JP2013189557A - Filler, and method for manufacturing the same and method for filling teh same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filler, a manufacturing method of the same as well as a filling method in which a curing time at filling of the filler can be controlled arbitrarily and filling into a filling part such as a cavity and gap between a concrete structure and a permanent mold can be surely performed.SOLUTION: A filler is made by mixing a cement milk A liquid having cement as a principal component, a quick hardening slurry B liquid containing calcium aluminate, gypsum, and a setting retarder, and a C liquid containing the setting retarder. Further, the B liquid contains an acidic substance, and the acidic substance is aluminum sulfate. In a manufacturing method of the filler, the A liquid is mixed just before filling, after the B liquid and the C liquid are mixed, or the B liquid is mixed just before filling, after the A liquid and the C liquid are mixed. In a filling method, a transportation distance of the filler manufactured in this manufacturing method shall be 30m or less.

Description

本発明は、コンクリート構造物の補修・補強等に用いる永久型枠とコンクリート構造物の隙間への充填、または山岳トンネルの背面空洞充填、土木構造物の空洞充填等の裏込め、軽量盛土、埋め立て等に用いる充填材、およびそれを用いてなる充填工法に関する。   The present invention relates to filling a gap between a permanent formwork and a concrete structure used for repair and reinforcement of a concrete structure, or filling a backside cavity of a mountain tunnel, filling a cavity of a civil engineering structure, etc., lightweight embankment, landfill TECHNICAL FIELD The present invention relates to a filler used for the like, and a filling method using the same.

コンクリート構造物への補修・補強は、既設コンクリート表面を削り落すか、コンクリート内部の鉄筋までコンクリートをハツリした後に、モルタルを吹付けて補修するか、繊維シートを張った後に樹脂コーティングを行っていた(特許文献1参照)。
また、山岳トンネル工法で施工された鉄道、道路、水路トンネルには、背面空洞が存在する場合があり、この背面空洞は、トンネルが塑性圧や偏圧を受けた場合、覆工背面より十分な地盤反力が期待できないため構造的に不利な状態となることがある(特許文献2参照)。
To repair and reinforce concrete structures, the existing concrete surface was scraped off, or the concrete was crushed down to the reinforcing bars inside the concrete, and then repaired by spraying mortar, or fiber sheets were stretched and resin coating was applied. (See Patent Document 1).
Also, railway, road, and waterway tunnels constructed by the mountain tunnel method may have a back cavity. This back cavity is more adequate than the back of the lining when the tunnel is subjected to plastic pressure or partial pressure. Since ground reaction force cannot be expected, it may be structurally disadvantageous (see Patent Document 2).

このようなコンクリート構造物への補修・補強は、従来から種々研究され実用に供されている。
永久型枠を用いた充填材としては、一般的にコンクリートやモルタルを投入し、その側圧に対応するため、永久型枠の強度が必要となり、鋼板やコンクリート板で作製し運搬や設置に多大な動力を必要としていた、また、FRPを使用した永久型枠は、側圧等の圧力に弱く、使用が限定されていた。
そのため、一般的には、側圧の掛らない充填方法が提案されている(特許文献3参照)。
Various repairs and reinforcements for concrete structures have been studied and put into practical use.
In general, concrete or mortar is used as a filler for permanent formwork, and the strength of the permanent formwork is necessary to cope with the lateral pressure. The permanent formwork that required power and used FRP was weak to a pressure such as a side pressure, and its use was limited.
Therefore, in general, a filling method in which no side pressure is applied has been proposed (see Patent Document 3).

従来、可塑性を有する充填材は、従来から種々研究され実用に供されている。また、流動性モルタルにアタパルジャイトを混入した流動性の膨潤液を加えることにより非流動性の可塑状のグラウト材を得ることが提案されている(特許文献4参照)。
しかしながら、これらは、可塑化材を使用した場合、空隙内部までの完全浸透は不可能で、圧入した場合に、FRPに掛る側圧により、充填中にFRPに変形が生じてしまう。
Conventionally, various plastic fillers have been studied and put into practical use. Further, it has been proposed to obtain a non-flowable plastic grout material by adding a flowable swelling liquid in which attapulgite is mixed in a flowable mortar (see Patent Document 4).
However, when these plasticizers are used, they cannot completely penetrate into the voids, and when they are press-fitted, the FRP is deformed during filling due to the side pressure applied to the FRP.

特開2011−190141号JP 2011-190141 A 特許第3435122号公報Japanese Patent No. 3435122 特開平11−256836号JP-A-11-256836 特開2003−082653号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-082653

本発明は、充填材の充填時の硬化時間を任意にコントロールし、コンクリート構造物と永久型枠の空洞や隙間の充填部に確実に充填することができ、さらに、硬化時間を短くすることで永久型枠、特にFRP型枠への側圧を低減し、鋼板やコンクリート板の永久型枠の補強材や厚みを減じることができる、充填材およびその製造方法と充填工法を提供する。   The present invention arbitrarily controls the curing time at the time of filling the filler, can be surely filled into the cavity of the concrete structure and the permanent mold and the filling portion of the gap, and further shorten the curing time. Provided are a filler, a manufacturing method thereof, and a filling method capable of reducing a lateral pressure on a permanent mold, particularly an FRP mold, and reducing a reinforcing material and a thickness of the permanent mold of a steel plate or a concrete plate.

