JP2023149567A - Spray concrete - Google Patents
Spray concrete Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023149567A JP2023149567A JP2022058205A JP2022058205A JP2023149567A JP 2023149567 A JP2023149567 A JP 2023149567A JP 2022058205 A JP2022058205 A JP 2022058205A JP 2022058205 A JP2022058205 A JP 2022058205A JP 2023149567 A JP2023149567 A JP 2023149567A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- shotcrete
- cement
- strength
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000007921 spray Substances 0.000 title abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 claims description 45
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- -1 alkaline earth metal sulfate Chemical class 0.000 claims description 13
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 claims description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 19
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 19
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 12
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 6
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000004687 hexahydrates Chemical class 0.000 description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 2
- WPJGWJITSIEFRP-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine;hydrate Chemical compound O.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 WPJGWJITSIEFRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 229940095564 anhydrous calcium sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 239000011400 blast furnace cement Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229940095672 calcium sulfate Drugs 0.000 description 1
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910001649 dickite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000006253 efflorescence Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
本発明は吹付コンクリートに関する。 The present invention relates to shotcrete.
トンネル、採掘抗、地下空間等において、掘削面の崩壊防止、採掘時又は掘削後の地山補強の観点から、吹付コンクリートによる施工が行われている。吹付コンクリートは、その急結性によって施工対象物への付着性を担保し、施工対象物の補強に寄与している。 BACKGROUND ART Shotcrete is used to construct tunnels, mining pits, underground spaces, etc. from the viewpoint of preventing collapse of the excavated surface and reinforcing the ground during or after excavation. Shotcrete ensures adhesion to the object to be constructed due to its rapid setting properties, contributing to reinforcement of the object to be constructed.
吹付コンクリートには急結性付与のために急結成分が混和されており、中でも、カルシウムアルミネート、アルミン酸ナトリウム等を有効成分とする粉体急結剤は、強力な急結性を付与することができ、高い強度を得ることもできる。吹付コンクリートの一般的な施工法である湿式吹付工法では、例えば、少なくともセメント、水及び骨材を秤量・混合してベースコンクリートを作製し、アジテーター車等を介した上で施工時に吹付装置にポンプ圧送する。吹付装置内では別送の粉体又は液体の急結剤を圧送中のベースコンクリートに添加し、吹付装置の吹付ノズル内で混合を進めて吹付コンクリートを形成し、これをノズル端孔から吹付ける。この吹付装置内の急結成分が水と接する地点（接水地点）から吹付ノズル端の吐出孔までを移動する間に、混合がなされて吹付コンクリートが形成される。混合に使われる距離は通常は数十ｃｍ～数ｍの距離であり、その移動時間が混合時間になる。一般にこの距離が長いほど混合が進み、混合性が高まり、組織的にも性状的にもより均一なコンクリートを得易くなる。 Shotcrete is mixed with quick-setting ingredients to give it quick-setting properties, and among them, powder quick-setting agents containing calcium aluminate, sodium aluminate, etc. as active ingredients give strong quick-setting properties. It is possible to obtain high strength. In the wet spraying method, which is a common construction method for shotcrete, for example, at least cement, water, and aggregate are weighed and mixed to create a base concrete, which is then pumped to the spraying equipment during construction through an agitator vehicle or the like. to pump. In the spraying device, a separately delivered powder or liquid quick-setting agent is added to the base concrete being pumped, and mixing is progressed in the spraying nozzle of the spraying device to form shotcrete, which is sprayed from the nozzle end hole. While the rapidly forming components in the spraying device move from the point where they come into contact with water (water contact point) to the discharge hole at the end of the spray nozzle, they are mixed and shotcrete is formed. The distance used for mixing is usually several tens of centimeters to several meters, and the time taken to move the mixture is the mixing time. Generally, the longer this distance, the more the mixing progresses, the better the mixability, and the easier it is to obtain concrete that is more uniform both in structure and properties.
このような吹付コンクリートを得るために、ベースコンクリートに混和される粉体状の急結材は、一般的には前述した急結成分に諸性状を調整するための諸成分が加えられたものである。例えば、従来の代表的な粉体急結剤には、化学成分としてのＣａＯ含有量を多くしたカルシウムアルミネートに、硬化促進のための石膏を配合し、これらに初期強度発現性を高めるアルミン酸ナトリウムや凝結促進のための炭酸ナトリウム等が添加されている（例えば、特許文献１～４参照）。 In order to obtain such shotcrete, the powdered quick-setting agent that is mixed into the base concrete is generally the above-mentioned quick-setting component with various ingredients added to adjust its properties. be. For example, typical powder quick-setting agents in the past include calcium aluminate with a high CaO content as a chemical component, gypsum to accelerate hardening, and aluminic acid to increase initial strength development. Sodium and sodium carbonate to promote coagulation are added (for example, see Patent Documents 1 to 4).
近年、用途や施工現場の環境によっては、従来の吹付コンクリートよりも更に高い強度発現性が求められることがある。高い強度発現性を発揮するためには、セメント量を増やしたり水量を減らしたりする方法があるが、そのような吹付コンクリートでは硬化時のひび割れが問題となることがあった。 In recent years, depending on the application and construction site environment, even higher strength development than conventional shotcrete is sometimes required. In order to achieve high strength development, there are methods to increase the amount of cement or reduce the amount of water, but such shotcrete sometimes suffers from cracking during hardening.
したがって、本発明は高い強度発現性を示し、且つひび割れしにくい吹付コンクリートを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide shotcrete that exhibits high strength development and is resistant to cracking.
本発明者が上記課題について鋭意検討した結果、石膏類及び／又は非晶質アルミノシリケートを強度増進材として用い、その含有量を調整することで高い圧縮強度を示し、且つひび割れしにくい吹付コンクリートが得られることを見出した。 As a result of intensive studies on the above-mentioned problems, the present inventors have found that by using gypsum and/or amorphous aluminosilicate as a strength-enhancing material and adjusting their content, shotcrete that exhibits high compressive strength and is resistant to cracking can be created. I found out what I can get.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］セメント、骨材及び強度増進材を含むコンクリート組成物と、急結混和材と、水とを含み、強度増進材が、石膏類及び／又は非晶質アルミノシリケートであり、強度増進材の含有量は、セメント１００質量部に対して１～１５質量部である、吹付コンクリート。
［２］急結混和材が、カルシウムアルミネート、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、及び硫酸アルミニウムを含む、［１］に記載の吹付コンクリート。
［３］セメントの単位容積質量が４００～６５０ｋｇ／ｍ３である、［１］又は［２］に記載の吹付コンクリート。
［４］骨材の細骨材率が４５～７０体積％である、［１］～［３］のいずれかに記載の吹付コンクリート。
［５］水セメント比が２５～５０質量％である、［１］～［４］のいずれかに記載の吹付コンクリート。
That is, the present invention is as follows.
