JP3894598B2

JP3894598B2 - Spray material and spray method using the same

Info

Publication number: JP3894598B2
Application number: JP25888796A
Authority: JP
Inventors: 昭俊荒木; 健吉平野; 寺島　　勲; 昌浩岩崎; 晃渡辺; 一行水島
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JPH10101397A

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工法に関する。
本発明においてセメントモルタルとは、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吹付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）。
この吹付工法は、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作り、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。
しかしながら、この工法では、地山に付着せずに落下する量と吹付ける量との割合であるリバウンド（跳ね返り）率が15〜30重量％と多く、また、紛塵も多く作業環境が悪いために塵肺等の影響が心配されるという課題があった。
【０００３】
従来より使用されている急結剤としては、カルシウムアルミネートからなる急結剤、カルシウムアルミネートを主体とし、アルカリアルミン酸塩やアルカリ炭酸塩を含有する急結剤、及びカルシウムアルミネートを含まずアルカリアルミン酸塩やアルカリ炭酸塩等を成分とする急結剤等が提案されている（特開昭64− 51351号公報、特公昭56− 27457号公報、特開昭61− 26538号公報、特開昭63−210050号公報）。
これら急結剤は、セメントの凝結を促進させる働きがあり、吹付けにより地山面に付着することが可能であるが、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は、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、また、凝結力や付着力が悪いと、リバウンド率が多くなるという課題があった。
そのため、リバウンド率や紛塵のより少ない工法が求められているが、未だ充分満足できる吹付材料や吹付工法がなく、その改良が強く望まれていた。
【０００４】
また、従来より使用されている急結剤を含有したコンクリートは、急結剤を含有していないコンクリートと比較して初期強度の立ち上がりは良好であるが、長期強度は急結剤を含有していないコンクリートよりも30〜50％前後低くなるなど強度発現性が悪くなる傾向があった。
それでも、その初期強度は、従来のＮＡＴＭ工法において地山の崩落を防止するのにほとんどの場合において充分な強度であり、かなり不安定な地山においては、吹付け厚さを大きくとること等で対処されてきた。
しかしながら、吹付け厚さを厚くすることは経済性や作業効率性にあまり好ましくなく、特に、大断面トンネルの掘削においては、経済性や作業効率性を考慮すれば、吹付コンクリートの強度を向上し、吹付け厚みを薄くし、施工時間や掘削サイクルの短縮化が特に必要となる。
【０００５】
これまでに、吹付コンクリートの高強度化を達成するための方法としては、セッコウとカルシウムアルミネートをあらかじめ配合し、吹付コンクリートと混合し吹付ける方法が提案されている（特開昭50− 16717号公報、特開昭50− 16718号公報、特開昭50− 25623号公報）。
しかしながら、これらの方法では、急結剤をセメント100 重量部に対して、10重量部以上添加する必要があり、より高い初期強度を必要とする場合は20重量部以上添加しなければならないという課題があった。
そのため、吹付け途中で作業を中断し、急結剤を追加する必要が生じたり、粉塵の発生量が増加したり、吹付け作業中に急結剤がなくなっ場合はコンクリートが落下して危険となる等の作業性、安全衛生の面や経済性の面で問題が生じるという課題があった。
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決すべく種々検討を行った結果、特定の吹付材料を使用することによって、上記課題を解決できる知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、セメント、カルシウムアルミネート、又はカルシウムアルミネートと、アルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ、硫酸アルカリ、及びアルカリ水酸化物からなる群より選ばれた一種又は二種以上の急結剤、並びに、アルミナのコロイド溶液を含有してなる吹付材料であり、セメント、カルシウムアルミネート、又はカルシウムアルミネートと、アルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ、硫酸アルカリ、及びアルカリ水酸化物からなる群より選ばれた一種又は二種以上の急結剤、並びに、アルカリケイ酸塩水溶液を含有してなる吹付材料であり、セッコウを配合してなる該吹付材料であり、セッコウを急結剤側に配合してなる該吹付材料であり、超微粉を配合してなる該吹付材料であり、繊維状物質を配合してなる該吹付材料であり、減水剤、凝結遅延剤、及び粉塵低減剤からなる群より選ばれた一種又は二種以上を配合してなる該吹付材料であり、該吹付材料を使用することを特徴とする吹付工法であり、セメントとセッコウを主成分とするセメントモルタル、カルシウムアルミネート、又はカルシウムアルミネートと、アルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ、硫酸アルカリ、及びアルカリ水酸化物からなる群より選ばれた一種又は二種以上の急結剤、並びに、アルミナコロイド溶液及びアルカリケイ酸塩水溶液からなる群より選ばれた溶液をそれぞれ別々に混合することを特徴とする吹付工法であり、細骨材率が70％以上であることを特徴とする該吹付工法であり、最大骨材寸法が５mmより大きく10mm以下の粗骨材を使用することを特徴とする該吹付工法である。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明は、従来の急結剤添加による長期強度の低下を改善し、プレーンコンクリートの強度を大きく上回る高強度急結性吹付コンクリートを得るための、また、より大きい凝結力や地山面への付着力を改善した吹付材料及びその吹付工法に関するものである。
【００１０】
本発明で使用するセメントとは、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や、これらポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグ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たセメントも使用することが可能である。
【００１１】
本発明で使用する急結剤としては、カルシウムアルミネート、又はカルシウムアルミネートとアルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ、硫酸アルカリ、及びアルカリ水酸化物からなる群より選ばれた一種又は二種以上とが使用することが可能である。
アルミン酸アルカリや炭酸アルカリは、水溶液では強いアルカリ性を示し、吹付けたとき湧水と混ざり、トンネル排水を強いアルカリ性にし環境悪化を招いたり、既設のコンクリート等を劣化させる場合もあり、その場合は、アルミン酸アルカリや炭酸アルカリなどのアルカリを使用しないほうが好ましい。
本発明は、アルカリを使用しなくても充分な初期凝結を得ることができる。
【００１２】
本発明で使用するカルシウムアルミネート（以下ＣＡという）とは、初期にコンクリートの凝結を起こさせる急結成分であり、CaO 原料やAl_２O_３原料などを使用して、キルンで焼成したり、電気炉で溶融したりするなど熱処理して得られるものである。
また、ＣＡの鉱物成分としては、CaO をC 、Al_２O_３をA とすると、C_３A 、C_１２A_７、CA、又はCA_２等と示されるＣＡ熱処理物を粉砕したもの等が挙げられる。
さらに、ＣＡとしては、その他の鉱物成分としてSiO_２を含む冶金スラグ等のアルミノケイ酸カルシウム、C_１２A_７の１つのCaO をハロゲン化物、例えば、CaF_２で置き換えたC_１１A_７・CaF_２、SO_３成分を含むC_４A_３・SO_３、並びに、Na、K 、及びLiを固溶したＣＡ等も使用可能であり、その他アルミナセメントの使用も可能である。これらのうち、C_１２A_７組成に対応する熱処理物を急冷した非晶質ＣＡの使用が好ましい。
ＣＡの粒度は、ブレーン値で3,000cm^２/g以上が好ましく、4,000cm^２/g以上が急結性や初期強度発現性の面から好ましい。
ＣＡの使用量は、セメント100 重量部に対して、１〜20重量部が好ましく、５〜15重量部がより好ましい。１重量部未満では初期凝結を起こすことが難しい場合があり、20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。
【００１３】
本発明で使用するアルミン酸アルカリとは、ＣＡと併用して初期凝結を促すものであり、具体的には、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、これらのうちの一種又は二種以上を併用することが可能である。
アルミン酸アルカリの使用量は、ＣＡ100 重量部に対して、0.5 〜50重量部が好ましく、１〜30重量部がより好ましい。0.5 重量部未満では初期凝結を向上することが難しい場合があり、50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。
【００１４】
本発明で使用する炭酸アルカリは、ＣＡと併用して初期の強度を向上させるものであり、アルミン酸アルカリと併用することより急結力が向上する。
