JP3647230B2 - Spraying material and spraying construction method using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、道路、鉄道、及び導水路等のトンネルにおいて、露出した地山面へ吹付ける吹付材料及びそれを用いた吹付施工方法に関する。
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。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
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性コンクリートの吹付工法が行われている（特公昭60−4149号公報）。
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、それを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。
この際に使用する急結剤としては、カルシウムアルミネートからなるもの、カルシウムアルミネートを主体としてアルカリアルミン酸塩やアルカリ炭酸塩を含有するもの、並びに、カルシウムアルミネートを含有せず、アルカリアルミン酸塩やアルカリ炭酸塩を主成分とするもの等が知られている（特開昭64− 51351号公報、特公昭56− 27457号公報、特開昭61− 26538号公報、及び特開昭63−210050号公報）。
このような急結剤は、セメントの凝結を促進する働きがあり、いずれもセメントコンクリートと粉体混合し、急結性吹付コンクリートとして地山面に吹きつけるものである。
しかしながら、このような急結剤を使用しても、急結性吹付コンクリートに充分に強い凝結力と地山面への付着力を得ることが困難であり、特に、湧水箇所に吹付けを行った場合等では、この急結性吹付コンクリートの付着力が低下し、剥落が生じやすいという課題があり、凝結力や付着力が不良であれば、リバウンド（跳ね返り）率が多くなるという課題があった。
【０００３】
一方、急結剤をコンクリートに添加する方法は、通常、空気輸送による粉体混合のために粉塵発生量が多くなるため、作業環境が不良となり、塵肺等の発生が心配されるという課題があった。
そこで、リバンド率や粉塵発生量のより少ない工法として、急結剤をスラリー化してセメントコンクリートに添加混合し、さらに、アルカリ金属アルミン酸塩を溶解した液を個別に圧送して吹付施工する方法が提案された（特開平 5−139804号公報）。
しかしながら、この方法は、高アルカリの液体を使用するため、取扱いの面で課題が残されていた。
これに対して、急結剤をスラリー化して、セメントコンクリートにミョウバン類を配合して作業環境を改善した急結施工法が提案された（特開平 5− 97491号公報）。
しかしながら、この施工法は、現状では、未だ充分満足できるものではなく、その改良が強く望まれていた。
【０００４】
本発明者は、上記課題を種々検討した結果、ある特定の吹付材料を使用することにより、上記課題が解決できる知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、セメントコンクリートと急結剤スラリーとを含有してなる吹付材料であって、セルロース類をセメントコンクリート側に、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物を急結剤スラリー側に別々に配合してなる吹付材料、該セメントコンクリートが硫酸塩を含有してなる吹付材料、セルロース類をセメントコンクリートに、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物を急結剤スラリーに別々に混合し、前記セルロース類を混合したセメントコンクリートと、前記ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物を混合した急結剤スラリーとを合流混合して施工する吹付施工方法、及び、該セメントコンクリートが硫酸塩を含有してなる吹付施工方法である。
【０００６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
本発明で使用するセメントとしては、通常市販されている普通、早強、及び超早強等の各種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなど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。
そして、吹付施工に要求されるリバウンド率や粉塵量の低減、圧送性、及び強度発現性等の性能や施工条件により適したセメントの選択が可能であるが、一般的に使用が可能な普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメントの使用が好ましい。
また、フルオロカルシウムアルミネートを含有するフルオロセメントも本発明ではセメントとして使用可能であり、さらに、3CaO・SiO2、2CaO・SiO2、3CaO・Al2O3 、及び4CaO・Al2O3 ・Fe2O3 と示されるセメント中の鉱物組成の含有量を変更して焼成したセメントクリンカーに、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、及び硫酸カルシウム等を配合した特殊セメントも本発明ではセメントとして使用可能である。
【０００８】
本発明でセメントにあらかじめ硫酸塩を配合することは、コンクリートと急結剤スラリーを配合した急結性吹付コンクリートの高強度化の面で好ましい。
【０００９】
硫酸塩とは、セッコウ、ミョウバン類、硫酸アルミニウム、及び硫酸ナトリウム等が使用可能であり、セッコウ、ミョウバン類、及び硫酸アルミニウムの使用が好ましい。
【００１０】
ここでセッコウとしては、無水セッコウ、半水セッコウ、及び二水セッコウが挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用することが可能である。これらの中では強度発現性の面から無水セッコウの使用が好ましい。
セッコウの粒度は、通常、セメントに使用される程度、例えば、ブレーン値で3,000cm2/g程度が好ましく、さらに、3,000cm2/gを越えるように微粉末化することがより好ましい。
セッコウの使用量は、セメント 100重量部に対して、１〜25重量部が好ましく、５〜20重量部がより好ましい。１重量部未満では長期強度発現性を促進することが難しい場合があり、25重量部を越えると初期凝結が遅れ、地山に対する付着性が低下したり、長期に膨張してコンクリートが破壊したりする場合がある。
【００１１】
ミョウバン類としては、ミョウバンやミョウバン石類が挙げられる。
ミョウバンとしては、カリミョウバン、クロムミョウバン、及び鉄ミョウバン等が挙げられる。
また、ミョウバン石類とは、天然産で[(K,Na) (Al,Fe)3(SO4)2(OH)6]の成分組成を示すもので、これを粉砕した生ミョウバン石粉末や、800 ℃以下で仮焼して粉砕した仮焼ミョウバン石粉末の使用が可能である。これらのうち、一般に市販されているカリミョウバンの使用が好ましい。
