JP2020128316A - Construction method of tunnel lining concrete - Google Patents

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Abstract

To provide a construction method of tunnel lining concrete having high initial strength development at a low temperature, even in the case of tunnel lining concrete using blast furnace cement, and capable of suppressing crack caused by dry shrinkage.SOLUTION: In a construction method of tunnel lining concrete, the tunnel lining concrete is constructed under an environment of 15°C or lower, which contains an expansive admixture having a Blaine specific surface area of 4,000-7,000 cm/g, one or more kinds of nitrite salts selected from a nitrite salt of an alkali metal and a nitrite salt of an alkaline earth metal, and blast furnace cement.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はトンネル覆工コンクリートの施工方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing tunnel lining concrete.

トンネル覆工コンクリートは、多くの場合、下記の(i)および(ii)の工程を繰り返してコンクリートを打継いで施工される。
(i)セントル型枠を、セントル台車を用いてトンネルに設置した後、セントル型枠内にコンクリートを打込む。
(ii)コンクリートが硬化した後、セントル台車が前進し、次区間へ移動する。
そして、トンネル覆工コンクリートの施工では、「セントル型枠は、打込んだコンクリートが必要な強度に達するまで取り外してはならないとされており、コンクリート打込み完了後、12〜20時間程度で行われることが多く、脱型時におけるコンクリートの圧縮強度は2〜3N/mm2を目安とされている」とされている(非特許文献1)。
In many cases, the tunnel lining concrete is constructed by repeating the following steps (i) and (ii) to splice the concrete.
(I) After installing the Centle formwork in the tunnel using the Centle cart, concrete is poured into the Centle formwork.
(Ii) After the concrete has hardened, the trolley truck moves forward and moves to the next section.
And in the construction of tunnel lining concrete, "Centre formwork must not be removed until the driven concrete reaches the required strength, and it should be done about 12 to 20 hours after the completion of concrete driving. In many cases, the compressive strength of concrete during demolding is set to 2 to 3 N/mm 2 as a standard” (Non-Patent Document 1).

ところで、近年、副産物の有効活用や、地球温暖化の主な原因物質である二酸化炭素の生成抑制等の観点から、ポルトランドセメントの代替として、高炉セメントやフライアッシュセメント等の混合セメントが注目されている。これらのうち、高炉セメントは、製鉄所の副産物である高炉スラグ微粉末と普通ポルトランドセメントを混合したセメントであり、高炉スラグ微粉末を混合した分、セメントクリンカーの使用量、ひいては製造量(焼成量)を削減できるため、セメントの製造において二酸化炭素の生成抑制効果が大きい。
また、高炉セメントを用いたコンクリートは、普通ポルトランドセメントを用いたコンクリートと、材齢28日における強度がほぼ同じで長期強度発現性に優れ、また、近年、塩害やアルカリ骨材反応の抑制効果が高いことも実証されている。
したがって、高炉セメントをトンネル覆工コンクリートに用いることができれば、高炉セメントの用途が拡大して、副産物の有効活用や、二酸化炭素の発生抑制等に資することになるが、高炉セメントを用いたコンクリートは、初期強度発現性、特に、低温環境下における初期強度発現性が低いため、高炉セメントを実構築物に用いる上で課題が多い。
By the way, in recent years, mixed cement such as blast furnace cement and fly ash cement has been attracting attention as an alternative to Portland cement from the viewpoint of effective utilization of by-products and suppression of generation of carbon dioxide which is a main causative agent of global warming. There is. Of these, blast furnace cement is a mixture of blast furnace slag fine powder, which is a by-product of the steel mill, and ordinary Portland cement, and the amount of blast furnace slag fine powder mixed, the amount of cement clinker used, and thus the production amount (firing amount). ) Can be reduced, the effect of suppressing the production of carbon dioxide is large in the production of cement.
In addition, the concrete using blast furnace cement has almost the same strength at 28 days of age as the concrete using normal Portland cement and is excellent in long-term strength development, and in recent years, has the effect of suppressing salt damage and alkali-aggregate reaction. It is also proven to be high.
Therefore, if blast-furnace cement can be used for tunnel lining concrete, the use of blast-furnace cement will be expanded, and it will contribute to effective utilization of by-products and suppression of carbon dioxide generation. Since the initial strength development is low, especially in a low temperature environment, there are many problems in using blast furnace cement in an actual construction.