[1] A concrete composition containing cement, aggregate, and a strength-enhancing material, a quick-setting admixture, and water, where the strength-enhancing material is gypsum and/or amorphous aluminosilicate; The content of shotcrete is 1 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of cement.
[2] The shotcrete according to [1], wherein the rapid setting admixture contains calcium aluminate, alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfate, and aluminum sulfate.
[3] The shotcrete according to [1] or [2], wherein the cement has a unit volume mass of 400 to 650 kg/m 3 .
[4] The shotcrete according to any one of [1] to [3], wherein the fine aggregate ratio of the aggregate is 45 to 70% by volume.
[5] The shotcrete according to any one of [1] to [4], wherein the water-cement ratio is 25 to 50% by mass.
本発明によれば高い強度発現性を示し、且つひび割れしにくい吹付コンクリートを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide shotcrete that exhibits high strength development and is resistant to cracking.
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本明細書において、含有量等は全て固形分換算、無水物換算である。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail. In this specification, all contents, etc. are expressed in terms of solid content and anhydride.
本実施形態の吹付コンクリートは、セメント、骨材及び強度増進材を含むコンクリート組成物と、急結混和材と、水とを含む。 The shotcrete of this embodiment includes a concrete composition containing cement, aggregate, and a strength-enhancing material, a rapid setting admixture, and water.
［コンクリート組成物］
コンクリート組成物は、セメント、骨材、強度増進材を含む。
セメントは、ポルトランドセメントが好ましく、ポルトランドセメントは何れの種類のものでもよく、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩の各種ポルトランドセメントが挙げられる。セメントとしては、例えば高炉セメント、フライアッシュセメント等のポルトランドセメントを含む混合セメントも使用できる。セメントは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。ポルトランドセメントを使用する場合の粒度は特に限定されず、例えば、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２０１９）の２５００～７０００ｃｍ２／ｇのものが挙げられる。
[Concrete composition]
Concrete compositions include cement, aggregate, and strength enhancers.
The cement is preferably Portland cement, and any type of Portland cement may be used, such as ordinary, early-strength, ultra-early-strength, medium-heat, low-heat, and sulfate-resistant Portland cements. As the cement, mixed cements containing Portland cement, such as blast furnace cement and fly ash cement, can also be used. One type of cement may be used alone, or two or more types may be used in combination. When using Portland cement, the particle size is not particularly limited, and examples include those of 2500 to 7000 cm 2 /g according to the JIS standard (JIS R 5210:2019).
セメントの単位容積質量は、４００～６５０ｋｇ／ｍ３であることが好ましく、４５０～６００ｋｇ／ｍ３であることがより好ましく、４７０～５８０ｋｇ／ｍ３であることが更に好ましい。セメントの単位容積質量が上記範囲内であれば、強度発現性がより一層向上する。 The unit volume mass of the cement is preferably 400 to 650 kg/m 3 , more preferably 450 to 600 kg/m 3 , even more preferably 470 to 580 kg/m 3 . If the unit volume mass of the cement is within the above range, the strength development property will be further improved.
骨材は、細骨材、粗骨材等を混合したものである。細骨材は、モルタルやコンクリートに使用できる細骨材であれば特に限定されない。粗骨材はコンクリートに使用できる粗骨材であれば特に限定されない。細骨材、粗骨材とも、所定の骨材強度が確保し易く、他の含有成分との比重差が小さく材料分離が生じ難い観点から、表乾密度が２．３～２．９ｇ／ｃｍ３の骨材を使用することが好ましい。このような骨材の具体例としては、細骨材は、珪砂、石灰石砂等の天然骨材、安山岩、砂岩、玄武岩等の砕砂などが挙げられ、粗骨材は、珪石、石灰石、安山岩、砂岩、玄武岩等の砕石や砂利が挙げられる。骨材は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The aggregate is a mixture of fine aggregate, coarse aggregate, etc. The fine aggregate is not particularly limited as long as it can be used for mortar or concrete. The coarse aggregate is not particularly limited as long as it can be used for concrete. Both fine aggregate and coarse aggregate have a surface dry density of 2.3 to 2.9 g/cm from the viewpoint that it is easy to secure the specified aggregate strength, and the difference in specific gravity from other contained components is small and material separation is difficult to occur. It is preferable to use aggregate No. 3 . Specific examples of such aggregates include fine aggregates such as natural aggregates such as silica sand and limestone sand, crushed sand such as andesite, sandstone, and basalt, and coarse aggregates such as silica stone, limestone, andesite, and the like. Examples include crushed stone and gravel such as sandstone and basalt. One type of aggregate may be used alone, or two or more types may be used in combination.
細骨材の単位容積質量は、７００～１２００ｋｇ／ｍ３であることが好ましく、８００～１１００ｋｇ／ｍ３であることがより好ましく、９００～１０５０ｋｇ／ｍ３であることが更に好ましい。細骨材の単位容積質量が上記範囲内であれば、強度発現性がより一層向上する。
粗骨材の単位容積質量は、４００～７５０ｋｇ／ｍ３であることが好ましく、５００～７００ｋｇ／ｍ３であることがより好ましく、５５０～６５０ｋｇ／ｍ３であることが更に好ましい。粗骨材の単位容積質量が上記範囲内であれば、強度発現性がより一層向上する。
The unit volume mass of the fine aggregate is preferably 700 to 1200 kg/m 3 , more preferably 800 to 1100 kg/m 3 , even more preferably 900 to 1050 kg/m 3 . If the unit volume mass of the fine aggregate is within the above range, the strength development property will be further improved.
The unit volume mass of the coarse aggregate is preferably 400 to 750 kg/m 3 , more preferably 500 to 700 kg/m 3 , even more preferably 550 to 650 kg/m 3 . If the unit volume mass of the coarse aggregate is within the above range, the strength development property will be further improved.