ミョウバン類の使用量は、セメント 100重量部に対して、0.3 〜７重量部が好ましく、0.5 〜５重量部がより好ましく、１〜３が最も好ましい。0.3 重量部未満では短時間の強度発現性や長期強度発現性を促進することが難しい場合があり、７重量部を越えるとセメントコンクリートの凝結を早め、作業時間を確保することが難しく、長期に膨張してコンクリートが破壊する場合がある。
【００１２】
さらに、硫酸アルミニウムは、一般に市販されている無水硫酸アルミニウムの使用が好ましい。
硫酸アルミニウムの使用量は、セメント 100重量部に対して、0.3 〜７重量部が好ましく、0.5 〜５重量部がより好ましい。0.3 重量部未満では短時間の強度発現性や長期強度発現性を促進することが難しい場合があり、７重量部を越えるとセメントコンクリートの凝結を早め、作業時間を確保することが難しく、長期に膨張してコンクリートが破壊する場合がある。
【００１３】
本発明のセメントコンクリートとしては、水を混合しない乾燥状態のドライセメントコンクリート、水を混合したセメントコンクリートのいずれの使用も可能である。
【００１４】
本発明のセメントコンクリートでの水の使用量は、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）で35〜65％が好ましく、40〜55％がより好ましい。35％未満ではミキサーで充分混練することが難しく、65％を越えると強度が出にくく、急結剤の使用量が多くなる場合がある。
【００１５】
本発明において、スラリー状で使用する急結剤とは、初期にセメントの凝結を起こさせる急結成分であり、特に限定されるものではないが、急結力が大きい面やスラリー化が容易な面から、カルシウムアルミネートを主成分とするものが好ましい。
【００１６】
ここでカルシウムアルミネートとは、カルシア原料やアルミナ原料などを混合し、キルンで焼成したり、電気炉で溶融したりするなどの熱処理をして得られるもので、鉱物組成としては、3CaO・Al2O3 （C3A ）、12CaO ・7Al2O3（C12A7 ）、CaO ・Al2O3 （CA）、及びCaO ・2Al2O3（CA2 ）等と示されるものを主成分とするカルシウムアルミネート熱処理物を冷却、粉砕した、結晶質や非晶質のもの等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用することも可能である。
また、その他の鉱物成分として、ナトリウム、カリウム、及びリチウム等のアルカリ金属を一部含有したカルシウムアルミネート、さらに、焼成したカルシウムアルミネートの合計が70重量％以上で、アルミン酸ナトリウムが20重量％以下、未反応のCaO が10重量％以下の焼成物も本発明のカルシウムアルミネートとして使用が可能である。
これらの中では、反応活性の面で、C12A7 鉱物組成に対応する熱処理物を急冷した非晶質カルシウムアルミネートの使用が好ましい。
また、CaO 、Al2O3 、及びSiO2の３成分を含有する冶金スラグ等のアルミノケイ酸カルシウム、C12A7 の１つのCaO をCaF2等のハロゲン化物で置き換えた11CaO ・7Al2O3・CaX2（X はフッ素等のハロゲン）、CaO 、Al2O3 、及びSO3 の３成分を含有する4CaO・3Al2O3・SO3 、並びに、アルミナセメントもカルシウムアルミネートと同様に使用が可能である。
カルシウムアルミネートの粒度は、ブレーン値で3,000cm2/g以上が好ましく、急結性や初期強度発現性の面から、4,000cm2/g以上がより好ましい。3,000cm2/g未満では急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。
【００１７】
本発明では、初期の凝結や強度発現性の向上の面で、カルシウムアルミネートに、さらに、セッコウ及び／又は凝結促進剤を併用することが可能である。
【００１８】
急結剤側に配合するセッコウの使用量は、カルシウムアルミネート 100重量部に対して、20〜200 重量部が好ましく、50〜150 重量部がより好ましい。20重量部未満では強度発現性が低下する場合があり、200 重量部を越えると初期の凝結力が低下する場合がある。
【００１９】
本発明で使用する凝結促進剤とは、セメントコンクリートの凝結を促進するものをいい、具体的には、アルカリ金属アルミン酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水酸化物、消石灰、並びに、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、及び硫酸アルミニウム等の硫酸塩等が挙げられ、そのうちの一種又は二種以上が使用可能である。
アルカリ金属アルミン酸塩としては、アルミン酸リチウム、アルミン酸ナトリウム、及びアルミン酸カリウム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では、初期凝結促進の面で、アルミン酸ナトリウムが好ましい。
アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、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等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。
硫酸塩としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸アルミニウム等の硫酸塩、並びに、ミョウバン等の複塩等のセッコウを除いたものが挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。
凝結促進剤の中では、初期凝結を促進する面で、アルカリ金属アルミン酸塩及び／又はアルカリ金属炭酸塩が好ましい。
急結剤中の凝結促進剤の配合量は、カルシウムアルミネート 100重量部に対して、0.5 〜20重量部が好ましく、１〜10重量部がより好ましい。0.5 重量部未満では配合効果がなく、20重量部を越えると長期強度発現性が小さくなるおそれがある。
【００２０】
急結剤の使用量は、セメント 100重量部に対して、２〜25重量部が好ましく、５〜20重量部がより好ましい。２重量部未満では初期凝結を促進することが難しい場合があり、25重量部を越えると長期強度発現性を阻害する場合がある。
【００２１】
本発明では、粉塵発生防止、セメントコンクリートとの混合性の向上、及び品質のバラツキの低減等の面から、急結剤をスラリー化してセメントコンクリートに混合する。
水の使用量は特に限定されるものではないが、急結剤 100重量部に対して、40〜300 重量部が好ましく、50〜100 重量部がより好ましい。40重量部未満では急結剤スラリーとしたときの流動性が小さく、ポンプ圧送するときの圧送性に支障をきたすおそれがあり、300 重量部を越えると急結剤スラリーの添加量が増加することで、セメントに対する水量が多くなりすぎ、強度発現性に支障をきたすおそれがある。
【００２２】
本発明では、吹付け時の付着性の向上、粉塵発生量の低減、及びリバウンド率の低減の面から、セルロース類をセメントコンクリート側に、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物を急結剤スラリー側に別々に配合する。
【００２３】
