(57)【要約】【課題】一般のグラウトと同等の設備で混練・注入が可能であり、かつ、ダクト内における残留空気の発生を大幅に低減することのできるＰＣグラウトを提供する。【解決手段】結合材と水とに、化学混和剤及び増粘性混和剤を配合して成るＰＣグラウトを作製する際に、水結合材比を３０〜７０％とともに、上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤を、単位水量に対して、０．１〜３．０重量％の割合で配合し、上記化学混和剤として、カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を、セメントに対して、０．１〜２．０重量％の割合で配合するようにした。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材コンクリートに引張応力を与えるＰＣ材と上記部材コンクリートとの間に注入される、少なくともセメントを含む結合材と水とに増粘性混和剤を添加し混練して成るＰＣグラウトであって、水と上記結合材との比を３０〜７０％とするとともに、上記増粘性混和剤として、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤であり、上記化合物（Ａ）と上記化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される混和剤のうちのいずれかの混和剤を用いたことを特徴とするＰＣグラウト。
【請求項２】
上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）を含有する増粘性混和剤を用いるとともに、上記化合物(Ａ)と上記化合物(Ｂ)とを、単位水量に対して、それぞれ０．１〜３．０重量％の割合で配合したことを特徴とする請求項１に記載のＰＣグラウト。
【請求項３】
上記増粘性混和剤に加えて、化学混和剤であるカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を、セメントに対して、０．１〜２．０重量％の割合で添加したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＰＣグラウト。
【請求項４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＰＣグラウトの製造方法であって、結合材、水、細骨材に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）と上記化学混和剤とを添加して混練した後、上記混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練して上記ＰＣグラウトを製造するようにしたことを特徴とするＰＣグラウトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材コンクリートに引張応力を与えるＰＣ材と上記部材コンクリートとの間に注入されるＰＣグラウトに関するもので、特に、粘性が高くかつ流動性に優れるとともに混練が容易なＰＣグラウトとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣグラウトは、ＰＣ鋼材を用いてプレストレスを導入し、予め圧縮力を与えた躯体コンクリートと、上記ＰＣ鋼材とを一体化させるとともに、上記ＰＣ鋼材の腐食を防止するために、上記ＰＣ鋼材とこのＰＣ鋼材を覆っているシースとの間の空隙（以下、ダクトという）に充填されるグラウトで、以下のような品質が要求されている。
（１）グラウト材料に腐食性の物質を含まないこと
（２）材料の分離がなく均一であり、ブリーディングが発生しないこと
（３）グラウト注入が確実に行える適切な粘性を有していること
（４）硬化したグラウトが所用の圧縮強度、付着強度を有していること
（５）硬化中の収縮が極めて少ないこと
グラウトをダクト内に充填すると、図１（ａ），（ｂ）に示すように、ダクト５０内部の注入側５１、クラウン部５２、及び、排水側５３の高い位置に未充填部（空隙）Ｓが発生する。これは、充填時に発生する残留空気で、下り勾配で粘性の小さなグラウト（ブリーディンググラウト）Ｇが注入されると、上記グラウトＧはダクト５０断面に充満することなくダクト５０底部に流下し、グラウト注入が進行する伴って、グラウトＧが下の方から充満してくるためで、これにより、内部に閉じ込められた空気が上記のような高い位置に集まり、グラウトＧが充填されていない未充填部Ｓとなる。また、上記のような粘性の小さなグラウトＧは先流れを起こし易く、この先流れはシースが太い（空隙率が大きい）ほど、また、シースの角度が大きいほど起こり易いため、上記残留空気はシースの曲り下がり部に生じ易い。
そこで、従来は、図１（ｃ）に示すように、上記残留空気を排出するための排気口５４を設けるとともに、上記空隙を充填するための注入口５５を設けて、上記残留空気を排出するとともに、上記空隙にグラウトを再注入するようにしていたが、施工性が悪いことから、現在では、ブリーディング性を改良したノンブリーディングタイプのグラウトが用いられている。
このノンブリーディングタイプのグラウトには、低粘性型と高粘性型とがあり、低粘性型グラウトは空隙が特に小さい場合（空隙率が４５％以下）や、シングルストランド、ＰＣ鋼線、及び、ＰＣ鋼棒の横締め等のように水平に配置されたダクト、剪断鋼棒等のように鉛直方向に配置されたダクトに使用されており、上記ＰＣ鋼材とシース間のダクトのような空隙率が大きなダクトには、粘性が大きく、ダクトの曲り下がり部で先流れが生じにくい高粘性型グラウトが使用されている（例えば、非特許文献１，２参照）。
【非特許文献１】ＰＣグラウト＆プレグラウトＰＣ鋼材；ｐｐ２−７；社団法人  プレストレスコンクリート建設協会
【非特許文献２】辻幸和；ＰＣグラウト技術，プレストレスコンクリート，Vol.45,No.6,Nov,2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記ノンブリーディング・高粘性型グラウトを用いた場合には、残留空気の発生を大幅に低減することはできるが、粘性が大きいため、グラウトの注入時に圧力が上昇するので、吐出量の調整が可能な可変式のグラウトポンプが必要であるだけでなく、上記グラウトポンプに接続される注入口のグラウトホースも、注入圧力が上がらないように太くし、更に、高圧力に耐えるようなホースを使用する必要がある。