従来、コンクリートの強度を高める方法は、種々提案されている。例えば、材料面において、
特許文献1では、セメント質、フロロアウイン、無機硫酸塩、および凝結調整剤を主成分とするセメント組成物と水を混合し、現場打ちライニングするトンネルの施工方法が提案されている。そして、該方法は、急硬材(フロロアウインと無機硫酸塩)と凝結調整剤の作用で、コンクリートの流動性を一定時間確保しつつ、コンクリートを充填した後は、早期に強度が発現するとされている。
特許文献2では、無水セッコウ、硫酸アルミニウム、アルミン酸アルカリ金属塩、および硝酸塩類を含むセメント組成物が提案されている。そして、該混和材を用いれば、強度発現性が良好なセメント硬化体が得られるため、蒸気養生は不要とされている。
特許文献3では、高炉スラグ微粉末、石灰石微粉末、およびカルシウムイオンを溶出する速度が異なる2種類以上の刺激剤からなる水硬性組成物が提案されている。そして、該水硬性組成物は、高炉スラグを含むにもかかわらず、通常のセメントと同等の凝結時間と強度発現性を有するとされている。
Conventionally, various methods for increasing the strength of concrete have been proposed. For example, in terms of materials,
Patent Document 1 proposes a method for constructing a tunnel in which water is mixed with a cement composition containing cementum, fluoroauin, an inorganic sulfate, and a setting modifier as main components, and lining is performed in-situ. Then, the method is said to exert strength early after filling the concrete while securing the fluidity of the concrete for a certain period of time by the action of the rapid hardening material (fluoroauin and inorganic sulfate) and the setting modifier. There is.
Patent Document 2 proposes a cement composition containing anhydrous gypsum, aluminum sulfate, an alkali metal aluminate, and nitrates. When the admixture is used, a cement hardened product having good strength development can be obtained, so that steam curing is unnecessary.
Patent Document 3 proposes a hydraulic composition composed of blast furnace slag fine powder, limestone fine powder, and two or more kinds of stimulants having different elution rates of calcium ions. The hydraulic composition is said to have a setting time and a strength-developing property equivalent to those of ordinary cement, even though it contains blast furnace slag.

一方、製造面において、
特許文献4では、次工程でオーバーラップされるセントルの端部を加熱して、所要の圧縮強度を発現させる方法が提案されている。
特許文献5では、2基の移動式セントルをトンネル掘進方向で同方向に前進させ、覆工コンクリートを施工するトンネル覆工コンクリートの打設方法が提案されている。該方法は、2基のセントルを用いてトンネル覆工コンクリートを製造する際に、それぞれのセントルにおいて打設時期に時間差を設けることにより、脱型強度を確保しつつ、覆工コンクリートの工期を短縮できるとされている。
On the other hand, in terms of manufacturing,
Patent Document 4 proposes a method of heating the ends of the center that are overlapped in the next step to develop a required compressive strength.
Patent Document 5 proposes a method for placing tunnel lining concrete, in which two movable centles are advanced in the tunnel excavation direction in the same direction to construct lining concrete. This method shortens the construction period of the lining concrete while ensuring demolding strength by providing a time difference between the placing timings of the respective centles when manufacturing the tunnel lining concrete using the two centles. It is said to be possible.

