(57)【要約】【課題】  構造物の間隙に充填するための適度な流動性を有するグラウトモルタルを得ることができ、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張や必要十分な圧縮強度を有し、構造物との一体化に優れるグラウト硬化体を形成することができるグラウト組成物を提供すること。【解決手段】  ポルトランドセメント、細骨材、無機系膨張材、アルミニウム微粉末及び流動化剤を含み、アルミニウム微粉末は、水面拡散面積は０．６０〜０．９４ｍ２／ｇであり、ポルトランドセメント１００質量部に対して、細骨材１００〜２００質量部であり、無機系膨張材１〜１０質量部であり、アルミニウム微粉末０．００１４〜０．００２７質量部であり、アルミニウム微粉末の製造時に、アルミ箔を含む原料に脂肪酸を粉砕助剤として加えて粉砕する粉砕工程を有し、後の工程で油分除去工程を有さないグラウト組成物。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポルトランドセメント、細骨材、無機系膨張材、アルミニウム微粉末及び流動化剤を含むグラウト組成物であって、
前記アルミニウム微粉末は、水面拡散面積が０．６０〜０．９４ｍ２／ｇであり、
前記ポルトランドセメント１００質量部に対して、前記細骨材１００〜２００質量部であり、前記無機系膨張材１〜１０質量部であり、前記アルミニウム微粉末０．００１４〜０．００２７質量部であり、前記流動化剤０．１〜３質量部であり、
前記アルミニウム微粉末の製造時に、アルミ箔を含む原料に脂肪酸を粉砕助剤として加えて粉砕する粉砕工程を有し、後の工程で油分除去工程を有さない、
グラウト組成物。
【請求項２】
前記細骨材は、粒子径６００μｍ以上１１８０μｍ未満の粒子の質量割合が１５〜６０質量％、粒子径３００μｍ以上６００μｍ未満の粒子の質量割合が２５〜６０質量％、粒子径１５０μｍ以上３００μｍ未満の粒子の質量割合が３〜３０質量％でそれぞれ含む、
請求項１に記載のグラウト組成物。
【請求項３】
前記グラウト組成物は、さらに収縮低減剤を含み、前記ポルトランドセメント１００質量部に対して、該収縮低減剤０．０５〜３質量部である、
請求項１又は請求項２に記載のグラウト組成物。
【請求項４】
前記グラウト組成物は、さらに材料分離低減剤を含み、前記ポルトランドセメント１００質量部に対して、該材料分離低減剤、０．００５〜０．３質量部である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のグラウト組成物。
【請求項５】
前記グラウト組成物は、さらに消泡剤を含み、前記ポルトランドセメント１００質量部に対して、該消泡剤０．０１〜１質量部である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラウト組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のグラウト組成物と水とを含む、
グラウトモルタル。
【請求項７】
請求項６に記載のグラウトモルタルを硬化して得られる、
グラウト硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土木・建築分野の各種工事に用いられ、高温及び低温環境下における初期膨張の差が小さいグラウト組成物、グラウトモルタル及びグラウト硬化体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポルトランドセメントを主成分とするグラウト組成物から得られるグラウトモルタルは流動性を有することから、構造物の部材間の間隙や複雑な形状の断面へ流し込むことで間隙部に充填され、構造物と一体化することができ、その特性から主に充填材として用いられる。また、グラウト組成物は構造物を一体化させることを目的として使用されるため、打設後の無収縮性が必須である。そのため、一般的に使用されているグラウト組成物には収縮対策が施されている。
【０００３】
収縮を防止する対策としては、特許文献１に発泡物質としてアルミニウム粉末を使用することが開示され、アルミニウム粉末の表面は酸化されやすく酸化被膜で覆われると反応性が低下するため、植物油、鉱物油、又はステアリン酸等で表面処理したアルミニウム粉末が好ましいとしている。
【０００４】
特許文献２では、混練後、圧送する間は発泡を抑える必要があるため、予めステアリン酸などの脂肪酸もしくはその誘導体の一種または二種以上により被覆されたアルミニウム金属粉末を使用するのが好ましいことが開示され、予め脂肪酸もしくはその誘導体により被覆されているアルミニウム金属粉末を用いると、発泡開始のタイミングを遅延させることができるとしている。
【０００５】
特許文献３では、金属アルミニウム粉末の粉末度は、１８０メッシュ以上が好ましく、その上限は特に限定されないとし、反応性をコントロールするためにステアリン酸、オレイン酸等の炭素数１２〜２０の脂肪酸でコーティングを行ったものも使用できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３８７４５号公報
