本发明涉及一种快速固化砂浆组合物，尤其涉及一种作为截面修复材料及铺装用灌入材料有效的快速固化砂浆组合物。
本申请主张基于2016年3月31日于日本申请的专利申请2016-73198号、2016年3月31日于日本申请的专利申请2016-73416号及2017年3月27日于日本申请的专利申请2017-61311号的优先权，并将其内容援用于此。
背景技术：
作为对因各种原因而劣化的混凝土构筑物进行修补的施工法，已知有一种截面修复施工法。截面修复施工法为通过清除等去除劣化的混凝土部分，并利用截面修复材料来修复去除的截面部分的施工法。作为在本施工法中使用的截面修复材料，使用含有水泥及细骨料的砂浆组合物。根据截面修复施工法的方式，使用泥水匠施工法用的截面修复材料、喷涂施工法用的截面修复材料、填充施工法用的截面修复材料、预填充施工法用的截面修复材料。另一方面，作为紧急修补施工中使用的截面修复材料，为了缩短施工周期，也使用含有用于使砂浆组合物早期固化的快速固化混合料的快速固化砂浆组合物。
并且，作为构筑道路、港口设施、机场的跑道等的铺装的方法，已知有pc铺装和rc铺装。pc铺装为在路基上配置pc(预应力混凝土)铺装板并在该pc铺装板与路基的间隙中灌入回填灰浆的铺装。rc铺装为代替pc铺装板而使用rc(钢筋混凝土)铺装板的铺装。此外，作为拥挤交通道路的铺装，已知有半柔性铺装。半柔性铺装是指在空隙率大的开级配沥青混合物中灌入水泥浆的铺装。作为用作在pc铺装和rc铺装中使用的回填灰浆及在半柔性铺装中使用的水泥浆等原料的铺装用灌入材料，有时也利用到含有水泥及细骨料的砂浆组合物。用作该铺装用灌入材料的砂浆组合物为含有快速固化混合料的快速固化砂浆组合物，其中，该快速固化混合料通常为了在夜间进行施工以便在第二天早上开放交通而用于使水泥早期固化。
作为快速固化砂浆组合物的快速固化混合料，已知有一种组合铝酸钙与无机硫酸盐而成的混合料。但是，组合该铝酸钙与无机硫酸盐而成的快速固化混合料的促进砂浆组合物固化的作用强烈，含有该快速固化混合料的砂浆组合物存在自添加水起至使砂浆组合物开始凝结为止的时间(凝结开始时间)较短且无法充分确保可使用时间的问题。因此，为了调整砂浆组合物的凝结开始时间，在组合铝酸钙与无机硫酸盐而成的快速固化混合料中添加调凝剂。作为调凝剂，使用无机碳酸盐、羟基羧酸、铝酸钠。
专利文献1中公开有一种超快速固化水泥组合物，其作为主成分含有15～35重量％的铝酸钙与无机硫酸盐的重量比为1比0.5～3的速硬成分的速硬水泥，且以内部重量计含有0.2～3％的铝酸钠、0.2～5％的无机碳酸盐及0.1～2％的羟基羧酸类。
专利文献2中公开有一种含有快速固化混合料、水泥矿物、骨料、再乳化粉末树脂及纤维的混凝土截面修复材料。该专利文献2中，作为快速固化混合料的调凝剂使用铝酸钠、无机碳酸盐及羧酸类，关于这些调凝剂的粒度结构，含有平均粒径大于45μm且90μm以下的第1粒子10～45质量％、平均粒径大于90μm且150μm以下的第2粒子30～70质量％及平均粒径大于150μm且500μm以下的第3粒子5～30质量％，并且含有比所述第1粒子更多且比所述第3粒子更多的所述第2粒子。
专利文献3中公开有一种含有快速固化混合料、水泥矿物、砂子及再乳化粉末树脂的铺装用灌入材料。该专利文献3中作为快速固化混合料的调凝剂使用铝酸钠、无机碳酸盐及羧酸类，关于这些调凝剂的粒度结构，含有平均粒径大于45μm且90μm以下的第1粒子10～45质量％、平均粒径大于90μm且150μm以下的第2粒子30～70质量％及平均粒径大于150μm且500μm以下的第3粒子5～30质量％，并且含有比所述第1粒子更多且比所述第3粒子更多的所述第2粒子。
但是，对含有快速固化混合料的快速固化砂浆组合物要求能够稳定且充分地确保可使用时间，即要求凝结开始时间稳定地变长且自添加水起至进行固化反应为止期间的流动性高。并且，要求施工作业结束之后早期固化而显示出高强度(压缩强度)，即要求初始强度显现性优异。
然而，专利文献1中公开的超快速固化水泥组合物存在如下的不良情况：在不降低早龄期(龄期3小时左右)内的压缩强度的情况下，难以将可使用时间确保为60分左右的较长时间，并且确认到在水泥组合物的固化体上发生斑点，该部分成为缺陷而导致长期性强度也下降。并且，凝结时间根据环境温度大为不同，因此存在施工现场中的作业性差的课题。
并且，专利文献2中公开的混凝土截面修复材料及专利文献3中公开的铺装用灌入材料中，通过限定快速固化混合料中所含的调凝剂的粒度结构来改善初始强度显现性与凝结时间的环境温度依赖性。然而，在将混合该快速固化混合料而成的混凝土截面修复材料及铺装用灌入材料保存3个月左右的期间时，凝结时间与刚制造时相比大幅变化，并且初期强度显现性也下降。
专利文献1：日本特公平3-41420号公报
专利文献2：日本特开2008-273762号公报
专利文献3：日本特开2008-274580号公报
技术实现要素：
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种如下的快速固化砂浆组合物：即，基于环境温度的凝结开始时间的变动小，即使长期保存该快速固化砂浆组合物，凝结开始时间的变动也小，且自添加水起至进行固化反应为止期间的流动性高，并且初始强度显现性优异。
为了解决上述课题，本发明的发明人等经过深入研究之后发现如下的内容是有效的：一种以规定量的比例含有铝酸钙、无机硫酸盐及调凝剂(例如无机碳酸盐、羟基羧酸、铝酸钠及硫酸钠中的一种以上)的组合物，其中铝酸钙的平均粒径在8μm以上100μm以下的范围内，在规定量的水泥及细骨料中添加调凝剂的平均粒径为5μm以下的快速固化混合料。即，关于上述快速固化混合料获得了如下见解：含有规定量的水泥及细骨料的快速固化砂浆组合物的基于环境温度的凝结开始时间的变动更小，即使保存更长期间，凝结开始时间的变动也小，且自添加水起至进行固化反应为止期间的流动性高，并且初始强度显现性优异。并且，还发现具有上述平均粒径的铝酸钙与调凝剂能够通过对由铝酸钙构成的熟料与调凝剂进行混合粉碎来获得。
本发明是基于上述见解而完成的，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物的特征在于，其含有快速固化混合料、水泥及细骨料，所述快速固化砂浆组合物相对于所述快速固化混合料100质量份含有100质量份以上2000质量份以下范围的量的所述水泥，所述快速固化混合料为含有铝酸钙、相对于所述铝酸钙100质量份为50质量份以上200质量份以下范围的量的无机硫酸盐及相对于所述铝酸钙100质量份为0.1质量份以上10质量份以下范围的量的调凝剂的组合物，所述铝酸钙的平均粒径在8μm以上100μm以下的范围内，所述调凝剂的平均粒径为5μm以下。
根据本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物，快速固化混合料中所含的调凝剂的平均粒径为5μm以下，与铝酸钙(平均粒径：8μm以上100μm以下范围)相比更微细，因此容易溶于水。因此，若在本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物中添加水，则调凝剂在很广的温度范围稳定并迅速地溶解于水中，从而早期发挥基于调凝剂的凝结调节作用，因此基于环境温度的凝结开始时间的变动小。并且，早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，因此凝结开始时间稳定地变长，添加水之后的流动性变高。此外，基于调凝剂的凝结调整作用结束之后，铝酸钙与无机硫酸盐发挥对水泥的固化促进作用，因此能够提高快速固化砂浆组合物的初始强度显现性。此外，调凝剂作为微细的粒子而分散于快速固化混合料中，因此即使长期保存本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物，也不易因调凝剂偏析而引起调凝剂的含量不均匀。因此，即使长期保存该快速固化砂浆组合物，凝结时间的变动也小并且初始强度显现性优异。