しかし、特許文献1〜5の発明は、それぞれ下記の課題が懸念される。すなわち、
特許文献1の発明は、環境温度の変化に合わせて、凝結調整剤の添加量を決定することや流動性を調整することが難しい。
特許文献2の発明は、アルミン酸アルカリ塩の一部が劇物指定になっているため、材料の保管や管理に注意を要し、また、用いる材料の種類が多いため、各種温度において、コンクリートのフレッシュ性状の調整や硬化時間の調整が難しい。
特許文献3の発明は、低温では硬化が遅延し、特に、初期強度発現性が低い。また、取り扱う粉体が多いため、生コン工場での作業が煩雑になる。さらに、アルカリ性の刺激剤を多量に用いると、コンクリートの乾燥収縮が大きくなるため、ひび割れが生じ易い。
特許文献4の発明は、セントルが移動する際に反力がかかる部位では、必要な強度を確保できるが、その他の部位では強度発現性が低く、また、特殊な機材が必要なため汎用性が低い。
特許文献5の発明は、2基のセントルを用いるため、トンネルはある程度の規模が必要で、また、施工現場は生コンの出荷能力が高い地域や場所に限られる。
However, the inventions of Patent Documents 1 to 5 are concerned about the following problems. That is,
In the invention of Patent Document 1, it is difficult to determine the addition amount of the coagulation modifier and adjust the fluidity in accordance with the change in the ambient temperature.
In the invention of Patent Document 2, since a part of the alkali aluminate salt is designated as a deleterious substance, attention must be paid to the storage and management of the material, and since many kinds of materials are used, concrete can be used at various temperatures. It is difficult to adjust the fresh properties and curing time.
In the invention of Patent Document 3, curing is delayed at a low temperature, and in particular, initial strength development is low. Moreover, since many powders are handled, the work in the ready-mixed concrete factory becomes complicated. Furthermore, when a large amount of alkaline stimulant is used, the drying shrinkage of the concrete becomes large, so that cracks easily occur.
The invention of Patent Document 4 can secure necessary strength in a portion to which a reaction force is applied when the center moves, but strength development is low in other portions, and since special equipment is required, versatility is high. Low.
Since the invention of Patent Document 5 uses two centers, the tunnel requires a certain scale, and the construction site is limited to an area or place where the shipping capacity of ready-mixed concrete is high.

「覆工セントル2基を使用した覆工コンクリートの高品質化」:土木学会第67回年次学術講演会、pp.9−10、VI−005、2012"Upgrading the quality of lining concrete using two lining centres": 67th Annual Conference of JSCE, pp. 9-10, VI-005, 2012

特開平2−293360号公報JP-A-2-293360 特開平8−165154号公報JP-A-8-165154 特開2014−148434号公報JP, 2014-148434, A 特開2001−123794号公報JP 2001-123794A 特開2013−129991号公報JP, 2013-129991, A

そこで、本発明は、前記課題に鑑みて、高炉セメントを用いたトンネル覆工コンクリートでも、低温での初期強度発現性が高く、また、乾燥収縮によるひび割れを抑制できるトンネル覆工コンクリートの施工方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention, even in tunnel lining concrete using blast furnace cement, high initial strength expression at low temperature, also, a method of constructing a tunnel lining concrete that can suppress cracking due to drying shrinkage. The purpose is to provide.

本発明者らは、前記目的にかなうトンネル覆工コンクリートの施工方法を検討したところ、特定の膨張材と亜硝酸塩を用いれば、前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記の構成を有するトンネル覆工コンクリートの施工方法である。 The inventors of the present invention have studied the construction method of the tunnel lining concrete that meets the above purpose, and have found that the above object can be achieved by using a specific expansive material and nitrite, and have completed the present invention. That is, the present invention is a method for constructing tunnel lining concrete having the following configuration.

[1]ブレーン比表面積が4000〜7000cm/gの膨張材と、アルカリ金属の亜硝酸塩およびアルカリ土類金属の亜硝酸塩から選ばれる1種以上の亜硝酸塩と、高炉セメントとを含有するトンネル覆工コンクリートを、15℃以下の環境下で施工する、トンネル覆工コンクリートの施工方法。
[2]前記亜硝酸塩の添加率と前記膨張材の添加量を、下記(1)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択する、前記[1]に記載のトンネル覆工コンクリートの施工方法。
y=a×x−b ・・・(1)
ただし、(1)式中、yは膨張材の添加量(kg/m)、xは亜硝酸塩(固形分)の添加率(C×質量%)、aは環境温度が5℃で104.58、10℃で60.147、15℃で24.59であり、bは5℃で1.079、10℃で0.952、15℃で0.77である。
[1] A tunnel cover containing an expansive material having a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g, at least one nitrite selected from alkali metal nitrites and alkaline earth metal nitrites, and blast furnace cement. A construction method for tunnel lining concrete, in which the construction concrete is constructed in an environment of 15°C or lower.
[2] The above [1], wherein the addition rate of the nitrite and the addition amount of the expansive material are selected from a curve drawn by the following formula (1) and a region surrounded by y=50 and x=3.2. Tunnel lining concrete construction method.
y=ax− b ... (1)
However, in the formula (1), y is the amount of expansion material added (kg/m 3 ), x is the addition rate of nitrite (solid content) (C×mass %), and a is 104.degree. 58, 60°C at 10°C, 24.59 at 15°C, b is 1.079 at 5°C, 0.952 at 10°C, 0.77 at 15°C.