骨材の細骨材率（［細骨材の体積／全骨材の体積］×１００）は、４５～７０体積％であることが好ましく、５０～６８体積％であることがより好ましく、５５～６５体積％であることが更に好ましい。骨材の細骨材率が上記範囲内であれば、施工時の圧送性が更に優れ、強度発現性もより一層向上する。 The fine aggregate ratio of the aggregate ([volume of fine aggregate/volume of total aggregate] x 100) is preferably 45 to 70 volume%, more preferably 50 to 68 volume%, 55 More preferably, it is 65% by volume. If the fine aggregate ratio of the aggregate is within the above range, the pumpability during construction will be even better, and the strength development will be further improved.
強度増進材は、石膏類及び／又は非晶質アルミノシリケートである。強度増進材は、石膏類を単独で用いてもよく、非晶質アルミノシリケートを単独で用いてもよく、石膏類及び非晶質アルミノシリケートを併せて用いてもよい。 The strength enhancing material is gypsum and/or amorphous aluminosilicate. As the strength enhancing material, gypsum may be used alone, amorphous aluminosilicate may be used alone, or gypsum and amorphous aluminosilicate may be used together.
石膏類としては、例えば、無水石膏、半水石膏、二水石膏が挙げられる。石膏類としては、強度発現性を更に向上させるという観点から、無水石膏が好ましい。石膏類は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。石膏類の粉末度は、初期の強度発現をより向上させるという観点から、ブレーン比表面積で３２００～１８０００ｃｍ２／ｇであることが好ましく、５０００～１５０００ｃｍ２／ｇであることがより好ましく、５５００～１４０００ｃｍ２／ｇであることが更に好ましく、７０００～１２０００ｃｍ２／ｇであることが特に好ましい Examples of gypsum include anhydrite, hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum. As the gypsum, anhydrite is preferred from the viewpoint of further improving strength development. One type of gypsum may be used alone, or two or more types may be used in combination. From the viewpoint of further improving the initial strength development, the powderiness of the gypsum is preferably 3200 to 18000 cm 2 /g in Blaine specific surface area, more preferably 5000 to 15000 cm 2 /g, and more preferably 5500 to 18000 cm 2 /g. It is more preferably 14,000 cm 2 /g, particularly preferably 7,000 to 12,000 cm 2 /g.
非晶質アルミノシリケートは、粘土鉱物に由来し、非晶質部分を含むアルミノシリケートであれば特に限定されず、いずれも使用可能である。原料である粘土鉱物の例としては、（１）カオリン鉱物、（２）雲母粘土鉱物、（３）スメクタイト型鉱物、及びこれらが混合生成した混合層鉱物が挙げられる。非晶質アルミノシリケートは、これらの結晶性アルミノシリケートを、例えば焼成・脱水して非晶質化することにより得られる。非晶質アルミノシリケートとしては、反応性に更に優れるという観点から、カオリナイト、ハロサイト、ディッカイト等のカオリン鉱物由来のものが好ましく、カオリナイトを焼成して得られるメタカオリンがより好ましい。非晶質アルミノシリケートは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。非晶質アルミノシリケートのＢＥＴ比表面積は、１～２２ｍ２／ｇであることが好ましく、１．５～１６ｍ２／ｇであることがより好ましい。
本明細書において「非晶質」とは、粉末Ｘ線回折装置による測定で、原料である粘土鉱物に由来するピークがほぼ見られなくなることをいう。本実施形態に係る非晶質アルミノ珪酸鉱物粉末は非晶質の割合が７０質量％以上であればよく、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは１００質量％、即ち粉末Ｘ線回折装置による測定でピークが全く見られないものが最も好ましい。ここで、非晶質の割合は、標準添加法により求めた値である。非晶質の割合が高いアルミノシリケート、即ち結晶質の割合が低いアルミノシリケートは、非晶質の割合が低いアルミノシリケートに比べて、同じ混和量における強度発現性が更によい傾向にある。アルミノシリケートの非晶質化のための加熱としては、外熱キルン、内熱キルン、電気炉等による焼成、及び溶融炉を用いた溶融等が挙げられる。
The amorphous aluminosilicate is not particularly limited as long as it is derived from clay minerals and contains an amorphous portion, and any aluminosilicate can be used. Examples of clay minerals that are raw materials include (1) kaolin minerals, (2) mica clay minerals, (3) smectite minerals, and mixed layer minerals produced by mixing these minerals. Amorphous aluminosilicate can be obtained by, for example, firing and dehydrating these crystalline aluminosilicates to make them amorphous. As the amorphous aluminosilicate, those derived from kaolin minerals such as kaolinite, hallosite, and dickite are preferred, and metakaolin obtained by calcining kaolinite is more preferred, from the viewpoint of superior reactivity. One type of amorphous aluminosilicate may be used alone, or two or more types may be used in combination. The BET specific surface area of the amorphous aluminosilicate is preferably 1 to 22 m 2 /g, more preferably 1.5 to 16 m 2 /g.
In this specification, "amorphous" means that peaks derived from clay minerals, which are raw materials, are almost not observed when measured using a powder X-ray diffractometer. The amorphous aluminosilicate mineral powder according to the present embodiment may have an amorphous content of 70% by mass or more, preferably 90% by mass or more, more preferably 100% by mass, that is, measured by a powder X-ray diffraction device. It is most preferable that no peak be observed at all. Here, the amorphous ratio is a value determined by the standard addition method. Aluminosilicate with a high proportion of amorphous, that is, aluminosilicate with a low proportion of crystalline, tends to have better strength development properties at the same mixing amount than aluminosilicate with a low proportion of amorphous. Examples of heating for amorphizing aluminosilicate include firing in an external heating kiln, internal heating kiln, electric furnace, etc., and melting using a melting furnace.
強度増進材の含有量は、セメント１００質量部に対して１～１５質量部である。強度増進材の単位容積質量が上記範囲外であると、初期及び長期の強度発現性が十分に得られず、硬化時のひび割れも生じやすい。より一層高い強度発現性が得られ、ひび割れが生じにくいという観点から、強度増進材の含有量は、セメント１００質量部に対しては１．５～１２質量部であることが好ましく、２～１０質量部であることが更に好ましい。強度増進材として石膏類及び非晶質アルミノシリケートを併用する場合も、これらの合計の単位容積質量が上記範囲内となるように調整することができる。 The content of the strength-enhancing material is 1 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of cement. If the unit volume mass of the strength-enhancing material is outside the above range, sufficient initial and long-term strength development cannot be obtained, and cracks are likely to occur during curing. From the viewpoint of obtaining even higher strength development and being less likely to cause cracks, the content of the strength enhancer is preferably 1.5 to 12 parts by mass, and 2 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. More preferably, it is parts by mass. Even when gypsum and amorphous aluminosilicate are used together as strength-enhancing materials, the total unit volume mass of these can be adjusted to fall within the above range.