炭酸アルカリとしては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び重炭酸ナトリウム等のアルカリ炭酸塩が使用可能である。
炭酸アルカリの使用量は、ＣＡ100 重量部に対して、0.5 〜200 重量部が好ましく、１〜100 重量部がより好ましい。0.5 重量部未満では初期凝結の向上が難しい場合があり、200 重量部を越えると長期強度が低下する場合がある。
【００１５】
本発明で使用する硫酸アルカリとは、ナトリウム、カリウム、又はアルミニウムの硫酸塩で、ＣＡと併用して初期凝結を促進させるものであり、具体的には、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム、及び硫酸アルミニウムカリウム（みょうばん）のような複塩が挙げられ、これらの併用も可能である。
硫酸アルカリの使用量は、ＣＡ100 重量部に対して、0.5 〜50重量部が好ましく、１〜30重量部がより好ましい。0.5 重量部未満ではセメントの凝結の促進が難しく、50重量部を越えると長期強度発現性を阻害する傾向がある。
【００１６】
本発明で使用するアルカリ水酸化物とは、ＣＡと併用して初期凝結を促すものであり、具体的には、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、及び消石灰等が挙げられ、これらの併用も可能である。
アルカリ水酸化物の使用量は、ＣＡ100 重量部に対して、0.5 〜20重量部が好ましく、１〜15重量部がより好ましい。0.5 重量部未満ではセメントの凝結を促進させることが難しく、20重量部を越えると長期強度発現性を阻害する傾向がある。
【００１７】
急結剤の使用量は特に限定されるものではないが、セメント100 重量部に対して、１〜20重量部が好ましく、５〜15重量部がより好ましい。１重量部未満では初期凝結を起こすことが難しい場合があり、20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。
【００１８】
本発明で使用するシリカのコロイド溶液又はアルミナのコロイド溶液とは、酸化ケイ素又は酸化アルミニウムの粒子や水和物をコロイド状態で分散させた水溶液であり、セメント成分中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと凝固反応することにより、初期の硬化が促進される。
酸化ケイ素又は酸化アルミニウムの粒度は、コロイド粒子の分散性の面から40ｎｍ以下が好ましい。
シリカのコロイド溶液（以下コロイダルシリカという）としては、コロイド粒径が10〜20ｎｍ、酸化ケイ素が30〜31重量％、酸化ナトリウムが0.6 重量％以下のものが好ましく、一般的に、市販されているものをそのまま使用しても良く、水といかなる割合にも混合するので薄めて使用することも可能である。
また、アルミナのコロイド溶液（以下コロイダルアルミナという）としては、コロイド粒径が10〜30ｎｍ、酸化アルミニウムが20〜30重量％、酸化ナトリウムが0.6 重量％以下のものが好ましく、一般的に、市販されているものをそのまま使用しても良く、水といかなる割合にも混合するので薄めて使用することも可能である。
初期の凝結力が強いという面からコロイダルシリカの使用が好ましい。
コロイダルシリカ又はコロイダルアルミナの使用量は、含有する酸化ケイ素又は酸化アルミニウムの固形分換算で、セメント100 重量部に対して、１〜20重量部が好ましく、３〜10重量部がより好ましい。１重量部未満では初期に充分な凝結力を付与することが困難であり、20重量部を越えると長期強度発現を阻害する傾向がある。
【００１９】
本発明で使用するアルカリケイ酸塩水溶液（以下ケイ酸アルカリという）とは、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、又はケイ酸リチウムを水に溶解させたもので、セメント成分中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと凝固反応することにより、初期に硬化が促進される。
一般的には、ＪＩＳで規定されている１号、２号、及び３号水ガラスが挙げられ、そのまま使用しても良く、場合によっては水で薄めて使用することも可能である。また、粉末状のアルカリケイ酸塩を任意の割合に水に溶解させたケイ酸アルカリの使用も可能であり、その濃度は特に限定されるものではないが10〜60重量％の範囲であれば使用可能である。入手のし易さや価格の面から一般に市販されている水ガラスの使用が好ましい。
ケイ酸アルカリの使用量は、セメント100 重量部に対して、固形分換算で１〜20重量部が好ましく、３〜15重量部がより好ましい。１重量部未満では初期に充分な凝結力を付与することが困難であり、20重量部を越えると長期強度発現を阻害する傾向がある。
【００２０】
本発明で使用するセッコウとは、吹付けコンクリートの高強度化のためにセメントモルタル側及び／又は急結剤側に混合するもので、例えば、無水セッコウ、半水セッコウ、及び二水セッコウが使用可能であり、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、通常セメント等に使用される程度、例えば、ブレーン値で3,000cm^２/g程度で良く、さらに微粉末とすればより好ましい。