本発明に用いるトンネル覆工コンクリートは、15℃以下の環境下でも、スランプを60分以上保持でき、また、材齢18時間の圧縮強度が、脱型可能な強度である2N/mm以上であるため、本発明のトンネル覆工コンクリートの施工方法によれば、移動式型枠を用いて覆工コンクリートを施工することができる。 The tunnel lining concrete used in the present invention can hold a slump for 60 minutes or more even under an environment of 15° C. or less, and has a compressive strength of 18 hours when the demolding strength is 2 N/mm 2 or more. Therefore, according to the tunnel lining concrete construction method of the present invention, the lining concrete can be constructed using the movable formwork.

亜硝酸塩(固形分)添加率と石灰系膨張材添加量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a nitrite (solid content) addition rate and a lime type expansive material addition amount.

本発明のトンネル覆工コンクリートの施工方法は、前記のとおり、ブレーン比表面積が4000〜7000cm/gの膨張材、およびアルカリ金属の亜硝酸塩およびアルカリ土類金属の亜硝酸塩から選ばれる1種以上の亜硝酸塩を含む硬化促進剤と、高炉セメントを含有するトンネル覆工コンクリートを、15℃以下の環境下で施工する方法である。
以下、膨張材、亜硝酸塩、および高炉セメント等に分けて詳細に説明する。
As described above, the tunnel lining concrete construction method of the present invention is one or more selected from expansive materials having a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g, and alkali metal nitrites and alkaline earth metal nitrites. Is a method of constructing a tunnel lining concrete containing a hardening accelerator containing nitrite and blast furnace cement in an environment of 15° C. or lower.
Hereinafter, the expansive material, the nitrite, and the blast furnace cement will be separately described in detail.

1.膨張材
本発明で用いる膨張材は、ブレーン比表面積が4000〜7000cm/gである。ちなみに、通常用いられる膨張材は、ブレーン比表面積が2500〜3500cm/g程度と低い。ブレーン比表面積が高いと膨張発現性が低くなるため、今まで、ブレーン比表面積が4000cm/g以上の膨張材は、ほとんど用いられなかった。しかし、本発明者らは、高炉セメントと亜硝酸塩と共に、ブレーン比表面積が4000〜7000cm/gの膨張材を用いれば、材齢18時間で脱型可能な強度である2N/mmが得られることを見出した。なお、前記膨張材のブレーン比表面積は、好ましくは4500〜6000cm/gである。
ブレーン比表面積は、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に規定するブレーン空気透過装置を用い、セメントを詰めたセルの中を通過する空気の流速を溶液ヘッドの変化時間で求め、標準試料と比較して計算する。
前記膨張材の単位量は、10〜50kg/mである。膨張材の単位量が該範囲内にあれば、拘束膨張率が150〜250×10−6である収縮補償コンクリートが得られる。
前記膨張材は、石灰系膨張材およびカルシウムサルフォアルミネート系膨張材から選ばれる1種以上が挙げられる。これらの中でも、膨張発現性が高いため、好ましくは石灰系膨張材である。
石灰系膨張材は、遊離生石灰(CaO)を含む膨張性焼成物とセッコウを含有する。そして、前記膨張性焼成物は、炭酸カルシウム、消石灰、生石灰等のカルシウム質原料、シリカ質原料、アルミナ質原料、酸化鉄原料、およびセッコウ原料等の混合物を、電気炉やロータリーキルン等で焼成した後、ボールミル等で粉砕した後、分級して粒度を調整する。
石灰系膨張材の製造方法は、粉末状のセッコウと膨張性焼成物の粉砕物をミキサ等で混合するか、セッコウと膨張焼成物を混合した後に粉砕する。前記セッコウは、特に制限されないが、膨張発現性が高いため、好ましくは無水セッコウおよびII型無水セッコウ、より好ましくはII型無水セッコウである。
1. Expanding Material The expanding material used in the present invention has a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g. Incidentally, the expansive material which is usually used has a low Blaine specific surface area of about 2500 to 3500 cm 2 /g. When the Blaine specific surface area is high, the expansion developability is low. Therefore, until now, an expansion material having a Blaine specific surface area of 4000 cm 2 /g or more has hardly been used. However, the present inventors obtained 2N/mm 2 which is the demoldable strength at the age of 18 hours by using the expansive material having a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g together with blast furnace cement and nitrite. I found that The Blaine specific surface area of the expansive material is preferably 4500 to 6000 cm 2 /g.
The Blaine specific surface area was determined by using the Blaine air permeation device specified in JIS R 5201 “Physical test method for cement”, and determining the flow velocity of air passing through the cell filled with cement with the change time of the solution head, and comparing with the standard sample. Calculate by comparing.
The unit amount of the expansion material is 10 to 50 kg/m 3 . When the unit amount of the expansive material is within this range, shrinkage-compensating concrete having a constrained expansion coefficient of 150 to 250×10 −6 can be obtained.
Examples of the expansive material include one or more selected from lime expansive materials and calcium sulphoaluminate expansive materials. Among these, a lime-based expansive material is preferable because it has a high expansibility of expansion.
The lime-based expansive material contains an expansive fired product containing free quick lime (CaO) and gypsum. Then, the expansive calcined product is a mixture of calcium carbonate, slaked lime, calcium-based raw materials such as quick lime, siliceous raw material, alumina-based raw material, iron oxide raw material, and gypsum raw material after firing in an electric furnace or a rotary kiln. After crushing with a ball mill or the like, classification is performed to adjust the particle size.
The method for producing the lime-based expansive material is to mix powdered gypsum and the pulverized product of the expandable fired product with a mixer or the like, or to mix the gypsum and the expanded fired product and then pulverize. The gypsum is not particularly limited, but it is preferably anhydrous gypsum and type II anhydrous gypsum, and more preferably type II anhydrous gypsum because of its high swelling expression.

