(57)【要約】【課題】あと施工アンカー用アンカーボルトをコンクリート構造物に固着する場合等のように混合時間が１０秒前後と短時間でも充分に混練することができ、固着強度のばらつきも小さく、短時間で硬化して固定要素を固着でき施工管理も容易であって、耐熱性に優れ、耐久性の高い固定要素固着材の提供。【解決手段】  水を含有しない液状親水性有機物質及び水硬性物質を含有する固定要素固着材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を含有しない液状親水性有機物質及び水硬性物質を含有する固定要素固着材。
【請求項２】
水を含有しない液状親水性有機物質及び水硬性物質を含有する混合物と、水を含有する液状物とを、別々の容器に収容した請求項１記載の固定要素固着材。
【請求項３】
２つの容器が互いに隣接又は一方の容器に他方の容器が内在している請求項２記載の固定要素固着材。
【請求項４】
固着する固定要素が、アンカーボルトである請求項１〜３のいずれか１項記載の固定要素固着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンカーボルト、鉄筋、ロックボルト、緊張材、螺子等の固定要素を固着する固定要素固着材に関し、詳しくは、あと施工アンカーの固着にも適用でき、更に短時間の混合で固定要素を固着できる固定要素固着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定要素、特にあと施工アンカー用アンカーボルトを固着するための固着材として、一般にはポリエステル樹脂やエポキシ樹脂等の有機系固着材が広く用いられている（特許文献１）。しかし、この有機系固着材は、熱に弱いという欠点があり、アルカリ金属珪酸塩、セメント等の無機系結合材を用いた無機系固着材が提案されている。この無機系固着材としては、例えば、セメントと水を主成分とする硬化剤とを隔離して容器に収容したもの（特許文献２）が知られている。しかしながら、あと施工アンカー用アンカーボルトをコンクリート構造物に固着する場合等のように、混合時間が１０秒前後と短時間の場合には充分に混練することができず、固着強度が大きくばらついていた。一方、易破壊性の通水性容器にセメント組成物を収容し、該容器を水又は水溶液に浸漬し吸水させてから固定要素を固着する方法（特許文献３）もあるが、この方法は、吸水量を一定に調整することが困難で、固着強度が大きくばらつくとともに、硬化時間を短時間にすることは困難であった。また、アルカリ金属珪酸塩が結合材の主成分であるものは、耐水性が低い場合があり、長期の使用に耐えない場合があった。
【特許文献１】特開昭６３−１４２１９９号公報
【特許文献２】特公平６−７８７２０号公報
【特許文献３】特許第２５５５２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、あと施工アンカー用アンカーボルトをコンクリート構造物に固着する場合等のように混合時間が１０秒前後と短時間の場合でも充分に混練することができ、固着強度のばらつきも小さく、短時間で硬化して固定要素を固着でき施工管理も容易であって、耐熱性に優れ、耐久性の高い固定要素固着材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、前記課題解決のために鋭意検討を行った結果、水を含有しない液状親水性有機物質を添加した水硬性物質を用いると、短時間の混合時間でも充分に混練することができ、固着強度のばらつきも小さく、耐熱性に優れ、耐久性の高い固定要素固着材が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
本発明は、水を含有しない液状親水性有機物質及び水硬性物質を含有する固定要素固着材を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、あと施工アンカー用アンカーボルトをコンクリート構造物に固着する場合等のように混合時間が短時間の場合でも充分に混練することができ、固着強度のばらつきも小さく、耐熱性に優れ、耐久性の高い固定要素固着材が得られる。更に、短時間で硬化して固定要素を固着でき施工管理も容易な固定要素固着材が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の固定要素固着材は、水を含有しない液状親水性有機物質及び水硬性物質を含有する混合物（以下、これらの成分を含有する混合物を主剤と記載することもある）が、使用時に水を含有する液状物と混合されて、水によって固化し固定要素を構造物等に固着させるものである。ここで、「水を含有しない液状親水性有機物質」とは、外部より水を添加して含水させた液状親水性有機物質を包含しないということであって、該液状親水性有機物質は、保管等により大気中から吸収するような平衡水分を含有していてもよい。また、「液状」とは、大気圧下０〜５０℃で液状のものをいう。
