(57)【要約】【課題】流動性、自己充填性、材料分離抵抗性に優れるとともに、セルフレベリング性、水中不分離性にも優れた高流動モルタル組成物を提供する。【解決手段】少なくともセメントを含む結合材と水と細骨材とに、増粘性混和剤と化学混和剤とを配合して成るモルタル組成物を作製する際に、水結合材比を３０〜７０％とし、単位水量を３５０〜４５０ｋｇ／ｍ3とするとともに、上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤を、単位水量に対して、０．７５〜１．５重量％の割合で配合し、上記化学混和剤として、カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を、セメントに対して、０．５〜１．５重量％の割合で配合するようにした。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセメントを含む結合材と水と細骨材とに、増粘性混和剤と化学混和剤とを添加し混練した高流動モルタル組成物であって、水と上記結合材との比を３０〜７０％とし、かつ、単位水量を３５０〜４５０ｋｇ／ｍ3とするとともに、上記増粘性混和剤として、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する添加剤であり、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）の組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される添加剤のうちのいずれかの添加剤を用い、上記化学混和剤として、カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を用いたことを特徴とする高流動モルタル組成物。
【請求項２】
上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）を含有する増粘性混和剤を用いるとともに、上記化合物(Ａ)と上記化合物(Ｂ)とを、単位水量に対して、それぞれ０．７５〜１．５重量％の割合で配合したことを特徴とする請求項１に記載の高流動モルタル組成物。
【請求項３】
上記化学混和剤を、セメントに対して、０．５〜１．５重量％の割合で添加したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高流動モルタル組成物。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高流動モルタル組成物の製造方法であって、結合材、水、細骨材に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）と上記化学混和剤とを添加して混練した後、上記混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練して高流動モルタル組成物を製造するようにしたことを特徴とする高流動モルタル組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性の高いモルタル組成物とその製造方法に関するもので、特に、流動性、自己充填性、材料分離抵抗性に優れるとともに、セルフレベリング性、水中不分離性に優れたモルタル組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存のトンネルでは、供用開始から長時間が経過すると、コンクリートにひび割れや剥離等の変状が認められるものが見受けられる。このようなコンクリートを補修する際には、一般に、外周にシートやコンクリート版等を巻付け、シートやコンクリート版と上記コンクリートとの間の空間にモルタルなどを充填して、上記シートやコンクリート版と上記コンクリートとを一体化させる工法が行なわれている。
上記のような補修工法で使用されるモルタルとしては、通常、粉体量を多くしたり、増粘剤を使用したりすることにより、流動性を高めるとともに、材料分離抵抗性、無収縮性に優れた特性に改良したものが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、建物の床の水平を自然に確保するために使用されるモルタル組成物としては、自己平坦性を有するセルフレベリングモルタルが知られている。このセルフレベリング性を有するモルタル組成物は、高い流動性を発揮させる混和剤の使用及び自重により、モルタル組成物の打設後に自然に水平を確保する材料である（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８５１５３号公報
【特許文献２】特開平８−４０７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、トンネル覆工コンクリートの補修を目的として使用されるモルタル組成物には、流動性、自己充填性、材料分離抵抗性に優れるとともに、セルフレベリング性、水中不分離性にも優れることが要求されている。
