JP2010248810A - アンカー定着材及びそれを用いたアンカー定着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 人力によるアンカー打設が可能となり、確実な強度発現性が得られるアンカーの提供。
【解決手段】水硬性物質をヒートロン紙に封入してなるアンカー定着材。ヒートロン紙が紙目を有する。紙目が幅方向と長さ方向からなり、幅方向に引張り強度１Ｎ/１５ｍｍ以下の横目があり、長さ方向に引張り強度２Ｎ/１５ｍｍ以上の縦目がある。ヒートロン紙の坪量が５〜１００ｇ／ｍ^２である。水硬性物質が、セメント、アルカリ金属炭酸塩、減水剤、保水性物質及び細骨材を含有する。該アンカー定着材を法面部の落石防護ネット固定用アンカーに使用することを特徴とするアンカー定着材の使用方法。該アンカー定着材を１．５〜３０分間水に浸漬し、該アンカー定着材を穿孔内に充填し、アンカーを圧入し、該アンカー定着材を破壊することを特徴とするアンカー定着方法。
【選択図】なし

Description

本発明はアンカー定着材及びそれを用いたアンカー定着方法に関する。

近年、法面部の補強・落石防止施工において、安全性や美観が重視されており、それに伴い落石防護ネットの使用が増えている。落石防護ネットを固定する方法として、エアー式打込機によるアンカー打設が行われている。又、設計強度が更に必要なところは躯体に穿孔し、無機性の水硬性物質や有機性樹脂が入ったカプセルを穿孔内に挿入し、アンカーを打設し、カプセルを破壊し、固定する方法がとられている。

無機性の水硬性物質としてセメントが一般的である。法面のアンカー工法では、紙等の吸水材からなる容器にセメントと急結剤を収納したカプセル型定着材を水に浸し、穿孔に挿入し、ボルトを挿入する方法、カプセルを穿孔に挿入してから水を注入してボルトを挿入する方法、防水材からなる内容器と吸水材からなる外容器を具備したアンカー定着用カプセル内に急硬性セメントを封入する方法が提案された（特許文献１、特許文献２）。

アンカー定着用カプセルは、吸水時間を長く設計しても、ボルト定着が完了する前にカプセルから急硬性セメント材料が逸流しないことが求められるようになった。カプセル外殻に予め充分な水を吸収させることができるカプセルを使用する場合は、内殻部分を防水性材料で形成する必要があるため、急硬性セメント組成物自体に水を浸透しやすくし、硬化を均一にし、所望の定着力を得ることが求められるようになった。

これに対して、作業性を向上させるために、吸水時間を１０分まで設定でき、定着材の逸流がなく、かつ所定の定着力が得られるアンカー定着材用急硬性セメント組成物が提案された（特許文献３参照）。

しかしながら、法面部では大型のアンカー打ち込み機等による作業ができないため、人力によるアンカー打設を行っている。人力によるアンカー打設においては、アンカー打設時のカプセルの破壊しやすさ、施工スピードの向上、確実な強度発現性が求められるようになった。

特開平３−２２５０００号公報 特開昭５８−１５６６９８号公報 特開２００６−３３５５８６号公報

本発明は、例えば、アンカー定着作業において、アンカー打設時の挿入抵抗を抑え、確実な強度発現性を提供することを目的とするものである。

即ち、本発明は、水硬性物質をヒートロン紙に封入してなるアンカー定着材であり、ヒートロン紙が紙目を有する該アンカー定着材であり、紙目が幅方向と長さ方向からなり、幅方向に引張り強度１Ｎ/１５ｍｍ以下の横目があり、長さ方向に引張り強度２Ｎ/１５ｍｍ以上の縦目がある該アンカー定着材であり、ヒートロン紙の坪量が５〜１００ｇ／ｍ^２である該アンカー定着材であり、寸法が、直径１０〜６０ｍｍ、長さ１２００ｍｍ以下である該アンカー定着材であり、セメントを含有する該アンカー定着材であり、水硬性物質が、セメント、アルカリ金属炭酸塩、減水剤、保水性物質及び細骨材を含有する該アンカー定着材であり、該アンカー定着材を法面部の落石防護ネット固定用アンカーに使用することを特徴とするアンカー定着材の使用方法であり、該アンカー定着材を水に浸漬し、該アンカー定着材を穿孔内に充填し、アンカーを圧入し、該アンカー定着材を破壊することを特徴とするアンカー定着方法であり、該アンカー定着材を１．５〜３０分間水に浸漬し、該アンカー定着材を穿孔内に充填し、アンカーを圧入し、該アンカー定着材を破壊することを特徴とするアンカー定着方法である。

