(57)【要約】【課題】  左官工法による厚付け施工性に優れたモルタルであって、厚付け施工性を高めることによって起こり易かった施工後の強度低下も殆ど無く、ひび割れ発生も抑止でき、また軽量化のために軽量骨材を大量に用いた場合でも、普通骨材のみを骨材に用いたモルタルとの強度差を著しく少なくすることができる厚付けモルタルを提供する。【解決手段】  軽量骨材と普通骨材からなる細骨材又は軽量骨材からなる細骨材、ポルトランドセメント、アルカリ土類金属硫酸塩、膨張材、増粘剤及び分散剤を含有してなる厚付けモルタル。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量骨材と普通骨材からなる細骨材又は軽量骨材からなる細骨材、ポルトランドセメント、アルカリ土類金属硫酸塩、膨張材、増粘剤及び分散剤を含有してなる厚付けモルタル。
【請求項２】
さらに、ポリマーディスパージョン、再乳化型粉末樹脂、繊維の何れか１種又は２種以上を含有してなる請求項１記載の厚付けモルタル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にモルタルやコンクリート系の構造物の補修に用いるセメント系の厚付けモルタルに関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント系モルタルを使用したモルタルやコンクリート系の構造物の補修は、主に補修箇所に該モルタルを吹き付ける（吹き付け工法）か塗り付ける（左官工法）かの何れかの方法で行われている。一般に、施工層の厚さが薄くて済み、施工面積が広範囲となるものについては吹き付け工法が採用されることが多く、また、例えば鉄筋コンクリート構造体の鉄筋裏の補修や構築物の天井部等の吹き付けが行い難い対象や施工層を厚くする必要がある補修部位等では左官工法が採用されることが多い。吹き付け工法に用いられるモルタルは、モルタルの施工対象構造体への固着を主にモルタルの瞬結化に因っているため、急結成分や凝結促進成分が配合されたモルタルが使用される。（例えば、特許文献１参照。）一方、左官工法に用いられるモルタルは、可使時間が確保できず施工が甚だ困難となることから急結成分や凝結促進成分は殆ど用いられず、施工対象構造体への付着性を高めるため増粘剤やポリマー樹脂等が配合されている。（例えば、特許文献２参照。）左官工法で施工モルタル層を厚くすると、硬化後の乾燥収縮が大きくなりひび割れが発生し易くなる可能性が高まる。また、厚いモルタル層は施工対象構造体から剥落や垂れが起こり易い。このようなひび割れを防止したり構造体に確実に定着させるには、モルタル中のポリマー樹脂成分を増大されば可能になる。しかし、ポリマー樹脂成分の増大は、粘性が増大し過ぎて左官施工性に支障が生じたり、施工しても強度低下を起こし易い。特に、構築物の天井部等の補修に用いる厚付けモルタルでは自重による剥落を防ぐ為、骨材に軽量骨材を用いることが多く（例えば特許文献３参照。）、この場合、強度発現性がより一層低下し易い。
【特許文献１】特開平１１−３２２３９７号公報
【特許文献２】特開２００５−１５３０６号公報
【特許文献３】特開２００３−１１９０６３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、左官工法による厚付け施工性に優れたモルタルであって、施工後の強度低下も起こり難く、ひび割れ発生も抑止でき、また軽量化のために軽量骨材を大量に用いた場合でも強度発現性の低下を抑制することができ、普通骨材のみを骨材に用いたモルタルとの強度差を著しく少なくすることができるる厚付けモルタル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】
【０００４】
