(57)【要約】【課題】              本発明は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏とからなる水硬性成分を用いて、二液混合型でない一粉型の、凝結始発時間と凝結終結時間との間の短い急硬性に優れる、適度な可使時間を有する水硬性組成物の提供を目的とする。  さらに無収縮性で硬化中の体積変化がなく、凝結始発時間と凝結終結時間との間の短い急硬性に優れる、アルミナセメント、ポルトランドセメント、石膏及び石灰系を含むグラウト用の水硬性組成物の提供を目的とする。【解決手段】        アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏とからなる水硬性成分と、凝結調整剤とを含む水硬性組成物であり、凝結調整剤がクエン酸塩及び重炭酸塩を含むことを特徴とする水硬性組成物である。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏とからなる水硬性成分と、凝結調整剤とを含む水硬性組成物であり、
凝結調整剤がクエン酸塩及び重炭酸塩を含むことを特徴とする水硬性組成物。
【請求項２】
水硬性組成物は、水硬性成分１００質量部に対して、クエン酸塩を０．０１〜３質量部及び重炭酸塩を０．０１〜３質量部含むことを特徴とする請求項１に記載の水硬性組成物。
【請求項３】
クエン酸塩及び重炭酸塩が、クエン酸三アルカリ金属塩及び重炭酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水硬性組成物。
【請求項４】
凝結調整剤は、さらに凝結促進剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水硬性組成物。
【請求項５】
水硬性組成物は、さらに流動化剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分を少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水硬性組成物。
【請求項６】
水硬性組成物は、水と混練して、相対湿度６５％の環境下、５℃及び２０℃の温度、又は２０℃及び３０℃の温度で、凝結始発時間が５分以上で、凝結終結時間が６０分以下のモルタルが得られることを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載の水硬性組成物。
【請求項７】
水硬性組成物は、さらに膨張剤を含み、グラウト用に用いられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の水硬性組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の水硬性組成物と水とを混練して得られるモルタル。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の水硬性組成物と水との配合物を硬化させて得られる硬化物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木・建築分野に使用される水硬性組成物であり、トンネルやシールドの裏込め、ダムの継ぎ目、橋梁のシュウ、構造物の補修や補強、鉄筋継手、機械基礎の固定などの土木・建築分野に使用できるグラウト用途に使用可能な水硬性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントに凝結調整剤を配合して、凝結速度の調節が行われ、凝結調整剤としては有機物や無機物が利用されている。
有機酸類及びアルカリ金属炭酸塩とを含有するセメント組成物としては、特許文献１には、セメントと急硬材からなる急硬性セメントと、有機酸類、アルカリ金属炭酸塩、及び酸性物質を含有してなる急硬性セメントの凝結調整剤とを含有してなる地盤改良用注入材組成物が開示され、特許文献２には、アルカリ金属炭酸塩類、有機酸類、及び２０℃における冷水可溶分が５〜９０重量％のデキストリンを含有してなるセメント混和材が開示され、特許文献３には、硫酸カルシウム、カルシウムアルミネート、ポルトランドセメント及び凝結遅延剤を含有し、硫酸カルシウムのＢＥＴ比表面積（Ｉ）とカルシウムアルミネートのＢＥＴ比表面積（ＩＩ）の比（Ｉ／ＩＩ）が０．８〜２．０であることを特徴とする急硬性セメント組成物が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−３３３１４６号公報
【特許文献２】特開２０００−２４７７０２号公報
