(57)【要約】【課題】  水との接触があっても、水中不分離性・材料非分離性・イオン溶出抑制に優れながら、流動性も高く長距離ホース圧送が可能で、又ワーカビリティに優れ、硬化後の強度も高くできるという優れた耐水性セメント硬化材を提供する。【解決手段】  セメント１００重量部に対し、１０００〜６０００メッシュの粒度のものを大略均一に混在させたフライアッシュを２０重量部、水の存在下で電気的に会合してチューブ状ミセル構造を形成するミセル剤であるビスコトップ（商品名：花王株式会社販売）を５．７重量部、水を５７重量部、及び混和剤を１０重量部混入して均一に混練した耐水性セメント硬化材であり、止水性と高い一軸圧縮強度を得、更に容積変化が少なく、ブリージングはなく、又直径１インチホースで２００ｍ圧送できて長距離圧送性に優れ、又Ｎａ，Ｋ，Ｃａ等の溶出金属イオンの溶出が少なく六価クロムの溶出も抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントを主成分とし、これにフライアッシュと、水の存在下で電気的に会合してチューブ状ミセル構造を形成するミセル剤とを添加混合したことを特徴とする、耐水性セメント硬化材。
【請求項２】
ミセル剤が、アルキルアリルスルホン酸を主成分とするミセルＡ剤と、アルキルアンモニウム塩を主成分とするミセルＢ剤とを混合したもので、ミセルＡ剤とミセルＢ剤を混合させることでミセル構造を発現させるものである請求項１記載の耐水性セメント硬化材。
【請求項３】
セメント１００重量部に対してフライアッシュを１０〜５４重量部、ミセル剤を
２〜１０重量部の割合で混合した、請求項１又は２記載の耐水性セメント硬化材。
【請求項４】
石膏を添加混入した請求項１〜３何れか記載の耐水性セメント硬化材。
【請求項５】
微細粒度の硅砂を添加混入した請求項１〜４何れか記載の耐水性セメント硬化材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川・海岸の堤体ブロック・コンクリート矢板間の空隙又は連結空間に、あるいは地下水・貯水があって止水性が要求される地中壁間の接続部、地下構造物のコンクリート間の間隙・連結部に充填し、セメントを主成分とする止水性のあるセメント固化体を形成するための耐水性セメント硬化材、あるいは水底の床壁・水中の側壁の構築に使用できる耐水性セメント硬化材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水の存在がないコンクリートブロック間、コンクリート矢板間の連結部の空隙・連結空間には、セメントミルク・モルタルが充填され、ブロック間を連結して止水していた。
しかしながら、河川・海岸等の水と接触する堤体ブロック・護岸ブロック・コンクリート矢板間の空隙・連結空間にセメントミルク・モルタルを充填すると、セメントミルク・モルタルが水中に散逸して、セメント硬化材成分が流出して充填が不完全となったり、成分が分離して硬化しても硬化体の強度低下・品質の場所的な不均一を生起してしまうものであった。更にセメント硬化材の成分がイオン溶出して環境を悪化させるといった問題が生じていた。
この対策として、増粘剤又はミセル構造を生起するミセル剤をセメント系硬化材に混入することがなされている。その一例が、特開２００２−２４９３５号公報で公知として知られている。
しかしながら、水分離を抑止するために増粘剤を入れて、不分離モルタルとすることがなされているが、これでは流動性が悪化し、長距離ホース圧送ができず、又ワーカビリティが悪くなっていた。
又、セメントと細骨材・粗骨材を混入したコンクリート原料に、ミセル構造を有する増粘剤を添加混合して水中不分離性と水散逸性と材料非分離の性能を獲得させたコンクリートが開発されている。
しかしながら、コンクリート原料にミセル構造の増粘剤を混入させると流動性が低く長距離圧送ができにくくなっている。
一方、フライアッシュの有効利用方法として、セメントに混入してフライアッシュセメントとして使用することが知られているが、空洞充填材として使用するとき、ブリージングと流動性を制御するため各種添加剤を加えることがなされているが、地下水のある場所、水境の場所で使用されるとフライアッシュセメントが水中に散逸しがちであって、水との接触場所では使用できにくいものであった。
【特許文献１】特開２００２−２４９３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、従来のこれらの問題点を解消し、水中不分離性・材料非分離性・イオン溶出抑制に優れながら、流動性も高く長距離ホース圧送が可能で、又ワーカビリティに優れ、硬化後の強度も高くできるという優れた耐水性セメント硬化材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  セメントを主成分とし、これにフライアッシュと、水の存在下で電気的に会合してチューブ状ミセル構造を形成するミセル剤とを添加混合したことを特徴とする、耐水性セメント硬化材
