JP2002068814A - プレライニング用急結コンクリート及びプレライニング用急結コンクリートの製造方法 - Google Patents
プレライニング用急結コンクリート及びプレライニング用急結コンクリートの製造方法Info
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Abstract
が低下した場合に、流動性を回復できるプレライニング
用急結コンクリートとその製造方法の提供。 【解決手段】 セメント、カルシウムアルミネート類と
硫酸カルシウムを含有してなる急硬材、及びアルカリ金
属炭酸塩と有機酸類を含有してなる液状凝結調整剤を混
合した後、更に液状凝結調整剤を混合して急硬コンクリ
ートを製造し、次いで該急硬コンクリートをコンクリー
トポンプによりコンクリート圧送管を介して打設箇所に
圧送し、さらに切羽手前で液状急結材と混合して急結コ
ンクリートとすることを特徴とする、プレライニング用
急結コンクリートの製造方法。
Description
先受けするコンクリート覆工体を切羽の前方に構築する
ためのプレライニング工法において採用される急結コン
クリートの製造方法に関するものである。
を先受けするコンクリート覆工体を切羽の前方に所定長
形成し、この覆工体に覆われた部分を掘削しつつトンネ
ルをその掘削方向に順次構築していく工法である。そし
て、かかる覆工体は、例えばチェーンカッター等の細溝
掘削機械を用いてトンネル外周に沿って所定幅の掘削溝
を順次形成するとともに、当該掘削溝にコンクリート圧
送管を通じてコンクリートを充填打設する工程を円周方
向に繰り返して一体形成される。
く速やかに行うためには、覆工体を形成するコンクリー
トは以下のような条件を満たすことが好ましいとされて
いる。 掘削溝に隙間なく充填打設することが可能な流動性を
備えること。 覆工体の形成後速やかに当該覆工体によって覆われた
部分の掘削作業を行うことができるよう、例えば打設後
4〜6時間程度で外周地山の土圧に耐え得る強度を発現
できること。 覆工体は、掘削溝を形成し、これにコンクリートを充
填打設する工程を円周方向に繰り返して一体形成される
ので、かかる工程を順次連続して繰り返すことができる
よう、打設したコンクリートが妻型枠(充填打設したコ
ンクリートの切羽側の端面を押さえる型枠)を外せる程
度の自立性を打設後5〜10分程度の短時間で速やかに
発現できること(なお、打設したコンクリートが妻型枠
を外せる程度の自立性を発現できる時間を自立時間とい
う)。
に近づけるため、従来より例えば、以下のような方法が
採用されていた。
りコンクリートを製造する際、急硬材及び凝結調整剤を
混合した急硬コンクリートを生コン車等により運搬し、
該コンクリートを急硬コンクリートポンプによりコンク
リート圧送管を介して打設現場まで圧送し、切羽の直前
においてこの圧送中のコンクリートに急結材を混合し、
該急結材を混合したコンクリートを打設する方法である
(特開平6−212877号参照)。
場において、切羽でのトラブル等により、プレライニン
グ工法の施工サイクルが乱れ、設定した可使時間(流動
性を充分保持できる時間)内に急硬コンクリートを施工
できない場合がある。この場合、設定した可使時間を過
ぎると急硬コンクリートの流動性が低下しての条件を
満足せず、切削溝内への充填不良やコンクリート圧送管
内での閉塞等が危惧されるので、急硬コンクリートを廃
棄しなければならないという課題があった。
る、コンクリート温度が上昇する等により流動性が低下
する、骨材の表面水率等の変動により製造した急硬コン
クリートの流動性が不足する、といった場合にも、同様
の課題があった。
上の点で好ましくないので、の条件を満足しない急硬
コンクリートにおいては、可使時間を延長する、低下し
た流動性を回復する、流動性不足の場合に流動性を付与
する、といった対策を採ることによりの条件を回復し
た上、との条件も満足させることが求められてい
た。
コンクリートに少量の液体凝結調整剤を分添する方法を
採用することにより、前記要求を満たす知見を得て本発
明を完成するに至った。
ト、カルシウムアルミネート類と硫酸カルシウムを含有
してなる急硬材、及びアルカリ金属炭酸塩と有機酸類を
含有してなる液状凝結調整剤を混合した後、更に液状凝
結調整剤を混合して急硬コンクリートを製造し、次いで
該急硬コンクリートをコンクリートポンプによりコンク
リート圧送管を介して打設箇所に圧送し、さらに切羽手