【特許文献３】特開２００５−０７５７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏とからなる水硬性成分を用いて、二液混合型でない一粉型の、凝結始発時間と凝結終結時間との間の短い急硬性に優れ、適度な可使時間を有する水硬性組成物の提供を目的とする。
さらに無収縮性で硬化中の体積変化がなく、凝結始発時間と凝結終結時間との間の短い急硬性に優れる、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏と膨張材とを含むグラウト用の水硬性組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏とからなる水硬性成分と、凝結調整剤とを含む水硬性組成物であり、
凝結調整剤がクエン酸塩及び重炭酸塩を含むことを特徴とする水硬性組成物である。
【０００６】
本発明の第ニは、本発明の水硬性組成物と水とを混練して得られるモルタルである。
本発明の第三は、本発明の水硬性組成物と水との配合物を硬化させて得られる硬化物である。
【０００７】
本発明の水硬性組成物の好ましい態様を示し、これらは複数組み合わせることが出来る。
１）相対湿度６５％の環境下、２０℃の温度で凝結始発時間が５分以上で、凝結終結時間が６０分以下の水硬性組成物であり、さらに好ましくは５℃と２０℃の温度、又は２０℃と３０℃の温度で、凝結始発時間が５分以上で、凝結終結時間が６０分以下の水硬性組成物であり、より好ましくは相対湿度６５％の環境下、５℃、２０℃及び３０℃の温度で、凝結始発時間が５分以上で、凝結終結時間が６０分以下の水硬性組成物であり、特に好ましくは相対湿度６５％の環境下、５℃から３０℃の温度で、凝結始発時間が５分以上で、凝結終結時間が６０分以下のモルタルが得られる水硬性組成物であること。
２）水硬性成分１００質量部に対して、クエン酸塩を０．０１〜３質量部及び重炭酸塩を０．０１〜３質量部含むこと。
３）クエン酸塩及び重炭酸塩が、クエン酸三アルカリ金属塩及び重炭酸ナトリウムであること、とくにクエン酸三アルカリ金属塩は、クエン酸三ナトリウムであること。
４）凝結調整剤は、さらに凝結促進剤を含むこと、凝結促進剤は好ましくはリチウム塩、さらに好ましくは炭酸リチウムを含むこと。
５）水硬性組成物は、流動化剤、増粘剤及び消泡剤から選ばれる成分を少なくとも１種を含むこと。
６）水硬性成分は、アルミナセメント１００質量部、ポルトランドセメント１０〜１２０質量部及び石膏５〜８０質量部であること。
７）水硬性組成物は、さらに消石灰を含むこと、好ましくは消石灰を水硬性成分１００質量部に対して０．０５〜１５質量部の範囲で含むこと。
８）水硬性組成物は、さらに細骨材を含むこと。
９）水硬性組成物は、さらに膨張剤を含み、グラウト用であること。
１０）水硬性組成物は、アルミナセメント１００質量部、ポルトランドセメント１０〜１２０質量部及び石膏５〜８０質量部からなる水硬性成分と、水硬性成分１００質量部に対して、膨張剤として金属粉０．０００１〜０．０２質量部とを含むことを特徴とするグラウト用の組成物であること。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の水硬性組成物は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏とからなる水硬性成分と、クエン酸塩及び重炭酸塩を含む凝結調整剤とを組み合わせることにより、容易に適度な可使時間の調整を行うことができ、凝結開始時間が５分以上で、凝結終結時間が６０分以下で、凝結始発時間と凝結終結時間との間の短い急硬性に優れるモルタルを得ることができる組成物である。
本発明の水硬性組成物は、さらに炭酸リチウムなどの凝結促進剤を所定量含むことにより、早期に強度発現するモルタルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の水硬性組成物は、アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏とからなる水硬性成分と、凝結調整剤とを含む水硬性組成物であり、凝結調整剤がクエン酸塩及び重炭酸塩を含むことを特徴とする水硬性組成物である。
本発明の水硬性組成物は、クエン酸塩と重炭酸塩の配合割合を調節することにより、凝結始発時間が５分以上で、凝結終結時間が６０分以内の、適度な可使時間と急硬性とを併せ持つ水硬性組成物を得ることができ、さらに本発明の水硬性組成物は、凝結終結時間（Ａ）と凝結始発時間（Ｂ）の差（Ａ−Ｂ）が、好ましくは４０分以内、さらに好ましくは３０分以内、より好ましくは２５分以内、特に好ましくは１５分以内のモルタル（水硬性組成物と水とのスラリー状の混練物）を得ることができる。
