(57)【要約】【課題】より優れた引き抜き強度を発現する水硬性の充填材を提供すること、および、斯かる充填材を用いたあと施工アンカー工法を提供することを課題とする。【解決手段】細骨材は、最大粒径が３．０ｍｍ以下で粗粒率が１．００以上２．４５以下となるように構成されると共に、セメント成分１００質量部に対して７５質量部以上２００質量部以下の割合で含有されており、保水成分は、水硬性の充填材が水と混練された際の保水係数が０．４５以上０．９８以下となるように含有されることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント成分と、細骨材とを主成分として含有すると共に保水成分を含有し、構造物に形成される凹部と該凹部に収容された収容部材との間に形成される充填空間に充填される水硬性の充填材であって、
前記細骨材は、最大粒径が３．０ｍｍ以下で粗粒率が１．００以上２．４５以下となるように構成されると共に、セメント成分１００質量部に対して７５質量部以上２００質量部以下の割合で含有されており、
前記保水成分は、水硬性の充填材が水と混練された際の保水係数が０．４５以上０．９８以下となるように含有されることを特徴とする水硬性の充填材。
【請求項２】
前記保水係数が０．５５以上０．９８以下となるように前記保水成分が含有されることを特徴とする請求項１に記載の水硬性の充填材。
【請求項３】
構造物に形成される凹部にアンカー材を収容し、該凹部とアンカー材との間に形成される充填空間に請求項１又は２に記載の水硬性の充填材を充填することを特徴とするあと施工アンカー工法。
【請求項４】
構造物に形成される凹部に請求項１又は２に記載の水硬性の充填材を充填し、アンカー材を凹部に収容することを特徴とするあと施工アンカー工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物に形成される凹部と該凹部に収容される収容部材との間に形成される空間に充填される水硬性の充填材に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物や舗装道路等の構造物の表面から所定の深さで形成される孔に、アンカー筋を収容し、アンカー筋と孔との間に充填材を充填することで、アンカー筋を構造物に固定する方法が知られている。斯かる充填材としては、水硬性の（水と混練されることで硬化する）粉体材料が使用される。
【０００３】
具体的には、アルミナセメントと、ポルトランドセメントと、軽質マグネシアとを含有してなる充填材や（特許文献１参照）、セメント成分と、細骨材と、急結剤とを含有してなる充填材や（特許文献２参照）、セメント成分と、膨張材と、アルカリ金属アルミン酸塩と、アルカリ金属炭酸塩と、細骨材とを含有してなる充填材（特許文献３参照）や、セメント成分と、細骨材と、分離防止剤とを含有してなる充填材（特許文献４参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０４３４４３号公報
【特許文献２】特許第４８１３８２２号公報
【特許文献３】特許第４０４４８８７号公報
【特許文献４】特開２００８−８８０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に例示される充填材は、水と混練されて、孔とアンカー筋との間に充填された後、硬化することで硬化層を形成する。そして、該硬化層が構造物（孔の内面）およびアンカー筋と結合することで、アンカー筋に対して孔から引き抜く方向に力が加わった際に、所望する強度（以下、引き抜き強度とも記す）を発現するように構成されている。しかしながら、近年、より高い引き抜き強度を発現する充填材が要求される場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、より優れた引き抜き強度を発現する水硬性の充填材を提供すること、および、斯かる充填材を用いたあと施工アンカー工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る充填材は、セメント成分と、細骨材とを主成分として含有すると共に保水成分を含有し、構造物に形成される凹部と該凹部に収容された収容部材との間に形成される充填空間に充填される水硬性の充填材であって、前記細骨材は、最大粒径が３．０ｍｍ以下で粗粒率が１．００以上２．４５以下となるように構成されると共に、セメント成分１００質量部に対して７５質量部以上２００質量部以下の割合で含有されており、前記保水成分は、水硬性の充填材が水と混練された際の保水係数が０．４５以上０．９８以下となるように含有されることを特徴とする。
【０００８】
斯かる構成によれば、本発明の水硬性の充填材（以下、充填材とも記す）が上記のように保水成分を含有することで、充填材と水とが混練されて得られる混練物が充填空間で硬化して硬化層を形成する前に、混練物の表面側の領域から水分が構造物や収容部材側に過度に吸収されてしまうのを（ドライアウトを）抑制することができる。これにより、混練物の表面側の領域が水分を失って部分的に硬化しなくなるのを防止することができ、構造物および収容部材と、硬化層との間の結合強度が低下するのを防止することができる。
【０００９】
また、充填材が上記のような構成の細骨材を所定量含有することで、硬化層が形成された際に、細骨材同士の噛み込みによるアーチ効果（ブリッヂング）によって、硬化層における剪断方向の強度が増加する。