２）  ミセル剤が、アルキルアリルスルホン酸を主成分とするミセルＡ剤と、アルキルアンモニウム塩を主成分とするミセルＢ剤とを混合したもので、ミセルＡ剤とミセルＢ剤を混合させることでミセル構造を発現させるものである前記１）記載の耐水性セメント硬化材
３）  セメント１００重量部に対してフライアッシュを１０〜５４重量部、ミセル剤を２〜１０重量部の割合で混合した、前記１）又は２）記載の耐水性セメント硬化材
４）  石膏を添加混入した前記１）〜３）何れか記載の耐水性セメント硬化材
５）  微細粒度の硅砂を添加混入した前記１）〜４）何れか記載の耐水性セメント硬化材
にある。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、水中不分離性・流動性・イオン溶出抑制・材料不分離・ワーカビリティの性能においていずれも優れていて、水との接触がある河川・海岸・湖・池の護岸ブロック・護岸壁・堤体ブロック・矢板ブロック等の間隙・連結空間を充填して一体化・連結する硬化充填材として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のフライアッシュは粒度が１０００〜６０００メッシュのものを混在させたものがよい。ミセル剤としてはビスコトップ（商品名：花王株式会社）のものが優れていてよい。
【実施例１】
【０００７】
以下、本発明を実施例をもって説明する。
本実施例では、ミセル剤としてビスコトップ（商品名：花王株式会社販売）を使用した。ビスコトップはアルキルアリルスルホン酸を主成分とするビスコトップＡ（商品名：花王株式会社販売）のミセルＡ剤と、アルキルアンモニウム塩を主成分とするビスコトップＢ（商品名：花王株式会社販売）のミセルＢ剤とを混合させたものである。
【０００８】
本実施例で混練したスラリー状態では、ビスコトップのミセル剤が電気的に会合し、チューブ状ミセルの凝集構造を呈し、ミセルのチューブ内に、セメント・フライアッシュの成分を包み込んで、水中不分離性となり、又イオン溶出を抑制している。
又、粘性も高くなるが、ミセル剤と材料特性によるチキソトロピー性が発現して流動性を悪くせず長距離ホース圧送を可能とさせている。又同チキソトロピー性により圧送・充填の段階における材料分離も少なくなる。
【０００９】
本実施例は、セメント１００重量部に対し、１０００〜６０００メッシュの粒度のものを大略均一に混在させたフライアッシュを２０重量部、上記ビスコトップを５．７重量部、水を５７重量部、及び混和剤を１０重量部混入して均一に混練したものである。
上記の成分配合の実施例を用いて、水中不分離性能、圧送性能、イオン溶出抑制性能、材料不分離性能、容積変化性能、強度性能、止水性能、ワーカビリティ、流動性能について試験を行った。本実施例の耐水性セメント硬化材を試料Ｂにとし、これと比較するフライアッシュセメントと従来のモルタルを試料Ａ，Ｃとする表１の配合の試料Ａ，Ｂ，Ｃを作製した。
【００１０】
【表１】
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【００１１】
水中不分離性：水散逸性の試験
実施例のスラリーと、モルタルを筒体に注入すると、モルタルは筒体下方からモルタル成分が吐出して、水中に溶け出して水槽の水の下半部分が混濁した。その水槽底面で硬化した形状は凹凸が大きく、又成分が不均一・溶出で強度が低下した。
一方、本実施例のスラリーは、水に成分が溶け出して混濁することがなく水槽に沈降して、成分は均一のまま盤状に硬化し、強度の低下がなかった。
【００１２】
次に、水槽の水面上方からスラリー状の実施例と、モルタルとを流下させる実験を行ったら、モルタルは水中で流下巾がランダムに広くなって広がり、水槽底に到着したモルタルの上面が大きく上下に起伏するようになった。又、水中で硬化した硬化体のモルタル成分の成分分離が大きく、下方に分離セメントペースト相が認められた。
これに対して本実施例は、流下巾は水中で変化がなく滑らかなモルタル束として流下し、水槽の底面に上面が崩れることなく平坦になって成分の分離もなく均一で強度低下もなかった。その状態を図１（ａ），（ｂ）に示している。（ａ）が本実施例の流下状態、（ｂ）がフライアッシュセメントモルタルの流下状態である。
【００１３】
：イオン溶出抑制性能
１リットルの純水中に実施例の耐水セメント硬化材を１００ｇ注入し、一定時間後ｐＨ・導電率を測定した。溶出試験結果は、各試料の試験開始直後の（−１），６時間経過の（−２），７日間経過後（−３）で各元素の溶出試験結果を表２に示している。又六価クロムの溶出も０．１ｐｐ以下で低いものに抑えられた。
