JP2014181165A - Accelerator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an accelerator capable of improving the setting quickness and strength development potential.SOLUTION: The provided accelerator includes: calcium aluminate including at least 60 vol.% of particles having diameters of 5-15 μm; gypsum including at least 60 vol.% of particles having diameters of 5-50 μm; alkali metal aluminates; and alkali metal carbonates. A method for manufacturing the accelerator by mixing a pre-classified calcium aluminate, a pre-classified gypsum, a pre-classified sodium aluminate, and pre-classified alkali metal carbonates is also provided.

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付ける急結剤、吹付け材料、及びそれを用いた吹付け工法に関する。 本発明のセメントコンクリートとは、セメントペースト、モルタル、及びコンクリートを総称するものである。   The present invention relates to, for example, a quick setting agent, a spraying material, and a spraying method using the rapid spraying agent sprayed onto a ground surface exposed in a tunnel or a slope such as a road, a railway, and a waterway. The cement concrete of the present invention is a general term for cement paste, mortar, and concrete.

本発明における部や%は、粒子の積算値では体積基準であり、それ以外では質量基準である。   Parts and% in the present invention are based on volume in the integrated value of particles, and are based on mass in other cases.

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1参照)。 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。   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 (see 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.

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とアルカリ炭酸塩等との混合物、並びに、カルシウムアルミネート、アルカリ金属アルミン酸塩、及びアルカリ炭酸塩等の混合物や、カルシウムアルミネートと3CaO・SiOとの混合物等が知られている(特許文献2〜6参照)。 Accelerating agents include calcium aluminate, a mixture of alkali metal aluminate and alkali carbonate, etc., a mixture of calcium aluminate, alkali metal aluminate, and alkali carbonate, calcium aluminate and 3CaO, etc. A mixture with SiO 2 is known (see Patent Documents 2 to 6).

特公昭60−4149号公報Japanese Patent Publication No. 60-4149 特開昭64−051351号公報Japanese Patent Laid-Open No. 64-051351 特公昭56−27457号公報Japanese Examined Patent Publication No. 56-27457 特開昭61−026538号公報JP-A-61-026538 特開昭63−210050号公報JP 63-2105050 A 特開平11−12008号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-12008 特開2000−233955号公報JP 2000-233955 A 特開2003−292354号公報JP 2003-292354 A 特開2004−210552号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-210552 特開2006−152733号公報JP 2006-152733 A 特開2006−182617号公報JP 2006-182617 A 国際公開第2005/123620パンフレットInternational Publication No. 2005/123620 Pamphlet

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。しかしながら、これらの急結剤は湧き水が多かったり、岩盤が少なかったりするような地山に対して、コンクリートの剥落や地山の崩落が起こりやすいという課題があった。更に、近年ではコスト削減のため、施工サイクルを短縮し、吹付け厚さが薄くても安全性が確保される吹付け材料が求められている。   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. However, these quick setting agents have a problem that concrete is easily stripped or collapsed in a natural ground where there is a lot of spring water or a small amount of rock. Furthermore, in recent years, in order to reduce costs, there is a demand for a spray material that shortens the construction cycle and ensures safety even when the spray thickness is thin.

以上のことから、吹付けコンクリートの急結性や強度発現性の向上が求められており、新たなセメント急結剤が開発されている(特許文献7〜12参照)。これらのセメント急結剤及びセメント組成物は、主に急結剤中のカルシウムアルミネートや石膏やその他の副成分の比率について検討した結果であり、これらの適正な粒度範囲を検討することにより、急結性を向上させて、吹付けコンクリートのはね返りや粉じんを低減することについて、記載されていない。   From the above, improvement of quick setting property and strength development property of shotcrete is demanded, and a new cement quick setting agent has been developed (see Patent Documents 7 to 12). These cement quick-setting agents and cement compositions are mainly the result of examining the ratio of calcium aluminate, gypsum and other subcomponents in the quick-setting agent, and by examining the appropriate particle size range, There is no description about improving the quick setting property and reducing the rebound and dust of shotcrete.

粒度は反応活性の指標であり、評価方法としては、比表面積、粒度分布、細孔分布等が挙げられる。例えば、特許文献7ではブレーン比表面積(以下、ブレーン値と表記)4500cm/g以上のカルシウムアルミネートと、ブレーン値4000cm/gの石膏を使用しているが、ブレーン値は粉体全体の表面積であるため、同じブレーン値であっても粒度分布が異なり、反応活性に違いが生じる。特許文献7では、ブレーン値4500cm/g以上のカルシウムアルミネートと石膏によるコンクリート急結剤が提案されている。JIS R 5201により測定したブレーン値5000cm/gのカルシウムアルミネートにおいて、分級していない場合は、粒子径5〜15μmに45体積%分布しているが、分級している場合は、粒子径5〜15μmに85体積%分布しており、同じブレーン値5000cm/gのカルシウムアルミネートでも分級して粒度範囲を狭めた方が、活性は強い。プレーン値が高いと活性が強くなるが、粉砕に時間がかかり、コストアップになるため、予め分級することが経済性の点で好ましい。本願では分級して適正な粒度範囲にして急結性を上げることではね返りを下げることが可能となる。従来の技術では、カルシウムアルミネートや石膏の粒度は、プレーン値で規定されているが、粒度分布の規定がない。物質によっては同じブレーン値でも粒度分布が異なっているため、一義的にプレーン値で粒度を規定することができない場合がある。 The particle size is an index of reaction activity, and the evaluation method includes specific surface area, particle size distribution, pore distribution and the like. For example, the Blaine specific surface area in Patent Document 7 (hereinafter, Blaine the drawing) and 4500cm 2 / g or more calcium aluminates, the use of the plaster of Blaine value 4000 cm 2 / g, the Blaine values for the entire powder Because of the surface area, the particle size distribution is different even at the same brain value, and the reaction activity is different. Patent Document 7 proposes a concrete quick setting agent using calcium aluminate and gypsum having a brain value of 4500 cm 2 / g or more. In calcium aluminate having a brain value of 5000 cm 2 / g measured according to JIS R 5201, when not classified, 45% by volume is distributed in a particle diameter of 5 to 15 μm, but when classified, the particle diameter is 5 The activity is stronger when the particle size range is narrowed by classifying even with calcium aluminate having the same brain value of 5000 cm 2 / g. If the plain value is high, the activity becomes strong, but it takes time to grind and increases the cost. Therefore, classification in advance is preferable in terms of economy. In the present application, it is possible to reduce the rebound by classifying and setting the appropriate particle size range to increase the quick setting property. In the prior art, the particle size of calcium aluminate and gypsum is defined by a plain value, but there is no definition of particle size distribution. Depending on the substance, the particle size distribution is different even with the same brain value, and therefore it may not be possible to uniquely define the particle size with a plain value.