【００１０】
本発明の水硬性組成物は、クエン酸塩及び重炭酸塩の配合割合を調節することにより、相対湿度６５％の環境下で、好ましくは５℃と２０℃の温度、又は２０℃と３０℃の温度で、さらに好ましくは５℃、２０℃及び３０℃の温度で、特に好ましくは５℃から３０℃の温度で、凝結始発時間が５分以上で、凝結終結時間が６０分以内に凝結が終結し、凝結終結時間（Ａ）と凝結始発時間（Ｂ）の差（Ａ−Ｂ）が、好ましくは４０分以内、さらに好ましくは３０分以内、より好ましくは２５分以内、特に好ましくは１〜２０分の範囲で急結する、適度な可使時間を有するモルタルを得ることができる。
【００１１】
本発明の水硬性組成物は、クエン酸塩及び重炭酸塩の配合割合を調節することにより、相対湿度６５％の環境下で、好ましくは５℃の温度で、凝結終結時間（Ａ）と凝結始発時間（Ｂ）の差（Ａ−Ｂ）が、好ましくは４０分以内、さらに好ましくは３５分以内、より好ましくは３０分以内、特に好ましくは１〜２５分の範囲で急結する、適度な可使時間を有するモルタルを得ることができる。
【００１２】
本発明の水硬性組成物は、クエン酸塩及び重炭酸塩の配合割合を調節することにより、相対湿度６５％の環境下で、好ましくは２０℃の温度で、凝結終結時間（Ａ）と凝結始発時間（Ｂ）の差（Ａ−Ｂ）が、好ましくは４０分以内、さらに好ましくは３５分以内、さらに好ましくは３０分以内、より好ましくは２５分以内、特に好ましくは１〜２０分の範囲で急結する、適度な可使時間を有するモルタルを得ることができる。
【００１３】
本発明の水硬性組成物は、クエン酸塩及び重炭酸塩の配合割合を調節することにより、相対湿度６５％の環境下で、好ましくは３０℃の温度で、凝結終結時間（Ａ）と凝結始発時間（Ｂ）の差（Ａ−Ｂ）が、好ましくは４０分以内、さらに好ましくは３５分以内、さらに好ましくは３０分以内、より好ましくは２５分以内、特に好ましくは１〜２０分の範囲で急結する、適度な可使時間を有するモルタルを得ることができる。
【００１４】
本発明の水硬性組成物において、アルミナセメント１００質量部に対し、
ポルトランドセメントを好ましくは１０〜１２０質量部、さらに好ましくは３０〜１１０質量部、より好ましくは５０質量部から１００質量部未満、特に好ましくは６０〜９０質量部と、
石膏を好ましくは５〜８０質量部、さらに好ましくは７〜６０質量部、より好ましくは１０〜４０質量部、特に好ましくは１５〜２５質量部からなる水硬性成分を用いることにより、無収縮性で硬化中の体積変化の少ない硬化物を得ることができる。
本発明は、さらに上記水硬性組成物１００質量部に対して、膨張剤である金属粉０．０００１〜０．０２質量部とを含むことにより、硬化中の体積変化の少ないグラウト用途に使用可能な組成物を得ることができる。
【００１５】
水硬性組成物は、凝結調整剤としてクエン酸塩及び重炭酸塩の２成分を含み、クエン酸塩及び重炭酸塩を除く他の凝結調整剤を本発明の特性を損なわない範囲で含むことができる。
水硬性組成物は、水硬性成分１００質量部に対して、クエン酸塩を好ましくは０．０１〜３質量部、さらに好ましくは０．０５〜２質量部、より好ましくは０．０８〜１質量部、特に好ましくは０．１〜０．６質量部を含み、
重炭酸塩を好ましくは０．０１〜３質量部、さらに好ましくは０．０５〜２質量部、より好ましくは０．０８〜１質量部、特に好ましくは０．１〜０．９質量部含むことが好ましい。
クエン酸塩及び重炭酸塩の２成分の配合割合は適宜調節して用いることができるが、例えば、
（１）低温で急硬性を得る場合には、重炭酸塩の配合割合又は配合量を増やすこと、
（２）高温で遅延硬化性を得る場合には、クエン酸塩の配合割合又は配合量を増やすことにより、凝結の始発時間と終結時間の調整を行うことができると考える。
【００１６】
本発明の水硬性組成物は、特開２０００−２４７７０２号公報に記載の「２０℃における冷水可溶分が５〜９０重量％のデキストリン」を含んでもよいし、含まなくてもよい。
本発明の水硬性組成物は、特開平８−３３３１４６号公報に記載の「酸性物質」を含んでもよいし、含まなくてもよい。
【００１７】
アルミナセメントとしては、鉱物組成の異なるものが数種知られ市販されているが、何れも主成分はモノカルシウムアルミネート（ＣＡ）であり、市販品はその種類によらず使用することができる。
アルミナセメントは、どのようなブレーン比表面積のものでも用いることができるが、例えば、ブレーン比表面積が、好ましくは２０００ｃｍ２／ｇ以上のもの、さらに好ましくは２０００〜１００００ｃｍ２／ｇの範囲のもの、より好ましくは２５００〜７０００ｃｍ２／ｇの範囲のもの、特に好ましくは３０００〜５０００ｃｍ２／ｇの範囲のものを用いることができる。
