JP2012017235A - Foamed quick-setting agent, spraying material, and spraying method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、道路、鉄道、及び導水路等のトンネルや法面等において露出した地山面へ吹ける、吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法に関する。 The present invention relates to a spraying material that can be blown to a ground surface exposed in a tunnel or a slope such as a road, a railway, and a waterway, and a spraying method using the same.
従来、トンネル掘削等露出した地山の崩落を防止するために急結剤をコンクリートに配合した急結コンクリートの吹付工法が行われている(特許文献1)。この工法は、通常、掘削工事現場に設置した、セメント、骨材、及び水の計量混合プラントで吹付コンクリートを調製し、アジテータ車で運搬し、コンクリートポンプで圧送し、途中に設けた合流管で、他方から圧送した急結剤と混合し、急結性吹付コンクリートとして地山面に所定の厚みになるまで吹付ける工法である。
従来から使用されている急結剤としては、カルシウムアルミネート、アルカリ金属アルミン酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩等との混合物、焼ミョウバン、アルカリ金属アルミン酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩等の混合物、カルシウムアルミネートと3CaO・SiO2との混合物、消石灰、アルカリ金属アルミン酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩の混合物等が知られている(特許文献2〜5)。
これらの急結剤は、セメントの凝結を促進させる働きがあり、いずれもセメントコンクリートと混合して地山面に吹付けられる。
急結剤の添加方法は、通常、空気輸送による粉体混合のために、粉塵量が多くなる方法であった。そのため、作業環境が悪化する場合があり、吹付け時には保護眼鏡や防塵マスクなどを着用して作業する必要があり、粉塵量のより少ない工法が求められていた。粉塵発生量が少ない工法として、急結剤をスラリー化してセメントコンクリートに添加混合した後、さらに、アルカリ金属アルミン酸塩の溶液を別途圧送し、混合し、吹付け施工する方法が提案されている(特許文献6)。この方法は、高アルカリの液体を使用するため、取り扱いにくく、吹付け時には保護眼鏡や手袋等が必要となり、作業性が低下するという課題があった。
これに対して、急結剤をスラリー化し、かつ、セメントコンクリートにミョウバン類を配合することにより、作業環境を改善する急結施工方法が提案されている(特許文献7)。また、作業性、粉塵低減効果をさらに良くし、工期短縮の面で、急結性を向上した急結施工方法が提案されている(特許文献8)。
Conventionally, in order to prevent the collapse of exposed ground such as tunnel excavation, a rapid setting concrete spraying method in which a quick setting agent is mixed with concrete has been performed (Patent Document 1). This method usually involves preparing sprayed concrete at a cement, aggregate and water metering and mixing plant installed at the excavation site, transporting it with an agitator car, pumping it with a concrete pump, and using a confluence pipe installed in the middle. This is a method of mixing with a rapid setting agent fed from the other side and spraying it to the ground surface as a quick setting sprayed concrete until a predetermined thickness is reached.
Conventional quick setting agents include calcium aluminate, alkali metal aluminate, and a mixture with alkali metal carbonate, etc., a mixture of calcined alum, alkali metal aluminate, and alkali metal carbonate, A mixture of calcium aluminate and 3CaO · SiO 2 , slaked lime, alkali metal aluminate, and a mixture of alkali metal carbonate are known (Patent Documents 2 to 5).
These quick setting agents have a function of promoting the setting of cement, and all of them are mixed with cement concrete and sprayed on the ground surface.
The method of adding the quick setting agent is usually a method in which the amount of dust is increased due to powder mixing by pneumatic transportation. For this reason, the working environment may be deteriorated, and it is necessary to wear protective glasses, a dust mask, or the like when spraying, and a construction method with less dust is required. As a method of generating less dust, a method is proposed in which a quick setting agent is slurried and added to cement concrete, and then an alkali metal aluminate solution is separately pumped, mixed, and sprayed. (Patent Document 6). Since this method uses a highly alkaline liquid, it is difficult to handle, and when spraying, protective glasses or gloves are required, and there is a problem that workability is reduced.
On the other hand, the quick setting method which improves a working environment by making a quick setting agent into a slurry and mix | blending alums with cement concrete is proposed (patent document 7). In addition, a quick setting method has been proposed in which workability and dust reduction effect are further improved and quick setting is improved in terms of shortening the work period (Patent Document 8).