本実施形態に係るコンクリート組成物は減水剤を含んでもよい。減水剤は、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、ＡＥ減水剤及び流動化剤を含む。このような減水剤としては、ＪＩＳ Ａ ６２０４：２０１１「コンクリート用化学混和剤」に規定される減水剤が挙げられる。減水剤としては、例えば、ポリカルボン酸系減水剤、ナフタレンスルホン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、メラミン系減水剤が挙げられる。これらの中では、ポリカルボン酸系減水剤が好ましい。減水剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。 The concrete composition according to this embodiment may include a water reducing agent. Water reducers include superplasticizers, super AE water reducers, AE water reducers, and superplasticizers. Examples of such water reducing agents include water reducing agents specified in JIS A 6204:2011 "Chemical admixtures for concrete". Examples of the water reducing agent include polycarboxylic acid water reducing agents, naphthalene sulfonic acid water reducing agents, lignin sulfonic acid water reducing agents, and melamine water reducing agents. Among these, polycarboxylic acid water reducing agents are preferred. One type of water reducing agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.
減水剤の含有量は、セメント１００質量部に対し、固形分換算で０．１～５質量部であることが好ましく、０．３～３質量部であることがより好ましく、０．５～１．５質量部であることが最も好ましい。減水剤の含有量が上記範囲内であれば、良好な流動性が得られやすく、強度発現性も向上しやすい。 The content of the water reducing agent is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.3 to 3 parts by mass, and 0.5 to 1 parts by mass in terms of solid content per 100 parts by mass of cement. Most preferably, it is .5 parts by weight. If the content of the water reducing agent is within the above range, good fluidity is likely to be obtained and strength development is also likely to be improved.
コンクリート組成物には本発明の効果が損なわれない範囲で各種混和剤（材）を配合してもよい。混和剤（材）としては、例えば、膨張材、消泡剤、防水剤、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、保水剤、顔料、撥水剤、白華防止剤、繊維、ポゾラン物質が挙げられる。 Various admixtures (materials) may be added to the concrete composition to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Examples of admixtures (materials) include expansion agents, antifoaming agents, waterproofing agents, rust preventive agents, shrinkage reducing agents, thickeners, water retention agents, pigments, water repellents, anti-efflorescence agents, fibers, and pozzolan substances. can be mentioned.
コンクリート組成物は、通常用いられる混練器具により上記した各成分を混合することで調製でき、その器具は特に限定されるものではない。混練器具としては、例えば、コンクリートミキサ等が挙げられる。 The concrete composition can be prepared by mixing the above-mentioned components using a commonly used kneading device, and the device is not particularly limited. Examples of the kneading device include a concrete mixer.
［急結混和材］
急結混和材としては、粉体であってもよく、液体であってもよく、急結性が高いという観点から、粉体であることが好ましい。粉体の急結混和材としては、カルシウムアルミネート、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、硫酸アルミニウムを含むものが挙げられる。液体急結混和材としては、例えば、アルカリ金属の炭酸塩以外に硫酸アルミニウムを主成分として含むものが挙げられ、市販の液体急結混和材を用いることもできる。
[Quick setting admixture]
The rapid setting admixture may be a powder or a liquid, and is preferably a powder from the viewpoint of high rapid setting properties. Examples of the powder rapid setting admixture include those containing calcium aluminate, alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfate, and aluminum sulfate. Examples of the liquid quick-setting admixture include those containing aluminum sulfate as a main component in addition to an alkali metal carbonate, and commercially available liquid quick-setting admixtures may also be used.
カルシウムアルミネートは、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３を主要化学成分とする無機水和活性物質であり、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３の含有モル比（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３）が１．８～２．７であることが好ましく、１．９～２．６５であることが好ましく、２．０～２．６であることがより好ましい。ＣａＯとＡｌ２Ｏ３の含有モル比が上記範囲内であれば、急結性と施工性の両立がしやすくなる。カルシウムアルミネートには、原料由来のＣａＯとＡｌ２Ｏ３以外の不純物等の異成分も、その存在形態にかかわらず、本発明の効果を阻害させない範囲で含んでもよい。 Calcium aluminate is an inorganic hydration active material whose main chemical components are CaO and Al 2 O 3 , and the molar ratio of CaO to Al 2 O 3 (CaO/Al 2 O 3 ) is 1.8 to 2. It is preferably 7, preferably 1.9 to 2.65, and more preferably 2.0 to 2.6. If the molar ratio of CaO and Al 2 O 3 is within the above range, it will be easier to achieve both rapid setting and workability. Calcium aluminate may also contain foreign components such as impurities other than CaO and Al 2 O 3 derived from the raw materials, regardless of their existing form, to the extent that the effects of the present invention are not impaired.
カルシウムアルミネートは、結晶質、非晶質、それらの混合物のいずれも用いることができる。カルシウムアルミネートは、より優れた急結性が得られやすいという観点から、非晶質化の度合いであるガラス化率が６０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることが更に好ましい。カルシウムアルミネートの粉末度は特に制限されないが、コンクリートへの急結混和材に使用したときに適度な反応活性が得られやすいことから、混和対象となるベースコンクリート中のセメントと同程度かそれ以上の粉末度であることが好ましく、例えば、ブレーン比表面積３０００～６５００ｃｍ２／ｇの粉末度が挙げられる。 Calcium aluminate may be crystalline, amorphous, or a mixture thereof. Calcium aluminate preferably has a vitrification rate of 60% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more, from the viewpoint of easily obtaining better rapid setting properties. It is preferably 95% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more. There are no particular restrictions on the powder level of calcium aluminate, but since it is easy to obtain appropriate reaction activity when used as a quick-setting admixture for concrete, it should be the same level or higher than the cement in the base concrete to be mixed. It is preferable that the powder has a fineness of 3,000 to 6,500 cm 2 /g in Blaine specific surface area.
