付録 - 間隙充填モルタルの充填性に及ぼす影響要因

1．関連論文．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

2．データ集

2.1 使用材料物理試験結果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 (1) 密度試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 (2) ふるい分け試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33 2.2 流動性実験結果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35 (1) J漏斗試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35 (2) 簡易テーブルフロー試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36 (3) 粘度測定試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37 (4) 間隙充填試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 2.3 材料分離抵抗性実験結果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44 (1) J漏斗試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44 (2) 簡易テーブルフロー試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45 (3) 粘度測定試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46 (4) 間隙充填試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53 (5) 材料分離抵抗性試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54 2.4 市販の間隙充填モルタルを用いた実験結果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55 (1) J漏斗試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55 (2) 簡易テーブルフロー試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56 (3) 粘度測定試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57 (4) 間隙充填試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61 (5) 材料分離抵抗性試験．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

付録-1 関連論文

1) 石山陽介、宇治公隆、上野敦：間隙充てん材の流動性および材料分離抵抗性の評価手法、土木学会第 64 回年次学術講演会講演概要集、V-313、 pp.623-624、2009

2) 石山陽介、水島遼、宇治公隆、上野敦：間隙充填材の流動性および充填性の評価手法、コンクリート工学年次論文集、Vol.32、No.1、pp.1331-1336、 2010

3) 石山陽介、宇治公隆、上野敦、大野健太郎：間隙充填モルタルの充填性に影響を及ぼす要因とその評価手法、コンクリート工学年次論文集、Vol.33、 No.1、pp.1367-1372，2011

4) 出口槙太郎、宇治公隆、上野敦、大野健太郎：間隙充填モルタルの充填性と材料分離抵抗性、土木学会第 67 回年次学術講演会講演概要集、V-571、 pp.1141-1142、2012

5) 尾原弘樹、宇治公隆、上野敦、大野健太郎：レオロジー特性による間隙充填モルタルの充填性ならびに材料分離抵抗性の評価、土木学会第68回年次学術講演会講演概要集、V-389、pp.777-778、2013

6) 出口槙太郎、宇治公隆、上野敦、大野健太郎：間隙充填モルタルの充填性に及ぼす影響要因、コンクリート工学年次論文集、Vol.36、2014、投稿中

次項以降に、上記および卒業論文概要集（平成23年度）、修士論文概要集（平成25年度）を順番に掲載する。

首都大学東京大学院学生会員石山陽介首都大学東京大学院正会員宇治公隆首都大学東京大学院正会員上野敦 1.背景と目的

近年行われている土木構造物の橋脚の耐震補強には、鋼板と既存コンクリートの狭い隙間にモルタルなどを注入させるグラウト工法を用いるケースが増加している。また PC 構造物の場合、PC 鋼材と部材コンクリートが一体化することが必要である。このように、グラウト材には、一体性ならびに間隙充て

ん性が求められる。間隙充てん性には、型枠の隅々まで充てんできる流動性および流動途中での材料分離抵抗性を併せ持つ必要がある。しかし、現在適用されている試験方法では、必ずしも流動性を適切に評価出来ていないと言える。そこで、

本研究では、間隙充てんにおける流動性の評価指標について検討する。

2.実験方法

2.1 使用材料と配合

本研究では、5 種類のプレミックスタイプのセメント系無収縮材を使用した。また、練混ぜ水には 20℃の水道水を使用した。練混ぜ水量、練混ぜ時間は、表 1に示すとおり、各メーカー推奨範囲の中間値を用いた。

2.2 練混ぜ方法

練混ぜは、1100rpm のハンドミキサを用いて行った。練混ぜ方法は、

所定水量に材料を徐々に投入し、投入完了後、所定の練混ぜ時間攪拌した。攪拌終了後、残留空気を排除するため、3 分間静置した。

2.3 検討項目

本文では、フレッシュ時の特性に着目して報告する。検討項目は表 2に示す通りである。

モルタルの流動性の評価は、J14ロートを用いた流動性試験 (JSCE-F541)と円筒容器を用いたフロー試験(「建築改修工事管理指針平成19年度下巻」(国土交通省大臣官房長営繕部監修財団法人健全保全センター))を行った。