しかしながら、カルシウムアルミネートにアルカリ金属アルミン酸塩やアルカリ金属炭酸塩等を混合した急結剤よりも低pH値のもので、弱アルカリ性、好ましくは、中性または弱酸性の急結剤が求められており、この問題を解決するため液体急結剤として、塩基性アルミニウム塩や有機カルボン酸を主成分とするもの(特許文献9)、硫酸アルミニウムやアルカノールアミンを主成分とするもの(特許文献10)、並びにアルミニウムの塩基性水溶液、ケイ酸リチウム、およびアルミン酸リチウムを主成分とするもの(特許文献11)等が用いられている。この液体急結剤は、初期強度発現性が得られ難く、従来のカルシウムアルミネートを主成分とする急結剤と比較してトンネル坑内で厚吹きした場合には剥落することが懸念された(特許文献12、13)。そこで、アルミニウムやイオウを主成分とする酸性液体急結剤と粉末の硫酸アルミニウム、硫酸塩、アルミン酸塩、水酸化物からなる無機化合物の群から選ばれる何れか一種または二種以上を添加することを特徴とする吹付け材料が開発された(特許文献14)。 However, there is a need for a quick alkalinity, preferably a neutral or weak acid quick setting agent, having a lower pH value than a quick setting agent in which alkali metal aluminate or alkali metal carbonate is mixed with calcium aluminate. In order to solve this problem, the liquid accelerating agent is mainly composed of a basic aluminum salt or an organic carboxylic acid (Patent Document 9), or mainly composed of aluminum sulfate or an alkanolamine (Patent Document 10). ), A basic aqueous solution of aluminum, lithium silicate, lithium aluminate (Patent Document 11), and the like are used. This liquid quick-setting agent is difficult to obtain the initial strength, and there is a concern that it may be peeled off when blown thickly in a tunnel tunnel as compared with conventional quick-setting agents mainly composed of calcium aluminate ( Patent Documents 12 and 13). Therefore, one or more selected from the group of inorganic liquid compounds consisting of an acidic liquid accelerator mainly composed of aluminum or sulfur and powdered aluminum sulfate, sulfate, aluminate, or hydroxide are added. A spraying material characterized by this has been developed (Patent Document 14).
粉末急結剤はセメントとの反応性が強く、高い初期強度発現性を示すが、長期強度における強度促進が低く、長期的な強度発現性を求められる箇所への適用が難しいという課題があった。 The powder accelerating agent has strong reactivity with cement and exhibits high initial strength, but there is a problem that it is difficult to apply to places where long-term strength development is required due to low strength promotion in long-term strength. .
本発明は、トンネル等の吹付け作業で発生する粉塵の発生を抑えて作業性を向上し、湧水や地山面が悪化した状況下においても、高い急結性が得られ、長期的な強度発現性を求められる箇所への適用が可能な吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法を提供する。 The present invention improves the workability by suppressing the generation of dust generated by spraying work such as tunnels, and even under conditions where spring water and natural ground surface deteriorate, high quick setting is obtained and long-term A spraying material that can be applied to places where strength development is required, and a spraying method using the same.
すなわち、(1)アルカリ金属炭酸塩を含有する混和剤と硫酸及び/又は硫酸塩を含有する酸性液とからなる発泡状急結剤、(2)(1)の発泡状急結剤とセメントコンクリートとを含有してなる吹付け材料、(3)(1)の発泡状急結剤がセメントコンクリート中のセメント100部に対して4〜21部である(2)の吹付け材料、(4)(1)の混和剤がセメントコンクリートのセメント100部に対して2〜10部である(2)又は(3)の吹付け材料、(5)(1)の酸性液体がセメントコンクリートのセメント100部に対して2〜11部である(2)〜(4)のいずれかの吹付け材料、(6)(1)の混和剤と酸性液体を合流混合して得られる発泡状急結剤を、セメントコンクリートに合流混合して得られる(2)〜(5)のいずれかの吹付け材料を吹き付けることを特徴とする吹付け工法、である。 That is, (1) a foaming quick-setting agent comprising an admixture containing an alkali metal carbonate and an acidic liquid containing sulfuric acid and / or sulfate, (2) (1) the foaming quick-setting agent and cement concrete (3) (2) spraying material, wherein the foaming quick-setting agent of (1) is 4 to 21 parts with respect to 100 parts of cement in cement concrete, (4) The admixture of (1) is 2 to 10 parts with respect to 100 parts of cement of cement concrete, the spray material of (2) or (3), and the acidic liquid of (5) (1) is 100 parts of cement of cement concrete. 2 to 11 parts of the spray material according to any one of (2) to (4), (6) a foaming quick-setting agent obtained by combining and mixing the admixture of (1) and an acidic liquid, (2) to (5) obtained by merging and mixing with cement concrete A spraying method, characterized by spraying a Re of spraying material.
本発明の吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法を採用することにより、凝結時間が早く長期の強度発現性が高く、長期的な強度発現性を求められる箇所への適用が可能となる。 By adopting the spraying material of the present invention and the spraying method using the same, it is possible to apply to places where the setting time is fast and the long-term strength development is high, and the long-term strength development is required.
以下、本発明を詳細に説明する。
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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Unless otherwise specified, parts and% in the present invention are shown on a mass basis.