カルシウムアルミネートは、例えば、ＣａＯ源となる原料及びＡｌ２Ｏ３源となる原料を、目的とする化学成分としてのＣａＯとＡｌ２Ｏ３の含有モル比が得られるように配合した原料混合物を、溶融するまで加熱することで得られる。また、製造時の加熱後の冷却過程の違いにより、冷却後のカルシウムアルミネートの構造状態に様々な差異が生じるため、冷却速度等の冷却条件に応じて、非晶質化の度合であるガラス化率を調整できる。 Calcium aluminate is produced by, for example, a raw material mixture in which a raw material serving as a CaO source and a raw material serving as an Al 2 O 3 source are blended so as to obtain the desired molar ratio of CaO and Al 2 O 3 as chemical components. , obtained by heating until melted. In addition, due to differences in the cooling process after heating during manufacturing, various differences occur in the structural state of calcium aluminate after cooling, so depending on cooling conditions such as cooling rate, the degree of amorphization of glass You can adjust the conversion rate.
カルシウムアルミネートの含有率は、急結混和材全質量を基準として、６０～８５質量％であることが好ましく、６５～８３質量％であることがより好ましく、７０～８０質量％であることが更に好ましい。カルシウムアルミネートの含有率が上記範囲内であれば、急結性及び混合性を両立しやすい。 The content of calcium aluminate is preferably 60 to 85% by mass, more preferably 65 to 83% by mass, and preferably 70 to 80% by mass, based on the total mass of the quick-setting admixture. More preferred. If the content of calcium aluminate is within the above range, it is easy to achieve both rapid setting and mixability.
アルカリ金属硫酸塩は、特に限定されるものではなくいずれのものも使用することができ、反応性に優れることから無水物であることが好ましい。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、中でもナトリウムが好ましい。アルカリ金属硫酸塩は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。アルカリ金属硫酸塩の含有量は、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、無水物換算で４～１６質量部であることが好ましく、５～１５質量部であることがより好ましく、６～１４質量部であることが更に好ましい。アルカリ金属の硫酸塩の含有量が上記範囲内であれば、急結性及び強度発現性に優れやすい。 The alkali metal sulfate is not particularly limited and any one can be used, and anhydrides are preferred because they have excellent reactivity. Examples of the alkali metal include lithium, sodium, potassium, etc. Among them, sodium is preferred. One type of alkali metal sulfate may be used alone, or two or more types may be used in combination. The content of the alkali metal sulfate is preferably 4 to 16 parts by weight, more preferably 5 to 15 parts by weight, and 6 to 14 parts by weight in terms of anhydride based on 100 parts by weight of calcium aluminate. It is more preferable that it is part. If the content of the alkali metal sulfate is within the above range, rapid setting and strength development are likely to be excellent.
アルカリ土類金属硫酸塩は、特に限定されるものではなくいずれのものも使用することができ、反応性に優れることから無水物であることが好ましい。アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム等が挙げられ、中でもカルシウムが好ましい。アルカリ土類金属硫酸塩は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併せて用いてもよい。アルカリ土類金属の硫酸塩の粒径や粒度も特に制限されるものではなく、例えば、ブレーン比表面積が４０００～８５００ｃｍ２／ｇ程度のものが挙げられる。アルカリ土類金属の硫酸塩の含有量は、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、無水物換算で１０～３５質量部であることが好ましく、１１～３０質量部であることがより好ましく、１２～２５質量部であることが更に好ましい。アルカリ土類金属の硫酸塩の含有量が上記範囲内であれば、長期の強度発現性に優れやすい。 The alkaline earth metal sulfate is not particularly limited, and any one can be used, and anhydrides are preferred because they have excellent reactivity. Examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, and the like, with calcium being preferred. One type of alkaline earth metal sulfate may be used alone, or two or more types may be used in combination. There are no particular limitations on the particle size or grain size of the alkaline earth metal sulfate, and examples thereof include those having a Blaine specific surface area of about 4000 to 8500 cm 2 /g. The content of alkaline earth metal sulfate is preferably 10 to 35 parts by mass, more preferably 11 to 30 parts by mass, and more preferably 11 to 30 parts by mass in terms of anhydride, per 100 parts by mass of calcium aluminate. More preferably, the amount is 25 parts by mass. If the content of alkaline earth metal sulfate is within the above range, long-term strength development is likely to be excellent.
急結混和材中におけるアルカリ金属硫酸塩及びアルカリ土類金属硫酸塩の質量比（［アルカリ土類金属硫酸塩の質量］／［アルカリ金属硫酸塩の質量］）は、無水物換算で１．１～２．５であることが好ましく、１．２～２．４であることがより好ましく、１．３～２．３５であることが更に好ましい。アルカリ金属硫酸塩及びアルカリ土類金属硫酸塩の質量比が上記範囲内であれば、急結性、混合性、長期の強度発現性が得られやすい。 The mass ratio of alkali metal sulfate and alkaline earth metal sulfate in the rapid setting admixture ([mass of alkaline earth metal sulfate]/[mass of alkali metal sulfate]) is 1.1 in terms of anhydride. It is preferably from 1.2 to 2.5, more preferably from 1.2 to 2.4, even more preferably from 1.3 to 2.35. If the mass ratio of the alkali metal sulfate and the alkaline earth metal sulfate is within the above range, rapid setting properties, mixability, and long-term strength development are likely to be obtained.
硫酸アルミニウムはいずれの形態でもよく、例えば、１６水和物、無水物等が挙げられ、中でも１６水和物が好ましい。硫酸アルミニウムの含有量は、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、無水物換算で０．１～１０質量部であることが好ましく、０．５～７質量部であることがより好ましく、１～５質量部であることが更に好ましい。硫酸アルミニウムの含有量が上記範囲内であれば、低温環境下で急結性を高めた場合であっても長期の強度発現性を確保しやすい。 Aluminum sulfate may be in any form, for example, hexahydrate, anhydride, etc., with hexahydrate being preferred. The content of aluminum sulfate is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 7 parts by mass, and 1 to 10 parts by mass in terms of anhydride, per 100 parts by mass of calcium aluminate. More preferably, the amount is 5 parts by mass. If the content of aluminum sulfate is within the above range, long-term strength development can be easily ensured even if rapid setting is enhanced in a low-temperature environment.
