(57)【要約】【課題】若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度を低下させずに、可使時間を３０〜９０分程度と長く確保する。【解決手段】コンクリート断面修復材は、混和材１００質量％に対して１００〜１０００質量％のセメント鉱物を含むセメント組成物１００質量％に対して、１００〜３００質量％の骨材と、１〜２０質量％の再乳化粉末樹脂と、０．１〜２．０質量％の繊維と含む。混和材は、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩とが所定の質量比で混合された急硬成分に対して所定の割合でアルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類からなる凝結調整剤を含む。カルシウムアルミネートのガラス化率は８０％以上であり、凝結調整剤のいずれか１種を１００質量％とするとき他の２種を６０〜１６０質量％含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混和材１００質量％に対して１００〜１０００質量％のセメント鉱物を含むセメント組成物１００質量％に対して、１００〜３００質量％の骨材と、１〜２０質量％の再乳化粉末樹脂と、０．１〜２．０質量％の繊維とを含むコンクリート断面修復材であって、
前記混和材が、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩とが質量比で１：（０．５〜３）の割合で混合された急硬成分に対して内割でアルミン酸ナトリウム０．２〜３５．０質量％、無機炭酸塩０．２〜３５．０質量％及びカルボン酸類０．１〜１５．０質量％からなる凝結調整剤を含むとともに、
前記カルシウムアルミネートのガラス化率が８０％以上であって、
前記アルミン酸ナトリウム、前記無機炭酸塩及び前記カルボン酸類からなる凝結調整剤のうちのいずれか１種を１００質量％とするとき他の２種をそれぞれ６０〜１６０質量％含み、
前記アルミン酸ナトリウム、前記無機炭酸塩又は前記カルボン酸類のうちの少なくとも１種の凝結調整剤が、この選ばれた１種の凝結調整剤の総量を１００質量％とするとき、平均粒径４５μｍを越えかつ９０μｍ以下の第１粒子１０〜４５質量％と、平均粒径９０μｍを越えかつ１５０μｍ以下の第２粒子３０〜７０質量％と、平均粒径１５０μｍを越えかつ５００μｍ以下の第３粒子５〜３０質量％とを含み、かつ前記第２粒子を前記第１粒子より多く含むとともに前記第３粒子より多く含むことを特徴とするコンクリート断面修復材。
【請求項２】
コンクリート断面修復材１００質量％に対して、水を１０〜２０質量％混合してモルタルを調製したときに、可使時間が３０〜９０分であり、材齢３時間の圧縮強度が５Ｎ／ｍｍ2以上である請求項１記載のコンクリート断面修復材。
【請求項３】
コンクリート断面修復材１００質量％に対して、水を１０〜２０質量％混合してモルタルを調製したときに、１５打フロー値が１５０〜２３０ｍｍである請求項１又は２記載のコンクリート断面修復材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の断面修復材に関する。更に詳しくは、カルシウムアルミネート及び無機硫酸塩の急硬成分に、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類からなる凝結調整剤を含む混和材と、この混和材を普通ポルトランドセメント等のセメント鉱物に含むセメント組成物を混合して得られるコンクリート断面修復材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩とが重量比で１：（０．５〜３）の割合で混合された急硬成分をセメント鉱物に対して内割で１５〜３５％含む急硬セメントを主成分とし、この急硬セメントに対して内割重量でアルミン酸ナトリウム０．２〜５％、無機炭酸塩０．２〜５％及びカルボン酸類０．１〜２％を含む超速硬セメント組成物（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。
このように構成された超速硬セメント組成物では、このセメント組成物に注水した後、少なくとも２０分以上の硬化時間（可使時間）を保持できるとともに、１時間後の圧縮強度が１９．６Ｎ／ｍｍ2以上となる。またその後の圧縮強度も順調に延び、長期耐久性に優れ、更に硬化体に斑点化現象を起こさないようになっている。
【０００３】
また、ポルトランドセメント又はポルトランドセメントを含む混合セメントからなるセメント成分と、このセメント成分に対して内割りで２〜５０重量％の速硬成分と、セメント成分及び速硬成分の合計重量に対して０．１〜５重量％の凝結調整剤とを含む温度緩衝型速硬性組成物（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。この温度緩衝型速硬性組成物では、速硬成分が、アルミン酸カルシウムを主成分とする微粉冶金滓４０〜９５重量％及びII型無水石膏５〜６０重量％の混合物に、炭酸アルカリが内割で１〜１０重量％添加され、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム及び硫酸アルミニウムからなる群より選ばれた１種又は２種以上が１〜１０重量％添加される。更に凝結調整剤が有機酸系凝結遅延剤と硫酸アルカリからなる。
このように構成された温度緩衝型速硬性組成物は、セメント成分、速硬成分及び凝結調整剤の所定量を添加混合して容易に調製することができ、混練水量３０〜１００重量％にて混練することにより、高強度の硬化体を得ることができる。この結果、温度緩衝型速硬性組成物を用いれば、幅広い施工温度において、安定かつ良好な凝結特性及び作業性を確保できるようになっている。
【０００４】
更にカルシウムアルミネート、ポリアクリル酸類、ホウ酸類、炭酸塩及びカルボン酸類を含有するセメント組成物（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。
このように構成されたセメント組成物は、流動性と可使時間を長く確保でき、適度な硬度時間を有するとともに、良好な強度を十分に発現でき、更に耐火性や高温強度に優れるとしている。
【０００５】
一方、速硬セメント、繊維長が３〜２０ｍｍの短繊維及び再乳化型粉末粒子を含有するコンクリート断面修復材が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。このように構成されたコンクリート断面修復材では、２４時間圧縮強度が１４．１Ｎ／ｍｍ2及び１４．９Ｎ／ｍｍ2と良好になる。また施工現場での煩雑な計量や混合をすることなく、水を加えるだけで、安定した速硬性及び付着性状を得ることができ、ひび割れの少ない断面修復を容易に行えるようになっている。
またセメントを１００重量部、高分子エマルジョンを樹脂固形分換算で２〜３００重量部及びカルシウムアルミネート類を２〜５０重量部含有する急硬性ポリマーセメント組成物が開示されている（例えば、特許文献５参照。）。このように構成された急硬性ポリマーセメント組成物では、最も短い２４時間圧縮強度が５０〜２６０ｋｇ／ｃｍ2（４．９〜２５．５Ｎ／ｍｍ2）であり、最も長い２８日間圧縮強度が１５０〜３３０ｋｇ／ｃｍ2（１４．７〜３２．３Ｎ／ｍｍ2）である。この結果、ポリマーセメントの強度が短時間で発現できるようになっている。
また普通ポルトランドセメントを２０〜４０重量％と、白色ポルトランドセメントを４〜１０重量％と、超速硬セメントを４〜１０重量％と、骨材を２０〜６０重量％と、工芸高分子系エマルジョン（樹脂固形部）を３〜５重量％と、水を５〜２０重量％からなるモルタル組成物が開示されている（例えば、特許文献６参照。）。このように構成されたモルタル組成物では、最も短い５時間圧縮強度が１０〜１１ｋｇｆ／ｃｍ2（１．０〜１．１Ｎ／ｍｍ2）であり、最も長い２８日間圧縮強度が５７０〜５９０ｋｇ／ｃｍ2（５５．９〜５７．８Ｎ／ｍｍ2）である。また可使時間を確保でき、硬化体の色がコンクリート躯体の色に近く、接着強度と曲げ圧縮強度が高く、防水性能が優れる。
またホワイトセメントと、セッコウと、アルミナセメントからなり、アルミナセメントに対するセッコウの重量比が０．１〜５である急硬材を主成分とする急硬セメント組成物が開示されている（例えば、特許文献７参照。）。このように構成された急硬セメント組成物では、可使時間が６０〜９０分であり、最も短い１２時間圧縮強度が１１〜５１ｋｇｆ／ｃｍ2（１．１〜５．０Ｎ／ｍｍ2）であり、最も長い３日間圧縮強度が１５４〜２４０ｋｇ／ｃｍ2（１５．１〜２３．５Ｎ／ｍｍ2）である。また施工時の可使時間、硬化性及び強度発現性に優れる。
更にアルミナセメント、ポルトランドセメント、セッコウ、無機粉、ポリマー及び凝結調整剤を含有する急硬性ポリマーセメント組成物が開示されている（例えば、特許文献８参照。）。このように構成された急硬性ポリマーセメント組成物では、材齢１日における引張強度が１２．１〜１８．６ｋｇｆ／ｃｍ2（１．２〜１．８Ｎ／ｍｍ2）である。また急硬性、作業性、強度及び弾性に優れるとともに、収縮、ソリ及びクラック等の発生が極めて少なく、更に付着力が向上する。
