JP2001322850A - スランプ低減用吹付混和剤、吹付セメントコンクリート及び吹付方法 - Google Patents

スランプ低減用吹付混和剤、吹付セメントコンクリート及び吹付方法

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昭俊 荒木
Kazuyuki Mizushima
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吹付時のセメントコンクリートのスランプを
大幅に低減し、ダレを防止でき、コテ仕上げを行うのに
適度な硬さに調整できるスランプ低減用吹付混和剤の提
供。 【解決手段】 粘土鉱物とアルミニウム含有物質を含有
するスランプ低減用吹付混和剤。スランプ低減用吹付混
和剤には、さらに、アルカリ金属炭酸塩、石灰類を含有
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、好ましくは、法面
にセメントコンクリートを吹付けて地滑りや岩石の崩落
等を防止する際、セメントコンクリートに添加するスラ
ンプ低減用吹付混和剤及びそれを用いた吹付セメントコ
ンクリートや吹付方法に関する。尚、本発明では、モル
タルや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、法面の地滑りや岩石等の崩落を防
止するために、コンクリートを吹付けて法面の安定化を
図っている。
【0003】法面の安定化を図る方法としては通常、平
坦な場所に設置したコンクリートポンプにコンクリート
を供給し、配管を介してコンクリートを輸送し、輸送す
る途中で圧縮空気と混合し、法面に吹付ける方法が挙げ
られる。この方法においては、吹付後にコテ仕上げをす
る場合が多く、急結剤の様なセメントの凝結硬化を促進
する成分を使用しないか、例えセメントの凝結硬化を促
進する成分を使用するにしても、凝結性の小さい成分を
添加する程度である。
【0004】他にも、法面の安定化を図る方法として
は、吹付工事の跡を残すのではなく、できるだけ環境に
調和した景観に仕上げるために、吹付により植生基盤を
形成する緑化工法も知られている。この工法では、植生
基盤の保水性を良くするために吸水性ポリマーを含有す
る保水材を使用している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、法面は
急な傾斜からなる切り立った断崖である場合が多く、法
面全体に吹付ける場合、コンクリートポンプを平坦な地
上に設置し、吹付可能な場所までコンクリートを配管で
輸送する必要がある。ポンプ圧送性を考慮して軟らかい
コンクリートを供給すれば、吹付後にコンクリートが斜
面を流れ落ちてしまい、十分な施工を実施できないとい
う課題があった。
【0006】一方、ある程度硬いコンクリートを使用す
ると圧送性が低下する。そのために、広大な法面に吹付
ける場合には、コンクリートの輸送距離が長くなるの
で、コンクリートを輸送する途中にコンクリートポンプ
を増設しなければならず、施工性や経済性の点で非常に
不利になるという課題があった。
【0007】本発明は以上の課題を解決するために種々
検討したものであり、その目的は、セメントコンクリー
トのスランプが15cm以上と軟らかくても、本発明の
スランプ低減用吹付混和剤を使用すると、斜面を流れ落
ちることがなく、又、ポンプ圧送性が良好で、コテ仕上
げが容易で、作業性が良好なスランプ低減用吹付混和剤
を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、粘土鉱
物とアルミニウム含有物質を含有してなるスランプ低減
用吹付混和剤であり、さらに、アルカリ金属炭酸塩及び
/又は石灰類を含有してなる該スランプ低減用吹付混和
剤である。又、セメントと該スランプ低減用吹付混和剤
を含有してなるスランプ低減用吹付混和剤を含有してな
る吹付セメントコンクリートである。そして、該スラン
プ低減用吹付混和剤と、配管内を空気搬送してなるセメ
ントコンクリートとを施工箇所に吹付ける直前に合流混
合し、吹付けてなることを特徴とする吹付方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0010】本発明のスランプ低減用吹付混和剤(以
下、スランプ低減剤という)は、法面吹付工事において
吹付けるセメントコンクリートの流動性を、吹付ける直
前に低減させるものであり、スランプ低減用吹付混和剤
を使用しない場合のセメントコンクリートに対して、7
0%以上のスランプ低減を可能にするものをいう。従っ
て、法面に吹付けたセメントコンクリートの流動性が低
下し、吹付後セメントコンクリートが急な傾斜面を有す
る法面からダレて流れ落ちることがなく、又、コテ仕上
げを行うのに程良い硬さのセメントコンクリートが得ら
れるものである。
