JP2008088040A - Cement composition for fixing bolt and continuous construction method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土木、建築分野、特に、道路、鉄道及び導水路等のトンネル工事において、ロックボルト工法のボルト定着や補助工法で使用するボルトの定着及び法面等のアンカー工法のボルト定着に使用できる定着用セメント組成物及びその連続施工方法に関する。 The present invention is used in the civil engineering and construction fields, particularly in tunnel construction such as roads, railways, and waterways, for fixing bolts in the lock bolt method and bolts used in the auxiliary method and anchoring in anchor methods such as slopes. The present invention relates to a fixing cement composition and a continuous construction method thereof.
従来、トンネルや法面工事では構造物の長期安全性確保のため、構造物周辺地盤を安定させることを目的にロックボルト工法やアンカー工法が行われている。
これらの工法は、地盤を削孔機により、所定の深度まで削孔し、その後、鋼製のボルトを挿入し、地盤と一体化する事により土砂を拘束し崩落を防止する目的で行われている。また、鋼製ボルトを定着する方法として、材料を充填しボルトを定着する方法は定着式と呼ばれ、通常、セメントと砂を混ぜたドライモルタルに現場で水を加え調整したモルタルが一般的に使用されている。
Conventionally, in order to ensure long-term safety of structures in tunnels and slope works, rock bolt methods and anchor methods have been carried out for the purpose of stabilizing the ground around the structure.
These methods are performed for the purpose of constraining soil and preventing collapse by drilling the ground to a predetermined depth with a drilling machine, then inserting steel bolts and integrating with the ground. Yes. Also, as a method of fixing steel bolts, the method of fixing bolts by filling materials and fixing the bolts is called fixing type. Generally, mortars that are adjusted by adding water to the dry mortar mixed with cement and sand are generally used. in use.
ロックボルト工法ではトンネル断面に対し上向きに施工する場合、通常使用している定着材は、自重によりダレが発生して孔内から徐々に流出しボルト定着が一部不完全になることがある。また、流失を防ぐために作業者がボルトを挿入中、又は挿入後も孔の口元を塞ぐ必要があり、高所で安全に作業を行うことが難しいという問題がある。
一方、これらボルト施工を行う地盤が地下水位より下または透水性の高い地盤の場合、削孔した孔を通じ湧水が流れ出たり、削孔後に孔の中に水が溜まるケースがある。その様な状況で定着材を充填すると湧水によりモルタルが洗い流されボルト定着が行えない場合や、ボルトが露出し発錆の原因になったりする。施工できる程度の湧水量でも充填したモルタルが硬化するまでに水で希釈され強度が低下し十分な効果が得られない場合があった。また、その対策としてモルタルの水/材料比を下げ、流動性(フロー値)を下げることにより、水に対する分離抵抗性を増す方法が行われているが、流動性を下げると孔への充填性が悪くなり、また、その後ロックボルトを挿入すると挿入抵抗が大きくなり、作業性が低下するという課題があった。
When the rock bolt construction method is applied upward with respect to the cross section of the tunnel, the fixing material that is normally used may sag due to its own weight and gradually flow out of the hole, and the bolt fixing may be partially incomplete. In addition, in order to prevent the loss, it is necessary for the operator to close the mouth of the hole during or after the insertion of the bolt, and there is a problem that it is difficult to work safely at a high place.
On the other hand, when the ground on which these bolts are constructed is below the groundwater level or has high water permeability, there are cases where spring water flows out through the drilled holes or water accumulates in the holes after drilling. If the fixing material is filled in such a situation, the mortar is washed away by the spring water and the bolt cannot be fixed, or the bolt is exposed to cause rusting. Even when the amount of spring water was enough to be applied, the mortar filled was diluted with water until it hardened, resulting in a decrease in strength and a sufficient effect could not be obtained. As a countermeasure, the water / material ratio of the mortar is lowered and the flowability (flow value) is lowered to increase the separation resistance against water. Further, when the lock bolt is inserted after that, the insertion resistance increases, and the workability is lowered.