【特許文献１】特公平３−４１４２０号公報（請求項１、明細書第２頁右欄第２８行目〜同頁右欄３３行目）
【特許文献２】特許第３１２５３１６号公報（請求項１、段落［００２８］、段落［００３９］）
【特許文献３】特開平６−３２６４２号公報（請求項１、段落［００６６］）
【特許文献４】特開平１１−２７８９０３号公報（請求項１、段落［００１６］、段落［００２５］）
【特許文献５】特開平２−５９４６０号公報（特許請求の範囲、明細書第３頁第１表、明細書第４頁左上欄第２行目〜同頁同欄第４行目）
【特許文献６】特開平３−５０１４６号公報（特許請求の範囲、明細書第４頁第２表、明細書第４頁左下欄第１７行目〜同頁同欄第２０行目）
【特許文献７】特開平４−５０１５１号公報（請求項１、明細書第６頁表−１、明細書第９頁左下欄第１７行目〜同頁同欄第１８行目）
【特許文献８】特開平４−３００２３１号公報（請求項１、段落［００３２］、段落［００３３］、段落［００４６］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の特許文献１に示された超速硬セメントでは、若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度を低下させずに、可使時間を３０〜９０分程度と長く確保することが難しく、また硬化体に斑点の発生が認められ、この部分が欠陥となって長期的な強度も低下する不具合があった。ここで、材齢とは、セメント組成物に水を加えた混合物の練り上がり直後から測定した時間をいい、若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度とは、セメント組成物に水を加えた混合物の練り上がり直後から３時間経過したときの硬化体の圧縮強度をいう。また、可使時間とは、セメント組成物に水を加えた混合物の練り上がり直後からこの混合物に流動性がなくなるまでの時間をいう。
また、上記従来の特許文献１に示された超速硬セメントでは、注水後の混練温度が異なると凝結時間が変化してしまうという凝結時間の温度依存性が大きく、特に混練装置の違いによる凝結時間の温度依存性が大きい問題点があった。
また、上記従来の特許文献１に示された超速硬セメントでは、可使時間を長くするために、凝結調整剤の添加量を多くすると、若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度が低下する問題点もあった。
また、上記従来の特許文献２に示された温度緩衝型速硬性組成物では、カルシウムアルミネートが粉末冶金滓であるため、硬化体の圧縮強度が低下し、凝結時間の温度依存性が未だ大きい問題点があった。
更に、上記従来の特許文献３に示されたセメント組成物では、無水石膏等の無機炭酸塩を使用しないため、若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度が低い問題点があった。
【０００７】
一方、上記従来の特許文献４に示されたコンクリート断面修復材では、強度が発現するまでに２４時間を要する問題点があった。
また、上記従来の特許文献５に示された急硬性ポリマーセメント組成物や特許文献７に示された急硬セメント組成物では、材齢１２時間以上の強度しか記載されておらず、特許文献６に示されたモルタル組成物では、材齢５時間の圧縮強度が１０〜１１ｋｇｆ／ｃｍ2（１．０〜１．１Ｎ／ｍｍ2）程度と低く、可使時間も３０分程度と短い問題点があり、特許文献８に示された急硬性ポリマーセメント組成物では、圧縮強度が記載されておらず、材齢１日の引張り強度しか記載されていない。
特に、夜間に氷点下となる寒冷地で施工する場合、強度が発現する前に修復材が凍結すると、初期凍結を受けて、施工直後の修復材が劣化するという問題点があった。この初期凍結を受けないようにするためには、修復材が５Ｎ／ｍｍ2以上の圧縮強度を発現することが必要であり、寒冷地（寒冷期）の施工において、５Ｎ／ｍｍ2以上の強度が発現するまで保温する等の対策が必要であった。このため昼間に施工した場合に、気温が氷点下になる夜間までに（約５時間）５Ｎ／ｍｍ2以上の強度が発現することが必要である。即ち、材齢３時間程度で５Ｎ／ｍｍ2以上の強度が発現することが望まれていた。また施工箇所の面積等が大きい場合，モルタルを施工するための可使時間が３０〜９０分程度と比較的長いことが必要であった。更に施工箇所が垂直面である場合にも、コテで塗り付けた修復材が剥がれ落ちたり或いは流れ出したりしない、ある程度の接着性や粘性が望まれていた。
また、上記従来の特許文献５に示された急硬性ポリマーセメント組成物や特許文献７に示された急硬セメント組成物では、凝結調整剤についての具体的な記載がないため、所定の可使時間に調整することができない問題点があった。これに対し、上記従来の特許文献８に示された急硬性ポリマーセメント組成物では、凝結調整剤としてオキカルボン酸類や炭酸カリウム等を使用することは記載されているため、凝結時間（可使時間）を調整することは可能である。通常、凝結時間（可使時間）を長くとればとるほど、硬化開始の時間が遅くなるため、若材齢（材齢３時間における強度）が低下する。このため、上記従来の特許文献８に示された急硬性ポリマーセメント組成物では、凝結時間（可使時間）の調整は可能であるけれども、モルタルを施工するために必要な可使時間を３０〜９０分程度としたときに、５Ｎ／ｍｍ2以上の材齢３時間での強度、特に５℃の低温での材齢３時間での強度を発現することができない問題点があった。
【０００８】
本発明の第１の目的は、施工現場で水と練り混ぜるだけでモルタルを調製できる、コンクリート断面修復材を提供することにある。
本発明の第２の目的は、施工箇所が垂直面であっても、コテで塗り付けることが可能な接着性及び粘性を有する、コンクリート断面修復材を提供することにある。
本発明の第３の目的は、凝結調整剤の粒度及びカルシウムアルミネートのガラス化率を調整することにより、可使時間が３０〜９０分程度と比較的長く確保したときに、５℃程度の低温下であっても若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度を５Ｎ／ｍｍ2以上発現させることができる、コンクリート断面修復材を提供することにある。
本発明の第４の目的は、修復後のモルタルの耐久性を良好に保つことができる、コンクリート断面修復材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、混和材１００質量％に対して１００〜１０００質量％のセメント鉱物を含むセメント組成物１００質量％に対して、１００〜３００質量％の骨材と、１〜２０質量％の再乳化粉末樹脂と、０．１〜２．０質量％の繊維とを含むコンクリート断面修復材であって、上記混和材が、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩とが質量比で１：（０．５〜３）の割合で混合された急硬成分に対して内割でアルミン酸ナトリウム０．２〜３５．０質量％、無機炭酸塩０．２〜３５．０質量％及びカルボン酸類０．１〜１５．０質量％からなる凝結調整剤を含むとともに、カルシウムアルミネートのガラス化率が８０％以上であって、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類からなる凝結調整剤のうちのいずれか１種を１００質量％とするとき他の２種をそれぞれ６０〜１６０質量％含み、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩又はカルボン酸類のうちの少なくとも１種の凝結調整剤が、この選ばれた１種の凝結調整剤の総量を１００質量％とするとき、平均粒径４５μｍを越えかつ９０μｍ以下の第１粒子１０〜４５質量％と、平均粒径９０μｍを越えかつ１５０μｍ以下の第２粒子３０〜７０質量％と、平均粒径１５０μｍを越えかつ５００μｍ以下の第３粒子５〜３０質量％とを含み、かつ第２粒子を第１粒子より多く含むとともに第３粒子より多く含むところにある。
【００１０】
この請求項１に記載されたコンクリート断面修復材では、カルシウムアルミネートのガラス化率を８０％以上としたので、上記混和材を含むセメント組成物に骨材と再乳化粉末樹脂と繊維を混合してコンクリート断面修復材を調製し、このコンクリート断面修復材に水を加え混合してモルタルを調製し、更にこのモルタルを硬化させたとき、この硬化体の若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度を低下させずに、可使時間を３０〜９０分程度と長く確保することができ、また硬化体に斑点が発生するのを防止でき、更に上記コンクリート断面修復材に水を加えて得られたモルタルの混練温度が異なっても凝結時間が殆ど変化せず、凝結時間の温度依存性を小さくすることができる。
またアルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類の混合割合を上記範囲とし、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩又はカルボン酸類のうちの少なくとも１種の凝結調整剤の第１〜第３粒子の混合割合をそれぞれ上記範囲とし、更に第２粒子を第１粒子より多く含むとともに第３粒子より多く含む凝結調整剤と、セメント鉱物と、急硬成分とからなるセメント組成物に骨材と再乳化粉末樹脂と繊維を混合して得られたコンクリート断面修復材に、更に水を加えて混合したモルタルでは、反応開始が速やかに開始し、水和反応が順調に継続する、即ち急激な反応を抑え、連続的に穏やかな水和反応が起こるようにすることにより、有益なエトリンガイト［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏ］又はモノサルフェート［３（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＣａＳＯ4・１２Ｈ2Ｏ）］のいずれか一方又は双方が速やかに生成される。この結果、上記コンクリート断面修復材に注水して得られたモルタルを硬化させたとき、この硬化体の若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度を低下させずに、確実に可使時間を３０〜９０分程度と長く確保することができるとともに、凝結時間の温度依存性を更に小さくすることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更にコンクリート断面修復材１００質量％に対して、水を１０〜２０質量％混合してモルタルを調製したときに、可使時間が３０〜９０分であり、材齢３時間の圧縮強度が５Ｎ／ｍｍ2以上であることを特徴とする。
この請求項２に記載されたコンクリート断面修復材では、環境温度が５℃程度と低くても、即ち周囲の雰囲気温度が５℃程度であり、セメント鉱物や混和材等の材料の温度が５℃程度であり、更に水の温度が５℃程度と低くても、５Ｎ／ｍｍ2以上と若材齢（材齢３時間程度）での高い圧縮強度が得られる。
またコンクリート断面修復材１００質量％に対して、水を１０〜２０質量％混合してモルタルを調製したときに、１５打フロー値が１５０〜２３０ｍｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、セメント鉱物及び混和材を含むセメント組成物に、骨材と再乳化粉末樹脂と繊維を混合したコンクリート断面修復材であって、混和材が、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩とが所定の割合で混合された急硬成分に、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類からなる凝結調整剤を含み、上記カルシウムアルミネートのガラス化率を８０％以上にし、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類の混合割合を所定の範囲に設定し、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩又はカルボン酸類のうちの少なくとも１種の凝結調整剤の第１〜第３粒子の混合割合を所定の範囲に設定し、更に第２粒子を第１粒子より多く含むとともに第３粒子より多く含むように設定したので、このコンクリート断面修復材に水を加えて混合してモルタルを調製し、このモルタルを硬化させた場合、硬化体の若材齢（材齢３時間程度）で圧縮強度を低下させずに、可使時間を３０〜９０分程度と長く確保することができる。また硬化体に斑点が発生しないので、この斑点部分が欠陥となって長期的な硬化体の強度の低下を招くという事態の発生を防止できる。また注水後の混練温度が異なっても凝結時間が殆ど変化せず、凝結時間の温度依存性を小さくすることができる。この結果、どのような作業環境であっても、混和材を含むコンクリート断面修復材に注水して得られたモルタルの粘性変化が略同一の条件で混練作業、打設作業又は塗布作業等を行うことができる。また混和材を含むコンクリート断面修復材に注水すると、エトリンガイト［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏ］又はモノサルフェート［３（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＣａＳＯ4・１２Ｈ2Ｏ）］のいずれか一方又は双方が生成され、上記エトリンガイトやモノサルフェートが六価クロムを吸収できる。この結果、環境を汚染する有害物質として挙げられている六価クロムが地中に拡散されるのを防止できる。
【００１３】
一方、コンクリート断面修復材に混和材を含むことにより、凝結時間の温度による変化、即ち凝結時間の温度依存性を小さくすることができる。また上記コンクリート断面修復材に注水して得られたモルタルでは、環境温度が５℃程度と比較的低温であっても、可使時間を３０〜９０分程度と長く確保できるとともに、５Ｎ／ｍｍ2以上と高い若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度を発現できる。この結果、現場での作業時間を十分に長く確保できるので、現場での施工が容易になるとともに、冬期に施工した場合でも氷点下となる夜間になるまでに若材齢（材齢３時間程度）での高い圧縮強度を発現できるので、保温等を行わなくても、初期凍害を受けない。
またセメント鉱物及び混和材の合計量を１００質量％とするとき、骨材を１００〜３００質量％含むことにより、コンクリート断面修復材と水との混練時に骨材により材料が良く撹拌され、凝結調整剤の溶け方が改善され、また凝結性状が安定し、硬化後の硬化体の表面状態が良好となるとともに、硬化体の収縮率が小さくなる。
またセメント鉱物及び混和材の合計量を１００質量％とするとき、再乳化粉末樹脂を１〜２０質量％含むことにより、コンクリート断面修復材に水を混合してモルタルを調製するときの材料分離に対する抵抗性、凍結融解に対する抵抗性、及びコンクリートに対する接着性を向上できるとともに、乾燥収縮を低減できる。
またセメント鉱物及び混和材の合計量を１００質量％とするとき、繊維を０．１〜２．０質量％含むことにより、コンクリート断面修復材に水を混合して得られたモルタルを硬化させたときに、この硬化体の曲げ強度及び引張り強度を向上できるとともに、ひび割れに対する抵抗性を向上できる。
更に上記コンクリート断面修復材では、予め水以外の所定の材料をプレミックス（予調合）しているため、施工現場で材料の計量や混合が不要になり、現場での施工作業が容易になる。
【００１４】
なお、本明細書において、『プレミックス（予混合）』とは、予め水以外の材料を工場で混合しておくことをいう。
また、本明細書において、『１５打フロー』とは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１の「セメントの物理試験方法」に規定されているフロー試験方法であり、上部内径７０ｍｍ、下部内径１００ｍｍ、高さ６０ｍｍのコーン中にモルタルを入れ、コーンを取り去った後に、１５回の落下運動を与えた後のモルタルの広がりを測定することをいう。
更に、本明細書において、『可使時間』とは、モルタルの練り上がりからフロー値が１５０ｍｍ以下となるまでの時間をいう。概ねコテによる仕上げが可能な時間と一致する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明を実施するための最良の形態を説明する。
コンクリート断面修復材は、混和材１００質量％に対して１００〜１０００質量％、好ましくは２００〜５００質量％のセメント鉱物を含むセメント組成物１００質量％に対して、１００〜３００質量％、好ましくは１２０〜２００質量％の骨材と、１〜２０質量％、好ましくは５〜１０質量％の再乳化粉末樹脂と、０．１〜２．０質量％、好ましくは０．２〜０．５質量％の繊維とを含む。セメント鉱物としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低発熱セメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等が挙げられる。ここで、セメント鉱物及び混和材の合計量に対する混和材の混合割合を１０〜４０質量％の範囲に限定したのは、１０質量％未満では早期材齢（若材齢）の強度発現性が低下し、４０質量％を越えると製造コストが増大するとともにセメント鉱物が少なくなって長期強度の発現性が低下するからである。
【００１６】
混和材は、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩とが質量比で１：（０．５〜３）の割合で混合された急硬成分に対して、内割でアルミン酸ナトリウム０．２〜３５．０質量％、好ましくは０．４〜５．０質量％と、無機炭酸塩０．２〜３５．０質量％、好ましくは０．４〜５．０質量％と、カルボン酸類０．１〜１５．０質量％、好ましくは０．２〜２．０質量％とからなる凝結調整剤を含む。カルシウムアルミネートの組成としては、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＸ2（Ｘはハロゲン元素である。）、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3などが挙げられる。また無機硫酸塩としては、無水石膏（組成：ＣａＳＯ4）、硫酸ナトリウム等が挙げられる。更に無機炭酸塩としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられ、カルボン酸類としては、クエン酸、酒石酸、グルコン酸又はリンゴ酸、或いはこれらの酸のナトリウム、カリウム、カルシウム等の水溶性塩が挙げられる。