本発明で使用するナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物（以下ＮＳという）は、セメントコンクリートの流動性や急結剤スラリーの分散安定性を改善する目的と、セルロース類と反応して増粘し吹付け時の付着性を向上させ、粉塵やリバウンドを低減する目的で使用するもので、液状のもの、粉状のものいずれの使用も可能である。
ＮＳの使用量は、固形分としてセメント 100重量部に対して、0.05〜５重量部が好ましく、0.1 〜３重量部がより好ましい。0.05重量部未満では効果がなく、５重量部を越えると強度発現性を阻害する場合がある。
【００２４】
セルロース類とは、セメントコンクリートの圧送性を改善したり、リバウンドを低減したり、粉塵発生を抑制する効果があり、吹付けコンクリートの粉塵低減剤の一成分として使用されている。セルロース類としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、及びヒドロキシエチルエチルセルロース等のセルロースエーテル類が挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上を併用することも可能である。セルロース類の使用量は、セメント 100重量部に対して、0.001 〜0.5 重量部が好ましく、0.005 〜0.1 重量部がより好ましい。0.001 重量部未満では効果がなく、0.5 重量部を越えると吹付コンクリートの強度発現性を阻害する可能性がある。
【００２５】
本発明では、さらに、セメントコンクリート及び／又は急結剤スラリーに、凝結遅延剤、微粉、及び繊維から選ばれる一種又は二種以上を各々の目的に応じて併用することが可能である。
【００２６】
ここで、凝結遅延剤とは、セメントの凝結を遅延するもので、また、急結剤をスラリー化するに当たり、急結剤スラリーの練り置き時間保持のための凝結遅延剤として重要であり、具体的には、有機酸類、アルカリ炭酸塩、リン酸塩、及びアルコール類等が挙げられる。
有機酸類としては、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、リンゴ酸、及び乳酸又はこれらのナトリウム塩やカリウム塩等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では強度発現性を阻害しにくい面でクエン酸が好ましい。
リン酸塩としては、リン酸一、リン酸二、リン酸三、トリポリリン酸、ヘキサメタリン酸、ピロリン酸、及びテトラポリリン酸等のナトリウム塩やカリウム塩が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では強度発現性を阻害しにくい面でトリポリリン酸ナトリウムが好ましい。
アルコール類としては、メタノールやエタノールなどの一価のアルコール類、エチレングリコールやグリセリンなどの多価アルコール類、並びに、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどの水酸基を持つ水溶性高分子ポリオール類等が挙げられる。
凝結遅延剤の使用量は、急結剤 100重量部に対して、0.01〜５重量部が好ましく、0.05〜３重量部がより好ましい。0.01重量部未満では効果がない場合があり、５重量部を越えると吹付け直後にだれが生じ、強度発現性を阻害するおそれがある。
【００２７】
また、微粉とは、セメントの単位量、粉塵量、及びリバウンド率を少なくし、セメントコンクリートの圧送性を向上するもので、平均粒径10μｍ以下のもので、最大粒子径20μｍ以下がより好ましい。
具体的には、微粉スラグ、微粉フライアッシュ、ベントナイト、カオリン、微粉炭酸カルシウム、及びシリカフューム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では、強度発現性の面でシリカフュームの使用が好ましい。
本発明では、平均粒子径が10μｍを越える微粉の使用も可能である。
微粉の使用量は、セメント 100重量部に対して、１〜100 重量部が好ましく、２〜30重量部がより好ましい。１重量部未満では長期強度発現性の面で効果がなく、100 重量部を越えると凝結や硬化が遅れる場合がある。
【００２８】
繊維とは、セメントコンクリートの耐衝撃性や靱性を向上させる効果があり、無機質繊維や有機質繊維のいずれも使用可能である。
無機質繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール、石綿、セラミック繊維、及び金属繊維等が挙げられ、有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリル繊維、セルロース繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアミド繊維、パルプ、麻、木毛、及び木片等が挙げられる。これらの中では経済性の面で、金属繊維やビニロン繊維が好ましい。
繊維の長さは、圧送性や混合性を考慮すると、30mm以下が好ましい。
繊維の使用量は、セメントコンクリート100 容量部に対して、0.5 〜２容量部が好ましく、0.7 〜1.5 容量部がより好ましい。0.5 容量部未満では効果がなく、２容量部を越えると吹付コンクリートの圧送性や強度発現性を阻害する可能性がある。
【００２９】
本発明では、乾式吹付法や湿式吹付法のいずれの吹付工法の使用が可能であり、要求される物性、経済性、及び施工性等からペースト、モルタル、及びコンクリートとして吹き付けることが可能である。
【００３０】
本発明で使用する細骨材や粗骨材といった骨材は吸水率が低くて、骨材強度が高いものが好ましいが、特に制限されるものではない。
粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等が挙げられる。
細骨材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が挙げられる。
細骨材率は70％以上がリバウンド率低減の面から好ましく、粗骨材の最大骨材寸法は10mm以下とすることが、リバウンド率低減の面から好ましい。
【００３１】
本発明で使用する吹付工法では、要求される物性、経済性、及び施工性等からセメントコンクリートとして吹付けることができる。吹付工法としては、セメントコンクリートと急結剤スラリーを別々に圧送し、合流混合させた急結性吹付セメントコンクリートを吹付ける吹付工法が好ましく、乾式吹付法や湿式吹付法が使用できる。中でも粉塵の発生量が少ない面で湿式吹付法が好ましい。
乾式吹付法としては、セメント、セッコウ、及び骨材を混合し、空気圧送し、途中で、例えば、Ｙ字管を２個接続し、一方から水、次いで急結剤スラリーの順にそれぞれ添加して、湿潤状態で吹付ける方法等が挙げられる。
湿式吹付法としては、セメント、セッコウ、骨材、及び水を混合して混練し、空気圧送し、途中で、例えば、Ｙ字管の一方から急結剤スラリーを添加して吹付ける方法等が挙げられる。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【００３３】
実施例１
セメント 100重量部、水55重量部、細骨材 200重量部、セルロース類α0.02重量部、及び硫酸塩を配合したモルタルを調製した。
一方、モルタル中のセメント 100重量部に対して 0.2重量部のＮＳ、急結剤Ａ 100重量部、及び水50重量部を混合して急結剤スラリーを調製した。