すなわち、本発明は、(1)セメントを主成分とするセメントミルクA液、カルシウムアルミネートと石膏、凝結遅延剤を含有する急硬材スラリーB液、及び凝結遅延剤を含有するC液を混合してなる充填材、(2)さらに、B液が酸性物質を含有してなる(1)の充填材、(3)酸性物質が硫酸アルミニウムである(2)の充填材、(4)B液とC液を混合した後にA液を充填直前に混合してなる(1)〜(3)のいずれかの充填材の製造方法、(5)A液とC液を混合した後にB液を充填直前に混合してなる(1)〜(3)のいずれかの充填材の製造方法、(6)(4)または(5)の製造方法で作製した充填材の輸送距離が30m以内である充填工法、である。   That is, the present invention mixes (1) cement milk A liquid mainly composed of cement, calcium aluminate and gypsum, rapid hardwood slurry B liquid containing a set retarder, and C liquid containing a set retarder. (2) In addition, (2) Further, the B liquid contains an acidic substance (1), (3) The acidic substance is aluminum sulfate (2), (4) B liquid (1) to (3), the method for producing the filler according to any one of (1) to (3) above, and (5) the liquid A and the liquid C are mixed and then the liquid B is filled. Packing in which the transport distance of the filler produced by the production method of any one of (1) to (3), (6), (4) or (5) is 30 m or less. Construction method.

本発明により、充填時の硬化時間を任意にコントロールし、コンクリート構造物と永久型枠の空洞や隙間の充填部に確実に充填することが可能で、硬化時間を短くすることで永久型枠、特にFRP型枠への側圧を低減するばかりか、鋼板やコンクリート板の永久型枠の補強材や厚みを減じることができるため、安価な永久型枠を提供することができ経済的である。さらに、山岳トンネルの背面空洞充填、土木構造物の空洞や隙間の充填部に確実に注入し、周辺の隙間等への漏れがなく、硬化時間を短くした充填材が地下水や流水に希釈されるのを防ぐなどの効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to arbitrarily control the curing time at the time of filling, and it is possible to reliably fill the filling portion of the cavity and gap between the concrete structure and the permanent mold, and the permanent mold by shortening the curing time, In particular, not only can the lateral pressure on the FRP formwork be reduced, but also the reinforcement and thickness of the permanent formwork of the steel plate or concrete plate can be reduced, so that an inexpensive permanent formwork can be provided and it is economical. In addition, filling the cavity of the back of the mountain tunnel, filling the cavity or gap of the civil engineering structure, there is no leakage to the surrounding gap, etc., and the filling material with reduced curing time is diluted into groundwater and running water There are effects such as preventing.

本発明で使用する部や%は、特に規定のない限り質量基準である。   The parts and% used in the present invention are based on mass unless otherwise specified.

本発明は、セメントを主成分とするセメントミルクA液、カルシウムアルミネートと石膏、凝結遅延剤からなる急硬材スラリーB液、及び凝結遅延剤のC液を充填直前に混合することにより、任意の硬化時間のコントロールが可能とする充填材であり、土木構造物等の空洞や隙間の充填部に確実に注入することなどを目的とするものである。   In the present invention, cement milk A liquid mainly composed of cement, calcium aluminate and gypsum, rapid hardening slurry B liquid composed of a setting retarder, and C liquid of setting retarder are mixed immediately before filling. It is a filler capable of controlling the curing time of the resin, and is intended to be surely injected into a filling portion of a cavity or gap of a civil engineering structure or the like.

本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、及び中庸熱などの各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグやフライアッシュなどを混合した各種混合セメント、並びに、通常市販されている各種微粒子セメントやエコセメントなどが挙げられる。これらの中では、経済性や作業性が良く、スランプロスが少ない面で、普通ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
セメント(C)に対する水(W)の配合割合は、W/Cで50〜120%、好ましくは70〜100%で、120%以上では、短・長期強度の発現が不良の可能性が有り、50%以下では、セメントミルク(A液)の粘度が高く、圧送性に問題が生じ、急硬材スラリーとの混合性に問題が生ずる可能性があり経済的で無い。
As the cement used in the present invention, various portland cements such as normal, early strength, and moderate heat, various mixed cements obtained by mixing blast furnace slag and fly ash with these portland cements, and various commercially available fine particles Examples include cement and eco-cement. Among these, it is preferable to use ordinary Portland cement in terms of economy and workability and low slump loss.
The blending ratio of water (W) to cement (C) is 50 to 120% in W / C, preferably 70 to 100%. If it is 120% or more, the expression of short and long-term strength may be poor, If it is 50% or less, the viscosity of cement milk (liquid A) is high, which causes problems in pumpability and may cause problems in mixing properties with the rapid hardening slurry, which is not economical.

