(57)【要約】 【解決すべき課題】  水素脆性がなく、亜硝酸塩の存在下においても所望の膨張量のガスを発生することが可能な発泡剤、およびそれを用いた良好な収縮補償が得られるセメント組成物を提供する。  【解決手段】  本発明の亜硝酸塩を配合したセメント組成物用の発泡剤は、該セメント組成物中における反応により窒素ガスを発生する物質を含有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜硝酸塩を配合したセメント組成物用の発泡剤であって、該セメント組成物中における反応により窒素ガスを発生する物質を含有する、前記発泡剤。
【請求項２】
セメント組成物中における反応により窒素ガスを発生する物質が、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物およびニトロソ化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種である、請求項１に記載の発泡剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発泡剤を含有する、亜硝酸塩を配合したセメント組成物。
【請求項４】
セメント組成物が、グラウト材料、ＰＣグラウト材料、モルタル材料またはコンクリート材料である、請求項３に記載のセメント組成物。
【請求項５】
さらに減水剤を含有する、請求項３または４に記載のセメント組成物。
【請求項６】
さらに膨張材を含有する、請求項３〜５のいずれかに記載のセメント組成物。
【請求項７】
請求項１または２に記載の発泡剤をセメント組成物に混合する、亜硝酸塩を配合したセメント組成物の収縮防止法。
【請求項８】
セメント組成物が、グラウト材料、ＰＣグラウト材料、モルタル材料またはコンクリート材料である、請求項７に記載の収縮防止法。
【請求項９】
さらに減水剤を添加する、請求項７または８に記載の収縮防止法。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の発泡剤により硬化前のセメント組成物の収縮を補償し、膨張材により硬化後のセメント組成物の収縮を補償する、請求項７〜９のいずれかに記載の収縮防止法。
【請求項１１】
請求項１または２に記載の発泡剤の亜硝酸塩を配合したセメント組成物への使用。
【請求項１２】
セメント組成物が、グラウト材料、ＰＣグラウト材料、モルタル材料またはコンクリート材料である、請求項１１に記載の使用。
【請求項１３】
セメント組成物が、さらに減水剤を含有する、請求項１１または１２に記載の使用。
【請求項１４】
セメント組成物が、さらに膨張材を含有する、請求項１１〜１３のいずれかに記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木、建築等の分野において、亜硝酸塩を配合したセメント組成物に好適に使用できる、発泡性の良好なセメント組成物用発泡剤、それを含有する亜硝酸塩を配合したセメント組成物、該発泡剤を使用するセメント組成物の収縮防止法、および該発泡剤の亜硝酸塩を配合したセメント組成物への使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から機械の据付け、逆打ちコンクリートの打継ぎ、コンクリートの劣化部分の補修、プレストレストコンクリート構造物のＰＣダクトの充填等にコンクリート、モルタル、グラウト材等のセメント組成物が使用されている。これまで各種の充填材が開発されているが、水硬性セメント系組成物が最も広く用いられており、その構成はセメント単独或いはセメントと細骨材（更に必要に応じて粗骨材）をベースに、用途に応じて各種の添加剤が配合されている。一般にセメント単独或いはセメントと細骨材（或いは更に粗骨材）のみの水硬性セメント組成物を水と練り混ぜて打設すると、凝結過程で収縮或いは沈下が生じ、既設部位と充填した材料の間に空隙層が生じたり、充填した材料が沈下したり、或いはひび割れが生じたりする問題が発生する。
【０００３】
そこで、この収縮をなくすために添加剤としてアルミニウム粉末や炭素質物質が利用されている。アルミニウム粉末は、水硬性セメント組成物が流動性を有する時点から凝結するまでの間に、セメントと水が反応して生じるアルカリと反応して水素ガスを発生し、水硬性セメント組成物を膨張させて収縮を補償する。炭素質物質はそれ自体が多孔性であるため、セメント組成物に添加されたときに、系から水を吸着して炭素質物質から孔に閉じ込められていた気体を放出し、セメント組成物を膨張させて収縮を補償する。
【０００４】