本発明で使用するアルカリ金属炭酸塩とは、セメントの初期凝結を促進し、強度発現性を促進するものであり、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、及び炭酸水素カリウム等が挙げられる。これらの中で、初期凝結促進の面や保存性の面で、炭酸ナトリウムが好ましい。 The alkali metal carbonate used in the present invention promotes initial setting of cement and promotes strength development, and examples thereof include sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. It is done. Among these, sodium carbonate is preferable in terms of promoting initial setting and preserving properties.
本発明で使用する混和剤にアルカリ金属炭酸塩を配合しない場合、酸性液体との発泡が起きず、硫酸及び/又は硫酸塩を含有する酸性液体とセメントコンクリートが合流混合した際、酸アルカリ反応により、セメントコンクリートに著しい凝集が起こり、その他の混和剤成分がうまくセメントコンクリートへ混ざらず、強度発現性を阻害することがある。また、アルカリ土類金属炭酸塩も同様に発泡するが、発泡に時間がかかるため、反応を上げるために、酸性液体自体のpHを下げなければならず、酸性液体の取扱いが難しいことや、セメントコンクリートとの混合合流の際に著しい凝集が起こってしまい、うまくセメントコンクリートへ混ざらず、強度発現を阻害する場合がある。 When an alkali metal carbonate is not blended in the admixture used in the present invention, foaming with an acidic liquid does not occur, and when an acidic liquid containing sulfuric acid and / or sulfate and cement concrete are mixed and mixed, an acid-alkali reaction occurs. In some cases, significant agglomeration occurs in cement concrete, and other admixture components do not mix well with cement concrete, thereby inhibiting strength development. Alkaline earth metal carbonates also foam in the same way, but since it takes time to foam, it is necessary to lower the pH of the acidic liquid itself in order to increase the reaction. In the case of mixed merging with concrete, significant agglomeration occurs, and it does not mix well with cement concrete, which may inhibit strength development.
本発明で使用する混和剤にはアルカリ金属炭酸塩以外に、カルシウムアルミネート類、硫酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、硫酸アルミニウム等の吹付けコンクリート用の急結剤で一般的に用いられる材料を配合しても良い。
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等を混合して、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や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、CaO・Al2O3(CA)、12CaO・7Al2O3(C12A7)、3CaO・Al2O3(C3A)等が挙げられる。
カルシウムアルミネート類の粒度は、急結性や初期強度発現性の面で、ブレーン比表面積(以下、ブレーン値という)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、急結剤とセメントコンクリートを混合した吹付け材料の急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。本発明で使用するカルシウムアルミネート類のCaO/Al2O3モル比は、1.0〜3.0の範囲であり、2.0〜2.5が好ましい。該モル比の範囲内であれば、結晶質、非晶質などの形態に関係なく使用可能である。また、混和剤の形態が液状(スラリーや懸濁液など)でも粉末状でも良い。
硫酸カルシウムには無水物、半水和物、二水和物があるが、特に限定されるものではない。硫酸カルシウムを配合する場合は、アルカリ金属炭酸塩との反応が遅く、混和剤の形態が液状(スラリーや懸濁液など)でも粉末状でも良い。
アルミン酸ナトリウムには無水物と水和物があるが、特に限定されるものではない。混和剤の形態が液状(スラリーや懸濁液など)でも粉末状でも良い。
硫酸アルミニウムには無水物と水和物があるが、特に限定されるものではない。硫酸アルミニウムを配合する場合、混和剤の形態が液状(スラリーや懸濁液など)であると、混和剤中でアルカリ金属炭酸塩と硫酸アルミニウムが反応し易いため、混和剤の形態は粉末状であることが好ましく、酸性液体との反応性を高めるためにも粉末状であることが好ましい。
In addition to the alkali metal carbonate, the admixture used in the present invention is blended with materials generally used in quick setting agents for shotcrete such as calcium aluminates, calcium sulfate, sodium aluminate, aluminum sulfate. May be.
Calcium aluminates are CaO and Al 2 O 3 obtained by mixing a raw material containing calcia, a raw material containing alumina, etc., and performing heat treatment such as baking in a kiln or melting in an electric furnace. Is a general term for substances having hydration activity, and part of CaO and Al 2 O 3 is alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, silicon oxide, titanium oxide, iron oxide, alkali metal A small amount of these compounds are dissolved in small amounts in compounds substituted with halides, alkaline earth metal halides, alkali metal sulfates, alkaline earth metal sulfates, or the like, or CaO and Al 2 O 3 as main components. Material. Examples of the mineral form include CaO · Al 2 O 3 (CA), 12CaO · 7Al 2 O 3 (C 12 A 7 ), 3CaO · Al 2 O 3 (C 3 A), and the like.