本発明者らは、課題解決のため鋭意検討を重ねた結果、細骨材に少なくとも軽量骨材を用い、ポルトランドセメントにアルカリ土類硫酸塩、膨張材、増粘剤及び分散剤を加えたモルタルが、施工箇所によることなく厚付け施工性が良好で、ひび割れに繋がるような大きな収縮も発生せず、また結合相強度を高くできたことから骨材に軽量骨材を大量に用いても強度発現性の低下が小さいモルタルが得られるという知見を得、本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち、本発明は、以下の（１）〜（２）で表す厚付けモルタルである。（１）軽量骨材と普通骨材からなる細骨材又は軽量骨材からなる細骨材、ポルトランドセメント、アルカリ土類金属硫酸塩、膨張材、増粘剤及び分散剤を含有してなる厚付けモルタル。（２）さらに、ポリマーディスパージョン、再乳化型粉末樹脂、繊維の何れか１種又は２種以上を含有してなる前記（１）の厚付けモルタル。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、厚付け性、左官仕上げ性に優れ、高い強度発現性を有する厚付け用モルタルが得られる。また、軽量化のため軽量骨材を用いた場合でも普通骨材を用いたモルタル並の強度が得られることから、自重により施工が困難とされた部位でも厚付けの補修材等として活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の厚付けモルタルは、軽量骨材と普通骨材からなる細骨材又は軽量骨材からなる細骨材、ポルトランドセメント、アルカリ土類金属硫酸塩、膨張材、増粘剤及び分散剤を含有するモルタル組成物である。本発明の厚付けモルタルに使用するポルトランドセメントは、モルタルの結合相を形成する主要成分であり、例えば普通、早強、超早強又は中庸熱等の何れのポルトランドセメントでも使用することができる。コストや扱い性の点からは普通ポルトランドセメントが好ましいが、補修施工工事を短期間にする上では早強又は超早強ポルトランドセメントを使用するかこれと普通ポルトランドセメントを併用するのがより好ましい。
【０００８】
また本発明の厚付けモルタルに使用するアルカリ土類金属硫酸塩は、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムを挙げることができ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。アルカリ土類金属硫酸塩を配合使用することにより厚付け施工性の改善作用がある。アルカリ土類金属硫酸塩の配合量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、１〜９質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましい。アルカリ土類金属硫酸塩の配合量が１質量部未満では配合効果が得られないので適当ではなく、また９質量部を超えると凝結が速く進み過ぎることがあり、配合物の混練が困難となるので適当ではない。
【０００９】
また、本発明の厚付けモルタルに使用する膨張材は、モルタルやコンクリートに使用可能なものであれば特に限定されず、例えば、水和膨張性の膨張剤として生石灰を有効成分としするものやカルシウムサルファアルミネートを有効成分とするものを挙げることができる。膨張材を配合使用することで、主に乾燥収縮が抑制され、施工部の形状寸法安定性が図れると共に収縮亀裂の発生を防ぐことができる。膨張材の使用量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、２〜１５質量部が好ましく、３〜１３質量部がより好ましい。膨張材の配合使用量が２質量部未満では収縮抑制が十分できず、亀裂が現れ易くなるので適当でない。また、１５質量部を超えると過膨張の虞があるので適当ではない。
【００１０】
また、本発明の厚付けモルタルに使用する増粘剤は、は、モルタル又はコンクリートで使用できるものなら何れのものでも良く、例えば水溶性セルロース誘導体やポリビニルアルコール類を挙げることができる。水溶性セルロース誘導体としては、例えばメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロース硫酸エステル等のセルロース誘導体を挙げることができる。増粘剤を配合することでモルタルの左官施工時の構造体への付着性を強化することができ、補修後の乾燥ひび割れの発生や剥離・剥落を防ぐことができる。増粘剤の使用量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．２〜１．０質量部が好ましく、０．２質量部未満では付着性の弱いモルタルしか得られないため適当でなく、また１．０質量部を超えると高粘性になり過ぎて配合時の混合抵抗が増し作業性に支障を及ぼすことがあるので適当ではない。