【００１０】
以上のように、本発明の充填材は、構造物および収容部材と、硬化層との結合強度が低下するのを防止すると共に、硬化層自体の剪断方向の強度を増加させるため、より高い引き抜き強度を発現することができる。
【００１１】
前記保水係数が０．５５以上０．９８以下となるように前記保水成分が含有されることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るあと施工アンカー工法は、構造物に形成される凹部にアンカー材を収容し、該凹部とアンカー材との間に形成される充填空間に上記の水硬性の充填材を充填することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るあと施工アンカー工法は、構造物に形成される凹部に上記の水硬性の充填材を充填し、アンカー材を凹部に収容することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、より優れた引き抜き強度を発現することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る実施形態について説明する。
【００１６】
本実施形態に係る水硬性の充填材（以下、充填材とも記す）は、セメント成分と、細骨材とを主成分として含有し、更に、保水成分を含有するものであり、水と混練されることで硬化するように構成される。また、斯かる充填材は、構造物に形成される凹部と該凹部に収容される収容部材との間に形成される充填空間に充填される。本実施形態では、充填材は、水と混練された状態（以下、混練物とも記す）で充填空間に充填される。そして、斯かる混練物が充填空間で硬化して硬化層を形成することで、構造物に収容部材が固定される。
【００１７】
充填材を構成するセメント成分としては、特に限定されるものではなく、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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントや、超速硬セメント、アルミナセメント等を挙げることができる。また、ポルトランドセメントにフライアッシュ、高炉スラグなどを混合した各種混合セメントも使用することができる。超速硬セメントとしては、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＸ2（Ｘはハロゲン元素）、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、カルシウムサルフォアルミネート（アーウィン）等の結晶質もしくは非晶質のカルシウムアルミネートを含有するものが例示できる。特に、充填時の流動性と充填後の硬化性とのバランスから前記超速硬セメントを用いることが好ましい。充填材におけるセメント成分の含有量としては、充填材１００質量部に対して、３０質量部以上６０質量部以下であることが好ましく、２５質量部以上５７質量部以下であることがより好ましい。
【００１８】
充填材を構成する細骨材としては、特に限定されるものではなく、コンクリートやモルタルに用いられる一般的な細骨材（例えば、天然由来のもの、人工的なもの、再生されたもの等）を用いることができる。また、細骨材としては、最大粒径が３．０ｍｍ以下（好ましくは、２．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下）で、粗粒率が１．００以上２．４５以下（好ましくは、１．４５以上２．４５以下）のものが用いられる。細骨材の最大粒径および粗粒率は、ＪＩＳ  Ａ  １１０２「骨材のふるい分け試験方法」に規定する方法で測定されるものである。また、細骨材は、セメント成分１００質量部に対して７５質量部以上２００質量部以下（好ましくは、９０質量部以上１５０質量部以下）の割合で含有される。また、細骨材／セメント成分比としては、０．７５以上２．０以下であることが好ましく、０．７５以上１．０以下であることがより好ましい。
【００１９】
充填材を構成する保水成分としては、特に限定されるものではなく、コンクリートやモルタルに用いられる一般的な保水成分を用いることができる。具体的には、保水成分としては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、又は、これらの２種以上の混合物が挙げられる。特に、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース系の水溶性高分子を用いることが好ましい。
【００２０】
また、保水成分は、充填材と水とが混練されなる混練物の保水係数が０．４５以上０．９８以下（好ましくは、０．８０以上０．９２以下）となるように含有される。なお、保水係数は、土木学会規格ＪＳＣＥ−Ｋ５４２−２０１０「コンクリート構造物補修用セメント系ひび割れ注入材の試験方法（案）」の保水係数試験方法に準じて測定されるものである。また、保水成分の含有量としては、例えば、セメント成分１００質量部に対して、０．０１質量部以上０．２５質量部以下であることが好ましく、０．１質量部以上０．２５質量部以下であることがより好ましい。このような範囲とすることで、充填空間に混練物が充填された際のドライアウトを防止することができると共に、充填性に優れた流動性と、凹部から漏れ難い粘性とを有する混練物となる。このため、構造物に形成される凹部が下方に向いて開放している場合であっても、施工性の良い混練物を得ることができる。