例えば、ＰＣグラウト材は、ＰＣ（プレストレストコンクリート）構造物のＰＣ鋼棒を緊張した後、ＰＣ鋼棒を腐食から保護するとともに、ＰＣ鋼棒と部材コンクリートとの一体化を目的としてＰＣ鋼材の周辺に充填される。アルミニウム粉末を使用したＰＣグラウト材では、セメント中のアルカリとアルミニウム粉末が反応して水素ガスを発生するが、水素ガスはＰＣ鋼棒の水素脆性を引き起こすことが懸念されている。
【０００５】
また、近年、コンクリート構造物の塩害による劣化が問題となっているが、この対策として劣化した部分をエアーピック、電動ピック、ウオータージェット等により取り除き、補修部分をセメントモルタル或いはポリマーセメントモルタルにより埋め戻す工事が行われているが、塩化物による再劣化を防止する目的で埋め戻すモルタルに亜硝酸塩を混合する施工方法が用いられている。この際に使用するモルタルには、硬化以前の初期の収縮を補償するためにアルミニウム粉末が使用されているが、亜硝酸塩を配合したモルタルにアルミニウム粉末を混合しても期待した膨張量が得られないか、全く膨張しないという問題がある。この原因は明らかではないが、亜硝酸塩がアルミニウム粉末とアルカリとの反応を妨げるものと推察される。
【０００６】
上記のアルミニウム粉末等の水素ガスを発生する添加剤を用いる方法以外に、メチルエチルケトン過酸化物、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド等の有機添加剤を用い、発生する酸素ガスまたは窒素ガスによりセメント組成物の収縮を補償する方法が報告されている（特許文献１）。しかし、この方法は亜硝酸塩を配合したセメント組成物には適用されておらず、また亜硝酸塩の存在下におけるこれらの有機添加剤の有効性についても全く記載されていない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，１４２，９０９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、水素脆性がなく、亜硝酸塩の存在下においても所望の膨張量のガスを発生することが可能な発泡剤、およびそれを用いた良好な収縮補償が得られるセメント組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、亜硝酸を配合したセメント組成物中に、該組成物中での反応により窒素ガスを発生する物質を混合することにより、亜硝酸塩を配合したセメント組成物中においても窒素ガスが効果的に発生し、セメント組成物の収縮を良好に補償し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、亜硝酸塩を配合したセメント組成物用の発泡剤であって、該セメント組成物中における反応により窒素ガスを発生する物質を含有する、前記発泡剤に関する。
【００１１】
また本発明は、セメント組成物中における反応により窒素ガスを発生する物質が、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物およびニトロソ化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種である、前記発泡剤に関する。
【００１２】
さらに本発明は、前記発泡剤を含有する、亜硝酸塩を配合したセメント組成物に関する。
【００１３】
また本発明は、セメント組成物がグラウト材料、ＰＣグラウト材料、モルタル材料またはコンクリート材料である、前記セメント組成物に関する。
【００１４】
さらに本発明は、さらに減水剤を含有する、前記セメント組成物に関する。
【００１５】
また本発明は、さらに膨張材を含有する、前記セメント組成物に関する。
【００１６】
さらに本発明は、前記発泡剤をセメント組成物に混合する、亜硝酸塩を配合したセメント組成物の収縮防止法に関する。
【００１７】
また本発明は、セメント組成物がグラウト材料、ＰＣグラウト材料、モルタル材料またはコンクリート材料である、前記収縮防止法に関する。
【００１８】
さらに本発明は、さらに減水剤を添加する、前記収縮防止法に関する。
【００１９】
また本発明は、前記発泡剤により硬化前のセメント組成物の収縮を補償し、膨張材により硬化後のセメント組成物の収縮を補償する、前記収縮防止法に関する。
【００２０】
さらに本発明は、前記発泡剤の亜硝酸塩を配合したセメント組成物への使用に関する。
【００２１】
また本発明は、セメント組成物がグラウト材料、ＰＣグラウト材料、モルタル材料またはコンクリート材料である、前記使用に関する。
【００２２】
さらに本発明は、セメント組成物が、さらに減水剤を含有する、前記使用に関する。