在此，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物可以相对于快速固化混合料100质量份含有200质量份以上1000质量份以下范围的细骨料。
该情况下，含有上述范围的细骨料，因此初始强度显现性优异，并且伴随快速固化砂浆组合物的固化而产生的固化体的收缩(自收缩)和伴随固化后的水分的耗散而产生的收缩(干燥收缩)得到抑制。因此，能够抑制固化体的龟裂的发生，且固化体的强度变高。
因此，该快速固化砂浆组合物作为截面修复材料尤其有效。
并且，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物可以相对于快速固化砂浆组合物的总量含有10质量％以上67质量％以下范围的细骨料。
该情况下，含有上述范围的细骨料，因此初始强度显现性优异，并且添加水时的细骨料的流动性提高。在如半柔性铺装中的开级配沥青混合物的空隙那样微细的空间内，细骨料也成为介质，因此能够良好地进行填充。
因此，该快速固化砂浆组合物作为铺装用灌入材料尤其有效。
并且，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物优选如下：所述调凝剂含有无机碳酸盐、羟基羧酸、铝酸钠及硫酸钠中的一种以上。
该情况下，上述物质容易溶解于水，因此通过调凝剂含有一种以上上述物质，能够可靠地缩小基于环境温度的快速固化砂浆组合物的凝结开始时间的变动。并且，早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，因此凝结开始时间进一步稳定地变长，并且添加水之后的流动性更高。
此外，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物可以以调凝剂相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量成为0.01质量％以上5质量％以下范围的方式进一步添加调凝剂。
该情况下，调凝剂相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量为0.01质量％以上5质量％以下的范围，因此能够可靠地缩小基于环境温度及长期保存的快速固化砂浆组合物的凝结开始时间的变动，并且初始强度显现性变高。
添加于上述快速固化砂浆组合物的调凝剂优选为含高浓度调凝剂的混合物，即，该混合物中含有无机粉末及相对于所述无机粉末100质量份为50质量份以上300质量份以下范围的量的所述调凝剂。
该情况下，所添加的调凝剂为含高浓度调凝剂的混合物，由此能够使调凝剂均匀地分散于快速固化砂浆组合物中，能够更可靠地缩小基于环境温度及长期保存的快速固化砂浆组合物的凝结开始时间的变动。
并且，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物可以相对于快速固化砂浆组合物的总量进一步含有0.1质量％以上0.3质量％以下范围的由有机短纤维及短碳纤维中的一种以上构成的短纤维。
该情况下，短纤维发挥增强材料的作用，因此使快速固化砂浆组合物固化而成的固化体的抗龟裂性提高，对抗疲劳的耐久性优异。
并且，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物可以相对于快速固化砂浆组合物的总量含有0.5质量％以上30质量％以下范围的再乳化粉末树脂。
该情况下，快速固化砂浆组合物含有再乳化粉末树脂，因此对混凝土构筑物的附着力提高。
并且，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物可以相对于快速固化砂浆组合物的总量进一步含有1质量％以上15质量％以下范围的硅粉。
该情况下，硅粉具有凝硬性作用，因此长期强度显现性提高。此外，因使快速固化砂浆组合物固化而成的固化体变得致密而总细孔量变小，中性化的进行和氯化物离子的扩散的进行得到抑制，因此耐久性提高。
并且，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物可以相对于快速固化砂浆组合物的总量进一步含有0.1质量％以上0.3质量％以下范围的合成聚合物型增粘保水剂。
该情况下，合成聚合物型增粘保水剂为粉末状，若与水接触，则产生微细的气泡，因此通过在使快速固化砂浆组合物固化而成的固化体中人工导入混入空气，从而抗冻融性提高。
并且，本发明的一方式所涉及的快速固化砂浆组合物可以相对于快速固化砂浆组合物的总量进一步含有1质量％以上10质量％以下范围的由乙酸钠、乙酸钙及亚硝酸钙中的一种以上构成的防冻剂。
该情况下，即使在如可使水结冰的超低温的温度环境下，也能够抑制与水混炼而成的快速固化砂浆组合物结冰，且初始强度显现性变高。
根据本发明的一方式，能够提供一种如下的快速固化砂浆组合物：即，基于环境温度的凝结开始时间的变动小，即使长期保存该快速固化砂浆组合物，凝结开始时间的变动也小，自添加水起至进行固化反应为止期间的流动性高，并且初始强度显现性优异。
附图说明
图1为在实施例1中制造的铝酸钙熟料与调凝剂的混合粉碎物的扫描型电子显微镜图像，图1的(a)为装置倍率1000倍的图像，图1的(b)为装置倍率3000倍的图像。
图2的(a)为放大图1的(b)中被圆包围的区域后的扫描型电子显微镜图像，图2的(b)为对呈现在该图像中的粒子进行元素分析而得的钠的epma映射图像。
图3为表示使实施例1、实施例22、实施例23的快速固化砂浆组合物固化而成的固化体的冻融试验的测定结果的曲线图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
本实施方式的快速固化砂浆组合物含有快速固化混合料、水泥及细骨料。该快速固化砂浆组合物相对于快速固化混合料100质量份含有100质量份以上2000质量份以下范围的水泥。快速固化混合料为含有铝酸钙、相对于该铝酸钙100质量份为50质量份以上200质量份以下范围的量的无机硫酸盐及相对于该铝酸钙100质量份为0.1质量份以上10质量份以下范围的量的调凝剂的组合物。快速固化混合料中的铝酸钙的平均粒径在8μm以上100μm以下的范围内，调凝剂的平均粒径为5μm以下。本实施方式的快速固化砂浆组合物可以进一步含有调凝剂、短纤维、再乳化粉末树脂、硅粉、合成聚合物型增粘保水剂、防冻剂等各种混合料。
以下，对本实施方式的快速固化砂浆组合物的各成分进行说明。
(快速固化混合料)
快速固化混合料为含有铝酸钙、无机硫酸盐及调凝剂的组合物。
在使用快速固化砂浆组合物时，铝酸钙与水接触时溶出钙离子和铝离子，这些离子与从无机硫酸盐溶出的硫酸离子进行反应，从而生成针状晶体的钙矾石(3cao·al2o3·3caso4·32h2o)或单硫型水化硫铝酸钙(3cao·al2o3·caso4·12h2o)等水合物，由此具有提高该快速固化砂浆组合物的初始强度显现性的作用。若从铝酸钙溶出钙离子和铝离子的速度过小，则这些离子与硫酸离子的反应性变差，且有可能使快速固化砂浆组合物的初始强度显现性下降。另一方面，若从铝酸钙溶出钙离子和铝离子的速度过大，则这些离子与硫酸离子的反应性变高，快速固化砂浆组合物的凝结开始时间过快，即使使用调凝剂也难以调整凝结开始时间，有可能很难充分确保可使用时间。