コンクリート急結剤中のカルシウムアルミネートは、分級しない場合、粒子径5〜15μmの粒子の含有率は60体積%未満である。コンクリート急結剤中の石膏は、分級しない場合、粒子径5〜50μmの粒子の含有率は60体積%未満である。   When the calcium aluminate in the concrete quick-setting agent is not classified, the content of particles having a particle diameter of 5 to 15 μm is less than 60% by volume. When the gypsum in the concrete quick-setting agent is not classified, the content of particles having a particle diameter of 5 to 50 μm is less than 60% by volume.

本発明者は、前記課題や要求を種々検討した結果、例えば、急結剤を構成する原料を分級して適正な粒度範囲に調整することにより、急結剤の急結性を向上することができ、吹付けセメントコンクリートのはね返りや粉じんが低減できるという知見を得て本発明を完成するに至った。   As a result of various studies on the above-mentioned problems and requirements, the present inventor can improve the quick setting property of the quick setting agent by, for example, classifying the raw materials constituting the quick setting agent and adjusting them to an appropriate particle size range. It was possible to obtain the knowledge that rebound and dust of spray cement concrete can be reduced, and the present invention has been completed.

即ち、本発明は、粒子径5〜15μmの粒子を60体積%以上含むカルシウムアルミネート、粒子径5〜50μmの粒子を60体積%以上含む石膏、アルカリ金属アルミン酸塩、アルカリ金属炭酸塩を含有してなる急結剤であり、アルカリ金属アルミン酸塩が、粒子径7〜100μmの粒子を60体積%以上含むアルカリ金属アルミン酸塩である該急結剤であり、アルカリ金属炭酸塩が、粒子径70〜300μmの粒子を60体積%以上含むアルカリ金属炭酸塩であるを該急結剤であり、カルシウムアルミネートのガラス化率が90%以上である該急結剤であり、カルシウムアルミネートにおけるCaOとAlのモル比(CaO/Al)が1.7〜2.3である該急結剤であり、石膏が無水石膏である該急結剤であり、アルカリ金属アルミン酸塩におけるROとAlのモル比(RO/Al、Rは、アルカリ金属))が0.8〜1.2である該急結剤であり、アルカリ金属アルミン酸塩がアルミン酸ナトリウムである該急結剤であり、カルシウムアルミネート100部、石膏150部以下、アルミン酸ナトリウム5〜40部、アルカリ金属炭酸塩40部以下を含有してなる該急結剤であり、カルシウムアルミネート、石膏、アルミン酸ナトリウム、アルカリ金属炭酸塩が、予め分級されている該急結剤であり、予め分級されているカルシウムアルミネート、予め分級されている石膏、予め分級されているアルミン酸ナトリウム、予め分級されているアルカリ金属炭酸塩を混合してなる該急結剤の製造方法であり、セメントと、該急結剤とを含有してなるセメント組成物であり、セメント100部と、該急結剤3〜20部とを含有してなるセメント組成物であり、該セメント組成物を含有してなる吹付け材料であり、セメントと、該急結剤とを混合し、吹付ける吹付け工法である。 That is, the present invention contains calcium aluminate containing 60% by volume or more of particles having a particle diameter of 5 to 15 μm, gypsum containing 60% by volume or more of particles having a particle diameter of 5 to 50 μm, alkali metal aluminate, and alkali metal carbonate. A quick setting agent, wherein the alkali metal aluminate is an alkali metal aluminate containing 60% by volume or more of particles having a particle diameter of 7 to 100 μm, and the alkali metal carbonate is a particle. Alkali metal carbonates containing 60% by volume or more of particles having a diameter of 70 to 300 μm are the quick setting agent, and the quick setting agent has a vitrification ratio of calcium aluminate of 90% or more. a said acute admixture is the molar ratio of CaO and Al 2 O 3 (CaO / Al 2 O 3) is 1.7 to 2.3, a said acute admixture gypsum is anhydrous gypsum, alk The molar ratio of R 2 O and Al 2 O 3 in the metal aluminate (R 2 O / Al 2 O 3, R is an alkali metal)) is the sudden admixture is 0.8 to 1.2, The quick setting agent wherein the alkali metal aluminate is sodium aluminate, comprising 100 parts of calcium aluminate, 150 parts or less of gypsum, 5 to 40 parts of sodium aluminate, 40 parts or less of alkali metal carbonate Quick setting agent, calcium aluminate, gypsum, sodium aluminate, alkali metal carbonate is the pre-classified quick setting agent, pre-classified calcium aluminate, pre-classified gypsum, A method for producing the quick-setting agent comprising mixing sodium aluminate that has been pre-classified and alkali metal carbonate that has been pre-classified, comprising cement and the quick-setting agent A cement composition comprising 100 parts of cement and 3 to 20 parts of the quick setting agent, and a spraying material comprising the cement composition. And the quick setting agent are mixed and sprayed.

本発明のセメント急結剤を使用することにより、急結性吹付けセメントコンクリートの急結性、強度発現性が向上する。   By using the cement quick setting agent of the present invention, the quick setting property and the strength development property of the quick setting spray cement concrete are improved.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明で使用するカルシウムアルミネートとは、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Al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Al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、或いは、CaOとAl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。 The calcium aluminate used in the present invention is a mixture of a raw material containing calcia and a raw material containing alumina, and obtained by heat treatment such as firing in a kiln or melting in an electric furnace. 2 O 3 is a general term for substances having hydration activity, and a part of CaO and Al 2 O 3 is an alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, silicon oxide, titanium oxide, oxidation To compounds containing iron, alkali metal halides, alkaline earth metal halides, alkali metal sulfates, alkaline earth metal sulfates, etc., or those containing CaO and Al 2 O 3 as main components, Is a substance that is dissolved in a small amount.

鉱物形態としては、反応活性の点で、電気炉で溶融後は急冷しガラス化することが好ましく、ガラス化率は90%以上が好ましく、93%以上がより好ましい。90%未満では、優れた急結性や初期強度発現性が得られない場合がある。ガラス化率は加熱前のサンプルの粉末X線回折法により結晶鉱物のメインピーク面積Sを予め測定し、1000℃で2時間加熱後、1〜10℃/分の冷却速度で徐冷し、粉末X線回折法による加熱後の結晶鉱物のメインピーク面積Sを求め、更に、これらのS及びSの値を用い、下記の式を用いてガラス化率χを算出する。
ガラス化率χ(%)=100×(1−S/S
In terms of reaction activity, the mineral form is preferably rapidly cooled and vitrified after melting in an electric furnace, and the vitrification rate is preferably 90% or more, more preferably 93% or more. If it is less than 90%, excellent rapid setting properties and initial strength development may not be obtained. The vitrification rate is determined by measuring the main peak area S of the crystalline mineral in advance by powder X-ray diffraction of the sample before heating, heating at 1000 ° C. for 2 hours, and then gradually cooling at a cooling rate of 1-10 ° C./min. The main peak area S 0 of the crystal mineral after heating by the X-ray diffraction method is obtained, and further, the vitrification rate χ is calculated by using the following formula using the values of S 0 and S.
Vitrification rate χ (%) = 100 × (1−S / S 0 )

カルシウムアルミネートのCaOとAlのモル比(CaO/Al)は1.7〜2.3が好ましく、1.9〜2.2がより好ましい。モル比がこの範囲外では、優れた急結性や初期強度発現性が得られない場合がある。 The calcium aluminate CaO to Al 2 O 3 molar ratio (CaO / Al 2 O 3 ) is preferably 1.7 to 2.3, more preferably 1.9 to 2.2. If the molar ratio is outside this range, excellent rapid setting properties and initial strength development may not be obtained.