【００１８】
ポルトランドセメントとしては、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、白色ポルトランドセメント等が挙げられ、一種又は二種以上の混合物として使用できる。
【００１９】
石膏としては、無水、半水等の石膏がその種類を問わず、一種又は二種以上の混合物として使用できる。
石膏は、どのようなブレーン比表面積のものでも用いることができるが、例えば、ブレーン比表面積が、好ましくは２０００〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲のもの、さらに好ましくは３０００〜１３０００ｃｍ２／ｇの範囲のもの、より好ましくは３３００〜１００００ｃｍ２／ｇの範囲のもの、特に好ましくは３５００〜７０００ｃｍ２／ｇの範囲のものを用いることができる。
【００２０】
本発明の水硬性組成物をグラウト組成物やグラウト材に用いる場合、そのグラウト材として要求される最も基本的な特性は、無収縮性で硬化中の体積変化が極めて小さいことであるが、本発明では、体積変化の極めて小さい水硬性成分を利用することに加え、膨張剤を添加することにより、グラウトの硬化時に起こる体積変化を抑制することができる。
膨張材としては、金属粉、カルシウムサルフォアルミネート系（ＣＳＡ系）、石灰系などを用いることができ、また、金属粉、カルシウムサルフォアルミネート系及び石灰系を２種以上併用して用いることができる。
膨張材の添加量は、水硬性成分１００質量部に対して、金属粉では、好ましくは０．０００１〜０．０２質量部、さらに好ましくは０．０００２〜０．００５質量部、より好ましくは０．０００３〜０．００４質量部、特に０．０００３〜０．００３質量部で用いることが好ましく、
石灰系では、好ましくは０．０５〜１５質量部、さらに好ましくは０．０８〜３質量部、より好ましくは０．１〜２質量部、特に０．２〜１質量部で用いることが好ましい。
【００２１】
金属粉としては、アルミニウム粉、鉄粉などを使用することができるが、中でも比重の面から、アルミニウム粉の使用が特に好ましい。アルミニウム粉は、ＪＩＳ・Ｋ−５９０６「塗装用アルミニウム粉」の第２種に準ずるものが好適に使用できる。
【００２２】
カルシウムサルフォアルミネート系としては、アウインを挙げることができる。
石灰系としては、生石灰、生石灰−石膏混合系、仮焼ドロマイト等が挙げられ、一種又は二種以上の混合物として使用できる。特に石灰系としては、生石灰、生石灰−石膏混合系が好ましい。
【００２３】
消石灰は、混練物中でアルカリ成分と金属粉が反応して発泡するさい、反応を円滑にするためのｐＨ調整剤として用いることができる。
消石灰の添加量は、水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは０．０５〜１５質量部、さらに好ましくは０．０８〜３質量部、より好ましくは０．１〜２質量部、特に０．２〜１質量部で用いることが好ましい。
【００２４】
水硬性組成物は、必要に応じて高炉スラグ、シリカヒューム、フライアッシュ、溶融スラグなどの無機成分を含むことができる。
【００２５】
水硬性組成物は、必要に応じて細骨材を含むことができる。
細骨材は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して、好ましくは２００質量部以下、さらに好ましくは３０〜１８０質量部、より好ましくは４０〜１５０質量部、特に好ましくは６０〜１２０質量部が、流動性や硬化体強度発現性などのために好ましい。
細骨材としては、好ましくは２．５ｍｍ以下の粒度のもの、さらに好ましくは２ｍｍ以下の粒度のものを用いることが、流動性や硬化体強度発現性などのために好ましい。
【００２６】
細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂などの砂類、シリカ粉、粘土鉱物、廃ＦＣＣ触媒、アルミナセメントクリンカー骨材などの無機質材、ウレタン砕、ＥＶＡフォーム、発砲樹脂などの樹脂粉砕物などを用いることができる。細骨材としては、２ｍｍ以下の径のものを用いることが好ましい。
細骨材ついては、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂などの砂類、石英粉末、廃ＦＣＣ触媒などの細骨材を用いることが好ましい。
特に、細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、山砂、砕砂などの砂類などを好ましく用いることが出来る。