上記のような課題を解決し、「孔への充填時は良好な流動性を保ち、充填後静置すると急激な粘度上昇を示し、逸流や材料分離を防止できるモルタルを得る」ためのボルト定着用セメント組成物が公知である(特許文献1参照)。
特許文献1の発明の構成は、「セメントに、膨張材、アルカリ金属アルミン酸塩及びアルカリ金属炭酸塩を配合してなるセメント組成物、或いはこれに細骨材を配合してなるセメント組成物であり、このセメント組成物から得られたモルタルを、削孔した孔に注入した後、ボルトを挿入して定着し、或いは削孔した孔にボルトを挿入した後、このセメント組成物を、水と混練して削孔した孔とボルトの隙間から充填してボルトを定着することを特徴とする。」(段落[0005])ものであり、このボルト定着用セメント組成物を用いることにより「道路、鉄道、導水路等のトンネルにおけるロックボルト工法や掘削時の注入工法、及び法面のアンカー工法等において、ポンプでの圧送時は良好な流動性を保ち、圧送停止後静置すると急激に粘度が上昇し、孔からの逸流や材料分離を防止できるため、確実なボルト定着が可能となる。」(段落[0007])という効果を奏するものであるが、水に対する材料分離の防止を更に求められていた。
The configuration of the invention of Patent Document 1 is “a cement composition in which an expansive material, an alkali metal aluminate and an alkali metal carbonate are blended into cement, or a cement composition in which a fine aggregate is blended with this. The mortar obtained from the cement composition is injected into the drilled hole and fixed by inserting a bolt, or the bolt is inserted into the drilled hole, and then the cement composition is mixed with water. It is characterized in that the bolt is fixed by filling through the gap between the kneaded hole and the bolt and the bolt "(paragraph [0005]). By using this cement composition for fixing a bolt," road, The rock bolt method in tunnels such as railways and waterways, injection methods during excavation, and anchor methods for slopes, etc. maintain good fluidity when pumped with a pump, and suddenly stand still after pumping is stopped. This increases the degree and prevents the escape from the hole and material separation, so that the bolt can be firmly fixed. ”(Paragraph [0007]). There was further demand.
また、ボルト定着材(ボルト定着用セメント組成物)に或る程度の粘性を付与してダレ落ちを少なくするために、増粘剤として、セルロース系、アクリル酸重合体系、ウエランガム等を用いることも公知である(特許文献2、段落[0006]、請求項1〜4参照)。 そして、特許文献2には、「定着材としてのセメントペーストまたはセメントモルタルにウエランガムを適量配合すると,流動性をそれほど低下させずに孔からのだれ落ちを防止することができる」(段落[0012])こと、「ウエランガムを添加した定着材は水セメント比を30%以上としても圧力作用下でブリージングをゼロにすることができる。このため,定着材の接着強度が良好となる。」(段落[0027])ことが記載され、「プレミックスセメント(ポルトランドセメントと砂を予め1:1で混合したもの)20kg+水5kg」に対してウエランガムを2.5g配合した定着材(段落[0029])が示されているが、ウエランガム以外の増粘剤を添加した定着材について、流動性を確保しつつ、ダレ落ち、材料分離を防止するためのセメント/細骨材比、増粘剤(分離防止剤)の添加率等の記載はない。
さらに、PCグラウト材、セルフレベリング材等として用いるセメント組成物に分離防止剤として、セルロース系高分子化合物を用いることも公知である(例えば、特許文献3〜5参照)。
特許文献3には、「特に増粘剤としてセルロース系高分子化合物を用いるとブリージングの発生を防止する。このブリージングの発生は、増粘剤の量を調整することによって抑えられ、増粘剤の添加量は、セメント100重量部に対して、0.20〜0.32重量部である。増粘剤の添加量が、0.20重量部未満では、ブリージング防止効果がなく、増粘剤の添加量が0.32重量部を超えると流動性が悪くなる。」(段落[0009])と記載されているが、特許文献3に記載された発明は、「プレミックス型低粘性PCグラウト材」に関するもので、細骨材を配合したボルト定着用セメント組成物についての流動性、ダレ性の改善、材料分離の防止という課題は示唆されていない。 Patent Document 3 states that “especially when a cellulose-based polymer compound is used as a thickener, the occurrence of breathing is prevented. The occurrence of this breathing can be suppressed by adjusting the amount of the thickener. The addition amount is 0.20 to 0.32 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement.If the addition amount of the thickener is less than 0.20 parts by weight, there is no effect of preventing bleeding, and the thickener Although the fluidity is deteriorated when the addition amount exceeds 0.32 parts by weight ”(paragraph [0009]), the invention described in Patent Document 3 describes“ a premix type low-viscosity PC grout material. The problem of improvement in fluidity and sagging property and prevention of material separation is not suggested for the bolt fixing cement composition containing fine aggregate.