充てん性の評価にあたっては、図 1に示すアクリルパイプを用いた間隙充てん性試験装置を新たに作製した。試験手順は次の通りである。(1)内パイプに試料のモルタルを上面から50mm下がった位置まで投入する。(2)1分静置後、内パイプを上方に間隙幅(2,5,8mm) に対応しただけ引き上げ、モルタルが内パイプと外パイプの間隙を充てんする様子を観察する。(3)充てん時間、充てん高さを測定する。

モルタルのブリーディングは、JSCE-F 532に準拠した試験により評価した。

モルタルの流動性および間隙充てん性については、練混ぜ後3,20 および60分後に試験を行った。

キーワード：間隙充てん材流動性材料分離抵抗性間隙充てん性 0 50 100 150 200 250 300 350

0 20 40 60 80

フロー(mm)

試験時間(分後)

No.1 No.2 No.3

0 5 10 15 20 25 30

0 20 40 60 80

流下時間(s)

試験時間(分後)

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No3 25 4.55 90 2.3 0.08

No.4 25 4.25 150 1.1 0.2

No.5 25 4.55 180 1.6 0.075以下

*95%径は、材料粒子の粒度分布における95%に対応する粒子径のこと

検討項目評価方法

流動性 a)J14ロート流下時間 b)フロー値

材料分離抵抗性a)J14ロート流下時間 b)ブリーディングの有無間隙充てん性 a)モルタル充てん高さ

b)モルタル充てん時間

1,001mm

951mm

表 1 使用材料と配合

図 1 間隙充てん性試験装置

図 3 J14 ロート流下時間の経時変化図 2 フロー経時変化

表 2 検討項目

フロー試験と J14 ロート試験の経時変化を図 2および図 3に示す。試料 No.1、5 は、フローが 300mm 程度と大きく、ロート流下時間も長い。No.4 は、フローが 250mm 程度と大きいが、ロート流下時間は短い。No.2、3 は、フローが 200mm を下回り、ロート流下時間も短い。このように、各試料により、流動性に相違が見られた。J14 ロート流下時間とフローの関係を図 4に示す。図中には 3、20 および 60 分後における測定結果を併せて示している。

ロート流下時間とフローには相関が見られず、ロート流下時間が短く、粘性が低くなるにつれて流動性が良好になるとは言い難い。

3.2 モルタルの間隙充てん性

内パイプと外パイプとの間隙幅を 2,5 および 8mm に変化させた時の、各試料が間隙を充てんした充てん率(理論上、内パイプ中と間隙中の試料の高さが等しくなる高さに対する充てん高さの比)の経時変化をそれぞれ図 5、6および7に示す。

間隙幅が 2mm の場合、250mm から 300mm 程度のフローを有する No.1、4、5 は、充てん可能であるが、ロート流下時間が短い No.4 は、流動途中で閉塞する危険性がある。これは粘性が低いことにより材料分離するためと考えられる。No.5 も、60 分まで時間が経過すると、閉塞の危険性がある。No.1 は、他の試料に比べ充てん時間は要するが、完全に充てんされた。フローが 200mm を有しない No.2、3 は、閉塞し充てん出来なかった。これらの違いは、

材料粒子の径も影響していると考えられる。

間隙幅が 5mm の場合、練混ぜ直後では、全ての試料が完全に充てんされた。しかし、練混ぜ 60 分後では、フローが他に比べて低い No.3 は、流動途中で閉塞し、完全には充てんされなかった。

間隙幅が 8mm の場合、全ての試料が完全に間隙を充てんした。

間隙幅が 2mm のときの、充てん率とロート流下時間、フローの関係をそれぞれ図 8および9に示す。充てん率とロート流下時間には相関は見られなかった。しかし、間隙幅 2mm の間隙を充てんするには、200mm 程度のフローが必要であると考えられる。

3.3 モルタルのブリーディング

モルタルのブリーディングは、全試料において最終ブリーディング率は 0%であった。

4.まとめ

(1)J14 ロート試験だけでは流動性を評価し難く、フロー試験等との併用が必要である。

(2)充てん性を確保するには、フローの増加が望ましく、また適度な粘性の付与が必要であると考えられる。

0 20 40 60 80 100

0 10 20 30

充てん率(%)