【０００８】
本発明で使用する液状親水性有機物質は、水硬性物質と水を含有する液状物とを混練するとき、水硬性物質と水との接触を妨げず、短時間で固着強度を向上させる点で、水に対する溶解度（飽和濃度）（２５℃）が水１００ｇに対し１ｇ以上であるのが好ましく、更に水１００ｇに対し１０ｇ以上であるのがより好ましい。最も好ましくは、水に対する溶解度（２５℃）が無限大、即ち、水に対して任意に溶解するものがよい。
【０００９】
液状親水性有機物質としては、例えば、界面活性剤、多価アルコール、グリコール低級アルキルエーテル、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコール低級アルキルエーテル等が挙げられる。これらは単独又は２種以上を混合して併用して用いることができる。
【００１０】
界面活性剤としては、ポリオキシアルキレン系非イオン界面活性剤、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル類等の非イオン界面活性剤が挙げられる。ポリオキシアルキレン系非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレン系非イオン界面活性剤が好ましく、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック重合体等が挙げられる。これらの非イオン界面活性剤としては、ＨＬＢが５〜１８、更に８〜１７．５のものが好ましい。なお、ＨＬＢは、下記の式（１）にて求められるグリフィンのＨＬＢをいう。
（数式）
ＨＬＢ＝（界面活性剤中のＥＯ部分の分子量／界面活性剤の分子量）×２０・・（１）
【００１１】
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール等が挙げられる。
【００１２】
グリコール低級アルキルエーテルは、グリコールのモノ又はジ低級（炭素数１〜５）アルキルエーテルであって、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。
【００１３】
ポリアルキレングリコールとしては、ジエチレングリコールを含むポリエチレングリコール、ジプロピレングリコールを含むポリプロピレングリコール等が挙げられ、平均分子量が１００〜１０００のものが好ましい。
【００１４】
ポリアルキレングリコール低級アルキルエーテルは、ポリアルキレングリコールのモノ又はジ低級（炭素数１〜５）アルキルエーテルであって、平均分子量１００〜１０００のポリエチレングリコールのモノ又はジ−メチル又はエチルエーテル、ポリプロピレングリコールのモノ又はジ−メチルエーテル又はエチルエーテルが好ましい。
【００１５】
液状親水性有機物質としては、ポリエチレングリコール（平均分子量１００〜１０００）、ポリエチレングリコール（平均分子量１００〜１０００）モノ又はジ−メチル又はエチルエーテルが好ましい。
【００１６】
本発明で使用する水硬性物質は、水又は酸若しくは塩の水溶液と混練して硬化する物質である。水硬性物質としては、例えば、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、エコセメント、並びにこれらポルトランドセメント、エコセメントに、フライアッシュ、高炉スラグ，シリカフューム又は石灰石微粉末等を混合した各種混合セメント、アルミナセメント、超速硬セメント（例えば、太平洋セメント社製「スーパージェットセメント」（商品名）、住友大阪セメント社製「ジェットセメント」（商品名）等）、急硬性セメント、急結セメント、微粒子セメント、マグネシア等が挙げられ、これらを一種単独で又は二種以上併用して用いることができる。
【００１７】
