JP2004143037A - Cement composition and its using method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土木・建築分野で使用するセメント組成物及びその使用方法に関し、特に、地山の空洞や空隙部分の裏込め材、シールドセグメントの充填材、二重管単相又は複相の注入工法での瞬結性注入材、及び二重管ダブルパッカー工法でのシール材や一次注入材等、セメント組成物を使用したセメントミルク、セメントモルタル、又はコンクリートの粘度を急激に上昇させる必要がある用途に使用するセメント組成物及びその使用方法に関する。 The present invention relates to a cement composition used in the field of civil engineering and construction and a method of using the same, and in particular, a backing material for a hollow or void portion in a ground, a filler for a shield segment, a single-phase or multi-phase injection of a double pipe. It is necessary to rapidly increase the viscosity of cement milk, cement mortar, or concrete using a cement composition, such as instantaneous injection material in the construction method, and sealing material and primary injection material in the double pipe double packer method. The present invention relates to a cement composition used for applications and a method for using the same.
トンネルの覆工において、施工時や施工後に、その背面に空洞が発生する場合があり、その空洞に裏込め材を充填してトンネルの安定化を図る必要があった。
従来、裏込め材としては、通常、セメントベントナイトが用いられてきたが、流動性が大きすぎ、裏込め材が遠方まで不必要に逸流する、湧水があると裏込め材が流出するなどの課題があった。
In the lining of the tunnel, a cavity may be formed on the back surface during or after construction, and it is necessary to stabilize the tunnel by filling the cavity with a backfill material.
Conventionally, cement bentonite has usually been used as backfill material, but the fluidity is too large and the backfill material flows away unnecessarily far away. There were challenges.
また、二重管ダブルパッカー工法では特殊スリーブ管と地山の隙間にシール材を充填する必要があり、従来、シール材としてセメントベントナイトが用いられてきた。
しかしながら、強度発現性が小さいため、一次注入や二次注入に移るまでに時間がかかる、粘性が小さく、材料分離しやすいため、特殊スリーブ管の上部と下部に強度差が生じやすいなどの課題があった。
In the double-pipe double-packer method, it is necessary to fill a gap between the special sleeve pipe and the ground with a sealing material. Conventionally, cement bentonite has been used as the sealing material.
However, due to the low strength development, it takes time to move to primary injection and secondary injection, and the viscosity is small and the material is easily separated, so there is a problem that a difference in strength tends to occur between the upper and lower parts of the special sleeve tube. there were.
そこで、高吸水性樹脂を添加してその粘度を大きくする方法や水ガラスを添加して硬化促進する方法が提案されている(特許文献１、特許文献２参照)。 Therefore, there has been proposed a method of adding a superabsorbent resin to increase the viscosity or a method of adding water glass to accelerate the curing (see Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、いずれの方法も、粘度が上昇するまでに時間がかかるうえ、高吸水性樹脂を添加する方法は高吸水性樹脂が高価であり、水ガラスを添加する方法はpH値が13以上と高く、扱いづらいという課題があった。
本発明者は、種々検討を重ねた結果、特定のセメント組成物を用いることにより、急激な粘度上昇を示す、強度の発現性に優れる、水中不分離性がある、pH値が水ガラスを用いた場合に比べ低くできるなどの知見を得て本発明を完成するに至った。 The present inventor has conducted various studies and found that, by using a specific cement composition, a sudden increase in viscosity is exhibited, excellent in developing strength, inseparable in water, and a pH value using water glass. The present invention has been completed based on the finding that the temperature can be reduced as compared with the case where the present invention is performed.
