(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント１００重量部、比表面積５０００ｃｍ2／ｇ以上の分級フライアッシュ５〜５０重量部、繊維長３〜２０ｍｍの短繊維０．０１〜１重量部、再乳化形粉末樹脂１〜２０重量部、及び水３０〜５５重量部を含むセメントモルタルに、アルミン酸塩、アルミニウム塩及び炭酸アルカリから選ばれた少なくとも一種の成分を含む水溶液からなる液体急結剤２〜１５重量部を添加してなる湿式吹付け用セメントモルタル。
【請求項２】
再乳化形粉末樹脂の含有量が、セメント１００重量部に対して１〜４重量部である請求項１に記載の湿式吹付け用セメントモルタル。
【請求項３】
水の含有量が、セメント１００重量部に対して３０〜４２重量部である請求項１又は２に記載の湿式吹付け用セメントモルタル。
【請求項４】
セメント１００重量部、比表面積５０００ｃｍ2／ｇ以上の分級フライアッシュ５〜５０重量部、繊維長３〜２０ｍｍの短繊維０．０１〜１重量部及び再乳化形粉末樹脂１〜２０重量部を含む材料に水３０〜５５重量部を加えて混練した後、該混練物を圧送し、液体急結剤２〜１５重量部を添加して吹付けることを特徴とするセメントモルタルの吹付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿式吹付け用セメントモルタル及びセメントモルタルの吹付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モルタルの吹付け工法は、大別すると、水を含む全材料を練り混ぜた後、圧縮空気、ポンプ等で圧送し、ノズルで吹付ける湿式工法と、水以外の全材料をノズルまで圧送し、ノズル近傍で別途ポンプから送られた水と混合して吹付ける乾式工法とに分けられる。この内で湿式工法は、乾式工法と比べるとリバウンド（跳返り）率や粉塵の発生量が少なく、硬化物の品質が安定しているという長所がある。近年、この様な湿式工法において、単位時間当たりの吹付け量を増大させるために、圧送途中で急結剤を添加混合する方法が広く採用されている。
【０００３】
湿式工法において使用されるベース材料としては、一般的に用いられているモルタルやコンクリートに、シリカフューム、高炉スラグ等の微粉末を混合してリバウンド率を低減させたものや、セメント混和用ポリマーディスパージョンを混練したもの等が知られている（特開平１０−２１６６２８号公報）。
【０００４】
これらの材料を用いる場合には、急結剤の添加量が少なすぎると、吹付け後にダレ、ズレ、剥落等を起こし易くなるので、これを防止するためには、急結剤を多量に添加することが必要である。しかしながら、急結剤の添加量が多過ぎると、硬化速度が速くなりすぎ、施工面への付着力が低下するという問題がある。また、湿式工法では、乾式工法と比べるとリバウンド率は低いものの、圧縮空気を用いて材料を吹付けるため、リバウンド率そのものは依然高い状況にある。
【０００５】
また、硬化体の性状については、急結剤を用いた場合には、急結剤を用いないものと比べると、初期圧縮強度は大きいが、長期圧縮強度は低下するという問題もある。また、急結剤を用いて得られる硬化体は、急結剤を用いない場合よりもポーラスな構造となるため、この様な材料をコンクリート構造物等の修復に使用すると、コンクリート構造物の劣化因子である中性化、塩害劣化、ひび割れ等を抑制する効果が不足するという問題点もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、施工現場での作業性に優れ、吹付け後の強度及びコンクリートに対する接着性に優れ、且つコンクリート構造物の劣化を抑制する効果も良好な湿式吹付けに用いるセメントモルタルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記した如き従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、セメント、分級フライアッシュ、再乳化形粉末樹脂及び短繊維を含む材料からなるセメントモルタルに、液体急結剤を添加してなる湿式吹付け用セメントモルタルによれば、上記した目的が達成されることを見出し、ここに本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、下記の湿式吹付け用セメントモルタル及びセメントモルタルの吹付け方法を提供するものである。