前で液状急結材と混合することにより製造され、かつ、
トンネル外周面を先受けすべく、切羽の外周に沿って形
成した掘削溝に急結コンクリートを充填打設して、切羽
の前方にコンクリート覆工体を構築するプレライニング
工法に採用するプレライニング工法に採用されるプレラ
イニング用急結コンクリートである。そして、トンネル
外周面を先受けすべく、切羽の外周に沿って形成した掘
削溝に急結コンクリートを充填打設して、切羽の前方に
コンクリート覆工体を構築するプレライニング工法に採
用するプレライニング用急結コンクリートの製造方法で
あって、セメント、カルシウムアルミネート類と硫酸カ
ルシウムを含有してなる急硬材、及びアルカリ金属炭酸
塩と有機酸類を含有してなる液状凝結調整剤を混合した
後、更に液状凝結調整剤を混合して急硬コンクリートを
製造し、次いで該急硬コンクリートをコンクリートポン
プによりコンクリート圧送管を介して打設箇所に圧送
し、さらに切羽手前で液状急結材と混合して急結コンク
リートとすることを特徴とする、プレライニング用急結
コンクリートの製造方法である。
る。
メント、急硬材、及び液状凝結調整剤を含有するもので
ある。そして、設定した可使時間内にプレライニング用
急硬コンクリートを施工できない場合、該急硬コンクリ
ート温度が上昇する等により流動性が低下した場合、該
急硬コンクリートの製造時に該急硬コンクリートの流動
性が不足した場合に、液状凝結調整剤を初添加以外にも
後添加することにより、該急硬コンクリートの流動性を
回復、付与するものである。
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。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。
応を促進して短時間に硬化させるために用いる混和材で
あり、カルシウムアルミネート類と硫酸カルシウムを含
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Al2O3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。
aO・7Al2O3(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
好ましい。
強度発現性の点で、ブレーン値で4000cm2/g以
上が好ましく、5000cm2/g以上がより好まし
い。4000cm2/g未満だと初期強度発現性が低下
するおそれがある。
は、石膏が挙げられる。石膏の中では、効果が大きい点
で、II型無水石膏や天然石膏が好ましい。
000cm2/g以上が好ましく、4000〜7000
cm2/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。
ルミネート類100質量部に対して、70〜150質量
部が好ましく、90〜110質量部がより好ましい。7
0質量部未満だと急硬コンクリートのスランプ保持が困
難となり、初期強度発現性が低下するおそれがあり、1
50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。
に対して、5〜25質量部が好ましく、10〜20質量
部がより好ましい。5質量部未満だと凝結が遅れ、初期
強度発現性が低下するおそれがあり、25質量部を越え
ると凝結時間が短く、可使時間のコントロールが困難と
なり、初期強度発現性が低下するおそれがある。
硬コンクリートの可使時間を調整するためのものであ
り、アルカリ金属炭酸塩と有機酸類を含有する凝結調整
剤の水溶液又はスラリーをいう。液状凝結調整剤とし
て、急硬コンクリートに練り混ぜる水に凝結調整剤を添
加したものを使用してもよい。
ては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び重炭酸ナト
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。これらの中では、急硬コンクリートの可使時間
を調整する効果が大きい点で、炭酸カリウムが好まし
い。
剤100質量部中、50〜85質量部が好ましく、60
〜80質量部がより好ましい。50質量部未満だと急硬
コンクリートの可使時間は長くなるが、初期強度発現性
が低下し、急硬コンクリートが硬化しにくいおそれがあ
り、85質量部を越えると急硬コンクリートのスランプ
保持が困難となり、初期強度発現性が低下するおそれが
ある。