【特許文献２】特開２００９−８３４１３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７３９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、アルミニウム微粉末の発泡性能が施工時の温度環境の違いの影響を受けやすいことから、低温時には適度な膨張が得られても、高温時には過膨張となったり、高温時には適度な膨張が得られても、低温時には収縮してしまったりする課題が残されている。そのため、一年を通して一配合であっても、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張を有し、高温時と低温時での収縮の差が小さく、必要十分な圧縮強度を有するグラウト組成物が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は、構造物の間隙に充填するための適度な流動性を有するグラウトモルタルを得ることができ、該グラウトモルタルを硬化させることで、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張を有し、高温時と低温時での収縮の差が小さく、必要十分な圧縮強度を有し、構造物との一体化に優れるグラウト硬化体を形成することができる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】
【０００９】
本発明者らは、特定のアルミニウム微粉末を特定の割合で含有するグラウト組成物とすることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
すなわち本発明は、ポルトランドセメント、細骨材、無機系膨張材、アルミニウム微粉末及び流動化剤を含むグラウト組成物であって、アルミニウム微粉末は、水面拡散面積が０．６０〜０．９４ｍ２／ｇであり、ポルトランドセメント１００質量部に対して、細骨材１００〜２００質量部であり、無機系膨張材１〜１０質量部であり、アルミニウム微粉末０．００１４〜０．００２７質量部であり、流動化剤０．１〜３質量部であり、アルミニウム微粉末の製造時に、アルミ箔を含む原料に脂肪酸を粉砕助剤として加えて粉砕する粉砕工程を有し、後の工程で油分除去工程を有さない、グラウト組成物を提供する。
【００１１】
上記グラウト組成物は、構造物の間隙に充填するための適度な流動性を有するグラウトモルタルを得ることができ、温度環境下の違いによる収縮や過膨張がなく、適度な膨張を有し、高温時と低温時での収縮の差が小さく、必要十分な圧縮強度を有し、構造物との一体化に優れるグラウト硬化体を形成することができる。
【００１２】
本発明のグラウト組成物において、細骨材は、粒子径６００μｍ以上１１８０μｍ未満の粒子の質量割合が１５〜６０質量％、粒子径３００μｍ以上６００μｍ未満の粒子の質量割合が２５〜６０質量％、粒子径１５０μｍ以上３００μｍ未満の粒子の質量割合が３〜３０質量％でそれぞれ含むことが好ましく、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより確実に向上することができる。
【００１３】
本発明のグラウト組成物は、さらに収縮低減剤を含み、ポルトランドセメント１００質量部に対して、該収縮低減剤０．０５〜３質量部であることが好ましく、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより確実に向上することができる。
【００１４】
本発明のグラウト組成物は、さらに材料分離低減剤を含み、ポルトランドセメント１００質量部に対して、該材料分離低減剤、０．００５〜０．３質量部であることが好ましく、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより確実に向上することができる。
【００１５】
本発明のグラウト組成物は、さらに消泡剤を含み、ポルトランドセメント１００質量部に対して、該消泡剤０．０１〜１質量部であることが好ましく、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより確実に向上することができる。
【００１６】
本発明ではまた、上記グラウト組成物と水とを含むグラウトモルタルを提供する。このグラウトモルタルは、構造物の間隙に充填するための適度な流動性を有し、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張や良好な硬化物性を有し、構造物との一体化に優れるグラウト硬化体を形成することができるため、土木・建築分野の各種工事のグラウトモルタルとして好適に用いられる。
【００１７】
本発明は更に、上記グラウトモルタルを硬化して得られるグラウト硬化体を提供する。上記グラウト硬化体は、上記グラウト組成物から形成されることから、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張を有し、高温時と低温時での収縮の差が小さく、良好な硬化物性を有するため、構造物との一体化に優れ、土木・建築分野の各種工事に用いられるグラウト硬化体として好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、構造物の間隙に充填するための適度な流動性を有するグラウトモルタルを得ることができ、該グラウトモルタルを硬化させることで、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張を有し、高温時と低温時での収縮の差が小さく、必要十分な圧縮強度を有し、構造物との一体化に優れるグラウト硬化体を形成することができるグラウト組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】走査型オージェ電子分校装置を用いて測定したアルミニウム微粉末Ｂの二次電子像写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜グラウト組成物＞