カルシウムアルミネートの粒度は、分級器で種々の粒度に篩分けることが好ましい。カルシウムアルミネートは、急結性や初期強度発現性の点で、粒子径5〜15μmの粒子を60体積%以上含むことが好ましく、粒子径5〜15μmの粒子を70体積%以上含むことがより好ましい。60体積%未満では、急結剤と吹付けセメントコンクリートを混合した急結性吹付けセメントコンクリートの急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。粒子径5μm未満の粒子を多く含むと、接水直後急激に反応するため、カルシウムアルミネート粒子表面に水和物が生成して反応が抑制する場合があるため、1μm以下の粒子をカットすることが良い。粒子径が15μmを超える粒子を多く含むと反応活性が低下して急結性や初期強度発現性が低下する場合があるため、30μm以上の粒子をカットすることが良い。   The particle size of calcium aluminate is preferably sieved to various particle sizes with a classifier. The calcium aluminate preferably contains 60% by volume or more of particles having a particle diameter of 5 to 15 μm, more preferably 70% by volume or more of particles having a particle diameter of 5 to 15 μm, in terms of rapid setting and initial strength development. preferable. If it is less than 60 volume%, the quick setting property and initial strength development property of the quick setting spray cement concrete which mixed the quick setting agent and the spray cement concrete may fall. When many particles with a particle diameter of less than 5 μm are included, the reaction occurs immediately after contact with water, so that a hydrate may be formed on the surface of the calcium aluminate particles and the reaction may be suppressed. Is good. If many particles having a particle diameter exceeding 15 μm are included, the reaction activity may be reduced, and the rapid setting property and the initial strength development property may be reduced.

粒度分布はレーザー回折式粒度分布測定器(例えばHORIBA LA−920)を使用して、試料分散媒にエタノールを用い、測定した。粒子の積算値は体積%で示す。   The particle size distribution was measured using a laser diffraction particle size distribution measuring instrument (for example, HORIBA LA-920) using ethanol as a sample dispersion medium. The integrated value of the particles is indicated by volume%.

本発明で使用する石膏は、急結性吹付けセメントコンクリートの急結性や強度発現性を向上するために配合するものである。石膏の中では、無水石膏が好ましい。石膏の粒度は、通常、セメント等に使用される程度でよいが、分級器で種々の粒度に篩分けることが好ましい。石膏は、急結性吹付けセメントコンクリートの急結性や初期強度発現性の点で、粒子径5〜50μmの粒子を60体積%以上含むことが好ましく、粒子径5〜15μmの粒子を70体積%以上含むことがより好ましい。60体積%未満では、急結剤と吹付けセメントコンクリートを混合した急結性吹付けセメントコンクリートの急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。粒子径5μm未満の粒子を多く含むと、カルシウムアルミネートと石膏の反応が抑制されてセメントの急結性が低下する場合があり、粉じん量も多くなる場合があるため、1μm以下の粒子をカットすることが良い。粒子径が50μmを超える粒子を多く含むとカルシウムアルミネートと無水石膏の反応活性が低下して反応が遅くなる場合があるため、適正な粒度分布範囲であることが望ましい。   The gypsum used in the present invention is blended in order to improve the quick setting property and strength development of the quick setting sprayed cement concrete. Among the gypsum, anhydrous gypsum is preferable. The particle size of gypsum may be the level usually used for cement or the like, but it is preferable to screen the particles with a classifier. The gypsum preferably contains 60% by volume or more of particles having a particle size of 5 to 50 μm, and 70 volumes of particles having a particle size of 5 to 15 μm from the viewpoint of rapid setting and initial strength development of the quick setting sprayed cement concrete. It is more preferable that it contains more than%. If it is less than 60 volume%, the quick setting property and initial strength development property of the quick setting spray cement concrete which mixed the quick setting agent and the spray cement concrete may fall. When many particles with a particle diameter of less than 5 μm are included, the reaction between calcium aluminate and gypsum may be suppressed, and the rapid setting of the cement may be reduced, and the amount of dust may be increased. Good to do. When many particles having a particle diameter exceeding 50 μm are contained, the reaction activity of calcium aluminate and anhydrous gypsum may be lowered and the reaction may be delayed.

急結剤中の石膏の使用量は、カルシウムアルミネート100部に対して150部以下が好ましく、20〜150部がより好ましく、40〜120部が最も好ましい。石膏を急結剤に予め混合しないでセメントコンクリートに添加することもできる。150部を超えると凝結が遅れ、初期強度発現性が低下する場合がある。 The amount of gypsum used in the quick setting agent is preferably 150 parts or less, more preferably 20 to 150 parts, and most preferably 40 to 120 parts with respect to 100 parts of calcium aluminate. Gypsum can be added to cement concrete without being premixed with the quick setting agent. If it exceeds 150 parts, the setting may be delayed and the initial strength development may be reduced.

本発明で使用するアルカリ金属アルミン酸塩(以下アルミン酸塩ということもある)とは、例えば、セメントの初期凝結を促進するものであり、水酸化アルミニウムとアルカリ金属水酸化物を混合スラリー化し、60〜140℃で加熱溶解して反応させて、200〜300℃で乾燥し、粉末状として得られたものである。アルカリ金属アルミン酸塩のRO/Alモル比(Rは、アルカリ金属)は0.8〜1.2が好ましく、0.9〜1.1がより好ましい。0.8未満では吸湿性は低下するがセメントの急結性も低下する場合がある。1.2を超えると、吸湿性が高くなり、貯蔵性が低下する場合がある。Rの中では、Naが好ましい。 The alkali metal aluminate used in the present invention (hereinafter sometimes referred to as aluminate) is, for example, one that promotes the initial setting of cement, and mixes slurry of aluminum hydroxide and alkali metal hydroxide, It is obtained by heating and dissolving at 60 to 140 ° C., reacting, and drying at 200 to 300 ° C. to obtain a powder. The R 2 O / Al 2 O 3 molar ratio (R is an alkali metal) of the alkali metal aluminate is preferably 0.8 to 1.2, more preferably 0.9 to 1.1. If it is less than 0.8, the hygroscopicity decreases, but the rapid setting of the cement may also decrease. When it exceeds 1.2, the hygroscopicity is increased, and the storage property may be lowered. In R, Na is preferable.

