(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント１００重量部に対して、
(A)高炉水砕スラグ微粉末及び／又はポゾラン微粉末  １２〜４８重量部、
(B)エトリンガイトを生成する物質  ３〜２４重量部、
(C)単位容積質量７ｔ／ｍ3以上で粒径０．３mm以下の耐食合金粉末  ２００〜８００重量部、並びに
(D)単位容積質量２．７〜４．８ｔ／ｍ3で粒径０．１５mmを超え５mm以下の細骨材  １００〜５００重量部
を含有し、硬化体の乾燥単位容積質量が３．３ｔ／ｍ3以上である重量モルタル。
【請求項２】
請求項１記載の重量モルタルを含む放射線遮蔽用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントに対する重量細骨材の割合が多いにもかかわらず材料分離がなく、耐食性に優れた重量モルタルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
モルタルのうち、単位容積質量が大きい重量骨材を用いた重量モルタルは、放射線遮蔽壁、耐震壁、遮音壁、機械装置の基礎構造物等の注入用として用いられている。このような重量モルタル組成物においては、骨材の単位容積質量が大きいため材料分離が起こりやすく、モルタルの流動性も悪いなどの問題があった。また、乾燥単位容積質量が３．３ｔ／ｍ3を超えるものはなく、特に、鉄粉を用いる場合には、材料分離や流動性の問題が著しく起こり得るほか、発錆やそれによる膨張ひび割れが起こり、モルタル硬化体として不具合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、耐食性及び耐久性に優れ、しかも材料分離がなく流動性に優れた重量モルタルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは鋭意研究を行なった結果、特定の耐食合金粉末を用いることにより、錆によるひび割れ等がなく、耐食性及び耐久性に優れ、単位容積質量が大きく、しかもセメントに対する細骨材の割合が高くても材料分離が起こらず、流動性が良好なモルタルが得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明は、セメント１００重量部に対して、単位容積質量７ｔ／ｍ3以上で粒径０．３mm以下の耐食合金粉末２００〜８００重量部を含有する重量モルタルを提供するものである。
【０００６】
また、本発明は、セメント１００重量部に対して、(A)高炉水砕スラグ微粉末及び／又はポゾラン微粉末を１２〜４８重量部、(B)エトリンガイトを生成する物質３〜２４重量部、(C)単位容積質量７ｔ／ｍ3以上で粒径０．３mm以下の耐食合金粉末２００〜８００重量部、並びに(D)単位容積質量２．７〜４．８ｔ／ｍ3で粒径０．１５mmを超え５mm以下の細骨材１００〜５００重量部を含有する重量モルタルを提供するものである。
【０００７】
さらに、本発明は、前記重量モルタルを含む放射線遮蔽用部材を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるセメントは、通常のモルタルに用いられるものであれば特に制限されず、例えば普通、早強、超早強、中庸熱、低熱等のポルトランドセメントのいずれでも使用でき、特に普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメントが好ましい。
【０００９】
成分(A)の高炉水砕スラグ微粉末又はポゾラン微粉末としては、シリカ質超微粉末が好ましい。成分(A)は、セメント１００重量部に対して、１２〜４８重量部、特に２３〜４２重量部配合するのが好ましい。
【００１０】
また、成分(B)のエトリンガイトを生成する物質としては、aCaO・bAl2O3・cX又はaCaO・bAl2O3（式中、ａ、ｂ及びｃは任意の数を示し、Ｘはハロゲン原子、アルカリ金属酸化物、CaSO4、Fe2O3等を示す）で表わされる化合物を主成分とするものが挙げられ、これらに石膏を加えたものや、アルカリ金属、珪素、チタン、鉄等が少量含有されているものでも良い。CaOをC、Al2O3をA、Fe2O3をF、Na2OをNとしたとき、CA2、C3A、C2A、CA、C12A7、C4AF、C11A7・CaCl2、C3A4・CaSO4、C8NA3、C11A7・CaF2等があり、具体的には、アルミナセメント、超速硬セメント、カルシウムアルミネート、カルシウムナトリウムアルミネート、アーウィン等が挙げられ、特にアーウィン系クリンカー粉末が好ましい。成分(B)は、セメント１００重量部に対して、３〜２４重量部、特に３〜１２重量部配合するのが好ましい。
【００１１】
成分(C)の耐食合金粉末は、単位容積質量７ｔ／ｍ3以上、好ましくは７．８ｔ／ｍ3以上で、粒径０．３mm以下のものである。このような耐食合金粉末としては、例えばステンレス鋼、Cu−Ni系、Cu-Al系の銅合金、ニクロムやモネルメタル等の粉末が挙げられ、特に耐食性や入手のし易さの点から、ステンレス鋼の粉末が好ましい。
