(57)【要約】      （修正有）【課題】作製直後から時間を経過した後にフロー値が十分に低下する可塑性注入材を提供すること等を課題とする。【解決手段】潜在水硬性材料と可塑化材と水とを含有する第一混合物と、前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が、０．７５〜３であるカルシウムアルミネートと、水とを含有する第二混合物とが混合されてなり、好ましくは、可塑材が、ベントナイトを含有し、更に好ましくは、第二混合物が、アルミン酸塩を含有する可塑性注入材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜在水硬性材料と可塑化材と水とを含有する第一混合物と、
前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材と、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５〜３であるカルシウムアルミネートと、水とを含有する第二混合物と、が混合されてなる可塑性注入材。
【請求項２】
前記可塑化材がベントナイトを含有する請求項１に記載の可塑性注入材。
【請求項３】
前記第二混合物が更にアルミン酸塩を含有する請求項１又は２に記載の可塑性注入材。
【請求項４】
潜在水硬性材料と可塑化材と水とを混合して第一混合物を作製する工程と、
前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材と、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５〜３であるカルシウムアルミネートと、水とを混合して第二混合物を作製する工程と、
前記第一混合物と前記第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程とを備える、可塑性注入材の製造方法。
【請求項５】
潜在水硬性材料と可塑化材と水とを混合して第一混合物を作製する工程と、
前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材と、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５〜３であるカルシウムアルミネートと、水とを混合して第二混合物を作製する工程と、
前記第一混合物と前記第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程と、
前記可塑性注入材を所望の施工場所に注入する工程とを備える、可塑性注入材の施工方法。
【請求項６】
前記第一混合物を、施工場所付近まで圧送する工程を備える請求項５に記載の可塑性注入材の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可塑性注入材、可塑性注入材の製造方法、及び、可塑性注入材の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤、コンクリート構造物等の空隙、空洞等に注入して施工される注入材としては、セメントを含む注入材が知られている。かかる注入材を目的の空隙、空洞等の施工場所に注入し且つ硬化するまでの間に周囲に漏れないようにするためには、施工するまでは十分な流動性を有し、施工後には周囲に流れださないようにゲル状に凝集する性質、すなわち、可塑性を有することが要求される。
かかる可塑性を有する注入材（以下、可塑性注入材ともいう。）としては、例えば、特許文献１に記載されているような可塑化材を含むものがある。
特許文献１に記載の可塑性注入材はセメントミルクと、可塑化材としてのベントナイトとを含むものである。ベントナイトは膨潤性を有するため、セメントミルクと混合するとセメントミルク中の水分によって膨潤し、セメントミルクに可塑性を付与することができる。
【０００３】
しかし、かかる可塑性注入材は、硬化材としてセメントを用いるため、注入時や施工現場までの圧送時等にホース内等でセメントが硬化する虞がある。
そこで、硬化材としてセメントの代わりに、潜在水硬性材料を用いることが特許文献２乃至４に記載されている。
特許文献２乃至４に記載されている潜在水硬性材料とは、高炉スラグ、ポゾラン粉末等のように、単独では水硬性を示さないが、水の存在下で、潜在水硬性材料の硬化を促進する硬化助材と接触すると水硬性を示す材料を意味する。かかる潜在水硬性材料は、硬化助材と接触するまでは粘度が増加し難いため、潜在水硬性材料、可塑化材及び水を含む混合物と、硬化助材及び水を含む混合物とをそれぞれ別々のホースを通じてポンプ等で施工場所付近まで圧送して、施工場所付近で各成分を混合して施工場所に注入することで、ホース内等が混合物で詰まるのを抑制しつつ、所望の施工場所に可塑性注入材を打設することができる。