特許文献4には、「セメント・骨材比(重量比)75/25〜20/80の混合物100重量部と水10〜40重量部を加えてなる基材に、2%水溶液粘度が100〜30,000mPa・sのセルロースエーテル0.01〜1重量部及び微生物発酵増粘多糖類0.005〜1重量部を添加することによって材料分離がなく、流動性が向上したモルタル組成物を得ることができ」(段落[0007])ることが記載され、また、「骨材の最大粒径は、当該組成物の最小塗り厚、硬化後の表面平滑性に影響する。骨材は、一般の生コンクリート用細骨材、あるいは左官砂を用いることができ、川砂、山砂、陸砂、海砂、硅砂のなどの天然砂、砕砂または砕砂と天然砂の混合砂として、その粒径が5mm以下、FMが1.5〜3.0程度のもののが良く、好ましくは2.5mm以下が望ましい。」(段落[0010])、「本発明の組成物に用いられるセメント細骨材比S/Cは、0.5〜4の範囲がよい。0.5未満では、形成される硬化体にプラスチック収縮ひび割れ、浮きを生ずる。一方、4を超えると、S当該組成物の流動性が低下し、形成される硬化体の仕上がり面のレベル精度が低下する。」(段落[0011])、「増粘剤は、当該組成物が硬化する間の材料分離を防止し、ブリージング水を抑制しレベル精度、平滑性を維持し、硬化体表面の白華を抑制するためのものである。増粘剤の具体例としては、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、グリオキザール付加ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロースエーテル類、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ等の水溶性高分子等が挙げられる。増粘材は、0.01〜1重量部の範囲とする。」(段落[0013])と記載されているが、特許文献4に記載された発明は、「床面施工用高流動モルタル組成物」として用いることを前提とするものであり、細骨材を配合したボルト定着用セメント組成物に適用する場合の、流動性を確保しつつ、ダレ落ち、材料分離を防止するためのセメント/細骨材比、分離防止剤の添加率、細骨材の粒径等を示唆するものではない。 Patent Document 4 states that “a base material obtained by adding 100 parts by weight of a cement / aggregate ratio (weight ratio) 75/25 to 20/80 and 10 to 40 parts by weight of water has a 2% aqueous solution viscosity of 100 to 100%. By adding 0.01 to 1 part by weight of cellulose ether of 30,000 mPa · s and 0.005 to 1 part by weight of microbial fermentation thickening polysaccharide, there is no material separation and a mortar composition having improved fluidity is obtained. “The maximum particle size of the aggregate affects the minimum coating thickness of the composition and the surface smoothness after curing. Fine aggregate for ready-mixed concrete or plastering sand can be used. Natural sand such as river sand, mountain sand, land sand, sea sand, dredged sand, crushed sand or mixed sand of crushed sand and natural sand, the particle size is 5mm In the following, the FM is about 1.5 to 3.0. Good, preferably 2.5 mm or less is desirable ”(paragraph [0010]),“ the cement fine aggregate ratio S / C used in the composition of the present invention is in the range of 0.5-4. If it is less than 5, plastic shrinkage cracks and floating occur in the formed cured body, whereas if it exceeds 4, the fluidity of the S composition is lowered, and the level accuracy of the finished surface of the formed cured body is lowered. (Paragraph [0011]), “Thickeners prevent material separation during curing of the composition, suppress breathing water, maintain level accuracy and smoothness, and improve whiteness on the surface of the cured product. Specific examples of thickeners include methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, and glyoxal-added hydroxypropylene. Examples thereof include cellulose ethers such as methylcellulose and carboxymethylcellulose, water-soluble polymers such as polyacrylamide, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, etc. The thickener is 0.01 to 1 part by weight. (Paragraph [0013]), the invention described in Patent Document 4 is premised on use as a “high-fluid mortar composition for floor construction”. , When applied to a bolt fixing cement composition containing fine aggregate, while maintaining fluidity, the cement / fine aggregate ratio to prevent dripping and material separation, the addition rate of separation inhibitor, It does not suggest the particle size of the fine aggregate.
特許文献5には、「本発明に用いられる分離防止剤としては、PCグラウトの充填性および分離抵抗性を改善する為に使用するものであり、20℃における2質量%水溶液の粘度が5,000〜50,000(cp)であることが好適である。5,000(cp)未満の場合では、PCグラウトの流動性は良くなるが、充填性が低下する傾向を示し、かつ、ブリーディングが発生する傾向を示す。また、50,000(cp)を超える場合は、逆にPCグラウトの流動性が低下する傾向を示す。使用できる分離防止剤の成分としては、セルロース系高分子化合物(例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース)や・・・・・を例示することができる。」(段落[0019])と記載されているが、細骨材を配合したボルト定着用セメント組成物についての流動性、ダレ性の改善、材料分離の防止という課題は示唆されていない。 Patent Document 5 states that “The anti-separation agent used in the present invention is used to improve the filling properties and separation resistance of PC grout, and the viscosity of a 2 mass% aqueous solution at 20 ° C. is 5, In the case of less than 5,000 (cp), the fluidity of the PC grout is improved, but the filling property tends to decrease, and bleeding is observed. In addition, when it exceeds 50,000 (cp), the fluidity of the PC grout tends to decrease, and as a component of the separation inhibitor that can be used, a cellulose polymer compound (for example, , Carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose) and ... "(Paragraph [0019])", but the problem of improvement in fluidity, sagging property, and prevention of material separation is suggested for the bolt fixing cement composition containing fine aggregate. It has not been.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、上記の従来技術では解決し得なかった、粘性を上げると施工性が悪く、粘性を下げると物性が低下するというボルト定着用セメント組成物についての二律背反の課題である。さらに、詳細にいえば、本発明の課題は、施工がスムーズに行える流動性を確保しつつもダレ性が少なく、また施工箇所に水がある状況下でも、水に希釈され分離すること無く施工可能なボルト定着用セメント組成物及びその連続施工方法を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is a trade-off with respect to the bolt fixing cement composition that cannot be solved by the above-described prior art, and that the workability is poor when the viscosity is raised and the physical properties are lowered when the viscosity is lowered. It is a problem. Furthermore, in detail, the problem of the present invention is that there is little sagging property while ensuring fluidity so that the construction can be performed smoothly, and even if there is water in the construction site, the construction is performed without being diluted and separated in water. An object of the present invention is to provide a possible bolt fixing cement composition and a method for continuously applying the cement composition.