【００１４】
【表２】
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【００１５】
ｐＨは、試料Ａ，Ｂの初期ｐＨは低く、７日を経過すると１２近くで試料Ａ，Ｂ，Ｃとも略同じとなった。
この表２から分かるように、本実施例の試料Ｂは、試料Ａ，Ｃと比較しＮａ，Ｋ，Ｃａ等の溶出金属イオンの総濃度が半減している。しかし、Ｎａ，Ｋに関しては７日経過（Ｂ−３）すると大量に溶出している。これは、Ｎａ，Ｋが一価のイオンであるため溶解度が大きく、また、水和錯体を形成しやすいことによると考えられる。一方、二価のＣａイオンに関してはＶＴを添加することで溶出が抑えられている。このことから、試料Ｂの導電率が１日経過後、試料Ａよりも上昇した要因はＮａ，Ｋイオンの溶出によると考えられる。
また、試料Ａ，Ｃから０．１０〜０．１３ｐｐｍ程度の六価クロムを検出するのに対し、ＶＴを添加した試料Ｂは六価クロムの環境基準値０．０５ｐｐｍ以下であった。従って六価クロムの溶出を抑制できるビスコトップを添加した充填材は、この点においても優れていると言える。
【００１６】
：長距離圧送性
本実施例のスラリー状の耐水性セメント硬化材を直径１インチホースで２００ｍ圧送できた。又直径２インチのホースでは３００ｍ圧送でき、長距離圧送性は高く、広い地域・遠方への輸送が可能となった。
これは、ミセル剤のチキソトロピー性によって長距離圧送が可能とし、且つ圧送中での材料分離を非常に少なくしたものであった。
【００１７】
：容積変化
本実施例の試料Ｂでは容積変化も少なくなり、ブリージングはほとんど認められなくなった。（ブリージング率が１に近くなった。）一方試料Ａの体積収縮率は試料Ｂの５倍あった。試料Ａ，Ｂの体積収縮率を下記表３に示す。
【００１８】
【表３】
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【００１９】
：強度
本実施例の硬化体を硬化させ、その硬化体から供試体をとり出して強度試験をした。その結果、下記の平均一軸圧縮強度となり、高い一軸圧縮強度を得た。
平均一軸圧縮強度６０．６Ｎ／ｍｍ２
【００２０】
：ブリージング及び強度・粘性
まず、材料分離特性を把握するため、ポリエチレン袋方法（ＪＳＣＥ−Ｆ５３３）を用いてブリージング試験を行ったが、ＶＴを添加した試料Ｂはブリージングを生じなかった。
強度試験には、５０×１００ｍｍのプラモールド管を用いて供試体を作製し、７および２８日間水中養生させ、一軸圧縮強度を求めた。図２に試料ＡとＢの養生日数と一軸圧縮強度の関係を示す。また、表２に試料ＡとＢの体積収縮率を示す。図２より、ＶＴ添加した試料Ｂの一軸圧縮強度はＶＴ添加していない試料Ａより小さいが、２８日強度としては大きな差は無いことが分かる。また、表３に示すように、試料Ｂの充填後の体積収縮率は極めて小さいことから均一な充填が可能であり、実施工においてはブリージングに伴うスラリーの補充を必要としない利点を有する。
【００２１】
：止水性（透水性）
本実施例の硬化体を用いて不透水性の試験を行ったら、１５°Ｃに対する透水係数Ｋ１５（ｃｍ／ｓ）は、代表値として、８．５Ｅ−０８となって、透水性（止水性）は高いものであった。
【００２２】
：ワーカビリティ
ワーカビリティは、ポンプで均一に混練され、均一の品質になった。
干拓地かんがい排水事業のコンクリート矢板の止水性充填材（連結材）として使用したら、止水性は良好であった。
【００２３】
本実施例によれば、下記表４の如く、１〜６の性能の点でモルタルに比べ総合的に優れたものとなった。
【００２４】
【表４】
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【００２５】
以上のように、本実施例は、水中不分離性、流動性（長距離ホース圧送輸送性）、材料の不分離性、水との接触によるイオン溶出は抑制され、品質、ワーカビリティともに優れたものとなった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、水と接触する河川・池・海岸・地下水のある地盤のセメント硬化材として有用であるが、一般の地盤の充填材、建築用セメント硬化体としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例のスラリーとモルタルとの水槽への流下状態を示す説明図である。
【図２】試料Ａ，Ｂの養生日数と一軸圧縮強度の関係を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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