(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低発熱セメント４５０〜５５０ｋｇ／ｍ3、軽量細骨材６５０〜７５０ｋｇ／ｍ3、気泡剤２００〜２５０ ｌ／ｍ3及び水２１０〜２３０ｋｇ／ｍ3を含み、硬化した際に、１．２〜１．６ｔ／ｍ3の密度、１０〜２０Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度、及び１０２０４Ｎ／ｍｍ2以下の静弾性係数を有することを特徴とするモルタル組成物。
【請求項２】
請求項１記載のモルタル組成物を硬化してなる地盤内基礎構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モルタルに関し、より詳細には、地盤内に流し込み硬化させることにより基礎構造体を設ける等の用途に適した性能を有するモルタルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、盛土上等の弱い地盤上に建築物等を建設する場合、地盤内に荷重を支える基礎構造体を設けることが行われている。このための方法としては、杭打ち等を行って杭を設け基礎構造体とし、その上に建築物等の荷重を負担させることが一般的に行われている。
【０００３】
荷重を支える基礎構造体を設けるためのより簡便な方法として、コンクリート、モルタル等を地盤上又は地盤内の空間等に流し込み硬化させることにより基礎構造体を設けることが考えられる。
【０００４】
このような工法を行って杭と同等の荷重を負担することができる基礎構造体を設けるには、硬化した際に、それ自体の重量が軽く、その上に設けられる建築物等を支えるために圧縮強度が高く、かつ地山との一体性を保ち荷重が応力集中することを防ぐために静弾性係数が低いモルタル等を用いることが要求される。しかしながら、これらの要求性能を全て実用に耐える程度に満たし、杭打ちに代わる基礎構造体を設けるのに用いることができるモルタル等は従来得られていない。従って、モルタル等を流し込み硬化させることにより荷重を支える基礎構造体を得ること、及びそのためのモルタルを調製することは行われていないのが現状である。
【０００５】
より具体的に説明すると、実用に耐えるための前記要求性能としては、硬化した際に、少なくとも１．６ｔ／ｍ3以下の低い密度を有すること、１０Ｎ／ｍｍ2以上の高い圧縮強度を有すること、及び９８Ｐａ以下の静弾性係数を有することの各性能を兼ね備えることが求められる。
【０００６】
これに対し、例えばコンクリートの場合粗骨剤として軽量骨材を用いても密度を１．６ｔ／ｍ3以下とすることはできず、盛土等の弱い地盤内用の基礎構造体とすることは困難である。
【０００７】
一方モルタルにおいても、軽量細骨材を多量に配合することにより、硬化した際に１．６ｔ／ｍ3以下の密度を有するようにすることは不可能である。
【０００８】
また、モルタルにおいて、比重が非常に小さく密度を大きく低下させることのできる混和剤として、気泡剤が挙げられる。気泡剤を配合した場合、密度を１．６ｔ／ｍ3以下としながら、多量のセメントを配合することができる。しかしながら、気泡剤は硬化物の強度を低下させるため、１０Ｎ／ｍｍ2以上の高い圧縮強度を得るためには、軽量細骨材を用いる場合より多量のセメントを配合することが必要となる。このように多量のセメントを配合した場合、硬化時の水和反応による発熱や、水分の不足による自己収縮が発生し、ひび割れを起こし、多量のセメントを配合したにも拘らず圧縮強度が却って低下するという問題が生じる。この傾向は、地盤内基礎構造体に必要な１ｍ3程度以上の大きさを有する硬化物において特に顕著である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、硬化させた際に低い密度、高い圧縮強度及び低い静弾性係数を兼ね備え、地盤内の基礎構造体を設けるのに用いることのできるモルタル組成物を提供することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、低い密度、高い圧縮強度及び低い静弾性係数を兼ね備え、従来の杭打ちに比べ簡便に設けることができる地盤内基礎構造体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、低発熱セメント４５０〜５５０ｋｇ／ｍ3、軽量細骨材６５０〜７５０ｋｇ／ｍ3、気泡剤２００〜２５０ ｌ／ｍ3及び水２１０〜２３０ｋｇ／ｍ3を含み、硬化した際に、１．２〜１．６ｔ／ｍ3の密度、１０〜２０Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度、及び１０２０４Ｎ／ｍｍ2以下の静弾性係数を有することを特徴とするモルタル組成物が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、前記モルタル組成物を硬化してなる地盤内基礎構造体が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のモルタル組成物は、低発熱セメント、軽量細骨材、気泡剤及び水を含有する。