【００２７】
本発明の水硬性組成物は、クエン酸塩及び重炭酸塩を除く凝結促進剤及び／又は凝結遅延剤の凝結調整剤、流動化剤、増粘剤、消泡剤及び膨張剤などを、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができる。
【００２８】
クエン酸塩は、クエン酸一ナトリウム、クエン酸一カリウムなどのクエン酸一アルカリ金属塩、クエン酸ニナトリウム、クエン酸ニカリウムなどのクエン酸ニアルカリ金属塩、クエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウムなどのクエン酸三アルカリ金属塩を用いることが出来、特にクエン酸三ナトリウム、クエン酸三カリウムなどのクエン酸三アルカリ金属塩が好ましい。
【００２９】
重炭酸塩は、炭酸水素ナトリウム（重炭酸ナトリウム）、炭酸水素カリウム（重炭酸カリウム）などの重炭酸のアルカリ金属塩を用いることが出来、特に重炭酸ナトリウムが好ましい。
【００３０】
本発明の水硬性組成物は、クエン酸塩及び重炭酸塩を除く、公知の凝結調整剤である凝結促進を行う成分及び凝結遅延を行う成分から選ばれる成分を少なくとも１種含むことができる。
凝結調整剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、塩化リチウム、硫酸アルミニウム、ミョウバン類、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム及び硫酸カリウムなどの無機硫酸塩類、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムなどの炭酸塩類、アルミン酸ナトリウム及びアルミン酸カリウムなどのアルカリアルミン酸塩類、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム及び硝酸カルシウムなどの硝酸塩類、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム及び亜硝酸カルシウムなどの亜硝酸塩類、ギ酸、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム及びギ酸カルシウムなどのギ酸塩類、乳酸、乳酸ナトリウム、乳酸カリウム及び乳酸カルシウムなどの乳酸塩類、酢酸、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム及び酢酸カルシウムなどの酢酸塩類、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸カリウム及びチオシアン酸カルシウムなどのチオシアン酸塩類、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム及びチオ硫酸カルシウムなどのチオ硫酸塩類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン及びトリイソプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類、オキシカルボン酸及びその塩などを挙げることができる。
【００３１】
オキシカルボン酸としては、例えばクエン酸、グルコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸などの脂肪族オキシ酸、サリチル酸、ｍ−オキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸、トロパ酸等の芳香族オキシ酸等を挙げることができる。
オキシカルボン酸の塩としては、クエン酸塩を除く、例えばオキシカルボン酸のアルカリ金属塩（具体的にはナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩など）、アルカリ土類金属塩（具体的にはカルシウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩など）などを挙げることができる。
【００３２】
水硬性組成物は、凝結調整剤としてクエン酸塩及び重炭酸塩と、炭酸リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム、水酸化リチウム、酢酸リチウム、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム、クエン酸リチウムなどの無機リチウム塩や有機リチウム塩などのリチウム塩などの公知の凝結促進剤とを併用することにより、可使時間の調節と、得られる硬化体の強度の発現を早くすることができる。