急結混和材中におけるアルカリ金属硫酸塩及び硫酸アルミニウムの質量比（［硫酸アルミニウムの質量］／［アルカリ金属硫酸塩の質量］）は、無水物換算で０．０５～２であることが好ましく、０．１～１．８であることがより好ましく、０．１５～１．５であることが更に好ましい。アルカリ金属の硫酸塩及び硫酸アルミニウムの質量比が上記範囲内であれば、急結性、混合性、及び強度発現性が得られやすい。 The mass ratio of alkali metal sulfate and aluminum sulfate in the rapid setting admixture ([mass of aluminum sulfate]/[mass of alkali metal sulfate]) is preferably 0.05 to 2 in terms of anhydride, It is more preferably from 0.1 to 1.8, and even more preferably from 0.15 to 1.5. If the mass ratio of the alkali metal sulfate and aluminum sulfate is within the above range, rapid setting properties, mixability, and strength development properties are likely to be obtained.
急結混和材は、上記の各成分を混合して製造される。混合方法は特に制限されるものではなく、例えば、傾動ミキサ、パン型ミキサ、２軸ミキサ、グラウトミキサ、ホバートミキサ、オムニミキサ等の汎用的なミキサを用いることができる。 The rapid setting admixture is manufactured by mixing the above components. The mixing method is not particularly limited, and for example, general-purpose mixers such as a tilting mixer, a pan-type mixer, a two-shaft mixer, a grout mixer, a Hobart mixer, and an omni mixer can be used.
急結混和材の量は、セメント１００質量部に対し、５～１５質量部であることが好ましく、６～１４質量部であることがより好ましく、７～１３質量部であることが更に好ましい。急結混和材の添加量が上記範囲内であれば、急結性及び混合性を両立しやすい。 The amount of the rapid setting admixture is preferably 5 to 15 parts by mass, more preferably 6 to 14 parts by mass, and even more preferably 7 to 13 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. If the amount of the quick-setting admixture is within the above range, it is easy to achieve both quick-setting properties and mixability.
［吹付コンクリート］
吹付コンクリートは、例えば、急結混和材を除く各材料と水をコンクリートミキサ等で混練してベースコンクリートとし、吹付ノズルの先端でベースコンクリート及び急結混和材を混合して吹付ける湿式吹付工法により製造してもよく、急結混和材を含む各材料を混合してベース組成物とし、吹付ノズルの先端でベース組成物及び水を混合して吹付ける乾式吹付工法により製造してもよい。吹付コンクリートは、粉塵やリバウンドがより低減されやすく、より均一に各材料が混合できるという観点から、湿式吹付工法により製造することが好ましい。
[Shotcrete]
Shotcrete is made by, for example, using a wet spray method in which each material except the quick-setting admixture is mixed with water in a concrete mixer to form a base concrete, and the base concrete and quick-setting admixture are mixed and sprayed at the tip of a spray nozzle. Alternatively, it may be manufactured by a dry spraying method in which each material including a quick-setting admixture is mixed to form a base composition, and the base composition and water are mixed and sprayed at the tip of a spray nozzle. Shotcrete is preferably produced by a wet shotcrete method, since dust and rebound can be more easily reduced and the materials can be mixed more uniformly.
吹付コンクリートは、使用する目的、場所等の要因に応じて水の量を適宜調整することができる。水の単位容積質量は１００～３００ｋｇ／ｍ３であることが好ましく、１５０～２５０ｋｇ／ｍ３であることがより好ましく、１７０～２２０ｋｇ／ｍ３であることが更に好ましい。水の単位容積質量が上記範囲内であれば、施工時の圧送性が更に優れ、高い強度発現性も確保しやすい。水の量は、湿式吹付工法であっても乾式吹付工法であっても上記範囲内で調整することができる。 The amount of water in shotcrete can be adjusted as appropriate depending on factors such as the purpose of use and location. The unit volume mass of water is preferably 100 to 300 kg/m 3 , more preferably 150 to 250 kg/m 3 , even more preferably 170 to 220 kg/m 3 . If the unit volume mass of water is within the above range, the pumpability during construction will be even better and high strength development will be easily ensured. The amount of water can be adjusted within the above range whether it is a wet spraying method or a dry spraying method.
吹付コンクリートの水セメント比（［水の質量／セメントの質量］×１００）は２５～５０質量％であることが好ましく、３０～４５質量％であることがより好ましく、３２～４２質量％であることが更に好ましい。水セメント比が上記範囲内であれば、施工時の圧送性が更に優れ、高い強度発現性も確保しやすい。 The water-cement ratio of shotcrete ([mass of water / mass of cement] x 100) is preferably 25 to 50% by mass, more preferably 30 to 45% by mass, and 32 to 42% by mass. More preferably. If the water-cement ratio is within the above range, the pumpability during construction will be even better and high strength development will be easily ensured.
吹付コンクリートの材齢２８日における圧縮強度は、６８ｋＮ／ｍ２以上であることが好ましく、７０ｋＮ／ｍ２以上であることがより好ましく、７５ｋＮ／ｍ２以上であることが更に好ましい。吹付コンクリートの圧縮強度の上限は、例えば、１５０ｋＮ／ｍ２以下であってもよい。吹付コンクリートの圧縮強度が上記範囲内であれば、より長期にわたり強度発現性を維持することができ、吹付コンクリートの耐久性が一層向上する。吹付コンクリートの圧縮強度は、アムスラー式圧縮強度試験機により測定した一軸圧縮強度によって評価することができる。 The compressive strength of shotcrete at 28 days of age is preferably 68 kN/m 2 or more, more preferably 70 kN/m 2 or more, and even more preferably 75 kN/m 2 or more. The upper limit of the compressive strength of shotcrete may be, for example, 150 kN/m 2 or less. If the compressive strength of the shotcrete is within the above range, strength development can be maintained for a longer period of time, and the durability of the shotcrete is further improved. The compressive strength of shotcrete can be evaluated by the unconfined compressive strength measured with an Amsler compressive strength tester.
本実施形態の吹付コンクリートは、高い強度発現性を示し、且つひび割れしにくいものである。そのため、本実施形態の吹付コンクリートは、トンネル壁面、斜面、湧水がある環境、地盤が軟弱な環境等への吹き付けにおいて好適に使用することができる。 The shotcrete of this embodiment exhibits high strength development and is resistant to cracking. Therefore, the shotcrete of this embodiment can be suitably used for spraying on tunnel walls, slopes, environments with spring water, environments with soft ground, and the like.