１．  セメント、比表面積５０００ｃｍ2／ｇ以上の分級フライアッシュ、繊維長３〜２０ｍｍの短繊維及び再乳化形粉末樹脂を含むセメントモルタルに、アルミン酸塩、アルミニウム塩及び炭酸アルカリから選ばれた少なくとも一種の成分を含む水溶液からなる液体急結剤を添加してなる湿式吹付け用セメントモルタル。
２．  セメント１００重量部、分級フライアッシュ５〜５０重量部、短繊維０．０１〜１重量部及び再乳化形粉末樹脂１〜２０重量部を含むセメントモルタルに、液体急結剤２〜１５重量部を添加してなる上記項１に記載の湿式吹付け用セメントモルタル。
３．  セメント、比表面積５０００ｃｍ2／ｇ以上の分級フライアッシュ、繊維長３〜２０ｍｍの短繊維及び再乳化形粉末樹脂を含む材料に水を加えて混練した後、該混練物を圧送し、液体急結剤を添加して吹付けることを特徴とするセメントモルタルの吹付け方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の湿式吹付け用セメントモルタルは、セメント、分級フライアッシュ、再乳化形粉末樹脂及び短繊維を含むセメントモルタルに、液体急結剤を添加したものである。
【００１０】
セメントとしては、特に限定はなく、普通、早強等の各種ポルトランドセメント、混合セメント等の一般的にセメントモルタルに配合される各種のセメントを用いることができる。
【００１１】
分級フライアッシュとしては、比表面積（粉末度）が５０００ｃｍ2／ｇ程度以上のものを用いる。この様な分級フライアッシュを用いることによって、コンクリートに対する付着性が良好となり、コンクリートに対する接着強度を向上させることができる。更に、急結剤の添加量を低減させることが可能となり、それに伴いモルタルの性能を向上させることができる。
【００１２】
フライアッシュの比表面積が５０００ｃｍ2／ｇを下回ると、吹付け施工時におけるコンクリート表面への付着性が低下し、吹付け後に材料が剥離することがあるので好ましくない。
【００１３】
フライアッシュの比表面積（粉末度）は、特に、５５００〜１２０００ｃｍ2／ｇ程度であることが好ましい。
【００１４】
本発明では、分級フライアッシュとしては、通常、火力発電所などのボイラーで石炭の燃焼灰として排出されるフライアッシュをサイクロン等の分級機を用いて分級し、比表面積（粉末度）５０００ｃｍ2／ｇ程度以上に粒度調整したものを用いることができる。
【００１５】
分級フライアッシュの使用量は、セメント１００重量部に対して５〜５０重量部程度とすることが好ましい。分級フライアッシュの使用量がこの様な範囲内にあることによって、コンクリート表面に対する付着性、ダレ防止性等がより一層良好になる。
【００１６】
再乳化形粉末樹脂は、水性ポリマーディスパーションを噴霧やフリーズドライ等により乾燥したものであり、水を加えると容易に再乳化して、元の水性ポリマーディスパージョンに戻る性質を有するものである。
【００１７】
再乳化形粉末樹脂としては、ＪＩＳ  Ａ  ６２０３に例示されるポリアクリル酸エステル、スチレンブタジエン、エチレン酢酸ビニル、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニルエステル、酢酸ビニル／バーサチック酸ビニル／アクリル酸エステル等を主成分とする粉末状の樹脂を用いることができる。これらの樹脂は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。再乳化形粉末樹脂は、粉末化方法やブロッキング防止法等の製法については特に限定されず、いずれの製造方法で製造されたものでも良い。