【００１１】
また、本発明の厚付けモルタルで使用する分散剤は、モルタル又はコンクリートで使用できるものなら何れのものでも良く、流動化剤、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤と称されるものを用いることができる。具体的には、ナフタレンスルフォン酸系、メラミン系、リグニン系、ポリカルボン酸系等の減水剤を例示することができる。この中でもナフタレンスルフォン酸系の分散剤は増粘剤と併用しても減水作用が低減され難いので好ましい。分散剤を配合することで施工性に支障を及ぼすことなく単位水量を下げて強度向上を図ることができることに加え、増粘剤が配合されても均質な配合物が得易くなる。分散剤の配合使用量は、ポルトランドセメント１００質量部に対し、０．５〜１．５質量部が好ましく、０．６〜１．３質量部がより好ましい。０．５質量部未満では配合効果が十分現れないので適当ではなく、１．５質量部を超えると効果遅延を起こすことがあるので適当ではない。
【００１２】
また、本発明の厚付けモルタルは、細骨材として、軽量細骨材のみを用いるか、軽量骨材と普通骨材を併用するかの何れかとする。例えば天井部等の施工箇所によっては使用するモルタルの重量を軽減させる必要もあることから、モルタル重量の軽減のために少なくとも軽量骨材を使用する。軽量骨材と普通骨材を併用する場合は、軽量骨材の使用割合を多くするに連れて軽減効果は高くなり、軽量骨材のみを使用したときが最も高くなる。本発明では、軽量骨材と普通骨材を併用する場合の両者の使用割合は特に制限されないが、施工箇所に拘わらず厚付け施工を確実に行う上では細骨材に占める軽量骨材の割合を７０容積％以上とするのが好ましい。普通骨材は、モルタルやコンクリートに使用できるものなら何れのものでも良く、例えば川砂、海砂、山砂、砕砂等を挙げることができる。また、軽量骨材は、例えばＥＶＡ炭酸カルシウム発泡骨材やスチレン発泡骨材等の有機材質の軽量骨材や天然又は人工の無機材質の軽量骨材の何れでも使用できるが、強度面での耐久性を確保し易いことから無機材質の軽量骨材を使用するのが好ましい。無機材質の軽量骨材は絶乾比重１．８以下のものなら特に限定されず、例えば火山礫を粉砕・整粒した天然軽量骨材、膨張性頁岩や流紋岩等の天然鉱石に必要により発泡助剤を加えて焼成された人工軽量骨材、産業副次生成物や廃棄物である例えば膨張スラグ、石炭灰、下水汚泥焼却灰、都市ゴミ焼却灰等を高温加熱して得られる副産軽量骨材等が挙げられる。本発明で配合使用する細骨材は、軽量骨材・普通骨材に拘わらず、ポルトランドセメント１００質量部に対し、３〜１０質量部が好ましく、４〜９質量部がより好ましい。３質量部未満では施工後の水密性が向上し難いため適当ではなく、１０質量部を超えると強度発現性が低下することがあるので適当ではない。
【００１３】
また、本発明の厚付けモルタルは、前記成分に加えて、ポリマーディスパージョン、再乳化型粉末樹脂、繊維の何れか１種又は２種以上が配合されたものであることが好ましい。
【００１４】
本発明の厚付けモルタルで使用できるポリマーディスパージョンや再乳化形粉末樹脂は、セメント、モルタル又はコンクリートで使用できるものなら何れのものでも良く、例えばＪＩＳ  Ａ６２０３で規定されたポリマーディスパージョンや再乳化型粉末樹脂が使用できる。より具体的にはポリマーディスパージョンとして、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等の樹脂を例示でき、また、再乳化型粉末樹脂として、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例示できる。ポリマーディスパージョン又は再乳化型粉末樹脂を配合することで、コンクリート系構造体への付着性がより高まり、また遮水性が大幅に向上する。ポリマーディスパージョンや再乳化型粉末樹脂の使用量は、これらを併用する場合はその合計使用量が、ポルトランドセメント１００質量部に対し、固型分換算で０．０２〜０．７質量部が好ましい。０．０２質量部未満では配合使用効果が殆ど得られないため適当でなく、また０．７質量部を超えると高粘化し易く混練抵抗が増したり、左官施工性が低下し易いので適当ではない。
