(57)【要約】【課題】５〜３０℃において同一配合且つ同一混和量で使用しても、混和したグラウト材の流動性保持時間及び材齢１時間の強度が充分高い速硬性混和材を提供すること。また、５〜３０℃において同一配合で使用しても、流動性保持時間が充分あり且つ材齢１時間の強度が充分高い速硬性グラウト組成物を提供すること。【手段】終局温度上昇量及び最高温度到達時間が特定範囲のカルシウムアルミネート類と、石膏と、特定の炭酸アルカリを含有する。更に、カルシウムアルミネート類と石膏と炭酸アルカリの配合割合が特定の範囲であると好適である。また、特性のセメントと用いると好適である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の水和発熱試験により求められる終局温度上昇量及び最高温度到達時間が３０〜４５℃及び２５０〜３００分であり、且つガラス化率が１５〜６５質量％であるカルシウムアルミネート類と、石膏、炭酸リチウム、及び炭酸ナトリウムを含有する速硬性グラウト組成物用の速硬性混和材。
水和発熱試験：
カルシウムアルミネート類５０質量部と、II型無水石膏５０質量部と、水５０質量部とを、ハンドミキサ（１０００ｒ．ｐ．ｍ．）により１分間混合することにより作製したスラリーを、内径５０ｍｍ、深さ１００ｍｍの円柱形プラスチック製モールドに直ちに充填する。充填したスラリーの中心部位の温度Ｔを充填直後から連続的に測定する。プラスチック製モールドに充填直後のスラリー中心部の温度（Ｔ０）と、スラリー中心部の最高温度（ＴＭＡＸ）から、下記式（１）により、終局温度上昇量（ｄＴ）を求め、混合開始からスラリー中心部が最高温度に達するまでの時間を最高温度到達時間として求める。
ｄＴ＝ＴＭＡＸ−Ｔ０    ・・・・（１）
【請求項２】
カルシウムアルミネート類と石膏の合計１００質量部に対し、カルシウムアルミネート類２５〜７５質量部、石膏２５〜７５質量部、炭酸リチウム０．７５〜１．７５質量部、及び炭酸ナトリウム１〜２質量部を含有する請求項１に記載の速硬性混和材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の速硬性混和材と、珪酸カルシウムを主成分とするセメント及び細骨材を含有する速硬性グラウト組成物。
【請求項４】
カルシウムアルミネート類を５〜１５質量％、石膏を５〜１５質量％、炭酸リチウムを０．１５〜０．３５質量％、炭酸ナトリウムを０．２〜０．４質量％、珪酸カルシウムを主成分とするセメントを２０〜４０質量％、及び細骨材を４０〜６０質量％含有する請求項３に記載の速硬性グラウト組成物。
【請求項５】
水結合材比２５〜６０％となる量の水と混練して用いる請求項３又は請求項４に記載の速硬性グラウト組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速硬性混和材及び速硬性グラウト組成物に関する。詳しくは、５〜３０℃において同一配合且つ同一混和量で使用しても、混和したグラウト材の流動性保持時間及び１時間後の強度が充分高い速硬性混和材及び速硬性グラウト組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木構造物や建築構造物の構築又は補修、或いは機械の設置等において、流動性の高いセメント系グラウト材が用いられている。道路や鉄道等の構造物の補修工事等のように工事できる時間が限られている場合のように、グラウト材の充填後速やかに強度発現する速硬性グラウト材が使用されることもあり、速硬性グラウト材が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
