技術資料 ２
自己充填型プレミックス GRC の開発
緒方 善章

日本電気硝子株式会社 ガラス繊維事業部 技術部
1．はじめに近年 プレミックス法は、代表的な GRC 製造方法として広く用いられるようになってきた。プレミックス法における生産性の向上はコスト削減、品質の安定化につながる重要な要素と言える。GRC の生産性向上に大きく影響する要因として、プレミックス GRC の流動性が挙げられる。GRC モルタルが自己充填性を有していれば、複雑な型枠形状においても均一に GRC モルタルが充填されるため、型締め、振動が不要である。そのため、打設時における施工の良否の影響を受けにくく、信頼性の高い製品を得ることができる。
当社はシリカフュームと高性能 AE 減水剤を用いた高流動プレミックス GRC の配合について報告してきた。今
回は GRC モルタルに粘性を持たせることにより材料分離を起こすことなく、振動を与えずとも高流動性が得られる自己充填型プレミックス GRC の配合検討結果について報告する。
2．実験
2．1

使用材料

実験に使用した材料を表 1 に示す。
表1セメント
骨材
混和材

混和剤

ガラス繊維
2．2

使用材料

普通ポルトランドセメント
珪砂６号
シリカフューム（粒径０．１～０．２μｍ）
高性能ＡＥ減水剤（ポリカルボン酸エステル系化合物）
材料分離低減型減水剤（ポリカルボン酸系減水剤＋材料分離低減剤）
再乳化型粉末ポリマー（アクリル系ポリマー）
メチルセルロース
高機能特殊増粘剤（アルキルアリルスルフォン酸塩＋アルキルアンモニウム）
消泡剤（シリコーン系消泡剤）
ＡＣＳ１３、１９、２５ＰＨ－９０１Ｘ

配合

実験の配合を表 2 に示す。
表2

配合Ｎｏ．
普通ポルトランドセメント
珪砂６号
水
シリカフューム
高性能ＡＥ減水剤
材料分離低減型減水剤

実験配合

１２

３０５
１．５－

２８～３１－－
１．０－－－－－－－－

再乳化型粉末ポリマー
メチルセルロース
高機能特殊増粘剤
消泡剤
ガラス繊維
ガラス繊維はモルタルに対する質量％を表す。

３１００１００１．４－
１．０－－
０．０５
３．０４５３０－
１－０．７－－
０．０２－
０．０５－－
０．３
０．０５

2．3

混練

混練は、容量 5 リットルのオムニミキサーを使用した。図 1 に示した混練手順で混練を行った。なお、混和材であるシリカフュームを使用する際は水に分散させて使用した。また、メチルセルロースおよび、再乳化型粉末ポリマーの粉体混和剤を使用する際は骨材とドライミキシングして使用した。

水＋混和材
骨材＋粉体混和剤
セメント

ガラス繊維
混練
（２分間）

ＧＲＣモルタル
フロー測定

混練（３０秒間）

混和剤
モルタルフロー測定
図12．4

混練手順

自己充填性の評価

流動性はフロー値の測定により行い、自己充填性はＵ字ホースを用いて評価を行った。
モルタルフローは内径 55 ㎜×高さ 50 ㎜のフローコーンにモルタルを満たし、高低差コーンを真上に持ち上げ、平板上に広がったモルタルの最大直径とそれに直交する直径を測定し、この平均値をフロー値とした。GRC モルタルフローはタッピングを行わない事以外は JISR5201 のフロー試験に準じてフロー値

GRC モルタルを測定した。
自己充填性は図 2 に示す内径 30 ㎜×長さ 3 ｍのホースをＵ字状（R300 ㎜）に配置し、ホースの片側より GRC モルタル 4 ㎏を投入し、ホース左右の図2

自己充填性評価

GRC モルタル面が停止した時点での高低差を測定した。
2．5

曲げ試験

成形後、材令 1 日で脱型し、試験体は 20℃、60％ＲＨで材令 28 日まで養生した。試験体寸法は長さ 275 ×幅 50×厚み 15 ㎜とし、スパン 225 ㎜、載荷速度 2 ㎜／分の条件で 3 点載荷曲げ試験を行った。
2．6

乾燥収縮率

JIS A 1129 のコンタクトゲージ方法に準じ、以下の条件で乾燥収縮率を測定した。
試験体寸法：長さ 250 ×幅 50 ×厚み 15 ㎜、試験体数：各 3 体
成形翌日に脱型し、ゲージプラグを両面に約 200 ㎜の間隔で貼り付け、基長として測定した。
20℃、60％ＲＨの条件室で保管した。
2．7

成形品の表面外観

成形型（長さ 700 ×幅 300 ×厚み 15 ㎜）に約 7 ㎏の GRC モルタルを流し込み、振動を与えずに GRC モルタルを充填させ、養生を行った。翌日に脱型し成形型面側の GRC の表面外観を観察した。
3．実験結果材料分離低減型減水剤は減水剤としての機能と材料分離低減の機能を合わせもつため、流動性の調整は水セメント比によって調整される。ガラス繊維に ACS19PH － 901X を用い、水セメント比 0.28 ～ 0.31 におけるモルタルフロー値および GRC モルタルフロー値を図 3 に、成形体の曲げ強度を図 4 に示す。この結果から水セメント比は0.30 が最適であることが分かる。図 5 は水セメント比 0.30 の配合におけるガラス繊維のカット長とフロー値の関係を、図 6 は成形体の曲げ強度を示す。図 5 より自己充填型プレミックス GRC を実現するためには 13 ㎜のカット長が最適であることがわかる。
この結果を基に各種配合を検討する際、水セメント比は 0.3、ガラス繊維のカット長は 13 ㎜にて検討を行った。
材料分離低減型減水剤を使用したときの材令と曲げ強度の関係を図 7 に示す。