モルタル中のセメント 100重量部に対して、急結剤が固形分で10重量部になるように、モルタルと急結剤スラリーとを混合して15秒間混練し、硬化体の凝結性状と圧縮強度を測定した。結果を表１に併記する。
【００３４】
＜使用材料＞
セメント ：普通ポルトランドセメント、市販品、比重3.16
細骨材 ：新潟県姫川産川砂、比重2.61
セルロース類α：メチルセルロース、市販品
ＮＳ ：市販品
C12A7 ：カルシウムアルミネート、非晶質、合成品
無水セッコウ：市販品、ブレーン比表面積5,800cm2/g
急結剤Ａ ：C12A7 ／無水セッコウ重量比１／１混合品、比重2.91
急結剤Ｂ ：C12A7 ／無水セッコウ／アルミン酸ナトリウム／クエン酸重量比５／５／１／0.2 混合品、比重2.88
急結剤Ｃ ：C12A7 ／クエン酸重量比10／0.2 混合品、比重2.90
急結剤Ｄ ：C12A7 ／無水セッコウ／クエン酸重量比５／５／0.2 混合品、比重 2.90
急結剤Ｅ ：アルミノケイ酸カルシウム／無水セッコウ重量比１／１混合品、比重2.91
硫酸塩ａ ：無水セッコウ、市販品、ブレーン比表面積5,800cm2/g
硫酸塩ｂ ：カリミョウバン、市販品
硫酸塩ｃ ：硫酸アルミニウム、市販品
【００３５】
＜測定方法＞
凝結性状 ：得られた急結性吹付モルタルをすばやく卓上バイブレーターで振動を与えながら型枠に詰め、注水後から所定の時間に、針頭面積１／40in2 の針を貫入し、ＡＳＴＭ Ｃ 403−65Ｔに準拠して貫入時の抵抗値を測定
圧縮強度 ：得られた急結性吹付モルタルをすばやく卓上バイブレーターで振動を与えながら４×４×16cmの型枠に詰め、所定の材齢になったら、ＪIS R 520 1 に準拠して測定
【００３６】
【表１】
実施例２
セメント 100重量部に対して、表２に示す硫酸塩ｂを配合したモルタルを調製し、一方、急結剤Ａ 100重量部に対して、水50重量部配合した急結剤スラリーを調製し、セメント 100重量部に対して、急結剤Ａが10重量部となるように配合して急結性吹付モルタルを調製したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００３８】
【表２】
実施例３
セメント 100重量部に対して、硫酸塩ｂ２重量部配合したモルタルに、急結剤Ｄ 100重量部に対して、表３に示す凝結促進剤を配合し、急結剤を、セメント 100重量部に対して、10重量部になるように急結剤スラリーを調製したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００４０】
＜使用材料＞
凝結促進剤イ：アルミン酸ナトリウム、市販品
凝結促進剤ロ：硫酸アルミニウム、市販品
凝結促進剤ハ：炭酸ナトリウム、市販品
凝結促進剤ニ：水酸化ナトリウム、市販品
凝結促進剤ホ：消石灰、市販品
【００４１】
【表３】
実施例４
セメント 100重量部に対して、硫酸塩ｂを２重量部配合したモルタルを調製し、一方、急結剤Ｂ 100重量部に対して、表４に示す水を配合した急結剤スラリーを調製し、調製したモルタル中のセメント 100重量部に対して、急結剤Ｂが10重量部になるように急結剤スラリーをモルタルに混合したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表４に併記する。
【００４３】
【表４】
実施例５
セメント400kg/m3、水200kg/m3、細骨材1,390kg/m3、及び粗骨材370kg/m3のコンクリート配合を用い、セメント 100重量部に対して、硫酸塩ｂ２重量部と、表５に示すセルロース類αを配合し吹付コンクリートを製造した。
製造した吹付コンクリート１m3をコンクリート圧送ポンプ、アリバー 280で空気圧送した。
一方、表５に示すＮＳ、急結剤Ｂ 100重量部、及び急結剤Ｂ 100重量部に対して50重量部の水を連続ミキサーで混合し急結剤スラリーを調製した。
吹付コンクリート中のセメント 100重量部に対して、急結剤が固形分で15重量部になるように、吹付コンクリートと急結剤スラリーを別々に圧送し、Ｙ字管で合流混合し、鉄板でアーチ状に制作した高さ 3.5ｍ、幅 2.5ｍの模擬トンネル側面に吹付施工を実施し、リバウンド率、粉塵量、及び圧縮強度を測定した。
比較として、セルロース類とＮＳを配合せず、急結剤Ｂを粉体で添加したこと以外は同様に行った。結果を表５に併記する。
【００４５】
＜使用材料＞
粗骨材 ：新潟県姫川産川砂、表乾状態、比重2.65、Gmax10mm
【００４６】
＜測定方法＞
リバウンド率：急結性吹付コンクリートを４m3/hの吹付速度で１m3吹付けし、吹付終了後、付着せずに床面に敷いたビニールシートに落下した急結性吹付コンクリートの量を測定し、リバウンド率＝（吹付けの際に付着せずに落下した吹付コンクリートの重量）／（吹付けに使用した急結性吹付コンクリートの総量）×100 （％）の式から算出した。
粉塵量 ：吹付け10分後に吹付け場所より３ｍの定位置で測定
圧縮強度 ：材齢１時間と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吹付コンクリートで被覆し、型枠の裏面よりピンを引き抜き、そのとき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
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。
【００４７】
【表５】
比較例１
セメント400kg/m3、水200kg/m3、細骨材1,390kg/m3、及び粗骨材370kg/m3のコンクリート配合の吹付コンクリートを製造し、ＮＳとセルロース類を配合せず、表７に示す粉状の急結剤Ｆと液状の急結剤Ｇを使用したこと以外は実施例５と同様に行った。結果を表７に併記する。
なお、上記吹付コンクリートに、セメント 100重量部に対して、２重量部の硫酸塩ｂと0.01重量部のセルロース類αを配合し、一方、急結剤Ｂ 100重量部、セメント 100重量部に対して 0.3重量部のＮＳ、及び急結剤Ｂ 100重量部に対して50重量部の水を配合した急結剤スラリーを使用した本発明の実施例を表７に併記する。
【００５１】
＜使用材料＞
急結剤Ｆ ：C12A7 ／アルミン酸ナトリウム／クエン酸重量比10／１混合品、比重2.89
急結剤Ｇ ：アルミン酸カリ50％水溶液、比重1.43
【００５２】
【表７】
【発明の効果】
本発明の吹付方法を行うことで、従来から使用されていた粉末急結剤に比較して、吹付け時のリバウンドが低減でき、さらに、粉塵が低減されるため、作業環境が改善される。
また、従来の吹付方法よりも、初期や長期において、高い強度発現が期待できるので、吹付厚さを薄くすることができ、施工コストも削減することができる。また、吹付初期に高い強度が得られるため安全性も向上する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spray material sprayed onto an exposed natural ground surface in a tunnel such as a road, a railway, and a water conduit, and a spray construction method using the same.
The cement concrete of the present invention is a general term for cement paste, mortar, and concrete.