本発明で使用するカルシウムアルミネート(以下、CAという)は、CaO、Al、及びSiOを含有するものであり、石膏との併用により主として短期強度の発現に寄与するものである。CAの組成は、CaO含有率20〜60%、Al含有率20〜70%の範囲のものが好ましく、CaO含有率30〜55%、Al含有率30〜60%、及びSiO含有率0〜20%の範囲のものがより好ましい。この範囲外では短期強度が小さくなる場合がある。
CAは、石灰石等のカルシア原料、アルミナ、ボーキサイト、長石、及び粘土などのアルミナ原料に、ケイ石、ケイ砂、石英、及びケイ藻土などのシリカ原料などを配合した後、ロータリーキルンなどで焼成、または、電気炉や高周波炉などで溶融することにより製造される。
CAとしては、12CaO・7Al、CaO・Al、3CaO・Al、2CaO・Al・SiOやCaO・Al・2SiOなどの結晶性化合物を使用することも可能であるが、短期強度が大きい点で、溶融物を急冷して得られるガラス質のものが好ましい。
CAのガラス化率は、CAを1400℃で2時間加熱後、5℃/分の冷却速度で徐冷し、粉末X線回折法により結晶鉱物のメインピークの面積S0を求め、CAの結晶のメインピークSから、X(%)=100×(1−S/S0)として求められるもので、短期強度の点から50%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が最も好ましい。50%未満では短期強度が小さい場合がある。
使用するCAの粉末度は、ブレーン比表面積(以下、ブレーン値という)で3000cm/g以上、好ましくは4000〜7000cm/g で、3000cm/g未満では、初期の強度発現性の向上を十分示さないので好ましくない。
The calcium aluminate (hereinafter referred to as CA) used in the present invention contains CaO, Al 2 O 3 , and SiO 2 , and contributes mainly to the expression of short-term strength when used in combination with gypsum. The composition of CA is preferably in the range of CaO content 20 to 60%, Al 2 O 3 content 20 to 70%, CaO content 30 to 55%, Al 2 O 3 content 30 to 60%, and in the range of SiO 2 content of 0-20% are more preferred. Outside this range, the short-term strength may be small.
CA is blended with calcia raw materials such as limestone, alumina raw materials such as alumina, bauxite, feldspar, and clay with silica raw materials such as quartzite, quartz sand, quartz, and diatomaceous earth, and then fired in a rotary kiln. Or it is manufactured by melting in an electric furnace or a high frequency furnace.
The CA, the 12CaO · 7Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, 3CaO · Al 2 O 3, 2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2 and crystalline compounds such as CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2 Although it can be used, a vitreous material obtained by quenching the melt is preferred from the viewpoint of high short-term strength.
The vitrification rate of CA is as follows: CA is heated at 1400 ° C. for 2 hours, then slowly cooled at a cooling rate of 5 ° C./min, and the area S0 of the main peak of the crystal mineral is determined by powder X-ray diffraction method. It is obtained from the main peak S as X (%) = 100 × (1−S / S0), and is preferably 50% or more, more preferably 80% or more, and most preferably 90% or more from the viewpoint of short-term strength. If it is less than 50%, the short-term strength may be small.
Fineness of CA to be used, Blaine specific surface area (hereinafter, referred to as Blaine) 3000 cm 2 / g or more, preferably 4000~7000cm 2 / g, is less than 3000 cm 2 / g, the improvement in initial strength development Since it does not show enough, it is not preferable.

本発明で使用する石膏は、無水石膏、半水石膏、及び二水石膏が挙げられ、さらに、天然石膏や、リン酸副生石膏、排脱石膏、及びフッ酸副生石膏などの化学石膏、または、これらを熱処理して得られる石膏などが含まれる。これらの中で強度発現性が大きい点で無水石膏が好ましい。
使用する石膏の粉末度は、ブレーン値で3000cm/g以上、好ましくは4000〜7000m/gであり、3000cm/g未満では、初期の強度発現性の向上が十分ではない場合が多い。
CAと石膏の使用量は、CA100部に対して、50〜200部が好ましく、70〜150部がより好ましい。50部未満では短期強度が小さい場合があり、200部を超えても短期強度が小さい場合がある。
Examples of the gypsum used in the present invention include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum, and further, natural gypsum, chemical gypsum such as phosphate byproduct gypsum, drainage gypsum, and hydrofluoric acid byproduct gypsum, or The gypsum obtained by heat-treating these is included. Of these, anhydrous gypsum is preferred because of its high strength development.
The fineness of the gypsum used is 3000 cm 2 / g or more, preferably 4000 to 7000 m 2 / g in terms of a brane value. If it is less than 3000 cm 2 / g, the initial strength development is often insufficient.
The amount of CA and gypsum used is preferably 50 to 200 parts, more preferably 70 to 150 parts with respect to 100 parts of CA. If it is less than 50 parts, the short-term strength may be small, and if it exceeds 200 parts, the short-term strength may be small.

