Ｏ４：吸水性合成樹脂ポリマー５５１４Ｆ
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度１３．５Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度０．４９８Ｐａ・ｓ）
Ｏ５：吸水性合成樹脂ポリマー３９１０Ｆ
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度４８．１Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度２．１１Ｐａ・ｓ、）
Ｃ：ポルトランドセメント （早強ポルトランドセメント、ブレーン比表面積４４４０ｃｍ２／ｇ）
（２）有機系増粘剤
Ｏ１：セルロース系増粘剤「主成分：ヒドロキシプロピルメチルセルロース」
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度９．７６Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度０．００６７８Ｐａ・ｓ）
Ｏ２：界面活性ポリマー「カチオン＋アニオンタイプ」
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度０．０１７８Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度０．００１２９Ｐａ・ｓ）
Ｏ３：界面活性ポリマー「カチオン＋アニオンタイプ、液状タイプ」
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度０．０５３Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度０．００１５２Ｐａ・ｓ）
Ｏ４：吸水性合成樹脂ポリマー５５１４Ｆ
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度１３．５Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度０．４９８Ｐａ・ｓ）
Ｏ５：吸水性合成樹脂ポリマー３９１０Ｆ
（せん断速度０．１ｓ－１の粘度４８．１Ｐａ・ｓ、せん断速度３０ｓ－１の粘度２．１１Ｐａ・ｓ、）
【0079】
上記粘度は、２０℃の条件下において、有機系増粘剤の１質量％水溶液をＡｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製レオメーターＭＣＲ１０１に共軸二重円筒治具ＣＣ２７／Ｐ６を用いて、せん断速度０．１ｓ－１及び３０ｓ－１の条件で０．１ｓ－１で１２０秒測定して得られた値である。また、使用原料のうち、有機系増粘剤のＯ３は液状であり、それ以外は粉末状である。
（３）無機系増粘材
Ｉ：シリカフューム（ＢＥＴ比表面積２０．０ｍ２／ｇ）
（４）流動化剤
Ｆ：ポリカルボン酸系流動化剤
（５）無機系膨張材
Ｅ：生石灰－石膏系膨張材
（６）消泡剤
Ｄ：ポリエーテル系消泡剤
（３）無機系増粘材
Ｉ：シリカフューム（ＢＥＴ比表面積２０．０ｍ２／ｇ）
（４）流動化剤
Ｆ：ポリカルボン酸系流動化剤
（５）無機系膨張材
Ｅ：生石灰－石膏系膨張材
（６）消泡剤
Ｄ：ポリエーテル系消泡剤
【0080】
（評価）
実施例１～実施例１０及び比較例１～比較例９のそれぞれで作製したＰＣグラウトにつき、上記評価方法により、ブリーディング率、レオロジー特性、先流れ性、ポンプ圧送性を評価した。結果を表２及び図１に示す。
実施例１～実施例１０及び比較例１～比較例９のそれぞれで作製したＰＣグラウトにつき、上記評価方法により、ブリーディング率、レオロジー特性、先流れ性、ポンプ圧送性を評価した。結果を表２及び図１に示す。
【0081】
なお、ブリーディング率に関しては、ブリーディング率が０．３％以内であれば○とし、０．３％を超える場合は×と判断した。
【0082】
先流れ性に関しては、先流れが３ｃｍ以内であるものは○とし、３ｃｍを超えて６ｃｍ以内であるものは△とし、６ｃｍを超えるものは×と判断した。
【0083】
ポンプ圧送性に関しては、３０ｓ－１時のせん断応力が３００Ｐａ以内の材料は○、３００Ｐａを超える材料は×とした。
【0084】
なお、比較例３に関しては、ブリーディング率及び先流れ性の評価を行わなかった。
【0085】
【表2】
【0086】
表２及び図１に示す結果から、下記式（１）～式（３）で表される関係を満たす場合に、先流れ及びブリーディングが生じにくく、かつ、圧送性に優れていることが分かる。
【0087】
（比較例１０）
比較例６と同様の配合割合で原料をアイリッヒミキサーを用いて７分間混合し、ＰＣグラウト用セメント組成物を調製した。
比較例６と同様の配合割合で原料をアイリッヒミキサーを用いて７分間混合し、ＰＣグラウト用セメント組成物を調製した。
【0088】
次に、調製したＰＣグラウト用セメント組成物２０．０ｋｇに水８ｋｇを加え、２０℃（外気温：１２℃）、湿度６５％ＲＨの条件下、ハンドミキサーを用いて２分間混練することによりＰＣグラウトを得た。なお、比較例１０においては、有機系増粘剤Ｏ３を水と共に加えた。
【0089】
（実施例１１）
ＰＣグラウト用セメント組成物を調製するにあたり、実施例１と同様の配合割合で原料を混合したこと以外は、比較例１０と同様にしてＰＣグラウトを得た。
ＰＣグラウト用セメント組成物を調製するにあたり、実施例１と同様の配合割合で原料を混合したこと以外は、比較例１０と同様にしてＰＣグラウトを得た。