本発明は、上記の課題を解決するために次の手段を採用するものである。
(1)セメント、細骨材及び分離防止剤を含有してなるボルト定着用セメント組成物において、セメント/細骨材の質量比が1/1.5〜2/1であり、水溶性セルロースエーテルである分離防止剤の添加率がセメントと細骨材の合計100質量部に対して0.01〜0.2質量部であることを特徴とするボルト定着用セメント組成物。
(2)前記分離防止剤の添加率がセメントと細骨材の合計100質量部に対して0.03〜0.1質量部であることを特徴とする前記(1)のボルト定着用セメント組成物。
(3)前記分離防止剤がヒドロキシアルキルアルキルセルロースであることを特徴とする前記(1)又は(2)のボルト定着用セメント組成物。
(4)前記分離防止剤は2%水溶液の粘度が1,000〜30,000mPa・sの範囲にあることを特徴とする前記(3)のボルト定着用セメント組成物。
(5)水とセメント組成物を連続的に供給し、練り混ぜ圧送する連続式練り混ぜミキサーポンプを使用し、そのときの水/セメント組成物比が0.17〜0.30の範囲で練り混ぜられることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか一項のボルト定着用セメント組成物の連続施工方法。
なお、本発明における部や%は特に規定しない限り質量基準で示す。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
(1) A bolt fixing cement composition comprising a cement, a fine aggregate and an antiseparation agent, wherein the mass ratio of cement / fine aggregate is 1 / 1.5-2 / 1, and is a water-soluble cellulose ether A bolt fixing cement composition, wherein the addition rate of the separation preventing agent is 0.01 to 0.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of cement and fine aggregate.
(2) The bolt fixing cement composition according to (1), wherein an addition ratio of the separation preventing agent is 0.03 to 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of cement and fine aggregate. object.
(3) The bolt fixing cement composition according to (1) or (2), wherein the separation preventing agent is hydroxyalkylalkylcellulose.
(4) The cement composition for bolt fixing according to (3) above, wherein the anti-separation agent has a 2% aqueous solution having a viscosity of 1,000 to 30,000 mPa · s.
(5) Using a continuous mixing mixer pump that continuously supplies water and cement composition, and kneads and feeds the mixture, and kneads the water / cement composition ratio in the range of 0.17 to 0.30. The continuous construction method for a bolt fixing cement composition according to any one of (1) to (4), wherein the bolt fixing cement composition is mixed.
In the present invention, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
本発明のセメント組成物及び施工方法を用いることにより、従来の定着材と同等の流動性を有し、ダレ性が少なく、また湧水が発生する地盤でも希釈されること無く確実にボルトを定着可能な定着材及びその施工方法が可能となった。 By using the cement composition and construction method of the present invention, it has the same fluidity as a conventional fixing material, less drooping, and reliably fixes bolts without being diluted even in ground where spring water is generated. Possible fixing materials and construction methods are now possible.
本発明で使用するセメント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があげられ、いずれのセメントも使用可能だが、なかでも強度発現性の面より早強セメントが好ましい。 Cement used in the present invention is usually commercially available, such as normal, early strength, moderate heat and super early strength, such as Portland cement, various mixed cements such as fly ash and blast furnace slag mixed with these Portland cements, Any cement can be used, but in particular, early-strength cement is preferable in terms of strength development.
本発明で使用する細骨材の種類は特に限定するものではなく、川砂、山砂、石灰砂、珪砂等いずれも使用できる。
細骨材の最大寸法は、3.0mmが好ましく、2.0mm以下がより好ましい。3.0mmより大きいと練り混ぜ後のモルタルのフロー値が低くなるため、圧送時の圧力が高くなりポンプが停止したり、さらに圧送中にホース内で閉塞起こり施工性が悪くなる場合がある。
The type of fine aggregate used in the present invention is not particularly limited, and any of river sand, mountain sand, lime sand, silica sand, and the like can be used.