リチウム塩などの公知の凝結促進剤の配合割合は、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは０を超えて３質量部以下、さらに好ましくは０．０１〜２質量部、より好ましくは０．０５〜１質量部、特に好ましくは０．３〜０．８質量部の範囲が、可使時間の調節と、得られる硬化体の強度の発現を早くすることができるために好ましい。
【００３３】
水硬性組成物は、材料分離を抑制しつつ適度の流動性を確保しつつ、硬化体の強度を高め、且つ、乾燥収縮を低減させるためには減水効果を合わせ持つ流動化剤を添加することができる。
水硬性成分の主な成分であるアルミナセメントの発現強度は、水／セメント比の影響を大きく受けることから、減水効果を有する流動化剤を使用して水／水硬性成分比を小さくすることが不可欠である。
流動化剤としては、減水効果を合わせ持つ、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、ポリエーテル系等、ポリエーテルポリカルボン酸などの市販のものが、その種類を問わず使用できる。
流動化剤は、用いる水硬性成分に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができ、水硬性成分１００質量部に対し、０．００１〜５質量部、さらに好ましくは０．０１〜４質量部、より好ましくは０．０５〜３．５質量部、特に好ましくは０．１〜３質量部であり、添加量が余り少ないと十分な効果が発現せず、また多すぎても添加量に見合った効果は期待できず単に不経済であるだけでなく、所要の流動性を得るための混練水量が増大し、同時に粘稠性も大きくなり、充填性が悪化する。
【００３４】
増粘剤は、セルロース系、蛋白質系、ラテックス系、及び水溶性ポリマー系などを用いることが出来、特にセルロース系などを用いることが出来る。
増粘剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して、
好ましくは０．００１〜２質量部、さらに好ましくは０．００５〜１．５質量部、より好ましくは０．０１〜１質量部、特に０．０２〜０．５質量部含むことが好ましい。増粘剤の添加量が多くなると、流動性の低下を招く恐れがあり好ましくない。
増粘剤及び消泡剤を併用して用いることは、水硬性成分や細骨材などの骨材分離の抑制、気泡発生の抑制、硬化体表面の改善に好ましい効果を与え、水硬性組成物の硬化物の特性を向上させるために好ましい。
【００３５】
消泡剤は、シリコン系、アルコール系、ポリエーテル系などの合成物質、石油精製由来の鉱物油系又は植物由来の天然物質など、公知のものを用いることが出来る。
消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して、
好ましくは０．００１〜２質量部、さらに好ましくは０．００５〜１．５質量部、より好ましくは０．０１〜１質量部、特に０．０２〜０．５質量部含むことが好ましい。消泡剤の添加量は、上記範囲内が、消泡効果が認められるために好ましい。
【００３６】
水硬性組成物は、必要に応じて、本発明の特性を失わない範囲で高分子エマルジョンや樹脂粉末を含むことができ、配合割合は、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは１０質量部以下、さらに好ましくは５質量部以下、特に好ましくは３質量部以下であることが好ましい。
高分子エマルジョンとしては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アクリル系重合体などの乳化重合した重合体を用いることができ、樹脂粉末としてはエマルジョンより溶媒を除去したものや樹脂の微粉砕物などを用いることができる。
【００３７】
本発明の水硬性組成物は、モルタル製造時に、水の添加量を調整することにより、流動性、可使時間、材料分離、硬化体の強度などを調整することができる。
水の添加量は、水硬性組成物１００質量部に対し、好ましくは７〜４０質量部、さらに好ましくは８〜３０質量部、より好ましくは８〜２０質量部、特に好ましくは９〜１５質量部加えて用いることが好ましい。
【００３８】
アルミナセメント、ポルトランドセメント及び石膏と、クエン酸塩及び重炭酸塩と、必要に応じて配合する細骨材、クエン酸塩及び重炭酸塩を除く凝結調整剤、流動化剤、増粘剤、消泡剤、膨張剤などを混合機で混合し、水硬性組成物のプレミックス粉体を得ることができる。
水硬性組成物のプレミックス粉体は、所定量の水と混合、攪拌して、スラリー状のモルタルを製造することができ、その後モルタルを硬化させて水硬性組成物の硬化物を得ることができる。