また、上記高粘性型グラウトは、混練時における粘性も大きいことから、高回転のグラウトミキサーを用いる必要があった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、一般のグラウトと同等の設備で混練・注入が可能であり、かつ、ダクト内における残留空気の発生を大幅に低減することのできる粘性が高くかつ流動性に優れたＰＣグラウトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、部材コンクリートに引張応力を与えるＰＣ材と上記部材コンクリートとの間に注入される、少なくともセメントを含む結合材と水とに増粘性混和剤を添加し混練して成るＰＣグラウト（プレストレスコンクリート用グラウト）であって、水と上記結合材との比を３０〜７０％とするとともに、上記増粘性混和剤として、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤であり、上記化合物（Ａ）と上記化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される混和剤のうちのいずれかの混和剤を用いたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＰＣグラウトにおいて、上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）を含有する増粘性混和剤を用いるとともに、上記化合物（Ａ）と上記化合物（Ｂ）とを、単位水量に対して、それぞれ０．１〜３．０重量％の割合で配合したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のＰＣグラウトにおいて、上記増粘性混和剤に加えて、化学混和剤であるカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を、セメントに対して、０．１〜２．０重量％の割合で添加したものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＰＣグラウトの製造方法であって、結合材、水、細骨材に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）と上記化学混和剤とを添加して混練した後、上記混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練して上記ＰＣグラウトを製造するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＰＣグラウトを作製する際に、水結合材を３０〜７０％とするとともに、添加する増粘性混和剤として、第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤であり、上記化合物（Ａ）と上記化合物（Ｂ）とが、両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、または、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせ、から選択される混和剤のうちのいずれかの混和剤を用いたので、一般のグラウトと同等の設備で混練・注入が可能であり、かつ、ダクト内でにおける残留空気の発生を大幅に低減することのできる、粘性が高くかつ流動性に優れたＰＣグラウトを得ることができる。
【０００８】
上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とアニオン性芳香族化合物から選ばれる化合物（Ｂ）を含有する増粘性混和剤を用いるとともに、上記化合物（Ａ）と上記化合物（Ｂ）とを、単位水量に対して、それぞれ０．１〜３．０重量％の割合で配合すれば、上記各特性を確実に向上させることができる。
更に、上記増粘性混和剤に加えて、化学混和剤であるカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を、セメントに対して、０．１〜２．０重量％の割合で添加すれば、上記ＰＣグラウトの特性を更に向上させることができる。
【０００９】
また、ＰＣグラウトを製造する際に、結合材、水に上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）と上記化学混和剤とを添加して混練した後、上記混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練してＰＣグラウトを製造するようにすれば、粘性が高くかつ流動性に優れたＰＣグラウトを確実に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の形態について説明する。
本発明の最良の形態に係るＰＣグラウトは、セメントと混和材である膨張材とを含む結合材と水とに、化学混和剤を配合するとともに、増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤を用いたもので、はじめに、結合材と水とに、化学混和剤と、上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを練り混ぜて混練物を作製した後、この混練物に上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加して再度混練して作製される。
上記セメントとしては、特に限定されるものではなく、石灰石・粘土・酸化鉄などを原料とした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，白色ポルトランドセメントなどのポルトランドセメントや、高炉セメント，フライアッシュセメント，シリカセメントなどの混合セメントを用いることができる。
このとき、水と上記結合材との比である水結合材比（Ｗ／Ｂ）を３０〜７０％とすることが好ましい。水結合材比が３０％未満であると結合材の量が多すぎるため粘性が増加し、必要な流動性が確保できない。また、７０％を超えると結合材の量が過小となって、必要強度が得られないだけでなく、ブリーディングにより耐久性状の品質も低下するので、水結合材比としては３０〜７０％とすることが好ましく、３５〜４５％とすることが特に好ましい。
【００１１】
本発明に用いられる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）としては、４級アンモニウム塩型カチオン性界面活性剤が好ましく、特に、アルキルアンモニウム塩を主成分とする添加剤が好ましい。また、第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）としては、芳香環を有するスルフォン酸塩が好ましく、特に、アルキルアリルスルホン酸塩を主成分とする添加剤が好ましいが、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）としては、ドデカン酸アミドプロピルベタインなどの両性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）とＰＯＥ（３）ドデシルエーテル硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ｂ）の組み合わせ、または、上記カチオン性界面活性剤から選ばれる化合物（Ａ）と臭化ナトリウムなどの臭素化合物から選ばれる化合物（Ｂ）との組み合わせであってもよい。
【００１２】