CAと石膏の混合品(以下、急硬材という)の使用量は、セメント100部に対して、8〜30部が好ましく、10〜25部がより好ましい。8部未満では短期強度が小さい場合があり、30部を超えても強度増進効果が小さく経済的でない。   The amount of the mixture of CA and gypsum (hereinafter referred to as “quick hardwood”) is preferably 8 to 30 parts, more preferably 10 to 25 parts, relative to 100 parts of cement. If it is less than 8 parts, the short-term strength may be small, and if it exceeds 30 parts, the strength enhancement effect is small and not economical.

凝結調整剤としては、有機酸類やアルカリ金属炭酸塩類などが挙げられる。これらの中では、硬化時間をコントロールでき、ホースなどの閉塞がなく、硬化後の強度発現性が良好な点で、有機酸類とアルカリ金属炭酸塩類を併用することが好ましい。   Examples of the setting modifier include organic acids and alkali metal carbonates. Among these, it is preferable to use an organic acid and an alkali metal carbonate in combination because the curing time can be controlled, the hose is not blocked, and the strength development after curing is good.

有機酸類としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、及びグルコン酸などのオキシカルボン酸又はこれらの塩(ナトリウム塩やカリウム塩など)などが挙げられる。これらの中では、硬化時間をコントロールでき、ホースなどの閉塞がない点で、オキシカルボン酸及び/又はこれらの塩が好ましく、クエン酸ナトリウムがより好ましい。 Examples of organic acids include oxycarboxylic acids such as citric acid, tartaric acid, malic acid, and gluconic acid, or salts thereof (such as sodium salt and potassium salt). Among these, oxycarboxylic acid and / or a salt thereof are preferable, and sodium citrate is more preferable in that the curing time can be controlled and there is no blockage of a hose or the like.

アルカリ金属炭酸塩類としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、及び炭酸カリウムなどの炭酸塩や、炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウムなどの重炭酸塩が挙げられる。これらの中では、硬化後の強度発現性が良好な点で、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、炭酸カリウムがより好ましい。 Examples of the alkali metal carbonates include carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, and potassium carbonate, and bicarbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate. Among these, alkali metal carbonates are preferable and potassium carbonate is more preferable in terms of good strength development after curing.

有機酸類とアルカリ金属炭酸塩類を併用した場合の両者の混合割合は、アルカリ金属炭酸塩類100部に対して、有機酸類5〜200部が好ましく、10〜100部がより好ましい。5部未満だと硬化時間をコントロールできず、ホースなどの閉塞が発生する場合があり、200部を越えると初期強度発現性が低下する場合がある。 When the organic acid and the alkali metal carbonate are used in combination, the mixing ratio of the two is preferably 5 to 200 parts, more preferably 10 to 100 parts, with respect to 100 parts of the alkali metal carbonate. If it is less than 5 parts, the curing time cannot be controlled, and a hose or the like may be blocked, and if it exceeds 200 parts, the initial strength development may be reduced.

凝結調整剤の使用量は、温度と練置き時間に応じて調整するため特に限定されるものではないが、急硬材100部に対して0.1〜5部が好ましく、0.3〜3部がより好ましい。0.1部未満では、練置き時間が確保しにくい場合があり、5部を超えると硬化時間が異常に長くなり、不均一な固化状態となる場合がある。また、C液として凝結調整剤を添加するため、急硬材スラリー中の凝結調整剤は、目標とする硬化時間維持に必要な凝結調整剤量より若干少なめが好ましい。
なお、C液の凝結調整剤としては、B液の凝結調整剤と同成分で良いが、硬化時間の調整のし易さからから有機酸類である、クエン酸、酒石酸、グルコン酸などのオキシカルボン酸又はこれらの塩(ナトリウム塩やカリウム塩など)を単独で使用するのが好ましい。
Although the usage-amount of a setting regulator is not specifically limited in order to adjust according to temperature and kneading time, 0.1-5 parts are preferable with respect to 100 parts of rapid-hardening materials, and 0.3-3 Part is more preferred. If it is less than 0.1 part, it may be difficult to ensure the kneading time, and if it exceeds 5 parts, the curing time may become abnormally long, resulting in a non-uniform solidified state. Further, since the setting modifier is added as the liquid C, it is preferable that the setting agent in the rapid hardening material slurry is slightly less than the amount of setting agent necessary for maintaining the target curing time.
The liquid C setting regulator may be the same component as the liquid B setting regulator, but it is an organic acid such as citric acid, tartaric acid, and gluconic acid because of the ease of adjusting the curing time. It is preferable to use an acid or a salt thereof (such as sodium salt or potassium salt) alone.