【００２３】
また本発明は、セメント組成物がさらに膨張材を含有する、前記使用に関する。
【００２４】
本発明は、発泡剤としてアルミニウム粉末を使用した場合には、亜硝酸塩によりセメント組成物中における発泡が阻害され、十分な収縮補償効果が得られないのに対し、発泡剤としてスルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物、ニトロソ化合物等の窒素を発生する化合物を使用した場合には、亜硝酸塩の存在下においても発泡が阻害されず、セメント組成物の十分な収縮補償効果が得られることの発見に基づくものである。
【００２５】
本発明の発泡剤は上記のように減水剤とともに用いることもできる。減水剤はアニオン性の減水成分がセメント粒子に吸着し、セメント粒子を分散させ、セメント組成物の流動性を高め、水量を低減する作用を有する。本発明の発泡剤および減水剤を含有するセメント組成物は、発泡剤による収縮補償効果、減水剤によるセメント組成物の流動性を高める効果だけでなく、セメント組成物のブリーディング率を低下させる効果も有する。減水剤としては、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤として一般に市販されているナフタレンスルホン酸塩系、メラミン系、ポリカルボン酸塩系、リグニンスルホン酸塩系等の剤が挙げられる。
【００２６】
また、本発明の発泡剤はまた、膨張材とともに用いることもできる。膨張材は硬化後のセメント組成物の水和や乾燥による収縮を補償する作用を有するため、発泡剤によってセメント組成物が硬化するまでの初期の収縮を補償し、膨張材によって硬化後のセメント組成物の収縮を補償することにより、セメント組成物の収縮を使用期間全般にわたって補償することが可能となる。コンクリート用膨張材としては、JIS A 6201に規定される市販の石灰系またはＣＳＡ系膨張材、酸化カルシウム粉末、或いはこれらの膨張材を粉砕して粉末度を高めたものが挙げられる。
【００２７】
本発明の発泡剤は、亜硝酸塩によって発泡を阻害されないだけでなく、発泡により窒素を発生するため、水素を発生する従来のアルミニウム粉、鉄粉等の発泡剤のように鋼材の水素脆性を引き起こす心配もない。また亜硝酸塩は上記の塩害を受けたコンクリートの補修の他、セメント組成物の硬化促進、凍結防止等の目的にも使用されており、本発明の発泡剤は亜硝酸塩を配合するすべての用途のセメント組成物に対して有効である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の発泡剤は、亜硝酸塩を配合したセメント組成物中における反応により窒素ガスを発生し、セメント組成物を膨張させ、収縮のないセメント組成物を得ることができる。また、本発明の発泡剤は、その使用量を調整することによりセメント組成物の膨張率を精度よく調節することができるため、収縮がなく、均質なセメント組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の発泡剤は、セメント組成物中における反応により窒素ガスを発生する化合物を含有すればよく、例えばセメント組成物中に含まれるセメントが水と共に練り混ぜられた際に生成するアルカリとの反応により窒素ガスを発生する化合物を含有すればよい。窒素ガスを発生する化合物としては、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物、ニトロソ化合物等を例示でき、具体的には、スルホニルヒドラジン化合物としては、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ,ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等が挙げられ、アゾ化合物としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられ、ニトロソ化合物としては、Ｎ,Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等が挙げられる。特に、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ,ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）および４,４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等のスルホニルヒドラジド化合物は、その反応生成物が無臭、非汚染性、および無着色であるため、セメント組成物に好適である。本発明の発泡剤は、これらの化合物の少なくとも１種を含有するのが好ましい。