【0011】本発明のセメントは、通常市販されている
普通、早強、中庸熱、超早強、及び低熱等の各種ポルト
ランドセメント、これら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、
並びに市販の微粒子セメント等が挙げられる。ポルトラ
ンドセメントや混合セメントは微粉末化して使用しても
よい。
【0012】本発明の粘土鉱物は、水が存在すると吸水
性を示すものであり、又、セメントコンクリートの流動
性が低下し、粘着性が増加するものである。
【0013】粘土鉱物としては、層状アルミノケイ酸塩
類を主成分とするバイデライト、カオリナイト、ハロイ
サイト、モンモリロナイト、パイロフィライト、バーミ
キュライト、雲母、緑泥石、サポナイト、セピオライ
ト、及び酸性白土等が挙げられ、これらの一種又は二種
以上を使用してもよい。これらの中では、アルミニウム
イオンやカルシウムイオン等の2価以上の金属イオンが
存在するとゲル化しやすくなり、大量に生産され安価で
ある点で、モンモリロナイトを主成分とするベントナイ
トが好ましい。
【0014】本発明のアルミニウム含有物質は、吹付セ
メントコンクリートの流動性を低下し、初期強度を増進
するものである。
【0015】本発明のアルミニウム含有物質は、吹付セ
メントコンクリートの流動性を低下し、初期強度を増進
するものである。アルミニウム含有物質としては、アル
ミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン
酸リチウム等のアルカリ金属アルミン酸塩、硫酸アルミ
ニウム、水酸化アルミニウム、並びにカルシウムアルミ
ネート類からなる群の一種又は二種以上が好ましい。こ
れらの中では、強度発現性の点で、カルシウムアルミネ
ート類が好ましい。
【0016】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Al23とを主たる成分とする、水和活性
を有する物質の総称であり、CaO及び/又はAl23
の一部が、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属土類酸化
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Al23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。
【0017】カルシウムアルミネート類の中では、反応
活性の点で、非晶質のカルシウムアルミネート類が好ま
しく、12CaO・7Al23(C127)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。
【0018】カルシウムアルミネート類の粒度は、ブレ
ーン値で3000cm2/g以上が好ましく、4000
cm2/g以上がより好ましい。3000cm2/g未満
だと十分な流動性低減の効果が得られないおそれがあ
る。
【0019】アルミニウム含有物質の使用量は、粘土鉱
物100質量部に対して、0.5〜100質量部が好ま
しく、2〜50質量部がより好ましい。0.5質量部未
満だと吹付セメントコンクリートの流動性が低下せず、
吹付セメントコンクリートが斜面を流れ落ち、初期強度
増進効果が小さいおそれがあり、100質量部を越える
と硬化が早すぎて、後のコテ仕上げ作業が困難となるお
それがある。
【0020】本発明ではさらに、アルカリ金属炭酸塩及
び/又は石灰類をスランプ低減用吹付混和剤に含有させ
ることが好ましい。
【0021】本発明のアルカリ金属炭酸塩は、初期強度
発現性を向上させるものである。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、炭酸リチウ
ム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、及び炭酸
水素リチウム等が挙げられる。これらの中では、初期強
度発現効果が大きい点で、炭酸ナトリウムが好ましい。
【0022】アルカリ金属炭酸塩の使用量は、粘土鉱物
100質量部に対して、5〜300質量部が好ましく、
15〜150質量部がより好ましい。5質量部未満だと
強度発現性を阻害するおそれがあり、300質量部を越
えると流動性が大きくなり、吹付セメントコンクリート
が斜面を流れ落ち、長期強度発現性を阻害するおそれが
ある。
【0023】本発明の石灰類は、初期強度発現性を向上
させるものである。石灰類としては、生石灰や消石灰等
が挙げられる。これらの中では、強度発現性に大きな影
響を及ぼさない点で、消石灰が好ましい。
【0024】石灰類の使用量は、粘土鉱物100質量部
に対して、5〜150質量部が好ましく、15〜50質
量部がより好ましい。5質量部未満だと流動性が低下せ
ず、初期強度発現性を向上させることが難しいおそれが