ところで、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とがある一定の割合でセメント中に混入されると、プラスの電荷を帯びた第１の水溶性低分子化合物（Ａ）とマイナスの電荷を帯びた第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とがペースト中で分子会合を起こし、高分子状の大きな高次構造体を形成する。上記高次構造体はペーストに高い粘性と材料分離抵抗性を付与するので、上記混和剤は増粘剤として機能する。また、上記高次構造体は、通常の水溶性高分子とは異なり、電気的に、すなわち、分子間力により結合しているため、ポンプ圧送時などで結合が切断された場合でも、容易に再結合・再融合して、安定した増粘効果を発揮することができるとともに、優れた流動性ポンプ圧送性を発揮することができる。
なお、上記化合物（Ａ），（Ｂ）を添加する際には、上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を先に添加してこのとき、上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を先に添加して混練した後、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加するようにすることが肝要である。これは、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを同時に添加すると、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とが不均質な状態で高次構造体を形成してしまうので、高次構造体を均質な状態で形成させて所望の特性を得るためには長時間の混練が必要となるためである。
また、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を先に加えると、混練の際に泡が発生してモルタルの空気量が多くなり、強度の低下や比重の減少等が上記のように、第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）を先に添加して混練した後、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を添加する必要がある。
また、本例の増粘性混和剤は２液タイプであるので、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）を投入する前は低粘性グラウトと同等以上の流動性を有しており、かつ、添加後においても、従来の高粘性グラウトを混練する場合よりも粘性の上昇が小さいので、高回転のグラウトミキサーを使用しなくても十分に混練可能であるという利点を有する。
【００１３】
上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との添加量は、単位水量に対して、それぞれ０．１〜３．０重量％の割合で配合することが好ましい。上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と上記第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との添加量が０．１重量％未満である場合には、粘性が得られず、ブリーディングが増大する。一方、３．０重量％を超えた場合には粘性が大きくなりすぎ流動性、ポンプ圧送性が低下するので、０．１〜３．０重量％、好ましくは、０．１〜２．０重量％、更に好ましくは、０．５〜１．５重量％配合する。これにより、高い粘性を有するとともに、流動性にも優れたＰＣグラウトを得ることができる。
また、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との配合比としては、２：５〜５：２の範囲が好ましい。なお、実験の結果では、上記第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）との配合の割合が１：１の場合が最適であった。
【００１４】
また、上記化学混和剤としては、リグニン系、ポリカルボン酸系、メラミン系、ナフタリン系、あるいは、アミノスルホン酸系などのポリエーテル系減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤などの、通常使用されているセメント混和剤の中から適宜選択することができる。中でも、上記増粘性混和剤との相溶性に優れたカルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を、上記セメントに対して、好ましくは０．１〜２．０重量％の割合で配合することにより、高流動性を確実に発揮させることができる。
【００１５】
このように、本実施の形態によれば、結合材と水とに、化学混和剤及び増粘性混和剤を配合して成るＰＣグラウトを作製する際に、水結合材比を３０〜７０％とともに、上記増粘性混和剤として、カチオン性界面活性剤から選ばれる第１の水溶性低分子化合物（Ａ）と、アニオン性芳香族化合物から選ばれる第２の水溶性低分子化合物（Ｂ）とを含有する混和剤を、単位水量に対して、０．１〜３．０重量％の割合で配合し、上記化学混和剤として、カルボキシル基含有ポリエーテル系減水剤を、セメントに対して、０．１〜２．０重量％の割合で配合したので、粘性が高くかつ流動性にも優れたＰＣグラウトを得ることができる。また、本例のＰＣグラウトは、混練時の粘性が従来のノンブリーディング・高粘性型に比較して、混練時の粘性が低いので、一般のグラウトと同等の設備で混練することができるだけでなく、通常のグラウトポンプ、グラウトホースによる注入も可能であり、かつ、ダクト内でにおける残留空気の発生を大幅に低減することができる。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、混和材として膨張材を用いたが、上記セメントに混合される混和材としては、上記膨張材に限るものではなく、フライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ微粉末などの他の混和材、あるいは、これらの混合物を用いてもよい。
また、結合材をセメントのみとしてもよい。この場合、上記水結合材比（Ｗ／Ｂ）は、そのまま水セメント比（Ｗ／Ｃ）となる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
以上説明したように、本発明のＰＣグラウトは、一般のグラウトと同等の設備で混練・注入が可能であり、かつ、ダクト内でにおける残留空気の発生を大幅に低減することができるので、ＰＣ鋼材と部材コンクリートとを容易にかつ確実に一体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のＰＣグラウトの充填状態を示す模式図である。
【図１】
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