因此，本实施方式中，将铝酸钙的平均粒径(平均一次粒径)设定在8μm以上100μm以下的范围内。若铝酸钙的平均粒径小于8μm，则钙离子和铝离子的溶出速度过快，有可能难以调整快速固化砂浆组合物的凝结开始时间。另一方面，若铝酸钙的平均粒径大于100μm，则钙离子和铝离子的溶出速度过小，有可能使快速固化砂浆组合物的初始强度显现性下降。
快速固化砂浆组合物中所含的铝酸钙的平均粒径例如能够使用sem(扫描型电子显微镜)和epma(电子探针显微分析仪)来测定。即，根据快速固化混合料的sem图像和利用epma进行元素分析而检测的元素的结果，指定快速固化混合料中所含的铝酸钙的粒子，对于指定为铝酸钙的粒子，从sem图像中测量粒径并求出其平均值，从而能够测定该铝酸钙的平均粒径。通过利用epma进行元素分析而仅检测到钙和铝的粒子能够被指定为铝酸钙的粒子。
作为铝酸钙，优选使用具有选自由12cao·7al2o3、11cao·7al2o3·caf2及cao·al2o3组成的组中的一个以上的组成且玻璃化率为80％以上的铝酸钙。玻璃化率更优选为80％以上98％以下，尤其优选为90％以上98％以下。具有上述组成和玻璃化率的铝酸钙与水接触时，钙离子和铝离子的溶出速度大，且反应性变高，因此能够可靠地提高快速固化砂浆组合物的初始强度显现性。
并且，优选铝酸钙的布莱恩比表面积为3000cm2/g以上5500cm2/g以下。通过布莱恩比表面积为3000cm2/g以上，由此铝酸钙与水接触时，钙离子和铝离子的溶出速度变大，这些离子与从无机硫酸盐溶出的硫酸离子的反应性变高，因此能够进一步可靠地提高快速固化砂浆组合物的初始强度显现性。另一方面，布莱恩比表面积为5500cm2/g以下，因此可避免铝酸钙与水接触时，钙离子和铝离子的溶出速度过大，且可抑制这些离子与硫酸离子的反应性过高。另外，即使布莱恩比表面积达到5500cm2/g以上，快速固化砂浆组合物的初始强度也不变，过度使用粉碎所需的能量，因此从经济方面考虑不优选。另外，布莱恩比表面积为使用jisr5201“水泥的物理试验方法”中记载的布莱恩透气性测试装置进行的比表面积试验中测定的值。
在使用快速固化砂浆组合物时，若快速固化混合料中所含的无机硫酸盐与水接触则溶出硫酸离子，且该硫酸离子与从铝酸钙溶出的钙离子、铝离子进行反应，从而生成针状晶体的钙矾石或单硫型水化硫铝酸钙等水合物，由此具有提高快速固化砂浆组合物的初始强度显现性的作用。
若从无机硫酸盐溶出硫酸离子的速度慢，则该硫酸离子与从铝酸钙溶出的钙离子、铝离子的反应性变差，凝结开始至固化为止的时间变长，致使快速固化砂浆组合物的初始强度显现性变差。因此，优选无机硫酸盐的布莱恩比表面积为8000cm2/g以上。对于具有上述布莱恩比表面积的无机硫酸盐而言，硫酸离子的溶出速度大，且该硫酸离子与从铝酸钙溶出的钙离子、铝离子的反应性高，因此能够可靠地提高快速固化砂浆组合物的初始强度显现性。并且，无机硫酸盐的布莱恩比表面积优选为12000cm2/g以下。若布莱恩比表面积过大，则硫酸离子的溶出速度过大，致使该硫酸离子与钙离子和铝离子的反应性过高，因此凝结开始至固化为止的时间变短，有可能即使使用调凝剂也难以充分确保可使用时间。并且，由于含有难溶于水的无机硫酸盐的微细的粒子，因此为了获得必要的流动性而所需的水量增多，有可能导致快速固化砂浆组合物的固化体的强度下降。
无机硫酸盐优选为无水石膏，尤其优选为ii型无水石膏。无水石膏(尤其ii型无水石膏)与铝酸钙的反应性高，因此能够进一步可靠地提高快速固化砂浆组合物的初始强度显现性。
在使用快速固化砂浆组合物时，快速固化混合料中所含的调凝剂具有调整自快速固化砂浆组合物中添加水起至快速固化砂浆组合物开始凝结为止的时间的作用，即具有延缓砂浆的固化时间的作用。通过调凝剂延缓砂浆的固化时间，由此自快速固化砂浆组合物中添加水起至砂浆进行固化反应为止期间的快速固化砂浆组合物的流动性提高。
认为因如下原因而显现出调凝剂对砂浆的固化时间的延缓作用：调凝剂溶解于水，并与从快速固化混合料(铝酸钙)溶出的钙离子或铝离子进行螯合反应，在快速固化混合料的表面形成皮膜，由此暂时抑制钙离子或铝离子从快速固化混合料溶出。但是，形成于快速固化混合料的表面的皮膜极薄，因此该皮膜在比较短的时间内溶解并消失。而且，该皮膜消失之后，钙离子、铝离子再次从快速固化混合料溶出而进行砂浆的固化反应。
本实施方式中，快速固化混合料中所含的调凝剂为平均粒径(平均一次粒径)5μm以下的微粒。因此，能够在比较广的温度范围内使调凝剂迅速溶解于水中。调凝剂的平均粒径优选为1μm以上。若平均粒径小于1μm，则有可能容易形成凝聚粒子。
调凝剂含有无机碳酸盐、羟基羧酸、铝酸钠及硫酸钠中的一种以上。这些试剂易溶于水，因此通过调凝剂含有一种以上这些试剂，从而早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，且能够可靠地减少基于环境温度的快速固化砂浆组合物的凝结开始时间的变动。并且，由于早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，因此凝结开始时间更加稳定地变长，并且添加水之后的流动性进一步变高。
无机碳酸盐优选为碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐。作为无机碳酸盐的例可举出碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸锂、碳酸铵。关于这些无机碳酸盐，可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。作为羟基羧酸的例，可举出酒石酸、柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸、马来酸。关于这些羟基羧酸，可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。
调凝剂优选组合无机碳酸盐、羟基羧酸、铝酸钠及硫酸钠中的两种以上来使用。两种以上的组合优选为无机碳酸盐、羟基羧酸及铝酸钠这三种的组合，更优选为无机碳酸盐、羟基羧酸、铝酸钠及硫酸钠这四种的组合。另外，将调凝剂设为两种以上的组合时，只要是至少一种调凝剂的平均粒径为5μm以下的微粒即可。
上述调凝剂中，硫酸钠溶解于水的速度尤其快。因此，硫酸钠提高添加水之后的快速固化砂浆组合物的流动性的效果高。并且，硫酸钠在广的温度范围易溶于水，因此也具有减小添加水之后的快速固化砂浆组合物对凝结开始时间的温度依赖性的效果。
调凝剂的微粒优选作为一次粒子或与其相近的凝聚粒子而分散于快速固化混合料中。若调凝剂作为一次粒子或与其相近的凝聚粒子而分散，则溶解于水中的速度提高，早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，因此能够可靠地减少基于环境温度的凝结开始时间的变动。并且，微细的调凝剂的粒子优选附着于铝酸钙的表面。该情况下，调凝剂比铝酸钙先接触水，因此容易溶解，早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，因此能够进一步可靠地减少基于环境温度的凝结开始时间的变动。
快速固化混合料中所含的调凝剂的平均粒径例如能够使用sem和epma来进行测定。即，根据快速固化混合料的sem图像和利用epma进行元素分析来检测的元素的结果，指定快速固化混合料中所含的调凝剂的粒子，关于指定为调凝剂的粒子，从sem图像测量粒径并求出其平均值，从而能够测定该调凝剂的平均粒径。例如通过利用epma进行元素分析而只检测到钠的粒子能够被指定为碳酸钠(无机碳酸盐)的粒子。
本实施方式中，关于快速固化混合料中所含的铝酸钙、无机硫酸盐及调凝剂的掺合量，相对于铝酸钙100质量份，无机硫酸盐被设定在50质量份以上200质量份以下的范围内，调凝剂被设定在0.1质量份以上10质量份以下的范围内。