本発明のアンカー定着方法により、人力によるアンカー打設が可能となり、確実な強度発現性が得られる。本発明のアンカー定着方法により、安全性も向上する。

以下、本発明を詳細に説明する。又、本発明における部や％は、特に規定のない限り質量基準である。

本発明で使用する水硬性物質としては、セメント等が挙げられる。これらの一種又は二種以上を使用してもよい。急硬材としては、カルシウムアルミネート、アルカリ金属アルミン酸塩、アルカリ金属炭酸塩等が挙げられる。膨張材としては、カルシウムスルフォアルミネート等が挙げられる。水硬性物質に混和材や骨材を併用してもよい。混和材としては、無水セッコウ、急硬材、膨張材、凝結促進剤、凝結遅延剤、発泡剤、減水剤及び保水性物質等が挙げられる。骨材としては、細骨材や粗骨材等が挙げられる。

これらの中では、効果が大きい点で、セメントを含有するセメント組成物が好ましく、セメント、アルカリ金属炭酸塩、減水剤、保水性物質及び細骨材を含有するセメント組成物がより好ましい。

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、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、超速硬セメント並びにアルミナセメント等が使用可能である。超速硬セメントとしては、フッ素含有カルシウムアルミネート等が挙げられる。低発熱セメント、耐硫酸塩セメントも使用できる。これらの中では、効果が大きい点で、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く、早強ポルトランドセメントがより好ましい。セメントのブレーン比表面積（以下、ブレーン値という）は、１，０００〜５，０００ｃｍ^２/ｇが好ましく、２，０００〜４，０００ｃｍ^２/ｇがより好ましい。

本発明で使用するアルカリ金属炭酸塩は、アンカー定着材の初期凝結を促進する。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、アンカー定着力を得ることができる点で、炭酸ナトリウムが好ましい。アルカリ金属炭酸塩のブレーン比表面積は、１，０００〜５，０００ｃｍ^２/ｇが好ましく、２，０００〜４，０００ｃｍ^２/ｇがより好ましい。この範囲外だと、アンカー定着材の初期凝結が促進されず、アンカー定着までに時間がかかり、好ましくない場合がある。

本発明で使用する減水剤は、アンカー定着材の流動性や分散安定性を改善するために使用する。減水剤としては、アルキルアリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物系減水剤、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系減水剤、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系減水剤及びポリカルボン酸系減水剤が使用でき、これらの一種又は二種以上を使用してもよい。減水剤の形態としては、アンカー定着材中に混合できる点で、粉体が好ましい。これらの中では、効果が大きい点で、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系減水剤、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系減水剤及びポリカルボン酸系減水剤からなる群のうちの一種又は二種以上が好ましい。