しかしながら、上記流動性の高いモルタルでは、流動性、材料分離抵抗性、無収縮性に優れているが、水中不分離性、セルフレベリング性に問題があった。また、セルフレベリングモルタルでは、高流動性、セルフレベリング性を有しているが、狭間な箇所に打設する際には、その性能を発揮できないといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、流動性、自己充填性、材料分離抵抗性に優れるとともに、セルフレベリング性、水中不分離性にも優れた高流動モルタル組成物とその製造方法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】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、少なくともセメントを含む結合材と水と細骨材とに、増粘性混和剤と化学混和剤とを添加し混練した高流動モルタル組成物であって、水と上記結合材との比である水結合材比を３０〜７０％とし、かつ、単位水量を３５０〜４５０ｋｇ／ｍ3とするとともに、上記増粘性混和剤として、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する添加剤であり、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）の組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される添加剤のうちのいずれかの添加剤を用い、上記化学混和剤として、カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を用いたことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高流動モルタル組成物において、上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）を含有する増粘性混和剤を用いるとともに、上記化合物(Ａ)と上記化合物(Ｂ)とを、単位水量に対して、それぞれ０．７５〜１．５重量％の割合で配合したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の高流動モルタル組成物において、上記化学混和剤を、セメントに対して、０．５〜１．５重量％の割合で添加したものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高流動モルタル組成物の製造方法であって、結合材、水、細骨材に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）と上記化学混和剤とを添加して混練した後、上記混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練して上記高流動モルタル組成物を製造するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、モルタル組成物を製造する際に、水結合材比を３０〜７０％とし、かつ、単位水量を３５０〜４５０ｋｇ／ｍ3とするとともに、増粘性混和剤として、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する添加剤であり、上記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）の組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される添加剤のうちのいずれかの添加剤を増粘性混和剤として配合し、化学混和剤として、カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を配合したので、流動性、自己充填性、材料分離抵抗性に優れるとともに、セルフレベリング性、水中不分離性にも優れたモルタル組成物を得ることができる。
このとき、上記増粘性添加剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）とを含有する添加剤を用いるとともに、上記化合物（Ａ）と上記化合物(Ｂ)とを、単位水量に対して、それぞれ０．７５〜１．５重量％の割合で配合し、上記カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤をセメントに対して、０．５〜１．５重量％の割合で添加すれば、上記モルタル組成物の各特性を確実に向上させることができる。
【０００８】
また、高流動モルタル組成物を製造する際に、結合材、水、細骨材に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）と上記化学混和剤とを添加して混練した後、上記混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練して高流動モルタル組成物を製造するようにすれば、流動性、自己充填性、材料分離抵抗性に優れるとともに、セルフレベリング性、水中不分離性にも優れたモルタル組成物を確実に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の最良の形態について説明する。
本発明の最良の形態に係るモルタル組成物は、セメントと混和材である膨張材とを含む結合材と水と細骨材とに、化学混和剤であるカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を配合するとともに、増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤を用いたもので、はじめに、結合材、水、細骨材に、セメント混和剤と、上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを練り混ぜて混練物を作製した後、この混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練して作製される。
上記セメントとしては、特に限定されるものではなく、石灰石・粘土・酸化鉄などを原料とした普通ポルトランドセメント，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，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、高炉セメント，フライアッシュセメント，シリカセメントなどの混合セメントを用いることができる。