モルタルフロー
ＧＲＣモルタルフロー

1614
曲げ強度(MPa)

フロー値(mm)230
220210200190
180170160
150

12108ＭＯＲＬＯＰ

64200.280.290.300.280.31

 料分離低減型減水剤を用いた場合の水セメン
材
ト比とフロー値の関係

図4

曲げ強度(MPa)270

フロー値(mm)230210190
170
150

20181614121086420

ガラス繊維カット長とフロー値の関係

ルタルフロー値は各種配合において同等であるにもかかわらず、ガラス繊維が入っている GRC モルタルフローにおいて差が確認された。
図 9 にＵ字ホースを用いた自己充填性を示す。縦軸はGRC モルタルの高低差を表すことから小さい値ほど自己充填性に優れていることを示す。配合№ 1 のシリカフュームに比べ、他の粘性を付与した配合は何れも自己充填性に優れていることがわかる。
図 10 に各種配合における気乾比重を示す。配合№ 3、4、曲げ強度(MPa)

ロー値は 220 ㎜を超えると材料分離を起こす可能性が高はモルタルフロー値が 200 ㎜となるように調整した。モ

1925

ガラス繊維カット長(mm)

図6

図 8 に各種配合におけるフロー値を示す。モルタルフ
く、180 ㎜以下では自己充填性におとるため、各種配合

ＭＯＲ
ＬＯＰ

13131925
ガラス繊維カット長(mm)

図50.31

 料分離低減型減水剤を用いた場合の成形体の材
曲げ強度

モルタルフロー
ＧＲＣモルタルフロー
2500.30

水／セメント比水／セメント比

図30.29ガラス繊維カット長と曲げ強度の関係

1614121086420ＭＯＲＬＯＰ11428材令(日）
図 7 材料分離低減型減水剤を用いたときの材令と曲げ強度の関係

5 はいずれも消泡剤が 0.05％（対セメント比）添加されているが、消泡剤を含まない配合では空気量が約 10％増加し、十分な曲げ強度が得られないことが確認されている。
図 11 に各種配合における曲げ強度を示す。配合№ 3 の再乳化型粉末ポリマーの配合において高い曲げ強度が確認された。

240300

220250自己充填性(mm)

フロー値(mm)

モルタルフロー
ＧＲＣモルタルフロー

200
180160140200150
100501201234051配合No.
図8

各種配合におけるフロー値

図9234配合No.
各種配合における自己充填性

142.312

曲げ強度(MPa)

気乾比重162.42.22.12.086421.80

図 1023配合No.

4ＬＯＰＭＯＲ101.915152345

配合No.

各種配合における GRC 気乾比重

図 11

各種配合における曲げ強度

図 12 に各種配合における乾燥収縮を示す。再乳化型粉末ポリマーを用いた配合は他の配合と比べて大きな乾燥収縮であった。

乾燥材令(日）03060900シリカフューム
材料分離低減型減水剤
再乳化型粉末ポリマー
高機能特殊増粘剤

乾燥収縮率(×10-4)

246810121416
図 12各種配合における乾燥収縮写真 1 に各種配合における成形品の表面外観を示す。配合№ 5 の高機能特殊増粘剤の配合において気泡のない良好な表面外観が確認された。高機能特殊増粘剤は 2 種類の界面活性剤が静電気的に会合しミセル（擬似ポリマー）を生成し増粘性を発揮する。そのため、静置した状態ではモルタルペーストが緩やかに変形し型枠へなじむため、型枠面に気泡のない優れた表面外観が得られると考えられる。

シリカフューム

材料分離低減型減水剤
写真 1再乳化型粉末
ポリマー

メチルセルロース 高機能特殊増粘剤

各種配合における成形品の表面外観

4．まとめ⑴ モルタルに粘性を持たせる混和剤を用いることにより、自己充填型プレミックス GRC を作ることが可能である。
⑵ 材料分離低減型減水剤は減水剤、材料分離低減効果、消泡剤の効果を合わせもち、容易に自己充填型プレミッ
クス GRC を形成できる。
⑶ 再乳化型粉末ポリマーは高い曲げ強度が得られる反面、乾燥収縮が大きい混和剤である。
⑷ 高機能特殊増粘剤は、新しい増粘作用により優れた表面外観が得られる。

【参考文献】
1 林志翔：低水セメント比ポリマーセメントモルタルの高流動化および高強度化のメカニズム、コンクリート工学論文集
第 17 巻 1 号 pp.41-50
2 山川勉、捧剛明、恩田吉朗、柿崎正義：高流動コンクリート用分離低減剤としての水溶性高分糸の開発、日本建築学会技術報
告集 ⑴ pp.48-52、1995.12
3 今井克彦：プレミックス GRC における流動性の向上、第 8 回 GRC シンポジウム講演要旨集、pp.17-21、1996.2