【００１４】
前記低発熱セメントとは、水和熱が３００Ｊ／ｇ（材令２８日）以下のセメントをいい、具体的には例えばＪＩＳＲ５２１０に規定される低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等、好ましくは中庸熱ポルトランドセメントを挙げることができる。このような低発熱セメントを用いることにより、発熱によるひび割れに伴う強度の低下を防ぐことができる。
【００１５】
本発明のモルタル組成物中の前記低発熱セメントの含有割合は、４５０〜５５０ｋｇ／ｍ3、特に４５０〜４８０ｋｇ／ｍ3であることが好ましい。４５０ｋｇ／ｍ3以上とすることにより、所望の高い圧縮強度を発現させることができ好ましい。また、５５０ｋｇ／ｍ3以下とすることにより、発熱、自己収縮等によるひび割れを防ぎ、圧縮強度の低下を防ぐことができ好ましい。
【００１６】
前記軽量細骨材とは、表乾比重１．９５以下の細骨材をいう。
【００１７】
前記軽量細骨材の材質は、特に限定されず、膨脹性粘土、頁岩の焼成品等の人工軽量細骨材、火山礫、軽石等の天然軽量細骨材、膨脹スラグ等の副産軽量細骨材等を用いることができる。
【００１８】
本発明のモルタル組成物中の前記軽量細骨材の含有割合は、６５０〜７５０ｋｇ／ｍ3、好ましくは６７５〜７２５ｋｇ／ｍ3とすることができる。６５０ｋｇ／ｍ3以上とすることにより、所望の低い密度を得ることができ好ましい。また７５０ｋｇ／ｍ3以下とすることにより、他の必須成分を十分に配合することができ好ましい。
【００１９】
本発明のモルタル組成物は、気泡剤を含有する。前記気泡剤とは、アニオン系等の界面活性剤、またはタンパク系等の起泡材料の溶液を発泡させたものであり、通常、起泡溶液１容量部に対し２５容量部程度の空気を含むものを用いることができる。
【００２０】
本発明のモルタル組成物中の前記気泡剤の配合割合は、２００〜２５０ ｌ／ｍ3、特に２３０〜２４０ ｌ／ｍ3の範囲であることが好ましい。２００ ｌ／ｍ3とすることにより所望の低い密度を得ることができ好ましい。また２５０ ｌ／ｍ3以下とすることにより、他の必須成分を十分に配合することができ好ましい。
【００２１】
本発明のモルタル組成物では、密度を所望の低い値とするために、前記軽量細骨材と前記気泡剤の両方を配合することを必須要件とする。前記軽量細骨材を配合し前記気泡剤を配合しない場合では、多量のセメントにより圧縮強度を維持しながら密度を十分に低い値とすることができず、また、前記気泡剤を配合し前記軽量細骨材を配合しない場合では、自己収縮によるひび割れが発生する。
【００２２】
本発明のモルタル組成物は、水を含有する。水の配合割合は、２１０〜２３０ｋｇ／ｍ3であることが好ましい。２１０ｋｇ／ｍ3以上とすることにより、打設時の流動性を保つことができ、また自己収縮によるひび割れを防ぐことができ好ましい。また、２３０ｋｇ／ｍ3以下とすることにより、他の必須成分を十分に配合することができ好ましい。
【００２３】
本発明のモルタル組成物は、前記必須成分に加え、他の成分を含有することができる。前記他の成分としては、ブリーディングを防止するための石粉、高性能減水剤、増粘剤等が挙げられる。前記他の成分の配合割合は、例えば石粉は１〜１５０ｋｇ／ｍ3、高性能減水剤は０．１〜３ｋｇ／ｍ3、増粘剤は０．０１〜１．０ｋｇ／ｍ3とすることができる。また、前記石粉は、水和熱を伴わずにセメントの硬化を補う目的で５０〜１５０ｋｇ／ｍ3を配合することもできる。
【００２４】
本発明のモルタル組成物は、硬化した際に、１．２〜１．６ｔ／ｍ3の密度、１０〜２０Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度、及び１０２０４Ｎ／ｍｍ2以下の静弾性係数を得ることができるため、盛土等の弱い地盤上に建築物を設ける際に、盛土内に、従来の杭打ち等による基礎構造体と同等の荷重を負担することができる基礎構造体を形成するのに好適に用いることができる。また、この他にも、盛土材料としての高強度盛土材料、土圧軽減のための壁構造物、高強度軽量プレキャスト製品（建築部材、ブロック製品）等に用いることができる。
【００２５】
本発明の地盤内基礎構造体は、前記モルタル組成物を硬化してなる構造体であり、好ましくは１．２〜１．６ｔ／ｍ3の密度、１０〜２０Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度、及び１０２０４Ｎ／ｍｍ2以下の静弾性係数を有する。
