(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント１重量部に対して細骨材１〜１．１重量部、高炉スラグ微粉末及び水和した生コンクリートスラッジの乾燥微粉末を１〜１．３重量部、減水剤としての混和剤を０．００６〜０．０２重量部、水を０．７〜０．８５重量部の割合で混練したことを特徴とする高流動モルタル組成物。
【請求項２】
前記セメントは普通ポルトランドセメントであることを特徴とする請求項１記載の高流動モルタル組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高流動モルタルに係り、特に、高流動モルタル固体廃棄物を収納した容器内に充填して、固体廃棄物を固形化するための高流動モルタル組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来、コンクリートの用途の多様化に伴って、コンクリートには種々の性能が求められる傾向にある。特に、高流動性や高強度といった性能を有するコンクリートの要望はますます増加する傾向にある。
【０００３】
このようなコンクリートの性能は、コンクリートの原料としての骨材や混和材、あるいは混和剤によって変化するとともに、養生や施工条件によっても左右されることが多い。
【０００４】
これらのことは、コンクリートに限らず、モルタルに関しても同様であり、高流動性を有するセルフレベリング用途の高流動モルタルが製品化され、一般に市販されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような高流動モルタルは、粘性が高く、固体廃棄物を固形化するには、例えば複雑な形状の固体廃棄物の細部に至るまで充填固形化する場合には、期待するほどの性能が得られないなど、用途によっては種々の問題がある。
【０００６】
例えば、鋼管やホース、その他種々雑多な複雑な形状の固体廃棄物を固形化する場合、その細部に至るまでモルタルを充填し、固形化するには、従来の高流動モルタルでは粘性が高いため、空気の抜けが悪く、そのため例えば直径１０ｍｍのホース内にはモルタルが浸入せず、ホース内が空洞状態になってしまう。
【０００７】
一方、流動性を高めようとしてし水の量を増やすと、水が分離して浮き水が生じ、いわゆるブリージングと呼ばれる現象が生じてしまう。
【０００８】
また、固体廃棄物を固形化するには、単に充填性だけでなく、硬化したモルタルが高い圧縮強度を有している必要がある。
【０００９】
本発明は、かかる事情の下になされ、非常に高い流動性を持ちながら、ブリージングを生ずることがなく、かつ硬化物が高い圧縮強度を有する高流動モルタルを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、普通ポルトランドセメントに対して細骨材、混和材、混和剤、および水を所定の割合で混練することにより、廃棄物の細部に至るまで充填し得る高流動モルタル組成物が得られることを見出だした。本発明は、かかる知見に基づくものである。
【００１１】
すなわち、本発明（請求項１）は、セメント１重量部に対して細骨材１〜１．１重量部、高炉スラグ微粉末及び水和した生コンクリートスラッジの乾燥微粉末を１〜１．３重量部、減水剤としての混和剤を０．００６〜０．０２重量部、水を０．７〜０．８５重量部の割合で混練したことを特徴とする高流動モルタル組成物を提供する。
【００１２】
また、本発明（請求項２）は、上記高流動モルタル組成物（請求項１）において、前記セメントが普通ポルトランドセメントであることを特徴とする。
【００１３】
このように構成される本発明の高流動モルタル組成物によると、複雑な形状の固体廃棄物を固形化する場合でも、その細部に至るまで充填することが可能である。特に、混和材には高炉スラグ微粉末およびセメントスラッジを使用した場合には、分離抵抗性、流動性を一層良好にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
本発明の高流動モルタル組成物は、セメント、細骨材、混和材、混和剤を必須成分として含有する。各材料の比重を下記表１に示す。
【００１６】
【表１】
0003727730.tif 000002
【００１７】
本発明の高流動モルタル組成物に使用可能なセメントとしては、普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、シリカセメント、高炉セメント等があるが、中でもポルトランドセメントが好ましい。
【００１８】
細骨材としては硬い石質のものであれば、特に制限はないが、１．２ｍｍメッシュの通過率９８％のものがよい。細骨材の配合量は、セメント１重量部に対して１〜１．１重量部の割合である。
【００１９】
