JP2001302323A - 吹付材料及びそれを用いた吹付工法 - Google Patents
吹付材料及びそれを用いた吹付工法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 空練りセメントコンクリート吹付直後のリバ
ウンド率や粉塵量を小さくできる吹付材料、特に乾式吹
付材料の提供。 【解決手段】 カルシウムアルミネート類を含有する急
結成分１００質量部と水３５０〜６００質量部を含有す
る急結剤スラリーと、空練りセメントコンクリートとを
含有する吹付材料。さらに、急結成分が硫酸塩、アルカ
リ金属アルミン酸塩及び／又はアルカリ金属炭酸塩を含
有してもよい。
ウンド率や粉塵量を小さくできる吹付材料、特に乾式吹
付材料の提供。 【解決手段】 カルシウムアルミネート類を含有する急
結成分１００質量部と水３５０〜６００質量部を含有す
る急結剤スラリーと、空練りセメントコンクリートとを
含有する吹付材料。さらに、急結成分が硫酸塩、アルカ
リ金属アルミン酸塩及び／又はアルカリ金属炭酸塩を含
有してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路、鉄道、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、特にそれを用いた乾式吹付材料及び乾式吹
付工法に関する。なお、本発明ではペースト、モルタ
ル、及びコンクリートを総称してセメントコンクリート
という。
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、特にそれを用いた乾式吹付材料及び乾式吹
付工法に関する。なお、本発明ではペースト、モルタ
ル、及びコンクリートを総称してセメントコンクリート
という。
【０００２】
【従来の技術】従来、トンネル掘削等露出した地山の崩
落を防止するために急結剤をコンクリートに混合した急
結性コンクリートの吹付工法が行われている（特公昭６
０−４１４９号公報）。
落を防止するために急結剤をコンクリートに混合した急
結性コンクリートの吹付工法が行われている（特公昭６
０−４１４９号公報）。
【０００３】この工法は、通常、掘削工事現場に設置し
た計量混合プラントで、セメント、骨材を混合して吹付
コンクリートを調製し、アジテータ車で運搬し、粉末状
急結剤、水の順に混合して急結性吹付コンクリートとし
て地山面に所定の厚みになるまで吹付ける乾式吹付工法
である。
た計量混合プラントで、セメント、骨材を混合して吹付
コンクリートを調製し、アジテータ車で運搬し、粉末状
急結剤、水の順に混合して急結性吹付コンクリートとし
て地山面に所定の厚みになるまで吹付ける乾式吹付工法
である。
【０００４】乾式吹付工法に使用する粉末状急結剤とし
ては、カルシウムアルミネート及び／又はアルカリ金属
アルミン酸塩とアルカリ炭酸塩等との混合物や、カルシ
ウムアルミネートと３ＣａＯ・ＳｉＯ2との混合物等が
知られている（特開昭６４−５１３５１号公報、特公昭
５６−２７４５７号公報、特開昭６１−２６５３８号公
報、及び特開昭６３−２１００５０号公報参照）。
ては、カルシウムアルミネート及び／又はアルカリ金属
アルミン酸塩とアルカリ炭酸塩等との混合物や、カルシ
ウムアルミネートと３ＣａＯ・ＳｉＯ2との混合物等が
知られている（特開昭６４−５１３５１号公報、特公昭
５６−２７４５７号公報、特開昭６１−２６５３８号公
報、及び特開昭６３−２１００５０号公報参照）。
【０００５】最近では、長期強度発現性を高め、アルカ
リ骨材反応を抑えるため、硫酸アルミニウムを含有する
急結剤が知られている。硫酸アルミニウムを含有する急
結剤としては、結晶水を有する含水硫酸アルミニウムと
アルミン酸カルシウムの混合物が提案されている（特開
平８−４８５５３号公報参照）。
リ骨材反応を抑えるため、硫酸アルミニウムを含有する
急結剤が知られている。硫酸アルミニウムを含有する急
結剤としては、結晶水を有する含水硫酸アルミニウムと
アルミン酸カルシウムの混合物が提案されている（特開
平８−４８５５３号公報参照）。
【０００６】乾式吹付工法は湿式吹付工法に比較してコ
ンクリートの圧送量が少ないため、コンクリート使用量
の少ない比較的小規模な工事、例えば、トンネルのひび
割れ補修工事やトンネル掘削距離が短いトンネルの掘削
工事等、現場でバッチャープラントを建設しなくとも、
コンクリートをミキサで混練できるようにプラントを搭
載したバッチミキサ車や、コンクリートを連続的にオー
ガで混練するコンクリートモービル車で対応できる工事
等に向いており、少ない設備投資で施工ができる利点が
ある。
ンクリートの圧送量が少ないため、コンクリート使用量
の少ない比較的小規模な工事、例えば、トンネルのひび
割れ補修工事やトンネル掘削距離が短いトンネルの掘削
工事等、現場でバッチャープラントを建設しなくとも、
コンクリートをミキサで混練できるようにプラントを搭
載したバッチミキサ車や、コンクリートを連続的にオー
ガで混練するコンクリートモービル車で対応できる工事
等に向いており、少ない設備投資で施工ができる利点が
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、乾式吹
付工法でこれらの粉末状急結剤を使用した場合には、吹
付時のリバウンド率や粉塵量が大きく、取り扱いの際に
は防塵マスク等の保護用具を用いなければならず、作業
性が低下するという課題があった。
付工法でこれらの粉末状急結剤を使用した場合には、吹
付時のリバウンド率や粉塵量が大きく、取り扱いの際に
