JP2000109353A - 急結性吹付セメントコンクリート及びそれを用いた吹付工法 - Google Patents
急結性吹付セメントコンクリート及びそれを用いた吹付工法Info
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Abstract
大幅にモルタルや繊維のリバウンド率を低減できる急結
性吹付セメントコンクリートの提供。 【解決手段】セメント、並びに、カルシウムアルミネー
ト類、石膏、及びアルミン酸塩を含有してなる急結材、
繊維、並びに、最大寸法7.5mm以下の骨材を含有し
てなる急結性吹付セメントコンクリート。
Description
道、及び導水路等のトンネルにおいて露出した地山面へ
吹付ける吹付材料の吹付工法に関する。
トを総称してセメントコンクリートという。
落を防止するために急結材をセメントコンクリートに混
合した急結性セメントコンクリートの吹付工法が行われ
ている(特公昭60−4149号公報)。
た、セメント、骨材、及び水の計量混合プラントで吹付
セメントコンクリートを作り、それをアジテータ車で運
搬し、コンクリートポンプで圧送し、途中に設けた合流
管で、他方から圧送した急結材と混合し、急結性吹付セ
メントコンクリートとして地山面に所定の厚みになるま
で吹付ける工法である。
法では、〔(跳ね返った急結性セメントコンクリートの
量)/(急結性セメントコンクリート全体の吹付量)×
100(%)〕で示されるリバウンド(跳ね返り)率が
15〜30重量%と大きいという課題があった。特に繊
維自身の繊維リバウンド率は50重量%程度と著しく大
きいという課題があった。繊維は高価であり、リバウン
ド率が大きいと経済的に好ましくない等の課題があっ
た。
法が求められていたが、現状では未だ充分に満足できる
吹付材料がなく、その改良が強く望まれるようになっ
た。
ートを高強度化する際の課題を種々検討した結果、ある
特定の吹付材料を使用して吹付けを行うことにより前記
課題が解決できる知見を得て本発明を完成するに至っ
た。
ウムアルミネート類、セッコウ、及びアルミン酸塩を含
有してなる急結材、セメント、繊維、並びに、最大寸法
7.5mm以下の骨材を含有してなる急結性吹付セメン
トコンクリートであり、繊維が金属繊維である該急結性
吹付セメントコンクリートであり、セメント100重量
部に対して骨材が100〜400重量部含有してなる該
急結性吹付セメントコンクリートである。そして、該急
結性吹付セメントコンクリートを使用してなる吹付工法
である。
用いられる、普通・早強・超早強等の各種ポルトランド
セメント、これらのポルトランドセメントに高炉スラ
グ、フライアッシュ、又はシリカを混合した各種混合セ
メント、3CaO・SiO2 や11CaO・7Al2O3
・CaF2を主成分とする超速硬セメント、及び市販の
微粒子セメント等が挙げられる。又、各種ポルトランド
セメントや各種混合セメントを微粉末化して使用しても
よい。
ルミネート類、セッコウ、及びアルミン酸塩を含有する
ものである。
類とは、カルシアを含む原料と、アルミナを含む原料と
を混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱
処理をして得られる、CaOとAl2O3 とを主たる成
分とし、水和活性を有する物質の総称であり、CaO及
び/又はAl2O3の一部が、アルカリ金属酸化物、アル
カリ土類金属酸化物、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化
鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属土類ハロ
ゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属
硫酸塩等と置換した化合物、あるいは、CaOとAl2
O3とを主成分とするものに、これらが少量固溶した物
質である。鉱物形態としては、結晶質、非晶質いずれで
あってもよい。
活性の点で、非晶質のカルシウムアルミネートが好まし
く、12CaO・7Al2O3(C12A7)組成に対応す
る熱処理物を急冷した非晶質のカルシウムアルミネート
がより好ましい。
石膏も使用できるが、II型無水石膏や天然石膏が好ま
しい。
2/g以上が好ましく、4000〜7000cm2/gが
より好ましい。3000cm2/g未満だと初期強度発
現性が低下するおそれがある。
100重量部に対して、20〜250重量部が好まし
く、75〜150重量部がより好ましい。20重量部未
満だと効果がなく、250重量部を越えると凝結時間が
長くなり、初期凝結性状が悪くなる。
は、初期凝結を促すものであり、アルミン酸リチウム、
アルミン酸ナトリウム、及びアルミン酸カリウム等が挙
げられ、これらの1種又は2種以上が使用できる。
ミネート100重量部に対して、2〜30重量部が好ま
しく、5〜20重量部がより好ましい。2重量部未満だ
と効果はなく、30重量部を越えると長期強度発現性を
阻害し、凝結時間が長くなり、初期凝結性状が悪くな