セッコウの使用量は、セメント100 重量部に対して、0.3 〜40重量部が好ましく、５〜25重量部がより好ましい。0.3 重量部未満では強度発現性を促進したり、付着力を向上することが難しい場合があり、40重量部を越えると初期凝結が遅れ地山に対する付着力が低下する場合があり、また、長期に膨張してコンクリートが破壊する場合がある。
また、急結剤側に併用する場合は、ＣＡ100 重量部に対して、10〜200 重量部が好ましく、50〜150 重量部がより好ましく、急結剤側とセメントモルタル側の両方に併用する場合は、使用するセッコウの合計がセメント100 重量部に対して、0.3 〜40重量部の範囲に入るように調整して使用することができる。
【００２１】
本発明のセメントモルタルは、水を混合しない乾燥状態のドライセメントモルタル、水と混合したセメントモルタルいずれも使用可能である。
水の使用量は、水・セメント比（Ｗ／Ｃ）35〜60重量％が好ましく、40〜50重量％がより好ましい。35重量％未満ではミキサーで充分混練りすることが難しく、60重量％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。
【００２２】
本発明では、セメントモルタル側及び／又は急結剤側に、超微粉及び／又は繊維状物質を併用することが可能である。
【００２３】
本発明で使用する超微粉とは平均粒径10μｍ以下もので、セメント量の低減、粉塵の低減、コンクリートの圧送性の向上を可能とするもので、具体的には、微粉スラグ、フライアッシュ、ベントナイト、カオリオン、及びシリカフューム等の超微粉が使用可能である。また、本発明では場合により、平均粒径が10μｍを越える微粉の使用も可能である。
超微粉の使用量は、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。
【００２４】
本発明で使用する繊維状物質は、無機質、有機質いずれも使用可能であり、吹付コンクリートの耐衝撃性や弾性を向上させるものであり、具体的には、無機質の場合、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、有機質の場合は、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。
繊維状物質の長さは、50mm以下が通常使用され、圧送性や混合性などを考慮すると30mm以下が好ましい。
繊維状物質の使用量は、セメント100 重量部に対して、0.5 〜７重量部が好ましく、１〜５重量部がより好ましい。0.5 重量部未満では効果がなく、７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】
さらに本発明では、セメントモルタル側に、減水剤、凝結遅延剤、及び粉塵低減剤からなる群より選ばれた一種又は二種以上の混和材を併用することが可能である。
【００２６】
本発明で使用する減水剤は、セメントモルタルの流動性を改善する目的で使用するもので、液状のもの、粉状のものいずれも使用可能であり、具体的には、ポリオール誘導体やリグニンスルホン酸塩又はその誘導体などが挙げられ、高強度発現性を付与する面から高性能減水剤を使用することが好ましく、吹付け厚さを減少化でき、急結力も向上し、急結剤添加量の低減もはかることができる。
また、粉塵の発生量も低減でき、リバウンド率が極めて少なくなり、吹付け量を効率よく向上できる。
ここで、高性能減水剤としては、アルキルアリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、及びポリカルボン酸系高分子化合物からなる群より選ばれた一種又は二種以上の使用が可能であり、液状又は粉状どちらでも使用できる。
高性能減水剤の使用量は、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重量部を越えるとセメントモルタルの粘性が強すぎ、施工性が悪化する場合がある。
【００２７】
さらに、セメントモルタルの凝結時間を調節する面から、有機酸類や炭酸アルカリなどの凝結遅延剤を併用することも可能である。
有機酸類としては、グルコン酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、及び乳酸又はその塩等が使用可能である。
有機酸類の使用量は、セメント100 重量部に対して、0.01〜３重量部が好ましく、0.05〜２重量部がより好ましい。0.01重量部未満では効果がなく、３重量部を越えると硬化が遅延されすぎ硬化不良となる場合がある。
炭酸アルカリの使用量は、セメント100 重量部に対して、0.01〜10重量部が好ましい。
凝結遅延剤として、有機酸類と炭酸アルカリを併用した場合の凝結遅延剤の使用量は、セメント100 重量部に対して、0.05〜５重量部が好ましい。
【００２８】