【００１８】
再乳化形粉末樹脂は、ポリマーディスパージョンに比べて水分含有量が極めて少ないため、セメントに混合しておいても水を加えない限り硬化し難い。このため、予めセメントに混合しておくことができるので、施工現場でのポリマーの計量、混合という煩雑な作業を省略できる。しかも、再乳化形粉末樹脂がセメントと共に結合材として作用し、セメント系材料のみからなるものに比べて、水を加えて硬化させた後の強度やコンクリートに対する接着強度が向上する。
【００１９】
また、再乳化形粉末樹脂には、シリカ微粒子等のアンチブロッキング剤が混入されていることが多く、この様な場合には、ポリマーディスパージョンを使用したものに比べて吹付け時のリバウンド率が小さくなる。
【００２０】
再乳化形粉末樹脂の使用量は、セメント１００重量部に対して１〜２０重量部程度とすることが好ましい。この様な使用量であれば、コンクリート構造物に吹付けた場合に、コンクリートに対して、特に充分な接着強度を有するものとなる。
【００２１】
短繊維としては、繊維長３〜２０ｍｍ程度のものが適当である。この様な短繊維を混合することにより、十分なひび割れ防止効果を備えると共に、施工性の良好な吹付け材料となる。一方、混合される短繊維の繊維長が短すぎるとひび割れ防止効果が低下し、繊維長が長すぎるとポンプ圧送性が悪化するので好ましくない。
【００２２】
短繊維としては、耐アルカリガラス繊維、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、ポリエチレン繊維、アクリル繊維等を用いることができる。これらの繊維は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。
【００２３】
短繊維の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．０１〜１重量部程度とすることが好ましい。
【００２４】
本発明では、更に、その効果を損なわない範囲で、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、無水石膏等の混和材、乾燥珪砂等の骨材、膨張材、収縮低減剤、消泡剤等を混合することができる。
【００２５】
本発明の湿式吹付け用セメントモルタルでは、急結剤として液体急結剤を用いる。本発明で使用できる液体急結剤は、アルミン酸塩、アルミニウム塩、炭酸アルカリ等の急結剤成分を一種単独又は二種以上含有する水溶液である。アルミニウム塩としては、例えば、硫酸アルミニウム水和物等を用いることができる。液体急結剤の具体例としては、商標名：メイコＳＡ１６１（（株）エヌエムビー製）、商標名：アタックＬＱ（三興コロイド化学（株）製）、商標名：RHOCA Jet 50 SC（ローディア（株）製）等の名称で市販されているものを挙げることができる。
【００２６】
本発明では、この様な液体急結剤を用いることによって、ベースモルタルとの混合性が良好になり、品質の安定したモルタルが得られ易くなる。
【００２７】
液体急結剤の使用量は、セメント１００重量部に対して２〜１５重量部程度とすることが好ましい。
【００２８】
本発明の湿式吹付け用セメントモルタルを施工するには、まず、セメント、分級フライアッシュ、再乳化形粉末樹脂及び短繊維を含む材料に水を加えて、パン型ミキサー等を用いて混練する。この際、水の使用量は、セメント１００重量部に対して３０〜５５重量部程度とすることが好ましい。
【００２９】
この様にして調製された混練物をポンプ、空気等によって圧送し、吹付けノズルの手前で液体急結剤を加えて、ノズルより吹付けることによって、本発明の湿式吹付け用セメントモルタルを施工することができる。吹付け装置や急結剤の供給装置としては、従来より吹付け工法において用いられている装置を適宜使用すればよい。
【００３０】