[0002]
[Prior art and its problems]
Conventionally, in order to prevent 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 carried out (Japanese Patent Publication No. 60-4149).
In this method, spray concrete is usually prepared at a cement, aggregate, and water metering plant installed at the excavation site, transported by an agitator car, pumped by a concrete pump, and joined at a midway. It is a method of mixing with a quick setting agent pumped from the other side with a pipe and spraying it as a quick setting sprayed concrete on a natural ground surface to a predetermined thickness.
The quick setting agent used at this time is composed of calcium aluminate, mainly composed of calcium aluminate and containing alkali aluminate or alkali carbonate, and does not contain calcium aluminate. Those having a salt or alkali carbonate as a main component are known (Japanese Patent Laid-Open Nos. 64-51351, 56-27457, 61-26538, and 63- No. 210050).
Such a rapid setting agent has a function of promoting the setting of cement, and all of them are mixed with powder of cement concrete and sprayed on the ground surface as quick setting sprayed concrete.
However, even if such a quick setting agent is used, it is difficult to obtain a sufficiently strong setting force and adhesion to the ground surface of the quick setting sprayed concrete. In such cases, there is a problem that the adhesion of this quick setting shotcrete is reduced and peeling easily occurs, and if the setting power or adhesion is poor, there is a problem that the rebound rate is increased. there were.
[0003]
On the other hand, the method of adding a quick setting agent to concrete usually has a problem that the amount of generated dust increases due to powder mixing by pneumatic transportation, so that the working environment becomes poor and the generation of pneumoconiosis is a concern. It was.
Therefore, as a method of reducing the rebanding rate and the amount of dust generated, there is a method in which a quick setting agent is slurried, mixed and added to cement concrete, and further, a solution in which alkali metal aluminate is dissolved is individually pumped and sprayed It has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 5-139804).
However, since this method uses a highly alkaline liquid, there remains a problem in terms of handling.
On the other hand, a quick setting method has been proposed in which a quick setting agent is slurried and alum is mixed with cement concrete to improve the working environment (Japanese Patent Laid-Open No. 5-97491).
However, at present, this construction method is not yet satisfactory, and its improvement has been strongly desired.
[0004]
As a result of various studies on the above problems, the present inventors have obtained knowledge that the above problems can be solved by using a specific spraying material, and have completed the present invention.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is a spray material comprising cement concrete and a quick setting agent slurry, wherein celluloses are separately added to the cement concrete side and naphthalene sulfonic acid formalin condensate is separately added to the quick setting slurry side. A spray material comprising: a cement material in which the cement concrete contains sulfate; a cement in which celluloses are separately mixed in cement concrete; a naphthalene sulfonic acid formalin condensate is separately mixed in a rapid setting slurry; These are a spraying method in which concrete and a rapid setting agent slurry mixed with the naphthalenesulfonic acid formalin condensate are mixed and applied, and a spraying method in which the cement concrete contains sulfate.
[0006]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0007]
Examples of the cement used in the present invention include various ordinary Portland cements such as normal, early strength, and super early strength, and various mixed cements obtained by mixing fly ash, blast furnace slag, and the like with these Portland cements. These can be used in the form of fine powder.
A suitable cement can be selected depending on the performance and construction conditions such as rebound rate and dust reduction, pumpability, and strength development required for spray construction. And the use of early strength Portland cement is preferred.
Further, a fluorocement containing fluorocalcium aluminate can also be used as a cement in the present invention, and 3CaO · SiO 2 , 2CaO ・ SiO 2 , 3CaO ・ Al 2 O Three , And 4CaO ・ Al 2 O Three ・ Fe 2 O Three In the present invention, a special cement in which potassium sulfate, sodium sulfate, calcium sulfate and the like are blended with a cement clinker which has been calcined by changing the content of the mineral composition in the cement can be used as the cement.
[0008]
In the present invention, it is preferable to add a sulfate to the cement in advance from the viewpoint of increasing the strength of the quick setting sprayed concrete in which the concrete and the quick setting agent slurry are mixed.
[0009]
As the sulfate, gypsum, alum, aluminum sulfate, sodium sulfate, and the like can be used, and gypsum, alum, and aluminum sulfate are preferably used.
[0010]
Examples of the gypsum include anhydrous gypsum, semi-water gypsum, and two-water gypsum, and these can be used alone or in combination. Among these, anhydrous gypsum is preferable in terms of strength development.
The gypsum grain size is usually the same as that used for cement, for example, 3,000 cm in brain 2 / g is preferable, and 3,000cm 2 It is more preferable to make fine powder so as to exceed / g.
The amount of gypsum used is preferably 1 to 25 parts by weight and more preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 1 part by weight, it may be difficult to promote long-term strength. If it exceeds 25 parts by weight, the initial setting will be delayed, the adhesion to the ground will be reduced, or the concrete will break down due to long-term expansion. There is a case.
[0011]
Alums include alum and alum stones.
Examples of alum include potash alum, chrome alum, and iron alum.
Alumite is a natural product of [(K, Na) (Al, Fe) Three (SO Four ) 2 (OH) 6 The raw alumite powder obtained by pulverizing this, or the calcined alumite powder obtained by calcination and calcination at 800 ° C. or lower can be used. Of these, it is preferable to use a commercially available potash alum.
The amount of alum used is preferably 0.3-7 parts by weight, more preferably 0.5-5 parts by weight, and most preferably 1-3, with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 0.3 part by weight, it may be difficult to promote short-term strength development and long-term strength development. If it exceeds 7 parts by weight, it is difficult to secure the cementing work time and to secure the working time. It may expand and destroy concrete.
[0012]
Furthermore, it is preferable to use anhydrous aluminum sulfate which is generally commercially available.
The amount of aluminum sulfate used is preferably 0.3-7 parts by weight and more preferably 0.5-5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 0.3 part by weight, it may be difficult to promote short-term strength development and long-term strength development. If it exceeds 7 parts by weight, it is difficult to secure the cementing work time and to secure the working time. It may expand and destroy concrete.
[0013]
As the cement concrete of the present invention, it is possible to use either dry cement concrete in a dry state in which water is not mixed or cement concrete in which water is mixed.