The particle size of the calcium aluminates is in terms of quick-setting property and the initial strength development, Blaine specific surface area (hereinafter, referred to as Blaine) 3,000 cm 2 / g or more, more preferably at least 5,000 cm 2 / g . If it is less than 3,000 cm < 2 > / g, the quick setting property and initial strength expression property of the spray material which mixed the quick setting agent and cement concrete may fall. The CaO / Al 2 O 3 molar ratio of the calcium aluminates used in the present invention is in the range of 1.0 to 3.0, preferably 2.0 to 2.5. If it is within the range of the molar ratio, it can be used regardless of the form of crystalline or amorphous. Further, the admixture may be liquid (slurry, suspension, etc.) or powder.
Calcium sulfate includes anhydrous, hemihydrate, and dihydrate, but is not particularly limited. When calcium sulfate is blended, the reaction with the alkali metal carbonate is slow, and the form of the admixture may be liquid (slurry, suspension, etc.) or powder.
Sodium aluminate includes anhydrides and hydrates, but is not particularly limited. The form of the admixture may be liquid (slurry, suspension, etc.) or powder.
Aluminum sulfate includes anhydrides and hydrates, but is not particularly limited. When compounding aluminum sulfate, if the form of the admixture is liquid (slurry, suspension, etc.), the alkali metal carbonate and aluminum sulfate are likely to react in the admixture. It is preferable that it is in the form of a powder in order to increase the reactivity with the acidic liquid.
本発明の混和剤の使用量は、セメント100部に対して、2〜10部が好ましく、4〜8部がより好ましい。混和剤の使用量が少ないと、優れた急結性や強度発現性が充分でない場合があり、混和剤の使用量が多いと、長期強度発現性が不足する場合がある。 The amount of the admixture of the present invention used is preferably 2 to 10 parts, more preferably 4 to 8 parts, relative to 100 parts of cement. If the amount of the admixture used is small, excellent quick setting properties and strength development may not be sufficient, and if the amount of the admixture used is large, long-term strength development may be insufficient.
本発明で使用する硫酸及び/又は硫酸塩を含有する酸性液とは、硫酸及び/又は硫酸塩の他に、リン酸、ホウ酸、フッ化水素酸等の無機酸、及びこれらの塩(ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム)やモノカルボン酸、ジカルボン酸、ポリカルボン酸、オキシカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、及びこれらの塩(ナトリウム、カリウム、リチウム)を水に希釈した溶液等を併用可能である。これらのなかでも、水への溶解性、取扱いの面から、ジカルボン酸、オキシカルボン酸、及びこれらの塩の併用が好ましい。
硫酸とは、化学式H2SO4で示されるものである。また、硫酸塩とは、化学式でSO4を含む無機化合物であり、特に限定しないが、pHが酸性を呈する塩の使用が好ましい。
The acidic liquid containing sulfuric acid and / or sulfate used in the present invention is not only sulfuric acid and / or sulfate, but also inorganic acids such as phosphoric acid, boric acid and hydrofluoric acid, and salts thereof (sodium , Potassium, lithium, calcium, magnesium, aluminum), monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, polycarboxylic acids, oxycarboxylic acids, organic acids such as amino acids, and their salts (sodium, potassium, lithium) diluted in water Etc. can be used in combination. Among these, the combined use of dicarboxylic acid, oxycarboxylic acid, and salts thereof is preferable from the viewpoints of solubility in water and handling.
Sulfuric acid is represented by the chemical formula H 2 SO 4 . The sulfate is an inorganic compound containing SO 4 in the chemical formula and is not particularly limited, but it is preferable to use a salt having an acidic pH.
本発明の酸性液体の使用量は、セメント100部に対して、2〜11部が好ましく、4〜9部がより好ましい。酸性液体の使用量が少ないと、優れた急結性が充分でない場合があり、酸性液体の使用量が多いと、長期強度発現性が悪くなる場合がある。 2-11 parts are preferable with respect to 100 parts of cement, and, as for the usage-amount of the acidic liquid of this invention, 4-9 parts are more preferable. When the amount of the acidic liquid used is small, the excellent quick setting property may not be sufficient, and when the amount of the acidic liquid used is large, the long-term strength development property may be deteriorated.
本発明の酸性液体は、20〜60℃の範囲の温度で加熱してセメントコンクリートに混和させることにより急結性を向上させることが可能である。しかし、酸性液に硫酸を用いる場合、液体自体の粘度が上昇するため、20±10℃の範囲で使用することが更に好ましい。 The acidic liquid of the present invention can be improved in rapid setting by heating at a temperature in the range of 20 to 60 ° C. and mixing with cement concrete. However, when sulfuric acid is used for the acidic liquid, the viscosity of the liquid itself increases, so that it is more preferable to use within a range of 20 ± 10 ° C.