2.亜硝酸塩
本発明で用いる亜硝酸塩は、アルカリ金属の亜硝酸塩、およびアルカリ土類金属の亜硝酸塩から選ばれる1種以上が挙げられ、具体的には、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸カルシウム、および亜硝酸マグネシウム等から選ばれる1種以上が挙げられる。これらの亜硝酸塩と、特定のブレーン比表面積を有する膨張材とを組合せることによって、コンクリートの流動性を損なうことなく、高炉セメントを用いた場合であっても低温環境下(15℃以下)での初期強度発現性を高めることが可能となる。これらの亜硝酸塩の中では、初期強度発現性の点から、特に亜硝酸カルシウムが好ましい。
亜硝酸塩(固形分)の添加率は、初期強度発現性および流動性の確保の点から、高炉セメントに対し0.4〜3.2質量%であることが好ましい。
亜硝酸塩は、好ましくは水溶液の形態で用いる。粉体系膨張材と液体系硬化促進剤の組み合わせは、取り扱いが容易なため、生コン工場、アジテータ車、および施工現場等でも使用できる。亜硝酸塩水溶液の亜硝酸塩の濃度は、取り扱いが容易なため、好ましくは10〜50質量%であり、また、亜硝酸塩水溶液は単位水量の一部として換算して用いる。
本発明では、前記亜硝酸塩の添加率と前記膨張材の添加量は、下記(1)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択するとよい。ただし、該領域は線上も含む。
y=a×x−b ・・・(1)
ただし、(1)式中、yは膨張材の添加量(kg/m)、xは亜硝酸塩(固形分)添加率(C×質量%)、aは環境温度が5℃で104.58、10℃で60.147、15℃で24.59であり、bは5℃で1.079、10℃で0.952、15℃で0.77である。
該領域から選択された添加率(量)の亜硝酸塩と膨張材を含むコンクリートは、低温環境でも強度発現性が高い。
2. Nitrite The nitrite used in the present invention includes one or more selected from nitrites of alkali metals and nitrites of alkaline earth metals, specifically, sodium nitrite, potassium nitrite, lithium nitrite, One or more selected from calcium nitrite, magnesium nitrite and the like. By combining these nitrites and an expansive material having a specific Blaine specific surface area, even when blast furnace cement is used in a low temperature environment (15°C or less) without impairing the fluidity of concrete. It is possible to enhance the initial strength development of the. Among these nitrites, calcium nitrite is particularly preferable from the viewpoint of developing the initial strength.
From the viewpoint of ensuring initial strength development and fluidity, the addition rate of nitrite (solid content) is preferably 0.4 to 3.2 mass% with respect to blast furnace cement.
Nitrite is preferably used in the form of an aqueous solution. Since the combination of the powder-type expansion material and the liquid-type curing accelerator is easy to handle, it can be used in ready-mixed concrete plants, agitator cars, construction sites, etc. The concentration of nitrite in the aqueous nitrite solution is preferably 10 to 50% by mass because it is easy to handle, and the aqueous nitrite solution is used by converting it as a part of the unit amount of water.
In the present invention, the addition rate of the nitrite and the addition amount of the expansive material are preferably selected from the curve drawn by the following formula (1) and the region surrounded by y=50 and x=3.2. However, the area includes a line.
y=ax− b ... (1)
However, in the formula (1), y is the amount of expansion material added (kg/m 3 ), x is the nitrite (solid content) addition rate (C×mass %), and a is 104.58 at an environmental temperature of 5° C. It is 60.147 at 10°C, 24.59 at 15°C, and b is 1.079 at 5°C, 0.952 at 10°C, and 0.77 at 15°C.
The concrete containing the nitrite and the expansive material in the addition ratio (amount) selected from the region has high strength development even in a low temperature environment.