本発明で使用する粉塵低減剤とは、急結性吹付コンクリートに粘性を与え、コンクリートの圧送性を改善したり、吹付けたときのコンクリートのだれを防止したり、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、具体的には、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、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、及びカゼイン等の天然高分子化合物類、酢酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、メタクリル酸、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、及び不飽和カルボン酸等のビニル重合体又はこれらの共重合体、並びに、酢酸ビニル重合体又はその共重合体をケン化しポリビニルアルコール骨格に変性したもの等のエマルジョン等が挙げられ、そのうち、メチルセルロース等のセルロースエーテル類の使用が好ましい。
粉塵低減剤の使用量は、セメント100 重量部に対して、0.01〜１重量部が好ましく、0.05〜0.5 重量部がより好ましい。0.01重量部未満では効果がなく、１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傾向がある。
【００２９】
本発明で使用する骨材は、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。
細骨材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が使用可能であり、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等が使用可能である。
本発明における細骨材率は、リバウンド率や粉塵量の低減を図るために70％以上が好ましい。70％未満だとリバウンド率や粉塵量の低減効果が減少する傾向がある。
また、粗骨材の最大骨材寸法は、５mmより大きく、10mm以下であれば特に制限されるものではない。最大骨材寸法が10mmを越えるとリバウンド率や粉塵量の低減効果が減少する傾向がある。
各骨材の粗粒率は、細骨材で 2.3〜3.1 程度が好ましく、粗骨材で６〜８程度が好ましい。
【００３０】
本発明のセメントモルタル側へのセッコウの混合方法は特に限定されるものではないが、あらかじめ、セメントに特定量のセッコウを混合しておく方法や、コンクリートを混練するときにセッコウを添加する方法等が可能である。さらに、ＪＩＳで規定されているセメント中の三酸化硫黄（SO_３）の含有率は3.0 〜4.5 重量％程度以下であるので、セメント製造工場でセメント製造時にこのＪＩＳの規定値を越える量のセッコウを混合する方法も可能である。
【００３１】
本発明の吹付工法においては、従来使用の吹付設備等が使用できる。
本発明では、乾式吹付法や湿式吹付法の両方の吹付工法が可能である。
本発明の吹付工法では、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付けを行うことが可能である。
本発明の吹付工法は特に限定されるものではないが、乾式吹付工法の場合、例えば、セメント、セッコウ、細骨材、粗骨材、及び急結剤を混合し、空気圧送し、途中で、例えば、Ｙ字管の一方から水とコロイダルシリカの混合液を加え、湿潤状態で吹付ける方法、また、セメント、細骨材、粗骨材、及び急結剤を混合して空気圧送し、途中にＹ字管を二個設け、一方より水、もう一方よりコロイダルシリカを加え、湿潤状態で吹付ける方法なども可能である。
また、湿式吹付工法の場合、例えば、セメント、セッコウ、細骨材、粗骨材、及び水を加えて混練し、空気圧送し、途中にＹ字管を二個設け、一方から急結剤、もう一方からコロイダルシリカ又はケイ酸アルカリを加え吹付ける方法等が挙げられる。
【００３２】
【実施例】
以下、実験例に基づき本発明を詳細に説明する。
【００３３】
実験例１
セメント400kg/m^３、細骨材1,490kg/m^３、粗骨材378kg/m^３、及び水160kg/m^３を単位量とし、細骨材率80％、最大骨材寸法10mmの粗骨材を混合して吹付コンクリートとした。
急結剤としてＣＡを使用し、吹付コンクリート中のセメント100 重量部に対して、表１に示す急結剤とコロイダルシリカを配合し、10秒間モルタルミキサーで混合して急結性吹付コンクリートを調製した。
この急結性吹付コンクリートを型枠に詰め、プロクター貫入抵抗値を測定した。結果を表１に併記する。
【００３４】
＜使用材料＞
セメント：電気化学工業社製普通ポルトランドセメント
細骨材：新潟県姫川産砂、表乾状態、比重2.61
粗骨材：新潟県姫川産砂利、表乾状態、比重2.65
ＣＡ：主成分C_１２A_７、ブレーン値5,900cm^２/g
コロイダルシリカ：平均粒径15ｎｍ、化学組成SiO_２30重量％、Na_２O 0.4重量％
＜測定方法＞
プロクター貫入抵抗値：練り混ぜて得られた急結性コンクリートを５×20×20cm の型枠に素早く詰め、急結剤が添加された時点から、45、60、及び90秒後のプロクター貫入抵抗値を測定
【００３５】
【表１】