しかし、速硬性グラウト材は、含まれる急硬成分（速硬性混和材（剤））の効果が温度により大きく異なるため、使用温度により急硬成分又は速硬性グラウト材の配合割合を調整する必要があった。例えば、２０℃の環境温度用に調整され、２０℃においては流動性が保持できる時間（流動性保持時間）が充分あり且つ１時間後の強度が充分高い配合の速硬性混和材及び速硬性グラウト材の場合でも、高温度下の３０℃で使用すると、流動性保持時間が短く充填作業まで行えない又は行い難い場合があり、また、低温度下の５℃で使用すると、１時間後の強度が不足する又は１時間では硬化しない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１０１６７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９１３３２号公報
【特許文献３】特開平０７−３０９６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、５〜３０℃において同一配合且つ同一混和量で使用しても、混和したグラウト材の流動性保持時間及び材齢１時間の強度が充分高い速硬性混和材を提供することを目的とする。また、本発明は、５〜３０℃において同一配合で使用しても、流動性保持時間が充分長く且つ材齢１時間の強度が充分高い速硬性グラウト組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記課題解決のため鋭意検討した結果、特定のカルシウムアルミネート類と、石膏と、特定の炭酸アルカリを含有することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下の（１）〜（２）で表す速硬性混和材、並びに（３）〜（５）で表す速硬性グラウト組成物である。
（１）下記の水和発熱試験により求められる終局温度上昇量及び最高温度到達時間が３０〜４５℃及び２５０〜３００分であり、且つガラス化率が１５〜６５質量％であるカルシウムアルミネート類と、石膏、炭酸リチウム、及び炭酸ナトリウムを含有する速硬性グラウト組成物用の速硬性混和材。
水和発熱試験：
カルシウムアルミネート類５０質量部と、II型無水石膏５０質量部と、水５０質量部とを、ハンドミキサ（１０００ｒ．ｐ．ｍ．）により１分間混合することにより作製したスラリーを、内径５０ｍｍ、深さ１００ｍｍの円柱形プラスチック製モールドに直ちに充填する。充填したスラリーの中心部位の温度Ｔを充填直後から連続的に測定する。プラスチック製モールドに充填直後のスラリー中心部の温度（Ｔ０）と、スラリー中心部の最高温度（ＴＭＡＸ）から、下記式（１）により、終局温度上昇量（ｄＴ）を求め、混合開始からスラリー中心部が最高温度に達するまでの時間を最高温度到達時間として求める。
ｄＴ＝ＴＭＡＸ−Ｔ０    ・・・・（１）
（２）カルシウムアルミネート類と石膏の合計１００質量部に対し、カルシウムアルミネート類２５〜７５質量部、石膏２５〜７５質量部、炭酸リチウム０．７５〜１．７５質量部、及び炭酸ナトリウム１〜２質量部を含有する上記（１）の速硬性混和材。
（３）上記（１）又は（２）の速硬性混和材と、珪酸カルシウムを主成分とするセメント及び細骨材を含有する速硬性グラウト組成物。
（４）カルシウムアルミネート類を５〜１５質量％、石膏を５〜１５質量％、炭酸リチウムを０．１５〜０．３５質量％、炭酸ナトリウムを０．２〜０．４質量％、珪酸カルシウムを主成分とするセメントを２０〜４０質量％、及び細骨材を４０〜６０質量％含有する上記（３）の速硬性グラウト組成物。
（５）水結合材比２５〜６０％となる量の水と混練して用いる上記（３）又は（４）の速硬性グラウト組成物。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、本発明によれば、５〜３０℃において同一配合且つ同一混和量で使用しても、混和したグラウト材の流動性保持時間及び材齢１時間の強度が充分高い速硬性混和材が得られる。また、本発明によれば、本発明は、５〜３０℃において同一配合で使用しても、流動性保持時間が充分あり且つ材齢１時間の強度が充分高い速硬性グラウト材が得られる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施例と共に具体的に説明する。なお、％は特に示す場合および単位固有の場合を除き質量％である。
。