このとき、水と上記結合材との比である水結合材比（Ｗ／Ｂ）を３０〜７０％とすることが好ましい。水結合材比が３０％未満であると結合材の量が多すぎるため粘性が増加し、必要な流動性が確保できない。また、７０％を超えると結合材の量が過小となって、必要強度が得られないだけでなく、ブリーディングにより耐久性状の品質も低下するので、水結合材比としては３０〜７０％とすることが好ましく、３５〜４５％とすることが特に好ましい。
また、単位水量としては、３５０〜４５０ｋｇ／ｍ3とすることが好ましい。単位水量が３５０ｋｇ／ｍ3を下回る場合には流動性の低下が認められ、４５０ｋｇ／ｍ3を超えるような場合には、材料分離の可能性が高くなるとともに、収縮等の耐久性状が低下するため、単位水量は３５０〜４５０ｋｇ／ｍ3とすることが好ましい。
なお、上記モルタルに用いられる細骨材としては特に限定はなく、一般に用いられている粗粒率が２．７前後である細骨材を用いることができるが、粗粒率が２．０５〜２．５０である粗目と細目の中間粒度の細骨材を用いてもよい。
【００１０】
本発明に用いられる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）としては、４級アンモニウム塩型カチオン性界面活性剤が好ましく、特に、アルキルアンモニウム塩を主成分とする添加剤が好ましい。また、第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）としては、芳香環を有するスルフォン酸塩が好ましく、特に、アルキルアリルスルホン酸塩を主成分とする添加剤が好ましいが、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）としては、ドデカン酸アミドプロピルベタインなどの両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とＰＯＥ（３）ドデシルエーテル硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）の組み合わせ、または、上記カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭化ナトリウムなどの臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせであってもよい。
【００１１】
ところで、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とがある一定の割合でセメント中に混入されると、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とが電気的に配列して擬似ポリマーを形成することにより、上記混和剤は増粘剤として機能するが、このためには、上記のように、第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を先に添加して混練した後、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加するようにすることが肝要である。
これは、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを同時に添加すると、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とが不均質な状態で擬似ポリマーを形成してしまうので、擬似ポリマーを均質な状態で形成させて所望の特性を得るためには長時間の混練が必要となるためである。
また、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を先に加えると、混練の際に泡が発生してモルタルの空気量が多くなり、強度の低下や比重の減少等が起こる場合がある。
また、モルタルミキサー等で、結合材、水、細骨材に、化学混和剤と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを添加して混練する際には、結合材と細骨材とを混合し、この混合物に、水に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）と上記化学混和剤とを溶解させた溶液を投入して混練するようにすれば、材料を均一に混練することができる。
また、ハンドミキサーを用いて混練する場合には、粉体中に溶液を投入して混練すると攪拌性能が低下するので、水に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）と上記化学混和剤とを溶解させた溶液に、結合材と細骨材とを混合した混合物を投入して混練することが好ましい。これにより、攪拌性能を落とすことなく混練できるので、ハンドミキサーを用いた場合でも、材料を均一に混練することができる。
【００１２】
上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との添加量は、単位水量に対して、それぞれ０．７５〜１．５重量％の割合で配合することが好ましい。上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との添加量が０．７５重量％未満である場合には、粘性が得られず、ブリーディングが増大するため、自己充填性、材料分離抵抗性、水中不分離性が低下する。一方、１．５重量％を超えた場合には粘性が大きくなり、高流動、セルフレベリング性が低下するので、０．７５〜１．５重量％配合することが好ましい。これにより、水中不分離性、流動性、自己充填性、材料分離抵抗性、に優れているだけでなく、水中不分離性、セルフレベリング性に優れたモルタル組成物を得ることができる。