は防塵マスク等の保護用具を用いなければならず、作業
性が低下するという課題があった。
【０００８】又、アルカリ金属アルミン酸塩や硫酸アル
ミニウムを主成分とする急結剤を使用した場合は、初期
強度発現性が低く、高強度用には使用できないという課
題があった。そして、アルカリ金属アルミン酸塩を主成
分とする急結剤は長期強度発現性が悪く、強アルカリ性
のため、取り扱いの際には手袋や眼鏡等の保護用具を用
いて十分な装備をしなければならず、作業性が低下する
という課題があった。
ミニウムを主成分とする急結剤を使用した場合は、初期
強度発現性が低く、高強度用には使用できないという課
題があった。そして、アルカリ金属アルミン酸塩を主成
分とする急結剤は長期強度発現性が悪く、強アルカリ性
のため、取り扱いの際には手袋や眼鏡等の保護用具を用
いて十分な装備をしなければならず、作業性が低下する
という課題があった。
【０００９】本発明者は、種々検討した結果、特定の吹
付材料を使用することにより、上記課題を解決できる知
見を得て本発明を完成するに至った。
付材料を使用することにより、上記課題を解決できる知
見を得て本発明を完成するに至った。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、カルシ
ウムアルミネート類を含有してなる急結成分１００質量
部と水３５０〜６００質量部を含有してなる急結剤スラ
リーと、空練りセメントコンクリートとを含有してなる
吹付材料であり、さらに、急結成分が硫酸塩を含有して
なる該吹付材料であり、さらに、急結成分がアルカリ金
属アルミン酸塩及び／又はアルカリ金属炭酸塩を含有し
てなる該吹付材料である。そして、カルシウムアルミネ
ート類を含有してなる急結成分１００質量部に水３５０
〜６００質量部を加水して急結剤スラリーを調製した
後、空練りセメントコンクリートと合流混合してなるこ
とを特徴とする吹付工法である。
ウムアルミネート類を含有してなる急結成分１００質量
部と水３５０〜６００質量部を含有してなる急結剤スラ
リーと、空練りセメントコンクリートとを含有してなる
吹付材料であり、さらに、急結成分が硫酸塩を含有して
なる該吹付材料であり、さらに、急結成分がアルカリ金
属アルミン酸塩及び／又はアルカリ金属炭酸塩を含有し
てなる該吹付材料である。そして、カルシウムアルミネ
ート類を含有してなる急結成分１００質量部に水３５０
〜６００質量部を加水して急結剤スラリーを調製した
後、空練りセメントコンクリートと合流混合してなるこ
とを特徴とする吹付工法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】本発明で使用するセメントとしては、通常
市販されている普通、早強、中庸熱、及び超早強等の各
種ポルトランドセメントや、これらのポルトランドセメ
ントにフライアッシュや高炉スラグ等を混合した各種混
合セメント等が挙げられ、これらを微粉末化して使用し
てもよい。これらの中では、汎用性と経済性の点で、普
通ポルトランドセメント及び／又は早強ポルトランドセ
メントが好ましい。
市販されている普通、早強、中庸熱、及び超早強等の各
種ポルトランドセメントや、これらのポルトランドセメ
ントにフライアッシュや高炉スラグ等を混合した各種混
合セメント等が挙げられ、これらを微粉末化して使用し
てもよい。これらの中では、汎用性と経済性の点で、普
通ポルトランドセメント及び／又は早強ポルトランドセ
メントが好ましい。
【００１３】本発明で使用する急結剤スラリーは、粉末
状の急結成分１００質量部と水３５０〜６００質量部を
含有する。
状の急結成分１００質量部と水３５０〜６００質量部を
含有する。
【００１４】急結成分はカルシウムアルミネート類を含
有するものであり、必要に応じて硫酸塩、アルカリ金属
アルミン酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩を含有してもよ
い。
有するものであり、必要に応じて硫酸塩、アルカリ金属
アルミン酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩を含有してもよ
い。
【００１５】本発明で使用するカルシウムアルミネート
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、アルカリ土類金属ハロ
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。
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、アルカリ土類金属ハロ
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。
【００１６】これらの中では、反応活性の点で、非晶質
カルシウムアルミネート類が好ましく、１２ＣａＯ・７
Ａｌ2Ｏ3（以下Ｃ12Ａ7という）組成に対応する熱処理
物を急冷した非晶質カルシウムアルミネートがより好ま
しい。
カルシウムアルミネート類が好ましく、１２ＣａＯ・７
Ａｌ2Ｏ3（以下Ｃ12Ａ7という）組成に対応する熱処理
物を急冷した非晶質カルシウムアルミネートがより好ま
しい。
【００１７】カルシウムアルミネート類の粒度は、急結
性や初期強度発現性の点で、ブレーン値で４０００ｃｍ
2 ／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ2 ／ｇ以上がより
好ましい。４０００ｃｍ2 ／ｇ未満だと急結性や初期強
度発現性が低下するおそれがある。