【００２１】
上記のような構成の充填材の使用例としては、例えば、既設のコンクリート構造物にアンカー材を固定する際に使用される。具体的には、既設のコンクリート構造物を表面側から穿孔して形成される孔（凹部）にアンカー材（収容部材）を挿入し、孔とアンカー材との間に形成される充填空間に、充填材と水とが混練されてなる混練物を充填する。そして、充填空間で混練物が硬化して硬化層が形成されることで、コンクリート構造物にアンカー材が固定される。なお、孔（凹部）の内面とアンカー材（収容部材）との間の間隔としては、特に限定されるものではないが、１．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。また、アンカー材としては、例えば、高強度鉄筋（鉄筋降伏強度：５８５Ｎ／ｍｍ2以上）を用いることができる。
【００２２】
以上のように、本発明に係る水硬性の充填材およびあと施工アンカー工法によれば、より優れた引き抜き強度を発現することができる。
【００２３】
即ち、本発明の充填材（以下、充填材とも記す）は、上記のように保水成分を含有することで、充填材と水とが混練されて得られる混練物が充填空間で硬化して硬化層を形成する前に、混練物の表面側の領域から水分が構造物や収容部材側に過度に吸収されてしまうのを（ドライアウトを）抑制することができる。これにより、混練物の表面側の領域が水分を失って部分的に硬化しなくなるのを防止することができ、構造物および収容部材と、硬化層との間の結合強度が低下するのを防止することができる。
【００２４】
また、充填材は、上記のような構成の細骨材を所定量含有することで、硬化層が形成された際に、細骨材同士の噛み込みによるアーチ効果（ブリッヂング）によって、硬化層における剪断方向の強度が増加する。
【００２５】
以上のように、本発明の充填材は、構造物および収容部材と、硬化層との結合強度が低下するのを防止すると共に、硬化層自体の剪断方向の強度を増加させるため、より高い引き抜き強度を発現することができる。
【００２６】
なお、本発明に係る水硬性の充填材およびあと施工アンカー工法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００２７】
例えば、充填材の成分として、膨張材、ポリマー、収縮低減剤、凝結遅延剤、硬化促進剤、防錆剤、防凍剤、着色剤等の公知の混和材や混和剤が更に含有されてもよい。
【００２８】
また、上記実施形態では、充填材と水とが混練されてなる混練物を充填空間に供給することで、充填空間に充填材が充填されるように構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、混練物を凹部内に供給した後、収容部材が凹部に収容されることで、充填空間に充填材が充填された状態となってもよい。又は、充填空間に充填材を供給した後、充填空間内で充填材に水を供給して混練してもよい。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
１．充填材の作製
＜充填材の成分＞
充填材の成分として、下記のものを用いた。
・セメント成分：超速硬セメント（住友大阪セメント社製  マイルドジェットセメント）
・細骨材：珪砂（３号砂、４号砂、５号砂、６号砂、７号砂）を下記の表１の最大粒径および粗粒率となるように調整した。
・保水成分：メチルセルロース系増粘剤（２％水溶液、粘度：４０００ｍＰａ・Ｓ）（信越化学工業社製  ハイメトローズ９０）
【００３１】
＜保水係数の測定＞
上記各成分を下記表１に示す配合で混合し、実施例および比較例の各充填材を形成した。そして、下記表１に示す水／セメント成分比となるように各充填材に水を加えて混練物を作製した。得られた各混練物に対して保水係数を上記の測定方法により測定した。保水係数の測定結果については、下記表１に示す。
【００３２】
２．引き抜き強度の測定
ＪＣＡＡ（日本建築あと施工アンカー協会）の「あと施工アンカー試験方法」に基づき、下記の条件で、引き抜き強度（アンカー材をコンクリート構造物から引き抜く力）の試験を行った。試験結果および評価については、下記表１に示す。評価の記載は、引き抜き強度が２４Ｎ／ｍｍ2以上のものを「○」、２４Ｎ／ｍｍ2未満のもの又は充填材（混練物）を充填できなかったもの（施工不可）を「×」と記載した。
・コンクリート構造物（強度：σＢ＝３０Ｎ／ｍｍ2）
・穿孔径：φ１６
・定着長：６Ｄ
・アンカー材：鉄筋（Ｍ１２、ＳＮＢ７）
【００３３】
【表１】
2014189461.tif 000002
【００３４】
＜まとめ＞
各実施例と各比較例とを比較すると、各実施例の方が引き抜き強度が高いと共に、施工性に優れていることが認められる。つまり、本願発明の充填材を用いることで、例えば、既設のコンクリート構造物にアンカー材をあと施工する際に、充填性の良い混練物を得ることができると共に、より強い引き抜き強度を発現させることが可能となる。
【００３５】
また、実施例２，４，５を比較すると、細骨材／セメント成分比以外の条件が同一の場合、細骨材／セメント成分比が大きい方が引き抜き強度が高いことが認められる。つまり、本願発明の範囲においては、細骨材／セメント成分比が大きい方がより強い引き抜き強度を発現する充填材となることが認められる。