アルミン酸塩の中では、アルミン酸ナトリウムが好ましい。アルミン酸塩の粒度は、分級器で種々の粒度に篩分けることが好ましく、急結性や初期強度発現性の点で、粒子径7〜100μmの粒子を60体積%以上含むことが好ましく、粒子径7〜100μmの粒子を70体積%以上含むことがより好ましい。60体積%未満では、急結剤と吹付けセメントコンクリートを混合した急結性吹付けセメントコンクリートの急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。粒子径7μm未満の粒子を多く含むと吸湿性が高くなるため貯蔵性が低下する場合があるため、2μm以下の粒子をカットすることが良い。100μmを超える粒子を多く含むと溶解性が低下して急結性や初期強度発現性が低下する場合があるため、200μmでカットすることが良い。   Of the aluminates, sodium aluminate is preferred. The aluminate particle size is preferably sieved to various particle sizes using a classifier, and preferably contains 60% by volume or more of particles having a particle size of 7 to 100 μm in terms of rapid setting and initial strength development. More preferably, 70 volume% or more of particles having a diameter of 7 to 100 μm are included. If it is less than 60 volume%, the quick setting property and initial strength development property of the quick setting spray cement concrete which mixed the quick setting agent and the spray cement concrete may fall. When many particles having a particle diameter of less than 7 μm are contained, the hygroscopicity is increased and the storage stability may be lowered. If many particles exceeding 100 μm are contained, the solubility may be lowered and the rapid setting property and the initial strength development property may be lowered. Therefore, it is preferable to cut at 200 μm.

特許文献6では、アルミン酸ナトリウムの粒度範囲について、0.05〜0.2mmがより好ましいとされているが、分級されていないため、0.05mm未満の粒度の規定がない。本発明では、2μm以下の粒子を分級カットすることで0.05mm未満の粒子を含んでも貯蔵安定性が良好な急結剤にすることができる。   In Patent Document 6, 0.05 to 0.2 mm is more preferable for the particle size range of sodium aluminate, but there is no definition of a particle size of less than 0.05 mm because it is not classified. In the present invention, the particles having a particle size of 2 μm or less are classified and cut, so that a quick setting agent having good storage stability can be obtained even if particles of less than 0.05 mm are included.

アルミン酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート100部に対して5〜40部が好ましく、10〜30部がより好ましい。5部未満では初期凝結が遅れ、急結性や初期強度発現性が低下する場合があり、40部を超えると、急結性吹付けセメントコンクリートの施工性や長期強度発現性が低下する場合がある。   The amount of aluminate used is preferably 5 to 40 parts, more preferably 10 to 30 parts, per 100 parts of calcium aluminate. If it is less than 5 parts, the initial setting may be delayed, and the rapid setting and initial strength may be reduced. If it exceeds 40 parts, the workability and long-term strength of the quick setting sprayed cement concrete may be reduced. is there.

本発明で使用するアルカリ金属炭酸塩(以下、炭酸アルカリという)とは、セメントの初期凝結を促進するものであり、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、及び炭酸水素カリウムが挙げられる。これらの中では、初期凝結促進の点で、炭酸ナトリウムが好ましい。従来の技術では、アルカリ金属炭酸塩の粒度についての規定はないが、分級して粒度範囲を規定することで急結性を向上することが可能となる。炭酸アルカリの粒度は、分級器で種々の粒度に篩分けることが好ましく、急結性や初期強度発現性の点で、粒子径70〜300μmの粒子を60体積%以上含むことが好ましく、粒子径70〜300μmの粒子を70体積%以上含むことがより好ましい。60体積%未満では、急結剤と吹付けセメントコンクリートを混合した急結性吹付けセメントコンクリートの急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。粒子径70μm未満の粒子を多く含むとカルシウムアルミネートと無水石膏の反応が遅延する場合がある。300μmを超える粒子を多く含むと急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。   The alkali metal carbonate (hereinafter referred to as alkali carbonate) used in the present invention is to accelerate the initial setting of cement, and includes sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. Among these, sodium carbonate is preferable in terms of promoting the initial setting. In the conventional technique, there is no regulation on the particle size of the alkali metal carbonate, but it is possible to improve the quick setting property by classifying and defining the particle size range. The particle size of the alkali carbonate is preferably sieved to various particle sizes with a classifier, and preferably contains 60% by volume or more of particles having a particle size of 70 to 300 μm in terms of rapid setting and initial strength development. More preferably, 70% by volume or more of 70 to 300 μm particles are contained. If it is less than 60 volume%, the quick setting property and initial strength development property of the quick setting spray cement concrete which mixed the quick setting agent and the spray cement concrete may fall. If many particles having a particle diameter of less than 70 μm are contained, the reaction between calcium aluminate and anhydrous gypsum may be delayed. When many particles exceeding 300 μm are contained, the rapid setting property and the initial strength development property may be lowered.

炭酸アルカリの使用量は、無水石膏の使用量が多い場合や低温化で使用する場合では、セメントの反応が遅れるため炭酸アルカリを配合しない場合もあるが、カルシウムアルミネート100部に対して40部以下が好ましく、10〜30部がより好ましく、15〜25部が最も好ましい。40部を超えると施工性や長期強度発現性が低下する場合がある。   The amount of alkali carbonate used is 40 wt. Per 100 parts of calcium aluminate, although the amount of anhydrous gypsum used is high or when used at low temperatures, the reaction of the cement is delayed and alkali carbonate may not be blended. The following is preferable, 10 to 30 parts are more preferable, and 15 to 25 parts are most preferable. If it exceeds 40 parts, workability and long-term strength development may be reduced.

本発明の急結剤には、オキシカルボン酸類とし、グルコン酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、サリチル酸、及び乳酸又はこれらのナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩等が配合できる。   The quick setting agent of the present invention can be formulated with oxycarboxylic acids, such as gluconic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, salicylic acid, and lactic acid, or alkali metal salts thereof such as sodium and potassium.

本発明で使用する急結剤をスラリー状にしてセメントコンクリートに添加することができる。   The rapid setting agent used in the present invention can be added to cement concrete in the form of a slurry.

急結剤の使用量は、セメント100部に対して3〜20部が好ましく、5〜15部がより好ましい。3部未満では急結性吹付けセメントコンクリートの初期凝結を促進しにくい場合があり、20部を超えると長期強度発現性を阻害する場合があり、セメントコンクリートに添加混合する合流部分で閉塞する場合がある。   The amount of the quick setting agent used is preferably 3 to 20 parts, more preferably 5 to 15 parts with respect to 100 parts of cement. If it is less than 3 parts, it may be difficult to promote initial setting of rapid setting sprayed cement concrete, and if it exceeds 20 parts, long-term strength development may be hindered. There is.