このように潜在水硬性材料、可塑化材及び水を含む混合物と、硬化助材及び水を含む混合物と別々に調製してから混合して作製される可塑性注入材は、二液式の可塑性注入材と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３１０７７９号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１５８６号公報
【特許文献３】特開２００１−３０２３２４号公報
【特許文献４】特開２００７−４５６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、潜在水硬性材料、可塑化材、及び、水を含む混合物と、硬化助材、及び、水を含む混合物とを混合した直後においては、施工場所に可塑性注入材を十分に行き渡らせやすくするという観点からはフロー値が高い可塑性注入材が望ましく、一方で、施工場所から可塑性注入材が流出するのを抑制するという観点からはフロー値が低い可塑性注入材が望ましいので、状況に応じて、フロー値が所望の範囲となるように可塑性注入材を調製することが行われている。
これに対し、施工後においては、施工場所から可塑性注入材が流出するのを抑制するという観点で、可塑性注入材は、フロー値が低いことが望ましい。
すなわち、可塑性注入材としては、作製直後から時間を経過した後（例えば１時間後）にフロー値が十分に低下することが望ましい。
しかしながら、従来の可塑性注入材には、このような要望を十分に満足するものはなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記要望点に鑑み、作製直後から時間を経過した後にフロー値が十分に低下する可塑性注入材を提供することを課題とする。
また、本発明は、斯かる可塑性注入材を製造する可塑性注入材の製造方法を提供することを課題とする。
さらに、本発明は、斯かる可塑性注入材を施工する可塑性注入材の施工方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】
本発明者らは、鋭意検討したところ、硬化助材及び水を含む混合物に、更に、カルシウムアルミネートを含有させることで、得られる可塑性注入材について、作製直後から時間を経過した後にフロー値を十分に低下させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の可塑性注入材は、潜在水硬性材料と可塑化材と水とを含有する第一混合物と、前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とカルシウムアルミネートと水とを含有する第二混合物と、が混合されてなる。
【０００９】
本発明の可塑性注入材の一態様として、前記可塑化材は、ベントナイトを含有することができる。
【００１０】
また、本発明の可塑性注入材の一態様として、前記第二混合物は、更にアルミン酸塩を含有することができる。
【００１１】
また、本発明の可塑性注入材の製造方法は、潜在水硬性材料と可塑化材と水とを混合して第一混合物を作製する工程と、前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とカルシウムアルミネートと水とを混合して第二混合物を作製する工程と、前記第一混合物と前記第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程とを備える。
【００１２】
さらに、本発明の可塑性注入材の施工方法は、潜在水硬性材料と可塑化材と水とを混合して第一混合物を作製する工程と、前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とカルシウムアルミネートと水とを混合して第二混合物を作製する工程と、前記第一混合物と前記第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程と、前記可塑性注入材を所望の施工場所に注入する工程とを備える。
【００１３】
本発明の可塑性注入材の施工方法の一態様は、前記第一混合物を、施工場所付近まで圧送する工程を備えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、作製直後から時間を経過した後にフロー値が十分に低下する可塑性注入材を提供することができる。
また、本発明によれば、斯かる可塑性注入材を作製する可塑性注入材の製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、斯かる可塑性注入材を施工する可塑性注入材の施工方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明の可塑性注入材の一実施形態について説明する。