本発明におけるカルシウムアルミネート類とは、ＣａＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡ、及びＦｅ２Ｏ３をＦ、Ｎａ２ＯをＮとして表したとき、Ｃ３Ａ、Ｃ２Ａ、Ｃ１２Ａ７、Ｃ５Ａ３、ＣＡ、Ｃ３Ａ５、又はＣＡ２等と表示される鉱物組成を有するカルシウムアルミネート、Ｃ２ＡＦ及びＣ４ＡＦ等と表示されるカルシウムアルミノフェライト、カルシウムアルミネートにハロゲンが固溶又は置換したＣ３Ａ３・ＣａＦ２やＣ１１Ａ７・ＣａＦ２等と表示される（但し、ここにおけるＦはＦｅ２Ｏ３ではなくフッ素元素を意味する。）カルシウムフロロアルミネートを含むカルシウムハロアルミネート、Ｃ８ＮＡ３やＣ３Ｎ２Ａ５等と表示されるカルシウムナトリウムアルミネート、カルシウムリチウムアルミネートや、一般的に市販されているアルミナセメントや超速硬セメント、並びにこれらにＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２等が固溶又は化合したものを総称するものである。
【０００９】
カルシウムアルミネート類を得る方法としては、ＣａＯ原料とＡｌ２Ｏ３原料等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類を製造する際の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、生石灰等の酸化カルシウムを挙げることができる。また、Ａｌ２Ｏ３原料としては、ボーキサイト、石油化学工業等より排出される廃アルミナ触媒等のアルミナ廃棄物、アルミ鉱滓（アルミドロス）やその精錬過程で発生するアルミ残灰、アルミニウム切削屑等の廃金属アルミニウム、アルミニウム粉末等が挙げられる。
【００１０】
本発明で使用するカルシウムアルミネート類は、水和発熱試験により求められる終局温度上昇量及び最高温度到達時間がそれぞれ３０〜４５℃及び２５０〜３００分であるものとする。終局温度上昇量が３０℃未満、又は最高温度到達時間が３００分以上では、５〜３０℃環境下における、特に低温（５℃）環境下で充分な強度発現性が得ることが出来ず、終局温度上昇量が４５℃以上、又は最高温度到達時間が２５０分未満では、高温（３０℃）環境下で流動性保持時間が短く充填作業まで行えない又は行い難い場合が生じるので好ましくない。
【００１１】
水和発熱試験は、カルシウムアルミネート類５０質量部と、II型無水石膏５０質量部と、水５０質量部とを、ハンドミキサ（１０００ｒ．ｐ．ｍ．）により１分間混合することにより作製したスラリーを、内径５０ｍｍ、深さ１００ｍｍの円柱形プラスチック製モールドに直ちに充填する。充填したスラリーの中心部位の温度Ｔを充填直後から連続的に測定する。プラスチック製モールドに充填直後のスラリー中心部の温度（Ｔ０）と、スラリー中心部の最高温度（ＴＭＡＸ）から、下記式（１）により、終局温度上昇量（ｄＴ）を求め、混合開始からスラリー中心部が最高温度に達するまでの時間を最高温度到達時間として求める。
ｄＴ＝ＴＭＡＸ−Ｔ０    ・・・・（１）
【００１２】
さらに、本発明で使用するカルシウムアルミネート類は、ガラス化率が１５〜６５質量％のものを使用する。カルシウムアルミネート類のガラス化率が１５質量％より低いと低温（５℃）環境下において、急硬性が不足し充分な 強度発現性が得られない虞があるので好ましくない。カルシウムアルミネート類のガラス化率が６５質量％を超えると、特に材齢１日までの短期強度発現性が低下するので好ましくない。より好ましくは、強度発現性に優れることから、ガラス化率が１８〜６３質量％のカルシウムアルミネート類を用いる。
【００１３】