本発明の酸性液体の固形分の濃度は、10〜60%であることが好ましく、25〜50%であることがより好ましい。固形分の濃度が低いと、優れた急結性状が得られない場合があり、固形分濃度が高いと、液の粘性が高く、ポンプの圧送性が悪くなる場合がある。 The solid content concentration of the acidic liquid of the present invention is preferably 10 to 60%, more preferably 25 to 50%. If the solid content is low, an excellent quick setting property may not be obtained. If the solid content is high, the viscosity of the liquid is high and the pumpability of the pump may be deteriorated.
また、混和剤と酸性液を合わせた際に、瞬間的に発泡状急結剤とするためには、酸性液のpHを1〜6に調整することが好ましく、pH1〜4が更に好ましい。酸性液のpHが6を超えると、瞬間的に発泡せず、セメントコンクリートへ合流混合の際、うまく混合されず、強度発現性が低下するため、好ましくない。酸性液のpHが1以下であると、酸性液を搬送する装置の腐食や人体への取扱いの面から好ましくない。 In addition, when the admixture and the acidic liquid are combined, it is preferable to adjust the pH of the acidic liquid to 1 to 6, more preferably pH 1 to 4, in order to instantaneously form a foaming quick-setting agent. When the pH of the acidic liquid exceeds 6, foaming does not occur instantaneously, and when mixing and mixing into cement concrete, mixing is not performed well, and strength development is reduced. When the pH of the acidic liquid is 1 or less, it is not preferable from the viewpoint of corrosion of the apparatus for conveying the acidic liquid and handling to the human body.
本発明で使用する発泡状急結剤とは、アルカリ金属炭酸塩を含有する混和剤と硫酸及び/又は硫酸塩を含有する酸性液により、発泡する急結剤のことである。発泡急結剤の反応は、混和剤のアルカリ金属炭酸塩がアルカリ金属硫酸塩に変化しながら、炭酸ガスを発生し発泡するものである。炭酸ガスを発生し発泡すると、混和剤と酸性液体の混合体の形態(スラリーや懸濁液など)に関係なく、急結剤搬送装置の負荷が下がり、セメントコンクリートへの合流混合が容易となる。 The foaming quick-setting agent used in the present invention is a quick-setting agent that foams with an admixture containing an alkali metal carbonate and an acidic liquid containing sulfuric acid and / or sulfate. The reaction of the foaming quickening agent is to generate carbon dioxide and foam while changing the alkali metal carbonate of the admixture to an alkali metal sulfate. When carbon dioxide gas is generated and foamed, regardless of the form of the admixture and acidic liquid mixture (slurry, suspension, etc.), the load on the quick-setting agent transport device is reduced, and merging and mixing into cement concrete is facilitated. .
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、普通、早強、超早強、中庸熱、及び低熱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高炉スラグ、フライアッシュ、及び石灰石微粉末を混合したフィラーセメント、並びに都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント(エコセメント)等が挙げられ、これらを微粉末化して使用することも可能である。混合セメントにおける混合物とセメントの割合は特に限定されるものではなく、これら混和材をJISで想定する以上に混合したものも使用可能である。 The cement used in the present invention is not particularly limited, and various ordinary portland cements such as early strength, very early strength, moderate heat, and low heat, and blast furnace slag, fly ash, and limestone fine powder to these Portland cements. And environmentally friendly cement (eco-cement) produced using municipal waste incineration ash and sewage sludge incineration ash as raw materials. These can be used in the form of fine powder. The ratio of the mixture and cement in the mixed cement is not particularly limited, and a mixture obtained by mixing these admixtures more than expected by JIS can be used.
本発明で使用するセメントコンクリートは、セメントと骨材とを含有するものであり、骨材は吸水率が低くて、骨材強度が高いものが好ましい。
骨材は、吹付けできれば特に限定されるものではないが、細骨材としては、川砂、山砂、海砂、石灰砂、及び珪砂等が使用可能であり、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等が使用可能であり、砕砂、砕石の使用も可能である。
The cement concrete used in the present invention contains cement and an aggregate, and the aggregate preferably has a low water absorption rate and a high aggregate strength.
The aggregate is not particularly limited as long as it can be sprayed. However, river sand, mountain sand, sea sand, lime sand, silica sand, etc. can be used as fine aggregate, and river gravel as coarse aggregate. Mountain gravel, lime gravel, etc. can be used, and crushed sand and crushed stone can also be used.
また、本発明の急結剤を用いた吹付け工法としては、要求される物性、経済性、及び施工性等に応じた種々の吹付け工法が可能である。本発明の急結剤を用いた吹付け工法としては、乾式吹付け工法、湿式吹付け工法、いずれの工法も可能である。 Moreover, as a spraying method using the quick setting agent of the present invention, various spraying methods according to required physical properties, economy, workability and the like are possible. As a spraying method using the quick setting agent of the present invention, any of a dry spraying method and a wet spraying method is possible.