【００３６】
実験例２
吹付コンクリート中のセメント100 重量部に対して、表２に示す急結剤とコロイダルアルミナを配合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００３７】
＜使用材料＞
コロイダルアルミナ：平均粒径18ｎｍ、化学組成Al_２O_３26重量％、Na_２O 0.3重量％
【００３８】
【表２】

【００３９】
実験例３
吹付コンクリート中のセメント100 重量部に対して、表３に示す急結剤とケイ酸アルカリを配合したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００４０】
＜使用材料＞
ケイ酸アルカリ：水ガラス３号、市販品
【００４１】
【表３】

【００４２】
実験例４
ＣＡ100 重量部と表４に示すアルミン酸アルカリとからなる急結剤を調製し、吹付コンクリート中のセメント100 重量部に対して、調製した急結剤を７重量部、コロイダルシリカを５重量部配合したこと以外は実験例１と同様に行い、プロクター貫入抵抗値を測定した。結果を表４に併記する。
【００４３】
＜使用材料＞
アルミン酸アルカリ：アルミン酸ナトリウム、市販品
【００４４】
【表４】

【００４５】
実験例５
ＣＡ100 重量部と表５に示す炭酸アルカリを配合して急結剤を調製したこと以外は実験例４と同様に行った。結果を表５に併記する。
【００４６】
＜使用材料＞
炭酸アルカリ：炭酸ナトリウム、市販品
【００４７】
【表５】

【００４８】
実験例６
ＣＡ100 重量部と表６に示す硫酸アルカリを配合して急結剤を調製したこと以外は実験例４と同様に行った。結果を表６に併記する。
【００４９】
＜使用材料＞
硫酸アルカリ：硫酸ナトリウム、市販品
【００５０】
【表６】

【００５１】
実験例７
ＣＡ100 重量部と表７に示すアルカリ水酸化物を配合して急結剤を調製したこと以外は実験例４と同様に行った。結果を表７に併記する。
【００５２】
＜使用材料＞
アルカリ水酸化物：水酸化ナトリウム、市販品
【００５３】
【表７】

【００５４】
実験例８
ＣＡ100 重量部と、表８に示すアルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ、硫酸アルカリ、及びアルカリ水酸化物とを配合して急結剤を調製したこと以外は実験例４と同様に行った。結果を表８に併記する。
【００５５】
【表８】

【００５６】
実験例９
ＣＡ100 重量部、アルミン酸アルカリ10重量部、及び表９に示すセッコウを配合して急結剤を調製したこと以外は実験例４と同様に行った。結果を表９に併記する。
【００５７】
＜使用材料＞
セッコウ：無水セッコウ、ブレーン値5,400cm^２/g
【００５８】
【表９】

【００５９】
実験例１０
ＣＡ100 重量部、アルミン酸アルカリ10重量部、及び炭酸アルカリ20重量部からなる急結剤を調製し、セメント100 重量部に対して、調製した急結剤を７重量部と、表１０に示すコロイダルシリカを配合したこと以外は実験例４と同様に行った。結果を表１０に示す。
【００６０】
【表１０】

【００６１】
実験例１１
セメント100 重量部に対して、表１１に示す量の急結剤とコロイダルシリカ５重量部とを使用したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１１に併記する。
【００６２】
【表１１】

【００６３】
実験例１２
セメント100 重量部、急結剤７重量部、コロイダルシリカ５重量部、及び表１２に示す減水剤を配合したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１２に併記する。
【００６４】
＜使用材料＞
減水剤：高性能減水剤、主成分ナフタレンスルホン酸ナトリウム、市販品
【００６５】
【表１２】

【００６６】
実験例１３
セメント100 重量部、急結剤７重量部、コロイダルシリカ５重量部、及び表１３に示す凝結遅延剤を配合したこと以外は実験例１０と同様に行った。結果を表１３に併記する。
【００６７】
＜使用材料＞
凝結遅延剤（丸付き数字１）：有機酸類、クエン酸、
凝結遅延剤（丸付き数字２）：炭酸アルカリ、重炭酸ナトリウム
【００６８】
【表１３】

【００６９】
実験例１４
セメント400kg/m^３、細骨材1,490kg/m^３、粗骨材378kg/m^３、及び水160kg/m^３を単位量とし、細骨材率80％、最大骨材寸法10mmの粗骨材を混合して吹付コンクリートを調整した。
また、ＣＡ100 重量部、アルミン酸ナトリウム10重量部、及び炭酸アルカリ20重量部を配合して急結剤を調製した。
調製した吹付コンクリートをコンクリート圧送機「アリバー280 」を用いて圧送し、途中にＹ字管を二個設け、一方より、セメント100 重量部に対して、コロイダルシリカ５重量部となるようにポンプで圧送し、他の一方より調製した急結剤を、セメント100 重量部に対して、７重量部となるように圧送、合流混合して急結性吹付コンクリートとし、４m^３/hの条件で吹付施工を実施し、圧縮強度を測定した。結果を表１４に示す。
【００７０】
＜測定方法＞
圧縮強度：調整した急結性吹付コンクリートを幅25cm×長さ25cmのプルアウト型枠と幅50×長さ50×厚さ20cmの型枠に吹付けた。
材齢３時間以下はプルアウト型枠供試体を使用し、プルアウト型枠表面からピンを急結性吹付コンクリートで被覆し、型枠の裏側よりピンを引き抜き、その引き抜き強度を求め、（圧縮強度）＝（引き抜き強度）×４／（供試体接触面積）の式から圧縮強度を算出した。
材齢１日以降は幅50×長さ50×厚さ20cmの型枠から採取した直径５×長さ10 の供試体を20トン耐圧機で測定
【００７１】
【表１４】