本実施形態の可塑性注入材は、潜在水硬性材料と可塑化材と水とを含有する第一混合物と、前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とカルシウムアルミネートと水とを含有する第二混合物と、が混合されてなる可塑性注入材である。
すなわち、本実施形態の可塑性注入材は、潜在水硬性材料を含む成分（第一混合物）と、該潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とを含む成分（第二混合物）とを別々に調製してから混合して形成されるいわゆる二液式の可塑性注入材である。
【００１６】
（第一混合物）
前記第一混合物は、潜在水硬性材料と可塑化材と水とを含有する。
【００１７】
前記潜在水硬性材料としては、潜在水硬性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、高炉スラグ、ポゾラン粉末、フライアッシュ等が挙げられ、特に、流動性に優れるという観点から高炉スラグが好ましい。
尚、本明細書において、潜在水硬性とは、通常の状態では水和反応を実質的に開始することがなく、硬化助材の存在下で水和反応を開始し硬化性の水和物を生成しうる性質をいう。
【００１８】
前記潜在水硬性材料の可塑性注入材における含有量は、例えば、１００ｋｇ／ｍ３以上５００ｋｇ／ｍ３以下、好ましくは２００ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下となるように第一混合物に潜在水硬性材料が含有される。尚、単位ｋｇ／ｍ３は可塑性注入材の１ｍ３あたりのｋｇである。
【００１９】
可塑化材としては、前記潜在水硬性材料と水とを含む混合物に可塑性を付与する性質を有する材であれば特に限定されない。例えば、ベントナイト、アタパルジャイト、メタカオリン等の粘土鉱物等が挙げられる。
可塑化材は、潜在水硬性材料と水とを含む混合物をゲル状に凝集させて可塑化することができる。中でも、前記粘土鉱物は、単独では前記混合物を可塑化する作用は低いものの、後述する第二混合物に含まれる硬化助材と混合されることで可塑化作用が高くなる性質を有する。よって、粘土鉱物を可塑化材として用いることで、第一混合物の状態では可塑性を抑制しつつ、第二混合物と混合した後に高い可塑性が得られる。
特に、ベントナイトは、適度な可塑性を可塑性注入材に付与できると同時に、第一混合物の流動性を適度な範囲に調整できるため可塑化材として特に好ましい。
【００２０】
ベントナイトとしては、膨潤度８ｍｌ／２ｇ以上３６ｍｌ／２ｇ以下、好ましくは１０ｍｌ／２ｇ以上２０ｍｌ／２ｇ以下のベントナイトが挙げられる。
ベントナイトの膨潤度が前記範囲である場合には、第一混合物の流動性をより長時間適度な範囲に維持することができると同時に、第二混合物と混合後にはより適度な可塑性が得られる。
【００２１】
尚、ベントナイトの膨潤度は、日本ベントナイト工業会試験法（ＪＢＡＳ−１０４）によって求められるものであり、蒸留水もしくは純水の中にベントナイトを徐々に落としたときの水中で示す見掛け容積で表示されるものである。具体的には、純水又は蒸留水１００ｍｌ（ミリリットル）中にベントナイト試料２ｇを落とし、落下後２４時間放置して容器内の推積した試料の見掛け容積を読取るものである。
【００２２】
前記可塑化材の可塑性注入材における含有量は、例えば、前記可塑化材がベントナイトである場合には、該ベントナイトの可塑性注入材における含有量は、例えば、５０ｋｇ／ｍ３以上３００ｋｇ／ｍ３以下、好ましくは７５ｋｇ／ｍ３以上１５０ｋｇ／ｍ３以下となるように、可塑化材が第一混合物に含有される。尚、単位ｋｇ／ｍ３は可塑性注入材の１ｍ３あたりのｋｇである。
可塑化材の含有量が前記範囲である場合には、可塑性注入材により適度な可塑性を付与できると同時に、第一混合物の流動性をより適度な範囲に調整できるため好ましい。
【００２３】
（水）
第一混合物において、前記潜在水硬性材料の量に対する水の量の比（質量比）は、例えば１．０〜８．０、好ましくは２．０〜４．０である。
この質量比が前記範囲である場合には、第一混合物の流動性をより適度な範囲に調整できる。
【００２４】
前記第一混合物は、更に、ポリカルボン酸系化学混和剤を含有してもよい。
【００２５】
ポリカルボン酸系化学混和剤は、ポリカルボン酸化合物を含む化学混和剤であって、ＪＩＳ  Ａ  ６２０４「コンクリート用化学混和剤」に記載の化学混和剤のうちの、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、減水剤、流動化剤の性能を有するものであれば、特に制限されるものではない。