The maximum size of the fine aggregate is preferably 3.0 mm, more preferably 2.0 mm or less. If it is larger than 3.0 mm, the flow value of the mortar after kneading becomes low, so that the pressure at the time of pumping becomes high and the pump stops, and further, the pumping is blocked in the hose and the workability may be deteriorated.
本発明の組成物は、セメントと細骨材の含有率が質量比で1/1.5〜2.0が好ましく、1/1.5〜1.5がより好ましい。1/1.5より小さいと細骨材の割合が多くなるため、練り混ぜ後、セメントと細骨材が分離しやすい状態にあり、水中ではさらに顕著になり物性が低下することや、セメントの割合が少ないため、強度発現性が低くなる。また、2.0より大きいと強度発現性は十分であるが、流動性が高くなるため、水に対して分離しやすくなる。 In the composition of the present invention, the content ratio of cement and fine aggregate is preferably 1 / 1.5 to 2.0, more preferably 1 / 1.5 to 1.5 in terms of mass ratio. If the ratio is less than 1 / 1.5, the proportion of fine aggregate increases, so after mixing, the cement and fine aggregate are easily separated. Since the ratio is small, strength development is reduced. On the other hand, when the ratio is larger than 2.0, the strength development is sufficient, but the fluidity becomes high, so that it is easily separated from water.
本発明で使用する分離防止剤は、モルタルに粘性を付与することにより、水中でセメント組成物を構成するセメント粒子及び細骨材の分離を防止する材料である。分離防止剤としては、水溶性セルロースエーテルが好ましく、なかでもグルコース環の一部にヒドロキシアルキル基を付加したヒドロキシアルキルセルロースやヒドロキシアルキルアルキルセルロースが好ましく、ヒドロキシアルキルアルキルセルロースがより好ましい。またヒドロキシアルキルアルキルセルロースではヒドロキシエチルメチルセルロースが高温でも溶解度が高く所定の粘性を付与できるため好ましい。 The anti-separation agent used in the present invention is a material that prevents separation of cement particles and fine aggregates constituting the cement composition in water by imparting viscosity to the mortar. As the separation inhibitor, water-soluble cellulose ether is preferable, and hydroxyalkyl cellulose or hydroxyalkylalkyl cellulose in which a hydroxyalkyl group is added to a part of the glucose ring is preferable, and hydroxyalkylalkyl cellulose is more preferable. Of hydroxyalkylalkylcelluloses, hydroxyethylmethylcellulose is preferable because it has high solubility and can impart a predetermined viscosity even at high temperatures.
ヒドロキシアルキルアルキルセルロースでは、水に2%となるように溶解した水溶液の粘度が水温20℃で1,000以上、30,000mPa・s以下であるものが好ましく、3,000〜15,000mPa・sがより好ましく、5,000〜10,000mPa・sが特に好ましい。粘度が1,000mPa・sより小さいと分離防止効果が低く、また、30,000mPa・sより大きいと、粘性が高くミキサーの練り混ぜが困難になり、また、セメントの反応を阻害し強度低下を招く。 In the hydroxyalkylalkyl cellulose, the viscosity of the aqueous solution dissolved in water to be 2% is preferably 1,000 to 30,000 mPa · s at a water temperature of 20 ° C., preferably 3,000 to 15,000 mPa · s. Is more preferable, and 5,000 to 10,000 mPa · s is particularly preferable. When the viscosity is less than 1,000 mPa · s, the effect of preventing separation is low, and when it is greater than 30,000 mPa · s, the viscosity is high and mixing of the mixer becomes difficult, and the reaction of the cement is inhibited and the strength is reduced. Invite.
本発明の分離防止剤の添加率は、セメントと細骨材の合計重量100部に対して0.01〜0.2が好ましく、0.03〜0.1がより好ましく、0.05〜0.1が特に好ましい。0.01より小さいと水に対する分離防止効果が低く、0.2より大きいと粘性が高くなりすぎ練り混ぜが困難になり、さらにセメントの反応を阻害し強度低下を起こす。 The addition rate of the separation inhibitor of the present invention is preferably 0.01 to 0.2, more preferably 0.03 to 0.1, and more preferably 0.05 to 0 with respect to 100 parts of the total weight of cement and fine aggregate. .1 is particularly preferred. If it is less than 0.01, the effect of preventing separation from water is low, and if it is more than 0.2, the viscosity becomes too high and kneading becomes difficult, and further, the reaction of the cement is inhibited and the strength is lowered.