また、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との配合比としては、２：５〜５：２の範囲が好ましい。なお、実験の結果では、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との配合の割合が１：１の場合が最適であった。
【００１３】
また、上記カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤の配合量としては、上記結合材に対して、０．５〜１．５重量％とすることが好ましい。
なお、上記コンクリート用化学混和剤としては、リグニン系、ポリカルボン酸系、メラミン系、ナフタリン系、あるいは、アミノスルホン酸系などのポリエーテル系減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤などがあるが、上記増粘性混和剤との相溶性を考慮すると、本例のように、上記増粘性混和剤との相溶性に優れたカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を用いることが好ましく、これにより、セルフレベリング性、高流動性を確実に発揮させることができる。
【００１４】
このように、本実施の形態によれば、セメントと混和材とから成る結合材と水と細骨材とに、化学混和剤及び増粘性混和剤を配合して成るモルタル組成物を作製する際に、水結合材比を３０〜７０％とし、かつ、単位水量を３５０〜４５０ｋｇ／ｍ3とするとともに、上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤とを、単位水量に対して、それぞれ０．７５〜１．５重量％の割合で配合し、化学混和剤として、上記増粘性混和剤との相溶性に優れたカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を、上記セメントに対して、０．５〜１．５重量％の割合で配合するようにしたので、流動性、自己充填性、材料分離抵抗性に優れるとともに、セルフレベリング性、水中不分離性にも優れたモルタル組成物を得ることができる。
【００１５】
なお、上記実施の形態では、混和材として膨張材を用いたが、上記セメントに混合される混和材としては、上記膨張材に限るものではなく、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ微粉末などの他の混和材、あるいは、これらの混合物を用いてもよい。
また、結合材をセメントのみとしてもよい。この場合、上記水結合材比（Ｗ／Ｂ）は、そのまま水セメント比（Ｗ／Ｃ）となる。
【実施例】
【００１６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は何ら実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
結合材である普通ポルトランドセメントと膨張材とに水を加え、水結合材比を所定の値になるように調整した後、これに、高性能特殊分散剤（花王株式会社製、カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤、商品名「マイテイ４０００ＦＡ」）とアルキルアリルスルホン酸塩を主成分とする高性能特殊増粘剤Ｂ（花王株式会社製、商品名「ビスコトップ１００ＦＡ」）とを配合し、更に、珪砂を加えて練り混ぜた後、この混練物にアルキルアンモニウム塩を主成分とする高性能特殊増粘剤Ａ（花王株式会社製、商品名「ビスコトップ１００ＦＢ」）を添加して再度混練し、モルタル組成物を作製した。また、比較例として、従来の高流動モルタルと普通モルタルとを作製し、上記各モルタルについて、材料分離抵抗性、高流動性、セルフレベリング性、及び、水中不分離性を、使用温度による影響も含めて比較した。
図１は、本発明によるモルタル組成物(本発明１，２，３)と、比較例として用いた従来の高流動モルタル及び普通モルタルの調合表である。なお、実際の使用状況を考慮し、本発明のモルタルについては、上記高性能特殊増粘剤Ａ，Ｂの配合比と高性能特殊分散剤の添加率を、高流動モルタルについては高性能特殊分散剤の添加量をそれぞれ変化させて各温度での粘度等の調整を行っている。
材料分離抵抗性については、ブリーディング試験により評価した。
ブリーディング試験は、容量５００ｍｌのビーカーに４００ｃｃのモルタルを打込み、打込み直後からブリーディングが認められなくなるまで３０分毎に水を吸い取り、その時までたまった水の累計を１ｍｌ単位で記録する（JIS  A  1123-2003  「コンクリートのブリーディング試験方法」）もので、水の累計が小さいほど水の浮き（ブリーディング量）が小さく、材料分離が小さい。図２は、各モルタルの温度が５℃、２０℃、３０℃のときのブリーディング量を表にまとめたもので、普通モルタルでは各温度でブリーディングが生じているが、本発明１，２，３のモルタルと従来の高流動モルタルではどの温度でもブリーディング量が０であり、材料分離抵抗性に優れていることが確認された。
【００１７】
高流動性については、流動性により評価した。