セメントとは、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や、これら各種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。   Examples of the cement include various ordinary Portland cements such as normal, early strength, moderate heat, and ultra early strength, and various mixed cements obtained by mixing fly ash, blast furnace slag, and the like with these various Portland cements. These can be used in the form of fine powder.

本発明の急結剤では、必要に応じて、更に、減水剤や増粘剤等を使用することも可能である。   In the quick setting agent of this invention, it is also possible to use a water reducing agent, a thickener, etc. further as needed.

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る。ここで、骨材としては、吸水率が低くて、骨材強度が高いものが好ましい。骨材の最大寸法は吹付けできれば特に限定されるものではない。細骨材としては、川砂、山砂、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る。   The cement concrete used in the present invention contains cement and aggregate. Here, the aggregate preferably has a low water absorption rate and a high aggregate strength. The maximum dimension of the aggregate is not particularly limited as long as it can be sprayed. River sand, mountain sand, lime sand, quartz sand, and the like can be used as the fine aggregate, and river gravel, mountain gravel, lime gravel, and the like can be used as the coarse aggregate.

セメントコンクリートに使用する水の量は、強度発現性の点で、35%以上が好ましく、40〜65%がより好ましい。35%未満ではセメントコンクリートを充分混合できない場合がある。   The amount of water used for the cement concrete is preferably 35% or more, more preferably 40 to 65% in terms of strength development. If it is less than 35%, cement concrete may not be sufficiently mixed.

本発明の急結剤を用いた吹付け工法においては、従来使用の吹付け設備等が使用可能である。 具体的には、例えば、吹付けセメントコンクリートの圧送にはシンテック社製のコンクリートポンプ、急結剤の圧送には急結剤圧送装置「ナトムクリート」を搭載した吹付けロボットが使用可能である。   In the spraying method using the quick setting agent of the present invention, conventionally used spraying equipment or the like can be used. Specifically, for example, a spray pump equipped with a concrete pump manufactured by Shintech Co., Ltd. can be used for pumping sprayed cement concrete, and a quick setting agent pumping device “NATOM CLEAT” can be used for pumping quick setting agent.

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、乾式吹付け工法も施工できるが、粉塵量が多くなる場合があるので、急結剤を使用する前にあらかじめ水をセメントコンクリート側に加えて混練した湿式吹付け工法を使用することが好ましい。   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, a dry spraying method can also be constructed, but since the amount of dust may increase, water should be added to the cement concrete side before using the quick setting agent. It is preferable to use a wet spraying method that has been kneaded.

湿式吹付け工法としては、例えば、セメント、細骨材、粗骨材、及び水を加えて混練し、空気圧送し、途中にY字管を設け、その一方から急結剤供給装置により圧送した急結剤を合流混合して急結性湿式吹付けコンクリートとしたものを吹付ける方法が挙げられる。   As a wet spraying method, for example, cement, fine aggregate, coarse aggregate, and water are added and kneaded, pneumatically fed, a Y-shaped tube is provided in the middle, and pumped from one of them by a quick setting agent supply device. There is a method of spraying a quick setting wet spray concrete by merging and mixing quick setting agents.

本発明の急結剤を用いた吹付け工法においては、通常、吹付け圧力は0.2〜0.5MPaが好ましく、吹付け速度は4〜20m/hが好ましい。 In the spraying method using the quick setting agent of the present invention, usually, the spraying pressure is preferably 0.2 to 0.5 MPa, and the spraying speed is preferably 4 to 20 m 3 / h.

急結剤を圧送する圧送空気の圧力は、セメントコンクリートが急結剤の圧送管内に混入した時に圧送管内が閉塞しないように、セメントコンクリートの圧送圧力より0.01〜0.3MPa 大きいことが好ましい。   The pressure of the pumping air for pumping the rapid setting agent is preferably 0.01 to 0.3 MPa larger than the pumping pressure of the cement concrete so that the pumping pipe is not blocked when the cement concrete is mixed in the pumping tube of the quick setting agent. .

以下、実験例に基づき本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on experimental examples.

実験例1
表1に示すガラス化率とCaO/Al(モル比)を有し、粒子径5〜15μmの粒子を70体積%含むカルシウムアルミネート100部、粒子径5〜50μmの粒子を70体積%含む無水石膏60部、NaO/Al(モル比)が1.0であり、粒子径7〜100μmの粒子を70体積%含むアルミン酸ナトリウム20部、粒子径70〜300μmの粒子を70体積%含む炭酸アルカリa20部を混合し、急結剤を調製した。又、砂/セメント比=2.89、水/セメント比=62%のモルタルを練混ぜ、30分間練置きした。そのモルタルのセメント100部に対して、急結剤7部添加し、急結性モルタルとし、その凝結時間と圧縮強度を測定した。 結果を表1に併記した。
Experimental example 1
100 parts of calcium aluminate having a vitrification ratio and CaO / Al 2 O 3 (molar ratio) shown in Table 1 and containing 70% by volume of particles having a particle diameter of 5 to 15 μm, and 70 volumes of particles having a particle diameter of 5 to 50 μm. Anhydrous gypsum containing 60%, Na 2 O / Al 2 O 3 (molar ratio) is 1.0, 20 parts of sodium aluminate containing 70% by volume of particles having a particle size of 7-100 μm, and particle size of 70-300 μm A rapid setting agent was prepared by mixing 20 parts of alkali carbonate a containing 70% by volume of particles. Further, a mortar having a sand / cement ratio = 2.89 and a water / cement ratio = 62% was kneaded and kneaded for 30 minutes. To 100 parts of the mortar cement, 7 parts of a quick setting agent was added to form a quick setting mortar, and its setting time and compressive strength were measured. The results are also shown in Table 1.