若无机硫酸盐的掺合量过少，则无机硫酸盐与铝酸钙水合物的反应生成物(钙矾石、单硫型水化硫铝酸钙)的生成量变少，有可能使快速固化砂浆组合物的初始强度显现性下降。另一方面，若无机硫酸盐的掺合量过多，则快速固化砂浆组合物的凝结开始时间变快，有可能难以充分确保可使用时间。并且，从铝酸钙溶出的钙离子量和铝离子量相对于硫酸离子相对变少，由此钙矾石的生成量变少，因此有可能快速固化砂浆组合物的初始强度显现性下降。此外，因残留的无机硫酸盐的影响而使固化后的膨胀量过剩，有可能引起膨胀破坏。
并且，若调凝剂的掺合量过少，则调凝剂的作用在短时间内结束而快速固化砂浆组合物的凝结开始时间变快，有可能难以充分确保可使用时间。另一方面，若调凝剂的掺合量过多，则调凝剂的作用持续规定时间以上，有可能快速固化砂浆组合物的初始强度显现性下降。
快速固化混合料例如能够通过如下方法来制造，该方法具备：混合粉碎工序，将含铝酸钙的熟料和调凝剂进行混合粉碎而制备混合粉碎物；及混合工序，将所获得的混合粉碎物和无机硫酸盐进行混合。
上述快速固化混合料的制造方法中，用作铝酸钙的原料的熟料与调凝剂相比硬度高。因此，通过将该铝酸钙的熟料和调凝剂进行混合粉碎，调凝剂选择性地成为微粒，并生成微细的调凝剂的粒子。该调凝剂的微粒容易附着于相对粗大的铝酸钙粒子的表面。因此，混合粉碎工序中，能够获得调凝剂的微粒作为一次粒子或与其相近的凝聚粒子以附着于铝酸钙的表面的状态分散的混合粉碎物。作为混合粉碎装置，能够使用e型磨机、立式磨机、管磨机等粉碎装置，但并不限定于此，能够使用通常用作熟料的粉碎装置的各种粉碎装置。
含有铝酸钙的熟料优选为熟料矿物。
粉碎前的铝酸钙的熟料的平均粒径优选在1mm以上30mm以下的范围内。并且，粉碎前的调凝剂的粒径优选在150μm以上500μm以下的范围内。
混合粉碎工序中，优先将混合粉碎进行至混合粉碎物的布莱恩比表面积成为3000cm2/g以上5500cm2/g以下的范围，尤其优选进行至成为3000cm2/g以上4500cm2/g以下的范围。直至布莱恩比表面积成为上述范围为止进行混合粉碎，从而含有铝酸钙的熟料与调凝剂被充分混合粉碎，能够可靠地获得调凝剂的微粒作为一次粒子或与其相近的凝聚粒子以附着于铝酸钙的表面的状态分散的混合粉碎物。并且，混合粉碎物中的铝酸钙的平均粒径通常在8μm以上100μm以下的范围内，调凝剂的平均粒径通常在5μm以下。
混合工序中，与在混合粉碎工序中获得的混合粉碎物进行混合的无机硫酸盐优选为布莱恩比表面积为8000cm2/g以上的无水石膏。
混合工序中，混合粉碎物与无机硫酸盐的混合通过干式混合来进行。作为干式混合装置，能够使用v型混合器、螺条混合器、犁刀混合器等混合器，但并不限定于此，能够使用通常用作水泥材料的混合装置的各种混合装置。混合时间能够根据混合装置的容量和各材料的掺合量来适当调整。
(水泥)
作为水泥，能够使用普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥、中温硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、高炉水泥、硅水泥、粉煤灰水泥、硅粉水泥等。关于水泥，可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。水泥优选使用硅酸盐水泥，尤其优选使用普通硅酸盐水泥。
就水泥的掺合量而言，一般相对于快速固化混合料100质量份参合100质量份以上2000质量份以下范围的水泥。若水泥的掺合量在上述范围内，则能够获得基于快速固化混合料的初始强度显现性和基于水泥的长期强度显现性优异的快速固化砂浆组合物。
(细骨料)
细骨料具有抑制伴随快速固化砂浆组合物的固化引起的固化体的收缩(自收缩)和伴随固化后的水分的耗散引起的收缩(干燥收缩)的作用。细骨料优选为砂子，更优选粒径为150～3000μm的砂子，进一步优选粒径为200～1500μm的砂子。并且，细骨料可以是粒径为90～1000μm的砂子，进一步也可以是粒径为90～200μm的砂子。若砂子的粒径过小，则有可能混合快速固化砂浆组合物与水而制备的砂浆或水泥浆的搅拌性能及固化体的耐磨性下降，并且抗滑性下降。另一方面，若砂子的粒径过大，则有可能砂子容易在砂浆或水泥浆中沉淀，并且砂浆或水泥浆对混凝土构筑物的附着性和对铺装体的灌入性下降。
关于细骨料的掺合量，例如快速固化砂浆组合物用作截面修补材(截面修复材料)时，作为相对于快速固化混合料100质量份的量在200质量份以上1000质量份以下的范围内。若细骨料的掺合量过少，则有可能不仅无法充分获得降低固化体的收缩的效果，还使砂浆的搅拌性能及耐磨性下降并使抗滑性下降。另一方面，若细骨料的掺合量过多，则有可能使初始强度显现性下降并且因产生材料分离而容易发生浮浆。
另一方面，快速固化砂浆组合物用作铺装用灌入材料时，细骨料的掺合量为相对于快速固化砂浆组合物的总量成为10质量％以上67质量％以下范围的量。若细骨料的掺合量过少，则有可能不仅无法充分获得固化体的收缩降低效果，还使水泥浆的搅拌性能及耐磨性下降并且抗滑性下降。另一方面，若细骨料的掺合量过多，则有可能初始强度显现性下降且因产生材料分离而容易发生浮浆。
(调凝剂)
本实施方式的快速固化砂浆组合物中，如上所述作为快速固化混合料的构成成分，以平均粒径5μm以下的微粒含有调凝剂，但也可以以调凝剂相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量成为0.01质量％以上5质量％以下范围的方式进一步添加调凝剂。在此，调凝剂相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量为快速固化混合料中所含的调凝剂(也称为第1调凝剂)及除快速固化混合料之外另行添加的调凝剂(也称为第2调凝剂)的总计。该情况下，能够通过快速固化混合料中所含的调凝剂及除快速固化混合料之外另行添加的调凝剂来调整凝结时间，因此能够进一步可靠地减小基于环境温度及长期保存的快速固化砂浆组合物的凝结开始时间的变动。并且，通过另行添加调凝剂，能够将快速固化砂浆组合物的凝结开始时间调整为所需的时间。并且，本实施方式的快速固化砂浆组合物中，快速固化混合料中所含的调凝剂为微粒且易溶于水，通常能够充分确保可使用时间，因此能够减少另行添加的调凝剂的量。
若调凝剂相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量小于0.01质量％，则有可能调整凝结时间的作用不够充分。另一方面，若调凝剂相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量大于5质量％，则有可能基于砂浆的长期强度显现性下降。
除快速固化混合料之外另行添加的调凝剂可以单独添加于快速固化砂浆组合物中，但优选作为预先混合无机粉末与调凝剂而成的混合物来添加。就无机粉末与调凝剂的混合物而言，优选为相对于无机粉末100质量份含有50质量份以上300质量份以下范围的调凝剂的含高浓度调凝剂的混合物。通过将调凝剂作为含高浓度调凝剂的混合物而添加于快速固化砂浆组合物，使调凝剂容易均匀地分散于快速固化砂浆组合物中。作为无机粉末，能够使用水泥(尤其为硅酸盐水泥)、石灰石粉末、硅石粉末、高炉矿渣粉末、煤灰、粉煤灰、粘土矿物、铝酸钙粉末、无机硫酸盐粉末。无机粉末优选为布莱恩比表面积在2500cm2/g以上5000cm2/g以下范围的微粉末。布莱恩比表面积在上述范围内的无机粉末的分散性高，因此使用了该无机粉末的含高浓度调凝剂的混合物容易均匀地分散于快速固化砂浆组合物中。含高浓度调凝剂的混合物中所含的调凝剂的粒径优选在1μm以上500μm以下范围内。粒径在上述范围内的调凝剂分散于无机粉末中的分散性高，且容易制备出组成均匀的含高浓度调凝剂的混合物。