【００７２】
実験例１５
吹付コンクリートに表１５に示す繊維状物質を配合したこと以外は実験例１４と同様に行い、耐衝撃性を測定した。結果を表１５に併記する。
【００７３】
＜使用材料＞
繊維状物質ａ：神戸製鋼社製スチールファイバー、繊維長30mm
繊維状物質ｂ：クラレ社製ビニロン繊維、繊維長10mm
【００７４】
＜測定方法＞
耐衝撃性：材齢１時間後の吹付コンクリートを厚さ１cm、縦20cm、横20cmに成形し、平らにならした標準砂の上に置き、重さ100 ｇの球体を50cmの高さから落下し、落下回数５回以内で破壊した場合を×、ひびが入ったものを△、ひびが入らないものを○とした。
【００７５】
【表１５】

【００７６】
実験例１６
吹付コンクリートに表１６に示す超微粉を混合したこと以外は実験例１４と同様に行い、リバウンド率を測定した。結果を表１６に併記する。
【００７７】
＜使用材料＞
超微粉Ａ：市販微粉スラグ、ブレーン値6,500cm^２/g
超微粉Ｂ：シリカフューム、市販品
【００７８】
＜測定方法＞
リバウンド率：（付着せず落下した吹付コンクリート重量／全吹付量）×100
【００７９】
【表１６】

【００８０】
実験例１７
吹付コンクリートに表１７に示す粉塵低減剤を混合したこと以外は実験例１４と同様に行い、粉塵量とリバウンド率を測定した。結果を表１７に併記する。
【００８１】
＜使用材料＞
粉塵低減剤：主成分メチルセルロース
【００８２】
＜測定方法＞
粉塵量：４m^３/hの吹付速度で30分吹付けし、10分毎に吹付場所より３ｍの定位置で測定した。
【００８３】
【表１７】

【００８４】
実験例１８
セメント400kg/m^３、細骨材1,490kg/m^３、及び粗骨材378kg/m^３を単位量とし、細骨材率80％、最大骨材寸法10mmの粗骨材を混合してドライの吹付コンクリートを調製した。
また、ＣＡ100 重量部、アルミン酸ナトリウム10重量部、炭酸アルカリ20重量部を配合して急結剤を調製した。
調製した吹付コンクリートをベルトコンベアで吹付機に搬入し、ベルトコンベア上で、調製した急結剤を、セメント100 重量部に対して７重量部、ドライコンクリートに添加した。
この急結剤を添加したドライコンクリートを吹付機から空気圧送し、Ｙ字管を二個設け、一方より水をＷ／Ｃ＝40％となるように加え、他の一方よりセメント100 重量部に対して、コロイダルシリカ５重量部となるように圧送し、合流混合させ乾式吹付施工を実施した。
その結果、配管の閉塞等のトラブルもなく吹付施工を実施することができた。結果を表１８に示す。
【００８５】
【表１８】

【００８６】
実験例１９
セメント400kg/m^３、細骨材1,490kg/m^３、粗骨材378kg/m^３、水160kg/m^３を単位量とし、細骨材率80％、最大骨材寸法10mmの粗骨材と、セメント100 重量部に対して、セッコウ10重量部を混合して吹付コンクリートを調製した。
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、ＣＡからなる急結剤を10重量部、表１９に示すコロイダルシリカを混合し、10秒間モルタルミキサーで混合して急結性吹付コンクリートを調製した。
この急結性吹付コンクリートを型枠に詰め、プロクター貫入抵抗値と圧縮強度を測定した。結果を表１９に併記する。
【００８７】
【表１９】

【００８８】
実験例２０
セメント100 重量部、急結剤10重量部、コロイダルシリカ５重量部、及び表２０に示すセッコウを混合したこと以外は実験例１９と同様に行った。結果を表２０に併記する。
【００８９】
【表２０】

【００９０】
実験例２１
セメント100 重量部、表２１に示す急結剤、コロイダルシリカ５重量部、及びセッコウ10重量部を混合したこと以外は実験例１９と同様に行った。結果を表２１に併記する。
【００９１】
【表２１】