混和材としては、鉱物微粉末、高炉スラグ微粉末などを使用することができ、これに水和した生コンクリートスラッジの乾燥微粉末（セメントスラッジ、以下、ＯＣと称する）を混合することによって、流動性が更に向上する。混和材として高炉スラグ微粉末を使用する場合、その配合量は、セメント１重量部に対して１〜１．３重量部であり、これに０．０５〜０．１重量部のＯＣを混合するのが好ましい。
【００２０】
混和剤は、減水剤として用いられ、具体例としては、ナフタリンスルホン酸系、ポリサッカライド系などが挙げられる。混和剤の配合量は、セメント１重量部に対して０．００６〜０．０２重量部、好ましくは０．０１〜０．０２重量部である。
【００２１】
本発明の高流動モルタル組成物は、以上説明したセメント、細骨材、混和材、および混和剤を主成分とし、これに適当量の水を加えて混練することによって得られる。
【００２２】
その製造方法の一例を、以下に具体的に説明する。
【００２３】
まず、本発明の高流動モルタルの配合例を下記表２に示す。
【００２４】
【表２】
0003727730.tif 000003
【００２５】
セメントとして、普通ポルトランドセメント（表中Ｃと表示）を、細骨材として山砂（表中Ｓと表示）を、混和材として高炉スラグ微粉末（表中Ｆと表示）を、混和剤としてマイチィ１００（表中Ｍ１００と表示）およびビスコン１００（表中Ｂ１００と表示、山宗化学製）をそれぞれ用い、これらに膨張剤（表中ＣＳＡと表示）、ＯＣ、および水（表中Ｗと表示）を加えて、これらを混合し、これを試料ＮＯ．２とした。性能比較のために、市販の高流動モルタルを単位水量同一の条件で混練し、これを試料ＮＯ．１とした。
【００２６】
なお、この市販の高流動モルタルの骨材、混和材などの配合割合は不明であるので、単にＡ社製高流動モルタルと表示した。
【００２７】
モルタルの練り混ぜには、容量７５リットルの強制パン型ミキサを使用し、１配合３０リットルでＪＩＳ  Ａ  １１３８（試験室におけるコンクリートの作り方）に準じて行った。
【００２８】
なお、練り混ぜ時間を３分とし、練り混ぜ水は上水道水を用い、経時変化については所定の測定時間毎に１分間練り返して試験を実施した。
【００２９】
なお、試験項目および試験方法は次のとおりである。
【００３０】
１）フレッシュモルタルの試験
ａ．フロー試験：ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）に準ずる自然フロー
ｂ．流動性試験：土木学会基準（ＰＣグラウト  コンシステンシー試験）
ＪロートおよびＰロートによる。
【００３１】
ｃ．粘性試験：ＪＩＳ  Ｋ  ６８３８（接着剤の粘度測定方法）
Ｂ型粘度計による塑性粘度
ｄ．空気量試験：ＪＩＳ  Ａ  １１２８（まだ固まらないコンクリートの空気量の圧力による試験方法）
ｅ．分離状態：目視による
ｆ．ブリージング試験：ＪＩＳ  Ａ  １１２３（コンクリートのブリージング試験方法）
ｇ．凝結試験：ＪＩＡ  Ａ  ６２０４  付属書１（コンクリートの凝結時間試験）
注  ａ．のフロー試験は、上部直径７０ｍｍ、下部直径１００ｍｍ、高さ６０ｍｍのフローコーンにモルタルを流し込み、突き棒で突かず、振動を与えずに引き上げ、フロー値を測定した。
【００３２】
２）硬化モルタルの試験
ａ．圧縮強度試験：ＪＩＳ  Ａ  １１０８（コンクリートの圧縮強度試験方法）  ｂ．曲げ強度試験：ＪＩＳ  Ａ  １１０６（曲げ強度試験方法）
ｃ．乾燥収縮試験：ＪＩＳ  Ａ  １１２９（モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法）
コンパレータ法による
なお、供試体の作成は、ＪＩＳ  Ａ  １１３２（コンクリート強度試験用供試体の作り方）に準じて行った。
【００３３】
上述の試験方法に従って、フレッシュモルタルの分離状態、ブリージング、凝結時間を調べた。その結果を下記表３に示す。
【００３４】
【表３】
0003727730.tif 000004
【００３５】
上記表３から、次のことがわかる。すなわち、本発明のモルタル（試料ＮＯ．２）と同一の単位水量条件で混練した、市販モルタル組成物である試料ＮＯ．１に係るモルタルは、水とモルタル組成物が完全に分離状態となり、ブリージング量、ブリージング率共に大きな値を示し、かつ、凝結試験においては始発が２４時間以上で、終結は測定できなかった。
【００３６】
これに対し、本発明のモルタル組成物である試料ＮＯ．２は、全く分離が認めらず、ブリージングも皆無であり、凝結時間は始発が１０時間４０分となり、終結は１４時間００分であった。
【００３７】
このように、試料ＮＯ．１のモルタル組成物は、完全に水との分離が生じたので、次に、材料質量に対する水量の限界値確認試験を行った。
【００３８】
その結果、市販のモルタル組成物（試料ＮＯ．１）は、試料１０００ｇに対し、水量２４０ｃｃで分離ぎみとなり、２６０ｃｃでは完全に分離状態となった。一方、本発明のモルタル組成物である試料ＮＯ．２では、試料１０００ｇに対し、水量２８０ｃｃで分離ぎみとなり、３００ｃｃで完全に分離状態となった。