ポリカルボン酸化合物としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリカルボン酸系エーテル系の複合物、ポリカルボン酸系エーテル系及び架橋ポリマーの複合体、ポリカルボン酸系エーテル系及び配向ポリマーの複合物、ポリカルボン酸系エーテル系及び高変性ポリマーの複合物、ポリエーテルカルボン酸系高分子化合物、マレイン酸共重合物、マレイン酸エステル共重合物、マレイン酸誘導体共重合物、カルボキシル基含有ポリエーテル系、末端スルホン基を有するポリカルボン酸基含有多元ポリマー、ポリカルボン酸系グラフトポリマー、ポリカルボン酸及び変性リグニン、ポリカルボン酸エーテル系ポリマー等が挙げられる。
【００２６】
ポリカルボン酸系化学混和剤は、市販品としては、ジオスパーＫ（フローリック社製）、マイティ３０００Ｓ（花王社製）、テルフロー（テルナイト社製）、レオビルドＳＰ８（ＢＡＳＦ社製）等を挙げることができる。
【００２７】
前記ポリカルボン酸系化学混和剤の第一混合物における含有量は、例えば、通常市販されているポリカルボン酸化合物を含む減水剤の場合、１．０ｋｇ／ｍ３以上１３ｋｇ／ｍ３以下、好ましくは２．０ｋｇ／ｍ３以上１２．５ｋｇ／ｍ３以下、より好ましくは３．０ｋｇ／ｍ３以上１０．０ｋｇ／ｍ３以下程度である。尚、単位ｋｇ／ｍ３は第一混合物の１ｍ３あたりのｋｇである。
ポリカルボン酸系化学混和剤の含有量が前記範囲である場合には、第一混合物の流動性をより適度な範囲に調整できるため好ましい。
【００２８】
本実施形態における第一混合物は、必要に応じて他の成分を配合してもよい。他の成分としては、例えば、遅延剤、粘性調整剤等が挙げられる。
【００２９】
前記潜在水硬性材料、前記可塑化材及び水の混合物は、通常時間が経過するにつれ粘度が上昇し、流動性が低下する。特に、混合物を可塑性注入材を施工する場所までホース等の移送手段で移送する場合等には、移送中に混合物の流動性が低下して、移送が困難になるおそれがある。
本実施形態の第一混合物はポリカルボン酸系化学混和剤を含むことで、第一混合物の流動性が低下することを抑制できる。特に、移送中の流動性の低下が起きやすい長距離移送においても、移送困難になることが効果的に抑制できる。
【００３０】
本実施形態の第一混合物は作製後比較的長期間経過しても流動性を維持することができる。従って、例えば、第一混合物の状態で保管しておくことで可塑性注入材の施工可能な期間を長くすることができる。また、第一混合物の状態で流動性を比較的長期間維持できるため、第一混合物の移送等の取り扱いが容易である。
【００３１】
本実施形態の第一混合物は、例えば、作製直後の粘度が５．０ｄＰａ・ｓ以下、好ましくは３．０ｄＰａ・ｓ以下であり、作製後２日経過後の粘度は１３ｄＰａ・ｓ以下、好ましくは１０ｄＰａ・ｓ以下である。粘度は、装置ビスコメーター  ＶＴ−０４（リオン社製）を用いて（測定条件２０℃）測定することができる。なお、粘度は、４インチ管で２０００ｍ分の試料を１００Ｌ／分で圧送した場合に、圧力損失を考慮してダルシーワイズバッハの式を用いて求められた４インチ管内の圧力が２．０ＭＰａ以下となる粘度が好ましい。ここで、４インチ管内の圧力とは、４インチ管の入り口（試料の流入口）の内周面における圧力を意味する。
かかる粘度の範囲であるため、本実施形態の第一混合物は、ホース等による圧送時にも良好に圧送できる。例えば、内径２インチ（５０ｍｍ）のホースを用いて、圧送量５０リットル／分の場合、最大３０００ｍ程度、好ましくは２０００ｍ程度の距離を圧送しても、良好に圧送することができる。
【００３２】
（第二混合物）
本実施形態の第二混合物は、前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とカルシウムアルミネートと水とを含有する。
【００３３】
（硬化助材）
本実施形態の硬化助材は、水の存在下で、前記第一混合物中に含まれる潜在水硬性材料と反応して、水和反応を起こして硬化性を発現させる材料をいう。
具体的には、硬化助材としては、生石灰（酸化カルシウムＣａＯ）、消石灰（水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２）、苦土石灰（ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）等の石灰、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属のアルカリ性塩、リン酸、リン酸塩、セメント水和物等が挙げられる。
前記潜在水硬性材料が高炉スラグの場合には、硬化助材としては、生石灰（酸化カルシウム、ＣａＯ）、消石灰（水酸化カルシウム、Ｃａ（ＯＨ）２）、苦土石灰（ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）等の石灰が、硬化反応を生じやすいため好ましい。
前記潜在水硬性材料がポゾラン粉末の場合には、硬化助材としては、生石灰（酸化カルシウム、ＣａＯ）、消石灰（水酸化カルシウム、Ｃａ（ＯＨ）２）、苦土石灰（ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）等の石灰、リン酸、リン酸塩等が、硬化反応を生じやすいため好ましい。