以下、本発明のグラウト組成物の好適な実施形態を以下に説明する。本実施形態のグラウト組成物は、ポルトランドセメント、細骨材、無機系膨張材、アルミニウム微粉末及び流動化剤を有し、主に、該アルミニウム微粉末は、形状が鱗片状であり、水面拡散面積は０．６０〜０．９４ｍ２／ｇであり、アルミニウム微粉末の製造時に、アルミ箔を含む原料に脂肪酸を粉砕助剤として加えて粉砕する粉砕工程を有し、後の工程で油分除去工程を有さないグラウト組成物である。
【００２１】
ポルトランドセメントとして、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、低熱ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントから選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましい。特に、普通ポルトランドセメント及び早強ポルトランドセメントを組み合わせて用いることで、温度条件の違いによる硬化特性への影響を受けにくく好ましい。
【００２２】
普通ポルトランドセメントと早強ポルトランドセメントを組み合わせて１００質量％となるように用いる場合、普通ポルトランドセメント２０〜６０質量％、早強ポルトランドセメント４０〜８０質量％であることが好ましく、普通ポルトランドセメント３０〜５０質量％、早強ポルトランドセメント５０〜７０質量％であることがより好ましく、普通ポルトランドセメント３５〜４５質量％、早強ポルトランドセメント５５〜６５質量％であることが特に好ましい。
【００２３】
細骨材として、珪砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂等の砂類からから選ばれる少なくとも一種を用いることができる。また、種々の粒度を有する細骨材を組み合わせて用いることが特定の粒度に調整できることからより好ましい。
【００２４】
細骨材は、粒子径６００μｍ以上１１８０μｍ未満の粒子の質量割合が１５〜６０質量％、粒子径３００μｍ以上６００μｍ未満の粒子の質量割合が２５〜６０質量％、粒子径１５０μｍ以上３００μｍ未満の粒子の質量割合が３〜３０質量％でそれぞれ含むことが好ましい。
【００２５】
細骨材は、
粒子径６００μｍ以上１１８０μｍ未満の粒子の質量割合が２０〜５５質量％、粒子径３００μｍ以上６００μｍ未満の粒子の質量割合が３０〜５５質量％、粒子径１５０μｍ以上３００μｍ未満の粒子の質量割合が４〜２５質量％、粒子径７５μｍ以上１５０μｍ未満の粒子の質量割合が１〜９質量％でそれぞれ含むことがより好ましい。
【００２６】
本実施形態のグラウト組成物は、粒子径が上述の範囲にある細骨材を含むことによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより確実に向上することができる。
【００２７】
細骨材の粒子径は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１：２００６に規定される呼び寸法の異なる数個の篩いを用いて測定することができる。また、本明細書において、「粒子径６５０μｍ以上１１８０μｍ未満である粒子の質量割合」とは、篩目１１８０μｍの篩いを用いたときに篩目１１８０μｍの篩いを通過し、かつ、篩目６５０μｍの篩を用いたときに篩目６５０μｍの篩上に残る粒子の細骨材全体に対する質量割合をいう。
【００２８】
本実施形態のグラウト組成物における細骨材の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、１００〜２００質量部であり、好ましくは１２０〜１９０質量部であり、より好ましくは１４０〜１８５質量部であり、特に好ましくは１５０〜１８０質量部である。
【００２９】
細骨材の含有量を上述の範囲とすることによって、グラウト組成物は、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより確実に向上することができる。
【００３０】
無機系膨張材として、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を用いることができる。このうち、収縮補償効果とともに反応時の水和発熱によって低温環境下の強度増強効果を有する生石灰を有効成分として含む生石灰−石膏系膨張材を好適に用いることができ、この場合生石灰−石膏系膨張材中の生石灰含有量は特に限定されないが、生石灰含有量が高いもの（１００質量％を含む）では水和反応が急激に進行することがあるので４０〜８０質量％の含有量が好ましい。
【００３１】