本実験では、流動性については、鉄板の上に内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍのビニール製パイプを置き、モルタルを充填した後パイプを引き上げ、引き上げ後、５分で、直角２方向の直径を測定して値をフロー値とする５分フロー試験（JAS  15  M103  「セルフレベリング材の品質規格」に準拠）により評価した。５分フロー値が大きいほど流動性が高い。図３は、各モルタルの温度が５℃、２０℃、３０℃のときの５分フロー値（ｍｍ）を比較したグラフで、本発明１，２，３のモルタルは、従来の普通モルタルはもとより、従来の高流動モルタルと比較しても高いフロー値を示しており、本発明のモルタルは優れた流動性を示すことが確認された。
セルフレベリング性は、流動性と粘性とから評価した。
粘性はフロー試験における５分フロー値と１分フロー値との差から評価し、上記の差が大きいほど粘性が高く、流動性が高くても材料分離が生じない。すなわち、流動性が高い（５分フロー値が大きい）が粘性の低いモルタルは、一度流動性を失うと再度流れが生じることがなく、十分なセルフレベリング性を有していないが、流動性が高くかつ粘性の高いモルタルは、流れは遅いが、流動している時間が長いため、流れが停止することがなく、優れたセルフレベリング性を有する。
図４（ａ）は５分フロー値を比較したグラフで、図４（ｂ）は５分フロー値と１分フロー値との差を比較したグラフである。本発明のモルタルは、５℃、２０℃、３０℃の各温度において５分フロー値が大きく流動性が高いだけでなく、フロー値差が大きいことから、優れたセルフレベリング性を有することが確認された。これに対して、従来の高流動モルタルは、５分フロー値は大きいものの、５分フロー値と１分フロー値との差が小さく、セルフレベリング性は本発明のモルタルよりも劣っていることがわかる。
また、以下に示すような充填性確認試験を行って、各モルタルの自己充填性・セルフレベリング性について比較した。
幅２０ｍｍ、高さ４００ｍｍ、長さ１７００ｍｍの、型枠中の片面に長さ１７ｍｍの突起を有するシートを貼った型枠の右端よりモルタルを打設し、その流動勾配及び充填状況を測定した。本発明のモルタルでは、打設中は流動勾配が生じているが、最終的には、図５（ａ）に示すように、打設８分後に天端の勾配が１．５％とほぼ水平になり、良好な充填性とセルフレベリング性とを有することが確認された。一方、従来の高流動モルタルは、流動速度が速いものの、最終的には、図５（ｂ）に示すように、打設２分後に、８．８％の流動勾配を持ったまま流動が停止した。また、従来の普通モルタルを当該型枠に打設したところ、打設部付近で閉塞を起こしてしまい、打設そのものができなかった。
この実験においても、本発明のモルタルは、従来の高流動モルタルに比較して、セルフレベリング性及び自己充填性に優れていることが確認された。
【００１８】
一方、水中不分離性については、水中不分離度と水中気中強度比とにより評価した。
水中不分離度は、モルタルを水中で打設した際のモルタルのアルカリ性分の溶出を示す指標である、モルタルが投入されている水のｐＨ値により評価するもので、具体的には、ガラス製の１０００ｍｌのビーカーに２０℃の水を８００ｍｌ入れ、５００ｇ計量した試料を２０〜３０秒の間に水面から静かに落下させ、落下終了後３分間放置した後、スポイトを用いて、沈下した試料を乱さないようにしながら、上記ビーカー中の水を６００ｍｌ分取し、そのｐＨを測定する（水中不分離性コンクリート設計施工指針(案)付属書２  水中不分離性コンクリートの水中不分離度試験方法(案)に準拠）。土木学会「水中不分離性コンクリート設計施工指針(案)」によれば、ｐＨ１２以下であれば、十分な水中不分離性を有するとしている。
また、水中気中強度比は、水中で作製した試験体の圧縮強度試験結果と気中で作製した試験体の圧縮強度試験結果との比で、この比が１００％に近いほど水中で打設した際の水の巻き込みが小さく、水中不分離性に優れている。また、一般に、水中気中強度比が７０％以上のものが水中気中強度比が高い材料であるとされている。
図６（ａ）は、各モルタルの水中不分離度を測定した結果を示すグラフで、本発明１，２，３のモルタルは、いずれも、土木学会で示される基準値であるｐＨ１２を下回り、良好な結果となっている。一方、従来の高流動モルタルではｐＨ１２を上回り、水中不分離性を有していないことがわかる。
また、図６（ｂ）は、水中気中強度比を比較したグラフで、本発明１，２，３のモルタルは、５℃、２０℃、３０℃の各温度において水中気中強度比が全て７０％を超えているが、従来の高流動モルタルでは、５℃において７０％に達していない。
これにより、本発明１，２，３のモルタルは、優れた水中不分離性を有することが確認された。
【００１９】
［実施例２］
図７の表に示すような、本願発明の変動要因である高性能特殊増粘剤Ａ，Ｂの添加率、水セメント比、単位水量、高性能特殊分散剤の添加率を変化させたモルタルをそれぞれ作製して、フロー試験等の各種材料試験を行ない、各変動要因による粘性、流動性、材料分離抵抗性、水中不分離性に対する影響を調べた。なお、本実験では結合材をセメントのみとした。
粘性については２０ｃｍフロータイム、１分フロー値、５分フロー値、１分フロー値と５分フロー値との差、ロート試験等から評価した。
流動性については５分フロー値、１分フロー値と５分フロー値との差により評価した。
材料分離抵抗性についてはフロー試験時の目視、ブリーディング試験、打設試験、打設試験体の割裂試験により評価した。
水中不分離性については、水中にモルタルを落下させたときのｐＨ試験及び水中気中強度比により評価した。
【００２０】
（１）高性能特殊増粘剤の添加率による影響
高性能特殊増粘剤Ａ，Ｂの添加率の違いによる粘性、流動性、材料分離抵抗性、水中不分離性の各評価結果を以下の表１に示す。
使用したモルタルの配合は、水セメント比が４０％、単位水量が４００ｋｇ／ｍ3、単位セメント量が１０００ｋｇ／ｍ3、高性能特殊分散剤の添加率がＣ×１．０％で、高性能特殊増粘剤Ａ，Ｂの添加率については、Ｗ×０．００％，０．５０％，０．７５％，１．００％，１．５０％，２．００％とした。