(短纤维)
短纤维发挥增强材料的作用。因此，使含有短纤维的快速固化砂浆组合物固化而成的固化体的抗龟裂性提高，并且对抗疲劳的耐久性优异。
作为短纤维，能够使用有机短纤维及短碳纤维。作为有机短纤维的例，可举出pva短纤维(聚乙烯醇短纤维)、聚酰胺短纤维、芳酰胺短纤维、聚丙烯短纤维、人造短纤维等。关于这些短纤维，可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。
短纤维的纤维长优选在1mm以上10mm以的下范围内。若短纤维的纤维长小于1mm，则有可能无法获得充分的纤维增强效果。另一方面，若短纤维的纤维长大于10mm，则因纤维的阻力而流动性受损，有可能阻碍对狭小部或半柔性铺装的灌入性下降等施工性。纤维直径通常在5μm以上100μm以下的范围内。
短纤维的掺合量通常作为相对于快速固化砂浆组合物的总量的量在0.1质量％以上0.3质量％以下的范围内。若短纤维的掺合量过少，则固化体的抗龟裂性提高，有可能使提高对抗疲劳的耐久性的作用不够充分。另一方面，若短纤维的掺合量过多，则有可能快速固化砂浆组合物与水的混合物的流动性下降。
(再乳化粉末树脂)
再乳化粉末树脂为吸水性及透水性低的树脂，其具有不易使水浸透到使快速固化砂浆组合物固化而成的固化体的作用。并且，再乳化粉末树脂具有提高快速固化砂浆组合物对混凝土构筑物的附着力的作用。因此，含有再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物的浸渍于水之后的抗冻融性优异，且对混凝土构筑物的附着力提高。
作为再乳化粉末树脂的例，可举出乙酸乙烯/乙烯酯/丙烯酸酯共聚树脂、乙酸乙烯共聚树脂、乙酸乙烯/乙烯共聚树脂、乙酸乙烯/丙烯共聚树脂、丙烯树脂等。关于这些再乳化粉末树脂，可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。
再乳化粉末树脂的掺合量通常作为相对于快速固化砂浆组合物的总量的量在0.5质量％以上30质量％以下的范围内。若再乳化粉末树脂的掺合量过少，则有可能提高快速固化砂浆组合物的固化体的抗冻融性的作用和提高对混凝土构筑物的附着力的作用不够充分。另一方面，若再乳化粉末树脂的掺合量过多，则有可能快速固化砂浆组合物与水的混合物的流动性下降。
(硅粉)
硅粉具有凝硬性作用。因此，含有硅粉的快速固化砂浆组合物的长期强度显现性提高，进一步使其固化而成的固化体变得致密，从而使得总细孔量变小，且抑制中性化的进行和氯化物离子的扩散的进行。
硅粉的掺合量优选作为相对于快速固化砂浆组合物的总量的量在0.5质量％以上30质量％以下的范围内。若硅粉的掺合量过少，则有可能基于凝硬性反应的长期强度显现性、抑制由于快速固化砂浆组合物的固化体组织的致密化引起的中性化的效果、抑制氯化物离子的浸透的效果不够充分。另一方面，若硅粉的掺合量过多，则快速固化砂浆组合物中的快速固化混合料的分量相对变少，有可能使初始强度显现性变差。
(合成聚合物型增粘保水剂)
合成聚合物型增粘保水剂具有与水接触则产生微细的气泡的作用。因此，通过在使含有合成聚合物型增粘保水剂的快速固化砂浆组合物固化而成的固化体中人工导入混入空气，从而抗冻融性提高。
合成聚合物型增粘保水剂的掺合量优选作为相对于快速固化砂浆组合物的总量的量在0.1质量％以上0.3质量％以下的范围内。若合成聚合物型增粘保水剂的掺合量过少，则有可能提高快速固化砂浆组合物的固化体的抗冻融性的作用不够充分。另一方面，若合成聚合物型增粘保水剂的掺合量过多，则不仅快速固化砂浆组合物与水的混合物的流动性下降，还有可能使多余的气泡进入而降低强度。
(防冻剂)
乙酸钠、乙酸钙、亚硝酸钙与水反应而发热，在可使水结冰的超低温的温度环境下，发挥防止快速固化砂浆组合物与水的混合物的结冰的防冻剂的作用。因此，含有防冻剂的快速固化砂浆组合物在超低温的温度环境下，也能够抑制与水进行混炼而成的快速固化砂浆组合物的结冰，从而初始强度显现性变高。
作为防冻剂，可以单独使用一种，也可以组合两种以上来使用。
防冻剂的掺合量通常作为相对于快速固化砂浆组合物的总量的量在1质量％以上10质量％以下的范围内。若防冻剂的掺合量过少，则防冻剂的作用不够充分，有可能导致快速固化砂浆组合物结冰而完全丧失强度。另一方面，若防冻剂的掺合量过多，则有可能快速固化砂浆组合物与水的混合物中产生盐析作用且流动性下降。
在如上述构成的本实施方式的快速固化砂浆组合物中使用的快速固化混合料中，铝酸钙的平均粒径在8μm以上100μm以下的范围内，调凝剂的平均粒径为5μm以下，调凝剂与铝酸钙相比更微细，因此易溶于水。因此，若在本实施方式的快速固化砂浆组合物中添加水，则调凝剂在很广的温度范围内稳定并迅速地溶于水，从而早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，因此基于环境温度的凝结开始时间的变动小。并且，早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，因此凝结开始时间稳定地变长，添加水之后的流动性变高。此外，基于调凝剂的凝结调整作用结束之后，铝酸钙和无机硫酸盐发挥对水泥的固化促进作用，因此能够提高快速固化砂浆组合物的初始强度显现性。此外，调凝剂作为微细的粒子分散于快速固化砂浆组合物中，因此即使长期保存本实施方式的快速固化砂浆组合物，也不易因调凝剂偏析而使调凝剂的含量不均匀。因此，即使长期保存该快速固化砂浆组合物，凝结开始时间的变动也小，并且初始强度显现性优异。
如上所述，本实施方式的快速固化砂浆组合物的基于环境温度的凝结开始时间的变动小，且初始强度显现性优异，因此适宜地用作通过泥水匠施工法、喷涂施工法、填充施工法、预填充施工法等施工法进行施工的混凝土构筑物的修补施工中使用的砂浆的原料(截面修复材料)。并且，能够适宜地用作主要在室外使用的pc铺装和rc铺装中使用的回填灰浆及在半柔性铺装中使用的水泥浆等原料(铺装用灌入材料)。尤其，本实施方式的快速固化砂浆组合物的早期发生强度高，因此例如能够形成具有可在2小时内开放交通的实用强度的铺装。
本实施方式的快速固化砂浆组合物相对于快速固化混合料100质量份含有200质量份以上1000质量份以下范围的细骨料时，初始强度显现性优异，并且伴随快速固化砂浆组合物的固化而产生的固化体的收缩和伴随固化后的水分的耗散而产生的收缩得到抑制。因此，能够抑制固化体的龟裂的发生，从而固化体的强度变高。因此，该快速固化砂浆组合物作为截面修复材料尤其有效。
另一方面，本实施方式的快速固化砂浆组合物相对于快速固化砂浆组合物的总量可以含有10质量％以上67质量％以下范围的细骨料时，初始强度显现性优异，并且添加水时的细骨料的流动性提高。因此，在如半柔性铺装中的开级配沥青混合物的空隙那样微细的空间内，细骨料也成为介质，因此能够良好地进行填充。
并且，本实施方式的快速固化砂浆组合物中，调凝剂含有无机碳酸盐、羟基羧酸、铝酸钠及硫酸钠中的一种以上，因此能够可靠地减少基于环境温度的快速固化砂浆组合物的凝结开始时间的变动。并且，早期发挥基于调凝剂的凝结调整作用，因此凝结开始时间更加稳定地变长，并且添加水之后的流动性进一步变高。硫酸钠溶解于水的速度尤其快，因此提高添加水之后的快速固化砂浆组合物的流动性的效果高。
并且，含有短纤维的快速固化砂浆组合物的固化体因抗龟裂性和强度提高而对抗疲劳的耐久性优异。因此，含有该短纤维的快速固化砂浆组合物能够适宜地用作如混凝土楼板和桥梁的主梁那样疲劳载荷重复作用的部位的截面修复用材料。并且，能够适宜地用作施加巨大负荷的机场跑道的pc铺装和rc铺装中使用的回填灰浆的材料。