3.高炉セメント
本発明で用いる高炉セメントは、ポルトランドセメントと、急冷した高炉スラグ微粉末を混合してなるセメントである。JIS A 6206「コンクリート用高炉スラグ微粉末」は、高炉セメントを、高炉スラグ微粉末の混合率により、A種、B種、およびC種に分類している。特に、本発明で用いるトンネル覆工コンクリートに使用する高炉セメントは、特に制限されないが、強度発現性が高いことから、高炉スラグ微粉末の混合率が30%を超え60%以下であるB種が好ましい。
3. Blast furnace cement The blast furnace cement used in the present invention is a cement formed by mixing Portland cement and rapidly cooled blast furnace slag fine powder. JIS A 6206 “Blast furnace slag fine powder for concrete” classifies blast furnace cement into A type, B type, and C type according to the mixing ratio of the blast furnace slag fine powder. In particular, the blast-furnace cement used for the tunnel lining concrete used in the present invention is not particularly limited, but since the strength development is high, there is B type having a mixing ratio of the blast-furnace slag fine powder of more than 30% and 60% or less. preferable.

4.本発明のトンネル覆工コンクリートに用いるその他の材料
本発明で用いる骨材は、特に制限されず、通常のコンクリートに用いる細骨材および粗骨材であり、例えば、川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、および再生粗骨材等が挙げられる。骨材の配合量(単位量)は、好ましくは1300〜2000kg/mである。骨材の配合量が該範囲にあれば、コンクリートの発熱および乾燥収縮の抑制と、コンクリートのワーカビリティーとの間でバランスがとり易い。なお、前記骨材の配合量は、より好ましくは1500〜1800kg/mである。また、細骨材率(s/a:細骨材の容積/全骨材の容積の比)は、好ましくは35〜60%である。細骨材率が該範囲にあれば、ワーカビリティーを確保できる。
本発明で用いる水は、特に制限されず、水道水や生コンスラッジの上澄水等が挙げられる。水の配合量(単位量)は、材料分離抵抗性の確保のため、好ましくは150〜250kg/mである。また、コンクリートの混練機は、好ましくはコンクリートミキサである。水セメント比(W/C)は、水和発熱の低減と圧縮強度の確保のため、好ましくは40〜65%、より好ましくは45〜60%である。
さらに、前記トンネル覆工コンクリートは、通常のモルタルやコンクリートに用いる混和剤(材)を、本発明の効果を実質的に失わない範囲で含んでもよい。該混和剤(材)は、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、流動化剤、収縮低減剤、保水剤、防錆剤、空気連行剤、消泡剤、起泡剤、防水剤、撥水剤、白華防止剤、凝結調整剤、顔料、繊維、およびシリカフューム等が挙げられる。
4. Other materials used in the tunnel lining concrete of the present invention, the aggregate used in the present invention is not particularly limited, is a fine aggregate and coarse aggregate used in normal concrete, for example, river sand, sea sand, mountain sand, Examples thereof include crushed sand, artificial fine aggregate, slag fine aggregate, recycled fine aggregate, silica sand, river gravel, land gravel, crushed stone, artificial coarse aggregate, slag coarse aggregate, and recycled coarse aggregate. The amount (unit amount) of the aggregate is preferably 1300 to 2000 kg/m 3 . When the content of the aggregate is within the range, it is easy to balance the heat generation and drying shrinkage of the concrete with the workability of the concrete. The blending amount of the aggregate is more preferably 1500 to 1800 kg/m 3 . The fine aggregate ratio (s/a: volume ratio of fine aggregate/volume ratio of total aggregate) is preferably 35 to 60%. If the fine aggregate ratio is within this range, workability can be secured.
The water used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include tap water and clear water of raw conus sludge. The blending amount (unit amount) of water is preferably 150 to 250 kg/m 3 in order to secure the material separation resistance. The concrete kneader is preferably a concrete mixer. The water-cement ratio (W/C) is preferably 40 to 65%, more preferably 45 to 60% in order to reduce the heat of hydration and secure the compressive strength.
Further, the tunnel lining concrete may contain an admixture (material) used for ordinary mortar or concrete within a range in which the effects of the present invention are not substantially lost. The admixture (material) includes a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, a fluidizing agent, a shrinkage reducing agent, a water retention agent, an anticorrosive agent, an air entraining agent, an antifoaming agent, a foaming agent, a waterproofing agent, Water repellents, anti-whitening agents, setting regulators, pigments, fibers, silica fumes, and the like.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
1.使用した材料
使用した材料を表1に示す。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
1. Materials Used Table 1 shows the materials used.