即ち、本発明は、セメント、アルカリ増粘型ポリマーエマルジョン、及び石炭灰を含有してなるセメント組成物であり、さらに、アルミン酸塩と硫酸塩を含有してなる硬化促進剤を含有してなる該セメント組成物であり、石炭灰が、セメント100部に対して、50部以上である該セメント組成物であり、アルカリ増粘型ポリマーエマルジョンが不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の共重合により得られるポリマーエマルジョンである該セメント組成物であり、セメント、石炭灰、及び水をあらかじめ混合してＡ液とし、アルミン酸塩と硫酸塩を含有してなる硬化促進剤と水とを含有してなる混合物と、アルカリ増粘型ポリマーエマルジョンと水とを含有してなる混合物とを混合してＢ液とし、使用直前に、Ａ液とＢ液を混合するセメント組成物の使用方法であり、セメント、石炭灰、及び水をあらかじめ混合してＡ液とし、アルミン酸塩と硫酸塩を含有してなる硬化促進剤と水とを含有してなる混合物をＢ液とし、アルカリ増粘型ポリマーエマルジョンと水とを含有してなる混合物をＣ液とし、使用直前に、Ａ液、Ｂ液、及びＣ液を混合するセメント組成物の使用方法である。 That is, the present invention is a cement composition containing cement, an alkali-thickened polymer emulsion, and coal ash, and further contains a hardening accelerator containing aluminate and sulfate. The cement composition, wherein the coal ash is 50 parts or more based on 100 parts of cement, and the alkali-thickening polymer emulsion is a copolymer of unsaturated carboxylic acids and an ethylenically unsaturated compound. The cement composition is a polymer emulsion obtained by the above, cement, coal ash, and water are mixed in advance to form a liquid A, which contains a hardening accelerator containing aluminate and sulfate, and water. And a mixture containing an alkali-thickened polymer emulsion and water to obtain a solution B, and a solution in which the solution A and the solution B are mixed immediately before use. A cement composition, coal ash and water are mixed in advance to form a liquid A, and a mixture containing water and a hardening accelerator containing aluminate and sulfate is used as a mixture. This is a method for using a cement composition in which a mixture containing an alkali-thickened polymer emulsion and water is used as a liquid, and a liquid C is mixed with a liquid A, a liquid B, and a liquid C immediately before use.
本発明のセメント組成物を用いることにより、急激な粘度上昇を示す、強度発現性が優れる、及び水中不分離性があるなどの特性を持つセメントミルク、セメントモルタル、又はコンクリートが得られる。 に よ り By using the cement composition of the present invention, cement milk, cement mortar, or concrete having characteristics such as a sharp increase in viscosity, excellent strength development, and inseparability in water can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明でいう部や％は特に規定のない限り質量基準である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, parts and percentages are based on mass unless otherwise specified.
本発明で使用するセメントは特に限定されるものではなく、通常のセメントが使用可能であり、具体的には、普通、早強、及び超早強等の各種ポルトランドセメントなどが挙げられる。 セ メ ン ト The cement used in the present invention is not particularly limited, and ordinary cement can be used, and specific examples include various kinds of Portland cements such as ordinary, early-strength, and ultra-high-strength.
本発明で使用するアルカリ増粘型ポリマーエマルジョン(以下、本エマルジョンという)とは、アルカリにより増粘するポリマーエマルジョンをいう。 ア ル カ リ The alkali thickening type polymer emulsion (hereinafter, referred to as the present emulsion) used in the present invention refers to a polymer emulsion which is thickened by alkali.
本エマルジョンとしては、例えば、不飽和カルボン酸類、エチレン性不飽和化合物、不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の共重合物等、種々挙げられるが、より優れた効果を示す面で、不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の共重合により得られるポリマーエマルジョンが好ましい。
不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の重合方法としては、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、又は塊状重合等の方法により、共重合する方法等が挙げられる。
Examples of the emulsion include, for example, unsaturated carboxylic acids, ethylenically unsaturated compounds, copolymers of unsaturated carboxylic acids and ethylenically unsaturated compounds, and the like. Polymer emulsions obtained by copolymerization of carboxylic acids and ethylenically unsaturated compounds are preferred.
Examples of the method for polymerizing the unsaturated carboxylic acid and the ethylenically unsaturated compound include a method of copolymerizing by a method such as emulsion polymerization, suspension polymerization, solution polymerization, or bulk polymerization.