カルシウムアルミネート類のガラス化率の測定は、含まれるカルシウムアルミネート類の結晶が一種類の場合（例えばＣ３Ａのみの場合やＣＡのみの場合）は、粉末Ｘ線回折（内部標準法）により当該カルシウムアルミネート類の結晶相の量（含有率）を求め、残部をガラス相とみなしてガラス化率を算出する。また、含まれるカルシウムア ルミネート類の結晶が二種類以上の場合（例えばＣ３ＡとＣＡが共存する場合）は、粉末Ｘ線回折により各結晶の 結晶生成量（含有率）を求めた後、これを電気炉により１０００℃で３時間加熱し、炉内で溶融温度から１００℃ 以下となるまで１２時間以上かけて徐冷することで全相を実質的に結晶化させ、粉末Ｘ線回折で各結晶の生成量（ 含有率）を求める。この徐冷後の結晶の含有率と再溶融前の結晶の含有率との差を、各結晶のガラス化率として算出する。含まれるカルシウムアルミネート類の各結晶のガラス化率の和を、当該カルシウムアルミネート類のガラス化率として算出する。
【００１４】
本発明で使用するカルシウムアルミネート類の粉末度は、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２５００〜１００００ｃｍ２／ｇの範囲にあり、速硬性や耐風化性の観点から３０００〜７０００ｃｍ２／ｇ程度のものがより好ましい。２５００ｃｍ２／ｇ未満では充分な速硬性が発揮できない場合があり、１００００ｃｍ２／ｇを超えると耐風化性に劣り品質劣化が早まり、流動性や可使時間の確保も困難になる虞があるので好ましくない。
【００１５】
本発明で使用する石膏は、特に限定されないが、強度増進作用の観点から無水石膏、特にII型無水石膏が好ましい。石膏は、カルシウムアルミネート類との共存でエトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）を生成させ、これによりグラウト硬化体の初期強度を高めることができる。使用する石膏の粉末度は３０００ｃｍ２／ｇ以上のものが、所望の反応活性が得られるので好ましい。より好ましくは粉末度が６０００ｃｍ２／ｇ以上の石膏が良い。粉末度の上限は特に制限されないが、粉末度を高めるコストが嵩む割にはその効果が鈍化することから概ね１２０００ｃｍ２／ｇ程度が適当である。
【００１６】
本発明で使用する炭酸リチウムは、カルシウムアルミネート類の反応を促進し、短時間での強度発現性を得るため必要とする。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類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、グラウト材としての高い流動性が得られないので好ましくない。つまり、炭酸リチウムをカルシウムアルミネート類と併用すると、グラウト材としての高い流動性が得られ且つ短時間において高い強度が得られる。炭酸リチウムは、単独で使用すると、特に低温下（１０℃以下）においてグラウトモルタルにシマリと呼ばれる凝結は起こっていないが流動性が低下する現象が発生し、可使時間が確保できない場合がある。炭酸ナトリウムを炭酸リチウムと併用するとこのような低温下におけるシマリ現象が起き難く、流動性保持時間が長く充填作業が可能な可使時間を長く確保でき、且つ短時間強度の短時間強度が高くなる。
【００１７】
短時間の強度発現性に優れ、充填作業が可能な可使時間が長く確保でき且つ低温下における過膨張が起こり難いことから、本発明の速硬性混和材は、カルシウムアルミネート類と石膏の合計１００質量部に対し、カルシウムアルミネート類２５〜７５質量部、石膏２５〜７５質量部、炭酸リチウム０．７５〜１．７５質量部、及び炭酸ナトリウム１〜２質量部を含有することが好ましい。
【００１８】
本発明の速硬性混和材には、本発明の効果を実質失わない範囲で、例えばモルタルやコンクリートに使用できる他の成分（混和材料）を含有するものであっても良い。このような成分として、具体的には、上記のカルシウムアルミネート類以外の急結剤（材）又は急硬剤（材）、炭酸リチウム又は炭酸ナトリウム以外の凝結促進剤、凝結遅延剤、繊維、減水剤（分散剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を含む。）、膨張材、収縮低減剤、シリカフュームやフライアッシュ等のポゾラン、高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末等の石粉、増粘剤、保水剤、防錆剤、空気連行剤、消泡剤、起泡剤、防水材、撥水剤、白華防止剤、顔料、セメント用ポリマー、発泡剤、水中不分離性混和剤などが例示される。