水硬性物質に対する液状親水性有機物質の添加量は、特に限定されないが、混練がし易いこと及び固着強度が高いことから、水硬性物質１００質量部に対し、３〜５０質量部、更に４〜２０質量部であるのが好ましい。液状親水性有機物質の添加量が比較的少ない場合、添加後の水硬性物質は粉状であることが多いが、液状親水性有機物質の添加量が増すにつれ凝集した粉状、粘土状、ペースト状に変化する。
【００１８】
本発明では、水硬性物質と水を含有しない液状親水性有機物質を、予め混合してあるので、あと施工アンカー用アンカーボルトをコンクリート構造物に固着する場合等のように１０秒前後と短時間混合でも充分に混練することができ、更に固着強度のばらつきも小さく、また、長期間保存後も固着強度の低下が起こりにくい。
【００１９】
本発明で使用する水を含有する液状物（以下、硬化剤と記載することもある）は、水、水溶液、エマルション及び水を媒体とする懸濁液の群から選ばれる。硬化剤は、水単独でもよいが、適宜、以下に記載する水以外の任意成分等を含有する水溶液、エマルション、水を媒体とする懸濁液であってもよい。主剤に硬化剤を添加・混合して混練することにより固化し、固定要素を既設のコンクリート等に固着する。
【００２０】
本発明の固定要素固着材は、更に細骨材を含有すると短時間での混練で固着強度のばらつきが小さくなるので好ましい。使用する細骨材は、特に限定されないが、例えばスラグ細骨材、珪砂、山砂、海砂、陸砂、川砂、再生細骨材、セメントクリンカ、ガラスビーズ等が挙げられる。細骨材の粒径としては０．０６〜５ｍｍのものが好ましい。細骨材の使用量は、特に限定されないが、混練がし易いこと及び固着強度が高いことから、水硬性物質１００質量部に対し１００〜３００質量部が好ましい。
【００２１】
本発明の固定要素固着材には、細骨材以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、更に高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤、減水剤を含む粉体状の界面活性剤、シリカヒューム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ等の無機質微粉末、セメント用ポリマー、粗骨材、急結剤や急硬剤等の硬化促進剤、硬化遅延剤、膨張材、防水剤、防錆剤、顔料、増粘剤、収縮低減剤、増量材、繊維等の任意成分を一種又は二種以上を含有してもよい。したがって、主剤及び硬化剤には、適宜必要に応じこれらの任意成分が含有される。
【００２２】
本発明の固定要素固着材は、使用時に水を含有する液状物を加えて固化させるが、主剤と硬化剤とを別々の容器に収容すると取り扱い易く好ましい。更に、主剤収容容器と硬化剤収容容器が、互いに隣接又は一方の容器に他方の容器が内在していると、より取り扱いやすくなり更に好ましい。主剤収容容器及び硬化剤収容容器の材質、大きさ、形状は、特に限定されない。これらの容器の材質としては、例えばガラス、樹脂、紙、金属、布等が挙げられ、これらを併用したものでもよい。また、固着する固定要素がアンカーボルトであるときの該容器は、破壊され易いものが好ましく、その大きさは、アンカーボルトを挿入する孔の深さ以下の長さが好ましい。
【００２３】
本発明の固定要素固着材は、特に、固着する固定要素がアンカーボルトである場合に好適に用いることができる。
【実施例】
【００２４】
実施例１
表１に示す各種固定要素固着材を作製した。なお、表１中の数値は質量部を表す。
固定要素固着材の作製
水硬性物質、液状親水性有機物質及びシリカフュームをホバート社製ミキサで１０分間混合した。参考品１及び２は水硬性物質及びシリカフュームを、参考品３は水硬性物質、液状親油性有機物質及びシリカフュームを、同様にホバート社製ミキサで１０分間混合した。調製した混合物を、水硬性物質とシリカフュームの合計質量が１７．５３ｇとなるようにガラス製容器Ａ（円筒状：外径１０．２ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ）に収容した。
ガラス製容器Ｂ（円筒状：外径１６．５ｍｍ、長さ１３０ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ）に水を含有する液状物と細骨材の混合物の質量が２０ｇとなるように収容した。
次いで、ガラス製容器Ｂ中に、ガラス製容器Ａを収容後、樹脂製の蓋をして固定要素固着材とした。
【００２５】