性や初期強度発現性の点で、ブレーン値で４０００ｃｍ
2 ／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ2 ／ｇ以上がより
好ましい。４０００ｃｍ2 ／ｇ未満だと急結性や初期強
度発現性が低下するおそれがある。
【００１８】本発明では、さらに、急結成分に加水して
も直ちにゲル化しないので吹付装置が詰まらなくなり、
圧送性が良くなり、急結成分を連続的にスラリー化で
き、初期の凝結や強度発現性の向上の点で、硫酸塩を使
用することが好ましい。
も直ちにゲル化しないので吹付装置が詰まらなくなり、
圧送性が良くなり、急結成分を連続的にスラリー化で
き、初期の凝結や強度発現性の向上の点で、硫酸塩を使
用することが好ましい。
【００１９】硫酸塩は初期凝結を促進する成分であり、
セメントの水和反応過程で、セメントやカルシウムアル
ミネート類由来のカルシウムイオンと反応してカルシウ
ムアルミネート水和物を生成し、さらに、硫酸イオンと
反応して早期にカルシウムサルフォアルミネート水和物
を生成することにより初期強度発現性の向上に寄与する
ものである。
セメントの水和反応過程で、セメントやカルシウムアル
ミネート類由来のカルシウムイオンと反応してカルシウ
ムアルミネート水和物を生成し、さらに、硫酸イオンと
反応して早期にカルシウムサルフォアルミネート水和物
を生成することにより初期強度発現性の向上に寄与する
ものである。
【００２０】本発明で使用する硫酸塩としては、初期の
凝結や強度発現性の向上の点で、硫酸ナトリウム、硫酸
カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、及び硫
酸アルミニウム等の硫酸塩並びにミョウバン等の複塩か
らなる群の一種類又は二種類以上のものが好ましい。こ
れらの中では、凝結力や強度発現性の向上の点で、硫酸
カルシウム及び／又は硫酸アルミニウムがより好まし
い。
凝結や強度発現性の向上の点で、硫酸ナトリウム、硫酸
カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、及び硫
酸アルミニウム等の硫酸塩並びにミョウバン等の複塩か
らなる群の一種類又は二種類以上のものが好ましい。こ
れらの中では、凝結力や強度発現性の向上の点で、硫酸
カルシウム及び／又は硫酸アルミニウムがより好まし
い。
【００２１】硫酸アルミニウムは無水物及び含水物の両
方が使用でき、無水物と含水物を併用してもよい。これ
らの中では、初期の凝結や強度発現性の向上の点で、含
水物が好ましい。
方が使用でき、無水物と含水物を併用してもよい。これ
らの中では、初期の凝結や強度発現性の向上の点で、含
水物が好ましい。
【００２２】硫酸アルミニウムの使用量は無水物換算
で、カルシウムアルミネート類１００質量部に対して、
５〜１００質量部が好ましく、１０〜４０質量部がより
好ましい。５質量部未満だと初期凝結しにくく、急結成
分に加水後直ちに急結剤スラリーがゲル化するおそれが
あり、１００質量部を越えると凝結が終結しにくく、強
度発現性を阻害するおそれがある。
で、カルシウムアルミネート類１００質量部に対して、
５〜１００質量部が好ましく、１０〜４０質量部がより
好ましい。５質量部未満だと初期凝結しにくく、急結成
分に加水後直ちに急結剤スラリーがゲル化するおそれが
あり、１００質量部を越えると凝結が終結しにくく、強
度発現性を阻害するおそれがある。
【００２３】硫酸カルシウムは無水、半水、二水の各種
石膏が使用できるが、初期の凝結や強度発現性の向上の
点で、ＩＩ型無水石膏及び／又は天然無水石膏が好まし
い。
石膏が使用できるが、初期の凝結や強度発現性の向上の
点で、ＩＩ型無水石膏及び／又は天然無水石膏が好まし
い。
【００２４】硫酸カルシウムの使用量は、カルシウムア
ルミネート１００質量部に対して、２０〜２００質量部
が好ましく、７５〜１５０質量部がより好ましい。２０
質量部未満だと初期凝結しにくく、初期の強度発現性が
低下し、急結成分に加水後直ちに急結剤スラリーがゲル
化するおそれがあり、２００質量部を越えると凝結が終
結しにくく、初期強度発現性が低下するおそれがある。
ルミネート１００質量部に対して、２０〜２００質量部
が好ましく、７５〜１５０質量部がより好ましい。２０
質量部未満だと初期凝結しにくく、初期の強度発現性が
低下し、急結成分に加水後直ちに急結剤スラリーがゲル
化するおそれがあり、２００質量部を越えると凝結が終
結しにくく、初期強度発現性が低下するおそれがある。
【００２５】本発明では、さらに、初期凝結促進の点
で、アルカリ金属アルミン酸塩及び／又はアルカリ金属
炭酸塩を使用することが好ましい。
で、アルカリ金属アルミン酸塩及び／又はアルカリ金属
炭酸塩を使用することが好ましい。
【００２６】本発明で使用するアルカリ金属アルミン酸
塩としては、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る。これらの
中では、初期凝結促進の点で、アルミン酸ナトリウムが
好ましい。
塩としては、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る。これらの
中では、初期凝結促進の点で、アルミン酸ナトリウムが
好ましい。
【００２７】アルカリ金属アルミン酸塩の使用量は、カ
ルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００質量部に
対して、２〜２０質量部が好ましく、３〜１５質量部が
より好ましい。２質量部未満だと初期の凝結や強度発現