【００３４】
本実施形態の硬化助材の第二混合物における含有量は、例えば、第一混合物中の潜在水硬性材料１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下、好ましくは１０質量部以上２５質量部以下である。
硬化助材の含有量が前記範囲である場合には、第一混合物、第二混合物と混合した際に、硬化反応をより生じさせやすいため好ましい。
【００３５】
（カルシウムアルミネート）
前記カルシウムアルミネート（以下、ＣＡともいう。）は、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３を主成分とする化合物を総称するものである。
前記ＣＡの具体例としては、例えば、ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２及び３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４等と表される結晶性のカルシウムアルミネートや、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３成分を主成分とする非晶質の化合物が挙げられる。このうち、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．７５〜３の範囲にあるカルシウムアルミネートが好ましく、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が１〜２のものがより好ましい。ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が小さすぎると充分な可塑性付与が得られない場合があり、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が大きすぎると充分な流動性や可使時間が得られない場合がある。
ＣＡを得る方法としては、ＣａＯ原料とＡｌ２Ｏ３原料等をロータリーキルンや電気炉等によって熱処理して得る方法が挙げられる。
ＣＡを製造する際のＣａＯ原料としては、例えば、石灰石や貝殻などの炭酸カルシウム、消石灰等の水酸化カルシウム、あるいは生石灰等の酸化カルシウムを挙げることができる。Ａｌ２Ｏ３原料としては、例えば、ボーキサイトやアルミ残灰と呼ばれる産業副産物等が挙げられる。
ＣＡを工業的に得る場合、ＣＡと不純物とが混在することがある。その具体例としては、例えば、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＭｎＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｓ、Ｐ２Ｏ５及びＦ等が挙げられるが、これらの不純物の存在は本発明の目的を実質的に阻害しない範囲では特に問題とはならない。具体的には、カルシウムアルミネートと不純物とが混在する割合が、カルシウムアルミネート９０質量部に対して、これらの不純物の合計が１０質量部以下の範囲では特に問題とはならない。
本発明のＣＡの粒度は特に限定されるものではないが、通常、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）で３，０００〜９，０００ｃｍ２／ｇが好ましく、４，０００〜８，０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。ブレーン値が小さすぎると可塑性付与が充分でない場合があり、ブレーン値が大きすぎると流動性や可使時間の確保が困難になる場合がある。
【００３６】
（水）
水の第二混合物における含有量は、例えば、５００ｋｇ／ｍ３以上９５０ｋｇ／ｍ３以下、好ましくは７００ｋｇ／ｍ３以上９００ｋｇ／ｍ３以下である。尚、単位ｋｇ／ｍ３は第二混合物の１ｍ３あたりのｋｇである。
水の含有量が前記範囲である場合には、第二混合物の流動性をより適度な範囲に調整できる。
【００３７】
尚、水は、可塑性注入材における含有量が、好ましくは７００ｋｇ／ｍ３以上９００ｋｇ／ｍ３以下、より好ましくは７５０ｋｇ／ｍ３以上８５０ｋｇ／ｍ３以下となるように第一混合物及び第二混合物に配合される。尚、単位ｋｇ／ｍ３は可塑性注入材の１ｍ３あたりのｋｇである。
可塑性注入材における水の含有量が前記範囲である場合には、注入時には適度な流動性があり、硬化後には適度な強度が得られるため好ましい。
【００３８】
また、前記第二混合物は、アルミン酸塩を含有することが好ましい。前記第二混合物は、アルミン酸塩を含有することにより、可塑性注入材の作製直後から時間を経過した後に可塑性注入材のフロー値をより一層十分に低下させることができる。