【００３９】
本発明の水硬性組成物は、トンネルやシールドの裏込め、ダムの継ぎ目、橋梁のシュウ、構造物の補修や補強、鉄筋継手、機械基礎の固定、下水道の補修などの土木・建築分野に用いることができる。
本発明の水硬性組成物は、トンネルやシールドの裏込め、ダムの継ぎ目、橋梁のシュウ、構造物の補修や補強、鉄筋継手、機械基礎の固定、下水道の補修などの土木・建築分野のグラウト用途に用いることができる。
本発明の水硬性組成物は、学校、マンション、コンビニエンスストア、病院、ベランダ、屋上などの床下地材、壁下地材などに用いることが出来る。
本発明の水硬性組成物は、学校、マンション、コンビニエンスストア、病院、ベランダ、屋上などの床下地材、壁下地材などのセルフレベリング材に用いることが出来る。
【００４０】
本発明の水硬性組成物より得られる硬化物の圧縮強度は、材齢３日で好ましくは３０Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３３Ｎ／ｍｍ２以上、より好ましくは３５Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは３７Ｎ／ｍｍ２以上のものを得ることができる。
【００４１】
本発明の水硬性組成物より得られるモルタルのＪロートは、好ましくは４〜１０秒の範囲、さらに好ましくは６〜１０秒の範囲に調節することができる。
【００４２】
本発明の水硬性組成物は、
１）アルミナセメント１００質量部、ポルトランドセメント１０〜１２０質量部及び石膏５〜８０質量部からなる水硬性成分と、
２）水硬性成分１００質量部に対して、クエン酸塩を好ましくは０．０１〜３質量部、さらに好ましくは０．０５〜２質量部、より好ましくは０．０８〜１質量部、特に好ましくは０．１〜０．６質量部と、
重炭酸塩を好ましくは０．０１〜３質量部、さらに好ましくは０．０５〜２質量部、より好ましくは０．０８〜１質量部、特に好ましくは０．１〜０．９質量部と、
３）リチウム塩などの公知の凝結促進剤を、水硬性成分１００質量部に対し、好ましくは０を超えて３質量部以下、さらに好ましくは０．０１〜２質量部、より好ましくは０．０５〜１質量部、特に好ましくは０．３〜０．８質量部とを含む組成物を好ましく用いることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。
【００４４】
（特性の評価方法）
１）凝結終結時間と凝結始発時間の測定：  温度５、２０、３０℃、湿度６５％で調製した生成スラリーを同温湿度下において、ＪＩＳ・Ｒ−５２０１に従いビガー針装置により測定する。
２）Ｊロート（秒）：  土木学会充てんモルタル試験方法（案）（ＪＳＣＥ・Ｆ５４２−１９９３）  Ｊ１４ロートによる流下値を示す。
３）膨張率（％）：  土木学会充てんモルタル試験方法（案）（ＪＳＣＥ・Ｆ５４２−１９９３）  試験体φ５×１０ｃｍ（但し、膨張率は、膨張を＋、収縮を−で示す。）
４）強度の評価（曲げ強度、圧縮強度）：  下記の温度湿度条件で、ＪＩＳ・Ｒ−５２０１に示される４×４×１６ｃｍの型枠に生成スラリーを型詰めして、生成スラリーの型詰めと同じ温度湿度条件で３時間気中養生した後、脱型し、さらに成型体をポリエチレン袋に密閉し、その成型体が入ったポリエチレン袋を生成スラリーの型詰めと同じ温度湿度条件の気中にて所定期間養生して成型体を得る。成型体は、ＪＩＳ・Ｒ−５２０１記載の方法に従い測定する。
・温度湿度条件：（５℃、６５％）、（２０℃、６５％）、又は（３０℃、６５％）。
【００４５】
評価の温度条件は、通常季を２０℃、冬季を５℃、夏季を３０℃と想定して行った。
【００４６】
原料は以下のものを使用した。
１）水硬性成分：
・アルミナセメント（ラファージュアルミネート社製、ブレーン比表面積３３００ｃｍ２／ｇ、モノカルシウムアルミネート含有量４５重量％）。
・ポルトランドセメント（宇部三菱セメント社製、早強ポルトランドセメント、ブレーン比表面積４５００ｃｍ２／ｇ）。
・石膏：ＩＩ型無水石膏（セントラル硝子社製、ブレーン比表面積５３４０ｃｍ２／ｇ）。
２）細骨材：
・珪砂：５号珪砂（宇部サンド工業社製）。
３）凝結調整剤：
・炭酸リチウム（本荘ケミカル社製、製品名：ＵＦ−３００）。
・重炭酸ナトリウム（東ソー社製、製品名：工業用）。
・クエン酸三ナトリウム（磐田化学工業社製）。
４）混和剤：
・流動化剤：メラミン系流動化剤（日本シーカ社製、製品名：ＦＦ８６／１００）。
・増粘剤：メチルセルロース系増粘剤（松本油脂社製、製品名：６５ＭＰ−４００）。