性が低下するおそれがあり、２０質量部を越えると長期
強度発現性が低下するおそれがある。
ルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００質量部に
対して、２〜２０質量部が好ましく、３〜１５質量部が
より好ましい。２質量部未満だと初期の凝結や強度発現
性が低下するおそれがあり、２０質量部を越えると長期
強度発現性が低下するおそれがある。
【００２８】本発明で使用するアルカリ金属炭酸塩とし
ては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリ
ウム、及び炭酸水素カリウム等が挙げられる。これらの
中では、初期凝結促進の点で、炭酸ナトリウムが好まし
い。
ては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリ
ウム、及び炭酸水素カリウム等が挙げられる。これらの
中では、初期凝結促進の点で、炭酸ナトリウムが好まし
い。
【００２９】アルカリ金属炭酸塩の使用量は、カルシウ
ムアルミネートと硫酸塩の合計１００質量部に対して、
２〜２０質量部が好ましく、３〜１５質量部がより好ま
しい。２質量部未満だと初期の凝結や強度発現性が低下
するおそれがあり、２０質量部を越えると凝結が終結し
にくく、長期強度発現性が低下するおそれがある。
ムアルミネートと硫酸塩の合計１００質量部に対して、
２〜２０質量部が好ましく、３〜１５質量部がより好ま
しい。２質量部未満だと初期の凝結や強度発現性が低下
するおそれがあり、２０質量部を越えると凝結が終結し
にくく、長期強度発現性が低下するおそれがある。
【００３０】本発明では、さらに、目的に応じて急結剤
スラリー中に凝結遅延剤を併用してもよい。
スラリー中に凝結遅延剤を併用してもよい。
【００３１】急結成分の使用量は、セメント１００質量
部に対して、固形分換算で２〜２５質量部が好ましく、
５〜２０質量部がより好ましく、７〜１５質量部が最も
好ましい。２質量部未満だと初期凝結を促進しにくいお
それがあり、２５質量部を越えると長期強度発現性を阻
害するおそれがある。
部に対して、固形分換算で２〜２５質量部が好ましく、
５〜２０質量部がより好ましく、７〜１５質量部が最も
好ましい。２質量部未満だと初期凝結を促進しにくいお
それがあり、２５質量部を越えると長期強度発現性を阻
害するおそれがある。
【００３２】急結成分と混合して急結剤スラリーとする
水（以下スラリー水という）の使用量は、急結成分１０
０質量部に対して、３５０〜６００質量部であり、４０
０〜５００質量部が好ましい。３５０質量部未満だと強
度発現性が低下し、粉塵量やリバウンド率が多いおそれ
があり、６００質量部を越えると強度発現性が低下し、
リバウンド率が多いおそれがある。
水（以下スラリー水という）の使用量は、急結成分１０
０質量部に対して、３５０〜６００質量部であり、４０
０〜５００質量部が好ましい。３５０質量部未満だと強
度発現性が低下し、粉塵量やリバウンド率が多いおそれ
があり、６００質量部を越えると強度発現性が低下し、
リバウンド率が多いおそれがある。
【００３３】さらに、本発明では、リバウンド率や粉塵
量の低減の点で、空練りセメントコンクリート側や急結
剤スラリー側に、ポリアルキレンオキサイドやセルロー
ス類等の増粘剤を使用してもよい。
量の低減の点で、空練りセメントコンクリート側や急結
剤スラリー側に、ポリアルキレンオキサイドやセルロー
ス類等の増粘剤を使用してもよい。
【００３４】そして、セメントコンクリートに、金属繊
維やビニロン繊維等の繊維状物質や超微粉を使用しても
よい。
維やビニロン繊維等の繊維状物質や超微粉を使用しても
よい。
【００３５】又、セメントコンクリートの特性向上のた
めに、スラリー水に、凝結遅延剤、水溶性の硫酸塩を溶
解し、使用してもよい。
めに、スラリー水に、凝結遅延剤、水溶性の硫酸塩を溶
解し、使用してもよい。
【００３６】本発明で使用する骨材は吸水率が低くて、
骨材強度が高いものが好ましく、細骨材率や骨材の最大
寸法は吹付できれば特に制限されるものではない。細骨
材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が使用で
き、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等
が使用できる。
骨材強度が高いものが好ましく、細骨材率や骨材の最大
寸法は吹付できれば特に制限されるものではない。細骨
材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が使用で
き、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等
が使用できる。
【００３７】本発明で使用する吹付工法としては、要求
される物性、経済性、及び施工性等の点で、セメント、
骨材を混合、混練した空練りセメントコンクリートと、
急結剤スラリーとを混合した急結性セメントコンクリー
トとして吹付ける工法が挙げられる。
される物性、経済性、及び施工性等の点で、セメント、
骨材を混合、混練した空練りセメントコンクリートと、
急結剤スラリーとを混合した急結性セメントコンクリー
トとして吹付ける工法が挙げられる。
【００３８】本発明で使用する吹付工法としては、空練
りセメントコンクリートと急結成分を別々に圧送し、空
練りセメントコンクリートと急結成分が合流混合する手
前で急結成分に加水して急結剤スラリーとし、この急結
剤スラリーを空練りセメントコンクリートと合流混合さ