J14ロート流下時間(s)

No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 0

20 40 60 80 100

0 20 40 60 80

充てん率(%)

練混ぜ後の経過時間(分)

No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 0

100 200

0 4 8 12 16 20 24 28

No.2 No.3 No.4 No.5

J14ロート流下時間(s)

図 4 J14 ロート流下時間とフローの関係

図 5 間隙幅 2mm の充てん率と経時変化

図 6 間隙幅 5mm の充てん率の経時変化

図 7 間隙幅 8mm の充てん率の経時変化

フロー(mm)

図 8 間隙幅 2mm の充てん率とロート流下時間の関係 0

20 40 60 80 100

0 20 40 60 80

充てん率(%)

練混ぜ後の経過時間(分)

No.1 No.2 No.3 No.4 No.5

0 20 40 60 80 100

0 20 40 60 80

充てん率(%)

練混ぜ後の経過時間(分)

No.1 No.2 No.3 No.4 No.5

0 20 40 60 80 100

0 100 200 300 400

充てん率(%)

フロー(mm)

No.1 No.2 No.3 No.4 No.5

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要旨ȍǰǹ«ÞŋPȌAO«ÞĘdƇ¥=`CZMȌŨºĘ1]RŋĻ´ǻĥģĘd¡?ħGĕǀ3-`(;2;Ȍǰǹ«ÞĘOǉ£ĽťMG.HPȌAOëĎĘȌǡµL¢Żť3ŉD½´MŔǆL^RM ƇƐ:aH.L.(A8IȌŊƆƎIPȌǰǹ«ÞM16`ŨºĘȌ«ÞĘOǉ£ĽťMG.HŔǆ;

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キーワード：ǰǹ«ÞŋȌ«ÞĘȌŨºĘȌiq

1.はじめに

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2. 実験概要 2.1 使用材料と配合

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図-1 各試料の粒度分布

2.2 練混ぜ方法

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2.3 検討項目

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3, 実験結果

3.1 モルタルの流動性 (1) 漏斗試験

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図-2 間隙充填性試験装置略図

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表-2 検討項目

表-3 間隙充填性試験装置(アクリルパイプ)の寸法

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JPŬĺŨłǰJJ14ŬĺŨłǰOǱ¤d図-5MƉ

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(2)フロー試験

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(3)レオロジー特性試験

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MȌAaBaOƤłã¼d図-8MƉ=(ưJ[Ȍłǰ OƤǝJJ[Mà¹;H.`(ųMȌǊĻNo.3Ȍ4PȌ 図-3 J14 漏斗流下時間の経時変化

図-4 JP 漏斗流下時間の経時変化

図-5 JP 漏斗流下時間と J14 漏斗流下時間の関係

図-6 フローの経時変化

図-7 フローと J14 漏斗流下時間の関係

表-4 塑性粘度と降伏値の試験結果

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3.2 モルタルの間隙充填性 (1)充填率の経時変化

¯fm|gJäfm|gJOǰǹăd 1]R !! Mã¼:?CłOȌ«ÞŶOƤłã¼d 図-9 レオロジー定数と漏斗流下時間およびフローの関係

(b) ǲ¨J}

(a) ÜĘƟĈJJ14ŬĺŨłǰ

図-10 塑性粘度と 200mm フロー到達時間の関係

図-8 塑性粘度と降伏値の経時変化

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図-11 MƉ=(L1Ȍ«ÞŶPȌǊĻ3¯fm|g

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(2)フローが充填性に及ぼす影響

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(3)漏斗流下時間が充填性に及ぼす影響

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(a) ÜĘƟĈ

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図-13 間隙幅 5mm の充填率と漏斗流下時間の関

(a)J14ŬĺŨłǰ (b)JPŬĺŨłǰ

ǰǹă !! OÛÈ ǰǹă !! OÛÈ ǰǹă !! OÛÈ 図-12 充填率とフローの関係

ドキュメント内間隙充填モルタルの充填性に及ぼす影響要因 (ページ 113-177)