不飽和カルボン酸類としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、アコニット酸、及びクロトン酸等の不飽和カルボン酸、無水マレイン酸や無水シトラコン酸等の不飽和カルボン酸無水物、並びに、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノブチル、及びマレイン酸モノエチルなどの不飽和カルボン半エステルが挙げられ、これらの中では、より優れた効果を示す面で、不飽和カルボン酸が好ましく、アクリル酸及び／又はメタクリル酸がより好ましい。 Examples of the unsaturated carboxylic acids include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, aconitic acid, and crotonic acid, and unsaturated carboxylic acids such as maleic anhydride and citraconic anhydride. Acid anhydrides, and unsaturated carboxylic half-esters such as monomethyl itaconate, monobutyl itaconate, and monoethyl maleate, among which unsaturated carboxylic acids are preferred in terms of exhibiting more excellent effects, Acrylic acid and / or methacrylic acid are more preferred.
エチレン性不飽和化合物としては、エチレン、アクリルニトリルやメタクリロニチリルなどのシアノビニルモノマー、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、及びグリシジルアクリレートなどのアクリル酸エステルモノマー、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、及びグリシジルメタクリレートなどのメタクリル酸エステルモノマー、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オクチル酸ビニル、及びネオデカン酸ビニルエステルなどのＣ３〜18脂肪族カルボン酸ビニルエステル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、及びフェニルビニルエーテルなどのビニルエーテルモノマー、アクリルアミドやメタクリルアミドなどのアミド系モノマー、マレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-プロピルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-トルイルマレイミドなどのマレイミド系モノマー、塩化ビニルや塩化ビニリデンなどのハロゲン化オレフィンモノマー、N-ビニルピロリドン、並びに、エチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリルアクリレート、及びアリルメタクリレートなどの多官能性ビニルモノマーなどが挙げられ、そのうち、より優れた効果を示す面で、アクリル酸エステルモノマー及び／又はメタクリル酸エステルモノマーが好ましい。 As the ethylenically unsaturated compound, ethylene, cyanovinyl monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, octyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, And acrylate monomers such as glycidyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, and methacrylate monomers such as glycidyl methacrylate, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caproate, Vinyl caprylate, vinyl laurate, vinyl stearate, bioctyl acid And C3-18 aliphatic carboxylic acid vinyl esters such as neodecanoic acid vinyl ester, vinyl ether monomers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and phenyl vinyl ether; amide monomers such as acrylamide and methacrylamide; maleimide; Maleimide monomers such as methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-toluylmaleimide, halogenated olefin monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride, N-vinylpyrrolidone, and ethylene glycol Dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, propylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glyco Rudimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, trimethylolpropane trimethacrylate, allyl acrylate, and polyfunctional vinyl monomers such as allyl methacrylate. In view of the effect, acrylate monomer and / or methacrylate monomer are preferable.
本エマルジョンの不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和化合物の共重合比は、より優れた効果を示す面で、不飽和カルボン酸類：エチレン性不飽和化合物＝20：１〜１：20が好ましく、５：１〜１：５がより好ましい。この範囲外では良好なアルカリ増粘性が得られない場合がある。 The copolymerization ratio of the unsaturated carboxylic acid and the ethylenically unsaturated compound in the present emulsion is preferably 20: 1 to 1:20, preferably unsaturated carboxylic acid: ethylenically unsaturated compound, from the viewpoint of exhibiting more excellent effects. : 1 to 1: 5 is more preferable. Outside this range, good alkali thickening may not be obtained.
本エマルジョンの使用量は、セメント100部に対して、固形分換算で0.1〜２部が好ましく、0.2〜１部がより好ましい。0.1部未満では増粘効果が少なくなり、フローが大きくなり、水中不分離性が悪くなる場合があり、２部を超えると初期強度発現性が悪くなる場合がある。 使用 The amount of the emulsion used is preferably 0.1 to 2 parts, more preferably 0.2 to 1 part in terms of solid content based on 100 parts of cement. If the amount is less than 0.1 part, the thickening effect is reduced, the flow is increased, and the inseparability in water may be deteriorated. If the amount exceeds 2 parts, the initial strength expression may be deteriorated.