【００１７】
ここで、カルシウムアルミネートと無機硫酸塩との混合割合を１：（０．５〜３）の範囲に限定したのは、この範囲外ではモルタルの可使時間（作業時間）が短くなるか、或いは硬化体の若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度が低下してしまうからである。アルミン酸ナトリウムの急硬成分に対する混合割合を内割で０．２〜３５．０質量％の範囲に限定したのは、０．２質量％未満では硬化体が所定の圧縮強度に達せず、３５．０質量％を越えると凝結調整剤を用いてもモルタルの可使時間が３０〜９０分程度、好ましくは５５〜７５分程度という比較的長い時間を確保できないからである。また無機炭酸塩の急硬成分に対する混合割合を内割で０．２〜３５．０質量％の範囲に限定し、カルボン酸類の急硬成分に対する混合割合を内割で０．１〜１５．０質量％の範囲に限定したのは、これらの範囲外では施工に必要な作業時間（モルタルの可使時間）を確保できないか、或いは硬化体の圧縮強度が低下するからである。
【００１８】
なお、モルタルとは、上記コンクリート断面修復材１００質量％に対して、水を１０〜２０質量％、好ましくは１５〜１８質量％を混合して調製したものであり、硬化体とは、上記モルタルを硬化させたものである。上記モルタルの可使時間が３０〜９０分、好ましくは５０〜８０分であるとき、硬化体の材齢３時間での圧縮強度は５Ｎ／ｍｍ2以上、好ましくは６．０〜１０．０Ｎ／ｍｍ2である。ここで、コンクリート断面修復材１００質量％に対する水の混合割合を１０〜２０質量％の範囲に限定したのは、１０質量％未満では流動性が悪くなって硬化体の強度にばらつきが多くなり、２０質量％を越えると材料分離を生じて硬化体の強度にばらつきが多くなるからである。またコンクリート断面修復材中の混和材１００質量％に対して、セメントが１００〜１０００質量％、好ましくは２００〜５００質量％混合される。ここで、混和材１００質量％に対するセメントの混合割合を１００〜１０００質量％の範囲に限定したのは、１００質量％未満ではコスト的に不経済であるとともに、凝結時間の調整が難しくなって可使時間が短くなるからであり、１０００質量％を越えると若材齢の圧縮強度が低下するからである。硬化体の材齢３時間の圧縮強度を５Ｎ／ｍｍ2以上に限定したのは、５Ｎ／ｍｍ2未満では初期凍結を起こし易いからである。
【００１９】
一方、骨材としては、硅砂、炭酸カルシウム、軽量骨材等を使用することができるが、粒径９０〜３０００μｍの硅砂を用いることが好ましい。骨材としてパーライト等の軽量骨材を使用した場合、モルタルの比重が小さくなって、一塗りの厚さを厚くすることができるので、好ましい。ここで、セメント組成物１００質量％に対する骨材の混合割合を１００〜３００質量％の範囲に限定したのは、１００質量％未満では撹拌性能が低下するとともに乾燥収縮が大きくなってしまい、３００質量％を越えると若材齢の圧縮強度が低下するとともに材料分離が発生し易くなってコテ仕上げが難しくなるからである。また骨材の粒径を９０〜３０００μｍの範囲に限定したのは、９０μｍ未満では撹拌性能の効果が小さく、また所定のフロー値とするときに練り混ぜ水を多く必要とする不具合があり、３０００μｍを越えるとコテ仕上げが難しくなり、硬化体の表面が平滑になり難いからである。
【００２０】
再乳化粉末樹脂は粉末エマルジョンとも呼ばれ、合成樹脂エマルジョンを噴霧乾燥したものである。この再乳化粉末樹脂の種類は特に限定されないが、エチレン酢酸ビニル（EVA）、酢酸ビニルアセテート（VAVeoVa）、スチレンアクリル酸エステル（SAE）、ポリアクリル酸エステル（PAE）などが挙げられ、耐久性の観点からスチレンアクリル酸エステル（SAE）やポリアクリル酸エステル（PAE）等のアクリル系樹脂を用いることが好ましい。ここで、セメント組成物１００質量％に対する再乳化粉末樹脂の混合割合を１〜２０質量％の範囲に限定したのは、１質量％未満では材料分離を阻止する効果や接着性を向上する効果を十分に発揮できず、２０質量％を越えるとコスト的に不経済となるからである。繊維としては、炭素繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維等が挙げられる。繊維の直径は０．０５〜０．５０ｍｍであり、繊維の長さは１〜３０ｍｍであることが好ましい。ここで、セメント組成物１００質量％に対する繊維の混合割合を０．１〜２．０質量％の範囲に限定したのは、０．１質量％未満では曲げ強度、引張り強度及びひび割れ抵抗性の効果が十分に得られず、２．０質量％を越えるとコスト的に不経済でありモルタルの練り混ぜ時に凝集してダマになり易いからである。また繊維の直径を０．０５〜０．５０ｍｍの範囲に限定したのは、０．０５ｍｍ未満では繊維の引張り強度が小さく繊維による補強が不十分であり、０．５０ｍｍを越えると練り混ぜ性能が低下しコテ仕上げが難しくなるからである。更に繊維の長さを１〜３０ｍｍの範囲に限定したのは、１ｍｍ未満では補強の効果が小さく曲げ強度の向上に寄与せず、３０ｍｍを越えると練り混ぜ性能が低下しコテ仕上げが難しくなるからである。
【００２１】
一方、混和材中のカルシウムアルミネートのガラス化率（非結晶化率）は８０％以上、好ましくは８０〜９８％、更に好ましくは９０〜９５％である。ここで、カルシウムアルミネートのガラス化率を８０％以上に限定したのは、８０％未満では、可使時間を長くしたときの強度発現性が低下するからである。また、カルシウムアルミネートのガラス化率が９８％を越えると、歩留まりが低下して製造コストを押上げるため好ましくない。なお、上記カルシウムアルミネートのガラス化率（％）は、試料を粉末Ｘ線回折法により分析し、メインピークの高さの比により算出した。
【００２２】
またアルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類からなる凝結調整剤のうちのいずれか１種を１００質量％とするとき他の２種をそれぞれ６０〜１６０質量％、好ましくは６６〜１５０質量％含む。例えば、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩又はカルボン酸類のうちの任意の１種としてアルミン酸ナトリウムを選び、アルミン酸ナトリウムを混和材の総量に対して０．４質量％含み、無機炭酸塩を混和材の総量に対してそれぞれ０．６質量％含み、カルボン酸類を混和材の総量に対して０．４質量％含む場合、アルミン酸ナトリウムを基準（１００質量％）として、無機炭酸塩及びカルボン酸類がそれぞれ１５０質量％及び１００質量％含むことになり、上記設定範囲内となる。またアルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩又はカルボン酸類のうちの少なくとも１種の凝結調整剤が、この選ばれた１種の凝結調整剤の総量を１００質量％とするとき、平均粒径４５μｍを越えかつ９０μｍ以下の第１粒子１０〜４５質量％、好ましくは１５〜４０質量％と、平均粒径９０μｍを越えかつ１５０μｍ以下の第２粒子３０〜７０質量％、好ましくは３５〜６５質量％と、平均粒径１５０μｍを越えかつ５００μｍ以下の第３粒子５〜３０質量％、好ましくは１０〜２５質量％とを含む。第１〜第３粒子の平均粒径が上記範囲に限定されるのは、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩又はカルボン酸類のうちのいずれか１種でもよく、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類からなる群より選ばれた２種でもよく、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類の全てでもよい。また上記選ばれた１種の凝結調整剤が第１〜第３粒子のみからなる場合には、第１〜第３粒子の合計が１００質量％となり、上記選ばれた１種の凝結調整剤が第１〜第３粒子の他に平均粒径４５μｍ未満の微粒子などを含む場合には、第１〜第３粒子の合計は１００質量％未満となる。更に第２粒子を第１粒子より多く含むとともに第３粒子より多く含む。なお、第３粒子は第１粒子と同量か或いは第１粒子より多く含むことが好ましい。
【００２３】