・消泡剤：ポリエーテル系消泡剤（旭電化工業社製、製品名：Ｂ−１１５Ｆ）。
・膨張剤：アルミニウム粉（粒度４４μｍ以下６０重量％以上含有、大和金属粉工業社製、製品名：ＡＬＣファイン及びＫ−２５０の混合品）
・消石灰：（宇部マテリアル社製、製品名：特号）。
５）シリコーンオイル：メチルハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイル（信越化学工業社製、製品名：ＫＦ−９９）。
【００４７】
［実施例１〜３］
表１に示す組成割合の成分と、表２に示す凝結調整剤とを用い、アイリッヒミキサを使用して混合し、グラウト組成物を得た。
相対湿度６５％の環境下、温度５℃、２０℃及び３０℃の３点で、グラウト組成物１００重量部に対し、水２０重量部を加え、２分間混練して、各温度でモルタル（スラリー）を調整した。
得られた３種類（温度５℃、２０℃及び３０℃）のモルタルは、各温度湿度条件で、凝結始発時間及び凝結終結時間を測定し、結果を表２に示す。表２の［Ａ］は、凝結終結時間より凝結始発時間を引いた時間である。
実施例１において、５℃で行った実施例を１−１として、２０℃で行った実施例を１−２として、３０℃で行った実施例を１−３として示している。以下に示す実施例及び比較例でも同様にして示す。
【００４８】
［実施例４〜６］
表３に示す炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム及びクエン酸三ナトリウムの配合量と、試験温度で行う以外は、実施例１に示す表１の組成割合の成分を用い、アイリッヒミキサを使用して混合し、グラウト組成物を得た。
実施例１と同様にして、モルタル（スラリー）を調整した。
得られた３種類（温度５℃、２０℃及び３０℃）のモルタルは、各温度湿度条件で、凝結始発時間、凝結終結時間、Ｊロート及び圧縮強度を測定し、結果を表３に示す。表３の［Ａ］は、凝結終結時間より凝結始発時間を引いた時間である。
【００４９】
［実施例７〜１０］
表４に示す炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム及びクエン酸三ナトリウムの配合量と、試験温度で行う以外は、実施例１に示す表１の組成割合の成分を用い、アイリッヒミキサを使用して混合し、グラウト組成物を得た。
実施例１と同様にして、モルタル（スラリー）を調整した。
得られた３種類のモルタルは、各温度湿度条件で、凝結始発時間及び凝結終結時間を測定し、結果を表４に示す。表４の［Ａ］は、凝結終結時間より凝結始発時間を引いた時間である。
【００５０】
［実施例１１〜１２］
表５に示す炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム及びクエン酸三ナトリウムの配合量と、試験温度で行う以外は、実施例１に示す表１の組成割合の成分を用い、アイリッヒミキサを使用して混合し、グラウト組成物を得た。
実施例１と同様にして、モルタル（スラリー）を調整した。
得られた３種類のモルタルは、各温度湿度条件で、凝結始発時間、凝結終結時間、Ｊロート及び圧縮強度を測定し、結果を表５に示す。表５の［Ａ］は、凝結終結時間より凝結始発時間を引いた時間である。
【００５１】
［比較例１〜３］
表６に示す炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム及びクエン酸三ナトリウムの配合量と、試験温度で行う以外は、実施例１に示す表１の組成割合の成分を用い、アイリッヒミキサを使用して混合し、グラウト組成物を得た。
実施例１と同様にして、モルタル（スラリー）を調整した。
得られた３種類のモルタルは、各温度湿度条件で、凝結始発時間及び凝結終結時間を測定し、結果を表６に示す。表６の［Ａ］は、凝結終結時間より凝結始発時間を引いた時間である。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
【表２】
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【００５４】
【表３】
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【００５５】
【表４】
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【００５６】
【表５】
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【００５７】
【表６】
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