【００１９】
本発明の速硬性混和材を製造する方法は、特に限定されず、例えば、重力式コンクリートミキサ、ヘンシェル式ミキサ、ナウターミキサ、レーディゲミキサ、Ｖ型混合器、リボンミキサ、パドルミキサ等のミキサを使用し、所定量の本発明の速硬性混和材の各材料を混合することで好適に製造することができる。このとき用いるミキサは、連続式ミキサでもバッチ式ミキサでも良い。各材料のミキサ内への投入順序は特に限定されない。一種ずつ添加してもよく、一部又は全部を同時添加してもよい。また、袋やポリエチレン製容器等の容器に各材料を計り取り投入する方法により、本発明の速硬性混和材を製造することもできる。
【００２０】
本発明の速硬性グラウト組成物は、上記の速硬性混和材と、珪酸カルシウムを主成分とするセメント及び細骨材を含有する。ケイ酸カルシウム鉱物を主成分とするセメントとしては、各種ポルトランドセメント、フライアッシュ・高炉スラグ・シリカフュームなどが任意の割合で混和された混合セメント、エコセメントなどが使用可能である。ここでケイ酸カルシウム鉱物を主成分とするとは、含まれるセメントクリンカ粉砕物中においてケイ酸カルシウム鉱物（Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ）を５０質量％以上含むことをいい、好ましくは６０質量％以上含むことをいい、より好ましくは７０質量％以上含むことをいう。また、細骨材については特に限定されず、モルタル又はコンクリートで使用されている細骨材が使用できる。例えば、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工骨材などを用いることができる。細骨材の粒度は５ｍｍ以下が好ましく、小間隙の部位でも充分に充填可能な１．２ｍｍ以下がより好ましい。
【００２１】
短時間の強度発現性に優れ、充填作業が可能な可使時間が長く確保でき且つ低温下における過膨張が起こり難いことから、本発明の速硬性グラウト組成物の配合割合は、カルシウムアルミネート類を５〜１５質量％、石膏を５〜１５質量％、炭酸リチウムを０．１５〜０．３５質量％、炭酸ナトリウムを０．２〜０．４質量％、珪酸カルシウムを主成分とするセメントを２０〜４０質量％、及び細骨材を４０〜６０質量％含有することが好ましい。
【００２２】
本発明の速硬性グラウト組成物には、本発明の効果を実質失わない範囲で、例えばモルタルやコンクリートに使用できる他の成分（混和材料）を含有するものであっても良い。このような成分として、具体的には、上記のカルシウムアルミネート類以外の急結剤（材）又は急硬剤（材）、炭酸リチウム又は炭酸ナトリウム以外の凝結促進剤、凝結遅延剤、繊維、減水剤（分散剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤等を含む。）、膨張材、収縮低減剤、シリカフュームやフライアッシュ等のポゾラン、高炉スラグ粉末、セメント、石灰石粉末等の石粉、増粘剤、保水剤、防錆剤、空気連行剤、消泡剤、起泡剤、防水材、撥水剤、白華防止剤、顔料、セメント用ポリマー、発泡剤、水中不分離性混和剤などが例示される。また、本発明の速硬性グラウト組成物には、本発明の効果を実質失わない範囲で、粗骨材を含有するものであっても良い。このような粗骨材としては、例えば、川砂利、陸砂利、砕石、スラグ粗骨材、及び軽量粗骨材等が挙げられる。
【００２３】
本発明の速硬性グラウト組成物は、好ましくはプレミックスモルタルとして使用する。従って、所定量の水を計量し混練するだけですぐに使用できるように、本発明の速硬性グラウト組成物の配合成分のすべてが予め混合され、粉末状であるプレミックスモルタルとすることができる。混合後に粉末状であれば、本発明の速硬性グラウト組成物に含有する材料が一部液状であってもよい。
【００２４】