あり、150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。
【0025】本発明のスランプ低減剤の使用量は、セメ
ント100質量部に対して、1〜8質量部が好ましく、
2〜4質量部がより好ましい。1質量部未満だとスラン
プ低減効果が認められず、吹付セメントコンクリートが
斜面を流れ落ちるおそれがあり、8質量部を越えると強
度発現性を阻害するおそれがある。
【0026】本発明の水セメント比(W/C)は30〜
70%が好ましい。30%未満だとセメントコンクリー
トの粘性が大きくなり、ポンプ圧送性に支障を来し、吹
付作業性が低下するおそれがあり、70%を越えると強
度発現性や凝結性に悪影響を与えるおそれがある。
【0027】本発明の骨材は、特に限定されるものでは
ないが、できるだけ骨材強度が高いものが好ましい。骨
材としては細骨材や粗骨材が挙げられる。細骨材として
は、海、山、及び川から採取される天然骨材である海
砂、山砂、及び川砂や、山から切り出し、粉砕し、粒度
調製した砕石(例:石灰砂等)等が挙げられ、粗骨材と
しては、天然骨材である川砂利や砕石である石灰砂利等
が挙げられる。
【0028】本発明は、法面に吹付ける直前でスランプ
低減剤を混合することにより、スランプが低減した吹付
セメントコンクリートとなり、法面吹付ができるもので
ある。
【0029】スランプ低減剤の混合方法としては、空気
搬送により輸送する装置を用い、Y字管を介して空気搬
送されているセメントコンクリートと、スランプ低減剤
とを合流混合する方法が挙げられる。粉塵等の発生を抑
制したい場合には、粉塵低減剤をセメントコンクリート
側に予め添加したり、スランプ低減剤をスラリー状にし
たりして、吹付施工してもよい。
【0030】本発明の吹付方法としては、乾式吹付方法
及び湿式吹付方法いずれも使用できる。コンクリートと
して吹付ける場合には、例えば、コンクリート製造プラ
ントでセメント、骨材、及び水をコンクリートミキサー
に投入し練混ぜ、アジテータ車で吹付け現場まで運搬
し、吹付機でコンクリートを空気搬送し、混合管でスラ
ンプ低減剤と合流して吹付ける方法が挙げられる。又、
モルタルとして吹付ける場合には、コンクリート製造プ
ラントでモルタルを製造し、吹付ける方法や、セメント
と乾燥した細骨材をプレミックスしたドライモルタルを
連続ミキサー又はバッチ練りミキサーにより水と混練
し、空気搬送し、混合管でスランプ低減剤と合流して吹
付ける方法が挙げられる。
【0031】
【実施例】以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【0032】実験例1 10リットルモルタルミキサーを使用して、セメント1
00質量部、細骨材300質量部、減水剤0.5質量
部、及び水56質量部を混合し、スランプ18±2cm
のモルタルを調製した。モルタルに、粘土鉱物100質
量部、表1に示す質量部のアルミニウム含有物質、及び
アルカリ金属炭酸塩50質量部からなるスランプ低減剤
を、セメント100質量部に対して3質量部混合し、1
0秒間攪拌した。その後、スランプ、ダレ及び作業性を
測定した。結果を表1に示す。
【0033】(使用材料) セメント:普通ポルトランドセメント、比重3.16、
市販品 細骨材:新潟県姫川水系産川砂、比重2.62 減水剤:ポリカルボン酸系高性能減水剤 粘土鉱物:モンモリロナイトを主成分とするベントナイ
ト、市販品 アルミニウム含有物質:カルシウムアルミネート類、非
晶質C127、比重2.92、ブレーン比表面積590
0cm2/g アルカリ金属炭酸塩:市販品、炭酸ナトリウム
【0034】(測定方法) スランプ:JIS A 1118に準じた。 ダレ:勾配50/1000を有する傾斜面に吹付モルタ
ルを吹付け、吹付モルタルが全くダレなかった場合を○
とし、僅かにダレだが吹付施工ができた場合を△とし、
かなりダレて吹付施工ができなかった場合を×とした。 作業性:幅10cm×長さ40cm×厚さ10cmの型枠に吹
付モルタルを吹付け、型枠の表面をコテで慣らして綺麗
に成型し、コテ仕上げの作業性を評価した。手に力を入
れなくても容易に成型できた場合を○とし、力を入れる
と成型できた場合を△とし、力を入れても成型できない
場合を×とした。
【0035】
【表1】
【0036】実験例2 粘土鉱物100質量部、アルミニウム含有物質10質量
部、及びアルカリ金属炭酸塩50質量部からなるスラン
プ低減剤を、セメント100質量部に対して表2に示す
質量部混合し、スランプ、ダレ、及び圧縮強度を測定し
たこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表2に示
す。
【0037】(測定方法) 圧縮強度:4cm×4cm×16cmの型枠で供試体を作製
し、所定材齢の圧縮強度を測定した。
【0038】
【表2】
【0039】実験例3 粘土鉱物100質量部、アルミニウム含有物質10質量