せることにより急結性セメントコンクリートとし、この
急結性セメントコンクリートを吹付ける乾式吹付工法が
好ましい。
りセメントコンクリートと急結成分を別々に圧送し、空
練りセメントコンクリートと急結成分が合流混合する手
前で急結成分に加水して急結剤スラリーとし、この急結
剤スラリーを空練りセメントコンクリートと合流混合さ
せることにより急結性セメントコンクリートとし、この
急結性セメントコンクリートを吹付ける乾式吹付工法が
好ましい。
【００３９】乾式吹付工法としては、セメント、骨材を
混合、混練して空練りセメントコンクリートとし、空気
圧送し、途中で、例えば、Ｙ字管の一方から急結剤スラ
リーを、管の周囲数カ所から添加して吹付ける方法等が
挙げられる。
混合、混練して空練りセメントコンクリートとし、空気
圧送し、途中で、例えば、Ｙ字管の一方から急結剤スラ
リーを、管の周囲数カ所から添加して吹付ける方法等が
挙げられる。
【００４０】このように、急結成分をスラリー化して空
練りセメントコンクリートと混合することにより、粉塵
量やリバウンド率を低減し、作業環境が改善できるもの
である。
練りセメントコンクリートと混合することにより、粉塵
量やリバウンド率を低減し、作業環境が改善できるもの
である。
【００４１】急結成分をスラリー化する方法は特に限定
するものではないが、例えば急結成分を、空気圧送する
Ｙ字管の一方の管の周囲数カ所から高圧水により加水し
てスラリー化する方法が好ましい。この高圧水は空練り
セメントコンクリートに急結剤スラリーを圧入する効果
もあるので、混合性が良好になる。このことにより、急
結剤スラリーと空練りセメントコンクリートとの反応性
が高まり、粉塵量やリバウンド率が低減し、凝結性や強
度発現性が向上し、更には急結性セメントコンクリート
の品質が安定するものである。
するものではないが、例えば急結成分を、空気圧送する
Ｙ字管の一方の管の周囲数カ所から高圧水により加水し
てスラリー化する方法が好ましい。この高圧水は空練り
セメントコンクリートに急結剤スラリーを圧入する効果
もあるので、混合性が良好になる。このことにより、急
結剤スラリーと空練りセメントコンクリートとの反応性
が高まり、粉塵量やリバウンド率が低減し、凝結性や強
度発現性が向上し、更には急結性セメントコンクリート
の品質が安定するものである。
【００４２】本発明の吹付工法においては、従来使用の
吹付設備等が使用できる。吹付設備は吹付が十分に行わ
れれば、特に限定されるものではなく、例えば、空練り
セメントコンクリートの圧送にはアリバー社商品名「ア
リバー２８０」等が、急結成分の圧送には急結剤圧送装
置「ナトムクリート」等が使用できる。急結成分に加水
して急結剤スラリーにするには一般的な水ポンプを使用
すれば良く、加水する途中で圧送空気を入れて加圧する
方法を用いても良い。
吹付設備等が使用できる。吹付設備は吹付が十分に行わ
れれば、特に限定されるものではなく、例えば、空練り
セメントコンクリートの圧送にはアリバー社商品名「ア
リバー２８０」等が、急結成分の圧送には急結剤圧送装
置「ナトムクリート」等が使用できる。急結成分に加水
して急結剤スラリーにするには一般的な水ポンプを使用
すれば良く、加水する途中で圧送空気を入れて加圧する
方法を用いても良い。
【００４３】空練りセメントコンクリートの圧送速度は
４〜１５ｍ3 ／ｈが好ましく、吹付圧力は０．２〜０．
６Ｎ／ｍｍ2が好ましい。
４〜１５ｍ3 ／ｈが好ましく、吹付圧力は０．２〜０．
６Ｎ／ｍｍ2が好ましい。
【００４４】急結剤を圧送する圧送空気の圧力は、空練
りセメントコンクリートが急結剤スラリーの圧送管内に
混入した時に圧送管内が閉塞しないように、空練りセメ
ントコンクリートの圧送圧力より０．０１〜０．３Ｎ／
ｍｍ2 大きいことが好ましい。
りセメントコンクリートが急結剤スラリーの圧送管内に
混入した時に圧送管内が閉塞しないように、空練りセメ
ントコンクリートの圧送圧力より０．０１〜０．３Ｎ／
ｍｍ2 大きいことが好ましい。
【００４５】さらに、急結剤スラリーと空練りセメント
コンクリートとの合流点は混合性を良くするために、合
流点を管の形状や管の内壁を乱流状態になりやすい構造
やラセン状の構造にしてもよい。
コンクリートとの合流点は混合性を良くするために、合
流点を管の形状や管の内壁を乱流状態になりやすい構造
やラセン状の構造にしてもよい。
【００４６】
【実施例】以下、実験例に基づき本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００４７】実験例１ 各材料の単位量を、セメント３６０ｋｇ／ｍ3 、細骨
材１２３３ｋｇ／ｍ3、及び粗骨材６６９ｋｇ／ｍ3 と
した空練りコンクリートを調製し、圧送速度４ｍ3 ／
ｈ、圧送圧力０．４Ｎ／ｍｍ2 の条件下で、コンクリー
ト圧送機「アリバ−２８０」で圧送した。一方、カルシ
ウムアルミネート類１００質量部、表１に示す質量部の
硫酸塩ア、及び、カルシウムアルミネート類と硫酸塩ア
の合計１００質量部に対して５質量部のアルカリ金属ア
ルミン酸塩からなる急結成分を、セメント１００質量部
に対して１０質量部になるように圧送圧力０．５Ｎ／ｍ
ｍ2 の条件下で空気圧送し、途中に設けたＹ字管の一方
の管の周囲数カ所に開けた穴から、急結成分１００質量
部に対してスラリー水４５０質量部を加水して急結剤ス
ラリーとし、この急結剤スラリーを圧送した。Ｙ字管の
もう一方から圧送された空練りコンクリートに対して急
結剤スラリーを、管の周囲数カ所から混合し、急結性コ
ンクリートとした。この急結性コンクリートについて、