＜使用した材料＞
水硬性物質Ａ：  酸化マグネシウム（比重３．３）。
細骨材Ａ：  珪砂（２号珪砂：４号珪砂＝１：１（質量比）の混合物）。
液状親水性有機物質Ａ：  東邦化学工業社製ポリエチレングリコール「ＰＥＧ２００」。
液状親水性有機物質Ｂ：  ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（平均分子量２２５：東邦化学工業社製「ハイモールＰＭ」、グリフィンのＨＬＢ；１７．１、２５℃における水に対する溶解度；任意の割合で溶解する）。
液状親油性有機物質Ｃ：  １−ヘキサノール（試薬特級、２５℃における水に対する溶解度；水１００ｇに最大０．６２４ｇ溶解する）。
無機質微粉末：  シリカフューム（エルケム社製「９４０Ｕ」、ＢＥＴ比表面積；２０．０ｍ2／ｇ、比重；２．２）。
水を含有する液状物Ａ：  水道水：第一燐酸アンモニウム＝１２７．４：１０１．５（質量比）の混合液。
水を含有する液状物Ｂ：  水道水：第一燐酸アンモニウム：液状親水性有機物質Ａ＝１２７．４：１０１．５：４２．９（質量比）の混合液。
水を含有する液状物Ｃ：  水道水：第一燐酸アンモニウム：液状親水性有機物質Ｂ＝１２７．４：１０１．５：４２．９（質量比）の混合液。
【００２６】
【表１】
2006161461.tif 000002
【００２７】
なお、本発明品３、４及び参考品４で使用した主剤は、各々本発明品１、２及び参考品１の主剤を、密封していない容器に収容して２ヶ月間室内で保存したものである。
【００２８】
各種固定要素固着材を、コンクリートブロック（縦１０００ｍｍ×横１０００ｍｍ×高さ５００ｍｍ、圧縮強度；２９．５Ｎ／ｍｍ2 ）にハンマードリルを用いて穿孔した内径１８ｍｍ×深さ１３０ｍｍの孔（アンカーホール）に入れ、アンカーボルト（Ｍ１６全ねじボルト、長さ１７０ｍｍ、先端４５度斜めカット）をハンマードリルにより１０秒間回転・打撃を与え孔底まで埋め込むことで、固定要素（アンカーボルト）をコンクリートブロックに固着した。
埋め込み２４時間後に、日本建築あと施工アンカー協会のあと施工アンカー標準試験方法に準じた方法でアンカー筋の引張り試験を実施した。ただし、コンクリート面に内径３０ｍｍの穴のある球面座金を設置する密着法により実施した。
結果を、アンカーボルトの埋め込み時の観察結果とともに表２に示す。
【００２９】
【表２】
2006161461.tif 000003
【００３０】
実施例２
表３及び４に示す各種固定要素固着材を作製した。
細骨材Ｂ及び硬化促進剤を含有する主剤をガラス製容器Ａに２０ｇ収容した以外は、実施例１と同様にして固定要素固着材を作製した。
【００３１】
＜使用した材料＞
水硬性物質Ａ：  酸化マグネシウム（比重３．３）。
水硬性物質Ｂ：  太平洋セメント社製スーパージェットセメント（商品名、比重３．０１
）。
水硬性物質Ｃ：  太平洋セメント社製普通ポルトランドセメント（比重３．１５）。
細骨材Ａ：  珪砂（２号珪砂：４号珪砂＝１：１（質量比）の混合物）。
細骨材Ｂ：  フェロニッケルスラグ細骨材。
液状親水性有機物質Ａ：  東邦化学工業社製ポリエチレングリコール「ＰＥＧ２００」。
無機質微粉末：  シリカフューム（ＢＥＴ比表面積２０．０ｍ2／ｇ）。
水を含有する液状物Ｄ：  水道水：第一燐酸アンモニウム＝９：５（質量比）の混合液。
水を含有する液状物Ｅ：  水道水。
硬化促進剤：  アルミン酸ソーダ。
【００３２】
【表３】
2006161461.tif 000004
【００３３】
【表４】
2006161461.tif 000005
【００３４】
作製した各種固定要素固着材を使用して、実施例１と同様にしてアンカーボルトをコンクリートブロックに固着した。実施例１と同じ試験をした結果を、アンカーボルトの埋め込み時の観察結果とともに表５に示す。
【００３５】
【表５】
2006161461.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、あと施工アンカー用アンカーボルトをコンクリート構造物に固着する場合等のように混合時間が１０秒前後と短時間でも充分に混練することができ、固着強度のばらつきも小さく、耐熱性に優れ、耐久性の高い固定要素固着材が得られるので、耐震補強工事等に好適に適用できる。また、アンカーボルト以外のロックボルトや緊張材等の固定要素を固着する工事にも好適に用いることができる。