ここで、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類からなる凝結調整剤のうちのいずれか１種を１００質量％とするとき他の２種をそれぞれ６０〜１６０質量の範囲に限定したのは、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類の混和材の総量に対する混合割合が比較的広いため、上記選ばれた１種の凝結調整剤の総量より他の種類の凝結調整剤の総量が遙かに多く、かつ他の種類の凝結調整剤の第３粒子の混合割合が上記設定範囲より大幅に多い場合、他の種類の凝結調整剤の影響が大きくなってしまい、硬化体の若材齢（材齢３時間程度）での圧縮強度を低下させずにモルタルの可使時間を３０〜９０分程度、好ましくは５０〜８０分程度と長く確保することができないからである。また、第１粒子の混合割合を１０〜４５質量％の範囲に限定したのは次の理由に基づく。第１粒子の混合割合が１０質量％未満であると、混和材を含むセメント組成物に注水した場合、反応初期に溶解する薬剤（選ばれた凝結調整剤）が少なくなり、反応開始が遅れるか、或いは凝結の遅延作用が小さくなって凝結が速く進行してしまうため、エトリンガイト［３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏ］やモノサルフェート［３（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＣａＳＯ4・１２Ｈ2Ｏ）］等の水和物の生成等に悪影響を与え、若材齢強度（材齢３時間程度）の発現性が悪くなると考えられるからである。第１粒子の混合割合が４５質量％を越えると、混和材を含むセメント組成物に注水した場合、反応初期に薬剤（選ばれた凝結調整剤）が多く溶解し、初期の反応が急激に進むか、或いは凝結の遅延作用が大きくなって凝結が遅く進行してしまうため、エトリンガイト等の水和物の生成等に悪影響を与え、若材齢強度（材齢３時間程度）の発現性が悪くなると考えられるからである。
【００２４】
第２粒子の混合割合を３０〜７０質量％の範囲に限定したのは次の理由に基づく。第２粒子の混合割合が３０質量％未満であると、混和材を含むセメント組成物に注水した場合、反応中期に溶解する薬剤（選ばれた凝結調整剤）が少なくなり、水和反応が順調に継続しなくなってしまうため、エトリンガイト等の水和物の生成等に悪影響を与え、若材齢強度（材齢３時間程度）の発現性が悪くなると考えられるからである。第２粒子の混合割合が７０質量％を越えると、混和材を含むセメント組成物に注水した場合、反応中期に溶解する薬剤（選ばれた凝結調整剤）が多くなり、初期から中期にかけての反応が急激に進んでしまうため、エトリンガイト等の水和物の生成等に悪影響を与え、若材齢強度（材齢３時間程度）の発現性が悪くなると考えられるからである。第３粒子の混合割合を５〜３０質量％の範囲に限定したのは次の理由に基づく。第３粒子の混合割合が５質量％未満であると、混和材を含むセメント組成物に注水した場合、反応後期に溶解する薬剤（選ばれた凝結調整剤）が少なくなり、水和反応が順調に継続しなくなってしまうため、エトリンガイト等の水和物の生成等に悪影響を与え、若材齢強度（材齢３時間程度）の発現性が悪くなると考えられるからである。第３粒子の混合割合が３０質量％を越えると、混和材を含むセメント組成物に注水した場合、反応後期に溶解する薬剤（選ばれた凝結調整剤）が多くなり、中期から後期にかけての反応が急激に進んでしまうため、エトリンガイト等の水和物の生成等に悪影響を与え、若材齢強度（材齢３時間程度）の発現性が悪くなると考えられるからである。更に第２粒子を第１粒子より多く含むとともに第３粒子より多く含むとしたのは、混和材を含むセメント組成物に注水した場合、反応中期に寄与する第２粒子を比較的多めにすることにより、急激な反応を抑え、連続的に穏やかな水和反応が起こるようにし、若材齢強度（材齢３時間程度）の発現性の良い水和物を生成するためである。なお、混和材として、上記以外に減水剤、消泡剤、増粘剤、分離低減剤、収縮低減剤等を添加してもよい。減水剤をセメント組成物１００質量％に対して０．１〜１．０質量％添加することにより、所定のフローとするための水量を減少させることができる。また消泡剤をセメント組成物１００質量％に対して０．０５〜０．３質量％添加することで、セメントミルクの混練時に発生する泡を消すことができ、硬化体の強度を増進できるという効果がある。更に収縮低減剤をセメント組成物１００質量％に対して０．１〜１．０質量％添加することにより、収縮量を小さくして、ひび割れ抵抗性を向上できるという効果がある。
【００２５】
このように構成されたコンクリート断面修復材では、カルシウムアルミネートのガラス化率を８０％以上とし、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類の混合割合を所定の範囲に設定し、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩又はカルボン酸類のうちの少なくとも１種の凝結調整剤の第１〜第３粒子の混合割合を所定の範囲に設定し、更に第２粒子を第１粒子より多く含むとともに第３粒子より多く含むように設定したので、このコンクリート断面修復材に、水を加えて混合すると、反応開始が速やかに開始し、水和反応が順調に継続する、即ち急激な反応を抑え、連続的に穏やかな水和反応が起こるようにすることにより、有益なエトリンガイト又はモノサルフェートのいずれか一方又は双方が速やかに生成される。この結果、上記コンクリート断面修復材に注水して硬化させた硬化体の若材齢（材齢３時間程度）で圧縮強度を低下させずに、可使時間を３０〜９０分程度と長く確保することができる。また硬化体に斑点が発生しないので、この斑点部分が欠陥となって長期的な硬化体の強度の低下を招くという事態の発生を防止できる。更に注水後の混練温度が異なっても凝結時間が殆ど変化せず、凝結時間の温度依存性を小さくすることができる。従って、どのような作業環境であっても、上記混和材を含むコンクリート断面修復材に水を加えたモルタルの粘性変化が略同一の条件で混練作業、打設作業又は塗布作業等を行うことができる。また上記コンクリート断面修復材では、予め水以外の所定の材料をプレミックス（予調合）しているため、施工現場で材料の計量や混合が不要になり、現場での施工作業が容易になる。
なお、上記混和材を含むコンクリート断面修復材に注水して生成されたエトリンガイト又はモノサルフェートのいずれか一方又は双方は六価クロムを吸収することができる。この結果、環境を汚染する有害物質として挙げられている六価クロムが地中に拡散されるのを防止できる。
【実施例】
【００２６】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
先ず使用材料の種類及び略号、即ちカルシウムアルミネート、無機硫酸塩、セメント鉱物、アルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類の種類及び略号を次の表１に示す。なお、表１において、『C12A7』は『１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3』であり、『C11A7F』は『１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2』である。またブレーン値は、１ｇのカルシウムアルミネート粒子の総表面積であり、ブレーン空気透過式比表面積測定法で測定される。
【００２７】
【表１】
2008273762.tif 000003
上記表１中のアルミン酸ナトリウム、無機炭酸塩及びカルボン酸類をそれぞれ所定の平均粒径の範囲毎に混合割合を変えた。その混合割合を表２に示す。なお、表２中の『0-45』は『０μｍを越えかつ４５μｍ以下』であり、『45-90』は『４５μｍを越えかつ９０μｍ以下』であり、『90-150』は『９０μｍを越えかつ１５０μｍ以下』であり、『150-500』は『１５０μｍを越えかつ５００μｍ以下』であることを意味する。
【００２８】
【表２】
2008273762.tif 000004
表２において、使用材料の略号『Al-2』、『K-1』及び『Ci-1』で示す第１〜第３粒子の混合割合は全て本発明の範囲内、即ち請求項１で設定した範囲内にあり、使用材料の略号『Al-2』、『K-2』及び『Ci-2』で示す第１〜第３粒子のうち少なくとも１種の混合割合が本発明の範囲外、即ち請求項１で設定した範囲外にある。
更に表１のカルシウムアルミネートのうち略号CA70、CA80及びCA90の化学組成毎の含有割合をガラス化率及びブレーン値とともに表３に示す。
【００２９】
【表３】
2008273762.tif 000005
＜実施例１＞
カルシウムアルミネートＣＡ９０を１０質量％と、フッ酸二型無水石膏Ｓ８を１０質量％と、普通ポルトランドセメントＮを８０質量％と、アルミン酸ソーダＡｌ−１を０．６質量％と、炭酸カリウムＫ−１を０．９質量％と、クエン酸Ｃｉ−１を０．６質量％と、硅砂Ｓａと、ポリマーと、繊維Ｂ−１と、水とを混合してモルタルを調製した。このモルタルを実施例１とした。なお、硅砂Ｓａはセメント組成物（カルシウムアルミネートＣＡ９０、フッ酸二型無水石膏Ｓ８、普通ポルトランドセメントＮ、アルミン酸ソーダＡｌ−１、炭酸カリウムＫ−１及びクエン酸Ｃｉ−１）１００質量％に対して２００質量％であり、ポリマーはセメント組成物１００質量％に対して１０質量％であり、繊維Ｂ−１はセメント組成物１００質量％に対して１質量％であった。また水は、セメント組成物１００質量％に対して５６．０質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合した。