急硬材スラリー(B液)における水(W)の配合割合は、W/急硬材で50〜150%、好ましくは70〜120%で、150%を超えると、スラリー中の急硬材成分の沈降が発生し、短・長期強度発現が不良の原因となり、50%未満では、急硬材スラリーの粘度が高く、圧送性に問題が生じ、セメントミルクとの混合性に問題が生ずる可能性があり、その後の強度発現のバラツキの原因となる。   The mixing ratio of water (W) in the rapid hardening material slurry (liquid B) is 50 to 150%, preferably 70 to 120% in W / quick hardening material, and if it exceeds 150%, the rapid hardening material component in the slurry If the amount is less than 50%, the viscosity of the hardened material slurry is high, causing a problem in the pumpability and a problem in mixing with the cement milk. And causes variations in subsequent strength development.

本発明で使用する酸性物質は、温度変化による硬化時間の変化を緩やかにし、強度発現性を良好にし、急硬材スラリーの特性を保持するために使用するものである。急硬材と水を混合して急硬材スラリーを調製した後、急硬材スラリーとセメントミルクを混合するまで急硬材スラリーを練り置く必要がある。この急硬材スラリーの練り置き時間が長いと、当初設定していた硬化時間が短くなり、強度発現性が低下する場合がある。特に高温時にはその傾向が顕著となり、ホースが閉塞し、型枠内へ急硬性セメントミルクが十分に充填できない場合があるという課題があった。この課題を解決するために酸性物質を使用するものである。 The acidic substance used in the present invention is used to moderate the change in the curing time due to temperature change, to improve the strength development, and to maintain the characteristics of the rapid hardening material slurry. After preparing the rapid hardening material slurry by mixing the rapid hardening material and water, it is necessary to knead the rapid hardening material slurry until the rapid hardening material slurry and the cement milk are mixed. If the kneading time of the rapid hardening material slurry is long, the initially set curing time is shortened, and the strength development may be reduced. In particular, the tendency becomes remarkable at high temperatures, the hose is blocked, and there is a problem that the rapid hardening cement milk may not be sufficiently filled into the mold. In order to solve this problem, an acidic substance is used.

酸性物質としては、リン酸一ナトリウムやリン酸一カリウムなどのリン酸塩、硫酸アルミニウムや硫酸アンモニウムなどの硫酸塩、並びに硫酸水素ナトリウムや硫酸水素カリウムなどの重硫酸塩などが挙げられる。これらの中では、流動性が良好で、安全な点で、硫酸塩が好ましく、硫酸アルミニウムがより好ましい。また、硫酸、塩酸、及び硝酸などの強酸やリン酸も使用できる。 Examples of the acidic substance include phosphates such as monosodium phosphate and monopotassium phosphate, sulfates such as aluminum sulfate and ammonium sulfate, and bisulfates such as sodium hydrogen sulfate and potassium hydrogen sulfate. Among these, sulfate is preferable and aluminum sulfate is more preferable in terms of good fluidity and safety. In addition, strong acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, and phosphoric acid can also be used.

酸性物質の使用量は、急硬成分と石膏の合計100部に対して、10部以下が好ましく、5部以下がより好ましい。10部を超えると強度発現性が低下する場合がある。 The amount of the acidic substance used is preferably 10 parts or less and more preferably 5 parts or less with respect to a total of 100 parts of the rapid hardening component and gypsum. If it exceeds 10 parts, strength development may be reduced.

本発明で使用するC液は、凝結調整剤を水に溶解して得られるもので、必要に応じてセメントミルクや急硬材スラリーに両者が混合する前にどちらかにC液を添加することにより、急硬性セメントミルクの硬化時間を作業中に任意に変動させることが可能となる。   The C liquid used in the present invention is obtained by dissolving a setting modifier in water, and if necessary, add the C liquid to either before mixing them into cement milk or quick hard material slurry. Thus, the setting time of the rapid hardening cement milk can be arbitrarily changed during the operation.

C液の濃度は、水100部に凝結調整剤1〜25部、好ましくは5〜15部で、1部未満だと硬化時間のコントロールが難しく、追加添加により強度低下の原因となり、25部を超えると添加量の変動による硬化時間の変化が大きくなり、施工性が悪くなる場合がある。   Concentration of the liquid C is 1 to 25 parts, preferably 5 to 15 parts of a coagulation adjusting agent in 100 parts of water, and if it is less than 1 part, it is difficult to control the curing time. When it exceeds, the change of the hardening time by the fluctuation | variation of addition amount will become large, and workability | operativity may worsen.

C液のセメントミルク(A液)や急硬材スラリー(B液)への混合は、圧送されているセメントミルクまたは急硬材スラリー圧送管中の枝管(Y字管又はシャワーリング)へC液用ポンプ等により圧入される。 Mixing C liquid into cement milk (A liquid) or quick hard material slurry (B liquid) is carried out to the cement milk being pumped or the branch pipe (Y-shaped pipe or shower ring) in the quick hard material slurry pumping pipe. Press-fitted with a liquid pump.