本発明で使用する石炭灰は、石炭を燃焼させた後にでる灰であり、石炭を燃焼した灰で篩等を通していない石炭灰原粉、集塵して得られたフライアッシュなどが挙げられる。
石炭灰は細かければ細かいほど可塑性の面で好ましい。具体的には、200メッシュなどの篩を通した微粉や、集塵機で得られたフライアッシュが好ましい。
石炭灰の使用量は、石炭灰の種類や品質により変わるため一義的に規定することはできないが、一般的には、セメント100部に対して、50〜500部が好ましく、100〜300部がより好ましい。50部未満では粘度が上昇せず、フローが大きくなり、水中不分離性が悪くなる場合があり、500部を超えると粘性が高くなり過ぎ、セメント組成物を混合できない場合がある。
The coal ash used in the present invention is ash obtained after burning coal, and examples thereof include raw coal ash powder obtained by burning coal and not passing through a sieve or the like, and fly ash obtained by collecting dust.
The finer the coal ash, the more preferable in terms of plasticity. Specifically, fine powder passed through a sieve such as 200 mesh or fly ash obtained by a dust collector is preferable.
The amount of coal ash used can vary depending on the type and quality of coal ash and cannot be unambiguously defined.In general, however, 50 to 500 parts are preferable, and 100 to 300 parts are preferable for 100 parts of cement. More preferred. If the amount is less than 50 parts, the viscosity does not increase, the flow increases, and the inseparability in water may deteriorate. If the amount exceeds 500 parts, the viscosity becomes too high, and the cement composition may not be mixed.
本発明で使用する硬化促進剤はアルミン酸塩と硫酸塩を含有するものである。 硬化 The curing accelerator used in the present invention contains an aluminate and a sulfate.
ここで、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、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸カルシウムなどが挙げられ、硫酸塩としては、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カリウム、カリウム明礬、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム、及び硫酸鉄等が挙げられる。 Here, examples of the aluminate include lithium aluminate, sodium aluminate, potassium aluminate, and calcium aluminate, and examples of the sulfate include lithium sulfate, sodium sulfate, magnesium sulfate, potassium sulfate, potassium alum, Examples include calcium sulfate, aluminum sulfate, and iron sulfate.
アルミン酸塩としては、強度発現性の面でアルミン酸カルシウムが好ましい。
アルミン酸カルシウムとは、カルシアを含む原料と、アルミナを含む原料等とを混合して、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物質、あるいは、CaOとAl2O3とを主成分とするものに、これらが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。
これらの中では、反応活性の面で、非晶質のアルミン酸カルシウムが好ましく、12CaO・7Al2O3組成に対応する熱処理物を急冷した非晶質のアルミン酸カルシウムがより好ましい。
アルミン酸カルシウムの粒度は、ブレーン値で3,000cm2/g以上が好ましく、5,000cm2/g以上がより好ましい。3,000cm2/g未満では初期強度発現性が低下する場合がある。
As the aluminate, calcium aluminate is preferable from the viewpoint of strength development.
Calcium aluminate is obtained by mixing a raw material containing calcia, a raw material containing alumina, etc., and performing a heat treatment such as firing in a kiln or melting in an electric furnace to obtain CaO and Al 2 O 3 . The main component is a general term for substances having hydration activity, CaO and / or part of Al 2 O 3 is an alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, silicon oxide, titanium oxide, iron oxide, These substances are fixed to substances substituted with alkali metal halides, alkaline earth metal halides, alkali metal sulfates, alkaline earth metal sulfates, etc., or those containing CaO and Al 2 O 3 as main components. It is a dissolved substance. The mineral form may be crystalline or amorphous.
Among these, amorphous calcium aluminate is preferable in terms of reaction activity, and amorphous calcium aluminate obtained by rapidly cooling a heat-treated product corresponding to the composition of 12CaO · 7Al 2 O 3 is more preferable.
The particle size of the calcium aluminate is preferably 3,000 cm 2 / g or more in Blaine value, 5,000 cm 2 / g or more is more preferable. If it is less than 3,000 cm 2 / g, the initial strength expression may decrease.
本発明の硫酸塩の中では、強度発現性の面で、硫酸カルシウム及び／又は硫酸アルミニウムが好ましい。
硫酸カルシウムとしては、無水石膏、半水石膏、又は二水石膏等が挙げられ、これらの中では、強度発現性の面で、無水石膏が好ましい。
硫酸塩の粒度は、ブレーン値で3,000cm2/g以上が好ましく、5,000cm2/g以上がより好ましい。3,000cm2/g未満では強度発現性が低下する場合がある。
Among the sulfates of the present invention, calcium sulfate and / or aluminum sulfate are preferred from the viewpoint of strength development.