【００３０】
上記の窒素ガスを発生する物質は、反応により主に窒素ガスを発生すればよく、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニア等の窒素以外のガスを副生してもよい。例えば、アゾ化合物は、反応生成物として窒素の他にアンモニアを発生する。なお、Ｎ,Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンは易燃性であるため取扱いに注意を要する。
【００３１】
本発明のセメント組成物は、各種ポルトランドセメント、混合セメント、エコセメント、アルミナセメント等のセメント、亜硝酸塩および本発明の発泡剤を配合した組成物である。セメント組成物としては、セメントペースト、モルタル、コンクリート、ＰＣグラウト、グラウト材等を例示することができる。
【００３２】
セメント組成物に配合される亜硝酸塩は特に限定されないが、亜硝酸リチウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カルシウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸バリウム等を用いることができる。亜硝酸塩の含有量は目的等によって異なり、特に限定されないが、セメント１００重量部に対して通常約０．５〜１０重量部である。
【００３３】
本発明の発泡剤の含有量は、セメントペ−スト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物の種類、発泡剤の種類、用途等によって異なるため、特に限定されないが、通常これらのセメント組成物に求められる膨張率０．１〜５％が得られる量を含有すればよい。一般に、セメント１００重量部に対して約０．０１〜１重量部が好適である。
【００３４】
本発明のセメント組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で上記以外の成分、例えば骨材、添加剤等を混合して使用することもできる。骨材は特に限定されないが、川砂、山砂、硅砂、石灰砂、一般的な軽量砂、川砂利、砕石、石灰石、一般的な軽量粗骨材等が使用できる。セメント組成物がモルタル、セメントミルク等の場合、骨材の使用量はセメント１００重量部に対して好ましくは０〜４００重量部であり、コンクリートの場合、細骨材の使用量はセメント１００重量部に対して好ましくは１００〜４００重量部、粗骨材の使用量はセメント１００重量部に対して好ましくは１００〜４００重量部である。
【００３５】
添加剤としては、無機微粉末、コンクリート用膨張材、減水剤、増粘剤、凝結調整剤、ポリマー等が挙げられる。無機系微粉末としては、高炉スラグ粉末、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、炭酸カルシウム粉末、石粉等が挙げられる。凝結調整剤としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、これらのアルカリ金属および／またはアルカリ土類金属塩等であるオキシカルボン酸類が挙げられる。増粘剤としては、例えば、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、ヒドロキシルプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、グアーガム、アルギン酸塩、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。ポリマーとしては、粉末ポリマーやポリマーを水に分散させたポリマーデイスパージョンがあり、例えば、酢酸ビニルバーサテート、ポリアクリル酸エステル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
【００３６】
本発明のセメント組成物の収縮防止方法は、亜硝酸塩を配合したセメント組成物に本発明の発泡剤を混合することを特徴とする。発泡剤の混合方法は、予めセメントと発泡剤の一部又は全部を混合してもよく、他の材料をさらに混合してもよく、施工時にそれぞれの材料を混合して使用してもよい。発泡剤による反応は特に温度による制御を必要とせず、通常室温で行うことができる。
【００３７】
本発明の収縮防止方法は、亜硝酸塩によって発泡剤による発泡が阻害されないため、発泡剤の使用量を調整することによりセメント組成物の膨張率を精度よく調節することができる。したがって、本発明の方法により均質なセメント組成物を得ることができる。