アルミン酸塩の可塑性注入材における含有量は、例えば、０．３ｋｇ／ｍ３以上２．４ｋｇ／ｍ３以下、好ましくは０．６ｋｇ／ｍ３以上１．２ｋｇ／ｍ３以下となるように第二混合物に配合される。尚、単位ｋｇ／ｍ３は可塑性注入材の１ｍ３あたりのｋｇである。
【００３９】
さらに、前記第二混合物は、必要に応じて他の成分を配合してもよい。他の成分としては、例えば、流動化剤、粘性調整剤等が挙げられる。
【００４０】
本実施形態の可塑性注入材は、前記第一混合物と前記第二混合物とが混合されてなる。
第一混合物と第二混合物との混合比は特に限定されるものではないが、例えば、第一混合物と第二混合物との体積比が８０：２０〜９５：５、好ましくは８５：１５〜９０：１０で混合されることが挙げられる。
【００４１】
本実施形態の可塑性注入材は、上述のような第一混合物と第二混合物とが混合されてなる二液式可塑性注入材であるため、第一混合物と第二混合物とを別々に作製しておき、施工直前等の任意のタイミングで第一混合物と第二混合物とを混合することで作製することができる。
本実施形態の可塑性注入材は、地盤、コンクリート構造物等の空隙、空洞等に注入する際には適度な流動性を有すると同時に、注入後に周囲に流出することがない可塑性を有している。
【００４２】
次に上述のような可塑性注入材を製造する可塑性注入材の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の可塑性注入材の製造方法は、潜在水硬性材料と可塑化材と水とを混合して第一混合物を作製する工程と、前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とカルシウムアルミネートと水とを混合して第二混合物を作製する工程と、前記第一混合物と前記第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程とを備える。
【００４３】
第一混合物を作製する工程において、潜在水硬性材料、可塑化材、及び、水を混合する。各材料を混合する順序は特に限定されるものではないが、例えば、第一混合物がポリカルボン酸系化学混和剤を含有する場合には、以下の順序で混合することが好ましい。
【００４４】
すなわち、まず、前記潜在水硬性材料と水とを混合して潜在水硬性分散液を作製する工程を実施し、その後、前記潜在水硬性分散液と可塑化材とを混合する工程を実施する。
可塑化材は潜在水硬性材料と混合する前に水と接触すると非常に膨潤しやすくなるため、ポリカルボン酸系化学混和剤による流動性の抑制効果が抑制されるおそれがある。従って、まず、潜在水硬性材料と水とを混合して潜在水硬性分散液を作製しておき、かかる潜在水硬性分散液と可塑化材とを混合することで、可塑化材の膨潤による第一混合物の流動性の低下を抑制できる。
このように潜在水硬性分散液を作製する工程を実施し、その後、前記潜在水硬性分散液と可塑化材とを混合する工程を実施することで、流動性の低下を抑制できるのは、潜在水硬性材料は通常水と混合して分散液とした場合にはアルカリ性を示し、かかるアルカリ性の溶液中では前記可塑化材の膨潤が抑制されるためであると考えられる。
【００４５】
第一混合物を作製する工程において、ポリカルボン酸系化学混和剤は、最後に混合することが好ましい。
ポリカルボン酸系化学混和剤を最後に混合することで、第一混合物の粘度の上昇をより抑制でき、流動性をより良好にすることができる。
【００４６】
第一混合物を作製する工程において、各材料を混合する手段は公知のモルタル等の混合方法を採用することができる。例えば、モルタルミキサー、ハンドミキサー等の混合装置を用いて、５℃〜３５℃、１分間〜１０分間の混合条件で混合することが挙げられる。
【００４７】
一方、本実施形態の可塑性注入材の製造方法は、潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とカルシウムアルミネートと水とを混合して第二混合物を作製する工程を備える。
第二混合物を作製する工程において、各材料を混合する手段は第一混合物を作製する工程と同様に公知の混合装置を用いて公知の混合条件でのモルタル等の混合方法を採用することができる。
【００４８】
第一混合物を作製する工程と第二混合物を作製する工程とは、同時に並行して行ってもよく、あるいは、一方の工程を先に行い、他の工程を後から連続して行ってもよい。
第一混合物を作製する工程と第二混合物を作製する工程とを並行して行う場合には、それぞれの工程を実施した後に、得られた第一混合物及び第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程を実施する。
【００４９】
この場合、第一混合物を作製する工程と第二混合物を作製する工程とを可塑性注入材を施工する施工場所からは離れた場所、例えば、工場等で実施し、得られた第一混合物及び第二混合物をそれぞれ別のホース等の移送手段で施工場所付近まで移送し、第一混合物及び第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程を施工場所付近で実施してもよい。