[0014]
The amount of water used in the cement concrete of the present invention is preferably 35 to 65%, more preferably 40 to 55% in terms of water / cement ratio (W / C). If it is less than 35%, it is difficult to knead sufficiently with a mixer, and if it exceeds 65%, it is difficult to obtain strength, and the amount of the quick setting agent may be increased.
[0015]
In the present invention, the quick setting agent used in the form of a slurry is a quick setting component that causes cement to set in the initial stage, and is not particularly limited. From the aspect, those containing calcium aluminate as a main component are preferable.
[0016]
Here, calcium aluminate is obtained by mixing calcia raw materials, alumina raw materials, etc., heat treatment such as baking in kiln or melting in electric furnace. Mineral composition is 3CaOAl 2 O Three (C Three A), 12CaO-7Al 2 O Three (C 12 A 7 ), CaO ・ Al 2 O Three (CA) and CaO 2Al 2 O Three (CA 2 ) And the like, which are obtained by cooling and pulverizing a heat-treated calcium aluminate containing as a main component, etc., and these may be used alone or in combination of two or more thereof. .
In addition, as other mineral components, calcium aluminate partially containing alkali metals such as sodium, potassium and lithium, and the total of calcined calcium aluminate is 70% by weight or more and sodium aluminate is 20% by weight. Hereinafter, a calcined product containing 10% by weight or less of unreacted CaO can be used as the calcium aluminate of the present invention.
Among these, in terms of reaction activity, C 12 A 7 It is preferable to use amorphous calcium aluminate obtained by quenching the heat-treated product corresponding to the mineral composition.
CaO, Al 2 O Three , And SiO 2 Calcium aluminosilicate such as metallurgical slag containing three components of C, C 12 A 7 One CaO of CaF 2 11CaO 7Al replaced with halides such as 2 O Three ・ CaX 2 (X is halogen such as fluorine), CaO, Al 2 O Three , And SO Three 4CaO · 3Al containing 3 components 2 O Three ・ SO Three In addition, alumina cement can be used in the same manner as calcium aluminate.
The particle size of calcium aluminate is 3,000 cm in terms of brain value 2 / g or more is preferred. From the viewpoint of quick setting and initial strength development, 4,000 cm 2 / g or more is more preferable. 3,000cm 2 If it is less than / g, rapid setting and initial strength development may be reduced.
[0017]
In the present invention, gypsum and / or a setting accelerator can be used in combination with calcium aluminate in terms of improving the initial setting and strength development.
[0018]
The amount of gypsum blended on the quick setting agent side is preferably 20 to 200 parts by weight, more preferably 50 to 150 parts by weight per 100 parts by weight of calcium aluminate. If it is less than 20 parts by weight, strength development may be reduced, and if it exceeds 200 parts by weight, the initial setting force may be reduced.
[0019]
The setting accelerator used in the present invention refers to an agent that accelerates the setting of cement concrete. Specifically, alkali metal aluminate, alkali metal carbonate, alkali metal hydroxide, slaked lime, and sodium sulfate. , Potassium sulfate, sulfates such as aluminum sulfate, and the like, and one or more of them can be used.
Examples of the alkali metal aluminate include lithium aluminate, sodium aluminate, and potassium aluminate, and one or more of these may be used in combination. Among these, sodium aluminate is preferable in terms of promoting initial setting.
Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate. One or more of these may be used in combination.
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, and one or two or more of these may be used in combination.
Examples of sulfates include sulfates such as sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, and aluminum sulfate, and gypsums such as double salts such as alum, and these may be used alone or in combination. May be.
Among the setting accelerators, alkali metal aluminates and / or alkali metal carbonates are preferable in terms of promoting initial setting.
The blending amount of the setting accelerator in the rapid setting agent is preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of calcium aluminate. If it is less than 0.5 parts by weight, there is no blending effect, and if it exceeds 20 parts by weight, the long-term strength development may be reduced.
[0020]
The used amount of the quick setting agent is preferably 2 to 25 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 2 parts by weight, it may be difficult to promote the initial setting, and if it exceeds 25 parts by weight, long-term strength development may be inhibited.
[0021]
In the present invention, the rapid setting agent is slurried and mixed with cement concrete from the viewpoints of dust generation prevention, improvement of mixing with cement concrete, and reduction in quality variation.
Although the usage-amount of water is not specifically limited, 40-300 weight part is preferable with respect to 100 weight part of quick setting agents, and 50-100 weight part is more preferable. If the amount is less than 40 parts by weight, the fluidity of the quick setting agent slurry is small, which may hinder the pumpability when pumping. If the amount exceeds 300 parts by weight, the addition amount of the quick setting slurry increases. Therefore, the amount of water with respect to the cement becomes too large, which may hinder the strength development.
[0022]
In the present invention, celluloses are separately provided on the cement concrete side, and naphthalene sulfonic acid formalin condensate is separately provided on the rapid setting agent slurry side in terms of improving adhesion during spraying, reducing the amount of dust generated, and reducing the rebound rate. Blend in.
[0023]
The naphthalene sulfonic acid formalin condensate (hereinafter referred to as NS) used in the present invention has the purpose of improving the fluidity of cement concrete and the dispersion stability of the quick setting slurry, and reacts with celluloses to increase viscosity and spray. It is used for the purpose of improving the adhesion of the resin and reducing dust and rebound. Either liquid or powder can be used.
The amount of NS used is preferably 0.05 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of cement as a solid content. If it is less than 0.05 part by weight, there is no effect, and if it exceeds 5 parts by weight, strength development may be inhibited.
[0024]
Cellulose has the effect of improving the pumpability of cement concrete, reducing rebound, and suppressing dust generation, and is used as a component of a dust reducing agent for shotcrete. Examples of celluloses include cellulose ethers such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, and hydroxyethylethylcellulose. One or more of these may be used in combination. Is also possible. The amount of cellulose used is preferably 0.001 to 0.5 parts by weight, more preferably 0.005 to 0.1 parts by weight, per 100 parts by weight of cement. If it is less than 0.001 part by weight, there is no effect, and if it exceeds 0.5 part by weight, the strength development of shotcrete may be hindered.
[0025]
In the present invention, it is possible to further use one or two or more kinds selected from a setting retarder, fine powder, and fiber in accordance with each purpose in cement concrete and / or rapid setting agent slurry.