2.拘束膨張率の測定
表2に示す配合に従い、コンクリートミキサに表1に記載の材料を一括して投入して、2分間混練した後、混練したコンクリートを型枠に打設して脱型し、20℃で7日水中養生した。養生後のコンクリートは、JIS A 6202「コンクリート用膨張材」に準拠して、拘束膨張率を測定した。なお、拘束膨張率が150〜250×10−6であるコンクリートを、収縮補償コンクリートと判定した。なお、表2中の混和剤(AD)の添加率は、セメント(C)に対する亜硝酸カルシウム水溶液としての添加率(質量%)である。
結果を表3に示す。表3に示すように、配合1−2〜1−6のコンクリートの拘束膨張率は前記基準を満たすから、収縮補償コンクリートである。
2. Measurement of Restraint Expansion Rate According to the composition shown in Table 2, the materials shown in Table 1 were put into a concrete mixer all at once, and after kneading for 2 minutes, the kneaded concrete was placed in a mold and demolded. It was cured in water at 20° C. for 7 days. For the concrete after curing, the restraint expansion coefficient was measured according to JIS A 6202 “Expansion material for concrete”. It should be noted that concrete having a restricted expansion coefficient of 150 to 250×10 −6 was determined as shrinkage-compensating concrete. The addition rate of the admixture (AD) in Table 2 is the addition rate (% by mass) of the calcium nitrite aqueous solution to the cement (C).
The results are shown in Table 3. As shown in Table 3, the constrained expansion rate of the concretes of the formulations 1-2 to 1-6 satisfies the above criteria, and is therefore shrinkage-compensating concrete.

3.スランプの測定
表4に示す配合に従い、前記拘束膨張試験と同様にして、コンクリートを混練した後、JIS A 1101「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠して、混練直後(0分)と60分経過後のコンクリートのスランプを測定した。なお、60分経過後のスランプが10cm以上のコンクリートは、トンネル覆工コンクリートとして施工できると判定した。なお、表4中の混和剤の添加率は表2と同様である。
結果を表5に示す。表5に示すように、配合2−1〜2−5のコンクリートのスランプの経時変化は、前記基準を満たすから、配合2−1〜2−5のコンクリートは、トンネル覆工コンクリートとして施工できる。
3. Measurement of slump After kneading concrete according to the composition shown in Table 4 in the same manner as in the constrained expansion test, immediately after kneading (0 minutes) and 60 minutes elapsed in accordance with JIS A 1101 "Slump test method for concrete". The later concrete slump was measured. In addition, it was determined that the concrete with a slump of 10 cm or more after 60 minutes can be applied as tunnel lining concrete. The addition rate of the admixture in Table 4 is the same as in Table 2.
The results are shown in Table 5. As shown in Table 5, the change over time of the slump of the concrete of mixes 2-1 to 2-5 satisfies the above criteria, and therefore the concrete of mixes 2-1 to 2-5 can be applied as tunnel lining concrete.