本発明で使用する保水性物質は、アンカー定着材を水に漬浸、吸水する際、吸水時間による水量の上昇を防止し、セメントモルタルを調製する際に発生するダマ等の不完全な状態を改善するために使用する。保水性物質としては、メチルセルロース、エチルセルロース、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、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及びヒドロキシエチルセルロース等のセルロース類、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、β−１，３グルカン、ブルラン、グアガム、カゼイン及びウエランガム等の多糖顛、酢酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、メタクリル酸、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム及び不飽和カルボン酸等のビニル重合体やこれらの共重合体、並びに、酢酸ビニル重合体やその共重合体をケン化しポリピニルアルコール骨格に変性したもの等のエマルジョン等が挙げられる。又、ベントナイト及びシリカゲル等の無機物、水ガラスと塩化ナトリウム等の水ガラスのゲル化剤、更には、デン粉、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアマイド、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体、ポリアクリロニトリル加水分解物及び一般式ＲＯ（ＡＯ）_ｎＨ（式中Ｒはアルキル基、Ａは一種又は二種以上のアルキル基、ｎは整数）で示される高分子物質等が挙げられる。これらの中では、充分な効果を発揮する点で、メチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体、ポリアクリロ二トリル加水分解物及び一般式ＲＯ（ＡＯ）_ｎＨ（式中Ｒはアルキル基、Ａは一種又は二種以上のアルキル基、ｎは整数）で示される高分子物質からなる群のうちの一種又は二種以上が好ましい。

アルカリ金属炭酸塩、減水剤、保水性物質の使用量は、セメント１００部に対して、アルカリ金属炭酸塩０．１〜１０部、減水剤０．０１〜２部、保水性物質０．００１〜０．２部が好ましく、アルカリ金属炭酸塩０．５〜３部、減水剤０．１〜０．５部、保水性物質０．０１〜０．０５部がより好ましい。

本発明で使用する細骨材は特に限定するものではなく、川砂、山砂、海砂、砕砂、石灰砂、スラグ砂及び珪砂等、いずれも使用できる。細骨材の粒径としては、３ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以下がより好ましい。３ｍｍを超えると、アンカー定着時の作業性が低下する場合がある。

細骨材の使用量は、セメント１００部に対して２００部以下が好ましく、１０〜１００部がより好ましく、３０〜７０部が最も好ましい。２００部を超えるとアンカー定着時の作業性が低下する場合がある。

本発明で使用する水硬性物質を封入する容器として、紙目のあるヒートロン紙を使用する。紙目とは、例えば、繊維の目ができた紙のことである。紙目は、紙を製造する際に、液状パルプから仕上げの紙を製造するまでに幾つかのローラーを通過して仕上げるため、繊維がそろい、繊維の目ができるものである。

本発明で使用するヒートロン紙は、濾過紙のことをいい、通水性に優れるものが好ましい。他に通水性に優れる紙として和紙や不織紙等があるが、紙目がなく、破れにくいことから、人力でのアンカー挿入を行うのが困難であり、好ましくない場合がある。

本発明で使用するアンカー定着材の寸法は、直径（幅）１０〜６０ｍｍ、長さ１２００ｍｍ以下が好ましく、直径（幅）２０〜４０ｍｍ、長さ１００〜１１００ｍｍがより好ましい。寸法が範囲外であると、品質が変動する場合があり、アンカー定着作業が困難な場合があるため、好ましくない。

本発明で使用するアンカー定着材用のヒートロン紙では、幅方向に引張り強度１Ｎ/１５ｍｍ以下の横目があることが好ましく、長さ方向に引張り強度２Ｎ/１５ｍｍ以上の縦目があることが好ましい。幅方向に引張り強度０．５Ｎ/１５ｍｍ以下の横目があることがより好ましく、長さ方向に引張り強度１．５Ｎ/１５ｍｍ以上の縦目があることがより好ましい。ヒートロン紙寸法の幅方向に引張り強度１Ｎ/ｍｍを超える横目があると、アンカーを穿孔内へ挿入しにくく、人力によるアンカー打設が容易に行えない場合がある。ヒートロン紙寸法の長さ方向に引張り強度２Ｎ/ｍｍ未満の縦目があると、アンカー定着材を穿孔内に挿入する際、ヒートロン紙が破れてしまい、施工性が劣る場合がある。