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例は、特記しない限り、２０±１℃の環境下で行った。実施例において、含有量等は全て固形分換算、無水物換算である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Note that the Examples were conducted in an environment of 20±1° C. unless otherwise specified. In the examples, all contents are expressed in terms of solid content and anhydride.
［材料］
・急結混和材
カルシウムアルミネート：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３が２．５、ブレーン比表面積５４００ｃｍ２／ｇ、ガラス化率９５質量％
硫酸ナトリウム試薬：無水芒硝
硫酸カルシウム試薬：無水石膏
硫酸アルミニウム試薬：１６水和物
・ベースコンクリート
セメント：普通ポルトランドセメント、ブレーン比表面積３２００ｃｍ２／ｇ、密度３．１５ｇ／ｃｍ３
骨材：細骨材及び粗骨材の混合骨材（細骨材率６２体積％）
細骨材：石灰石細骨材（表乾密度；２．６５ｇ／ｃｍ３、中心粒径；０．６ｍｍ）
粗骨材：砕石（表乾密度；２．７４ｇ／ｃｍ３、粒径５～1５ｍｍ）
強度増進材１：無水石膏、ブレーン比表面積１１０００ｃｍ２／ｇ
強度増進材２：メタカオリン、ＢＥＴ比表面積２．１ｍ２／ｇ
減水剤：ポリカルボン酸系減水剤
[material]
・Quick setting admixture calcium aluminate: CaO/Al 2 O 3 is 2.5, Blaine specific surface area 5400 cm 2 /g, vitrification rate 95% by mass
Sodium sulfate reagent: Anhydrous calcium sulfate reagent: Anhydrous gypsum Aluminum sulfate reagent: Hexahydrate/base concrete Cement: Ordinary Portland cement, Blaine specific surface area 3200cm 2 /g, density 3.15g/cm 3
Aggregate: Mixed aggregate of fine aggregate and coarse aggregate (fine aggregate ratio 62% by volume)
Fine aggregate: limestone fine aggregate (surface dry density: 2.65 g/cm 3 , center particle size: 0.6 mm)
Coarse aggregate: Crushed stone (surface dry density: 2.74 g/cm 3 , particle size 5-15 mm)
Strength-enhancing material 1: Anhydrous gypsum, Blaine specific surface area 11000 cm 2 /g
Strength-enhancing material 2: metakaolin, BET specific surface area 2.1 m 2 /g
Water reducing agent: polycarboxylic acid water reducing agent
［急結混和材の調製］
カルシウムアルミネート１００質量部に対し、硫酸アルミニウム１・７質量部、硫酸ナトリウム１０．８質量部、硫酸カルシウム２０質量部となるように配合設計し、これらをヘンシェルミキサーで混合して急結混和材を作製した。
[Preparation of rapid setting admixture]
The composition is designed to be 1.7 parts by mass of aluminum sulfate, 10.8 parts by mass of sodium sulfate, and 20 parts by mass of calcium sulfate for 100 parts by mass of calcium aluminate, and these are mixed in a Henschel mixer to obtain a rapid setting admixture. was created.
［ベースコンクリートの調製］
セメント、骨材、水、強度増進材を表１に示す単位容積質量とし、減水剤をセメント１００質量部に対して１質量部として配合設計し、各材料をコンクリートミキサで２分間混合し、ベースコンクリートを作製した。強度増進材は、セメント１００質量部に対する量である。
［吹付コンクリートの作製］
ベースコンクリートを混練後直ちに供給用タンクに入れ、そこから長さ約１０ｍ、内径６ｃｍの樹脂製ホースを介して吹付装置へポンプ圧送した。吹付装置は、ベースコンクリートが圧送される内径２インチの圧送管と、圧送管の側面に約３０度の傾斜角で連通するベースコンクリートに空気を供給添加するための円筒状側管（空気供給部）と、圧送管の側面に約３０度の傾斜角で連通するベースコンクリートに添加物（急結混和材）を供給添加するための円筒状側管（急結混和材供給部）と、吹付コンクリートを吹き付ける内径（先端孔径）２インチの噴射用ノズルとを基本構成とする市販品である。
急結混和材供給部である側管は、圧送管本管と噴射用ノズルとの間に鋼製ト字状管（三方管）を介すことで形成させた。ト字状管の直線上に位置する二方の管口に圧送管本管と噴射用ノズルがそれぞれ接続され、残りの管口に、別送される急結混和材の供給管が接続される構造とした。ト字状管内でのベースコンクリートへの急結混和材の添加位置（ベースコンクリートと急結混和材の合流地点）から噴射用ノズル孔端までの距離の間に、ベースコンクリートと急結混和材の混合がなされ、その距離（以下、混合距離と称す）は２ｍとした。
急結混和材は圧搾空気により所定量を空気圧送することで、吹付装置内で圧送中のベースコンクリートに添加される。添加されたコンクリートは所定の混合距離を進む間に混合され、吹付コンクリートが作製される。急結混和材の添加量はセメント１００質量部に対し、９質量部である。
[Preparation of base concrete]
Cement, aggregate, water, and strength-enhancing materials have the unit mass shown in Table 1, and the water reducing agent is mixed at 1 part by mass for 100 parts by mass of cement. Each material is mixed for 2 minutes in a concrete mixer, and then the base Concrete was made. The amount of strength-enhancing material is based on 100 parts by mass of cement.
[Preparation of shotcrete]
Immediately after the base concrete was mixed, it was put into a supply tank, and from there it was pumped to a spraying device via a resin hose with a length of about 10 m and an inner diameter of 6 cm. The spraying equipment consists of a pressure feed pipe with an inner diameter of 2 inches through which the base concrete is pumped, and a cylindrical side pipe (air supply part) for supplying and adding air to the base concrete that communicates with the side of the pressure pipe at an angle of about 30 degrees. ), a cylindrical side pipe (rapid setting admixture supply section) for supplying additives (rapid setting admixture) to the base concrete, which communicates with the side of the pressure pipe at an angle of inclination of approximately 30 degrees, and a shotcrete concrete This is a commercially available product that basically consists of an injection nozzle with an inner diameter (tip hole diameter) of 2 inches for spraying.