【００３９】
この結果より、試料ＮＯ．２は、試料ＮＯ．１より４％も分離に対する抵抗性が大きいことを示しており、この原因は、試料ＮＯ．２にＯＣが混合されているためであることが確認されている。
【００４０】
なお、それ以降行われた試験においては、試料ＮＯ．１は、分離を避けるため、水／材料比を２２％にして試験を実施した。充填性の指標として、フロー値、粘性、流下時間の測定を行った結果を、図１〜図３に示す。
【００４１】
図１に示すように、フロー値は、試料ＮＯ．２が実際の打設作業が行われる練り上がり後１０〜１５分に３６０〜３８０ｍｍと高い値を示し、試料ＮＯ．１より充填性が優れていることがわかる。
【００４２】
Ｂ型粘度計による粘性は、図２に示すように、試料ＮＯ．２が試料ＮＯ．１の約半分の値を示し、試料ＮＯ．２が流動性に優れていることを示唆している。このことは、Ｐロートによる流下時間の測定結果にも表れており、図３に示すように、試料ＮＯ．１は初期で９０秒、１時間後には粘性が増加し、１６０秒となっているが、試料ＮＯ．２は、初期で３０秒、１時間後でも４０秒と試料ＮＯ．１の１／３〜１／４の流下時間で、長時間流動性を保持し、充填性に優れていることを示している。
【００４３】
次に、空気量の経時変化について調べた結果を図４に示す。
【００４４】
図４から、試料ＮＯ．１は、練り上がり直後で１％、９０分後には０％となり、非常に少ない値であるが、試料ＮＯ．２は、練り上がり直後で３％、９０分後でも２．２％の空気量を保持しており、このことも、試料ＮＯ．２が流動性に優れていることを示している。
【００４５】
次に、硬化モルタルの試験結果について説明する。
【００４６】
硬化モルタルについて、一軸圧縮強度試験を行った。その結果を図５に示す。図５から、２８日強度では、試料ＮＯ．１は３７５ｋｇｆ／ｃｍ2 、一方、試料ＮＯ．２は、試料ＮＯ．１の約２倍の７５９ｋｇｆ／ｃｍ2 に達し、本発明に係る硬化モルタルは、高強度であることを示している。これは、高炉スラグ微粉末、およびＯＣを最適混合したことによる効果であると考えられる。
【００４７】
更に、硬化モルタルについて、曲げ強度試験をおこなった。その結果を図６に示す。図６から、曲げ強度は、本発明に係る試料ＮＯ．２は、試料ＮＯ．１よりも高いことがわかるが、その差はわずかなものであった。
【００４８】
更にまた、硬化モルタルについて、乾燥収縮試験を行った。その結果を図７に示す。図７から、２８日間の測定でいずれの測定日においても、試料ＮＯ．２が少ない値を示し、試料ＮＯ．１より優れていることがわかる。
【００４９】
次に、高流動モルタルによる固体廃棄物への充填性能について、以下の試験を実施した。試験方法は、２００リットルドラム缶内に各種口径のパイプをランダムに投入し、該缶内を真空吸引（−６００ｍｍＨｇ）し、練り上がったモルタルを缶上部まで充填した。モルタル充填の完了したドラム缶を７日間養生固化した後、ドラム缶を縦方向に切断し、固化されたパイプ内部への充填状況を目視観察した。
【００５０】
その結果、充填率は試料ＮＯ．１が９２％であったに対し、試料ＮＯ．２は９８％と高充填率を得られることが確認された。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、セメント、細骨材、混和剤を最適量で配合することにより、フロー値、粘性、流動性が良好であり、固体廃棄物を充填固形化する場合、狭溢部への優れた充填性が得られるとともに、硬化後のモルタルの強度、乾燥収縮率も優れた値を示す、高流動モルタル組成物を得ることができる。このような本発明に係る高流動モルタル組成物は、固体廃棄物への充填固化用モルタルとしてのみならず、一般建設用モルタルとしても有効に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモルタル組成物と従来のモルタル組成物の、経過時間とフロー値の関係を比較して示す特性図。
【図２】本発明のモルタル組成物と従来のモルタル組成物の、経過時間と粘度との関係を比較して示す特性図。
【図３】本発明のモルタル組成物と従来のモルタル組成物の、経過時間と流下時間との関係を比較して示す特性図。
【図４】本発明のモルタル組成物と従来のモルタル組成物の、含有する空気量の経時変化を比較して示す特性図。
【図５】本発明のモルタル組成物と従来のモルタル組成物の、養生材令と圧縮強度との関係を比較して示す特性図。
【図６】本発明のモルタル組成物と従来のモルタル組成物の、養生材令と曲げ強度との関係を比較して示す特性図。
【図７】本発明のモルタル組成物と従来のモルタル組成物の、養生材令と乾燥収縮との関係を比較して示す特性図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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