ヒートロン紙の坪量は、５〜１００ｇ／ｍ^２が好ましく、１０〜６０ｇ／ｍ^２がより好ましい。

本発明で使用するアンカー定着材は、法面部の落石防護ネット固定用アンカーの定着に使用することが好ましい。

本発明で使用するアンカー定着材に事前に水を浸漬する時間は、１．０〜４０分が好ましく、１．５〜３０分がより好ましく、２．０〜１５分が最も好ましい。１．０分未満ではアンカーを空洞内に挿入する作業時間を充分にとることができない場合がある。４０分を超えると、定着材の凝結が始まってしまい、アンカーを空洞内に挿入する作業時間を充分にとることができない場合がある。

以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。尚、実験と測定は２０℃、湿度６０％で行った。

セメント１００部、アルカリ金属炭酸塩１．０部、減水剤０．３５部、保水性物質０．０３部及び細骨材５０部を予め混合し、水硬性物質を調製した。水硬性物質を、ヒートロン紙寸法の幅方向に引張り強度０．５Ｎ/１５ｍｍの横目があり、ヒートロン紙寸法の長さ方向に引張り強度２．５Ｎ/１５ｍｍの縦目があるヒートロン紙からなる容器ａに封入し、アンカー定着材を調製した。このアンカー定着材を水に表１に示す時間漬浸した。ヒートロン紙を破り、中の水硬性物質の凝結試験、圧縮強度試験、混合性評価を行った。結果を表１に併記した。

＜使用材料＞
セメント：早強ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値４，５００ｃｍ^２／ｇ、比重３．１４
アルカリ金属炭酸塩：炭酸ナトリウム、市販品、ブレーン値３，０００ｃｍ^２／ｇ
減水剤：メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物系減水剤、粉末状
保水性物質：ポリビニルアルコール、市販品、粉末状
細骨材：石灰砂、比重２．６８、粒径０．６ｍｍ
容器ａ：幅（直径）４０ｍｍ×長さ７００ｍｍ、ヒートロン紙、坪量３０ｇ／ｍ^２

＜測定方法＞
凝結試験（凝結時間）：ＪＩＳ Ｒ５２０１の付属書１に準拠した。凝結の始発を測定した。
圧縮強度試験（圧縮強度）：ＪＩＳ Ｒ５２０１の付属書２に準拠した。材齢を１日、２８日とした。
混合性評価：水硬性物質を１００ｇ計量し、０．６ｍｍふるいにかけ、ふるい通過量から、ふるい上に残った混合不良物「ダマ」の量を％で算出し、水との混合性を評価した。「ダマ」の量が少ない程、水との混合性は良好である。

表１の結果から、浸漬時間が短いと、水硬性物質の混合性が悪く、始発時間が短い。又、浸漬時間が長いと、水硬性物質の混合性が悪く、始発時間が短い。この試験結果から、水硬性物質の浸漬時間は１．５〜３０分が好ましい。

実施例１で予め調製した水硬性物質を表２に示す容器に封入し、アンカー定着材を調製した。この定着材を表２に示す時間、水に浸漬した。アンカー定着材が３０ｋｇになるよう重りを付け、直径４０ｍｍ×長さ１０００ｍｍの円筒型の型枠にアンカー定着材を、アンカーの自重だけで挿入した。重りは容器とほぼ同一直径のものを用いた。作業性確認、アンカー引き抜き試験を行った。結果を表２に併記した。

＜使用材料＞
容器Ａ：幅（直径）２５．４ｍｍ×長さ１０００ｍｍ、市販品、和紙、坪量３０ｇ／ｍ^２、紙目がない
容器Ｂ：幅（直径）２５．４ｍｍ×長さ１０００ｍｍ、市販品、不織紙、坪量３０ｇ／ｍ^２、紙目がない
容器ｂ：幅（直径）２５．４ｍｍ×長さ１０００ｍｍ、ヒートロン紙、坪量５０ｇ／ｍ^２、ヒートロン紙の幅方向に引張り強度１Ｎ/１５ｍｍの横目があり、ヒートロン紙の長さ方向に引張り強度４Ｎ/１５ｍｍの縦目があるもの
容器ｃ：幅（直径）２５．４ｍｍ×長さ１０００ｍｍ、ヒートロン紙、坪量１５ｇ／ｍ^２、ヒートロン紙の幅方向に引張り強度０．２Ｎ/１５ｍｍの横目があり、ヒートロン紙寸法の長さ方向に引張り強度１．５Ｎ/１５ｍｍの縦目があるもの