Examples of the calcium sulfate include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, gypsum and the like, and among these, anhydrous gypsum is preferable in terms of strength development.
The particle size of the sulfate is preferably from 3,000 cm 2 / g or more in Blaine value, 5,000 cm 2 / g or more is more preferable. If it is less than 3,000 cm 2 / g, strength developability may decrease.
アルミン酸塩と硫酸塩の配合割合は、アルミン酸塩100部に対して、20〜500部が好ましく、50〜150部がより好ましい。20部未満では強度発現性が小さくなる場合があり、500部を超えるとフローが大きくなり、水中不分離性が悪くなり、長期強度発現性が小さくなる場合がある。 The mixing ratio of the aluminate and the sulfate is preferably 20 to 500 parts, more preferably 50 to 150 parts, per 100 parts of the aluminate. If the amount is less than 20 parts, the strength developability may decrease. If the amount exceeds 500 parts, the flow may increase, the inseparability in water may deteriorate, and the long-term strength developability may decrease.
硬化促進剤の使用量は、セメント100部に対して、１〜30部が好ましく、２〜20部がより好ましい。１部未満ではフローが大きくなり、水中不分離性が悪くなり、強度発現性が小さくなる場合があり、30部を超えると長期強度が小さくなる場合がある。 (4) The amount of the curing accelerator used is preferably 1 to 30 parts, more preferably 2 to 20 parts, based on 100 parts of cement. If the amount is less than 1 part, the flow becomes large, the inseparability in water is deteriorated, and the strength developability may decrease. If the amount exceeds 30 parts, the long-term strength may decrease.
本発明のセメント組成物に、砂や砂利等の骨材、減水剤、及び防凍剤等を併用することも可能である。 骨 It is also possible to use aggregates such as sand and gravel, water reducing agents, anti-freezing agents and the like in combination with the cement composition of the present invention.
本発明で使用する水の量は特に限定されるものではないが、セメント100部に対して、100〜350部が好ましく、150〜200部がより好ましい。100部未満ではセメント組成物の混練が困難になる場合があり、350部を超えるとフローが大きくなり、水中不分離性が悪くなる場合がある。 量 The amount of water used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 100 to 350 parts, more preferably 150 to 200 parts, per 100 parts of cement. If the amount is less than 100 parts, kneading of the cement composition may be difficult. If the amount is more than 350 parts, the flow becomes large, and the inseparability in water may be deteriorated.
本発明のセメント組成物は、セメント、本エマルジョン、及び石炭灰、又は、セメント、本エマルジョン、アルミン酸塩と硫酸塩を含有してなる硬化促進剤、及び石炭灰を混合して得られる。
セメント組成物の混合方法は特に規定されるものではないが、セメントと石炭灰をあらかじめ水と混合したセメント−石炭灰液をＡ液とし、アルミン酸塩と硫酸塩を含有してなる硬化促進剤と水との混合物(以下、硬化促進剤液という)と、本エマルジョンと水との混合物(以下、本エマルジョン液という)とを混合してＢ液とし、使用直前にこのＡ液とＢ液を混合することにより、また、セメント−石炭灰液をＡ液とし、硬化促進剤液をＢ液とし、本エマルジョン液をＣ液とし、使用直前にこのＡ液、Ｂ液、及びＣ液を混合することにより粘度を急激に上昇させる方法が好ましい。
なお、本エマルジョンと硬化促進剤をあらかじめ水と混合して溶液又は懸濁液とすることは、混合性が良好となり、増粘性の面から好ましい。
また、硬化促進剤は、水と混合すると硬化するおそれがあるので、硬化遅延剤を併用することが好ましい。
The cement composition of the present invention is obtained by mixing cement, the present emulsion, and coal ash, or mixing cement, the present emulsion, a hardening accelerator containing aluminate and sulfate, and coal ash.
The method of mixing the cement composition is not particularly limited, but a cement-coal ash liquid in which cement and coal ash are previously mixed with water is used as a liquid A, and a hardening accelerator containing aluminate and sulfate. And a mixture of water (hereinafter, referred to as a curing accelerator liquid) and a mixture of the present emulsion and water (hereinafter, referred to as a present emulsion liquid) to obtain a liquid B, and the liquid A and the liquid B are used immediately before use. By mixing, the cement-coal ash liquid is used as liquid A, the hardening accelerator liquid is used as liquid B, the emulsion liquid is used as liquid C, and the liquid A, liquid B and liquid C are mixed immediately before use. Thus, a method of rapidly increasing the viscosity is preferred.