本発明の速硬性グラウト組成物を製造する方法は特に限定されないが、例えば、重力式コンクリートミキサ、ヘンシェル式ミキサ、ナウターミキサ、レーディゲミキサ、Ｖ型混合器、リボンミキサ、パドルミキサ等のミキサを使用し、所定量の本発明の速硬性混和材の各材料を混合することで好適に製造することができる。このとき用いるミキサは、連続式ミキサでもバッチ式ミキサでも良い。各材料のミキサ内への投入順序は特に限定されない。一種ずつ添加してもよく、一部又は全部を同時添加してもよい。また、袋やポリエチレン製容器等の容器に各材料を計り取り投入する方法により、本発明の速硬性グラウト組成物を製造することもできる。
【００２５】
本発明の速硬性グラウト組成物は、水を混練に用いる。混練する方法は特に限定されず、例えば水に本発明の速硬性グラウト組成物を全量加え混練する方法、水に速硬性グラウト組成物を混練しながら加えさらに混練する方法、本発明の速硬性グラウト組成物に水を混練しながら加えさらに混練する方法、水及び本発明の速硬性グラウト組成物のそれぞれ一部ずつを２つ以上に分けて混練し、混練したものを合わせてさらに混練する方法等がある。また、混練に用いる器具や混練装置も特に限定されないが、ミキサを用いることが量を多く混練できるので好ましい。用いることのできるミキサとしては連続式ミキサでもバッチ式ミキサでも良く、例えばパン型コンクリートミキサ、パグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ、グラウトミキサ、オムニミキサ、ハンドミキサ、左官ミキサ等が挙げられる。
【００２６】
使用する水は、特に限定されるものではない。混和材料に含まれる水を用いてもよい。用いる水の量は、本発明の速硬性グラウト組成物に含まれる結合材、即ちセメント、ポゾラン、潜在水硬性物質の粉末及び膨張材の質量の合計１００質量部に対し、２５質量部〜６０質量部が好ましく、３０質量部〜５５質量部が更に好ましく、３５質量部〜５０質量部が最も好ましい。２５重量部未満では流動性が得られ難く、６０重量部を超えると強度が不足する虞がある。即ち、本発明の速硬性グラウト組成物と混練する水の量は、水結合材比２５〜６０％となる量が好ましく、３０〜５５％となる量が更に好ましく、３５〜５０％となる量が最も好ましい。
【実施例】
【００２７】
［実施例１］
表１に示すカルシウムアルミネート類（以下、「ＣＡ類」と記載することがある。）を用い、以下に示した水和発熱試験を行った。その結果を表１に合わせて示した。
［水和発熱試験］
カルシウムアルミネート類５０質量部と、II型無水石膏５０質量部と、水５０質量部とを、ハンドミキサ（１０００ｒ．ｐ．ｍ．）により１分間混合することにより作製したスラリーを、内径５０ｍｍ、深さ１００ｍｍの円柱形プラスチック製モールドに直ちに充填した。充填したスラリーの中心部位の温度Ｔを充填直後から連続的に測定した。プラスチック製モールドに充填直後のスラリー中心部の温度（Ｔ０）と、スラリー中心部の最高温度（ＴＭＡＸ）から、下記式（１）により、終局温度上昇量（ｄＴ）を求め、混合開始からスラリー中心部が最高温度に達するまでの時間を最高温度到達時間として求めた。
ｄＴ＝ＴＭＡＸ−Ｔ０    ・・・・（１）
【００２８】
【表１】
2014129212.tif 000002
【００２９】
以下に示す使用材料を用いて、カルシウムアルミネート類１４．０質量部、石膏８．０質量部、炭酸リチウム０．２５質量部、炭酸ナトリウム０．２０質量部、セメント２７．５質量部、減水剤０．１質量部、発泡剤０．００２部、凝結遅延剤０．０５質量部及び細骨材５０．０質量部の配合割合でヘンシェルミキサにより乾式混合することで速硬性グラウト組成物を７種類作製した。
＜使用材料＞
・石膏：市販II型無水石膏（ブレーン比表面積７０３０ｃｍ２／ｇ）
・炭酸リチウム：無水炭酸リチウム（１級試薬）（粉末状）
・炭酸ナトリウム：無水炭酸ナトリウム（１級試薬）（粉末状）
・セメント：普通ポルトランドセメント
・凝結遅延剤 ：クエン酸（１級試薬）（粉末状）
・減水剤： ナフタレンスルホン酸系高性能減水剤粉末（市販品）
・発泡剤 ： 金属アルミニウム粉末（市販品）