凝結時間、圧縮強度、及びスラリーゲル化時間を測定し
た。結果を表１に示す。
材１２３３ｋｇ／ｍ3、及び粗骨材６６９ｋｇ／ｍ3 と
した空練りコンクリートを調製し、圧送速度４ｍ3 ／
ｈ、圧送圧力０．４Ｎ／ｍｍ2 の条件下で、コンクリー
ト圧送機「アリバ−２８０」で圧送した。一方、カルシ
ウムアルミネート類１００質量部、表１に示す質量部の
硫酸塩ア、及び、カルシウムアルミネート類と硫酸塩ア
の合計１００質量部に対して５質量部のアルカリ金属ア
ルミン酸塩からなる急結成分を、セメント１００質量部
に対して１０質量部になるように圧送圧力０．５Ｎ／ｍ
ｍ2 の条件下で空気圧送し、途中に設けたＹ字管の一方
の管の周囲数カ所に開けた穴から、急結成分１００質量
部に対してスラリー水４５０質量部を加水して急結剤ス
ラリーとし、この急結剤スラリーを圧送した。Ｙ字管の
もう一方から圧送された空練りコンクリートに対して急
結剤スラリーを、管の周囲数カ所から混合し、急結性コ
ンクリートとした。この急結性コンクリートについて、
凝結時間、圧縮強度、及びスラリーゲル化時間を測定し
た。結果を表１に示す。
【００４８】（使用材料） セメント：普通ポルトランドセメント、市販品、ブレー
ン値３２００ｃｍ2 ／ｇ、比重３．１６ 細骨材：新潟県姫川産川砂、比重２．６２ 粗骨材：新潟県姫川産川砂利、表乾状態、比重２．６
４、最大寸法１０ｍｍ カルシウムアルミネート類：主成分Ｃ12Ａ7 組成に対応
するカルシウムアルミネート、非晶質、ブレーン値５９
００ｃｍ2 ／ｇ 硫酸塩ア：含水硫酸アルミニウム、市販品 アルカリ金属アルミン酸塩：アルミン酸ナトリウム、粉
末状、市販品
ン値３２００ｃｍ2 ／ｇ、比重３．１６ 細骨材：新潟県姫川産川砂、比重２．６２ 粗骨材：新潟県姫川産川砂利、表乾状態、比重２．６
４、最大寸法１０ｍｍ カルシウムアルミネート類：主成分Ｃ12Ａ7 組成に対応
するカルシウムアルミネート、非晶質、ブレーン値５９
００ｃｍ2 ／ｇ 硫酸塩ア：含水硫酸アルミニウム、市販品 アルカリ金属アルミン酸塩：アルミン酸ナトリウム、粉
末状、市販品
【００４９】（測定方法）凝結時間：急結性コンクリー
ト中の粗骨材を除いた材料で空練りモルタルを練り、こ
れに土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規
格（ＪＳＣＥＤ−１０２）」に準拠して測定した。 圧縮強度：調製した急結性コンクリートを、幅２５ｃｍ
×長さ２５ｃｍのプルアウト型枠と幅５０ｃｍ×長さ５
０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの型枠に吹付した。材齢３時間と
１日の初期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２８日以降は幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ
２０ｃｍの型枠から採取した直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍ
の供試体を２０トン耐圧機で測定した。 スラリーゲル化時間：急結成分とスラリー水を混合して
から、急結剤スラリーが流動性を失うまでの時間、即ち
急結剤スラリーがゲル化して容器を傾けても流れなくな
るまでの時間を示した。
ト中の粗骨材を除いた材料で空練りモルタルを練り、こ
れに土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規
格（ＪＳＣＥＤ−１０２）」に準拠して測定した。 圧縮強度：調製した急結性コンクリートを、幅２５ｃｍ
×長さ２５ｃｍのプルアウト型枠と幅５０ｃｍ×長さ５
０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの型枠に吹付した。材齢３時間と
１日の初期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２８日以降は幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ
２０ｃｍの型枠から採取した直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍ
の供試体を２０トン耐圧機で測定した。 スラリーゲル化時間：急結成分とスラリー水を混合して
から、急結剤スラリーが流動性を失うまでの時間、即ち
急結剤スラリーがゲル化して容器を傾けても流れなくな
るまでの時間を示した。
【００５０】
【表１】
【００５１】実験例２ カルシウムアルミネート類１００質量部、表２に示す質
量部の硫酸塩イ、及び、カルシウムアルミネート類と硫
酸塩イの合計１００質量部に対して５質量部のアルカリ
金属アルミン酸塩からなる急結成分を使用したこと以外
は、実験例１と同様に行い、測定した。結果を表２に示
す。 （使用材料） 硫酸塩イ：ＩＩ型無水石膏、ブレーン値６５００ｃｍ2
／ｇ
量部の硫酸塩イ、及び、カルシウムアルミネート類と硫
酸塩イの合計１００質量部に対して５質量部のアルカリ
金属アルミン酸塩からなる急結成分を使用したこと以外
は、実験例１と同様に行い、測定した。結果を表２に示
す。 （使用材料） 硫酸塩イ：ＩＩ型無水石膏、ブレーン値６５００ｃｍ2
／ｇ
【００５２】
【表２】
【００５３】実験例３ カルシウムアルミネート類１００質量部、硫酸塩イ１０
０質量部、カルシウムアルミネート類と硫酸塩イの合計
１００質量部に対して表３に示す質量部のアルカリ金属
アルミン酸塩からなる急結成分を使用し、凝結時間と圧