セメントミルク(A液)と急硬材スラリー(B液)の混合は、圧送されているセメントミルク圧送管中の枝管(Y字管又はシャワーリング)へ急硬材スラリー用ポンプなどにより圧入され、無駆動ミキサ(スタッティックミキサ)により混合し、注入する方法が好ましい。 The mixture of cement milk (liquid A) and rapid hard material slurry (liquid B) is pressed into the branch pipe (Y-shaped pipe or shower ring) in the pumped cement milk pressure pipe by a rapid hard material slurry pump or the like. A method of mixing and injecting with a non-driving mixer (static mixer) is preferable.

セメントミルク(A液)と急硬材スラリー(B液)の混合後の硬化時間は、永久型枠に掛る側圧の低減を考慮し、急硬性セメントミルクの打設速度(高さ0.5m/min以上)が早い場合は1〜5分、打設速度(高さ0.1m/min程度)が遅い場合は3〜20分が好ましい。   The hardening time after mixing the cement milk (liquid A) and the rapid hardening material slurry (liquid B) takes into consideration the reduction of the side pressure applied to the permanent mold, and the setting speed of the rapid hardening cement milk (height 0.5 m / 1 to 5 minutes is preferable when the min) is fast, and 3 to 20 minutes is preferable when the casting speed (height is about 0.1 m / min) is slow.

セメントミルクと急硬材スラリーの混合から充填までのホースの長さは、30m以下であり、好ましくは1〜10mで、30mを超えると、特に高温時にホース内の蓄熱や圧送による摩擦熱等により、硬化時間が短くなりホースを固める場合がある。   The length of the hose from the mixing of cement milk and the quick-hardening material slurry to filling is 30 m or less, preferably 1 to 10 m. Curing time may be shortened and the hose may be hardened.

本発明の充填材の流動性は、JAロート値で8〜15秒であり、優れた充填性能を有し、細い空隙充填にも適しているものである。   The fluidity of the filler of the present invention is 8 to 15 seconds in terms of JA funnel value, has excellent filling performance, and is suitable for narrow gap filling.

本発明の充填材の充填方法は、充填材におけるセメントミルク(A液)と急硬材スラリー(B液)と凝結遅延剤を含有するC液を、施工現場で、または施工現場とは異なる場所で予め製造し、現場で混合するものである。これらの液の製造装置については、従来と同様でよく、グラウトミキサ、モルタルミキサ、ハンドミキサなど、通常の充填材用のセメントミルクや急硬材スラリーを作製する際に使用されているミキサを用いることができる。混練時間は特に材料分離が生じなければ限定されるものではなく、例えばハンドミキサで1分程度が好適である。
A液とB液とC液の配合割合は、使用条件により変動するが、通常、A液100部に対して、B液が5.5〜50部、C液が0.01〜10部程度である。
The filling method of the filler of the present invention is the place where the cement milk (liquid A), the hardened material slurry (liquid B) and the liquid C containing the setting retarder are different at the construction site or at the construction site. Are pre-manufactured and mixed on site. About the manufacturing apparatus of these liquids, it may be the same as that of the past, and the mixer used when producing cement milk and quick-hardening material slurry for usual fillers, such as a grout mixer, a mortar mixer, and a hand mixer, is used. be able to. The kneading time is not particularly limited as long as material separation does not occur. For example, a hand mixer is preferably about 1 minute.
The mixing ratio of the A liquid, the B liquid, and the C liquid varies depending on use conditions, but normally, the B liquid is about 5.5 to 50 parts and the C liquid is about 0.01 to 10 parts with respect to 100 parts of the A liquid. It is.

以下、実験例に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, it demonstrates in detail based on an experiment example.

実験例1
表1に示すセメントミルクと急硬材スラリーを別々にハンドミキサで混練りして調製した。別途凝結調整剤10%水溶液C液を作り別添加した、但し、C液は急硬材スラリーに添加した。
Experimental example 1
The cement milk shown in Table 1 and the quick-hardening material slurry were separately kneaded with a hand mixer. Separately, a coagulation adjusting agent 10% aqueous solution C was prepared and added separately. However, the solution C was added to the rapid hardening material slurry.

調製したセメントミルク(A液)とC液を混合した急硬材スラリー(B液)をハンドミキサで10秒均一混合し充填材(A液+B液+C液)とし、硬化時間、圧縮強度を測定した。
尚、セメント100部に対する急硬材の配合割合(部)と、急硬材100部に対する凝結調整剤10%水溶液C液の配合割合(部)を表2に示す。また、測定結果を表2に併記する。
The prepared cement milk (A liquid) and C hard liquid slurry (B liquid) are mixed uniformly for 10 seconds with a hand mixer to form a filler (A liquid + B liquid + C liquid), and the curing time and compressive strength are measured. did.
Table 2 shows the blending ratio (parts) of the rapid-hardening material with respect to 100 parts of cement and the blending ratio (parts) of the 10% aqueous solution C solution for the setting modifier to 100 parts of the rapid-hardening material. The measurement results are also shown in Table 2.