・水： 水道水（佐倉市上水）
・細骨材：珪砂（最大粒度：１．２ｍｍ、Ｆ．Ｍ．：２．２５）
【００３０】
作製した速硬性グラウト組成物１００質量部（６０００ｇ）と水１８．８質量部をステンレス製円筒容器（直径：２４ｃｍ、深さ：２５ｃｍ）に投入後、ハンドミキサ（回転数：１０００ｒ．ｐ．ｍ．、攪拌羽根：直径１００ｍｍ円盤）を用いて９０秒間混練することで、速硬性グラウトモルタル（速硬性グラウト材）を作製した。作製したグラウトモルタルの品質評価試験として、以下に示す流動性試験及び圧縮強度試験を行った。環境温度（試験室温度及び混練前の材料温度）は５℃で行った。試験結果を、用いたカルシウムアルミネート類の種類とともに、表２に示した。
＜品質評価試験＞
・流動性試験
土木学会基準ＪＳＣＥ−Ｆ  ５４１−１９９９「充填モルタルの流動性試験方法」に従い、Ｊ１４漏斗を用いて、混練直後及び混練開始（水和開始）から５分後の流下時間を測定した。速硬性グラウトモルタル（速硬性グラウト材）は、多くは緊急工事のグラウト工事に用いられることから、充填可能な時間（可使時間）として長時間（例えば１時間）は必要ないが３分間以上は必要であることから、混練直後及び混練開始から５分の何れも流下時間が４〜１０秒の範囲内であったものを良好（○）、この範囲から外れるものを不良（×）と評価した。
・圧縮強度試験
土木学会基準ＪＳＣＥ−Ｇ  ５０５−１９９９「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法」に準じ、材齢１時間、材齢２４時間及び材齢２８日における圧縮強度を測定した。供試体の寸法は、直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍとした。また、材齢１時間及び材齢２４時間における養生は５℃の湿潤養生とした。また、材齢２８日については、材齢２４時間で型枠を外すまで５℃の湿潤養生、その後直ちに５℃の水中に移し試験直前まで５℃の水中養生とした。
【００３１】
【表２】
2014129212.tif 000003
【００３２】
本発明の実施例に当たる速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．１−１〜１−５）は、混練直後の流下時間が何れも５〜７秒であり高流動性を示し、注水から５分経過後の流下時間も１０秒以下であり可使時間が確保できていることを確認した。また、これらの圧縮強度は、材齢１時間で何れも１０Ｎ／ｍｍ２以上と優れた短時間強度発現性を確認し、材齢２８日においても６８Ｎ／ｍｍ２以上と高強度であった。一方、カルシウムアルミネート類Ｆ及びＩを使用した速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．１−６及び１−７）は、材齢１時間の圧縮強度が何れも５Ｎ/ｍｍ２未満となり強度発現性に乏しいことが確認された。
【００３３】
［実施例２］
環境温度（試験室温度及び混練前の材料温度）を１０℃で行ったこと、及びＣＡ類の一部が異なること以外は実施例１と同様に、７種類の速硬性グラウト組成物を作製し、その品質試験を行った。その試験結果を、用いたＣＡ類の種類とともに、表３に示した。
【００３４】
【表３】
2014129212.tif 000004
【００３５】
本発明の実施例に当たる速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．２−１〜２−５）は、混練直後の流下時間が何れも４〜７秒であり高流動性を示し、注水から５分経過後の流下時間も１０秒以下であり可使時間が確保できていることを確認した。また、圧縮強度は、材齢１時間で何れも１５Ｎ／ｍｍ２以上と優れた短時間強度発現性を確認し、材齢２８日においても７０Ｎ／ｍｍ２以上と高強度であった。一方、カルシウムアルミネート類Ｈを使用した速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．２−６）は、混練直後からシマリ現象が生じ流動性が悪く、可使時間が確保できなかった。また、カルシウムアルミネート類Ｋを使用した速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．２−７）は、材齢２４時間の圧縮強度が２５Ｎ/ｍｍ２未満であり、また、材齢１時間から材齢２４時間までの強度の伸びが小さく、強度発現性が悪かった。