【００２６】
本発明の地盤内基礎構造体は、盛土等の弱い地盤上に建築物を設ける際に、盛土内に、従来の杭打ち等による基礎構造体と同等の荷重を負担することができる基礎構造体等として用いることができる。
【００２７】
本発明の地盤内基礎構造体の大きさは、特に限定されないが、１ｍ角以上のもの等の１ｍ3以上の大きさの構造体、好ましくは２ｍ角以上の大きさのもの等の８ｍ3以上の大きさの構造体とした場合であっても、上記密度、圧縮強度及び静弾性係数を有する好ましい構造体とすることができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のモルタル組成物は、前記特定の成分を含有するため、硬化した際に、１．２〜１．６ｔ／ｍ3の密度、１０〜２０Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度、及び１０２０４Ｎ／ｍｍ2以下の静弾性係数を得ることができる。従って、従来の杭打ち等による基礎構造体と同等の荷重を負担することができる基礎構造体を簡便に、自由な形状で形成することができるモルタル組成物として有用である。
【００２９】
また、本発明の地盤内基礎構造体は、前記モルタル組成物を硬化してなる地盤内基礎構造体であるため、低い密度、高い圧縮強度及び低い静弾性係数を兼ね備え、従来の杭打ちに比べ簡便に設けることができる地盤内基礎構造体等として有用である。
【００３０】
【実施例】
以下実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
低発熱セメント（中庸熱ポルトランドセメント）５００ｋｇ／ｍ3、細骨材（表乾比重１．８７、粗粒率２．８０、商品名「メサライト」、日本メサライト工業株式会社製）７２５ｋｇ／ｍ3、気泡剤（商品名「ＯＦＡ−２」、小野田ケミコ株式会社製）２３１ ｌ／ｍ3、水２２５ｋｇ／ｍ3及び高性能減水剤（商品名「レオビルドＳＰ−８Ｎ、株式会社ＮＭＰ製）２ｋｇ／ｍ3を配合し、モルタル組成物を得た。これを通常のモルタルの打設に手順に従って硬化させた。得られた硬化物について、材令２８日における密度、圧縮強度及び静弾性係数を測定したところ、それぞれ１．４８、１４Ｎ／ｍｍ2、及び９０８２Ｎ／ｍｍ2であった。また、４８時間後の断熱温度上昇率は、６９．５℃であった。
【００３２】
実施例２
低発熱セメント（中庸熱ポルトランドセメント）４５０ｋｇ／ｍ3、石灰石石粉（舗装用フィラー）１００ｋｇ／ｍ3、細骨材（表乾比重１．８７、粗粒率２．８０、商品名「メサライト」、日本メサライト工業株式会社製）６７５ｋｇ／ｍ3、気泡剤（商品名「ＯＦＡ−２」、小野田ケミコ株式会社製）２３７ ｌ／ｍ3、水２２５ｋｇ／ｍ3及び混和剤（高性能減水剤、商品名「レオビルドＳＰ−８Ｎ、株式会社ＮＭＰ製）２．０２５ｋｇ／ｍ3を配合し、モルタル組成物を得た。これを通常のモルタルの打設に手順に従って硬化させた。得られた硬化物について、材令２８日における密度、圧縮強度及び静弾性係数を測定したところ、それぞれ１．４５、１５Ｎ／ｍｍ2、及び９７９６Ｎ／ｍｍ2であった。また、４８時間後の断熱温度上昇率は、５８．３℃であった。
【００３３】
実施例３
低発熱セメント（三成分系低発熱型セメント、比重２．７３、商品名「テイネツスーパー」、秩父小野田株式会社製）５００ｋｇ／ｍ3、細骨材（表乾比重１．８７、粗粒率２．８０、商品名「メサライト」、日本メサライト工業株式会社製）６６５ｋｇ／ｍ3、気泡剤（商品名「ＯＦＡ−２」、小野田ケミコ株式会社製）２３６ ｌ／ｍ3、水２２５ｋｇ／ｍ3及び混和剤（高性能減水剤、商品名「レオビルドＳＰ−８Ｎ、株式会社ＮＭＰ製）２ｋｇ／ｍ3を配合し、モルタル組成物を得た。これを通常のモルタルの打設に手順に従って硬化させた。得られた硬化物について、材令２８日における密度、圧縮強度及び静弾性係数を測定したところ、それぞれ１．４４、１２Ｎ／ｍｍ2、及び７９５９Ｎ／ｍｍ2であった。また、４８時間後の断熱温度上昇率は、３６．３℃であった。
【００３４】
実施例４
低発熱セメント（二成分系低発熱型セメント、比重２．９６、商品名「テイネツ高炉セメント」、秩父小野田株式会社製）５００ｋｇ／ｍ3、細骨材（表乾比重１．８７、粗粒率２．８０、商品名「メサライト」、日本メサライト工業株式会社製）６６５ｋｇ／ｍ3、気泡剤（商品名「ＯＦＡ−２」、小野田ケミコ株式会社製）２５０ ｌ／ｍ3、水２２５ｋｇ／ｍ3及び混和剤（高性能減水剤、商品名「レオビルドＳＰ−８Ｎ、株式会社ＮＭＰ製）２ｋｇ／ｍ3を配合し、モルタル組成物を得た。これを通常のモルタルの打設に手順に従って硬化させた。得られた硬化物について、材令２８日における密度、圧縮強度及び静弾性係数を測定したところ、それぞれ１．４３、１７Ｎ／ｍｍ2、及び９２８６Ｎ／ｍｍ2であった。また、４８時間後の断熱温度上昇率は、５６．０℃であった。