[0026]
Here, the setting retarder is an agent that delays the setting of the cement, and is important as a setting retarder for maintaining the kneading time of the rapid setting agent slurry when slurrying the rapid setting agent. Specifically, organic acids, alkali carbonates, phosphates, alcohols and the like can be mentioned.
Examples of the organic acids include citric acid, tartaric acid, gluconic acid, malic acid, and lactic acid, or sodium salts and potassium salts thereof, and one or more of these may be used in combination. Of these, citric acid is preferred because it is difficult to inhibit strength development.
Examples of phosphates include sodium salts and potassium salts such as monophosphate, diphosphate, triphosphate, tripolyphosphoric acid, hexametaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, and tetrapolyphosphoric acid. You may use together. Among these, sodium tripolyphosphate is preferable because it is difficult to inhibit strength development.
Examples of alcohols include monohydric alcohols such as methanol and ethanol, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin, and water-soluble polymer polyols having a hydroxyl group such as polyethylene glycol and polypropylene glycol.
The use amount of the setting retarder is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.05 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rapid setting agent. If the amount is less than 0.01 parts by weight, the effect may not be obtained. If the amount exceeds 5 parts by weight, dripping occurs immediately after spraying, which may impair strength development.
[0027]
The fine powder is one that reduces the unit amount of the cement, the amount of dust, and the rebound rate, and improves the pumpability of the cement concrete. The average particle size is 10 μm or less, and the maximum particle size is more preferably 20 μm or less.
Specifically, fine powder slag, fine powder fly ash, bentonite, kaolin, fine powder calcium carbonate, silica fume and the like may be mentioned, and one or more of these may be used in combination. Among these, it is preferable to use silica fume in terms of strength development.
In the present invention, it is also possible to use fine powder having an average particle diameter exceeding 10 μm.
The amount of fine powder used is preferably 1 to 100 parts by weight and more preferably 2 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 1 part by weight, there is no effect in terms of long-term strength development, and if it exceeds 100 parts by weight, the setting and curing may be delayed.
[0028]
The fiber has an effect of improving the impact resistance and toughness of cement concrete, and any of inorganic fiber and organic fiber can be used.
Examples of the inorganic fiber include glass fiber, carbon fiber, rock wool, asbestos, ceramic fiber, and metal fiber, and examples of the organic fiber include vinylon fiber, polyethylene fiber, polypropylene fiber, polyacrylic fiber, cellulose fiber, and polyvinyl alcohol. Examples thereof include fibers, polyamide fibers, pulp, hemp, wood wool, and wood chips. Among these, metal fiber and vinylon fiber are preferable in terms of economy.
The length of the fiber is preferably 30 mm or less in consideration of pumpability and mixing properties.
The amount of fiber used is preferably 0.5 to 2 parts by volume, more preferably 0.7 to 1.5 parts by volume with respect to 100 parts by volume of cement concrete. If it is less than 0.5 volume part, there is no effect, and if it exceeds 2 volume parts, there is a possibility of impairing the pumpability and strength development of sprayed concrete.
[0029]
In the present invention, it is possible to use either a dry spraying method or a wet spraying method, and it is possible to spray as paste, mortar, and concrete because of required physical properties, economy, workability, and the like.
[0030]
Aggregates such as fine aggregates and coarse aggregates used in the present invention preferably have low water absorption and high aggregate strength, but are not particularly limited.
Examples of coarse aggregate include river gravel, mountain gravel, and lime gravel.
Examples of the fine aggregate include river sand, mountain sand, lime sand, and quartz sand.
The fine aggregate ratio is preferably 70% or more from the viewpoint of reducing the rebound ratio, and the maximum aggregate dimension of the coarse aggregate is preferably 10 mm or less from the viewpoint of reducing the rebound ratio.
[0031]
In the spraying method used in the present invention, it can be sprayed as cement concrete in view of the required physical properties, economy, workability and the like. The spraying method is preferably a spraying method in which cement concrete and a rapid setting agent slurry are separately pumped and combined and mixed and sprayed quickly, and a dry spraying method or a wet spraying method can be used. Among these, the wet spraying method is preferable in terms of the generation amount of dust.
As a dry spray method, cement, gypsum, and aggregate are mixed and pneumatically fed. In the middle, for example, two Y-tubes are connected, and water is added from one side and then a quick setting slurry is added in that order. And a method of spraying in a wet state.
As the wet spraying method, cement, gypsum, aggregate, and water are mixed and kneaded, and pneumatically fed. In the middle, for example, a method of spraying by adding a quick-setting agent slurry from one side of a Y-shaped tube, etc. Can be mentioned.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
[0033]
Example 1
A mortar was prepared by blending 100 parts by weight of cement, 55 parts by weight of water, 200 parts by weight of fine aggregate, 0.02 part by weight of celluloses α, and sulfate.
Meanwhile, 0.2 parts by weight of NS, 100 parts by weight of quick setting agent A, and 50 parts by weight of water were mixed with 100 parts by weight of cement in the mortar to prepare a quick setting agent slurry.
The mortar and the quick-setting agent slurry are mixed and kneaded for 15 seconds so that the solidifying agent is 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement in the mortar. Was measured. The results are also shown in Table 1.
[0034]
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement, commercial product, specific gravity 3.16
Fine aggregate: River sand from Himekawa, Niigata Prefecture, specific gravity 2.61
Cellulose α: methyl cellulose, commercial product
NS: Commercial product
C 12 A 7 : Calcium aluminate, amorphous, synthetic
Anhydrous gypsum: Commercial product, Blaine specific surface area 5,800cm 2 / g
Quick set A: C 12 A 7 / Anhydrous gypsum weight ratio 1/1 mixed product, specific gravity 2.91
Accelerating agent B: C 12 A 7 / Anhydrous gypsum / sodium aluminate / citric acid weight ratio 5/5/1 / 0.2 Mixed product, specific gravity 2.88
Quick setting agent C: C 12 A 7 / Citric acid weight ratio 10 / 0.2 Mixed product, specific gravity 2.90
Quick setting agent D: C 12 A 7 / Anhydrous gypsum / citric acid weight ratio 5/5 / 0.2 Mixed product, specific gravity 2.90
Quick setting agent E: calcium aluminosilicate / anhydrous gypsum weight ratio 1/1 mixed product, specific gravity 2.91
Sulfate a: anhydrous gypsum, commercial product, Blaine specific surface area 5,800cm 2 / g
Sulfate b: Potash alum, commercial product
Sulfate c: Aluminum sulfate, commercially available product
[0035]
<Measurement method>
Condensation property: The quick setting sprayed mortar obtained is quickly packed in a mold while being vibrated with a tabletop vibrator, and the needle head area is 1/40 inch at a predetermined time after water injection. 2 Penetrating the needle and measuring the resistance when penetrating according to ASTM C 403-65T
Compressive strength: Quickly sprayed mortar obtained is packed in a 4 x 4 x 16 cm formwork while being vibrated with a tabletop vibrator, and measured according to JIS R 520 1 when the specified age is reached.