【００３６】
［実施例３］
環境温度（試験室温度及び混練前の材料温度）を３０℃で行ったこと、及びＣＡ類の一部が異なること以外は実施例１と同様に、６種類の速硬性グラウト組成物を作製し、その品質試験を行った。その試験結果を、用いたＣＡ類の種類とともに、表４に示した。
【００３７】
【表４】
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【００３８】
本発明の実施例に当たる速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．３−１〜３−５）は、混練直後の流下時間が何れも４〜６秒であり高流動性を示し、注水から５分経過後の流下時間も１０秒以下であり可使時間が確保できていることを確認した。また、圧縮強度は、材齢１時間で何れも２０Ｎ／ｍｍ２以上と優れた短時間強度発現性を確認し、材齢２８日においても７５Ｎ／ｍｍ２以上と高強度であった。一方、カルシウムアルミネート類Ｇを使用した速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．３−６）は、混練直後からシマリ現象が生じ流動性が悪く、可使時間が確保できなかった。
【００３９】
［実施例４］
混練前の材料温度を０℃、試験室温度を５℃で行ったこと、圧縮強度試験の材齢が３時間（材齢まで０℃の湿潤養生。）であったこと、下記の長さ変化試験を行ったこと及びＣＡ類の一部が異なること以外は実施例１と同様に、６種類の速硬性グラウト組成物を作製し、その品質試験を行った。その試験結果を、用いたＣＡ類の種類とともに、表５に示した。
・長さ変化試験
ＪＩＳ  Ａ  １１２９：２００１「モルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法−第１部コンパレータ方法」に準じて、材齢７日の長さ変化率を求めた。モルタル用型枠に成型したグラウトモルタルを型枠ごと、直ちに０℃の恒温槽内に移し３時間養生した。養生後に型枠を外し直ちに基長を測定し、その後、測長直前まで０℃水中養生とした。
【００４０】
【表５】
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【００４１】
本発明の実施例に当たる速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．４−１〜４−５）は、何れも材料温度０℃、試験室温度５℃にて混練直後の流下時間が４〜１０秒の範囲内であり高流動性を示し、注水から５分経過後の流下時間も１０秒以下であり可使時間が確保できていることを確認した。また、極低温（０℃）の養生にも拘らず凍結することなく、材齢３時間における圧縮強度が何れも１０Ｎ／ｍｍ２以上と優れた短時間強度発現性を確認した。また、本発明の実施例に当たる速硬性グラウト組成物は、何れも材齢７日における長さ変化率が４００μ以下で過膨張によるひび割れも見られなかった。一方、カルシウムアルミネート類Ｊを使用した速硬性グラウト組成物（配合Ｎｏ．４−６）は、材齢３時間の圧縮強度が５Ｎ/ｍｍ２未満であり強度発現性に乏しいことが確認された。また、この配合Ｎｏ．４−６の速硬性グラウト組成物は、材齢７日における長さ変化率が１８９０μと過膨張を示した。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、土木構造物や建築構造物の構築又は補修、或いは機械の設置等に用いることができる。特に道路や鉄道等の構造物の補修工事等のように工事できる時間が限られ、且つグラウト材の充填後速やかな強度発現が必要とされている箇所に好適に用いることができる。