コン酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、及び乳酸又はこ
れらの塩等が挙げられ、これらの1種又は2種以上が使
用できる。これらの中では、急硬コンクリートの可使時
間を調整する効果が大きい点で、クエン酸、グルコン
酸、又はクエン酸やグルコン酸の塩からなる群の1種又
は2種以上が好ましい。
量部中、15〜50質量部が好ましく、20〜40質量
部がより好ましい。15質量部未満だと急硬コンクリー
トのスランプ保持が困難となり、初期強度発現性が低下
するおそれがあり、50質量部を越えると急硬コンクリ
ートの可使時間は長くなるが、急硬コンクリートが硬化
しにくく、初期強度発現性が低下するおそれがある。
調整剤と水の配合割合は、水100質量部に対して、凝
結調整剤1〜95質量部が好ましく、2〜10質量部が
より好ましい。1質量部未満だと、急硬コンクリートの
スランプを保持するために必要とする液状凝結調整剤の
使用量が著しく多くなるために、結果的に水セメント比
が高くなり、強度発現性が低下するおそれがあり、95
質量部を越えると濃度は高くなるが、凝結調整剤成分が
析出し、液状凝結調整剤の使用量が少なくなるために、
急硬コンクリート中での分散性が悪くなり流動性の確保
ができなくなるおそれがある。
調整剤と水の配合割合は、水100質量部に対して、凝
結調整剤1〜95質量部が好ましく、30〜55質量部
がより好ましい。1質量部未満だと、急硬コンクリート
のスランプを保持するために必要とする液状凝結調整剤
の使用量が著しく多くなるために、結果的に水セメント
比が高くなり、強度発現性が低下するおそれがあり、9
5質量部を越えると濃度は高くなるが、凝結調整剤成分
が析出し、液状凝結調整剤の使用量が少なくなるため
に、急硬コンクリート中での分散性が悪くなり流動性の
確保ができなくなるおそれがある。
工温度(環境温度)により変わるので一義的には決まら
ないが、セメント、カルシウムアルミネート類、及び硫
酸カルシウムの合計100質量部に対して、固形分で
0.1〜1.8質量部が好ましく、1.0〜1.6質量
部がより好ましい。0.1質量部未満だと流動性の確保
ができないおそれがあり、1.8質量部を越えると可使
時間が著しく長くなり、急硬コンクリートが硬化しにく
く、初期強度発現性が低下するおそれがある。
メント、カルシウムアルミネート類、及び硫酸カルシウ
ムの合計100質量部に対して、固形分で0.1〜1.
0質量部が好ましく、0.2〜0.5質量部がより好ま
しい。0.1質量部未満だと可使時間を確保して流動性
を回復・向上するといった効果が確保できないおそれが
あり、1.0質量部を越えると可使時間が著しく長くな
り過ぎ、急硬コンクリートが硬化しにくく、初期強度発
現性が低下するおそれがある。又、流動性が大きくなり
過ぎ、急硬コンクリートが分離し、流動性や充填性が低
下するおそれがある。さらに、液状凝結調整剤の水量が
多くなり、急結コンクリートの強度発現性に悪影響を及
ぼすおそれがある。
化や急結コンクリートの凝結を促進する点で、急硬コン
クリートに液状急結材を添加した急結コンクリートを使
用する。
クリート中に均一に分散しやすい点で、例えば粉末状の
急結材を主成分として水と予め混合したものを使用す
る。なお、ここで液状急結材は、水溶液又はスラリーを
含むものである。
ナトリウムやアルミン酸カリウム等のアルミン酸塩、硫
酸アルミニウム等のアルミニウム塩、及びケイ酸ナトリ
ウム(水ガラス)等が挙げられる。本発明ではこれらの
うちの1種又は2種以上が使用できる。これらの中で
は、強度発現性と流動性が確保できる点で、アルミン酸
カリウムが好ましい。
分の濃度)は、25〜45質量%が好ましく、30〜4
0質量%がより好ましい。25質量%未満だと強度発現
性が低下するおそれがあり、45質量%を越えると自立
時間が短すぎて、流動性が確保できないおそれがある。
の合計100質量部に対して、固形分換算で1〜10質
量部が好ましく、2〜5質量部がより好ましい。1質量
部未満だと急結性に欠け、自立性が短時間で発現でき
ず、初期強度発現性が低下するおそれがあり、10質量
部を越えると強度発現性が低下するおそれがある。
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
調製した砕砂(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。