【0090】
（評価）
比較例１０及び実施例１１のそれぞれで作製したＰＣグラウトについて、下記の充填試験（１）を行った。結果を表３に示す。
比較例１０及び実施例１１のそれぞれで作製したＰＣグラウトについて、下記の充填試験（１）を行った。結果を表３に示す。
【0091】
充填試験（１）
注入口を基点として中心線が下方に向に１５°傾けた、内径７０ｍｍφ、全長３ｍの半透明ポリエチレンシース管（ダクト）内に、１２Ｓ１２．７のＰＣ鋼より線（鋼材：ＪＩＳ Ｇ ３５３６－２００８）を設置した後、混練直後のＰＣグラウトを、注入口から注入速度５Ｌ／分で充填したときの、注入圧力、注入中の先流れ性、２４時間後のブリーディングを測定した。注入圧力は圧力計により測定した。先流れが１０ｃｍ以下であるものは○とし、１０ｃｍを超えるものは×と判断した。ブリーディング水が目視で確認できなかった場合は○とし、目視で確認された場合は×とした。結果を表３に示す。
注入口を基点として中心線が下方に向に１５°傾けた、内径７０ｍｍφ、全長３ｍの半透明ポリエチレンシース管（ダクト）内に、１２Ｓ１２．７のＰＣ鋼より線（鋼材：ＪＩＳ Ｇ ３５３６－２００８）を設置した後、混練直後のＰＣグラウトを、注入口から注入速度５Ｌ／分で充填したときの、注入圧力、注入中の先流れ性、２４時間後のブリーディングを測定した。注入圧力は圧力計により測定した。先流れが１０ｃｍ以下であるものは○とし、１０ｃｍを超えるものは×と判断した。ブリーディング水が目視で確認できなかった場合は○とし、目視で確認された場合は×とした。結果を表３に示す。
【0092】
【表3】
【0093】
（実施例１２）
下記の表４に示す配合割合で原料をアイリッヒミキサーを用いて７分間混合し、ＰＣグラウト用セメント組成物を調製した。
下記の表４に示す配合割合で原料をアイリッヒミキサーを用いて７分間混合し、ＰＣグラウト用セメント組成物を調製した。
【0094】
次に、調製したＰＣグラウト用セメント組成物５０．０ｋｇに水１８．５ｋｇを加え、２０℃（外気温：２０℃）、湿度６５％ＲＨの条件下、グラウトミキサーを用いて２分間混練することによりＰＣグラウトを得た。
【0095】
【表4】
【0096】
（評価）
実施例１２で作製したＰＣグラウトについて、下記の充填試験（２）を行った。結果を表５に示す。
実施例１２で作製したＰＣグラウトについて、下記の充填試験（２）を行った。結果を表５に示す。
【0097】
充填試験（２）
注入口を基点として中心線が下方向に２５°傾けた、内径７０ｍｍφ、全長１２ｍの半透明ポリエチレンシース管内に、１２Ｓ１２．７のＰＣ鋼より線を設置した後、混練直後のＰＣグラウトを、注入口から注入速度５Ｌ／分で充填したときの、注入圧力、注入中の先流れ性、２４時間後のブリーディングおよび充填後の残留空隙を測定した。注入圧力は圧力計により測定した。先流れが１０ｃｍ以下であるものは○とし、１０ｃｍを超えるものは×と判断した。ブリーディングとしては、ブリーディング水が目視で確認できなかった場合は○とし、目視で確認された場合は×とした。残留空隙が目視で確認できなかった場合は○、１箇所でも確認されれば×とした。結果を表５に示す。
注入口を基点として中心線が下方向に２５°傾けた、内径７０ｍｍφ、全長１２ｍの半透明ポリエチレンシース管内に、１２Ｓ１２．７のＰＣ鋼より線を設置した後、混練直後のＰＣグラウトを、注入口から注入速度５Ｌ／分で充填したときの、注入圧力、注入中の先流れ性、２４時間後のブリーディングおよび充填後の残留空隙を測定した。注入圧力は圧力計により測定した。先流れが１０ｃｍ以下であるものは○とし、１０ｃｍを超えるものは×と判断した。ブリーディングとしては、ブリーディング水が目視で確認できなかった場合は○とし、目視で確認された場合は×とした。残留空隙が目視で確認できなかった場合は○、１箇所でも確認されれば×とした。結果を表５に示す。
【0098】
（実施例１３）
実施例１２と同様にしてＰＣグラウトを得た。
実施例１２と同様にしてＰＣグラウトを得た。
【0099】
（評価）
注入口を基点として中心線が下方向に２５°傾けた、内径８０ｍｍφ、全長１２ｍの半透明ポリエチレンシース管内に、１２Ｓ１５．２のＰＣ鋼より線を設置した後、混練直後のＰＣグラウトを、注入口から注入速度５Ｌ／分で充填したときの、注入圧力、注入中の先流れ性、２４時間後のブリーディングおよび充填後の残留空隙を測定した。注入圧力は圧力計により測定した。先流れが１０ｃｍ以下であるものは○とし、１０ｃｍを超えるものは×と判断した。ブリーディングとしては、ブリーディング水が目視で確認できなかった場合は○とし、目視で確認された場合は×とした。残留空隙が目視で確認できなかった場合は○、１箇所でも確認されれば×とした。結果を表５に示す。
注入口を基点として中心線が下方向に２５°傾けた、内径８０ｍｍφ、全長１２ｍの半透明ポリエチレンシース管内に、１２Ｓ１５．２のＰＣ鋼より線を設置した後、混練直後のＰＣグラウトを、注入口から注入速度５Ｌ／分で充填したときの、注入圧力、注入中の先流れ性、２４時間後のブリーディングおよび充填後の残留空隙を測定した。注入圧力は圧力計により測定した。先流れが１０ｃｍ以下であるものは○とし、１０ｃｍを超えるものは×と判断した。ブリーディングとしては、ブリーディング水が目視で確認できなかった場合は○とし、目視で確認された場合は×とした。残留空隙が目視で確認できなかった場合は○、１箇所でも確認されれば×とした。結果を表５に示す。
【0100】
【表5】
【図1】