并且，含有再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物的浸渍于水之后的抗冻融性优异，因此对混凝土构筑物的附着力提高。因此，含有再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物能够适宜地用作各种混凝土构筑物的截面修复用材料，例如能够适宜地用作栈桥、桥梁、隧道、混凝土铺装的截面修复用材料。并且，能够适宜地用作高寒区域的铺装用灌入材料。
并且，含有硅粉的快速固化砂浆组合物的固化体抑制中性化的进行和氯化物离子扩散的进行。因此，含有硅粉的快速固化砂浆组合物适宜地用作因盐害受损的混凝土构筑物的修复用材料。
并且，含有合成聚合物型增粘保水剂的快速固化砂浆组合物的固化体的抗冻融性提高。因此，含有合成聚合物型增粘保水剂的快速固化截面修复材料能够适宜地用作高寒区域的混凝土构筑物的修复用材料。
并且，含有防冻剂的快速固化砂浆组合物在超低温的温度环境下也能够获得初始强度显现性高的固化体。因此，含有该防冻剂的快速固化砂浆组合物能够适宜地用作高寒区域的铺装用灌入材料。
以上，对作为本发明的实施方式的快速固化砂浆组合物进行了说明，但本发明并不限定于此，在不脱离本发明的技术性要件的范围内能够适当进行变更。
例如，快速固化砂浆组合物可以含有减水剂、ae减水剂、高性能减水剂、高性能ae减水剂、增塑剂、防水剂、起泡剂、发泡剂、消泡剂、钢筋混凝土用防锈剂、水中不分离性混合剂、保水剂、干燥收缩降低剂、分离降低剂(增稠剂)、防冻及抗寒剂等。
实施例
接着根据比较例对本发明的实施例进行详细说明。
[使用材料]
在下述表1中示出本实施例及比较例中使用的使用材料的种类、组成及缩写。
[表1]
[快速固化混合料(sa-1)的制备]
将铝酸钙熟料(ca-cl)100质量份及作为调凝剂以碳酸钠(na-3)成为1.0质量份、铝酸钠(al-3)成为0.5质量份、酒石酸(ta-3)成为0.5质量份的比例放进混合粉碎机中，并且将其混合粉碎至布莱恩比表面积达到4500cm2/g。所获得的混合粉碎物中所含的铝酸钙的平均粒径为15μm，碳酸钠的平均粒径为3.0μm。碳酸钠的平均粒径利用下述方法进行了测定。
(碳酸钠的平均粒径的测定方法)
首先，第一步利用sem(扫描型电子显微镜)对所获得的混合粉碎物的粒子形状进行了观察。图1中示出混合粉碎物的sem图像。图1的(a)为装置倍率1000倍的sem图像，图1的(b)为装置倍率3000倍的sem图像。
接着，利用epma(电子探针显微分析仪)对呈现在sem图像中的粒子进行了元素分析。在图2中示出其结果。图2的(a)为放大图1的(b)中被圆包围的区域后的sem图像，图2的(b)为利用epma对呈现在该sem图像中的粒子进行元素分析而得的元素的映射图像。图2的(b)中白色部分表示钠。从该图2的(a)的sem图像和图2的(b)的映射图像指定碳酸钠的粒子，利用图1的(b)的sem图像测量了指定为该碳酸钠的粒子的最长径。重复该操作来测量100个碳酸钠的粒径，并计算出其平均值。
作为无机硫酸盐以相对于如上获得的混合粉碎物100质量份为120质量份的比例将无水石膏(cs)放进混合器中并进行了混合。将所获得的混合物作为了快速固化混合料(sa-1)。
[快速固化混合料(sa-2)的制备]
将铝酸钙熟料(ca-cl)放进混合粉碎机中，并且将其粉碎至布莱恩比表面积成为4500cm2/g来获得了铝酸钙粉末。以相对于所获得的铝酸钙粉末100质量份为120质量份的比例将无水石膏(cs)放进混合器中并进行了混合。将获得的混合物作为了快速固化混合料(sa-2)。
[快速固化混合料(sa-3)的制备]
将铝酸钙熟料(ca-cl)100质量份及作为调凝剂以碳酸钠(na-3)成为1.0质量份、铝酸钠(al-3)成为0.5质量份、酒石酸(ta-3)成为0.5质量份、硫酸钠(ns-3)成为1.0质量份的比例放进混合粉碎机中，并且将其混合粉碎至布莱恩比表面积成为4560cm2/g。所获得的混合粉碎物中所含的铝酸钙的平均粒径为14.2μm，碳酸钠的平均粒径为2.8μm。
以相对于如上获得的粉碎混合物100质量份为120质量份的比例将无水石膏(cs)放进混合器中并进行了混合。将所获得的混合物作为了快速固化混合料(sa-3)。
[含高浓度调凝剂的混合物(set-1)的制备]
将碳酸钠(na-1)、碳酸钠(na-2)、碳酸钠(na-3)、铝酸钠(al-1)、铝酸钠(al-2)、铝酸钠(al-3)、酒石酸(ta-1)、酒石酸(ta-2)、酒石酸(ta-3)及作为无机粉末的普通硅酸盐水泥n以质量比3:6:3:1:2:1:1:2:1:20(＝na-1:na-2:na-3:al-1:al-2:al-3:ta-1:ta-2:ta-3:n)的比例放进混合器中并进行了干式混合。将所获得的混合物作为了含高浓度调凝剂的混合物(set-1)。
[调凝剂混合物(set-2)的制备]
将碳酸钠(na-1)、碳酸钠(na-2)、碳酸钠(na-3)、铝酸钠(al-1)、铝酸钠(al-2)、铝酸钠(al-3)、酒石酸(ta-1)、酒石酸(ta-2)及酒石酸(ta-3)以质量比3:6:3:1:2:1:1:2:1(＝na-1:na-2:na-3:al-1:al-2:al-3:ta-1:ta-2:ta-3)的比例放进混合器中并进行了干式混合。将所获得的混合物作为了调凝剂混合物(set-2)。
[含高浓度调凝剂的混合物(set-3)的制备]
将碳酸钠(na-1)、碳酸钠(na-2)、碳酸钠(na-3)、铝酸钠(al-1)、铝酸钠(al-2)、铝酸钠(al-3)、酒石酸(ta-1)、酒石酸(ta-2)、酒石酸(ta-3)、硫酸钠(ns-3)及作为无机粉末的普通硅酸盐水泥(n)以质量比3:6:3:1:2:1:1:2:1:12:32(＝na-1:na-2:na-3:al-1:al-2:al-3:ta-1:ta-2:ta-3:ns-3:n)的比例放进混合器中并进行了干式混合。将所获得的混合物作为了含高浓度调凝剂的混合物(set-3)。
[实施例1、2及比较例1]
将快速固化混合料(sa-1、sa-2、sa-3)、普通硅酸盐水泥(n)、含高浓度调凝剂的混合物(set-1、set-3)、调凝剂混合物(set-2)、细骨料(s3-6)、减水剂(mx)及消泡剂(14hp)以下述表2所示的比例(质量份)放进混合器中并进行干式混合，从而制造出快速固化砂浆组合物(填充施工法用快速固化截面修复材料)。
[表2]
单位：质量份
在所获得的快速固化砂浆组合物100质量份中添加15质量份的水，利用强制搅拌式混凝土混合器搅拌混合两分钟以制备出砂浆。使用所制备的砂浆测定了jis静置流动、凝结时间、压缩强度等各物理属性。
关于jis静置流动，依照jisr5201“水泥的物理试验方法”，在不施加基于流动性试验台的落体运动的情况下测定了流动值。
凝结开始时间依照jisr5201“水泥的物理试验方法”进行了测定。
压缩强度依照jisr5201“水泥的物理试验方法”进行了测定。
为了确认快速固化砂浆组合物的温度特性，在5℃、20℃、35℃的环境温度下进行了jis静置流动、凝结时间、压缩强度等各物理属性的测定。将其结果示于表3。
并且，为了确认快速固化砂浆组合物的保存特性，将快速固化砂浆组合物装到塑料袋(容量：12l)中，在塑料袋的四个角扎出小孔(孔径：0.5mm)，在温度30℃、湿度80％rh的室内分别保存了3个月、6个月。之后，将保存后的快速固化砂浆组合物制备成砂浆，并测定了jis静置流动、凝结时间、压缩强度等各物理属性。此时在20℃的环境温度下进行了各物理属性的测定。将其结果示于表4。
[表3]
[表4]