る。
ト100重量部に対して、0.5〜20重量部が好まし
く、5〜15重量部がより好ましい。0.5重量部未満
だと初期凝結せず、初期強度発現性が小さいおそれがあ
り、20重量部を越えると長期強度発現性が小さいおそ
れがある。
いずれも使用でき、急結性吹付セメントコンクリートの
耐衝撃性や弾性を向上するという効果を有する。
00mm以下が好ましく、0.5mm〜60mmがより好まし
い。100mmを越えると圧送中に急結性吹付セメントコ
ンクリートが閉塞するおそれがある。
繊維、ロックウール、石綿、セラミック繊維、及び金属
繊維等が挙げられ、有機質の繊維としては、ビニロン繊
維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアク
リル繊維、セルロース繊維、ポリビニルアルコール繊
維、ポリアミド繊維、パルプ、麻、木毛、及び木片等が
挙げられ、これらの一種又は二種以上が使用できる。こ
れらの中では経済性がよく、効果が大きい点で、金属繊
維が好ましく、鋼繊維が好ましい。
ト100容量部中、0.1〜1.5容量部が好ましく、
0.3〜1.2容量部がより好ましい。0.1容量部未
満だと繊維を添加した効果がないおそれがあり、1.5
容量部を越えると吹付作業性、経済性、及び圧送性が悪
くなるおそれがある。
る。
動性を改善するために使用するものをいい、液状のもの
や粉状のものいずれも使用できる。
ニンスルホン酸塩やその誘導体、及び高性能減水剤等が
挙げられる。これらの一種又は二種以上を使用できる。
これらの中では、強度発現性の点で、高性能減水剤が好
ましい。
加量、粉塵の発生量、及びリバウンド率が低減し、急結
性が向上するという効果を有する。
ン酸塩、メラミンスルホン酸塩、及びアルキルアリルス
ルホン酸塩のホルマリン縮合物、並びに、ポリカルボン
酸系高分子化合物等が挙げられ、これらの一種又は二種
以上を使用できる。これらは、液状又は粉状いずれも使
用できる。
に対して、0.05〜5重量部が好ましく、0.1〜3
重量部がより好ましい。0.05重量部未満だと効果が
ないおそれがあり、5重量部を越えると吹付セメントコ
ンクリートの粘性が強すぎ、作業性が低下するおそれが
ある。
クリートに添加するものであり、吸水率が低くて、骨材
強度が高いものが好ましい。骨材としては、川砂、山
砂、石灰砂、人工骨材、及び珪砂等が挙げられる。
2.5〜6mmが好ましい。7.5mmを越えると繊維
リバウンド率が大きくなり、好ましくない。2.5mm
未満だと単位水量や減水剤の使用量が多くなり、吹付セ
メントコンクリートの圧送時に閉塞を起こすおそれがあ
る。
対して50〜400重量部が好ましく、100〜300
重量部がより好ましい。50重量部未満だと急結性吹付
セメントコンクリートの粘性が増加して圧送が困難にな
り、圧送時に閉塞を起こすおそれがあり、400重量部
を越えるとリバウンド率が大きく、強度発現性が小さい
おそれがある。
は、セメント、急結材、繊維、及び骨材を含有する吹付
セメントコンクリートに急結材を混合して得られたもの
である。
メントコンクリートに繊維を混合していれば特に限定さ
れるものではなく、例えば、吹付セメントコンクリート
側や急結材側へ繊維を添加する方法や、吹付セメントコ
ンクリートや急結材と別個に繊維を添加する方法が挙げ
られ、これらを併用してもよい。
等の混和材の添加方法にも特に制限はなく、吹付セメン
トコンクリートに添加する方法や、急結材と共に混合管
により添加する方法が挙げられる。
吹付法いずれも使用できる。乾式吹付工法としては、セ
メント、骨材、及び急結材を混合し、空気圧送し、途中
で、例えばY字管の一方から水を添加して、湿潤状態で
吹付ける方法や、セメント、骨材とを混合して空気圧送
し、途中で急結材、水の順に添加し、湿潤状態で吹付け
る方法等が挙げられる。湿式吹付工法としては、セメン
ト、骨材、及び水を添加して混練し、空気圧送し、途中
で、例えばY字管の一方から急結材を添加して吹付ける
方法等が挙げられる。
吹付設備等が使用できる。通常、吹付圧力は3〜5kg
/cm2、吹付速度は4〜20m3/hである。
ば、特に限定されるものではなく、例えば、吹付セメン
トコンクリートの圧送にはアリバー社製の「アリバー2
80」等が、急結材の圧送にはちよだ製作所製の急結材
圧送装置「ナトムクリート」等が使用できる。
ト100重量部に対して1.0重量部の減水剤、セメン
ト100重量部に対して表1に示す骨材250重量部、
及び吹付コンクリート100容量部中1.0容量部の繊
維を混練して吹付コンクリートとし、コンクリート圧送
機「アリバ−280」を用いて圧送した。圧送途中に設
けたY字管の一方より、急結材を急結材添加機「デンカ
ナトムクリート」により、セメント100重量部に対し
て10重量部圧送して吹付コンクリートと合流混合し、
急結性吹付コンクリートとした。この急結性吹付コンク
リートを4m3/hの条件で吹付け、を用いて吹付コンク
リートとし、リバウンド率と圧送性を測定した。結果を
表1に示す。
20cm2/g、比重3.16、市販品 減水剤:ポリカルボン酸系高性能減水剤、市販品 骨材A:新潟県姫川産砕石をふるいで分けたもの、最大