＜実施例２＞
硅砂Ｓａをセメント組成物１００質量％に対して１００質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して３８．０質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例２とした。
【００３０】
＜実施例３＞
硅砂Ｓａをセメント組成物１００質量％に対して３００質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して７４．０質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例３とした。
＜実施例４＞
硅砂Ｓａをセメント組成物１００質量％に対して１００質量％混合し、パーライトＰＡをセメント組成物１００質量％に対して５０質量％混合し、減水剤をセメント組成物１００質量％に対して０．２質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して５２．２質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例４とした。
＜実施例５＞
ポリマーＰをセメント組成物１００質量％に対して５質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して５５．１質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例５とした。
＜実施例６＞
ポリマーＰをセメント組成物１００質量％に対して２０質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して５７．８質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例６とした。
【００３１】
＜実施例７＞
繊維Ｂ−１をセメント組成物１００質量％に対して０．５質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して５５．０質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例７とした。
＜実施例８＞
繊維Ｂ−１をセメント組成物１００質量％に対して２．０質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して５６．２質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例８とした。
＜実施例９＞
消泡剤Ｄｅｆをセメント組成物１００質量％に対して０．１質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して５６．０質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例９とした。
＜実施例１０＞
消泡剤Ｄｅｆをセメント組成物１００質量％に対して０．１質量％混合し、減水剤１６４１をセメント組成物１００質量％に対して０．５質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して４６．７質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１５質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１０とした。
＜実施例１１＞
消泡剤Ｄｅｆをセメント組成物１００質量％に対して０．１質量％混合し、減水剤１６４１をセメント組成物１００質量％に対して０．５質量％混合し、収縮低減剤ＰＷをセメント組成物１００質量％に対して０．５質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して４６．８質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１５質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１１とした。
＜実施例１２＞
水を、セメント組成物１００質量％に対して６２．２質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して２０質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１２とした。
＜実施例１３＞
水を、セメント組成物１００質量％に対して３７．３質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１２質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１３とした。
【００３２】
＜比較例１＞
カルシウムアルミネートＣＡ９０、フッ酸二型無水石膏Ｓ８、アルミン酸ソーダＡｌ−１、炭酸カリウムＫ−１及びクエン酸Ｃｉ−１に代えて、速硬材ＫＡを２０質量％と、凝結調整剤ＫＳｅｔを１．５質量％とを混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例１とした。
＜比較例２＞
カルシウムアルミネートＣＡ９０、フッ酸二型無水石膏Ｓ８、アルミン酸ソーダＡｌ−１、炭酸カリウムＫ−１及びクエン酸Ｃｉ−１に代えて、速硬材ＫＡを２０質量％と、凝結調整剤ＫＳｅｔを２．２質量％とを混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例２とした。
＜比較例３＞
硅砂Ｓａをセメント組成物１００質量％に対して８０質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して３４．４質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例３とした。
＜比較例４＞
硅砂Ｓａをセメント組成物１００質量％に対して３５０質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して８３．０質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例４とした。
＜比較例５＞
ポリマーＰを混合せずに、水を、セメント組成物１００質量％に対して５４．２質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例５とした。
【００３３】
＜比較例６＞
繊維Ｂ−１を混合せずに、水を、セメント組成物１００質量％に対して５４．２質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例６とした。
＜比較例７＞
繊維Ｂ−１をセメント組成物１００質量％に対して３．０質量％混合し、水を、セメント組成物１００質量％に対して５６．３質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例７とした。
＜比較例８＞
繊維Ｂ−１に代えて、繊維Ｂ−２をセメント組成物１００質量％に対して１．０質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例８とした。
＜比較例９＞
水を、セメント組成物１００質量％に対して２８．０質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して９質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例９とした。
＜比較例１０＞
水を、セメント組成物１００質量％に対して７７．８質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して２５質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例１０とした。
【００３４】
＜比較試験１及び評価＞
実施例１と比較例１及び２のモルタルについて、混練時の環境温度をそれぞれ５℃、２０℃及び３５℃として、モルタル温度、フロー値、可使時間及び圧縮強度をそれぞれ測定した。ここで、モルタル温度は、練り上がり直後のモルタルを温度計で測定して得た。フロー値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１の「セメントの物理試験方法」に規定されているフロー試験方法に準じて実施し、上部内径７０ｍｍ、下部内径１００ｍｍ、高さ６０ｍｍのコーン中にモルタルを入れ、コーンを取り去った後に、１５回の落下運動を与えた後のモルタルの広がりを測定して得た。また可使時間は、モルタルの練り上がりからフロー値が１５０ｍｍ以下となるまでの時間を測定して得た。更に圧縮強度は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて実施し、実施例１と比較例１及び２の各モルタルを用いて４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの共試体を作製し、これらの共試体の材齢３時間及び材齢２８日での圧縮強度をそれぞれ測定して得た。これらの結果を混和材又は速硬材及び凝結調整剤の種類及び含有量とともに表４に示す。