【００３８】
本発明の発泡剤は単独で十分な収縮補償効果を有するが、場合によって他の発泡剤（アルミニウム粉末、鉄粉末、有機または無機過酸化物等）と併用してもよい。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
参考例１
グラウト材の試験Ｉ
以下の材料を用いて表１に示す配合のグラウト材を作製し、下記の試験方法により試験を行った。その結果を表１に示す。
【００４１】
〔使用材料〕
セメント：普通ポルトランドセメント
細骨材：硅砂、粒径２．５ｍｍ以下
高性能減水剤A：花王（株）製、マイティ１００
発泡剤α：永和化成工業（株）製、ネオセルボンＮ＃１０００ＳＷ（主成分：４，４’−オキシビス［ベンゼンスルホニルヒドラジド］）
練り水：上水道水
なお、表中のＷ／Ｃは（上水道水の重量／セメントの重量）×１００（％）を示す。
【００４２】
〔試験方法〕
回転数７５０ｒｐｍのハンドミキサを用いて、全材料投入後２分間練り混ぜた。得られたグラウト材について以下の試験を実施した。
ｉ．Ｊ１４ロート流下時間
土木学会基準「充てんモルタルの流動性試験方法（JSCE-F 541-1999）」により測定した。
ｉｉ．ブリーディング率、膨張率
土木学会基準「充てんモルタルのブリーディング率および膨張率試験方法（容器方法）（JSCE-F 542-1999）」により測定した。なお、ブリーディング率は材齢３時間、膨張率は材齢１日の測定値を示す。表中の膨張率の−は収縮側、＋は膨張側を示す。
【００４３】
【表１】
2007001828.tif 000002
【００４４】
表１に示すように、発泡剤を添加していない参考例１−１〜１−５は、Ｊ１４ロート流下時間が４．３〜９．６秒とグラウト材として良好な流動性を有したが、本試験はブリーディング防止剤を配合していないので０．５〜１．５％のブリーディングが生じた。また膨張率は−０．６８〜−１．８％と収縮した。一方、セメントと砂の混合比を１００：１００〜１００：４００とし、本発明の発泡剤と高性能減水剤を添加した参考例１−６〜１−１０は、Ｊ１４ロート流下時間が４．５〜９．８秒とグラウト材として良好な流動性を有し、ブリーディング防止剤を配合していないので０．２〜０．８％のブリーディングが生じたが、膨張率は＋０．４５〜＋０．６５％と収縮のないグラウト材を得ることができた。また、ブリーディング率は参考例１−１〜１−５の発泡剤を添加していない同一配合のものに比べて小さくなった。
【００４５】
参考例２
グラウト材の試験ＩＩ
以下の材料を用いて表２に示す配合のグラウト材を作製し、下記の試験方法により試験を行った。その結果を表３に示す。
【００４６】
〔使用材料〕
セメント：普通ポルトランドセメント
細骨材：硅砂、粒径２．５ｍｍ以下
高性能減水剤Ａ：花王（株）製、マイティ１００（ナフタレン系）
高性能減水剤Ｂ：デグサ社製、メルメントＦ−１０（メラミン系）
高性能減水剤Ｃ：デグサコンストラクションシステム社製、Melflux1641F（ポリカルボン酸塩系）
膨張材ａ：電気化学工業（株）製、デンカＣＳＡ＃２０
膨張材ｂ：太平洋セメント（株）製、エクスパンＧ
発泡剤α：永和化成工業（株）製、ネオセルボンＮ＃１０００ＳＷ（主成分：４，４’−オキシビス［ベンゼンスルホニルヒドラジド］、湿潤タイプ）
発泡剤β：永和化成工業（株）製、ビニホールＡＣ＃３（主成分：アゾジカルボンアミド）
発泡剤γ：永和化成工業（株）製、ネオセルボンＮ＃１０００Ｓ（主成分：４，４’−オキシビス［ベンゼンスルホニルヒドラジド］）
練り水：上水道水
なお、表中のＷ／Ｃは（上水道水の重量／セメントの重量）×１００（％）を示す。
【００４７】
〔試験方法〕
回転数７５０ｒｐｍのハンドミキサを用いて、全材料投入後２分間練り混ぜた。得られたグラウト材について以下の試験を実施した。
ｉ．Ｊ１４ロート流下時間
土木学会基準「充てんモルタルの流動性試験方法（JSCE-F 541-1999）」により測定した。
ｉｉ．ブリーディング率、膨張率
土木学会基準「充てんモルタルのブリーディング率および膨張率試験方法（容器方法）（JSCE-F 542-1999）」により測定した。なお、ブリーディング率は材齢３時間、膨張率は材齢１日の測定値を示す。表中の膨張率の−は収縮側、＋は膨張側を示す。
ｉｉｉ．圧縮強度
土木学会基準「充てんモルタルの圧縮強度試験方法（JSCE-G 541-1999）」により材齢２８日の圧縮強度を測定した。
【００４８】
【表２】
2007001828.tif 000003
【００４９】
【表３】