【表１】
2006176397.tif 000002
表１に示すように、高性能特殊増粘剤の添加率の違いは、粘性、材料分離抵抗性、水中不分離性に対して大きな影響を及ぼしていることがわかる。また、高性能特殊増粘剤の添加率の違いによる各種性能への影響としては、添加率がＷ×０．５０％以下では粘性の低下により材料分離抵抗性、水中不分離性が発揮されず、Ｗ×２．００％以上になると粘性が高くなり、ポンプ圧送負荷が大きくなることや、流動時間が長くなるなど施工性に問題がある。したがって、上記高性能特殊増粘剤の添加率としては、Ｗ×０．７５％〜Ｗ×１．５０％の範囲とすることが好ましい。
（２）水セメント比の違いによる影響
水セメント比の違いによる各種性能の評価結果を以下の表２に示す。
使用したモルタルの配合は、単位水量を４００ｋｇ／ｍ3と一定にして、単位セメント量を１３３４ｋｇ／ｍ3，１０００ｋｇ／ｍ3，８００ｋｇ／ｍ3，６６７ｋｇ／ｍ3，５７２ｋｇ／ｍ3と変化させることにより、水セメント比を３０％，４０％，５０％，６０％，７０％と変化させたもので、高性能特殊分散剤の添加率はＣ×１．０％、高性能特殊増粘剤Ａ，Ｂの添加率はＷ×１．００％とそれぞれ一定とした。
【表２】
2006176397.tif 000003
表２に示すように、水セメント比を３０％とすると若干粘性が高くなり、流動性が低下するが、他の特性については影響は少ない。しかし、水セメント比が３０％を下まわる配合では、粘性の増加と流動性の低下により、セルフレベリング性、高流動性、自己充填性が発揮されない。また、水セメント比が７０％を超える配合では強度上の問題が発生するので、水セメント比としては、３０〜７０％の範囲とすることが好ましい。
【００２１】
（３）単位水量の違いによる影響
単位水量の違いによる各種性能の評価結果を、以下の表３に示す。使用したモルタルの配合は、水セメント比が４０％になるように、単位水量を３５０ｋｇ／ｍ3，４００ｋｇ／ｍ3，４５０ｋｇ／ｍ3と変化させ、それに応じて、単位セメント量を８７５ｋｇ／ｍ3，１０００ｋｇ／ｍ3，１１２５ｋｇ／ｍ3と変化させたもので、高性能特殊分散剤の添加率はＣ×１．０％、高性能特殊増粘剤Ａ，Ｂの添加率は、Ｗ×１．００％とした。
【表３】
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表３に示すように、単位水量３５０ｋｇ／ｍ3では流動性が若干低下し、単位水量４５０ｋｇ／ｍ3では材料分離抵抗性が若干低くなるが、他の特性については影響は少ない。
しかし、単位水量が３５０ｋｇ／ｍ3を下まわる配合では、流動性の低下により、セルフレベリング性、高流動性、自己充填性が発揮されない。また、単位水量が４５０ｋｇ／ｍ3を超える配合のものは、材料分離抵抗性の低下による骨材の沈降や、水量が多いことによる収縮量の増大など、耐久性状の問題が発生するので、単位水量としては、３５０ｋｇ／ｍ3〜４５０ｋｇ／ｍ3の範囲とすることが好ましい。
（４）高性能特殊分散剤の添加率による影響
高性能特殊分散剤の添加率の違いによる各種性能の評価結果を以下の表４に示す。使用したモルタルの配合は、水セメント比が４０％、単位水量が４００ｋｇ／ｍ3、単位セメント量が１０００ｋｇ／ｍ3で、高性能特殊分散剤の添加率をＣ×０．５％，１．０％，１．５％とした。また、高性能特殊増粘剤Ａ，Ｂの添加率はＷ×１．００％とした。
【表４】
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表４に示すように、高性能特殊分散剤の添加率による違いは、添加率がＣ×０．５％で流動性が若干小さくなり、Ｃ×１．５％で材料分離抵抗性が若干低くなるが、他の特性については影響は少ない。しかし、高性能特殊分散剤の添加率がＣ×０．５％を下まわる配合では、流動性の低下により、セルフレベリング性、高流動性、自己充填性が発揮されない。また、添加率がＣ×１．５％を超える配合のものは、材料分離抵抗性の低下による骨材の沈降や、ブリーディングの問題が発生するので、高性能特殊分散剤の添加率としては、Ｃ×０．５％〜Ｃ×１．５％の範囲とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、流動性、自己充填性、材料分離抵抗性に優れているだけでなく、水中不分離性、セルフレベリング性に優れたモルタル組成物を得ることができるので、トンネル覆工コンクリートの補修用の裏込め材や、狭間な箇所であっても好適に打設することができるグラウト材を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１で用いた本発明によるモルタルと、比較例として用いた従来の高流動モルタル及び普通モルタルの配合を示す図である。
【図２】実施例１で用いた各モルタルのブリーディング量の測定結果を示す図である。
【図３】実施例１で用いた各モルタルの５分フロー値を比較した図である。
【図４】実施例１で用いた各モルタルの５分フロー値と、５分フロー値と１分フロー値との差とを比較した図である。
【図５】本発明によるモルタルと従来の高流動モルタルとの充填性確認試験の結果を示す模式図である。
【図６】実施例１で用いた各モルタルの水中不分離度と水中気中強度比とを比較した図である。
【図７】実施例２で用いた本発明によるモルタルの配合と各種材料試験結果を示す図である。
【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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