[0036]
[Table 1]
Example 2
A mortar containing the sulfate b shown in Table 2 is prepared for 100 parts by weight of cement, while a quick-setting agent slurry containing 50 parts by weight of water is prepared for 100 parts by weight of the quick-setting agent A, The same procedure as in Example 1 was conducted except that quick setting agent mortar was prepared by mixing 10 parts by weight of quick setting agent A with respect to 100 parts by weight of cement. The results are also shown in Table 2.
[0038]
[Table 2]
Example 3
The mortar containing 2 parts by weight of sulfate b with 100 parts by weight of cement is mixed with the setting accelerator shown in Table 3 with respect to 100 parts by weight of quick setting agent D, and the quick setting agent is added to 100 parts by weight of cement. On the other hand, it carried out similarly to Example 1 except having prepared the quick setting agent slurry so that it might become 10 weight part. The results are also shown in Table 3.
[0040]
<Materials used>
Setting accelerator a: Sodium aluminate, commercial product
Setting accelerator B: Aluminum sulfate, commercial product
Setting accelerator C: Sodium carbonate, commercial product
Setting accelerator d: Sodium hydroxide, commercial product
Setting accelerator e: slaked lime, commercial product
[0041]
[Table 3]
Example 4
A mortar containing 2 parts by weight of sulfate b was prepared with respect to 100 parts by weight of cement, while a quick-setting agent slurry containing water shown in Table 4 was prepared with respect to 100 parts by weight of the quick-setting agent B. The same procedure as in Example 1 was conducted except that the quick setting agent slurry was mixed with the mortar so that the quick setting agent B was 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement in the prepared mortar. The results are also shown in Table 4.
[0043]
[Table 4]
Example 5
Cement 400kg / m Three Water 200kg / m Three , Fine aggregate 1,390kg / m Three , And coarse aggregate 370kg / m Three The blended concrete was mixed with 100 parts by weight of cement, 2 parts by weight of sulfate b and cellulose α shown in Table 5 to produce sprayed concrete.
Manufactured shotcrete 1m Three Was pneumatically fed by a concrete pump, Arriver 280.
On the other hand, 50 parts by weight of water was mixed in a continuous mixer with respect to NS shown in Table 5, 100 parts by weight of the quick setting agent B, and 100 parts by weight of the quick setting agent B to prepare a quick setting agent slurry.
The spray concrete and the quick set slurry are separately pumped and combined and mixed with a Y-shaped pipe so that the quick setting agent is 15 parts by weight in solids with respect to 100 parts by weight of cement in the shotcrete. Spray construction was performed on the side of a simulated tunnel with a height of 3.5m and a width of 2.5m produced in an arch shape, and the rebound rate, the amount of dust, and the compressive strength were measured.
For comparison, the same procedure was performed except that cellulose and NS were not blended and quick setting agent B was added in powder form. The results are also shown in Table 5.
[0045]
<Materials used>
Coarse aggregate: River sand from Himekawa, Niigata Prefecture, surface dry state, specific gravity 2.65, Gmax 10mm
[0046]
<Measurement method>
Rebound rate: 4m of quick setting sprayed concrete Three 1m at / h spraying speed Three After spraying, after spraying, measure the amount of quick setting sprayed concrete that has fallen onto the vinyl sheet laid on the floor without adhering. Weight) / (total amount of quick setting sprayed concrete used for spraying) × 100 (%).
Dust amount: Measured at a fixed position of 3m from the spraying location after 10 minutes of spraying
Compressive strength: The compressive strength of 1 hour and 1 day of age is that the pin installed in the pullout formwork 25cm wide x 25cm long is covered with the quick-blown concrete from the surface of the pullout formwork, and the pin from the back of the formwork The pullout strength at that time is obtained, and the compressive strength is calculated from the formula of compressive strength = (pullout strength) × 4 / (test specimen contact area).
The compressive strength after 7 days of age is sprayed with quick setting sprayed concrete on a 50cm wide x 50cm long x 20cm thick formwork, and a sample of 5cm diameter x 10cm length is taken with a 20-ton pressure machine. Measured and determined compressive strength.
[0047]
[Table 5]
Comparative Example 1
Cement 400kg / m Three Water 200kg / m Three , Fine aggregate 1,390kg / m Three , And coarse aggregate 370kg / m Three This was done in the same manner as in Example 5 except that NS was not mixed with cellulose, and powdered quick-setting agent F and liquid quick-setting agent G shown in Table 7 were used. It was. The results are also shown in Table 7.
In addition, to the above-mentioned shotcrete, 2 parts by weight of sulfate b and 0.01 parts by weight of cellulose α are blended with respect to 100 parts by weight of cement, while on the other hand, with respect to 100 parts by weight of quick setting agent B and 100 parts by weight of cement. Table 7 also shows examples of the present invention that use 0.3 parts by weight of NS and a quick-setting slurry containing 50 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of quick-setting agent B.
[0051]
<Materials used>
Quick setting agent F: C 12 A 7 / Sodium aluminate / citric acid weight ratio 10/1 mixed product, specific gravity 2.89
Quick setting agent G: Potassium aluminate 50% aqueous solution, specific gravity 1.43
[0052]
[Table 7]
【The invention's effect】
By performing the spraying method of the present invention, the rebound during spraying can be reduced and the working environment is improved because dust can be reduced as compared with powder quick setting agents that have been used conventionally.
Moreover, since high intensity | strength expression can be anticipated in the initial stage and long term rather than the conventional spraying method, spraying thickness can be made thin and construction cost can also be reduced. Moreover, since high intensity | strength is obtained in the spraying initial stage, safety | security improves.
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