【００５０】
このように、第一混合物及び第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程を、施工場所付近において実施することで、第一混合物と第二混合物とを混合してから短時間で施工場所に可塑性注入材を注入することができる。
【００５１】
一方の工程を先に行い、他の工程を後から連続して行う場合には、例えば、以下のような方法が挙げられる。
まず、第一混合物を作製する工程を実施して第一混合物を得ておき、該第一混合物を施工場所付近まで移送する。そして、施工場所付近において第二混合物を作製する工程を実施して第二混合物を作製し、移送してきた第一混合物と混合する工程を実施する。
このように、第二混合物を作製する工程を施工場所付近において実施することで、第一混合物と第二混合物とを混合してから短時間で施工場所に可塑性注入材を注入することができる。
【００５２】
第一混合物、及び第二混合物を移送する手段としては、上述のようにホースやパイプ等の管体とポンプとからなる圧送手段でもよく、タンクローリーやベルトコンベア等で移送する手段でもよく、特に限定されるものではない。
【００５３】
次に上述のような可塑性注入材の施工方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の可塑性注入材の施工方法は、潜在水硬性材料と可塑化材と水とを混合して第一混合物を作製する工程と、前記潜在水硬性材料を硬化させうる硬化助材とカルシウムアルミネートと水とを混合して第二混合物を作製する工程と、前記第一混合物と前記第二混合物を混合して可塑性注入材を作製する工程と、前記可塑性注入材を所望の施工場所に注入する工程とを備える。
【００５４】
すなわち、上述のように製造された可塑性注入材を所望の施工場所に注入することで、可塑性注入材の施工することができる。
【００５５】
本実施形態の可塑性注入材の施工方法において、前記第一混合物を、施工場所付近まで圧送する工程を備える。
すなわち、本実施形態においては、可塑性注入材の作製場所よりも施工場所から離れた場所から、該作製場所に前記第一混合物を圧送する工程を備える。
圧送手段としては、ポンプに接続されたホース等の移送手段等が挙げられる。
本実施形態の可塑性注入材の第一混合物は、比較的長期間流動性を維持しているため、例えば、長い圧送手段を用いた長距離圧送の場合にも、ホース内部に詰まりが生じて圧送しにくくなることを抑制できる。
【００５６】
本実施形態の可塑性注入材の施工方法において、前記第二混合物を、前記第一混合物と同様に施工場所付近まで圧送する工程を備えていてもよい。
あるいは、前記第二混合物は、施工場所付近で作製する工程を備えていてもよい。
いずれの場合も、注入個所付近に混合装置等を設置しておき、該注入個所付近において第一混合物及び第二混合物とを混合して可塑性注入材を作製する工程を実施する。
【００５７】
さらに、前記可塑性注入材を所望の施工場所に注入する。
本実施形態の可塑性注入材を注入する施工場所としては、地盤やコンクリート構造物の空洞や空隙等が挙げられる。本実施形態の可塑性注入材は、適度な流動性と可塑性とを備えているため、狭い空洞や空隙等にも良好に注入することができる。
【００５８】
尚、本発明の可塑性注入材、可塑性注入材の製造方法、及び、可塑性注入材の施工方法は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明の可塑性注入材、可塑性注入材の製造方法、及び、可塑性注入材の施工方法は、上記した作用効果に限定されるものでもない。さらに、本発明の可塑性注入材、可塑性注入材の製造方法、及び、可塑性注入材の施工方法は、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。
【実施例】
【００５９】
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。まず、各種の測定方法について述べる。
【００６０】
＜フロー値の測定方法＞
フロー値は、ＮＥＸＣＯ試験方法  ＪＨＳ  Ａ  ３１３に従った方法（静置時のフロー値）（以下、単に「ＪＨＳ」ともいう。）、及び、ＪＩＳ  Ｒ５２０１：１９９７に従った方法（打撃時（１５秒間に１５回の落下運動を与えた時）のフロー値）（以下、単に「ＪＩＳ１５」ともいう。）で測定し、下記の基準で評価した。
○：ＪＩＳ１５のフロー値に関し、１時間後のフロー値から直後のフロー値を引いた値が−１０ｍｍ以下となった場合
◎：「○」の条件を満たし、且つ、「矢板工法トンネルの背面空洞注入工設計・施工要領  平成１８年３月」（東日本高速道路株式会社、中日本高速道路株式会社、西日本高速道路株式会社  著）の表３．３のフロー値の上限値（「ＮＥＸＣＯ規定の上限値」ともいう。）の規定を満足する（直後のＪＨＳのフロー値が１５５ｍｍ以下であり、且つ、直後のＪＩＳ１５のフロー値が２０５ｍｍ以下であり、且つ、１時間後のＪＨＳのフロー値が１００ｍｍ以下であり、且つ、１時間後のＪＩＳ１５のフロー値が１７０ｍｍ以下である）場合