2007001828.tif 000004
【００５０】
表３に示すように、参考例２−１、２−２は発泡剤を配合していないため、膨張率は−０．２５〜−０．３２％と収縮した。一方、セメントと砂の混合比を１００：１００とし、硬化後のセメントの水和や乾燥による収縮を補償するための膨張材、流動性を高めるための高性能減水剤、および本発明の発泡剤を配合した参考例２−３〜２−８はＪ１４ロート流下時間が７〜９秒とグラウト材として良好な流動性を有し、ブリーディングも無く、膨張率は＋０．５４〜＋０．６１％と収縮のないグラウト材が得られた。また、圧縮強度もグラウト材として十分な強度を発現した。
【００５１】
参考例３
ＰＣグラウト材の試験
以下の材料を用いて表４に示す配合のＰＣグラウト材を作製し、下記の試験方法により試験を行った。その結果を表５に示す。
【００５２】
〔使用材料〕
セメント：普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、高炉セメントＢ種
混和剤Ｉ：（株）エヌエムビー製、ＰＣグラウト用低粘性混和材、非膨張タイプ（普通セメント用）ＧＦ−１７００
混和剤ＩＩ：（株）エヌエムビー製、ＰＣグラウト用低粘性混和材、非膨張タイプ（高炉セメント用）ＧＦ−１７００（ＢＢ）
混和剤ＩＩＩ：（株）エヌエムビー製、ＰＣグラウト用低粘性混和材、非膨張タイプ（早強セメント用）ＧＦ−１７００（Ｈ）
発泡剤α：永和化成工業（株）製  ネオセルボンＮ＃１０００ＳＷ（主成分：４，４’−オキシビス［ベンゼンスルホニルヒドラジド］）
発泡剤δ：市販  アルミニウム粉末
練り水：上水道水
なお、表中のＷ／Ｃは（上水道水の重量／セメントの重量）×１００（％）を示す。
【００５３】
〔試験方法〕
回転数７５０ｒｐｍのハンドミキサを用いて、全材料投入後２〜５分間練り混ぜた。得られたグラウト材について以下の試験を実施した。
ｉ．ＪＰロート流下時間
土木学会基準「ＰＣグラウトの流動性試験方法（JSCE-F 531-1999）」により測定した。
ｉｉ．ブリーディング率、膨張率
土木学会基準「ＰＣグラウトのブリーディング率および膨張率試験方法（ポリエチレン袋方法）（JSCE-F 532-1999）」により測定した。なお、ブリーディング率は材齢３時間、膨張率は材齢１日の測定値を示す。表中の膨張率の−は収縮側、＋は膨張側を示す。
ｉｉｉ．圧縮強度
土木学会基準「ＰＣグラウトの圧縮強度試験方法（JSCE-G 531-1999）」により材齢２８日の圧縮強度を測定した。
【００５４】
【表４】
2007001828.tif 000005
【００５５】
【表５】
2007001828.tif 000006
【００５６】
表５に示すように、参考例４−１は発泡剤を添加しない配合で膨張率は−０．３７％と収縮した。また、参考例４−２〜４−４は発泡剤にアルミニウム粉末を配合しており膨張率は＋２．０９〜＋２．４５％であった。一方、セメント、市販のＰＣグラウト用低粘性混和剤（発泡剤無添加）および本発明の発泡剤を配合した参考例４−５〜４−７はＪＰロート流下時間が８．４〜８．８秒とＰＣグラウト材として良好な流動性を有し、ブリーディングも無く、膨張率は＋２．２５〜＋２．６３％と収縮のないＰＣグラウト材が得られた。また、圧縮強度もＰＣグラウト材として十分な強度を発現しており、参考例４−２〜４−４のアルミニウム粉末を配合した場合と同等の性状が得られた。
【００５７】
参考例４
高流動・無収縮コンクリートの試験
以下の材料を用いて表６に示す配合の高流動・無収縮コンクリートを作製し、下記の試験方法により試験を行った。その結果を表７に示す。
【００５８】
〔使用材料〕
セメント：普通ポルトランドセメント
細骨材：川砂（表乾密度：２．６０、吸水率：１．８４％、粗粒率：２．６７）
粗骨材：砕石（ＭＳ：２０ｍｍ、表乾密度：２．６５、吸水率：０．５９％、粗粒率：６．７４）
高性能減水剤：（株）エヌエムビー製、高性能減水剤ＮＬ−４０００（メラミン系）
無収縮混和材：（株）エヌエムビー製、ノンブリージング膨張コンクリート用混和材  タイト−１１０（発泡剤無添加）
発泡剤α：永和化成工業（株）製、ネオセルボンＮ＃１０００ＳＷ（主成分：４，４’−オキシビス［ベンゼンスルホニルヒドラジド］）、表中の使用量はセメント１００重量部に対する使用量を示す。
発泡剤δ：市販アルミニウム粉末、表中の使用量はセメント１００重量部に対する使用量を示す。
練り水：上水道水
なお、表中のＷ／Ｃは（上水道水の重量／セメントの重量）×１００（％）を示し、ｓ／ａは細骨材容積／（細骨材容積＋粗骨材容積）×１００（％）を示す。
【００５９】
〔試験方法〕