本実施形態のグラウト組成物における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、１〜１０質量部であり、好ましくは２〜８質量部であり、より好ましくは３〜７質量部であり、特に好ましくは４〜６質量部である。
【００３２】
無機系膨張材の含有量を上述の範囲とすることによって、グラウト硬化体の硬化特性をより向上することができる。
【００３３】
本実施形態のグラウト組成物に用いられるアルミニウム微粉末の製造方法としては、アルミ箔を含む原料に脂肪酸を粉砕助剤として加えて乾式粉砕する粉砕工程を有する。粉砕装置としては、バイブレーションミル等を用いることができる。そして、篩を用いることによりアルミニウム微粉末の大きさを分級することができる。また、後の工程でアルミニウム微粉末に付着した脂肪酸を除去する油分除去工程を有さない。アルミニウム微粉末の形状は、粉砕工程を経ていることから図１に示されるように鱗片状である。
【００３４】
本実施形態のグラウト組成物と水とを含むグラウトモルタルを硬化して得られるグラウト硬化体の初期の収縮・膨張は主にアルミニウム微粉末の発泡性に寄るものである。アルミニウム微粉末の発泡性は、種々の要因により変化すると考えられるが、影響を受けやすい要因の一つとして、アルミニウム微粉末の大きさが考えられる。その大きさの指標としては水面拡散面積があり、これを適切な範囲とすることで温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張を得ることができる。本実施形態のグラウト組成物に含まれるアルミニウム微粉末の水面拡散面積は、０．６０〜０．９４ｍ２／ｇであり、好ましくは０．７０〜０．９２ｍ２／ｇであり、より好ましくは０．８０〜０．９０ｍ２／ｇである。
【００３５】
ここで、水面拡散面積は、ＪＩＳ  Ｋ  ５９０６：１９９８「塗料用アルミニウム顔料」に準拠して求めることができる。
【００３６】
本実施形態のグラウト組成物におけるアルミニウム微粉末の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．００１４〜０．００２７質量部であり、好ましくは０．００１５〜０．００２６質量部であり、より好ましくは０．００１６〜０．００２５質量部であり、特に好ましくは０．００１７〜０．００２４質量部である。
【００３７】
アルミニウム微粉末の水面拡散面積及び含有量を上述の範囲にすることによって、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張を有することができる。
【００３８】
また、アルミニウム微粉末に付着する脂肪酸は、アルミニウム微粉末全体の質量に対して、好ましくは０．３〜０．９質量％であり、より好ましくは０．４〜０．８質量％である。
【００３９】
脂肪酸の付着割合が上述の範囲であることによって、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張をより確実にすることができる。
【００４０】
アルミニウム微粉末に付着する脂肪酸の定性及び定量は、アルミニウム微粉末をクロロホルム／メタノール混合液で還流して溶出した成分をガスクロマトグラフ（ＧＣ）、ガスクロマトグラフ−質量分析（ＧＣ／ＭＳ）により測定することができる。
【００４１】
上記の脂肪酸は、炭素数１２〜２０の脂肪酸を好適に用いることができる。なかでも炭素数１８のステアリン酸又はそのアルカリ塩が好ましい。
【００４２】
流動化剤として、減水効果を合わせ持つ、メラミンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物又はそのアルカリ塩、ナフタレンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物又はそのアルカリ塩、カゼイン、カゼインカルシウム、ポリカルボン酸、ポリエーテル及びポリエーテルポリカルボン酸等を主成分とする市販の流動化剤が、その種類を問わず使用でき、特にナフタレンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物アルカリ塩を主成分とする市販の流動化剤を好適に用いることができる。
【００４３】
本実施形態のグラウト組成物における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、０．１〜３質量部であり、好ましくは０．３〜２質量部であり、より好ましくは０．４〜１．７質量部であり、特に好ましくは０．５〜１．５質量部である。
【００４４】
流動化剤の含有量を上述の範囲にすることによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより確実に向上することができる。
【００４５】
本実施形態のグラウト組成物に、上記ポルトランドセメント、細骨材、無機系膨張材、アルミニウム微粉末及び流動化剤を上述の好ましい範囲で併用することによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性を有するグラウトモルタルを得ることができ、該グラウトモルタルを硬化させることで、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張を有し、高温時と低温時での収縮の差が小さく、必要十分な圧縮強度を有し、構造物との一体化に優れるグラウト硬化体を形成することができる