×：◎、○以外の場合
【００６１】
＜第一混合物：ポリカルボン酸系減水剤含有＞
ベントナイト（クニゲルＶ１、膨潤度１６ｍｌ／２ｇ、クニミネ工業社製）（以下、「Ｖ１」ともいう。）、高炉スラグ（高炉スラグ微粉末、日鉄住金鹿島鉱化社製）（以下、「スラグ」ともいう。）、ポリカルボン酸系減水剤（ジオスパーＫ、フローリック社製）（以下、「ＧＳＫ」ともいう。）、及び、水を混合して、下記表１の配合の第一混合物を得た。
【００６２】
【表１】
2018184344.tif 000002
【００６３】
＜添加物の評価（ポリカルボン酸系減水剤使用時）＞
また、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）（一号消石灰、吉澤石灰工業社製）、添加物、及び、水を混合して表２〜５の第二混合物を得た。
そして、表１の第一混合物及び表２〜５の第二混合物を混合し、可塑性注入材を得、作製直後及び作製から１時間後の可塑性注入材のフロー値を測定した。結果を下記表２〜５に示す。なお、表の略称等は以下を意味する。また、添加物として、カルシウムアルミネート（ＣＡ）を含有するもの（Ｍ−ＪＥＴやＪＥＴ）を用いたものについては、ＣＡの量を表に記載した。
ＨＣ：早強ポルトランドセメント
ＮＣ：普通ポルトランドセメント
Ｍ−ＪＥＴ：マイルドジェットセメント（カルシウムアルミネートとしてＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３及び１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を合計で３４重量％含有）
ＪＥＴ：ジェットセメント（カルシウムアルミネートとして１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２を２５重量％含有）
ＰＭＣ：セルロース系増粘剤
ＰＡＣ：ポリ塩化アルミニウム
Ｖ１：ベントナイト（クニゲルＶ１、膨潤度１６ｍｌ／２ｇ、クニミネ工業社製）
ＪＣ：有機カルボン酸系遅延剤（ジェットセンター、小野田ケミコ社製）
【００６４】
【表２】
2018184344.tif 000003
【００６５】
【表３】
2018184344.tif 000004
【００６６】
【表４】
2018184344.tif 000005
【００６７】
【表５】
2018184344.tif 000006
【００６８】
表２〜５に示すように、カルシウムアルミネートを含有する第二混合物を用いた場合には、ＪＩＳ１５のフロー値に関し、１時間後のフロー値から直後のフロー値を引いた値が−１０ｍｍ以下となった。
よって、本発明によれば、作製直後から時間を経過した後にフロー値が十分に低下する可塑性注入材を提供することができることがわかる。
また、表４に示すように、凝結調整剤である有機カルボン酸系遅延剤を用いると可塑性注入材への増粘効果は緩やかとなるが、ＪＩＳ１５のフロー値に関し、１時間後のフロー値から直後のフロー値を引いた値が−１０ｍｍ以下となった。
さらに、表２、５に示すように、アルミン酸ソーダは、カルシウムアルミネートと併用することで、可塑性注入材の作製直後から時間を経過した後にフロー値をより一層十分に低下させることができることがわかる。
【００６９】
＜第一混合物：ポリカルボン酸系減水剤なし＞
ベントナイト（クニゲルＶ１、膨潤度１６ｍｌ／２ｇ、クニミネ工業社製）（以下、「Ｖ１」ともいう。）、高炉スラグ（高炉スラグ微粉末、日鉄住金鹿島鉱化社製）（以下、「スラグ」ともいう。）、及び、水を混合して、下記表６の配合の第一混合物を得た。
【００７０】
【表６】
2018184344.tif 000007
【００７１】
＜添加物の評価（ポリカルボン酸系減水剤使用せず）＞
また、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）（一号消石灰、吉澤石灰工業社製）、添加物、及び、水を混合して表７の第二混合物を得た。
そして、表６の第一混合物及び表７の第二混合物を混合し、可塑性注入材を得、作製直後及び作製から１時間後の可塑性注入材のフロー値を測定した。結果を下記表７に示す。
【００７２】
【表７】
2018184344.tif 000008
【００７３】
表７に示すように、カルシウムアルミネートを含有する第二混合物を用いた場合には、ＪＩＳ１５のフロー値に関し、１時間後のフロー値から直後のフロー値を引いた値が−１０ｍｍ以下となった。
よって、このことからも、本発明によれば、作製直後から時間を経過した後にフロー値が十分に低下する可塑性注入材を提供することができることがわかる。