【００１５】
また、本発明の厚付けモルタルで使用できる繊維は、モルタル又はコンクリートで使用できる非水溶性のものなら何れのものでも良く、例えば、アクリル繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等の高分子繊維、炭素繊維、耐アルカリ繊維ガラス、ステンレス繊維等を挙げることができる。繊維を配合使用することによって、増粘成分又はポリマーディスパージョンや再乳化形粉末樹脂の配合量を増大させることなく厚付け性強化やひび割れ抑制作用を付与することができる。繊維の配合使用量はポルトランドセメント１００質量部に対し、０．１〜０．５質量部が好ましい。０．１質量部未満では配合効果が乏しくなるため適当ではなく、また０．５質量部を超えると水セメント比を高めなければ混合性や施工性が低下し、水セメント比を高めると強度低下を起こすので適当ではない。
【００１６】
また、本発明の厚付けモルタルは、本発明の効果を喪失させない範囲で前記以外の成分が配合されたものであっても良い。このような成分として例えば、高炉スラグや下水汚泥溶融スラグ等の潜在水硬性物質、石炭灰やシリカフューム等のポゾラン反応性物質、空気連行剤、消泡剤、収縮低減材、防錆剤、白華防止剤、撥水剤、顔料等を挙げることができる。
【００１７】
本発明の厚付けモルタルの製造方法は、特に限定されるものではなく、一般的なセメント系モルタル材と同様の方法で作製することができ、例えば市販のモルタルミキサーに配合材料を一括投入し、水を加えて混合すれば良い。水の配合量は、モルタル中の全粉体成分量１００質量部に対し、１４〜１８質量部が好ましい。１４質量部未満では配合時の混練抵抗が増すので適当ではなく、また１８質量部を超えると強度発現性が低下し、また厚付け施工が困難になり易いので適当ではない。また、本発明の厚付けモルタルの施工は、従来から使用されているセメント系モルタル質補修材と概ね同様の方法で左官施工することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例により本発明を具体的に詳しく説明する。
［修復材の作製］  次に表すＡ１〜Ａ２、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ、Ｅ、Ｆ１〜Ｆ４、Ｇ１〜２及びＨ１〜３から選定される材料と水を、表１に記した配合量となるようモルタルミキサーに投入し、約２０℃の温度下で３分間混合し、モルタル（本発明品１〜８、参考品１１〜１７）を作製した。
【００１９】
Ａ１；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）
Ａ２；早強ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社製）
Ｂ１；ＩＩ型無水石膏（セントラル硝子株式会社製）
Ｂ２；硫酸マグネシウム（市販試薬）
Ｂ３；硫酸アルミニウム（市販試薬）
Ｂ４；アルミン酸ナトリウム（市販試薬）
Ｃ１；生石灰系膨張剤（商品名「太平洋エクスパン」、太平洋マテリアル株式会社製）
Ｃ２；カルシウムサルファアルミネート系膨張剤（商品名「デンカＣＳＡ」、電気化学工
業株式会社製）
Ｃ３；カルシウムサルファアルミネート系膨張剤（商品名「太平洋ジプカル」、太平洋マテリアル株式会社製）
Ｄ；ヒドロキシプロピルメチルセルロース（商品名「９０ＳＨ−４０００」、信越化学工業株式会社製）
Ｅ；ナフタレンスルフォン酸系高性能減水剤（商品名「マイティ１００」、花王株式会社製）