耐食合金粉末は、セメント１００重量部に対して２００〜８００重量部、好ましくは２００〜４００重量部、特に好ましくは３００〜４００重量部配合される。２００重量部未満では乾燥単位容積質量３．３ｔ／ｍ3を達成できず、８００重量部を超えると材料分離が起こる。
【００１２】
また、本発明で用いる成分(D)の細骨材は、単位容積質量２．７〜４．８ｔ／ｍ3のもので、粒径０．１５mmを超え５mm以下のものである。粒径が５mmを超えるものでは、材料分離が起こりやすく、小隙間への充填性が低下する。このような細骨材としては、重晶石、カンラン岩、クロマイト等が挙げられ、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
細骨材は、セメント１００重量部に対して１００〜５００重量部、特に３００〜４００重量部配合するのが好ましい。１００重量部未満では、相対的にモルタル中のセメント量が多くなるため発熱が大きくなり、温度応力ひび割れ発生の可能性が高くなり、５００重量部を超えると、材料分離が起こる。
【００１３】
本発明の重量モルタルには、更に減水剤を配合できる。かかる減水剤としては、変性リグニンスルホン酸塩を主成分とするもの（ＬＳ）、ポリアルキルアリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物を主成分とするもの（ＮＳ）、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物を主成分とするもの（ＭＳ）、ポリカルボン酸を主成分とするもの（ＰＣ）等が挙げられる。
これらの減水剤は、１種又は２種以上を用いることができ、セメント１００重量部に対して、０．９〜４．８重量部、特に０．９〜３重量部配合するのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の重量モルタルには、更に消泡剤、発泡剤を配合できる。消泡剤としては、例えばＳＮデフォーマー（サンノプコ社製）等が挙げられ、発泡剤としては、アルミニウム粉末等が挙げられる。消泡剤は、セメント１００重量部に対して０．０１〜１．００重量部、特に０．０１〜０．１０重量部配合するのが好ましく、発泡剤は、セメント１００重量部に対して０．００１〜０．０２重量部、特に０．００１〜０．０１重量部配合するのが好ましい。
更に、石灰系膨張材、カルシウムスルホアルミネート系膨張材（ＣＳＡ系膨張材）等の膨張性物質を配合することもできる。これらの膨張性物質を配合する場合には、セメント１００重量部に対して４．５〜３０重量部、特に６〜２４重量部配合するのが好ましい。
【００１５】
本発明の重量モルタルには、更に水溶性高分子、吸水性高分子を配合でき、より材料分離を抑制することができる。かかる水溶性高分子としては、例えばセルロース系又はアクリル樹脂系増粘剤等が挙げられ；吸水性高分子としては、例えばアクリル酸ナトリウム樹脂等が挙げられる。
【００１６】
本発明において、前記成分(A)及び(B)は、これらを含有する混和材として用いることができる。混和剤には、成分(A)及び(B)以外に、減水剤、消泡剤、発泡剤、膨張性物質等を配合することができる。
【００１７】
本発明の重量モルタルは、前記成分を混合して得られた当該組成物を水と混合して使用することができる。水はセメント１００重量部に対して３０〜１００重量部、特に５０〜８０重量部混合するのが、流動性の点から好ましい。また、単位容積質量が３．５ｔ／ｍ3以上の粗骨材を加えてコンクリートとして使用することも可能である。
また、前記成分のうち、まず(D)細骨材と水を混合し、これに(A)及び(B)を含む混和材、(C)耐食合金粉末、及びセメントを加えて更に混合することによってもモルタルを製造することができる。各成分を混合する割合は、前記と同様であるのが好ましい。
【００１８】
本発明においては、前記耐食合金粉末を用いることにより、乾燥単位容積質量３．３ｔ／ｍ3以上のモルタル硬化体を得ることができる。このような硬化体は、ＪＡＳＳ５Ｎ原子力発電所設備における鉄筋コンクリート工事における遮蔽性能レベルが高い部位に使用することができる。また、更に膨張性物質を配合することにより、原子力設備への充填モルタルとしても好適である。
【００１９】
本発明の重量モルタルは、放射線遮蔽用部材として好適である。放射線遮蔽用部材は、原子炉格納建屋の原子炉遮蔽壁（ＲＳＷ）、放射線遮蔽用壁の逆打ち施工部材、重量ブロック積み工法に使用される仮開口部遮蔽部材、遮蔽規制がある配管貫通孔に充填される部材、レントゲン室等放射線遮蔽が必要とされる箇所に充填される部材等に用いることができる。乾燥単位容積質量３．３ｔ／ｍ3以上が要求される部材として、特に好適である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の重量モルタルは、発錆がなく、耐食性及び耐久性に優れたものである。また、セメントに対する細骨材の割合が高くても材料分離が起こらず、流動性も良好である。更に、発熱による温度上昇が少なく、壁厚が厚いマスモルタルの充填においても、温度応力ひび割れが抑制される。