縮強度を測定したこと以外は、実験例１と同様に行い、
評価した。結果を表３に示す。
０質量部、カルシウムアルミネート類と硫酸塩イの合計
１００質量部に対して表３に示す質量部のアルカリ金属
アルミン酸塩からなる急結成分を使用し、凝結時間と圧
縮強度を測定したこと以外は、実験例１と同様に行い、
評価した。結果を表３に示す。
【００５４】
【表３】
【００５５】実験例４ カルシウムアルミネート類１００質量部、硫酸塩イ１０
０質量部、カルシウムアルミネート類と硫酸塩イの合計
１００質量部に対して表４に示す質量部のアルカリ金属
炭酸塩からなる急結成分を使用し、凝結時間と圧縮強度
を測定したこと以外は、実験例１と同様に行い、評価し
た。結果を表４に示す。
０質量部、カルシウムアルミネート類と硫酸塩イの合計
１００質量部に対して表４に示す質量部のアルカリ金属
炭酸塩からなる急結成分を使用し、凝結時間と圧縮強度
を測定したこと以外は、実験例１と同様に行い、評価し
た。結果を表４に示す。
【００５６】（使用材料） アルカリ金属炭酸塩：炭酸ナトリウム、粉末状、市販品
【００５７】
【表４】
【００５８】実験例５ カルシウムアルミネート類１００質量部、硫酸塩イ１０
０質量部、カルシウムアルミネート類と硫酸塩イの合計
１００質量部に対して５質量部のアルカリ金属アルミン
酸塩からなる急結成分を使用し、急結成分１００質量部
に対して表５に示す質量部のスラリー水を加水して急結
剤スラリーとし、圧縮強度、粉塵量、及びリバウンド率
を測定したこと以外は、実験例１と同様に行い、評価し
た。結果を表５に示す。
０質量部、カルシウムアルミネート類と硫酸塩イの合計
１００質量部に対して５質量部のアルカリ金属アルミン
酸塩からなる急結成分を使用し、急結成分１００質量部
に対して表５に示す質量部のスラリー水を加水して急結
剤スラリーとし、圧縮強度、粉塵量、及びリバウンド率
を測定したこと以外は、実験例１と同様に行い、評価し
た。結果を表５に示す。
【００５９】（測定方法） 粉塵量：急結性コンクリートを４ｍ3／ｈの圧送速度で
１０分間、鉄板状に製作した高さ３．５ｍ、幅２．５ｍ
の模擬トンネルに吹付けた。その後、吹付場所より３ｍ
の定位置で粉塵量を測定し、得られた測定値の平均値を
示した。 リバウンド率：急結性コンクリートを４ｍ3／ｈの圧送
速度で１０分間、鉄板状に製作した高さ３．５ｍ、幅
２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた。その後、（リバウ
ンド率）＝（模擬トンネルに付着せずに落下した急結性
コンクリートの質量）／（模擬トンネルに吹付けた急結
性コンクリートの質量）×１００（％）で算出した。
１０分間、鉄板状に製作した高さ３．５ｍ、幅２．５ｍ
の模擬トンネルに吹付けた。その後、吹付場所より３ｍ
の定位置で粉塵量を測定し、得られた測定値の平均値を
示した。 リバウンド率：急結性コンクリートを４ｍ3／ｈの圧送
速度で１０分間、鉄板状に製作した高さ３．５ｍ、幅
２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた。その後、（リバウ
ンド率）＝（模擬トンネルに付着せずに落下した急結性
コンクリートの質量）／（模擬トンネルに吹付けた急結
性コンクリートの質量）×１００（％）で算出した。
【００６０】
【表５】
【００６１】実験例６ カルシウムアルミネート類１００質量部、硫酸塩イ１０
０質量部、カルシウムアルミネート類と硫酸塩イの合計
１００質量部に対して５質量部のアルカリ金属アルミン
酸塩からなる急結成分を、セメント１００質量部に対し
て表６に示す質量部使用し、凝結時間と圧縮強度を測定
したこと以外は、実験例１と同様に行い、評価した。結
果を表６に示す。
０質量部、カルシウムアルミネート類と硫酸塩イの合計
１００質量部に対して５質量部のアルカリ金属アルミン
酸塩からなる急結成分を、セメント１００質量部に対し
て表６に示す質量部使用し、凝結時間と圧縮強度を測定
したこと以外は、実験例１と同様に行い、評価した。結
果を表６に示す。
【００６２】
【表６】
【００６３】
【発明の効果】本発明の吹付材料や吹付工法を用いるこ
とにより、空練りセメントコンクリートを吹付けた直後
のリバウンド率や粉塵量を小さくできる。又、初期や長
期において、高い強度発現性が期待できるので、吹付厚
さを薄くでき、施工コストも削減でき、吹付後直ちに高
い強度が得られるために安全性も向上できる。さらに、
カルシウムアルミネート類に硫酸塩を併用すると、急結
成分に加水しても直ちにゲル化しないので吹付装置が詰
まらなくなり、圧送性が良くなり、急結成分を連続的に
スラリー化できるので、吹付作業の効率が良くなる。
とにより、空練りセメントコンクリートを吹付けた直後
のリバウンド率や粉塵量を小さくできる。又、初期や長
期において、高い強度発現性が期待できるので、吹付厚
さを薄くでき、施工コストも削減でき、吹付後直ちに高
い強度が得られるために安全性も向上できる。さらに、
カルシウムアルミネート類に硫酸塩を併用すると、急結
成分に加水しても直ちにゲル化しないので吹付装置が詰
まらなくなり、圧送性が良くなり、急結成分を連続的に
スラリー化できるので、吹付作業の効率が良くなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｄ //(Ｃ０４Ｂ 28/04 (Ｃ０４Ｂ 28/04 22:08 22:08 Ｚ 22:14 22:14 Ａ 22:10） 22:10） 103:12 103:12
Claims (4)
- 【請求項１】 カルシウムアルミネート類を含有してな