「実験例1」
モルタルミキサーにセメント800g、細骨材2000g、水480gを投入し、練混ぜてモルタルを調製し、表1に示す種類の混和剤A、B、C、D、Eをセメント100部に対して6部と酸性液体αをセメント100部に対して6.5部となるようにビニール袋に投入、手混合し(発泡状急結剤としてセメント100部に対して12.5部)、素早くモルタルへ投入し、練混ぜ、急結モルタルを調製した。その後、モルタルの凝結時間、圧縮強度を測定した。尚、強度低下率を確認するため、混和剤や酸性液体を加えないベースモルタルについて同様の測定を行った。
"Experiment 1"
A mortar mixer was charged with 800 g of cement, 2000 g of fine aggregate, and 480 g of water, and kneaded to prepare a mortar. Parts and acidic liquid α are put into a plastic bag so as to be 6.5 parts with respect to 100 parts of cement, and are mixed by hand (12.5 parts with respect to 100 parts of cement as a foaming quick-set agent) and quickly into mortar. Charged and kneaded to prepare quick setting mortar. Thereafter, the setting time and compressive strength of the mortar were measured. In addition, in order to confirm the strength reduction rate, the same measurement was performed for the base mortar to which no admixture or acidic liquid was added.
<使用材料>
混和剤A:炭酸リチウム20部、カルシウムアルミネート類40部、アルミン酸ナトリウム10部、硫酸カルシウム30部を混合。
混和剤B:炭酸ナトリウム20部、カルシウムアルミネート類40部、アルミン酸ナトリウム10部、硫酸カルシウム30部を混合。
混和剤C:炭酸カリウム20部、カルシウムアルミネート類40部、アルミン酸ナトリウム10部、硫酸カルシウム30部を混合。
混和剤D:炭酸マグネシウム20部、カルシウムアルミネート類40部、アルミン酸ナトリウム10部、硫酸カルシウム30部を混合。(比較用)
混和剤E:炭酸カルシウム20部、カルシウムアルミネート類40部、アルミン酸ナトリウム10部、硫酸カルシウム30部を混合。(比較用)
炭酸リチウム:市販品、一級試薬、粉末状
炭酸ナトリウム:市販品、一級試薬、粉末状
炭酸カリウム:市販品、一級試薬、粉末状
炭酸マグネシウム:市販品、一級試薬、粉末状、(比較用)
炭酸カルシウム:市販品、一級試薬、粉末状、(比較用)
カルシウムアルミネート類:非晶質、CaO/Al2O3モル比=2.25、ブレーン値8,000cm2/g
硫酸カルシウム:無水硫酸カルシウム、一級試薬、ブレーン値6,000cm2/g、pH7.2
アルミン酸ナトリウム:無水アルミン酸ナトリウム、一級試薬、ブレーン値4,000cm2/g、Na2O/Al2O3=0.9
酸性液体α:pH2.6、水100部に対して無水硫酸アルミニウム29部、無水シュウ酸2部を加えた酸性液体
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値3,200cm2/g、比重3.16
細骨材:新潟県糸魚川市姫川水系川砂、表乾状態、比重2.62、最大粒径5mm
<Materials used>
Admixture A: 20 parts of lithium carbonate, 40 parts of calcium aluminate, 10 parts of sodium aluminate, 30 parts of calcium sulfate are mixed.
Admixture B: 20 parts of sodium carbonate, 40 parts of calcium aluminate, 10 parts of sodium aluminate, 30 parts of calcium sulfate are mixed.
Admixture C: 20 parts of potassium carbonate, 40 parts of calcium aluminate, 10 parts of sodium aluminate, 30 parts of calcium sulfate are mixed.
Admixture D: 20 parts of magnesium carbonate, 40 parts of calcium aluminate, 10 parts of sodium aluminate, 30 parts of calcium sulfate are mixed. (For comparison)
Admixture E: 20 parts of calcium carbonate, 40 parts of calcium aluminate, 10 parts of sodium aluminate, 30 parts of calcium sulfate are mixed. (For comparison)
Lithium carbonate: commercial product, primary reagent, powdered sodium carbonate: commercial product, primary reagent, powdered potassium carbonate: commercial product, primary reagent, powdered magnesium carbonate: commercial product, primary reagent, powder, (for comparison)
Calcium carbonate: Commercial product, first grade reagent, powder, (for comparison)
Calcium aluminates: amorphous, CaO / Al 2 O 3 molar ratio = 2.25, Blaine value 8,000 cm 2 / g
Calcium sulfate: anhydrous calcium sulfate, first grade reagent, brain value 6,000 cm 2 / g, pH 7.2
Sodium aluminate: anhydrous sodium aluminate, primary reagent, brain value 4,000 cm 2 / g, Na 2 O / Al 2 O 3 = 0.9
Acidic liquid α: pH 2.6, acidic liquid cement with 29 parts of anhydrous aluminum sulfate and 2 parts of oxalic anhydride added to 100 parts of water: ordinary Portland cement, commercially available product, Blaine value 3,200 cm 2 / g, specific gravity 3 .16
Fine aggregate: Himekawa water system river sand, Itoigawa City, Niigata Prefecture, surface dry state, specific gravity 2.62, maximum particle size 5mm
<測定方法>
凝結時間:土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格(JSCE D−102)」に準じて測定。
圧縮強度:JIS R 5201に準じて測定、各種混和剤との比較をベースモルタルとの圧縮強度比により評価する。
<Measurement method>
Setting time: Measured according to the Japan Society of Civil Engineers standard "Quality standard for quick setting agent for shotcrete (JSCE D-102)".