It is preferable to mix the emulsion and the curing accelerator with water in advance to form a solution or a suspension, since the mixing property becomes good and the viscosity is increased.
Further, since the curing accelerator may be cured when mixed with water, it is preferable to use a curing retarder in combination.
硬化遅延剤としては、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、及びリンゴ酸等のオキシカルボン酸又はそれらのナトリウム塩やカリウム塩等であるオキシカルボン酸又はその塩、ホウ酸、トリポリリン酸塩、並びに、ピロリン酸塩等が挙げられ、これらの硬化遅延剤の一種又は二種以上を併用することが可能である。これらの中では、遅延効果が大きい面で、オキシカルボン酸塩が好ましく、クエン酸ナトリウムがより好ましい。
硬化遅延剤の使用量は、セメント100部に対して、0.01〜10部が好ましく、0.05〜５部がより好ましい。0.01部未満では遅延効果が小さい場合があり、10部を超えると強度発現性が小さくなる場合がある。
Examples of the curing retarder include oxycarboxylic acids such as citric acid, tartaric acid, gluconic acid, and malic acid, or oxycarboxylic acids or salts thereof such as sodium and potassium salts thereof, boric acid, tripolyphosphate, and pyrroline. An acid salt and the like can be mentioned, and one or more of these curing retarders can be used in combination. Among these, oxycarboxylates are preferred, and sodium citrate is more preferred, in terms of a large delay effect.
The amount of the setting retarder used is preferably 0.01 to 10 parts, more preferably 0.05 to 5 parts, per 100 parts of cement. If the amount is less than 0.01 part, the retarding effect may be small, and if it exceeds 10 parts, the strength expression may be reduced.
実際の使用にあたって本エマルジョンや硬化促進剤は、添加混合がしやすい面から、水と混合して使用することが好ましい。
その場合の水の使用量は特に限定されるものではないが、本エマルジョンの場合は、本エマルジョンの固形分の５倍から20倍の水で希釈することが好ましく、硬化促進剤の場合は、その１倍から３倍に希釈することが好ましい。水の量がこれより少ないと粘性が高くなり混合性が悪くなる場合があり、水の量が多くなると、その希釈水の希釈効果が多くなり、水中不分離性が悪くなる場合がある。
本発明において、セメント、石炭灰、及び水を混合したセメント-石炭灰液のＡ液と、本エマルジョン液-硬化促進剤液のＢ液を別々に圧送し、ノズル先端で合流混合しながら使用することも可能であるが、セメント-石炭灰液のＡ液、本エマルジョンと水とを混合して２倍量にした本エマルジョン液のＢ液、及び硬化促進剤と水とを混合して２倍量にした硬化促進剤液のＣ液の三種類の液を別々に圧送し、ノズル先端で合流混合しながら使用することがより好ましい。
In actual use, the emulsion and the curing accelerator are preferably used by mixing with water from the viewpoint of easy addition and mixing.
The amount of water used in this case is not particularly limited, but in the case of the present emulsion, it is preferable to dilute with 5 to 20 times the solid content of the present emulsion, and in the case of a curing accelerator, It is preferable to dilute it 1 to 3 times. If the amount of water is smaller than this, the viscosity may be increased and the mixing property may be deteriorated. If the amount of water is increased, the effect of diluting the diluted water may be increased and the inseparability in water may be deteriorated.
In the present invention, cement, coal ash, and liquid A of cement-coal ash liquid mixed with water and liquid B of the present emulsion liquid-hardening accelerator liquid are separately pumped and used while being combined and mixed at the nozzle tip. It is also possible to mix the solution A of the cement-coal ash solution, the solution B of the present emulsion solution prepared by mixing the emulsion and water to a double volume, and the mixture of the hardening accelerator and water to obtain a double solution. It is more preferable that the three kinds of liquids of the curing accelerator liquid in the amount of the liquid C are separately pumped and used while being combined and mixed at the nozzle tip.