【００２１】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【００２２】
実施例１
表１に示す組成のモルタルを製造した。なお、表中の各成分は以下に示すものを用いた。
得られたモルタルに、組成物中のセメント１００重量部に対する表１に示す量の水を混合し、以下の方法で不分離特性（ブリーディング）を評価した。結果を表１に併せて示す。
【００２３】
（セメント）
普通ポルトランドセメント（単位容積質量３．１６ｔ／ｍ3；太平洋セメント社製）
（金属微粉末１）
ステンレス鋼微粉末（単位容積質量７．８ｔ／ｍ3；粒径０．３０mm以下）
（金属微粉末２）
鉄粉（単位容積質量７．９ｔ／ｍ3；粒径０．３０mm以下）
（細骨材１）
重晶石(単位容積質量４．２ｔ／ｍ3；粗粒率F.M.＝２．５０；粒径０．１５mmを超え５mm以下)
（細骨材２）
クロマイト系骨材（単位容積質量４．７ｔ／ｍ3；粗粒率F.M.＝２．３７；粒径０．１５mmを超え５mm以下）
（細骨材３）
カンラン岩骨材（単位容積質量３．２８ｔ／ｍ3；粗粒率F.M.＝２．８４；粒径０．１５mmを超え５mm以下）
【００２４】
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【００２５】
（不分離特性の評価方法）
土木学会コンクリート標準示方書規準編ＪＳＣＥ−Ｆ５４２充填モルタル試験方法（案）に準じて、練り上げたモルタルを充填して、ガラス板で上部に蓋をする。３時間経過後にモルタル表面のブリーディング水を採取し、ブリーディングがないものを○、ブリーディングがあるが採取不可能な僅かな量であるものを△、ブリーディングがあるものを×として評価した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１の結果より、本発明のモルタルはいずれも、材料分離が生じなかった。
【００２８】
試験例１
実施例１で得られたモルタルについて、２０℃における流動性、練上り単位容積質量、乾燥単位容積質量及び圧縮強度を評価した。結果を表２に示す。
【００２９】
（評価方法）
（１）流動性：
土木学会コンクリート標準示方書規準編ＪＳＣＥ−Ｆ５４２充填モルタル試験方法（案）に準じて、Ｊ１４ロートの流下時間を測定した。また、水平方向の流動性として、ＪＩＳＲ５２０１セメントの物理試験方法にあるフローコーンを用いて、テーブルフローを測定した。この場合、１５回のテーブル落下を実施せず、フローコーンの引き抜きによるモルタルの広がりを測定した。
【００３０】
（２）練上り単位容積質量：
ＪＩＳＡ１１７４まだ固まらないポリマーセメントモルタルの単位容積質量試験方法及び空気量の質量による試験方法（質量方法）に準じて測定した。容重マスは４００ccを用い、練り上がったモルタルを充填し、その重量から練上り単位容積質量を算出した。
【００３１】
（３）乾燥単位容積質量：
建築工事標準仕様書・同解説ＪＡＳＳ５Ｎ原子力発電所施設における鉄筋コンクリート工事のＴ−６０１コンクリートの乾燥単位容積重量試験方法に準じて測定した。なお、供試体は直径１０cm、高さ２０cmの大きさのものを用いた。
【００３２】
（４）圧縮強度：
土木学会コンクリート標準示方書規準編ＪＳＣＥ−Ｆ５４２充填モルタル試験方法（案）の圧縮試験方法に準じて測定した。すなわち、φ５×１０cmの供試体を作成し、２０℃、９０％以上の湿空箱で４８時間養生した後、脱型し、２０℃の水中に材齢２８日まで養生したものについて、圧縮強度試験機にて測定した。
【００３３】
【表２】
0004861565.tif 000004
【００３４】
表２の結果より、本発明のモルタルはいずれも、Ｊ１４ロート流下時間及びテーブルフローともに流動性に優れ、練上り単位容積質量が３．５ｔ／ｍ3以上で、乾燥単位容積質量は３．３ｔ／ｍ3以上であり、しかも圧縮強度が高いものであった。
【００３５】
試験例２
実施例１で得られた実験No.４〜１０のモルタルについて、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１（セメントの物理試験方法）に準じて、４×４×１６cmの試験体を３本づつ成形した。これらの試験体を脱型後、７日間２０℃８０％で養生させた。その後、３％食塩水に２４時間浸漬後、７２時間２０℃６０％Ｒ．Ｈ．で乾燥するサイクルを１０サイクル繰り返し、その後にモルタル硬化体表面の状態を目視により観察した。結果を表３に示す。
本発明品（No.５〜１０）では、錆の発生及びそれによる膨張がなく、良好な表面状態であった。
【００３６】
【表３】
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