Compressive strength: Measured according to JIS R 5201, and compared with various admixtures, evaluated by compressive strength ratio with base mortar.
表1より、アルカリ金属炭酸塩を配合した本願発明の混和剤A、B、Cは、凝結、圧縮強度が良好な結果を示した。また、本願発明の混和剤を配合しない実験No.1-6の28日強度と比較しても、本願発明の実施例の28日強度は約90%程度の強度比が得られており、長期強度を阻害しない結果であった。 From Table 1, the admixtures A, B and C of the present invention blended with an alkali metal carbonate showed good results in setting and compressive strength. Further, even when compared with the 28-day strength of Experiment No. 1-6 in which the admixture of the present invention is not blended, the strength ratio of about 90% is obtained for the 28-day strength of the example of the present invention, The result did not inhibit the strength.
「実験例2」
モルタルミキサーにセメント800g、細骨材2000g、水480gを投入し、練混ぜてモルタルを調整し、実験例1で使用した混和剤Bをセメント100部に対して6部、表2に示す酸性液体をセメント100部に対して6.5部となるようにビニール袋に投入、手混合し(発泡状急結剤としてセメント100部に対して12.5部)、素早くモルタルへ投入し、練混ぜ、急結モルタルを調製した。その後、モルタルの凝結時間、圧縮強度を測定した。尚、実験例1と同様に、強度低下率を確認するため、混和剤や酸性液体を加えないベースモルタルについて測定した。
"Experimental example 2"
Add 800 g of cement, 2000 g of fine aggregate, and 480 g of water to a mortar mixer, mix to adjust the mortar, and add 6 parts of Admixture B used in Experimental Example 1 to 100 parts of cement, as shown in Table 2. Into a plastic bag to make 6.5 parts per 100 parts of cement, mix by hand (12.5 parts per 100 parts of cement as a foaming quick-set agent), quickly put into mortar and knead A quick setting mortar was prepared. Thereafter, the setting time and compressive strength of the mortar were measured. In addition, in the same manner as in Experimental Example 1, in order to confirm the strength reduction rate, measurement was performed on a base mortar to which no admixture or acidic liquid was added.
<使用材料>
酸性液体β:pH3.0、水100部に対して無水クエン酸を15部加えた酸性液体、比較例
酸性液体γ:pH2.0、硫酸希釈液、実施例
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値3,200cm2/g、比重3.16
細骨材:新潟県糸魚川市姫川水系川砂、表乾状態、比重2.62、最大粒径5mm
<Materials used>
Acidic liquid β: pH 3.0, acidic liquid obtained by adding 15 parts of anhydrous citric acid to 100 parts of water, comparative example acidic liquid γ: pH 2.0, sulfuric acid diluted solution, example cement: ordinary Portland cement, commercially available product, Blaine value 3,200 cm 2 / g, specific gravity 3.16
Fine aggregate: Himekawa water system river sand, Itoigawa City, Niigata Prefecture, surface dry state, specific gravity 2.62, maximum particle size 5mm
<測定方法>
凝結時間:土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格(JSCE D−102)」に準じて測定
圧縮強度:JIS R 5201に準じて測定、各種混和剤との比較をベースモルタルとの圧縮強度比により評価する。
<Measurement method>
Setting time: Measured according to the Japan Society of Civil Engineers standard "Quality standard for shotcrete for sprayed concrete (JSCE D-102)" Compressive strength: Measured according to JIS R 5201, compared with various admixtures Evaluation is based on the intensity ratio.
表2より、硫酸や硫酸塩を加えない酸性液βは凝結や圧縮強度の1日までの初期強度発現性が伸びず、実施例に対して値が低い。また、何も加えないベースモルタルよりも1日強度が低いため、酸性液体に硫酸や硫酸塩等を加えないと、吹付け時に剥落等が懸念される。 From Table 2, the acidic liquid β to which no sulfuric acid or sulfate is added does not increase the initial strength development property of the coagulation and compressive strength until 1 day, and the value is lower than that of the examples. Further, since the daily strength is lower than that of a base mortar to which nothing is added, there is a concern that peeling or the like may occur during spraying unless sulfuric acid or sulfate is added to the acidic liquid.