The side pipe serving as the quick-setting admixture supply section was formed by interposing a steel T-shaped pipe (three-way pipe) between the pressure feeding pipe main pipe and the injection nozzle. A structure in which the pressure-feeding main pipe and the injection nozzle are connected to two pipe ports located on a straight line of the T-shaped pipe, and the supply pipe for quick-setting admixture, which is sent separately, is connected to the remaining pipe port. And so. Between the point where the quick-setting admixture is added to the base concrete in the T-shaped pipe (the meeting point of the base concrete and the quick-setting admixture) and the end of the injection nozzle hole, the base concrete and the quick-setting admixture are added. Mixing was performed at a distance (hereinafter referred to as mixing distance) of 2 m.
The rapid setting admixture is added to the base concrete being pumped in a spraying device by pneumatically feeding a predetermined amount using compressed air. The added concrete is mixed while traveling a predetermined mixing distance to produce shotcrete. The amount of the quick-setting admixture added is 9 parts by mass per 100 parts by mass of cement.
［評価方法］
吹付コンクリートの各種評価方法は以下のとおりである。評価結果は表１に示す。
・強度発現性
上記吹付装置を用いて、吹付コンクリートを内寸３０×４０×２０ｃｍの成形用型枠内に吹き付け、型枠内を満たすようにした。これを２０℃（±１℃）の恒温庫に入れ、所定時間経過後、型枠内の硬化コンクリートからコアドリルによって直径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円柱状供試体を採取し、材齢７日又は２８日の供試体を得た。この供試体の一軸圧縮強度をアムスラー式圧縮強度試験機で測定した。
・ひび割れ評価
６０×６０×６ｃｍの平板型枠に平滑になるように吹付コンクリートを吹き付けてコンクリート平板を作製した。コンクリート平板は２０℃、湿度６０％環境下で２８日間静置して養生した。養生したコンクリート平板を目視によりひび割れを確認し、ひび割れが認められないものを◎、ひび割れ幅が０．５ｍｍ未満及び長さ１０ｃｍ未満であり、且つひび割れ本数が２本以下であるものを〇、ひび割れ幅が０．５ｍｍ以上、長さ１０ｃｍ以上、又はひび割れ本数が３本以上であるものを×と評価した。
[Evaluation method]
Various evaluation methods for shotcrete are as follows. The evaluation results are shown in Table 1.
- Strength Development Using the above-mentioned spraying device, shotcrete was sprayed into a molding form with internal dimensions of 30 x 40 x 20 cm, so as to fill the inside of the form. This was placed in a constant temperature warehouse at 20℃ (±1℃), and after a predetermined period of time, a cylindrical specimen with a diameter of 5cm and a height of 10cm was taken from the hardened concrete in the formwork with a core drill. A specimen was obtained on the following day. The unconfined compressive strength of this specimen was measured using an Amsler compressive strength tester.
- Crack evaluation Shotcrete was sprayed onto a 60 x 60 x 6 cm flat plate formwork to make it smooth, thereby producing a concrete flat plate. The concrete slabs were left standing for 28 days in an environment of 20°C and 60% humidity to cure. Visually check the cured concrete slab for cracks, and if no cracks are found, ◎, if the crack width is less than 0.5 mm and length is less than 10 cm, and the number of cracks is 2 or less, ○, crack. Those with a width of 0.5 mm or more, a length of 10 cm or more, or a number of cracks of 3 or more were evaluated as ×.
実施例の吹付コンクリートは２８日時点で高い圧縮強度を示し、またひび割れもほとんど見られなかった。一方、比較例の吹付コンクリートは、圧縮強度が低い、又は、高い圧縮強度があってもひび割れが生じるものであった。
The shotcrete of the example showed high compressive strength as of the 28th day, and almost no cracks were observed. On the other hand, the shotcrete of the comparative example had a low compressive strength or cracked even if it had a high compressive strength.
Claims (5)
前記強度増進材が、石膏類及び／又は非晶質アルミノシリケートであり、
前記強度増進材の含有量は、セメント１００質量部に対して１～１５質量部である、吹付コンクリート。 a concrete composition comprising cement, aggregate and a strength enhancer, a rapid setting admixture, and water;
The strength enhancing material is gypsum and/or amorphous aluminosilicate,
In the shotcrete, the content of the strength-enhancing agent is 1 to 15 parts by mass based on 100 parts by mass of cement.
Shotcrete according to any one of claims 1 to 4, wherein the water-cement ratio is 25 to 50% by mass.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022058205A JP2023149567A (en) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Spray concrete |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022058205A JP2023149567A (en) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Spray concrete |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023149567A true JP2023149567A (en) | 2023-10-13 |
Family
ID=88288898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022058205A Pending JP2023149567A (en) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Spray concrete |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023149567A (en) |
-
2022
- 2022-03-31 JP JP2022058205A patent/JP2023149567A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101547272B1 (en) | High strength cement mortar and concrete including industrial by-products | |
| CA2944599C (en) | Concrete materials with modified rheology, methods of making, and uses thereof | |
| AU2007219709B2 (en) | Matrix for masonry elements and method of manufacture thereof | |
| JP7395633B2 (en) | polymer cement mortar | |
| JP6030438B2 (en) | Spraying material and spraying method using the same | |
| JP7077146B2 (en) | Quickly miscible material | |
| JP3503915B2 (en) | Spraying material and spraying method using it | |
| RU2733365C1 (en) | Binding cement | |
| JP7351660B2 (en) | High strength concrete for spraying | |
| JP6965136B2 (en) | Construction method of mortar or concrete using ultra-fast hard cement | |
| JP2001294469A (en) | Ultra rapid hardening, non-shrinkage grout | |
| JP2002068804A (en) | Concrete composition | |
| JP6662668B2 (en) | Mortar for spraying | |
| KR100859776B1 (en) | Compositions of accelerating agent for making shotcrete | |
| JP2023149567A (en) | Spray concrete | |
| KR20020020132A (en) | Cement Mineral Based Set Accelerator for Shotcrete | |
| KR100516758B1 (en) | High strength cement composition and method of high strength cement panel | |
| JP7403918B2 (en) | Rapid setting admixtures and shotcrete | |
| JP2000302506A (en) | Accelerator slurry, spraying material and method of spraying using the same | |
| JP4689072B2 (en) | Cement concrete, quick setting cement concrete, and preparation method | |
| JP4409281B2 (en) | Method for producing lightweight cellular concrete | |
| JP2023022666A (en) | Spray method | |
| JP7437206B2 (en) | Rapid setting admixtures and shotcrete | |
| JP7286256B2 (en) | shotcrete | |
| JP2023022667A (en) | Spray method and spray device |