【００４６】
本実施形態のグラウト組成物は、上述の必須成分に加えて、必要に応じて収縮低減剤、材料分離低減剤、及び消泡剤等を含んでもよい。
【００４７】
収縮低減剤は、本実施形態のグラウト組成物の特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。材料分離低減剤を用いることによって、長期の乾燥収縮を低減することをより向上することができると共に、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより向上することができる。
【００４８】
収縮低減剤として、公知の収縮低減剤を用いることができる。特に、アルキレンオキシド重合物を化学構造の骨格に有するものなどを好適に用いることができる。例えばポリプロピレングリコール、ポリ（プロピレン・エチレン）グリコールなどのポリアルキレングリコール類及び炭素数１〜６のアルコキシポリ（プロピレン・エチレン）グリコールなどの一般に公知のものから適宜選択して用いることができる。
【００４９】
本実施形態のグラウト組成物における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０．０５〜３質量部であり、より好ましくは０．１〜２質量部であり、さらに好ましくは０．３〜１．５質量部であり、特に好ましくは０．５〜１．１質量部である。
【００５０】
収縮低減剤の含有量を上述の範囲にすることによって、長期の乾燥収縮を低減することをより向上することができると共に、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより向上することができる。
【００５１】
材料分離低減剤は、本実施形態のグラウト組成物の特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。材料分離低減剤を用いることによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより向上することができる。
【００５２】
また、材料分離低減剤は、高分子合成コポリマーであることが好ましく、２０℃における２％水溶液の粘度が、好ましくは２，０００〜８，０００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは２，５００〜６，５００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは３，０００〜５，５００ｍＰａ・ｓであり、特に好ましくは３，５００〜５，０００ｍＰａ・ｓである。
【００５３】
材料分離低減剤の２０℃における２％水溶液の粘度を、上述の範囲にすることによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより向上することができる。
【００５４】
ここで、材料分離低減剤の「粘度」とは、材料分離低減剤の２％水溶液を、Ｂ型粘度計（ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製デジタル粘度計：ＲＶＤＶ−１＋）を用いてローターＮｏ．４、回転速度１２ｒｐｍ、２０℃で測定した値をいう。  
【００５５】
材料分離低減剤の２０℃における２％水溶液のＴｈｉｘｏｔｒｏｐｙ  Ｉｎｄｅｘ（ＴＩ値）が、好ましくは２．００〜３．６０であり、より好ましくは２．２０〜３．４０であり、さらに好ましくは２．４０〜３．２０であり、特に好ましくは２．６０〜３．００である。
【００５６】
材料分離低減剤の２０℃における２％水溶液のＴＩ値を、上述の範囲にすることによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより向上することができる。
【００５７】
ここで、材料分離低減剤の「ＴＩ値」とは、ＪＩＳ  Ｋ  ５１０１−６−２：２００４に準拠して、材料分離低減剤の２％水溶液を、Ｂ型粘度計（ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製デジタル粘度計：ＲＶＤＶ−１＋）を用いてローターＮｏ．４、２０℃で測定した値をいう。  
【００５８】
本実施形態のグラウト組成物における材料分離低減剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．００５〜０．３質量部であり、より好ましくは０．０１〜０．２質量部であり、さらに好ましくは０．０２〜０．１５質量部であり、特に好ましくは０．０３〜０．１質量部である。
【００５９】
材料分離低減剤の含有量を上述の範囲にすることによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより向上することができる。
【００６０】
消泡剤は、本実施形態のグラウト組成物の特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。材料分離低減剤を用いることによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより向上することができる。
【００６１】