<使用材料>
セメント :普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値3200cm/g、比重3.15
砂(細骨材):新潟県糸魚川市姫川産川砂、表乾状態、比重2.62
カルシウムアルミネート:アルミナ原料、カルシア原料を混合し、電気炉で1600℃にて溶融後、冷却速度を調整し、所定のガラス化率、所定のCaO/Al(モル比)を有するカルシウムアルミネートを合成し、ボールミル等の粉砕機で粉砕し、分級により、粒度を調整したもの、分級品
無水石膏:市販無水石膏粉砕品、ボールミル等の粉砕機で粉砕し、分級により、粒度を調整したもの、分級品
アルミン酸ナトリウム:水酸化アルミニウムとアルカリ金属水酸化物を、所定のNaO/Al(モル比)1.0になるように混合、加水してスラリー化し、60〜140℃で加熱溶解して反応させた。そのスラリーを200〜300℃で乾燥し、粉末状として得られたものをボールミル等の粉砕機で粉砕し、分級により、粒度を調整したもの、分級品
炭酸アルカリa:炭酸ナトリウム、市販品をボールミル等の粉砕機で粉砕し、分級により、粒度を調整したもの、分級品
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement, commercial product, brain value 3200 cm 2 / g, specific gravity 3.15
Sand (fine aggregate): Niigata Prefecture Itoigawa City Himekawa River river sand, surface dry state, specific gravity 2.62
Calcium aluminate: Alumina raw material and calcia raw material are mixed, melted at 1600 ° C. in an electric furnace, the cooling rate is adjusted, and calcium having a predetermined vitrification ratio and a predetermined CaO / Al 2 O 3 (molar ratio) Aluminate is synthesized, pulverized with a pulverizer such as a ball mill, and the particle size is adjusted by classification, classified anhydrous gypsum: pulverized with a commercially available anhydrous gypsum pulverized product, ball mill or other pulverizer, and the particle size is adjusted by classification Sodium aluminate: Aluminium hydroxide and alkali metal hydroxide were mixed so as to have a predetermined Na 2 O / Al 2 O 3 (molar ratio) of 1.0, and then added to make a slurry. It was made to react by heating and dissolving at ~ 140 ° C. The slurry was dried at 200 to 300 ° C., and the powdered product was pulverized with a pulverizer such as a ball mill, and the particle size was adjusted by classification, classified product alkali carbonate a: sodium carbonate, commercially available product in a ball mill Pulverized with a pulverizer, etc., and the particle size adjusted by classification, classified product

<測定方法>
凝結時間:急結性モルタルを土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格(JSCED−102)」に準じて測定した。
圧縮強度:急結性モルタルをJIS R 5201に準じて測定した。
粒度分布:レーザー回折式粒度分布測定器(HORIBA LA−920)を使用して、試料分散媒にエタノールを用い、測定した。
<Measurement method>
Setting time: The quick setting mortar was measured according to the Japan Society of Civil Engineers standard "Quality standard for quick setting agent for shotcrete (JSCED-102)".
Compressive strength: Quick setting mortar was measured according to JIS R5201.
Particle size distribution: Using a laser diffraction particle size distribution analyzer (HORIBA LA-920), measurement was performed using ethanol as a sample dispersion medium.

Figure 2014181165
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実験例2
表2に示す各粒度の積算値からなり、ガラス化率が95%、CaO/Al(モル比)が2.0であるカルシウムアルミネート100部、表2に示す各粒度の積算値からなる無水石膏60部、表2に示す各粒度の積算値からなり、NaO/Al(モル比)が1.0であるアルミン酸ナトリウム20部、表2に示す各粒度の積算値からなる炭酸アルカリa20部を混合し、急結剤を調製したこと以外は、実験例1と同様に実験した。凝結時間と圧縮強度は実験例1と同様に測定した。 結果を表2に併記した。
Experimental example 2
100 parts of calcium aluminate having a vitrification rate of 95% and a CaO / Al 2 O 3 (molar ratio) of 2.0, and an integrated value of each particle size shown in Table 2. 60 parts of anhydrous gypsum consisting of integrated values of each particle size shown in Table 2, 20 parts of sodium aluminate having a Na 2 O / Al 2 O 3 (molar ratio) of 1.0, and each particle size shown in Table 2 Experiments were conducted in the same manner as in Experimental Example 1 except that 20 parts of alkali carbonate a composed of integrated values were mixed to prepare a quick setting agent. The setting time and compressive strength were measured in the same manner as in Experimental Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 2014181165
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実験例3
ガラス化率が95%、CaO/Al(モル比)が2.0であり、粒子径5〜15μmの粒子を70体積%含むカルシウムアルミネート100部、粒子径5〜50μmの粒子を70体積%含む無水石膏60部、表3に示すNaO/Al(モル比)を有し、粒子径7〜100μmの粒子を70体積%含むアルミン酸ナトリウム20部、粒子径70〜300μmの粒子を70体積%含む炭酸アルカリa20部を混合し、急結剤を調製したこと以外は、実験例1と同様に実験した。凝結時間と圧縮強度は実験例1と同様に測定した。結果を表3に併記した。なお、アルミン酸ナトリウムは実験例1と同様に合成した。
Experimental example 3
The vitrification rate is 95%, CaO / Al 2 O 3 (molar ratio) is 2.0, 100 parts of calcium aluminate containing 70% by volume of particles having a particle size of 5 to 15 μm, and particles having a particle size of 5 to 50 μm. 60 parts of anhydrous gypsum containing 70% by volume, 20 parts of sodium aluminate having Na 2 O / Al 2 O 3 (molar ratio) shown in Table 3 and containing 70% by volume of particles having a particle size of 7 to 100 μm, particle size of 70 An experiment was conducted in the same manner as in Experimental Example 1 except that 20 parts of alkali carbonate a containing 70 volume% of particles of ˜300 μm was mixed to prepare a quick setting agent. The setting time and compressive strength were measured in the same manner as in Experimental Example 1. The results are also shown in Table 3. Sodium aluminate was synthesized in the same manner as in Experimental Example 1.

<測定方法>
貯蔵性(貯蔵後凝結時間):各材料を混合した急結剤をビニール袋に入れて密封して、35℃、湿度95%の貯蔵室に一ヶ月間貯蔵した。凝結時間は、貯蔵前と貯蔵後の急結剤を用い、実験例1と同様に測定した。
<Measurement method>
Storage property (setting time after storage): The quick-setting agent mixed with each material was sealed in a plastic bag and stored in a storage room at 35 ° C. and 95% humidity for one month. The setting time was measured in the same manner as in Experimental Example 1 using a quick setting agent before and after storage.

Figure 2014181165
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実験例4
ガラス化率が95%、CaO/Al(モル比)が2.0であり、粒子径5〜15μmの粒子を70体積%含むカルシウムアルミネート100部、粒子径5〜50μmの粒子を70体積%含み、表4に示す量の無水石膏、NaO/Al(モル比)が1.0であり、粒子径7〜100μmの粒子を70体積%含み、表4に示す量のアルミン酸ナトリウム、粒子径70〜300μmの粒子を70体積%含み、表4に示す炭酸アルカリを混合し、急結剤を調製したこと以外は、実験例1と同様に実験した。凝結時間と圧縮強度は実験例1と同様に測定した。 結果を表4に併記した。
Experimental Example 4
The vitrification rate is 95%, CaO / Al 2 O 3 (molar ratio) is 2.0, 100 parts of calcium aluminate containing 70% by volume of particles having a particle size of 5 to 15 μm, and particles having a particle size of 5 to 50 μm. 70% by volume, anhydrous gypsum in the amount shown in Table 4, Na 2 O / Al 2 O 3 (molar ratio) is 1.0, 70% by volume of particles having a particle diameter of 7 to 100 μm, and shown in Table 4 The experiment was conducted in the same manner as in Experimental Example 1 except that the amount of sodium aluminate and 70% by volume of particles having a particle diameter of 70 to 300 μm were contained, the alkali carbonate shown in Table 4 was mixed, and a quick setting agent was prepared. The setting time and compressive strength were measured in the same manner as in Experimental Example 1. The results are also shown in Table 4.