【００３５】
【表４】
2008273762.tif 000006
表４から明らかなように、速硬材としてコーカエースＫＡ(三菱マテリアル社製のカルシウムアルミネート系混和材)を２０質量％を含み、かつ凝結調整剤としてコーカセッターＫＳｅｔ(三菱マテリアル社製)を１．５質量％含む比較例１のモルタルでは、可使時間が１５〜２５分と短かったのに対し、混和材としてカルシウムアルミネートＣＡ９０を１０質量％と、フッ酸二型無水石膏Ｓ８を１０質量％と、普通ポルトランドセメントＮを８０質量％と、アルミン酸ソーダＡｌ−１を０．６質量％と、炭酸カリウムＫ−１を０．９質量％と、クエン酸Ｃｉ−１を０．６質量％とを含む実施例１のモルタルでは、可使時間が７５〜９０分と長くなることが分った。また速硬材としてコーカエースＫＡ（三菱マテリアル社製のカルシウムアルミネート系混和材）を２０質量％を含み、かつ凝結調整剤としてコーカセッターＫＳｅｔ（三菱マテリアル社製）を２．２質量％含む比較例２のモルタルでは、環境温度が５℃であるときの可使時間が５０分と短かったのに対し、実施例１のモルタルでは、環境温度が５℃であるときの可使時間が９０分と長くなることが分った。更に比較例２のモルタルでは、材齢３時間での圧縮強度が１．９から３．６Ｎ／ｍｍ2と小さかったのに対し、実施例１のモルタルでは、材齢３時間での圧縮強度が５．５から７．８Ｎ／ｍｍ2と大きくなることが分った。
【００３６】
＜比較試験２及び評価＞
実施例１〜４と比較例３及び４のモルタルについて、フロー値、可使時間、圧縮強度、長さ変化率、コテ仕上げ性及び硬化体の表面状態をそれぞれ測定した。ここで、フロー値、可使時間及び圧縮強度は上記比較試験１と同様にして行った。また長さ変化率は、ＪＩＳ Ａ １１７１（ポリマーセメントモルタルの試験方法）に準じて実施した。具体的には、実施例１と比較例３及び４の各モルタルを用いて４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの共試体を作製し、これらの共試体を２８日間保存した後の長さの変化率を測定した。更にコテ仕上げ性は、実際に所定の面に塗り付けたモルタルをコテで仕上げたときの様子を観察し、硬化体の表面状態は目視にて観察した。これらの結果を骨材の種類及び含有量と減水剤の種類及び含有量とともに表５に示す。なお、表５の試験データは、環境温度２０℃におけるものである。
【００３７】
【表５】
2008273762.tif 000007
表５から明らかなように、骨材である硅砂Ｓａ−１が８０質量％と所定の範囲より少ない比較例３では、フロー値が２０４ｍｍと大きく、長さ変化率が８８０×１０-6と大きく、硬化体の表面にひび割れが発生しており、また硅砂Ｓａ−１が３５０質量％と所定の範囲より多い比較例４では、フロー値が１６８ｍｍと小さく、長さ変化率が４４０×１０-6と小さかったけれども、硬化体の表面が粗く、コテ仕上げ性が悪く、しかも材料分離が発生したのに対し、硅砂Ｓａ−１が２００質量％と所定の範囲内にある実施例１では、フロー値が１８５ｍｍと小さく、長さ変化率が４６０×１０-6と小さく、硬化体の表面にひび割れが発生せず、表面が滑らかであるとともに、コテ仕上げ性が良好であり、しかも材料分離は発生しないことが分った。また硅砂Ｓａ−１が３５０質量％と所定の範囲より多い比較例４では、材齢３時間の圧縮強度が４．５Ｎ／ｍｍ2と小さく、材齢２８日の圧縮強度が２２．６Ｎ／ｍｍ2と小さかったのに対し、硅砂Ｓａ−１が１００〜３００質量％と所定の範囲内にある実施例１〜４では、材齢３時間の圧縮強度が５．２〜７．６Ｎ／ｍｍ2と大きく、材齢２８日の圧縮強度が２８．５〜３８．９Ｎ／ｍｍ2と大きいことが分った。更に硅砂Ｓａ−１が１００〜３００質量％と所定の範囲内にある実施例２〜４の硬化体の表面状態は、実施例１と同様に、フロー値が１６５〜１９６ｍｍと小さく、表面にひび割れが発生せず、表面が滑らかであるとともに、コテ仕上げ性が良好であることが分った。
【００３８】
＜比較試験３及び評価＞
実施例１、５及び６と比較例５のモルタルについて、フロー値、可使時間、圧縮強度、曲げ強度、接着強さ及び長さ変化率をそれぞれ測定した。ここで、フロー値、可使時間、圧縮強度及び長さ変化率は上記比較試験１及び２と同様にして行った。また曲げ強度は、ＪＩＳ Ａ １１７１（ポリマーセメントモルタルの試験方法）に準じて実施した。具体的には、実施例１、５及び６と比較例５の各モルタルを用いて４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍの共試体を作製し、これらの共試体の材齢３時間及び材齢２８日での曲げ強度をそれぞれ測定した。更に接着強度は、ＪＩＳ Ａ １１７１（ポリマーセメントモルタルの試験方法）に準じて実施した。具体的には、モルタル製基板の上に、実施例１、５及び６と比較例５の各モルタルを充填し成型した共試体を作製し、これらの共試体の材齢７日及び材齢２８日での接着強度をそれぞれ測定した。これらの結果をポリマーＰの含有量とともに表６に示す。なお、表６の試験データは、環境温度２０℃におけるものである。
【００３９】
【表６】
2008273762.tif 000008
表６から明らかなように、ポリマーＰを含まない比較例５では、フロー値が２０６ｍｍと大きく、コテ仕上げ性が悪かったのに対し、ポリマーＰを含む実施例１、５及び６では、フロー値が１７７〜１９４ｍｍと大きく、コテ仕上げ性が良好であることが分った。またポリマーＰを含まない比較例５では、材齢３時間での曲げ強度が５．３Ｎ／ｍｍ2と小さく、材齢２８日での曲げ強度が１．２Ｎ／ｍｍ2と小さかったのに対し、ポリマーＰを含む実施例１、５及び６では、材齢３時間での曲げ強度が２．３〜３．０Ｎ／ｍｍ2と大きく、材齢２８日での曲げ強度が７．３〜９．２Ｎ／ｍｍ2と大きくなることが分った。またポリマーＰを含まない比較例５では、材齢７日での接着強度が１．２Ｎ／ｍｍ2と小さく、材齢２８日での接着強度が１．４Ｎ／ｍｍ2と小さかったのに対し、ポリマーＰを含む実施例１、５及び６では、材齢７日での接着強度が１．８〜２．４Ｎ／ｍｍ2と大きく、材齢２８日での接着強度が２．０〜２．５Ｎ／ｍｍ2と大きくなることが分った。更にポリマーＰを含まない比較例５では、長さ変化率が８２０×１０-6と大きかったのに対し、ポリマーＰを含む実施例１、５及び６では、長さ変化率が４５０×１０-6〜４８０×１０-6と小さくなることが分った。
【００４０】
＜比較試験４及び評価＞
実施例１及び比較例５のモルタルについて、凍結融解に対する抵抗性を測定した。ここで、凍結融解に対する抵抗性は、ＪＩＳ Ａ １１４８（コンクリートの凍結融解試験方法）に準じて実施した。具体的には、実施例１及び比較例５の各モルタルを用いて１００ｍｍ×１００ｍｍ×４００ｍｍの共試体を作製し、これらの共試体について凍結融解試験を行い、０〜３００サイクルでの相対動弾性係数をそれぞれ測定した。これらの結果を図１に示す。なお、図１の試験データは、環境温度２０℃におけるものである。
図１から明らかなように、ポリマーＰを含まない比較例５では、凍結融解試験のサイクル数を次第に上げていって２４０サイクルに達したときに相対動弾性係数が６０％以下に低下したのに対し、ポリマーＰを含む実施例１では、凍結融解試験のサイクル数を次第に上げていって３００サイクルに達しても相対動弾性係数が殆ど低下しないことが分った。
【００４１】
＜比較試験５及び評価＞
実施例１、７及び８と比較例６〜８のモルタルについて、フロー値、可使時間、圧縮強度、曲げ強度及び練り混ぜ時の状態をそれぞれ測定した。ここで、フロー値、可使時間、圧縮強度及び曲げ強度は上記比較試験１〜３と同様にして行った。また練り混ぜ時の状態は目視にて観察した。これらの結果を繊維の種類、含有量及び長さとともに表７に示す。なお、表７の試験データは、環境温度２０℃におけるものである。
【００４２】
【表７】
2008273762.tif 000009
表７から明らかなように、繊維の長さが短いけれども、繊維の含有量が所定の範囲より多い比較例７では、フロー値が１４５ｍｍと大きく、練り混ぜ時にダマが発生し、また繊維の含有量が所定の範囲内にあるけれども、繊維の長さが３０〜６０ｍｍと長い比較例８では、フロー値が１３０ｍｍと大きく、練り混ぜ時の状態が不良であったのに対し、繊維の長さが短く、繊維の含有量が所定の範囲内にある実施例１、７及び８では、フロー値が１７６〜１９１ｍｍと小さく、練り混ぜ時の状態が良好であることが分った。また繊維を含まない比較例６では、材齢３時間での曲げ強度が１．３Ｎ／ｍｍ2と小さく、材齢２８日での曲げ強度が４．６Ｎ／ｍｍ2と小さかったのに対し、繊維の長さが短く、繊維の含有量が所定の範囲内にある実施例１、７及び８では、材齢３時間での曲げ強度が２．１〜２．３Ｎ／ｍｍ2と大きく、材齢２８日での曲げ強度が７．２〜７．４Ｎ／ｍｍ2と大きくなることが分った。