また、消泡剤として、モルタルやコンクリートに使用できるものであれば、市販の何れのものでも使用できるが、例えば鉱油系、シリコーン系、アルコール系、ポリエーテル系などの合成物質又は植物由来の天然物質などを用いることができる。特にポリエーテル系や鉱油系の消泡剤を組み合わせて好適に用いることができる。
【００６２】
本実施形態のグラウト組成物における消泡剤の含有量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜１質量部であり、より好ましくは０．０３〜０．５質量部であり、さらに好ましくは０．０４〜０．３質量部であり、特に好ましくは０．０５〜０．２質量部である。
【００６３】
消泡剤の含有量を上述の範囲にすることによって、構造物の間隙に充填するための適度な流動性や硬化物性をより向上することができる。
【００６４】
＜グラウトモルタル＞
本発明のグラウトモルタルは、上述のグラウト組成物と水とを含み、該グラウト組成物と水とを配合し、混練することによって調製することができる。本発明のグラウトモルタルの好適な実施形態を以下に説明する。
【００６５】
本実施形態のグラウトモルタルは、構造物の間隙に充填する充填材として好適に用いることができる。グラウトモルタルを調製する際に、水の配合量を適宜変更することによって、グラウトモルタルのＪ１４ロート流下値やフロー値を調整することができる。ここで、Ｊ１４ロート流下値とは、ＪＨＳ  ３１２−１９９９「無収縮モルタル品質管理試験方法」に記載のコンシステンシー試験方法に準拠して混練直後に測定されるＪ１４ロート流下値（単位：秒）である。また、フロー値とは、国土交通省大臣官房官庁営繕部監修「建築改修工事管理指針、平成１９年度版（下巻）」の２節材料８．２．１０モルタル＆グラウト材に記載の簡易テーブルフロー試験に準拠して測定される値（単位：ｍｍ）である。
【００６６】
本実施形態のグラウトモルタルにおける水の配合量は、グラウト組成物１００質量部に対し、好ましくは１１〜２１質量部であり、より好ましくは１２〜２０質量部であり、さらに好ましくは１３〜１９質量部であり、特に好ましくは１４〜１８質量部である。
【００６７】
本実施形態のグラウトモルタルのＪ１４ロート流下値は、好ましくは６〜１０秒であり、より好ましくは６．５〜９．５秒であり、さらに好ましくは７〜９秒であり、特に好ましくは７．５〜８．５秒である。
【００６８】
本実施形態のグラウトモルタルのフロー値は、好ましくは２００〜２７０ｍｍであり、より好ましくは２１５〜２６５ｍｍであり、特に好ましくは２１０〜２６０ｍｍである。
【００６９】
Ｊ１４ロート流下値及びフロー値を上述の範囲とすることによって、構造物の間隙に充填するのに適度な流動性を有するグラウトモルタルを得ることができる。
【００７０】
＜グラウト硬化体＞
本発明のグラウト硬化体は、上述のグラウトモルタルを硬化させることによって得ることができる。本発明のグラウト硬化体の好適な実施形態を以下に説明する。
【００７１】
本実施形態のグラウト硬化体は、土木・建築分野の各種工事に用いられるグラウト硬化体として好適に用いることができる。すなわち、上述のグラウトモルタルが硬化して形成される本実施形態のグラウト硬化体は、硬化初期における低温での膨張収縮率が収縮側（マイナス側）ではなく、適度な膨張側（プラス側）であり、高温及び低温環境下における初期膨張の差（膨張収縮率差）が小さいことで、構造物との一体化に優れる。また、構造物と一体化するために必要十分な圧縮強度を有する。
【００７２】
ここで、膨張収縮率とは、ＪＨＳ  ３１２−１９９９「無収縮モルタル品質管理試験方法」に記載の膨張収縮試験方法に準拠して測定される値（単位：％）である。また、膨張収縮率差とは、低温（５℃）における膨張収縮率と高温（３０℃）における膨張収縮率との差から求められる値（単位：％）である。さらに、圧縮強度とは、ＪＨＳ  ３１２−１９９９「無収縮モルタル品質管理試験方法」に記載の圧縮強度試験方法に準拠して測定される値（単位：Ｎ／ｍｍ２）である。
【００７３】
本実施形態のグラウト硬化体の５℃における膨張収縮率は、好ましくは０〜０．３５％であり、より好ましくは０〜０．３０％であり、さらに好ましくは０〜０．２７％であり、特に好ましくは０〜０．２５％である。
【００７４】
本実施形態のグラウト硬化体の膨張収縮率差は、好ましくは０〜０．５％であり、より好ましくは０〜０．４７％であり、さらに好ましくは０〜０．４６％であり、特に好ましくは０〜４５％である。
【００７５】
５℃における膨張収縮率及び、膨張収縮率差が上述の範囲であることによって、構造物との一体化に優れるグラウト硬化体を得ることができる。
【００７６】
本実施形態のグラウト硬化体の２０℃における圧縮強度は、好ましくは材齢３日で２５Ｎ／ｍｍ２以上、材齢７日で３５Ｎ／ｍｍ２以上、材齢２８日で４５Ｎ／ｍｍ２以上である。
【００７７】
２０℃における圧縮強度が上述の範囲であることによって、構造物との一体化により優れるグラウト硬化体を得ることができる。
【００７８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００７９】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８０】
（実験例１）