本発明の湿式吹付け用セメントモルタルは、公知の湿式吹付け用セメントモルタルと同様の各種用途に用いることができ、例えば、道路橋等の床版下面への吹付け用等として好適に用いることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の湿式吹付け用セメントモルタルは、  施工現場における作業性に優れ、吹付け後の強度及びコンクリートに対する接着性が良好である。また、ひび割れ防止効果等コンクリート構造物の劣化を抑制する効果にも優れたものである。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
【００３３】
実施例１
早強ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）１００重量部に対して、膨張材（商品名：サクス、住友大阪セメント社製）７重量部、粉末度（比表面積）５６００ｃｍ2／ｇの分級フライアッシュ（商品名：ＦＡ２０、テクノリソース社製）２２重量部、乾燥珪砂１３０重量部、繊維長６ｍｍのビニロン繊維（商品名：ＲＦＳ６０２Ｅ、クラレ社製）０．５重量部、再乳化形粉末樹脂（酢酸ビニル／バーサチック酸ビニル／アクリル酸エステル樹脂）（商品名：モビリスパウダーＤＭ２０７２Ｐ、クラリアントポリマー社製）４重量部及び消泡剤（商品名：アデカネートＢ−１１５Ｆ、旭電化社製）０．１重量部を予め混合し、水４２重量部を加えてパン型のミキサーを使用して混練した。その後、スクイズ式のモルタルポンプを用いてこのセメントモルタルを圧送し、ノズル部で圧縮空気と混合し、シャワーリングによって液体急結剤（商品名：メイコＳＡ１６１，エヌエヌビー製）を５重量部添加して吹付けを行った。
【００３４】
吹付けたセメントモルタルについて下記の試験を行った。結果を下記表１に示す。
＜接着性能＞
３００×３００×６０ｍｍのＪＩＳ  Ａ  ５３０４舗道用コンクリート板に吹付けモルタルを４ｃｍ厚に吹付け、２８日間養生し、建研式引張り試験機により付着強度を測定した。
＜リバウンド率＞
垂直に設置した９００ｍｍ×１８００ｍｍのＰＣ板の下面にシートを敷き、モルタルを０．０８ｍ3吹付け、リバウンド材の質量を測定して跳ね返り率を算出した。
【００３５】
実施例２
再乳化形粉末樹脂の使用量を１３重量部とすること以外は、実施例１と同様の条件で吹付けを行い、接着性能及びリバウンド率を評価した。結果を下記表１に示す。
【００３６】
実施例３
再乳化形粉末樹脂の使用量を１．５重量部とすること以外は、実施例１と同様の条件で吹付けを行い、接着性能及びリバウンド率を評価した。結果を下記表１に示す。
【００３７】
比較例１
実施例１で用いた再乳化形粉末樹脂に代えてポリアクリル酸エステルを樹脂成分とするポリマーディスパージョン（固形分４５％）を用い、それ以外は、実施例１と同様の条件で吹付けを行った。その際、再乳化形粉末樹脂の使用量とポリマーディスパージョンの固形分量が同量となるように調整し、ポリマーディスパージョン中に含まれる水分量を混練水量から差し引いた。即ち、ポリアクリル酸エステルを樹脂成分とするポリマーディスパージョンの使用量を９重量部（固形分量として４重量部）とし、混練水量を３６重量部とした。
【００３８】
実施例１と同様にして接着性能及びリバウンド率を評価した結果を下記表１に示す。
【００３９】
比較例２
再乳化形粉末樹脂を使用することなく、その他は、実施例１と同様の条件で吹付けを行い、接着性能及びリバウンド率を評価した。結果を下記表１に示す。
【００４０】
【表１】
0004553503.tif 000002
【００４１】
以上の結果から明らかなように、再乳化形粉末樹脂を配合したセメントモルタルを用いた実施例１〜３では、ポリマーディスパージョンを配合したセメントモルタルを用いた比較例１と比べてリバウンド率が低下し、再乳化形粉末樹脂を無添加の比較例２と比べると接着性が良好であった。
【００４２】
実施例４