練混ぜ容量５０Ｌのパン型強制練りミキサを用いて、全材料投入後２分間練り混ぜた。得られたコンクリートについて以下の試験を実施した。
ｉ．スランプフロー
JIS A 1105-2001「コンクリートのスランプフロー試験方法」により測定した。
ｉｉ．ブリーディング率
JIS A 1123-2003「コンクリートのブリーディング試験方法」により測定した。
ｉｉｉ．膨張率
φ１５×３０ｃｍの鋼製円柱型枠に練り混ぜたコンクリートを打設し、その上面を金ゴテで平滑にした後、その上面に直径１４．５ｃｍ、厚さ３ｍｍのアクリル板を載せ、ダイヤルゲージ（１／１００ｍｍ）を設置して膨張量を測定した。膨張量は膨張が終了した時点の膨張量を示す。表中の膨張率の−は収縮側、＋は膨張側を示す。
ｉｖ．圧縮強度
JIS A 1108-1999「コンクリートの圧縮強度試験方法」により材齢２８日の圧縮強度を測定した。
【００６０】
【表６】
2007001828.tif 000007
【００６１】
【表７】
2007001828.tif 000008
【００６２】
表７に示すように参考例５−２〜５−３はスランプフローが５８〜５９ｃｍと充てん用或いは逆打ち用コンクリートとして良好な流動性を有し、ブリーディングも無く、膨張率は＋０．３〜１．４％と収縮がなく、良好なコンクリートが得られた。また、圧縮強度も十分な強度を発現した。
【００６３】
実施例１〜１０、比較例１〜５
グラウト材の試験ＩＩＩ
以下の材料を用いて表８に示す配合のグラウト材を作製し、下記の試験方法により試験を行った。その結果を表９に示す。
【００６４】
〔使用材料〕
セメント：普通ポルトランドセメント
細骨材：硅砂、粒径２．５ｍｍ以下
高性能減水剤A：花王（株）製、マイティ１００（ナフタレン系）
膨張材ａ：電気化学工業（株）製、デンカＣＳＡ＃２０
膨張材ｂ：太平洋セメント（株）製、エクスパンＧ
発泡剤α：永和化成工業（株）製、ネオセルボンＮ＃１０００ＳＷ（主成分：４，４’−オキシビス［ベンゼンスルホニルヒドラジド］）
発泡剤δ：市販  アルミニウム粉末
亜硝酸塩Ｘ：市販亜硝酸リチウム水溶液（表中の使用量は固形分としての量を示す）
亜硝酸塩Ｙ：市販亜硝酸カルシウム水溶液（表中の使用量は固形分としての量を示す）
亜硝酸塩Ｚ：市販亜硝酸ナトリウム水溶液（表中の使用量は固形分としての量を示す）
練り水：上水道水
なお、表中のＷ／Ｃは（上水道水の重量／セメントの重量）×１００（％）を示す。
【００６５】
〔試験方法〕
回転数７５０ｒｐｍのハンドミキサを用いて、全材料投入後２分間練り混ぜた。得られたグラウト材について以下の試験を実施した。
ｉ．Ｊ１４ロート流下時間
土木学会基準「充てんモルタルの流動性試験方法（JSCE-F 541-1999）」により測定した。
ｉｉ．ブリーディング率、膨張率
土木学会基準「充てんモルタルのブリーディング率および膨張率試験方法（容器方法）（JSCE-F 542-1999）」により測定した。なお、ブリーディング率は材齢３時間、膨張率は材齢１日の測定値を示す。表中の膨張率の−は収縮側、＋は膨張側を示す。
ｉｉｉ．圧縮強度
土木学会基準「充てんモルタルの圧縮強度試験方法（JSCE-G 541-1999）」により材齢２８日の圧縮強度を測定した。
【００６６】
【表８】
2007001828.tif 000009
【００６７】
【表９】
2007001828.tif 000010
【００６８】
表８に示すようにセメントと砂の混合比を１００：１００と１００：２００とし、硬化後のセメントの水和や乾燥による収縮を補償するための膨張材、流動性を高めるための高性能減水剤および本発明の発泡剤、更に亜硝酸塩を配合した実施例１〜１０はＪ１４ロート流下時間が７〜９秒とグラウト材として良好な流動性を有し、ブリーディングも無く、膨張率は＋０．４５〜＋０．８６％と収縮のないグラウト材を得ることができた。また、圧縮強度もグラウト材として十分な強度を示した。一方、発泡剤以外は実施例と同様の配合とし、発泡剤として従来使用されていたアルミニウム粉末を配合した比較例３及び５の膨張率は−０．２３、−０．２８％と収縮した。比較例２および４は発泡剤にアルミニウム粉末を使用したが、亜硝酸塩を配合していないため膨張率は＋０．４７、＋０．８７と膨張した。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のセメント組成物用発泡剤は、亜硝酸塩を配合したセメント組成物を膨張させ、セメント組成物の収縮を防止することができるため、亜硝酸塩を配合したグラウト材料、ＰＣグラウト材料、モルタル材料、コンクリート材料等のセメント組成物に好適に使用することができる。