セメント組成物の合流混合の方法としては、Ｙ字管等の混合管を使用する方法、三重管を使用する方法、及び本エマルジョン液のＢ液と硬化促進剤液のＣ液を、それぞれシャワー状にセメント-石炭灰液のＡ液に合流混合させるためのインレットピースを使用する方法等が挙げられる。
また、セメント組成物をより均一に混合するため、合流混合後の管中にスパイラル状のミキサをセットし、さらにセメント組成物を混合する方法も挙げられる。
As a method of mixing and mixing the cement composition, a method using a mixing tube such as a Y-tube, a method using a triple tube, and a method in which the liquid B of the present emulsion liquid and the liquid C of the hardening accelerator liquid are showered respectively And a method using an inlet piece for merging and mixing with the liquid A of cement-coal ash liquid.
In addition, in order to mix the cement composition more uniformly, a method of setting a spiral mixer in a pipe after the merging and mixing, and further mixing the cement composition may be used.
セメント100部に対して、表１に示す量の石炭灰と水をミキサーで混練してＡ液を作製した。
次に、セメント100部に対して、固形分換算で0.5部の本エマルジョンαと水５部を混合してＢ液とた。
Ａ液とＢ液をミキサーに投入し、５秒間混練し、混練物を調製した。
調製した混練物の、フロー、水中不分離性、及び圧縮強度を測定した。結果を表１に併記する。
Liquid A was prepared by kneading 100 parts of cement with the amounts of coal ash and water shown in Table 1 using a mixer.
Next, with respect to 100 parts of cement, 0.5 part of the present emulsion α in terms of solid content and 5 parts of water were mixed to obtain a liquid B.
Solution A and solution B were charged into a mixer and kneaded for 5 seconds to prepare a kneaded product.
The flow, inseparability in water, and compressive strength of the kneaded material thus prepared were measured. The results are also shown in Table 1.
＜使用材料＞
セメント ：普通ポルトランドセメント、市販品
本エマルジョンα：固形分濃度30％、エチルアクリレート：メタクリル酸＝45：55のエチルアクリレート／メタクリル酸共重合ポリマーエマルジョン
石炭灰ア ：フライアッシュ、市販品
石炭灰イ ：石炭灰原粉、市販品
<Material used>
Cement: Ordinary Portland cement, commercial product Emulsion α: Solid content concentration 30%, ethyl acrylate: methacrylic acid = 45:55 ethyl acrylate / methacrylic acid copolymer emulsion Coal ash A: Fly ash, commercially available coal ash A: Raw coal ash powder, commercial product
＜測定方法＞
フロー ：内径80mm、高さ80mmのシリンダーに混練物を入れ、シリンダーを引き抜いた後の広がりを２分後に測定
水中不分離性：土木学会の水中不分離コンクリート設計施工指針付属書の水中分離度試験に準じて実施、水の濁りが全くない場合を優、水の濁りがわずかにある場合を良、水の濁りはあるが実用可能の場合を可、及び材料が分離し、水の濁りが大の場合を不可
圧縮強度 ：JIS R 5201に準じて測定
<Measurement method>
Flow: Put the kneaded material in a cylinder with an inner diameter of 80 mm and a height of 80 mm, and measure the spread after pulling out the cylinder after 2 minutes. Excellent if no water turbidity, good if slight water turbidity, good if water turbid but practicable, and material separated and large water turbidity Incompressible strength in case of: Measured according to JIS R 5201
セメント100部に対して、表２に示す量の石炭灰と水をミキサーで混練してＡ液を作製した。
次に、セメント100部に対して、固形分換算で0.5部の本エマルジョンαと水５部を混合してＢ液とし、アルミン酸塩と硫酸塩の等量配合の硬化促進剤ａ５部と水10部を混合してＣ液とした。
Ａ液、Ｂ液、及びＣ液をミキサーに続けて投入したこと以外は実施例１と同様に行った。
結果を表２に併記する。
Liquid A was prepared by kneading coal ash and water in the amounts shown in Table 2 with a mixer with respect to 100 parts of cement.