用量は、強度発現性の点で、水/セメント比(W/C)
で35〜65%が好ましく、40〜55%がより好まし
い。35%未満だと急硬コンクリートが十分に混合しに
くいおそれがあり、65%を越えると強度発現性が小さ
くなるおそれがある。ここでいうセメントは急硬材を含
有し、水は液状凝結調整剤中の水を含有する。
トは、トンネル外周面を先受けすべく、切羽の外周に沿
って形成した掘削溝に充填打設して、切羽の前方にコン
クリート覆工体を構築するプレライニング工法に好まし
く採用されるものである。本発明では、急硬材及び液状
凝結調整剤を混入した急硬コンクリートを製造し、次い
で液状凝結調整剤を添加することにより、急硬コンクリ
ートの可使時間を延長し、流動性を回復・向上させる。
次いで該急硬コンクリートをコンクリートポンプにより
コンクリート圧送管を介して打設箇所に圧送し、さらに
切羽手前で液状急結材を供給して急結コンクリートを製
造する際、先端で液状急結材濃度を連続的に調整し、該
急結コンクリートを打設箇所へ充填打設するものであ
る。水は液状凝結調整剤として最後に混合してもよく、
液状凝結調整剤の混合後に、別途混合してもよい。粗骨
材はいつ混合してもよい。
時間をコントロールするために、粉末状の急結材を予め
水と混合してもよい。又、市販の液状急結材の濃度が大
きい場合には、液状急結材をさらに水で予め希釈しても
よい。
が、本発明はこれら実施例に限定されない。
セメント344kg/m3、粗骨材942kg/m3、急
硬材56kg/m3を投入し、30秒間空練りしたの
ち、凝結調整剤6.4kg/m3と水200kg/m3か
らなる練混ぜ水(水溶液)を投入し、90秒間練り混ぜ
て急硬コンクリートを調製した。得られた急硬コンクリ
ートにつき、練上がり直後のスランプを測定した。次い
で、急硬コンクリートを120分間放置してスランプを
低下させた後、水100質量部に対して固形分で43質
量部であり、かつ、セメント、カルシウムアルミネート
類、及び硫酸カルシウムの合計100質量部に対して固
形分で表1に示す質量部の液状凝結調整剤を後添加し、
後添加直前と後添加直後とスランプを測定した。更に、
後添加してから45分後のスランプ値を測定した。結果
を表1に示す。
ン値3200cm2/g、比重3.16 急硬材:カルシウムアルミネート(主成分C12A7、非
晶質、ブレーン値6000cm2/g)100質量部と
無水石膏(II型無水石膏、ブレーン値6050cm2
/g)100質量部からなる混合物 凝結調整剤:アルカリ金属炭酸塩70質量部(市販品、
炭酸カリウム)と有機酸類(市販品、グルコン酸)30
質量部からなる混合物、粉末状 細骨材:千葉県田川産山砂、表乾状態、比重2.56、
最大直径5mm以下 粗骨材:神奈川県足柄産砕石、表乾状態、比重2.5
9、最大寸法20mm 水:水道水
A 1101に従い、測定した。
セメント344kg/m3、粗骨材942kg/m3、急
硬材56kg/m3を投入し、30秒間空練りしたの
ち、凝結調整剤6.4kg/m3と水200kg/m3か
らなる練混ぜ水(水溶液)を投入し、90秒間練り混ぜ
て急硬コンクリートを調製した。次いで、急硬コンクリ
ートを120分間放置してスランプを低下させた後、水
100質量部に対して固形分で43質量部であり、か
つ、セメント、カルシウムアルミネート類、及び硫酸カ
ルシウムの合計100質量部に対して固形分で表1に示
す質量部の液状凝結調整剤を後添加した。さらに、急硬
コンクリートに、セメントと急硬材の合計100質量部
に対して液状急結材を固形分換算で4質量部添加し、1
0秒間練り混ぜて急結コンクリートを調製した。得られ
た急結コンクリートにつき、圧縮強度の測定を行った。
結果を表2に示す。
は35質量%
1108に従い、測定した。
ウムの合計100質量部に対して液状凝結調整剤を固形
分で0.3質量部後添加し、セメントと急硬材の合計1
00質量部に対して液状急結材を固形分換算で表3に示
す質量部添加し、自立時間と圧縮時間を測定したこと以
外は、実験例2と同様に行った。結果を表3に示す。
0cmの型枠に詰めてから脱型できるまでの時間で示し
た。
内にプレライニング用急硬コンクリートを施工できない
場合でも、低下した該急硬コンクリートの流動性を回復
できるので、プレライニング工法が可能となる。又、該
コンクリート温度が上昇する等により流動性が低下した
場合にも、流動性を回復できる。更に該急硬コンクリー
トの製造時に該急硬コンクリートの流動性が不足してい
る場合でも、流動性を付与できる。よって、流動性が低