＜測定方法＞
アンカー打ち込み作業の確認（作業性確認）：アンカーの自重でアンカーが、円筒型の型枠中７００ｍｍまで入る時間を測定した。
アンカー引き抜き試験：打ち込んだアンカーに反力座を取り付け、油圧ジャッキを用いて、油圧ポンプでアンカーを引き抜いた際の荷重を読み込んだ。

表２の結果から、容器に和紙や不織紙を使用した場合、水の浸漬時間にかかわらず、アンカー打ち込み時の作業性が悪いため、円筒型型枠の全体にセメントペーストがうまく入らず、アンカー引き抜き強度が低くなる。

実施例１で予め調製した水硬性物質を、容器に封入し、アンカー定着材を調製した。容器は、坪量３０ｇ／ｍ^２であり、表３に示す引張り強度を示す紙目のあるヒートロン紙からなり、幅（直径）２５．４ｍｍ×長さ１０００ｍｍのものを用いた。このアンカー定着材を５分間水に浸漬した。アンカー定着材が３０ｋｇになるよう重りを付け、直径４０ｍｍ×長さ１０００ｍｍの円筒型の型枠にアンカー定着材を、アンカーの自重だけで挿入した。重りは容器とほぼ同一直径のものを用いた。作業性確認、アンカー引き抜き試験を行った。結果を表３に併記した。

表３の結果から、紙の引張り強度が幅方向で１．０Ｎ/ｍｍを超えると、アンカーが挿入しにくく、作業性が悪化し、アンカー引き抜き強度が低下した。又、紙の引張り強度が長さ方向で２．０Ｎ/ｍｍ未満であると、アンカーが定着しにくく、作業性が悪化し、アンカー引き抜き強度が低下した。

本発明のアンカー定着材を用いることで、法面部の落石防護ネット固定用アンカーの定着作業が早く行え、アンカー定着力が確実に確保できる。本発明のアンカー定着材は、アンカー打設時にカプセルが破壊しやすく、施工スピードが向上し、確実な強度発現性を発現できるので、アンカーを人力で圧入できる。

Claims (10)

1. 水硬性物質をヒートロン紙に封入してなるアンカー定着材。
2. ヒートロン紙が紙目を有する請求項１記載のアンカー定着材。
3. 紙目が幅方向と長さ方向からなり、幅方向に引張り強度１Ｎ/１５ｍｍ以下の横目があり、長さ方向に引張り強度２Ｎ/１５ｍｍ以上の縦目がある請求項１又は２記載のアンカー定着材。
4. ヒートロン紙の坪量が５〜１００ｇ／ｍ^２である請求項１〜３のうちの１項記載のアンカー定着材。
5. 寸法が、直径１０〜６０ｍｍ、長さ１２００ｍｍ以下である請求項１〜４のうちの１項記載のアンカー定着材。
6. 水硬性物質が、セメントを含有する請求項１〜５のうちの１項記載のアンカー定着材。
7. 水硬性物質が、セメント、アルカリ金属炭酸塩、減水剤、保水性物質及び細骨材を含有する請求項１〜６のうちの１項記載のアンカー定着材。
8. 請求項１〜７のうちの１項記載のアンカー定着材を法面部の落石防護ネット固定用アンカーに使用することを特徴とするアンカー定着材の使用方法。
9. 請求項１〜７のうちの１項記載のアンカー定着材を水に浸漬し、該アンカー定着材を穿孔内に充填し、アンカーを圧入し、該アンカー定着材を破壊することを特徴とするアンカー定着方法。
10. 請求項１〜７のうちの１項記載のアンカー定着材を１．５〜３０分間水に浸漬し、該アンカー定着材を穿孔内に充填し、アンカーを圧入し、該アンカー定着材を破壊することを特徴とするアンカー定着方法。