Next, with respect to 100 parts of cement, 0.5 part of the present emulsion α and 5 parts of water in terms of solid content were mixed to obtain a liquid B, and 5 parts of a hardening accelerator a having an equal mixture of aluminate and sulfate were added to water. 10 parts were mixed to obtain solution C.
The same operation as in Example 1 was performed except that the liquids A, B, and C were continuously charged into the mixer.
The results are also shown in Table 2.
＜使用材料＞
アルミン酸塩：アルミン酸カルシウム、12CaO・7Al2O3組成に対応する熱処理物を急冷したもの、非晶質、ブレーン値6,000cm2/g
硫酸塩 ：無水石膏、ブレーン値5,400cm2/g
<Material used>
Aluminate: Calcium aluminate, quenched heat-treated material corresponding to 12CaO · 7Al 2 O 3 composition, amorphous, Blaine value 6,000cm 2 / g
Sulfate: Anhydrite, Blaine 5,400cm 2 / g
セメント100部、石炭灰ア200部、及び水180部をミキサーで混練してＡ液を作製し、セメント100部に対して、表３に示す本エマルジョンと、本エマルジョンの10倍量の水とを混合してＢ液とし、硬化促進剤ａ５部と水10部を混合してＣ液としたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
なお、比較のため、本エマルジョンの代わりにアルカリ増粘性を有さない非本エマルジョンを用いて同様な実験を行った。結果を表３に併記する。
100 parts of cement, 200 parts of coal ash and 180 parts of water were kneaded with a mixer to prepare a liquid A, and 100 parts of cement was mixed with the present emulsion shown in Table 3 and 10 times the amount of water of the present emulsion. Was made into solution B, and 5 parts of curing accelerator a and 10 parts of water were mixed to obtain solution C, and the same procedure as in Example 1 was carried out. The results are also shown in Table 3.
For comparison, a similar experiment was conducted using a non-main emulsion having no alkali thickening instead of the main emulsion. The results are also shown in Table 3.
＜使用材料＞
本エマルジョンβ：固形分濃度30％、エチルアクリレート：メタクリル酸＝45：55のエチレン／酢酸ビニル共重合ポリマーエマルジョン70部と、エチレン：酢酸ビニル＝18：82のエチルアクリレート／アクリル酸共重合ポリマーエマルジョン30部の混合物
非本エマルジョン：固形分濃度30％、スチレン：2-エチルヘキシルアクリレート＝45：55のスチレン／2-エチルヘキシルアクリレート共重合ポリマーエマルジョン
<Material used>
This emulsion β: solid content concentration 30%, ethyl acrylate: methacrylic acid = 45: 55 ethylene / vinyl acetate copolymer emulsion 70 parts, ethylene: vinyl acetate = 18: 82 ethyl acrylate / acrylic acid copolymer emulsion 30 parts mixture non-emulsion: styrene / 2-ethylhexyl acrylate copolymer emulsion with solid content of 30%, styrene: 2-ethylhexyl acrylate = 45: 55
セメント100部、石炭灰ア200部、及び水180部をミキサーで混練してＡ液を作製し、セメント100部に対して、固形分換算で0.5部の本エマルジョンαと水５部を混合してＢ液を作製し、アルミン酸塩とアルミン酸塩100部に対して表３に示す硫酸塩とを混合した硬化促進剤を、セメント100部に対して、表４に示す量、硬化促進剤の２倍量の水、及び硬化遅延剤0.1部を混合してＣ液を作製したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表４に併記する。 100 parts of cement, 200 parts of coal ash and 180 parts of water are kneaded with a mixer to prepare a liquid A, and 0.5 part of the present emulsion α and 5 parts of water are mixed with 100 parts of cement in terms of solid content. A solution B was prepared by mixing a curing accelerator obtained by mixing aluminate and a sulfate shown in Table 3 with respect to 100 parts of the aluminate, and a curing accelerator in an amount shown in Table 4 with respect to 100 parts of cement. The same procedure as in Example 1 was carried out except that a liquid C was prepared by mixing twice the amount of water and 0.1 part of a curing retarder. The results are shown in Table 4.
＜使用材料＞
硬化遅延剤：オキシカルボン酸塩、クエン酸ナトリウム、市販品
<Material used>
Curing retardant: oxycarboxylate, sodium citrate, commercial product
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