由表3的结果确认到，实施例1、2的快速固化砂浆组合物与比较例1的快速固化砂浆组合物相比，基于环境温度的jis静置流动、凝结时间、压缩强度的变动小且温度稳定性优异。确认到尤其含有硫酸钠的实施例2的快速固化砂浆组合物的jis静置流动大且流动性优异。
并且，由表4的结果确认到，实施例1、2的快速固化砂浆组合物与比较例1的快速固化砂浆组合物相比，基于保存的jis静置流动、凝结时间、压缩强度的变动小且保存稳定性优异。
[实施例3、4及比较例2]
将快速固化混合料(sa-1、sa-2、sa-3)、早强硅酸盐水泥(h)、含高浓度调凝剂的混合物(set-1、set-3)、调凝剂混合物(set-2)、细骨料(s3-6)及消泡剂(14hp)以下述表5中记载的质量份放进混合器中并进行干式混合，从而制造出快速固化砂浆组合物(喷涂施工法用快速固化截面修复材料)。
[表5]
单位：质量份
在所获得的快速固化砂浆组合物100质量份中添加13质量份的水，利用强制搅拌式混凝土混合器搅拌混合两分钟以制备出砂浆。使用所制备的砂浆测定了jis15撞击流动、凝结时间、压缩强度等各物理属性。
关于jis15撞击流动，依照jisr5201“水泥的物理试验方法”，测定了施加15次基于流动性试验台的落体运动时的流动值。
凝结时间及压缩强度通过上述方法进行了测定。另外，压缩强度试验用的试件通过喷涂法进行了制作。
为了确认快速固化砂浆组合物的温度特性，在5℃、20℃、35℃的环境温度下进行了jis15撞击流动、凝结时间、压缩强度等各物理属性的测定。将其结果示于表6。
并且，为了确认快速固化砂浆组合物的保存特性，以与实施例1相同的条件在温度30℃、湿度80％rh的室内将快速固化砂浆组合物分别保存了3个月、6个月。之后，将保存后的快速固化砂浆组合物制备成砂浆，并测定了jis15撞击流动、凝结时间、压缩强度等各物理属性。此时在20℃的环境温度下进行了各物理属性的测定。将其结果示于表7。
[表6]
[表7]
由表6的结果确认到，实施例3、4的快速固化砂浆组合物与比较例2的快速固化砂浆组合物相比，基于环境温度的jis15撞击流动、凝结时间、压缩强度的变动小且温度稳定性优异。确认到尤其含有硫酸钠的实施例4的快速固化砂浆组合物的jis15撞击流动大且流动性优异。
并且，由表7的结果确认到，实施例3、4的快速固化砂浆组合物与比较例2的快速固化砂浆组合物相比，基于保存的jis15撞击流动、凝结时间、压缩强度的变动小且保存稳定性优异。
[实施例5、6及比较例3]
将快速固化混合料(sa-1、sa-2、sa-3)、早强硅酸盐水泥(h)、含高浓度调凝剂的混合物(set-1、set-3)、调凝剂混合物(set-2)、细骨料(s3-6)、减水剂(mx)及消泡剂(14hp)以下述表8中记载的质量份放进混合器中并进行干式混合，从而制备出快速固化砂浆组合物(预填充施工法用快速固化截面修复材料)。
[表8]
单位：质量份
在所获得的快速固化砂浆组合物100质量份中添加22质量份的水，利用强制搅拌式混凝土混合器搅拌混合两分钟以制备出砂浆。使用所制备的砂浆测定了j14漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度等各物理属性。
j14漏斗流出时间依照土木学会标准jsce-f541“填充砂浆的流动性试验方法”进行了测定。
凝结时间及压缩强度通过上述方法进行了测定。
为了确认快速固化砂浆组合物的温度特性，在5℃、20℃、35℃的环境温度下进行了j14漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度等各物理属性的测定。将其结果示于表9。
并且，为了确认快速固化砂浆组合物的保存特性，以与实施例1相同的条件在温度30℃、湿度80％rh的室内将快速固化砂浆组合物分别保存了3个月、6个月。之后，将保存后的快速固化砂浆组合物制备成砂浆，并测定了j14漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度等各物理属性。此时在20℃环境温度下进行了各物理属性的测定。将其结果示于表10。
[表9]
[表10]
由表9的结果确认到，实施例5、6的快速固化砂浆组合物与比较例3的快速固化砂浆组合物相比，基于环境温度的j14漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度的变动小且温度稳定性优异。确认到尤其含有硫酸钠的实施例6的快速固化砂浆组合物的j14漏斗流出时间短且流动性优异。
并且，由表10的结果确认到，实施例5、6的快速固化砂浆组合物与比较例3的快速固化砂浆组合物相比，基于保存的j14漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度的变动小且保存稳定性优异。
[实施例7～11]
在实施例1的快速固化砂浆组合物中作为短纤维以相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量分别成为0.05质量％(实施例7)、0.1质量％(实施例8)、0.5质量％(实施例9)、1.0质量％(实施例10)、3.0质量％(实施例11)的量的方式添加pva短纤维(纤维直径：26μm、纤维长度：3mm)并进行混合，从而制备出含有实施例7～11的短纤维的快速固化砂浆组合物。
在所获得的含有短纤维的快速固化砂浆组合物100质量份中添加15质量份的水，并以与实施例1相同的条件制备出砂浆。对所获得的砂浆进行了jis静置流动的测定。
并且，对使用所获得的砂浆制作的样品进行了200万次的重复疲劳试验。通过依照旧jstmc7104：1999“基于重复压缩应力的混凝土的疲劳试验方法”的方法进行了疲劳试验。疲劳试验的程度如下：静态压缩强度：50n/mm2、上限应力比：65％、下限应力比：10％、重复速度：10hz；样品的尺寸：
[表11]
由表11的结果确认到，使用含有pva短纤维的快速固化砂浆组合物来制作的样品(固化体)的压缩疲劳耐久性在短纤维的添加量为0.05质量％的情况下也大幅提高，尤其在短纤维的添加量成为0.1质量％以上时显著提高，即使重复次数为200万次，样品的状态也无损。
[实施例12～17]
在实施例3的快速固化砂浆组合物中以相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量分别成为0.5质量％(实施例12)、1.0质量％(实施例13)、2.0质量％(实施例14)、5.0质量％(实施例15)、10.0质量％(实施例16)、15.0质量％(实施例17)的量的方式添加再乳化粉末树脂(p)并进行混合，从而制备出实施例12～17的含有再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物。
在所获得的含有再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物100质量份中添加13质量份的水，以与实施例3相同的条件制备出砂浆。对所获得的砂浆测定了jis15撞击流动。
并且，利用干式喷涂施工法将所获得的砂浆涂布到以喷水实施粗化处理的混凝土平板的表面。将所涂布的砂浆封层养生至龄期28天并使其固化。对所获得的砂浆的固化体的压缩强度及固化体和混凝土平板的附着强度进行了测定。将其结果示于下述表12。另外，压缩强度通过上述方法进行测定，附着强度利用建研式附着性试验机进行了测定。
[表12]
由表12的结果确认到，使用含有再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物制作的固化体与混凝土平板的附着强度提高，尤其，使用含有再乳化粉末树脂的含量为1.0质量％以上的再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物制作的固化体与混凝土平板的附着强度达到1.5n/mm2以上。