<使用材料>
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品、密度3.15g/cm
急硬材:CA(12CaO・7Al 組成)、ガラス化率99%以上、ブレーン値6050cm /g、市販無水セッコウの粉砕品、ブレーン値5900cm/gを等量で混合。
凝結調整剤(1):クエン酸と炭酸カリウムの質量比1:3の混合品
凝結調整剤(2):クエン酸ナトリウム
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement, commercially available, density 3.15 g / cm 3
Quick hardening material: CA (12CaO · 7Al 2 O 3 composition), vitrification rate of 99% or more, brain value 6050 cm 2 / g, commercially available anhydrous gypsum pulverized product, brain value 5900 cm 2 / g are mixed in equal amounts.
Setting agent (1): Mixture of citric acid and potassium carbonate in a mass ratio of 1: 3 Setting agent (2): Sodium citrate

<測定方法>
硬化時間測定方法:充填材(A液+B液+C液)をカップに入れ、横にして動かなくなった時点。
流動性試験:JAロートで測定。JSCE−F531のPCグラウトの流動性試験方法による。
圧縮強度:JSCE−F56及びJIS R 5201に準ずる(4cm×4cm×16cm供試体使用)。
<Measurement method>
Curing time measurement method: When the filler (A liquid + B liquid + C liquid) is put in a cup and lies sideways and cannot move.
Fluidity test: measured with a JA funnel. According to JSCE-F531 PC grout fluidity test method.
Compressive strength: According to JIS CE-F56 and JIS R 5201 (4 cm × 4 cm × 16 cm specimen used).

表2より、本発明の充填材を使用することにより、充填材の硬化時間のコントロールが容易で強度発現性が良好なことが判る。   From Table 2, it can be seen that by using the filler of the present invention, the curing time of the filler can be easily controlled and the strength development is good.

実験例2
硫酸アルミニウムを急硬材100部に対して表3に示す割合で混和し、急硬材スラリーの練置き時間別で試験を実施したこと以外は実験例1と同様に行った。硫酸アルミニウムの配合割合および凝結調整剤10%水溶液C液を変えた結果を表3に併記する。
Experimental example 2
The test was performed in the same manner as in Experimental Example 1 except that aluminum sulfate was mixed at a ratio shown in Table 3 with respect to 100 parts of the hardened material, and the test was performed according to the kneading time of the hardened material slurry. Table 3 shows the blending ratio of aluminum sulfate and the results of changing the coagulation modifier 10% aqueous solution C.

<使用材料>
硫酸アルミニウム:市販品、含水物(16水塩)
<Materials used>
Aluminum sulfate: commercial product, water-containing product (16 hydrate)

表3より、硫酸アルミニウムを使用することにより、急硬材スラリー(B液)を練置いても硬化時間はあまり変わらないことが判る。また、強度発現性は良好であることが判る。 From Table 3, it can be seen that by using aluminum sulfate, the curing time does not change much even if the rapid hard material slurry (liquid B) is kneaded. Moreover, it turns out that intensity | strength expression is favorable.

実験例3
表面を塩ビ板で側面、裏面は合板で高さ2m、幅1m、厚み10cmで上面解放の空洞充填用型枠を作製し、上部より、表1、表2に準じ、充填材(A液+B液+C液)を流し込み、塩ビ板最下部中央に圧力計を取付、急硬性セメントミルクが型枠に掛る圧力と塩ビ板の膨れを測定した。結果を表4に併記する。
セメントミルク(A液)、急硬材スラリー(B液)はハンドミキサで混練りし、各スクイズポンプのホッパーに入れ、セメントミルク8.25リットル/min、急硬材スラリー1.75リットル/minで吐出し、途中でセメントミルク(A液)、急硬材スラリー(B液)を混合管で混合し、急硬性セメントミルク(A液+B液)として、型枠上部より充填した。C液は、急硬材スラリー(B液)中の急硬材100部に対し表4で示す割合を二股管で急硬材スラリー(B液)側に流し込んだ。
Experimental example 3
Fabricate a mold for filling the cavity with a vinyl chloride plate on the side and a back side of plywood with a height of 2 m, a width of 1 m, and a thickness of 10 cm. (Liquid + liquid C) was poured, and a pressure gauge was attached to the center of the bottom of the PVC plate, and the pressure at which the hardened cement milk applied to the mold and the swelling of the PVC plate were measured. The results are also shown in Table 4.
Cement milk (liquid A) and quick hard material slurry (liquid B) are kneaded with a hand mixer and placed in the hopper of each squeeze pump. Cement milk is 8.25 liters / min, and quick hard material slurry is 1.75 liters / min. The cement milk (liquid A) and the hardened material slurry (liquid B) were mixed in the mixing tube on the way, and filled from the upper part of the mold as the hardened cement milk (liquid A + liquid B). C liquid poured the ratio shown in Table 4 with respect to 100 parts of quick hardening materials in quick hardening material slurry (B liquid) with the bifurcated pipe to the quick hardening material slurry (B liquid) side.