Ｆ１；普通細骨材（山砂、粒径０．１５〜０．６ｍｍ、Ｆ．Ｍ．＝１．５２）
Ｆ２；有機材質系軽量細骨材（発泡スチレンビーズ、嵩比重０．０５、粒径１〜２ｍｍ）
Ｆ３；無機材質系軽量細骨材（ＥＶＡ−炭酸カルシウム発泡体、嵩比重０．１３、粒径１〜２ｍｍ）
Ｆ４；無機材質系軽量細骨材（商品名「太平洋パーライトＳ」、嵩比重０．１７、最大粒径０．１５ｍｍ、太平洋マテリアル株式会社製）
Ｇ１；スチレンブタジエン系ポリマーディスパージョン（商品名「太平洋ＣＸＢ」、太平洋マテリアル株式会社製）
Ｇ２；アクリルスチレン系再乳化粉末樹脂（商品名「ＬＬ５１２」、旭化成ケミカルズ株式会社製）
Ｈ１；アクリル繊維（長さ約１２ｍｍ）
Ｈ２；製鋼スラグ粉末（ＢＥＴ比表面積１．５ｍ2／ｇ）
Ｈ３；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積２０ｍ2／ｇ）
【００２０】
【表１】
2007176740.tif 000002
【００２１】
［施工性の評価］  作製したモルタルについて、鏝切れ及び鏝伸びを調べ左官施工性を評価し、左官施工による垂直壁面と天井面の厚付け性を評価した。各項目の試験方法と評価判定基準は次の通りである。評価結果は表２に表す。
【００２２】
＜鏝切れ＞  市販の金鏝でフレッシュ状態のモルタルを垂直に設置した１００×１００×１５ｃｍのコンクリート平板の１００×１００ｃｍの面に厚さ約４ｃｍとなるよう２回塗りで塗り付けた。塗り付け面の仕上がり状況を目視で調べ、実質平滑な表面が確認でき、且つ使用した金鏝に付着残存した修復材が殆ど見られなかったものを鏝切れ「良好」と判断し、それ以外を鏝切れ「不良」と判断した。
【００２３】
＜鏝伸び＞  前記同様のコンクリート平板面に採取した修復材を金鏝で塗り付け、１００×１００ｃｍの面全体がおよそ２ｃｍの厚さになるよう金鏝で押し広げた。面全体に５分以内に押し広げられたものを鏝伸び「良好」と判断し、それ以外を鏝伸び「不良」と判断した。
【００２４】
＜壁面の厚付け性＞  垂直壁面を対象とし、日本道路公団規格ＪＨＳ  ４１６（断面修復材料品質規格試験方法）に規定された方法に準拠し、２０℃、湿度６０％の試験室内で、該壁面に作製したモルタルを左官施工し、２４時間経過後、目視により、施工したモルタルに垂れ、滑り、又は剥がれ等が何れも見られなかったものを壁面厚付け性「良好」と判断し、それ以外を壁面厚付け性「不良」と判断した。
【００２５】
＜天井面の厚付け性＞  日本道路公団規格ＪＨＳ  ４１６（断面修復材料品質規格試験方法）に規定された方法に準拠し、水平に設置した１５０×１５０×６０ｍｍのコンクリート板に、内寸が縦１９５ｍｍ、横１４０ｍｍ、高さ５０ｍｍのステンレス製の枠を取り付け、作製したモルタルをスぺーサー枠内に充填し、金鏝で充填モルタル表面を水平に均した。表面を水平に均した後、直ちに、枠を付けたままコンクリート板を１８０度反転（裏返し）させた。目視により、モルタルの垂れや落下又はスぺーサーの剥がれの何れも見られなかったものを天井面厚付け性「良好」と判断し、それ以外を天井面厚付け性「不良」と判断した。
【００２６】
【表２】
2007176740.tif 000003
【００２７】
［硬化体の評価］  作製したモルタルの硬化後の圧縮強度及びひび割れ発生状況を次の方法で調べ、モルタル硬化体を評価した。結果は表２に表す。
＜圧縮強度特性＞  作製したフレッシュ状態のモルタルを成形型枠に充填し、直径５ｃｍ、長さ１０ｃｍの円柱状供試体を作製し、温度２０℃、湿度８０％の恒温恒湿槽で４８時間養生した後脱型した。得られた供試体を所定材齢まで２０℃の水中で材齢７日まで養生させた。その後２０℃、湿度６０％の恒温恒湿槽で更に材齢３日及び２８日の養生を行った供試体について圧縮強度を測定した。
【００２８】
＜モルタル硬化体のひび割れ発生状況＞  前記圧縮強度試験に用いた供試体について、２８日養生供試体の圧縮強度測定の直前に、目視で表面ひび割れ発生の有無を確認した。  
【００２９】
表２より、本発明品は何れも施工性が良好で、硬化後もひび割れが見られず、強度発現性も良好なことがわかる。