本発明のセメント組成物の練り混ぜ方法は、一般的に使用されておるパン型ミキサー、強制二軸式ミキサー等のバッチ式ミキサーはもちろんの事、練り混ぜ効率が劣るがミキサーと圧送ポンプが一体となっている連続式ミキサーポンプが使用可能であり、施工効率の面から連続式ミキサーポンプでの施工が好ましい。 The mixing method of the cement composition according to the present invention is not limited to a batch mixer such as a commonly used bread mixer and a forced twin screw mixer, but the mixing efficiency is inferior, but the mixer and the pump are integrated. The continuous mixer pump can be used, and the construction with the continuous mixer pump is preferable from the viewpoint of construction efficiency.
また、本セメント組成物の連続式ミキサーポンプによる練り混ぜの条件としては、練り水とセメント組成物がミキサーへ重量比で0.17〜0.3で調整することが好ましく、0.17〜0.27がより好ましい。0.17より小さいと練り混ぜが困難であり、0.3より大きいと、流動性が高すぎるため、水に対して分離しやすくなり耐水性が低下する。 Moreover, as conditions for kneading the present cement composition with a continuous mixer pump, it is preferable that the kneading water and the cement composition are adjusted to the mixer at a weight ratio of 0.17 to 0.3, 0.17 to 0. .27 is more preferred. If it is smaller than 0.17, kneading is difficult, and if it is larger than 0.3, the fluidity is too high, so that it is easily separated from water and the water resistance is lowered.
本発明のセメント組成物は、必要により消泡剤の併用が可能である。消泡剤の成分は特に規定されず市販の消泡剤のいずれも使用可能である。 The cement composition of the present invention can be used in combination with an antifoaming agent if necessary. The component of the antifoaming agent is not particularly defined, and any commercially available antifoaming agent can be used.
本発明のセメント組成物は、使用条件により収縮低減として膨張材、流動性を調整する材料としてシリカフューム、フライアッシュ、スラグ等のブレーン値が6,000cm2/g以上の無機粉体及びポリカルボン酸系、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系等の減水剤、早期強度発現にアルカリ金属塩やカルシウムアルミネート等の硬化促進剤の併用も可能である。 The cement composition of the present invention includes an inorganic powder having a brain value of 6,000 cm 2 / g or more and a polycarboxylic acid such as silica fume, fly ash, slag, etc. It is possible to use a water-reducing agent such as lignin-based, lignin-based, or naphthalenesulfonic acid-based, and a hardening accelerator such as an alkali metal salt or calcium aluminate for early strength development.
以下、実施例、比較例をあげて更に詳細に内容を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the contents are explained in detail, the present invention is not limited to these.
表1に示す配合比のセメント、細骨材の混合物100部に対して分離防止剤を0.05部混合しセメント組成物とした。次いで各セメント組成物100部に対して練り水が20部となるように調整しミキサーで2分間練り混ぜモルタルを作製し各種物性を測定した。
<使用材料>
セメント:早強ポルトランドセメント(電気化学工業製)
細骨材:石灰砂 最大寸法1.2mm以下(電気化学工業製)
分離防止剤:ヒドロキシエチルメチルセルロース、2%水溶液粘度5,000mPa・S(市販品)
<練り混ぜ方法>
モルタルミキサー:「JISR5201」に準拠
<測定方法>
a.圧縮強度:「JISR5201」に準拠
b.モルタルフロー:「JISR5201」に準拠
c.耐水性評価:容積12Lの水槽の中に水道水(pH7.6)を10Lを入れる。ミキサーで練り混ぜたモルタルの一部をφ8cm、高さ8cm円筒形の容器の中に充填し、それを水槽の中に入れ、その後静かに容器だけを引き上げる。次にモルタル側面から10cmの所に攪拌機の軸を置き回転数500rpmで10分間攪拌し、一定時間毎に水を採取し、pH、濁度(懸濁物質量)を測定しモルタルの分離状態を評価した。
d.pH:「JISZ8802」に準拠。HORIBA社製pHメーターD-51を用いた。
e.懸濁物質量:「JISK0102」に準拠
<目標値>
圧縮強度値、フロー値は、旧日本道路公団「トンネル施工管理要領、ロックボルト定着材品質基準(普通モルタル)」を、耐水性試験のpHと懸濁物質量は土木学会コンクリート標準示方書基準編「コンクリート用水中不分離性混和剤品質規格」を参考に目標値を設定した。
0.05 parts of an anti-separation agent was mixed with 100 parts of a mixture of cement and fine aggregate shown in Table 1 to obtain a cement composition. Subsequently, it adjusted so that kneading water might be 20 parts with respect to 100 parts of each cement composition, kneaded for 2 minutes with the mixer, and produced the mortar, and measured various physical properties.