<使用材料>
炭酸アルカリb:炭酸カリウム、市販品、粒子径70〜300μmの粒子を70体積%含む各分級品
<Materials used>
Alkali carbonate b: potassium carbonate, commercial product, each classified product containing 70% by volume of particles having a particle size of 70 to 300 μm

Figure 2014181165
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実験例5
カルシウムアルミネート、無水石膏、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムを混合し、急結剤を調製した。セメント100部と表5に示す量の急結剤を添加して急結性モルタルを調製した。急結性モルタルの凝結時間と圧縮強度を実験例1と同様に測定した。カルシウムアルミネート、無水石膏、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムといった急結剤使用材料は、実験例4と同様にした。結果を表5に併記した。
Experimental Example 5
Calcium aluminate, anhydrous gypsum, sodium aluminate, and sodium carbonate were mixed to prepare a quick setting agent. A quick setting mortar was prepared by adding 100 parts of cement and an amount of the quick setting agent shown in Table 5. The setting time and compressive strength of the quick setting mortar were measured in the same manner as in Experimental Example 1. The materials using quick setting agents such as calcium aluminate, anhydrous gypsum, sodium aluminate, and sodium carbonate were the same as those in Experimental Example 4. The results are also shown in Table 5.

<使用材料>
急結剤a:カルシウムアルミネート100部、アルミン酸ナトリウム20部、炭酸ナトリウム20部を混合した急結剤
急結剤b:カルシウムアルミネート100部、無水石膏60部、アルミン酸ナトリウム20部、炭酸ナトリウム20部を混合した急結剤
急結剤c:カルシウムアルミネート100部、無水石膏100部、アルミン酸ナトリウム20部を混合した急結剤
<Materials used>
Accelerating agent a: 100 parts of calcium aluminate, 20 parts of sodium aluminate, 20 parts of sodium carbonate, quick setting agent b: 100 parts of calcium aluminate, 60 parts of anhydrous gypsum, 20 parts of sodium aluminate, carbonic acid Quick setting agent mixed with 20 parts of sodium c: Quick setting agent mixed with 100 parts of calcium aluminate, 100 parts of anhydrous gypsum and 20 parts of sodium aluminate

Figure 2014181165
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実験例6
各材料の単位量を、セメント360kg/m 、細骨材1,042kg/m、粗骨材708kg/m、水223kg/mとして吹付けコンクリートを調製し、この吹付けコンクリートを吹付け圧力0.4MPa、吹付け速度10m/hの条件下で、シンテックス社製コンクリートポンプにより圧送し、吹付けノズル先端から8m後方で10m/minの空気を挿入して圧送した。一方、表6に示す各粒度の積算値からなり、ガラス化率が95%、CaO/Al(モル比)が2.0であるカルシウムアルミネート100部、表6に示す各粒度の積算値からなる無水石膏60部、表6に示す各粒度の積算値からなり、NaO/Al(モル比)が1.0であるアルミン酸ナトリウム20部、表6に示す各粒度の積算値からなる炭酸ナトリウム20部からなる急結剤を、セメント100部に対して、7部になるように、圧送圧力0.5MPaの条件下で、急結剤添加装置「ナトムクリート」を用いて空気圧送し、途中に設けたY字管からコンクリートに添加して吹き付けした。この急結性吹付けコンクリートについてコンクリート圧縮強度、リバウンド率、及び粉塵量を測定した。結果を表6に併記した。急結剤の使用材料は実験例4と同様とした。
Experimental Example 6
The unit quantity of each material, cement 360 kg / m 3, fine aggregates 1,042kg / m 3, the shotcrete was prepared as coarse aggregate 708kg / m 3, the water 223kg / m 3, spray the shotcrete Under the conditions of a pressing pressure of 0.4 MPa and a spraying speed of 10 m 3 / h, it was pumped by a concrete pump manufactured by Syntex, and 10 m 3 / min of air was inserted 8 m behind the tip of the spraying nozzle and pumped. On the other hand, it consists of the integrated value of each particle size shown in Table 6, and the vitrification rate is 95%, CaO / Al 2 O 3 (molar ratio) is 2.0 parts calcium aluminate 100 parts, each particle size shown in Table 6 60 parts of anhydrous gypsum composed of integrated values, 20 parts of sodium aluminate having Na 2 O / Al 2 O 3 (molar ratio) of 1.0, each composed of integrated values of each particle size shown in Table 6, and each shown in Table 6 The quick setting agent adding device “Natom Cleat” under the condition of a pressure of 0.5 MPa so that the quick setting agent composed of 20 parts of sodium carbonate having an integrated value of particle size is 7 parts with respect to 100 parts of cement. Was added to the concrete from a Y-tube provided in the middle and sprayed. Concrete compression strength, rebound rate, and amount of dust were measured for this quick setting shot concrete. The results are also shown in Table 6. The material used for the quick setting agent was the same as in Experimental Example 4.

<使用材料>
粗骨材:新潟県糸魚川市姫川産川砂利、表乾状態、比重2.67、最大寸法13mm
<Materials used>
Coarse aggregate: Gravel from Himekawa, Itoigawa City, Niigata Prefecture, surface dry condition, specific gravity 2.67, maximum dimension 13mm

<測定方法>
コンクリート圧縮強度:材齢1時間および材齢1日の圧縮強度は、幅25cm×長さ25cmのプルアウト型枠に設置したピンを、プルアウト型枠表面から急結性吹付けコンクリートで被覆し、型枠の裏側よりピンを引き抜き、その時の引き抜き強度を求め、(圧縮強度)=(引き抜き強度)×4/(供試体接触面積)の式から圧縮強度を算出した。
材齢7日以降の圧縮強度は、幅50cm×長さ50cm×厚さ20cmの型枠に急結性吹付けコンクリートを吹付け、採取した直径5cm×長さ10cmの供試体を20トン耐圧機で測定し、圧縮強度を求めた。
リバウンド率:急結性吹付けコンクリートを10m/hの圧送速度で5分間、鉄板でアーチ状に作成した高さ3.5m、幅2.5mの模擬トンネルに吹付けた。その後、(リバウンド率)=(模擬トンネルに付着せずに落下した急結性吹付けコンクリートの質量)/(模擬トンネルに吹付けた急結性吹付けコンクリートの質量)×100(%)で算出した。
粉塵量:急結性吹付けコンクリートを10m/hの圧送速度で5分間、模擬トンネルに吹付けた。その後、吹付け場所より5mの定位置で粉塵量を測定した。
<Measurement method>
Concrete compressive strength: The compressive strength of 1 hour of age and 1 day of age is determined by covering a pin placed on a pullout formwork with a width of 25 cm x length of 25 cm with a quick setting sprayed concrete from the surface of the pullout formwork. The pin was pulled out from the back side of the frame, the pullout strength at that time was determined, and the compressive strength was calculated from the formula of (compressive strength) = (pullout strength) × 4 / (test specimen contact area).
Compressive strength after 7 days of age is 20 tons pressure-resistant machine by spraying quick setting sprayed concrete on a form of width 50cm × length 50cm × thickness 20cm and collecting 5cm diameter × 10cm length specimen. And the compressive strength was determined.
Rebound rate: Rapid setting shot concrete was sprayed on a simulated tunnel having a height of 3.5 m and a width of 2.5 m created in an arch shape with an iron plate at a pumping speed of 10 m 3 / h for 5 minutes. Then, (rebound rate) = (mass of quick setting sprayed concrete dropped without adhering to the simulated tunnel) / (mass of quick setting shot concrete sprayed to the simulated tunnel) x 100 (%) did.
Dust amount: Quick setting sprayed concrete was sprayed on a simulated tunnel at a pumping speed of 10 m 3 / h for 5 minutes. Thereafter, the amount of dust was measured at a fixed position of 5 m from the spraying place.