3.圧縮強度の測定
表6に示す配合に従い、5℃、10℃、および15℃の各温度において、前記拘束膨張試験と同様にして、コンクリートを混練した後、混練したコンクリートを型枠に打設して脱型し、材齢18時間におけるコンクリートの圧縮強度を、JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して測定した。そして、脱型可能な強度を2N/mmに設定し、5℃、10℃、および15℃の各温度において、材齢18時間におけるコンクリートの圧縮強度が2N/mmになる亜硝酸塩(固形分)の添加率(質量%)と膨張材の添加量の関係式を求めた。該関係式と該関係式が描く曲線を図1に示す。
図1に示すように、5℃では三角形の点が示す曲線よりも上の領域、10℃では四角形の点が示す曲線よりも上の領域、および15℃では菱形の点が示す曲線よりも上の領域で、コンクリートの圧縮強度は前記基準を満たす。したがって、亜硝酸塩と膨張材の添加率(量)を図1に示す各温度における曲線よりも上の領域から選択すれば、脱型可能な強度を発現するトンネル覆工コンクリートを製造できる。
3. Measurement of Compressive Strength According to the composition shown in Table 6, at each temperature of 5° C., 10° C., and 15° C., the concrete was kneaded in the same manner as in the constrained expansion test, and then the kneaded concrete was placed in a mold. Then, the compressive strength of the concrete at the age of 18 hours was measured according to JIS A 1108 "Test method for compressive strength of concrete". Then, the demoldable strength is set to 2 N/mm 2 , and at each temperature of 5° C., 10° C., and 15° C., the nitrite (solid content) at which the compressive strength of concrete at the age of 18 hours becomes 2 N/mm 2. The relational expression between the addition rate (mass %) of (min) and the addition amount of the expansion material was determined. FIG. 1 shows the relational expression and the curve drawn by the relational expression.
As shown in FIG. 1, at 5° C., the area above the curve indicated by the triangular points, at 10° C. above the curve indicated by the square points, and at 15° C. above the curve indicated by the diamond points. In this region, the compressive strength of concrete satisfies the above criteria. Therefore, if the addition rate (amount) of the nitrite and the expansive material is selected from the region above the curve at each temperature shown in FIG. 1, the tunnel lining concrete exhibiting demoldable strength can be manufactured.

Claims (2)

ブレーン比表面積が4000〜7000cm/gの膨張材と、アルカリ金属の亜硝酸塩およびアルカリ土類金属の亜硝酸塩から選ばれる1種以上の亜硝酸塩と、高炉セメントとを含有するトンネル覆工コンクリートを、15℃以下の環境下で施工する、トンネル覆工コンクリートの施工方法。 A tunnel lining concrete containing an expansive material having a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g, at least one nitrite selected from alkali metal nitrites and alkaline earth metal nitrites, and blast furnace cement. , Construction method for tunnel lining concrete, which is constructed in an environment of 15°C or lower. 前記亜硝酸塩の添加率と前記膨張材の添加量を、下記(1)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択する、請求項1に記載のトンネル覆工コンクリートの施工方法。
y=a×x−b ・・・(1)
ただし、(1)式中、yは膨張材の添加量(kg/m)、xは亜硝酸塩(固形分)添加率(C×質量%)、aは環境温度が5℃で104.58、10℃で60.147、15℃で24.59であり、bは5℃で1.079、10℃で0.952、15℃で0.77である。
The tunnel lining according to claim 1, wherein the addition rate of the nitrite and the addition amount of the expansive material are selected from a curve drawn by the following formula (1) and a region surrounded by y=50 and x=3.2. Concrete construction method.
y=ax− b ... (1)
However, in the formula (1), y is the amount of expansion material added (kg/m 3 ), x is the nitrite (solid content) addition rate (C×mass %), and a is 104.58 at an environmental temperature of 5° C. It is 60.147 at 10°C, 24.59 at 15°C, and b is 1.079 at 5°C, 0.952 at 10°C, and 0.77 at 15°C.
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