「実験例3」
実験例1と同様にモルタルを調製し、実験例1と同様に混和剤A、Bと酸性液体αを以下に示す手順でモルタルへ添加してからの凝結時間、圧縮強度を測定した。尚、実験例1と同様に、強度低下率を確認するため、混和剤や酸性液体を加えないベースモルタルについて測定した。
"Experiment 3"
Mortar was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, and the setting time and compressive strength after admixtures A and B and acidic liquid α were added to the mortar by the procedure shown below were measured as in Experimental Example 1. In addition, in the same manner as in Experimental Example 1, in order to confirm the strength reduction rate, measurement was performed on a base mortar to which no admixture or acidic liquid was added.
<測定方法>
凝結時間:土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格(JSCE D−102)」に準じて測定。
圧縮強度:JIS R5201に準じて測定。添加手順の比較をベースモルタルとの圧縮強度比により評価する。
添加手順a:モルタルへ混和剤を事前に添加し、酸性液体をモルタルへ添加。
添加手順b:モルタルへ酸性液体を事前に添加し、混和剤をモルタルへ添加。
添加手順c:混和剤と酸性液体を混合し、発泡状急結剤をモルタルへ添加。
<Measurement method>
Setting time: Measured according to the Japan Society of Civil Engineers standard "Quality standard for quick setting agent for shotcrete (JSCE D-102)".
Compressive strength: Measured according to JIS R5201. Comparison of the addition procedure is evaluated by the compressive strength ratio with the base mortar.
Addition procedure a: Add admixture to mortar in advance and add acidic liquid to mortar.
Addition procedure b: Add acid liquid to mortar in advance and add admixture to mortar.
Addition procedure c: The admixture and the acidic liquid are mixed, and the foaming quick-setting agent is added to the mortar.
表3より、混和剤A,Bについてモルタル添加手順を変えて、発泡状態でモルタルへ添加する場合と発泡してない状態でモルタルへ添加した場合について比較したところ、凝結時間が異なり、特に終結時間が発泡状態は5分であるが、発泡してない状態では30分に伸びることが分かった。また、圧縮強度値も1時間から違いが見られ、発泡状態以外の添加では、強度発現性が低下することが確認された。 From Table 3, the admixtures A and B were changed in the mortar addition procedure and compared with the case of adding to the mortar in the foamed state and the case of adding to the mortar in the non-foamed state. However, it was found that the foamed state was 5 minutes, but the foamed state was extended to 30 minutes in the unfoamed state. In addition, the compressive strength value was also different from 1 hour, and it was confirmed that the strength development was reduced by addition of other than the foamed state.
本発明の吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法を採用することによって、トンネル等の吹付け作業において、高い急結性が得られ、長期的な強度発現性を求められる箇所への適用が可能となる。 By adopting the spraying material of the present invention and the spraying method using the same, it is possible to obtain a high quick setting property in a tunneling operation such as a tunnel, and to apply to a place where long-term strength development is required. It becomes possible.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017123796A (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | デンカ株式会社 | Weed control material and its usage |
WO2021024853A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | デンカ株式会社 | Cement admixture and hydraulic composition |
JP2021024755A (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | デンカ株式会社 | Cement admixture and hydraulic composition |
JP7503011B2 (en) | 2021-02-24 | 2024-06-19 | デンカ株式会社 | Calcium aluminate for accelerators and foam-type accelerators |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003081664A (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Quick setting agent, quick setting agent slurry, spraying material, and spraying method using the same |
JP2003081666A (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Quick setting agent, quick setting agent slurry, spraying material, and spraying method using the same |
JP2005035856A (en) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Spray material and spraying method of construction using the same |
JP2006342027A (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Set accelerating agent, slurry set accelerating agent, spraying material and spraying method |
-
2010
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003081664A (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Quick setting agent, quick setting agent slurry, spraying material, and spraying method using the same |
JP2003081666A (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Quick setting agent, quick setting agent slurry, spraying material, and spraying method using the same |
JP2005035856A (en) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Spray material and spraying method of construction using the same |
JP2006342027A (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Set accelerating agent, slurry set accelerating agent, spraying material and spraying method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017123796A (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | デンカ株式会社 | Weed control material and its usage |
WO2021024853A1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-11 | デンカ株式会社 | Cement admixture and hydraulic composition |
JP2021024755A (en) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | デンカ株式会社 | Cement admixture and hydraulic composition |
JP7503011B2 (en) | 2021-02-24 | 2024-06-19 | デンカ株式会社 | Calcium aluminate for accelerators and foam-type accelerators |
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