【００４３】
＜比較試験６及び評価＞
実施例１及び９〜１１のモルタルについて、フロー値、可使時間、圧縮強度及び長さ変化率の材料の混合状態をそれぞれ測定した。ここで、フロー値、可使時間、圧縮強度及び長さ変化率は上記比較試験１〜３と同様にして行った。また練り混ぜ時の材料の混合状態は目視にて観察した。これらの結果を消泡剤、減水剤及び収縮低減剤の種類及び含有量とともに表８に示す。なお、表８の試験データは、環境温度２０℃におけるものである。
【００４４】
【表８】
2008273762.tif 000010
表８から明らかなように、消泡剤を含まない実施例１では、フロー値が１８５ｍｍであったのに対し、消泡剤を含む実施例９〜１１では、フロー値が１９１〜２２５ｍｍと大きくなることが分った。また減水剤を含まない実施例１及び９では、材齢３時間での曲げ強度が７．４Ｎ／ｍｍ2及び８．３Ｎ／ｍｍ2であり、材齢２８日での曲げ強度が３６．８Ｎ／ｍｍ2及び３９．３Ｎ／ｍｍ2であったのに対し、減水剤を含む実施例１０及び１１では、材齢３時間での曲げ強度が９．６Ｎ／ｍｍ2及び９．１Ｎ／ｍｍ2と大きくなり、材齢２８日での曲げ強度が４３．８Ｎ／ｍｍ2及び４１．９Ｎ／ｍｍ2と大きくなることが分った。更に収縮低減剤を含まない実施例１及び１０では、長さ変化率が４６０×１０-6及び４２０×１０-6であったのに対し、収縮低減剤を含む実施例１１では、長さ変化率が３８０×１０-6と小さくなることが分った。
【００４５】
＜比較試験７及び評価＞
実施例１、１２及び１３と比較例９及び１０のモルタルについて、フロー値、練り混ぜ状態及びコテ仕上げ性をそれぞれ測定した。ここで、フロー値は上記比較試験１〜３と同様にして行った。また練り混ぜ状態は実際にモルタルを練り混ぜたときの状態を観察し、コテ仕上げ性は実際に所定の面に塗り付けたモルタルをコテで仕上げたときの様子を観察した。これらの結果を水の含有量とともに表９に示す。なお、表９の試験データは、環境温度２０℃におけるものである。
【００４６】
【表９】
2008273762.tif 000011
表９から明らかなように、水の含有量が２８．０質量％と所定の範囲より少ない比較例９のモルタルでは、フロー値が１３０ｍｍと小さ過ぎて、モルタル中にダマが発生するとともに、硬くてコテ仕上げを行い難く、また水の含有量が７７．８質量％と所定の範囲より多い比較例１０では、フロー値が２６０ｍｍと大き過ぎて、材料分離が発生し、垂直面に塗布したモルタルが硬化前に落下するとともに、柔らかすぎてコテ仕上げを行い難かった。これらに対し、水の含有量が３７．３〜６２．２質量％と所定の範囲内にある実施例１、１２及び１３のモルタルでは、少しダマ発生する場合もあったけれども、練り混ぜ性が良好であり、垂直面へのモルタルの塗布を容易に行うことができるとともに、コテ仕上げ及びコテ離れが良好であることが分った。
【００４７】
＜実施例１＞
この実施例１は上記表４〜表９に挙げた実施例１と同一のモルタルであるが、次の実施例１４〜１７と比較例１４及び１５のモルタルとの対比を容易にするために、改めてここに記載したものである。カルシウムアルミネートＣＡ９０を１０質量％と、フッ酸二型無水石膏Ｓ８を１０質量％と、普通ポルトランドセメントＮを８０質量％と、アルミン酸ソーダＡｌ−１を０．６質量％と、炭酸カリウムＫ−１を０．９質量％と、クエン酸Ｃｉ−１を０．６質量％と、硅砂Ｓａと、ポリマーと、繊維Ｂ−１と、水とを混合してモルタルを調製した。このモルタルを実施例１とした。なお、硅砂Ｓａはセメント組成物（カルシウムアルミネートＣＡ９０、フッ酸二型無水石膏Ｓ８、普通ポルトランドセメントＮ、アルミン酸ソーダＡｌ−１、炭酸カリウムＫ−１及びクエン酸Ｃｉ−１）１００質量％に対して２００質量％であり、ポリマーはセメント組成物１００質量％に対して１０質量％であり、繊維Ｂ−１はセメント組成物１００質量％に対して１質量％であった。また水は、セメント組成物１００質量％に対して５６．０質量％、即ち水以外の材料の混合物（コンクリート断面修復材）１００質量％に対して１８質量％混合した。
【００４８】
＜実施例１４＞
炭酸カリウムＫ−１を０．６質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１４とした。
＜実施例１５＞
アルミン酸ナトリウムＡｌ−１（粉砕品）に代えてアルミン酸ナトリウムＡｌ−２（市販品）を用い、クエン酸Ｃｉ−１（粉砕品）に代えてクエン酸Ｃｉ−２（市販品）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１５とした。
＜実施例１６＞
炭酸カリウムＫ−１（粉砕品）に代えて炭酸カリウムＫ−２（市販品）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１６とした。
＜実施例１７＞
カルシウムアルミネートＣＡ９０に代えてカルシウムアルミネートＣＡ８０を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１７とした。
＜実施例１８＞
炭酸カリウムＫ−１を０．９６質量％、クエン酸Ｃｉ−１を０．３６質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１８とした。
＜実施例１９＞
炭酸カリウムＫ−１を０．３６質量％、クエン酸Ｃｉ−１を０．３６質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例１９とした。
＜実施例２０＞
炭酸カリウムＫ−１を０．９６質量％、クエン酸Ｃｉ−１を０．９６質量％混合したこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを実施例２０とした。
【００４９】
＜比較例１１＞
アルミン酸ナトリウムＡｌ−１（粉砕品）に代えてアルミン酸ナトリウムＡｌ−２（市販品）を用い、炭酸カリウムＫ−１（粉砕品）に代えて炭酸カリウムＫ−２（市販品）を用い、クエン酸Ｃｉ−１（粉砕品）に代えてクエン酸Ｃｉ−２（市販品）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例１１とした。
＜比較例１２＞
カルシウムアルミネートＣＡ９０に代えてカルシウムアルミネートＣＡ７０を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてモルタルを調製した。このモルタルを比較例１２とした。
【００５０】
＜比較試験８及び評価＞
実施例１と実施例１４〜２０と比較例１１及び１２のモルタルについて、混練時の環境温度をそれぞれ５℃、２０℃及び３５℃として、モルタル温度、フロー値、可使時間及び材齢３時間での圧縮強度をそれぞれ測定した。ここで、上記モルタル温度、フロー値、可使時間及び材齢３時間での圧縮強度の各測定は、比較試験１と同様にして行った。これらの結果を、カルシウムアルミネートのガラス化率と、凝結調整剤の種類及び配合比とともに、表１０及び表１１に示す。
【００５１】
【表１０】
2008273762.tif 000012
【００５２】
【表１１】
2008273762.tif 000013
表２、表１０及び表１１から明らかなように、アルミン酸ソーダＡｌ、炭酸カリウムＫ及びクエン酸Ｃｉの平均粒径が、９０μｍを越えかつ１５０μｍ以下と比較的大きいものと、平均粒径が１５０μｍを越えかつ５００μｍ以下と極めて大きいものだけを含む比較例１１では、作業環境温度５℃での可使時間を８５時間と長く確保したため、材齢３時間での圧縮強度が３．０Ｎ／ｍｍ2以下と低くなった。これに対し、アルミン酸ソーダＡｌ、炭酸カリウムＫ又はクエン酸Ｃｉのうちの少なくとも１種の第１〜第３粒子の混合割合が本発明の範囲内にあり、かつ第３粒子を第１粒子より多く含むとともに第２粒子より多く含む実施例１及び実施例１４〜２０では、作業環境温度５℃での可使時間を８０〜９０分と長く確保しても、材齢３時間での圧縮強度が５．２〜５．６Ｎ／ｍｍ2と高くなることが分った。一方、表１０及び表１１から明らかなように、ガラス化率７０％のカルシウムアルミネートを含む比較例１２では、作業環境温度５℃での可使時間を８５分と長く確保したため、材齢３時間での圧縮強度が３．１Ｎ／ｍｍ2と低くなった。これに対し、ガラス化率９０％のカルシウムアルミネートを含む実施例１と、実施例１４〜１６及び１８〜２０と、ガラス化率８０％のカルシウムアルミネートを含む実施例１７では、作業環境温度５℃での可使時間を８０〜９０分と長く確保しても、材齢３時間での圧縮強度が５．２〜５．６Ｎ／ｍｍ2と高くなることが分った。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例１及び比較例５の凍結融解試験における試験サイクル数の変化に対する相対動弾性係数の変化を示す図である。
【図１】
2008273762.tif 000014