る急結成分１００質量部と水３５０〜６００質量部を含
有してなる急結剤スラリーと、空練りセメントコンクリ
ートとを含有してなる吹付材料。 - 【請求項２】 さらに、急結成分が硫酸塩を含有してな
る請求項１記載の吹付材料。 - 【請求項３】 さらに、急結成分がアルカリ金属アルミ
ン酸塩及び／又はアルカリ金属炭酸塩を含有してなる請
求項１又は２記載の吹付材料。 - 【請求項４】 カルシウムアルミネート類を含有してな
る急結成分１００質量部に水３５０〜６００質量部を加
水して急結剤スラリーを調製した後、空練りセメントコ
ンクリートと合流混合してなることを特徴とする吹付工
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128555A JP4841714B2 (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 吹付材料及びそれを用いた吹付工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128555A JP4841714B2 (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 吹付材料及びそれを用いた吹付工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001302323A true JP2001302323A (ja) | 2001-10-31 |
| JP4841714B2 JP4841714B2 (ja) | 2011-12-21 |
Family
ID=18637978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000128555A Expired - Lifetime JP4841714B2 (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 吹付材料及びそれを用いた吹付工法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4841714B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007063103A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Kajima Corp | 急硬型高靭性ｆｒｃ材料ならびにその調合方法 |
| WO2008062716A1 (fr) | 2006-11-24 | 2008-05-29 | Nifco Inc. | Mécanisme de rétraction |
| US8950928B2 (en) | 2006-11-09 | 2015-02-10 | Danki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Quick-setting admixture and spraying method using it |
| CN112408912A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 中铁二十局集团有限公司 | 低成本喷射混凝土及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10317671A (ja) * | 1997-05-20 | 1998-12-02 | Tobishima Corp | 吹付けコンクリートおよび吹付けシステム |
-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000128555A patent/JP4841714B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10317671A (ja) * | 1997-05-20 | 1998-12-02 | Tobishima Corp | 吹付けコンクリートおよび吹付けシステム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007063103A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Kajima Corp | 急硬型高靭性ｆｒｃ材料ならびにその調合方法 |
| US8950928B2 (en) | 2006-11-09 | 2015-02-10 | Danki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Quick-setting admixture and spraying method using it |
| WO2008062716A1 (fr) | 2006-11-24 | 2008-05-29 | Nifco Inc. | Mécanisme de rétraction |
| CN112408912A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 中铁二十局集团有限公司 | 低成本喷射混凝土及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4841714B2 (ja) | 2011-12-21 |
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