部、及び表3に示す質量部のアルカリ金属炭酸塩と石灰
類からなるスランプ低減剤を混合し、スランプ、ダレ、
及び圧縮強度を測定したこと以外は実験例1と同様に行
った。結果を表3に示す。
【0040】(使用材料) 石灰類:市販品、消石灰
【0041】
【表3】
【0042】実験例4 セメント100質量部、細骨材300質量部、水55質
量部、及び減水剤1.0質量部を混合し、モルタルを調
製した。スクイズポンプにより、モルタルを200m圧
送した。圧送途中に合流管を設け、粘土鉱物100質量
部、アルミニウム含有物質10質量部、及びアルカリ金
属炭酸塩50質量部からなるスランプ低減剤をセメント
100質量部に対して3質量部、合流管の一方より粉体
供給装置を用いて空気搬送し、合流管でモルタルと合流
混合し、急な傾斜面を有する法面に吹付けた。なお、地
上に設けたポンプの位置と、法面吹付した箇所の位置と
の高低差は54mであった。法面に吹付けたモルタルの
スランプは1cm未満であった。又、圧縮強度は、材齢
1日で8.1N/mm、材齢28日で37.2N/m
であった。さらに、吹付けた時に法面吹付した箇所
からのダレが無く、コテ仕上げが容易であり、強度発現
性に関しても問題ないことが確認できた。
【0043】実験例5 比較のため、スランプ低減剤を使用しなかったこと以外
は、実験例4と同様に行った。法面に吹付けたモルタル
のスランプは19.0cmであった。さらに、吹付けた
時に法面吹付した箇所からダレが多く見られ、モルタル
がダレて流れ落ちたためにコテ仕上げが難しかった。
【0044】実験例6 セメント100質量部、細骨材240質量部、粗骨材6
0質量部、水55質量部、及び減水剤1.0質量部を混
合し、コンクリートを調製した。コンクリートポンプに
より、コンクリートを100m圧送した。圧送途中に合
流管を設け、粘土鉱物100質量部、アルミニウム含有
物質10質量部、及びアルカリ金属炭酸塩50質量部か
らなるスランプ低減剤をセメント100質量部に対して
3質量部、合流管の一方より粉体供給装置を用いて空気
搬送し、合流管でコンクリートと合流混合し、急な傾斜
面を有する法面に吹付けた。なお、地上に設けたポンプ
の位置と、法面吹付する箇所の位置との高低差は21m
であった。法面に吹付けたコンクリートのスランプは1
cm未満であった。又、圧縮強度は、材齢1日で8.3
N/mm、材齢28日で38.3N/mmであっ
た。さらに、吹付けた時に法面吹付した箇所からのダレ
が無く、コテ仕上げが容易であり、強度発現性に関して
も問題ないことが確認できた。
【0045】(使用材料) 粗骨材:新潟県姫川産川砂利、比重2.64
【0046】実験例7 比較のため、スランプ低減剤を使用しなかったこと以外
は、実験例6と同様に行った。法面に吹付けたコンクリ
ートのスランプは22.5cmであった。さらに、吹付
けた時に法面吹付した箇所からダレが多く見られ、モル
タルがダレて流れ落ちたためにコテ仕上げが難しかっ
た。
【0047】
【発明の効果】従来、コンクリートの輸送距離が長く、
地上に設けたポンプの位置と法面吹付した箇所の位置と
の高低差があると、ポンプの圧送性を考慮して、コンク
リートのスランプを15cm以上にする必要があり、スラ
ンプ15cm以上のコンクリートを法面に吹付けるとダレ
落ちるという課題があった。しかしながら、本発明のス
ランプ低減剤は、吹付時のセメントコンクリートのスラ
ンプを大幅に低減し、ダレを防止でき、コテ仕上げを行
うのに適度な硬さに調整できるものである。又、材齢1
日の強度発現性も損なうことがなく良好な法面吹付がで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C04B 28/02 C04B 28/02 E02D 17/20 104 E02D 17/20 104B // C04B 103:12 C04B 103:12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粘土鉱物とアルミニウム含有物質を含有
    してなるスランプ低減用吹付混和剤。
  2. 【請求項2】 さらに、アルカリ金属炭酸塩及び/又は
    石灰類を含有してなる請求項1記載のスランプ低減用吹
    付混和剤。
  3. 【請求項3】 セメントと請求項1又は2記載のスラン
    プ低減用吹付混和剤を含有してなる吹付セメントコンク
    リート。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載のスランプ低減用吹
    付混和剤と、配管内を空気搬送してなるセメントコンク
    リートとを施工箇所に吹付ける直前に合流混合し、吹付
    けてなることを特徴とする吹付方法。
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