<Materials used>
Cement: Early strong Portland cement (manufactured by Electrochemical Industry)
Fine aggregate: Lime sand Maximum dimension 1.2mm or less (manufactured by Electrochemical Industry)
Separation inhibitor: Hydroxyethyl methylcellulose, 2% aqueous solution viscosity 5,000 mPa · S (commercially available)
<Kneading method>
Mortar mixer: Conforms to “JISR5201” <Measurement method>
a. Compressive strength: according to “JISR5201” b. Mortar flow: according to “JISR5201” c. Water resistance evaluation: 10 L of tap water (pH 7.6) is put into a water tank with a volume of 12 L. A portion of the mortar kneaded with a mixer is filled into a cylindrical container having a diameter of 8 cm and a height of 8 cm, which is put into a water tank, and then only the container is gently lifted. Next, place the stirrer shaft 10 cm from the side of the mortar and stir at 500 rpm for 10 minutes, collect water at regular intervals, measure the pH and turbidity (suspended substance amount), and determine the separation state of the mortar. evaluated.
d. pH: Conforms to “JISZ8802”. A pH meter D-51 manufactured by HORIBA was used.
e. Suspended substance amount: Conforms to “JISK0102” <Target value>
For compressive strength values and flow values, refer to the former Japan Highway Public Corporation “Tunnel Management Guidelines, Rock Bolt Fixing Material Quality Standards (Normal Mortar)”. The target value was set with reference to “Underwater separable admixture quality standard for concrete”.
表1より、セメント/細骨材比を1/1.5〜2/1とした本発明例のモルタルは、セメントと細骨材の分離が少なく、強度発現性が十分であり、適当な流動性を有することが分かる(実験No.1-2〜No.1-5)。セメントと細骨材の分離をより少なくすると共に、流動性を抑えるためには、セメント/細骨材比を1/1.5〜1.5/1とすることが好ましい(実験No.1-2〜No.1-4)。これに対して、セメント/細骨材比が1/2と小さい比較例のモルタルは、流動性が低くなりすぎ、水に対して分離しやすい(実験No.1-1)。 From Table 1, the mortar of the present invention example having a cement / fine aggregate ratio of 1 / 1.5-1 / 2 has little separation of cement and fine aggregate, has sufficient strength development, and has an appropriate flow. (Experiment No. 1-2 to No. 1-5). In order to reduce the separation of cement and fine aggregate and to suppress fluidity, the cement / fine aggregate ratio is preferably 1 / 1.5 to 1.5 / 1 (Experiment No. 1- 2 to No.1-4). On the other hand, the mortar of the comparative example having a small cement / fine aggregate ratio of 1/2 is too low in fluidity and easily separated from water (Experiment No. 1-1).
セメント、細骨材の質量比を1とし、それに分離防止剤を表2の配合となるように混合しセメント組成物とした。次いで各セメント組成物100部に対して練り水が20部となるように調整しミキサーで練り混ぜモルタルを作製し各種物性を測定した。 The mass ratio of cement and fine aggregate was set to 1, and an anti-separation agent was mixed with the composition shown in Table 2 to obtain a cement composition. Subsequently, it adjusted so that mixing water might be 20 parts with respect to 100 parts of each cement composition, knead | mixed with the mixer, produced the mortar, and measured various physical properties.
表2より、セメント、細骨材の混合物100部に対して分離防止剤を0.01〜0.2部混合した本発明例のモルタルは、セメントと細骨材の分離が少なく、強度発現性が十分であり、適当な流動性を有することが分かる(実験No.2-2〜No.2-5、No.1-3)。セメントと細骨材の分離をより少なくすると共に、流動性を改善するためには、セメント、細骨材の混合物100部に対して分離防止剤を0.03〜0.1部混合することが好ましい(実験No.2-3、No.1-3、No.2-4)。これに対して、分離防止剤を添加しない比較例のモルタルは、強度発現性は十分であり、流動性は高いが、水に対して分離しやすい(実験No.2-1)。 From Table 2, the mortar of the present invention example in which 0.01 to 0.2 part of the separation inhibitor is mixed with 100 parts of the mixture of cement and fine aggregate has little separation between the cement and the fine aggregate, and develops strength. Is sufficient and has an appropriate fluidity (Experiment No. 2-2 to No. 2-5, No. 1-3). In order to reduce the separation of cement and fine aggregate and improve the fluidity, 0.03-0.1 part of an anti-separation agent may be mixed with 100 parts of the mixture of cement and fine aggregate. Preferred (Experiment No. 2-3, No. 1-3, No. 2-4). On the other hand, the mortar of the comparative example to which no separation inhibitor is added has sufficient strength development and high fluidity, but is easily separated from water (Experiment No. 2-1).
分離防止剤の添加量をセメント組成物100部に対して0.05部とし、表3の物性の分離防止剤を用いた以外は実施例2と同じ条件で行った。 The amount of the separation inhibitor added was 0.05 parts with respect to 100 parts of the cement composition, and the same conditions as in Example 2 were used except that the separation inhibitor having physical properties shown in Table 3 was used.