<測定方法>
最大圧力:バルコム社製デジタル圧力計(VPC−A5−S−A−100.0kPa−1)で測定。
塩ビ板の膨れ:塩ビ板の最大膨れを注入前と後のノギスの差で測定。
硬化時間:圧力計の圧力上昇が無くなった時点。
<Measurement method>
Maximum pressure: Measured with a digital pressure gauge (VPC-A5-SA-100.0 kPa-1) manufactured by Valcom.
PVC board swelling: The maximum swelling of the PVC board is measured by the difference between the calipers before and after injection.
Curing time: When the pressure gauge no longer increases in pressure.

表4より、本発明の充填材を使用することにより、硬化時間が取れ、充填後の型枠に掛る圧力が低く、塩ビ板の膨れが極端に少ない事が判る。   From Table 4, it can be seen that by using the filler of the present invention, the curing time can be taken, the pressure applied to the mold after filling is low, and the swelling of the PVC plate is extremely small.

実験例4
実験例3の試験方法に準じて、C液を、セメントミルク(A液)中のセメント100部に対し表5で示す割合を二股管でセメントミルク(A液)側に流し込んだ。結果を表5に併記する。
Experimental Example 4
According to the test method of Experimental Example 3, the ratio C shown in Table 5 was poured into the cement milk (liquid A) side through a bifurcated tube with respect to 100 parts of cement in the cement milk (liquid A). The results are also shown in Table 5.

表5より、C液をセメントミルク(A液)側に入れることにより、急硬材スラリー(B液)側への使用より硬化時間が長くなるが(C液が減らせる)、充填後の型枠に掛る圧力、塩ビ板の膨れが等が殆ど変わらないばかりか、圧縮強度発現も変わらないことが判る。   Table 5 shows that by putting C liquid into the cement milk (A liquid) side, the curing time is longer than when it is used on the rapid hardwood slurry (B liquid) side (C liquid can be reduced). It can be seen that the pressure applied to the frame, the swelling of the PVC plate, etc. are hardly changed, and the compressive strength is not changed.

本発明により、充填時の硬化時間を任意にコントロールし、コンクリート構造物と永久型枠の空洞や隙間の充填部に確実に充填することが可能で、硬化時間を短くすることで永久型枠、特にFRP型枠への側圧を低減するばかりか、鋼板やコンクリート板の永久型枠の補強材や厚みを減じることができるため、安価な永久型枠を提供することができ経済的である。さらに、山岳トンネルの背面空洞充填、土木構造物の空洞や隙間の充填部に確実に注入し、周辺の隙間等への漏れがなく、硬化時間を短くした充填材が地下水や流水に希釈されるのを防ぐなどの効果を奏するので、土木分野などで広範に使用することが出来る。   According to the present invention, it is possible to arbitrarily control the curing time at the time of filling, and it is possible to reliably fill the filling portion of the cavity and gap between the concrete structure and the permanent mold, and the permanent mold by shortening the curing time, In particular, not only can the lateral pressure on the FRP formwork be reduced, but also the reinforcement and thickness of the permanent formwork of the steel plate or concrete plate can be reduced, so that an inexpensive permanent formwork can be provided and it is economical. In addition, filling the cavity of the back of the mountain tunnel, filling the cavity or gap of the civil engineering structure, there is no leakage to the surrounding gap, etc., and the filling material with reduced curing time is diluted into groundwater and running water It can be used widely in the civil engineering field.

Claims (6)

セメントを主成分とするセメントミルクA液、カルシウムアルミネートと石膏、凝結遅延剤を含有する急硬材スラリーB液、及び凝結遅延剤を含有するC液を混合してなる充填材。 Cement milk A liquid mainly composed of cement, calcium aluminate and gypsum, rapid hardening material slurry B liquid containing a setting retarder, and C liquid containing a setting retarder. さらに、B液が酸性物質を含有してなる請求項1に記載の充填材。 Furthermore, the filler according to claim 1, wherein the liquid B contains an acidic substance. 酸性物質が硫酸アルミニウムである請求項2項に記載の充填材。 The filler according to claim 2, wherein the acidic substance is aluminum sulfate. B液とC液を混合した後にA液を充填直前に混合してなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の充填材の製造方法。 The manufacturing method of the filler of any one of Claims 1-3 formed by mixing B liquid and C liquid and mixing A liquid just before filling. A液とC液を混合した後にB液を充填直前に混合してなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の充填材の製造方法。 The manufacturing method of the filler of any one of Claims 1-3 formed by mixing A liquid and C liquid, and mixing B liquid just before filling. 請求項4または5に記載の製造方法で作製した充填材の輸送距離が30m以内であることを特徴とする充填工法。 6. The filling method according to claim 4, wherein the transport distance of the filler produced by the production method according to claim 4 or 5 is within 30 m.
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