ポルトランドセメント１００質量部に対し、細骨材、無機系膨張材、アルミニウム微粉末、流動化剤、材料分離低減剤、収縮低減剤及び消泡剤を表３に示す質量部で実験Ｎｏ．１−１〜Ｎｏ．１−７まで配合してグラウト組成物を調製し、該グラウト組成物１００質量部に対して水を表３に示す質量部で混練してグラウトモルタルを調製した。混練は、温度５℃、２０℃、３０℃（各々相対湿度６５％）の条件下で、ケミスターラー（新東科学ＢＬＷ１２００）を用いて回転数７００ｒｐｍで２分間実施し、混練直後にＪ１４ロート流下値及びフロー値を測定した。Ｊ１４ロート流下値及びフロー値の結果を表３に示す。また、同様に調製したグラウトモルタルを用いて膨張収縮試験を行った。膨張収縮試験の結果（膨張収縮率及び膨張収縮率差）を表４に示す。
［使用原料］
以下（１）〜（８）に示す原材料を準備した。
（１）ポルトランドセメント
・ＰＣ−Ａ（早強ポルトランドセメント、宇部三菱セメント社製、ブレーン比表面積＝４５００ｃｍ２／ｇ）
・ＰＣ−Ｂ（普通ポルトランドセメント、宇部三菱セメント社製、ブレーン比表面積＝３３００ｃｍ２／ｇ）
（２）細骨材
・Ａ（４号珪砂、ＪＦＥミネラル社製）
・Ｂ（４号珪砂、瓢屋社製）
・Ｃ（５号珪砂、瓢屋社製）
・Ｄ（６号珪砂、瓢屋社製）
・Ｅ（７号珪砂、瓢屋社製）
・Ｆ（８号珪砂、瓢屋社製）
・表１に実験に用いた細骨材の粒子径の分布を示す。
【００８１】
【表１】
2014196221.tif 000003
【００８２】
（３）無機系膨張材
・生石灰−石膏系膨張材（太平洋マテリアル社製、生石灰＝５０質量％）
（４）アルミニウム微粉末
・表２に実験に用いたアルミニウム微粉末を示す。
【００８３】
【表２】
2014196221.tif 000004
【００８４】
上記のアルミニウム微粉末Ａ〜Ｄは、粉砕工程にてアルミ箔を含む原料にステアリン酸を粉砕助剤として加えてバイブレーションミルにより乾式粉砕され、篩により分級されて製造された。篩目の大きさの違いにより、水面拡散面積の異なるアルミニウム微粉末を得た。そのうちＡ及びＣは、粉砕工程時にアルミニウム微粉末に付着したステアリン酸を除去する油分除去工程を経て製造された。粉砕工程により得られたアルミニウム微粉末の形状は、鱗片状であった。代表例として走査型オージェ電子分校装置（ＰＨＩ製ＳＡＭ−６７０Ｘｉ型）を用いて測定したアルミニウム微粉末Ｂの二次電子像写真を図１に示す。
【００８５】
油分除去工程の、あり及び無し、の違いによるアルミニウム微粉末に付着するステアリン酸は、アルミニウム微粉末全体の質量に対して、アルミニウム微粉末Ａでは検出されず、アルミニウム微粉末Ｂでは０．６質量％であった。
【００８６】
アルミニウム微粉末に付着するステアリン酸の割合は、アルミニウム微粉末Ａ及びＢについて、それぞれクロロホルム／メタノール混合液で還流して溶出した成分をクロマトグラフ（ＧＣ）及びクロマトグラフ−質量分析（ＧＣ−ＭＳ）にて定性・定量することにより求めた。ガスクロマトグラフについては、装置：Ａｇｉｌｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製６８９０型、カラム：ＨＰ−５ＭＳ（３０ｍ×０．２５ｍｍＩＤ、膜厚０．２５μｍ）、検出器：水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）とし、ガスクロマトグラフ−質量分析については、装置：日本電子製ＪＳＭ  ＧＣ−ｍａｔｅＩＩ型、イオン化法：電子イオン化（ＥＩ）法とした（ＧＣ部は上記ＧＣと同等）。
【００８７】
（５）流動化剤
・ナフタレンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物ナトリウムを主成分とする流動化剤（花王社製）
（６）材料分離低減剤
・高分子合成コポリマー（ＢＡＳＦ社製、商品名：Ｍｅｌｖｉｓ  Ｆ４０、粘度［２０℃、２％水溶液］：４２８３ｍＰａ・ｓ、ＴＩ値［２０℃、２％水溶液］：２．７６）
（７）収縮低減剤
・アルキレンオキシド重合物を骨格に有する収縮低減剤（竹本油脂社製）
（８）消泡剤
・Ａ（ポリエーテル系消泡剤〔ポリオキシアルキレンエーテル、特殊非イオン性界面活性剤を含む〕、ＡＤＥＫＡ社製）
・Ｂ（鉱油系消泡剤〔鉱油、特殊非イオン性界面活性剤を含む〕、ＡＤＥＫＡ社製）
【００８８】
［グラウトモルタル及びグラウト硬化体の物性の評価方法］
（１）Ｊ１４ロート流下値の測定方法
ＪＨＳ  ３１２−１９９９「無収縮モルタル品質管理試験方法」に記載のコンシステンシー試験方法に準拠して各温度にてＪ１４ロート流下値を測定した。
（２）フロー値の測定方法
国土交通省大臣官房官庁営繕部監修「建築改修工事管理指針、平成１９年度版（下巻）」の２節材料８．２．１０モルタル＆グラウト材に記載の簡易テーブルフロー試験に準拠して各温度にてフロー値を測定した。混練直後のグラウトモルタルをフローコーンに充填し、直ぐにフローコーンを引き上げてから５分経過した時点で、フロー値を測定した。
（３）収縮膨張率及び収縮膨張率差の測定方法
ＪＨＳ  ３１２−１９９９「無収縮モルタル品質管理試験方法」に記載の膨張収縮試験方法に準拠して収縮膨張率を測定した。また、低温（５℃）における膨張収縮率と高温（３０℃）における膨張収縮率との差から膨張収縮率差を求めた。
【００８９】
【表３】
2014196221.tif 000005
【００９０】