[实施例18～21]
在实施例5的快速固化砂浆组合物中分别添加相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量分别成为1.0质量％(实施例18)、5.0质量％(实施例19)、10.0质量％(实施例20)、15.0质量％(实施例21)的量的硅粉(sf)并进行混合，从而制作出实施例18～21的含有硅粉的快速固化砂浆组合物。
在所获得的含有硅粉的快速固化砂浆组合物100质量份中添加22质量份的水，以与实施例5相同的条件制备出砂浆。将所获得的砂浆浇注到100×100×400mm的模框中，制作出试件。通过下述方法对所制作的试件的中性化深度、氯化物离子扩散系数、总细孔量进行了测定。将其结果示于表13。
(中性化深度的测定方法)
依照jisa1153“混凝土的促进中性化试验方法”，实施co2浓度5％的促进试验来进行了测定。
(氯化物离子扩散系数的测定方法)
依照土木学会标准jsce-g572“基于浸渍的混凝土中的氯化物离子的外观的扩散系数试验方法”进行了测定。
(总细孔量的测定方法)
利用压汞式孔隙仪进行了测定。
[表13]
由表13的结果确认到，使用含有硅粉的快速固化砂浆组合物制作的试件(固化体)的总细孔量减少，由此中性化的进行和氯化物离子的扩散进行得到抑制。
[实施例22、23]
在实施例1的快速固化砂浆组合物中以相对于快速固化截面修复材料的总量的含量分别成为0.1质量％(实施例22)、0.3质量％(实施例23)的量分别添加合成聚合物型增粘保水剂(ad)并进行混合，从而制作出实施例22、23的含有增粘保水剂的快速固化砂浆组合物。
在所获得的含有合成聚合物型增粘保水剂的快速固化砂浆组合物100质量份中添加15质量份的水，以与实施例1相同的条件制备出砂浆。使用所获得的砂浆实施了冻融试验。关于试验方法，依照jisa1145“混凝土的冻融试验方法”进行至300次循环，并测定出相对动弹性模量。将其结果示于图3。
由图3的结果确认到，关于使用含有合成聚合物型增粘保水剂的快速固化砂浆组合物制作的混凝土，即使其增粘保水剂的添加量为0.1质量％～0.3质量％且为少量，抗冻融性也显著提高，重复300次冻融循环之后，相对动弹性模量也维持在80％以上。
[实施例24、25及比较例4]
将快速固化混合料(sa-1、sa-2、sa-3)、普通硅酸盐水泥(n)、含高浓度调凝剂的混合物(set-1、set-3)、调凝剂混合物(set-2)、细骨料(s)、再乳化粉末树脂(p)及消泡剂(14hp)以下述表14所示的比例(质量份)放进混合器中并进行干式混合，从而制造出快速固化砂浆组合物。
[表14]
单位：质量份
在所获得的快速固化砂浆组合物100质量份中添加50质量份的水，使用手动混合器搅拌两分钟以制备出水泥浆。使用所制备的水泥浆测定了p漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度等各物理属性。另外，以如下方式进行了p漏斗流出时间的测定。通过上述方法测定了凝结时间及压缩强度。
依照土木学会标准jsce-f521“预填充混凝土的灌入砂浆的流动性试验方法(通过p漏斗进行的方法)”测定了p漏斗流出时间。
为了确认快速固化砂浆组合物的温度特性，在5℃、20℃、35℃的环境温度下进行了p漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度等各物理属性的测定。将其结果示于表15。
并且，为了确认快速固化砂浆组合物的保存特性，以与实施例1相同的条件在温度30℃、湿度80％rh的室内将快速固化砂浆组合物分别保存了3个月、6个月。之后，将保存后的快速固化砂浆组合物制备成水泥浆，并测定了p漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度等各物理属性。另外，此时在20℃的环境温度下进行了各物理属性的测定。将其结果示于表16。
[表15]
[表16]
由表15的结果确认到，实施例24、25的快速固化砂浆组合物与比较例4的快速固化砂浆组合物相比，基于环境温度的p漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度的变动小且温度稳定性优异。确认到，尤其含有硫酸钠的实施例25的快速固化砂浆组合物的p漏斗流出时间短且流动性优异。
并且，由表16的结果确认到，实施例24、25的快速固化砂浆组合物与比较例2的快速固化砂浆组合物相比，基于保存的p漏斗流出时间、凝结时间、压缩强度的变动小且保存稳定性优异。
[实施例26～31]
在实施例24的快速固化砂浆组合物中以相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量分别成为0.5质量％(实施例26)、1.0质量％(实施例27)、2.0质量％(实施例28)、5.0质量％(实施例29)、10.0质量％(实施例30)、30.0质量％(实施例31)的量分别添加再乳化粉末树脂(p)并进行混合，从而制造出含有再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物。
在所获得的含有再乳化粉末树脂的快速固化砂浆组合物100质量份中添加45质量份的水，使用手动混合器搅拌两分钟以制备出水泥浆。使用所制备的水泥浆测定了p漏斗流出时间、龄期7天的压缩强度。将其结果示于表17。
并且，将所制备的水泥浆灌入空隙率22％的开级配沥青母体(100×200×厚度100mm)，在20℃的温度下养生7天而制成了半柔性铺装体。将所获得的半柔性铺装体浸渍于水中，重复200次-20℃×6小时与+20℃×6小时的冻融循环，对铺装体的外观进行了观察。将其结果示于表17。
[表17]
由表17的结果确认到，再乳化粉末树脂的添加量小于0.5质量％的试件因冻融重复而产生了固化体从结垢脱落的现象。另一方面，确认到再乳化粉末树脂添加量为2.0质量％以上时，未确认到固化体的脱落，通过再乳化粉末树脂的添加使得固化体的抗冻融性提高。
[实施例32～36]
在实施例24的快速固化砂浆组合物中以相对于快速固化砂浆组合物的总量的含量分别成为1.0质量％(实施例32)、2.0质量％(实施例33)、3.0质量％(实施例34)、5.0质量％(实施例35)、10.0质量％(实施例36)的量分别添加防冻剂(cn)并进行混合，从而制造出含有防冻剂的快速固化砂浆组合物。
在所获得的含有防冻剂的快速固化砂浆组合物100质量份中添加水温为5℃的45质量份的水，并在-5℃的温度环境下使用手动混合器搅拌两分钟以制备出灰浆。
将所获得的灰浆分别灌入到三个圆筒状容器(内径φ50×高100mm)中。将三个该圆筒状容器放入内部尺寸200mm150×150mm的发泡聚苯乙烯制的绝热容器中，并在-5℃的温度环境下进行3小时养生以制作出固化体。分别测定所获得的龄期3小时的三个固化体的压缩强度，并求出了其平均。将该结果示于表18。
[表18]
由表18的结果确认到，含有防冻剂的快速固化砂浆组合物在-5℃的温度环境下也能够生成固化体。
产业上的可利用性
本实施方式的快速固化砂浆组合物的基于环境温度的凝结开始时间的变动小，即使长期保存该快速固化砂浆组合物，凝结开始时间的变动也小。并且，自添加水起至进行固化反应为止期间的流动性高，并且初始强度显现性优异。因此，本实施方式的快速固化砂浆组合物适宜地用作在截面修复施工法中使用的截面修复材料、在pc铺装和rc铺装中使用的回填灰浆及在半柔性铺装中使用的水泥浆等的原料即铺装用灌入材料。