表3に示されるように、分離防止剤(ヒドロキシエチルメチルセルロース)の2%水溶液の粘度を1,000〜30,000mPa・sの範囲とすることにより、セメントと細骨材の分離が少なく、強度発現性が十分であり、適当な流動性を有するモルタルが得られる(実験No.3-1〜No.3-5、No.1-3)ので、分離防止剤の2%水溶液の粘度を上記の範囲とすることが好ましい。セメントと細骨材の分離をより少なくすると共に、強度発現性をより高め、流動性を改善するためには、分離防止剤の2%水溶液の粘度を3,000〜10,000mPa・sとすることがより好ましい(実験No.3-2、No.1-3、No.3-3)。 As shown in Table 3, by setting the viscosity of a 2% aqueous solution of the separation inhibitor (hydroxyethylmethylcellulose) in the range of 1,000 to 30,000 mPa · s, there is little separation between cement and fine aggregate, and strength Since mortar with sufficient expression and appropriate fluidity can be obtained (Experiment No.3-1 to No.3-5, No.1-3), the viscosity of 2% aqueous solution of separation inhibitor is It is preferable to set it as the range. In order to reduce the separation of cement and fine aggregate, increase the strength development, and improve the fluidity, the viscosity of the 2% aqueous solution of the separation inhibitor is 3,000 to 10,000 mPa · s. It is more preferable (Experiment No. 3-2, No. 1-3, No. 3-3).
セメント、細骨材の重量比を1とし細骨材の最大寸法を表4とした以外は実施例1と同じ条件で試験を行った。 The test was performed under the same conditions as in Example 1 except that the weight ratio of cement and fine aggregate was 1 and the maximum size of the fine aggregate was Table 4.
表4より、細骨材の最大寸法が3.0mm以下の本発明例のモルタルは、強度発現性が十分であり、適当な流動性を有し、施工性(ポンプ圧送性)が良好であることが分かる(実験No.4-2、No.1-3、No.4-3)。これに対して、細骨材の最大寸法が5.0mmであるモルタルは、強度発現性は十分であるが、流動性が低くなり、ポンプで圧送する際に、ホース内閉塞が起きてしまった(実験No.4-1)。 From Table 4, the mortar of the present invention example with the maximum size of the fine aggregate of 3.0 mm or less has sufficient strength development, suitable fluidity, and good workability (pump pumpability). (Experiment No.4-2, No.1-3, No.4-3). On the other hand, the mortar whose maximum size of the fine aggregate is 5.0 mm has sufficient strength, but the fluidity is low, and when pumping with a pump, the hose is blocked. (Experiment No. 4-1).
セメント、細骨材の重量比を1とし、その他は実施例1と同じ条件としてセメント組成物を調整した。その組成物を用いて表5の水/セメント組成物比となるように水量を調整し連続式ミキサーで練り混ぜモルタルを作製し各種物性を測定した。
<練り混ぜ方法>
ミキサー:マイポンプM400(プツマイスター社製)
The cement composition was adjusted under the same conditions as in Example 1 except that the weight ratio of cement and fine aggregate was 1. Using the composition, the amount of water was adjusted so that the water / cement composition ratio shown in Table 5 was obtained, kneaded with a continuous mixer to prepare a mortar, and various physical properties were measured.
<Kneading method>
Mixer: My pump M400 (Putmeister)
表5より、水/セメント組成物比を0.17〜0.30の範囲で練り混ぜた本発明例のモルタルは、セメントと細骨材の分離が少なく、強度発現性が十分であり、適当な流動性を有することが分かる(実験No.5-2〜No.5-5、No.1-3)。セメントと細骨材の分離をより少なくすると共に、強度発現性をより高め、流動性を抑えるためには、水/セメント組成物比を0.17〜0.27とすることが好ましい(実験No.5-2〜No.5-4、No.1-3)。これに対して、水/セメント組成物比が0.16の比較例のモルタルは、流動性が低くなりすぎ、閉塞により、練り混ぜができなかった(実験No.5-1)。 From Table 5, the mortar of the present invention example kneaded at a water / cement composition ratio in the range of 0.17 to 0.30 has little segregation of cement and fine aggregate, has sufficient strength development, and is appropriate. It can be seen that it has a good fluidity (Experiment No. 5-2 to No. 5-5, No. 1-3) In order to further reduce the separation of cement and fine aggregate, to further increase strength development and to suppress fluidity, the water / cement composition ratio is preferably 0.17 to 0.27 (Experiment No. .5-2 to No.5-4, No.1-3). In contrast, the mortar of the comparative example having a water / cement composition ratio of 0.16 was too low in fluidity and could not be kneaded due to blockage (Experiment No. 5-1).
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