下しても、該急硬コンクリートを廃棄することなく有効
に使用でき、経済的、資源的に好ましい。
Claims (2)
- 【請求項1】 セメント、カルシウムアルミネート類と
硫酸カルシウムを含有してなる急硬材、及びアルカリ金
属炭酸塩と有機酸類を含有してなる液状凝結調整剤を混
合した後、更に液状凝結調整剤を混合して急硬コンクリ
ートを製造し、次いで該急硬コンクリートをコンクリー
トポンプによりコンクリート圧送管を介して打設箇所に
圧送し、さらに切羽手前で液状急結材と混合することに
より製造され、かつ、トンネル外周面を先受けすべく、
切羽の外周に沿って形成した掘削溝に急結コンクリート
を充填打設して、切羽の前方にコンクリート覆工体を構
築するプレライニング工法に採用するプレライニング工
法に採用されるプレライニング用急結コンクリート。 - 【請求項2】 トンネル外周面を先受けすべく、切羽の
外周に沿って形成した掘削溝に急結コンクリートを充填
打設して、切羽の前方にコンクリート覆工体を構築する
プレライニング工法に採用するプレライニング用急結コ
ンクリートの製造方法であって、セメント、カルシウム
アルミネート類と硫酸カルシウムを含有してなる急硬
材、及びアルカリ金属炭酸塩と有機酸類を含有してなる
液状凝結調整剤を混合した後、更に液状凝結調整剤を混
合して急硬コンクリートを製造し、次いで該急硬コンク
リートをコンクリートポンプによりコンクリート圧送管
を介して打設箇所に圧送し、さらに切羽手前で液状急結
材と混合して急結コンクリートとすることを特徴とす
る、プレライニング用急結コンクリートの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000262223A JP3931948B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | プレライニング用急結コンクリートの製造方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002068814A true JP2002068814A (ja) | 2002-03-08 |
JP3931948B2 JP3931948B2 (ja) | 2007-06-20 |
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ID=18749939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000262223A Expired - Lifetime JP3931948B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | プレライニング用急結コンクリートの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3931948B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014062377A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Kajima Corp | トンネル施工方法 |
JP2017047639A (ja) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 住友大阪セメント株式会社 | セメント組成物への凝結調整剤の添加方法 |
-
2000
- 2000-08-31 JP JP2000262223A patent/JP3931948B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014062377A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Kajima Corp | トンネル施工方法 |
JP2017047639A (ja) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 住友大阪セメント株式会社 | セメント組成物への凝結調整剤の添加方法 |
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---|---|
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