Figure 2014181165
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表より、本発明は優れた効果を有することが判る。従来の場合、例えば、カルシウムアルミネートを分級しない場合、コンクリート急結剤中のカルシウムアルミネートは、粒子径5〜15μmの粒子の含有率が60体積%未満であり、本発明の効果を有しない(実験No.2−1、実験No.6−1)。従来の場合、例えば、石膏を分級しない場合、コンクリート急結剤中の石膏は、粒子径5〜50μmの粒子の含有率が60体積%未満であり、本発明の効果を有しない(実験No.2−3、実験No.6−4)。   From the table, it can be seen that the present invention has an excellent effect. In the conventional case, for example, when calcium aluminate is not classified, the content of particles having a particle diameter of 5 to 15 μm is less than 60% by volume in the calcium aluminate in the concrete quick-setting agent and does not have the effect of the present invention. (Experiment No. 2-1, Experiment No. 6-1). In the conventional case, for example, when gypsum is not classified, the gypsum in the concrete quick-setting agent has a particle content of 5 to 50 μm and less than 60% by volume, and does not have the effect of the present invention (Experiment No. 1). 2-3, Experiment No. 6-4).

Claims (15)

粒子径5〜15μmの粒子を60体積%以上含むカルシウムアルミネート、粒子径5〜50μmの粒子を60体積%以上含む石膏、アルカリ金属アルミン酸塩、アルカリ金属炭酸塩を含有してなる急結剤。 Calcium aluminate containing 60% by volume or more of particles having a particle diameter of 5 to 15 μm, gypsum containing 60% by volume or more of particles having a particle diameter of 5 to 50 μm, an alkali metal aluminate, and an alkali metal carbonate . アルカリ金属アルミン酸塩が、粒子径7〜100μmの粒子を60体積%以上含むアルカリ金属アルミン酸塩である請求項1記載の急結剤。 The rapid setting agent according to claim 1, wherein the alkali metal aluminate is an alkali metal aluminate containing 60% by volume or more of particles having a particle diameter of 7 to 100 µm. アルカリ金属炭酸塩が、粒子径70〜300μmの粒子を60体積%以上含むアルカリ金属炭酸塩であるを請求項1又は2記載の急結剤。 The rapid setting agent according to claim 1 or 2, wherein the alkali metal carbonate is an alkali metal carbonate containing 60% by volume or more of particles having a particle diameter of 70 to 300 µm. カルシウムアルミネートのガラス化率が90%以上である請求項1〜3のうちの1項記載の急結剤。 The rapid setting agent according to claim 1, wherein the vitrification rate of calcium aluminate is 90% or more. カルシウムアルミネートにおけるCaOとAlのモル比(CaO/Al)が1.7〜2.3である請求項1〜4のうちの1項記載の急結剤。 The quick setting agent according to claim 1, wherein a molar ratio of CaO to Al 2 O 3 (CaO / Al 2 O 3 ) in calcium aluminate is 1.7 to 2.3. 石膏が無水石膏である請求項1〜5のうちの1項記載の急結剤。 The quick setting agent according to claim 1, wherein the gypsum is anhydrous gypsum. アルカリ金属アルミン酸塩におけるROとAlのモル比(RO/Al、Rは、アルカリ金属))が0.8〜1.2である請求項1〜6のうちの1項記載の急結剤。 The molar ratio of R 2 O to Al 2 O 3 (R 2 O / Al 2 O 3 , R is an alkali metal) in the alkali metal aluminate is 0.8 to 1.2. The quick setting agent described in one of them. アルカリ金属アルミン酸塩がアルミン酸ナトリウムである請求項1〜7のうちの1項記載の急結剤。 The rapid setting agent according to claim 1, wherein the alkali metal aluminate is sodium aluminate. カルシウムアルミネート100部、石膏150部以下、アルミン酸ナトリウム5〜40部、アルカリ金属炭酸塩40部以下を含有してなる請求項1〜8のうちの1項記載の急結剤。 The quick setting agent according to claim 1, comprising 100 parts of calcium aluminate, 150 parts or less of gypsum, 5 to 40 parts of sodium aluminate, and 40 parts or less of alkali metal carbonate. カルシウムアルミネート、石膏、アルミン酸ナトリウム、アルカリ金属炭酸塩が、予め分級されている請求項1〜9のうちの1項記載の急結剤。 The quick setting agent according to claim 1, wherein calcium aluminate, gypsum, sodium aluminate, and alkali metal carbonate are classified in advance. 予め分級されているカルシウムアルミネート、予め分級されている石膏、予め分級されているアルミン酸ナトリウム、予め分級されているアルカリ金属炭酸塩を混合してなる請求項1〜10のうちの1項記載の急結剤の製造方法。 The calcium aluminate previously classified, the preclassified gypsum, the preclassified sodium aluminate, and the preclassified alkali metal carbonate are mixed. A method for producing a quick setting agent. セメントと、請求項1〜10のうちの1項記載の急結剤とを含有してなるセメント組成物。 A cement composition comprising cement and the quick setting agent according to claim 1. セメント100部と、請求項1〜10のうちの1項記載の急結剤3〜20部とを含有してなるセメント組成物。 A cement composition comprising 100 parts of cement and 3 to 20 parts of the quick setting agent according to claim 1. 請求項12又は13記載のセメント組成物を含有してなる吹付け材料。 A spray material comprising the cement composition according to claim 12 or 13. セメントと、請求項1〜10のうちの1項記載の急結剤とを混合し、吹付ける吹付け工法。 A spraying method for mixing and spraying cement and the quick setting agent according to claim 1.
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