アルミニウム微粉末を含まないＮｏ．１−１は、５℃の条件下においてアルミニウム微粉末Ｂを含むＮｏ．１−３とほぼ同等の流動性（Ｊ１４ロート流下値及びフロー値）を示した。油分除去工程を有するアルミニウム微粉末Ａを含むＮｏ．１−２は、２０℃の条件下において油分除去工程を有さないアルミニウム微粉末Ｂを含むＮｏ．１−３とほぼ同等の流動性を示した。このことから、グラウト組成物全体に対するアルミニウム微粉末の配合量が少ないこともあり、流動性には大きな影響を与えないことが推察された。また、細骨材の粒度が異なるＮｏ．１−３とＮｏ．１−７を比較した場合、各温度条件下において流動性に大きな違いは無かった。
【００９１】
【表４】
2014196221.tif 000006
【００９２】
アルミニウム微粉末を含まないＮｏ．１−１は、５℃の条件下において膨張収縮率が−０．４６％と収縮した。油分除去工程を有するアルミニウム微粉末Ａを含むＮｏ．１−２は、５℃の条件下において膨張収縮率が−０．２８％と収縮した。油分除去工程を有さないアルミニウム微粉末Ｂを含むＮｏ．１−３は、５℃の条件下において膨張収縮率が０．１０％と適度に膨張し、膨張収縮率差は０．２６％と良好であった。Ｎｏ．１−２やＮｏ．１−３よりも水面拡散面積が大きく、油分除去工程を有するアルミニウム微粉末Ｃを含むＮｏ．１−４は、５℃の条件下において膨張収縮率が−０．２７％と収縮した。Ｎｏ．１−２やＮｏ．１−３よりも水面拡散面積が大きく、油分除去工程を有さないアルミニウム微粉末Ｄを含むＮｏ．１−５は、５℃の条件下において膨張収縮率が０．１２％と適度に膨張したが、膨張収縮率差は０．５５％と好ましい範囲を超えていた。アルミニウム微粉末Ａを０．００１７質量部及びアルミニウム微粉末Ｂを０．０００４質量部含むＮｏ．１−６は、５℃の条件下において膨張収縮率が−０．２４％と収縮した。Ｎｏ．１−３と同じアルミニウム微粉末Ｂを含み、骨材粒度が異なるＮｏ．１−７は、５℃の条件下において膨張収縮率が０．１７％と適度に膨張し、膨張収縮率差は０．４１％と良好であった。
【００９３】
（実験例２）
実験Ｎｏ．１−３及びＮｏ．１−７をベース配合として、アルミニウム微粉末Ｂの配合量を変えて実験例１と同様にグラウト組成物を調製した。表５に示すように、実験Ｎｏ．２−１〜２−３は、実験Ｎｏ．１−３をベースとし、実験Ｎｏ．２−４は、実験Ｎｏ．１−７をベースとしてアルミニウム微粉末Ｂの配合量を変更した。そして、該グラウト組成物１００質量部に対して水を表５に示す質量部で混練してグラウトモルタルを調製した。混練は、温度５℃、３０℃（各々相対湿度６５％）の条件下で、ケミスターラー（新東科学ＢＬＷ１２００）を用いて回転数７００ｒｐｍで２分間実施し、混練直後のグラウトモルタルを用いて膨張収縮試験を行った。膨張収縮試験の結果（膨張収縮率及び膨張収縮率差）を表６に示す。
【００９４】
【表５】
2014196221.tif 000007
【００９５】
【表６】
2014196221.tif 000008
【００９６】
アルミニウム微粉末Ｂを０．００１９質量部含むＮｏ．２−１は、５℃の温度条件下において膨張収縮率が０．０８％と適度に膨張し、膨張収縮率差が０．０９％と良好であった。アルミニウム微粉末Ｂを０．００２２質量部含むＮｏ．２−２は、５℃の温度条件下において膨張収縮率が０．１５％と適度に膨張し、膨張収縮率差が０．３６％と良好であった。アルミニウム微粉末Ｂを０．００２８質量部含むＮｏ．２−３は、膨張収縮率差が０．３２％と良好であったが、５℃の温度条件下において膨張収縮率が０．４０％と好ましい範囲を超えて過膨張した。Ｎｏ．２−２と細骨材の粒度が異なるＮｏ．２−４は、５℃の温度条件下において膨張収縮率が０．２１％と適度に膨張し、膨張収縮率差が０．４１％と良好であった。
【００９７】
（実験例３）
表３に記載の実験Ｎｏ．１−３及び実験Ｎｏ．１−７のグラウト組成物１００質量部に対して、水をそれぞれ１５．５質量部、１６質量部で混練してグラウトモルタルを調製した。混練は、温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、ケミスターラー（新東科学ＢＬＷ１２００）を用いて回転数７００ｒｐｍで２分間実施し、混練直後のグラウトモルタルを用いて圧縮強度試験を行った。圧縮強度試験の結果を表７に示す。
【００９８】
［グラウト硬化体の物性の評価方法］
（１）圧縮強度の測定方法
ＪＨＳ  ３１２−１９９９「無収縮モルタル品質管理試験方法」に記載の圧縮強度試験方法に準拠して材齢３日、７日、２８日にて圧縮強度試験を測定した。
【００９９】
【表７】
2014196221.tif 000009
【０１００】
Ｎｏ．３−１及びＮｏ．３−２共に各材齢とも構造物と一体化するための必要十分な圧縮強度が得られた。
【０１０１】
以上のことから、特定のアルミニウム微粉末を特定の割合で含有する本発明のグラウト組成物は、構造物の間隙に充填するための適度な流動性を有するグラウトモルタルを得ることができ、該グラウトモルタルを硬化させることで、温度環境下の違いによる収縮や過膨張のない適度な膨張を有し、高温時と低温時での収縮の差が小さく、必要十分な圧縮強度を有し、構造物との一体化に優れるグラウト硬化体を形成することができる。
【図１】
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