寸法10mm、比重2.61 骨材B:新潟県姫川産砕石をふるいで分けたもの、最大
寸法7.5mm、比重2.61 骨材C:新潟県姫川産砕石をふるいで分けたもの、最大
寸法6mm、比重2.61 骨材D:新潟県姫川産砕石をふるいで分けたもの、最大
寸法5mm、比重2.61 骨材E:新潟県姫川産砕石をふるいで分けたもの、最大
寸法2.5mm、比重2.61 繊維:鋼繊維、維長30mm、比重7.8、市販品 急結材:カルシウムアルミネート/石膏/アルミン酸塩
=100/100/14(((重量比)からなる混合
物。但し、カルシウムアルミネートは12CaO・7A
l2O3組成に対応するもので、非晶質、ブレーン値60
50cm2/gのものを使用し、石膏はII型無水石
膏、ブレーン値6050cm2/gのものを使用し、ア
ルミン酸塩はアルミン酸ナトリウムを使用した。
ち、最小寸法のふるいの呼び寸法で示される骨材の寸法
で示した。 コンクリートリバウンド率:急結性吹付コンクリートを
1分間0.1m3の側壁に吹付けた時の、(跳ね返り落
下した急結性吹付コンクリートの量)/(吹付に使用し
た急結性吹付コンクリート全体の量)×100(重量
%)で示した。 繊維リバウンド率:繊維のリバウンド率を示した。急結
性吹付コンクリートを1分間0.1m3の側壁に吹付け
た時の、(跳ね返り落下した繊維の量)/(吹付に使用
した急結性吹付コンクリート中の繊維の量)×100
(重量%)で示した。なお、跳ね返り落下した繊維の量
は、跳ね返った急結性吹付コンクリートから繊維を磁石
により吸引、収集し、繊維に付着したセメントを洗い流
し、乾燥した後に測定した。 圧送性:急結性吹付コンクリートの圧送状況を観察し
た。Y字管や配管が詰まらない場合を○、詰まり気味の
場合を△、Y字管や配管や詰まって吹付できない場合を
×とした。
ト100重量部に対して1.0重量部の減水剤、セメン
ト100重量部に対して表2に示す重量部の骨材D、及
び吹付コンクリート100容量部中1.0容量部の繊維
を混練して吹付コンクリートとし、急結材をセメント1
00重量部に対して10重量部圧送して急結性吹付コン
クリートとしたこと以外は、実施例1と同様に行い、リ
バウンド率と圧縮強度を測定した。結果を表2に示す。
リートを、幅25cm×長さ25cmのプルアウト型枠と幅
50cm×長さ50cm×厚さ20cmの型枠に吹付けた。材
齢3時間の圧縮強度はプルアウト型枠の供試体を使用し
て測定した。プルアウト型枠表面からピンを急結性吹付
コンクリートで被覆し、型枠の裏側よりピンを引き抜
き、そのときの引き抜き強度を求めた。(圧縮強度)=
(引き抜き強度)×4/(供試体表面積)から圧縮強度
を算出した。材齢3日以降の圧縮強度は幅50cm×長さ
50cm×厚さ20cmの型枠から採取した直径5cm×長さ
10cmの供試体供試体を20トン耐圧機で測定した。
ト100重量部に対して1.0重量部の減水剤、セメン
ト100重量部に対して骨材D250重量部、及び吹付
コンクリート100容量部中1.0容量部の繊維を混練
して吹付コンクリートとし、急結材をセメント100重
量部に対して表3に示す重量部圧送して急結性吹付コン
クリートとしたこと以外は、実施例1と同様に行い、圧
縮強度を測定した。結果を表3に示す。
ト100重量部に対して1.0重量部の減水剤、セメン
ト100重量部に対して骨材D250重量部、及び吹付
コンクリート100容量部中表4に示す容量部の繊維を
混練して吹付コンクリートとし、急結材をセメント10
0重量部に対して10重量部圧送して急結性吹付コンク
リートとしたこと以外は、実施例1と同様に行い、28
日曲げ強度と圧送性を測定した。結果を表4に示す。
トの曲げ試験方法(JSCE−G 552−1998
3)」に準じて28日後の曲げ強度を測定。
期及び長期の強度発現性にも優れ、かつ、大幅にセメン
トコンクリートや繊維のリバウンド率を低減することが
できる。従って、吹付け施工コストの削減や施工時間の
短縮も実現できる。
Claims (4)
- 【請求項1】 カルシウムアルミネート類、セッコウ、
及びアルミン酸塩を含有してなる急結材、セメント、繊
維、並びに、最大寸法7.5mm以下の骨材を含有して
なる急結性吹付セメントコンクリート。 - 【請求項2】 繊維が金属繊維である請求項1記載の急
結性吹付セメントコンクリート。 - 【請求項3】 セメント100重量部に対して骨材が1
00〜400重量部含有してなる請求項1又は2記載の
急結性吹付セメントコンクリート。 - 【請求項4】 請求項1〜3記載の急結性吹付セメント
コンクリートを使用してなる吹付工法。
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1998
- 1998-10-07 JP JP28510498A patent/JP4244080B2/ja not_active Expired - Lifetime
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