急結剤の使用量を３重量部とすること以外は、実施例１と同様にして吹付けを行い、下記の方法で吹付け性能及び圧縮強度を評価した。結果を下記表２に示す。
＜吹付け性能＞
垂直に設置した９００ｍｍ×１８００ｍｍのＰＣ板に厚さ４ｃｍとなる様に吹付けを行い、吹付け直後に材料のダレ、剥がれの有無を観察した。
＜圧縮強度＞
ＪＳＣＥ−Ｇ５６１−１９９９「引抜き方法による吹付けコンクリートの初期強度試験方法」に準じた方法で測定した。即ち、ＪＳＣＥ−Ｆ５６１−１９９９に準じてパネル型枠にモルタルを吹付け、ＪＩＳ  Ａ  １１０７−１９９３「コンクリートからコア及びはりの切り取り方法並びに試験方法」に準じて、φ５×１０ｃｍの材齢２８日のコア供試体を作製し、圧縮強度試験を行った。
【００４３】
実施例５
急結剤の使用量を１２重量部とすること以外は、実施例４と同様の条件で吹付けを行い、吹付け性能及び圧縮強度を評価した。結果を下記表２に示す。
【００４４】
比較例３
粉末度（比表面積）５６００ｃｍ2／ｇの分級フライアッシュに代えて、粉末（比表面積）４０００ｃｍ2／ｇの通常のフライアッシュ（関電社製）を用いること以外は、実施例４と同様の条件で吹付けを行い、吹付け性能及び圧縮強度を評価した。結果を下記表２に示す。
【００４５】
比較例４
粉末度（比表面積）５６００ｃｍ2／ｇの分級フライアッシュに代えて、粉末（比表面積）４０００ｃｍ2／ｇの通常のフライアッシュ（関電社製）を用いること以外は、実施例５と同様の条件で吹付けを行い、吹付け性能及び圧縮強度を評価した。結果を下記表２に示す。
【００４６】
【表２】
0004553503.tif 000003
【００４７】
以上の結果から明らかなように、粉末度（比表面積）５６００ｃｍ2／ｇの分級フライアッシュを配合したセメントモルタルを用いた実施例４及び５では、粉末（比表面積）４０００ｃｍ2／ｇの通常のフライアッシュを配合したセメントモルタルを用いた比較例３及び４と比べて、吹付け性能が良好であり、モルタルの圧縮強度も高くなった。
【００４８】
実施例６
実施例１と同様の条件で吹付けを行い、下記の方法でモルタル圧送性能及びひび割れ抵抗性能を評価した。結果を下記表３に示す。
＜モルタル圧送性能＞
圧送時にポンプ詰まり、間欠圧送の有無を確認した。
＜ひび割れ抵抗性能＞
３００×３００×６０ｍｍのＪＩＳ  Ａ５３０４舗道用コンクリート板に厚さ４ｃｍで吹付けを行い、２０℃、６０％ＲＨ中で７日間風速４ｍ／秒の風に曝した後、ひび割れの有無を目視によって観察した。
【００４９】
実施例７
短繊維として繊維長２０ｍｍのビニロン繊維（クラレ社製）を用いること以外は、実施例６と同様の条件で吹付けを行い、モルタル圧送性能及びひび割れ抵抗性能の評価を行った。結果を下記表３に示す。
【００５０】
実施例８
短繊維として繊維長１２ｍｍのビニロン繊維（クラレ社製）を用いること以外は、実施例６と同様の条件で吹付けを行い、モルタル圧送性能及びひび割れ抵抗性能の評価を行った。結果を下記表３に示す。
【００５１】
実施例９
短繊維として繊維長３ｍｍのビニロン繊維（クラレ社製）を用いること以外は、実施例６と同様の条件で吹付けを行い、モルタル圧送性能及びひび割れ抵抗性能の評価を行った。結果を下記表３に示す。
【００５２】
比較例５
実施例６で用いた短繊維に代えて、繊維長２４ｍｍのビニロン繊維（クラレ社製）を用い、実施例６と同様の条件で吹付けを行って、モルタル圧送性能及びひび割れ抵抗性能の評価を行った。結果を下記表３に示す。
【００５３】
比較例６
実施例６で用いた短繊維に代えて、繊維長２ｍｍのビニロン繊維（クラレ社製）を用い、実施例６と同様の条件で吹付けを行ってモルタル圧送性能及びひび割れ抵抗性能の評価を行った。結果を下記表３に示す。
【００５４】
比較例７
短繊維を用いることなく、その他は実施例４と同様の条件で吹付けを行い、モルタル圧送性能及びひび割れ抵抗性能の評価を行った。結果を下記表３に示す。
【００５５】
【表３】
0004553503.tif 000004