【００９２】
実験例２２
セメント100 重量部、コロイダルシリカ５重量部、急結剤10重量部、及びセッコウ10重量部を混合し、セメントの単位量を変更して、セメント100 重量部に対して、表２２に示す水を混合したこと以外は実験例２０と同様に行った。結果を表２２に併記する。
【００９３】
【表２２】

【００９４】
実験例２３
セメント100 重量部、コロイダルシリカ５重量部、急結剤10重量部、セッコウ10重量部、及び表２３に示す減水剤を混合したこと以外は実験例２０と同様に行った。結果を表２３に併記する。
【００９５】
【表２３】

【００９６】
実験例２４
セメント100 重量部に対して、セッコウ10重量部を混合した吹付コンクリートを調製し、セメント100 重量部に対して、コロイダルシリカを５重量部、ＣＡからなる急結剤を10重量部となるように圧送、合流混合したこと以外は実験例１４と同様に行った。結果を表２４に示す。
【００９７】
【表２４】

【００９８】
実験例２５
吹付コンクリートに表２５に示す繊維状物質を配合したこと以外は実験例２４と同様に行い、耐衝撃性を測定した。結果を表２５に併記する。
【００９９】
【表２５】

【０１００】
実験例２６
吹付コンクリートに表２６に示す超微粉を混合したこと以外は実験例２４と同様に行い、リバウンド率を測定した。結果を表２６に併記する。
【０１０１】
【表２６】

【０１０２】
実験例２７
吹付コンクリートに表２７に示す粉塵低減剤を配合したこと以外は実験例２６と同様に行い、粉塵量とリバウンド率を測定した。結果を表２７に併記する。
【０１０３】
【表２７】

【０１０４】
実験例２８
セメント100 重量部に対して、セッコウ10重量部とＣＡからなる急結剤10重量部を混合してドライの急結性吹付コンクリートを調製し、セメント100 重量部に対して、コロイダルシリカ５重量部添加したこと以外は実験例１８と同様に行った。
その結果、配管の閉塞等のトラブルもなく吹付施工を実施することができた。結果を表２８に併記する。
【０１０５】
【表２８】

【０１０６】
実験例２９（参考例）
セメント400kg/m^３、細骨材1,490kg/m^３、粗骨材378kg/m^３、水160kg/m^３を単位量とし、細骨材率80％、最大骨材寸法10mmの粗骨材と、セメント100 重量部に対して、セッコウ10重量部を混合して吹付コンクリートを調製した。
調製した吹付コンクリートをコンクリート圧送機「アリバー280 」を用いて10ｍ圧送し、急結剤を供給するＹ字管をコンクリート圧送機の吐出口から１ｍの位置に接続し、急結性吹付コンクリート出口先端から１ｍの位置にコロイダルシリカを供給するＹ字管を接続し、それぞれ、セメント100 重量部に対して、コロイダルシリカは５重量部となるようにポンプで圧送し、ＣＡとからなる急結剤は10重量部となるように圧送、合流混合して急結性吹付コンクリートとし、４m^３/hの条件で吹付施工を実施し粉塵量を測定した。その結果、粉塵量は5.2mg/m^３で、吹付状況は良好であった。
【０１０７】
実験例３０
セメント100 重量部、ＣＡからなる急結剤10重量部、及び表２９に示すケイ酸アルカリを混合したこと以外は実験例１９と同様に行った。結果を表２９に併記する。
【０１０８】
【表２９】

【０１０９】
実験例３１
セメント100 重量部、表３０に示すセッコウ、ケイ酸アルカリ５重量部、及び急結剤10重量部を混合したこと以外は実験例３０と同様に行った。結果を表３０に併記する。
【０１１０】
【表３０】

【０１１１】
実験例３２
セメント100 重量部、セッコウ10重量部、ケイ酸アルカリ５重量部、及び表３１に示す急結剤を混合したこと以外は実験例３０と同様に行った。結果を表３１に併記する。
【０１１２】
【表３１】

【０１１３】
実験例３３
セメント100 重量部、ケイ酸アルカリ５重量部、急結剤10重量部、及びセッコウ10重量部を混合し、セメントの単位量を変更して、セメント100 重量部に対して、表３２に示す水を混合したこと以外は実験例３０と同様に行った。結果を表３２に併記する。
【０１１４】
【表３２】

【０１１５】
実験例３４
セメント100 重量部、セッコウ10重量部、ケイ酸アルカリ５重量部、急結剤10重量部、及び表３３に示す減水剤を混合したこと以外は実験例３０と同様に行った。結果を表３３に併記する。
【０１１６】
【表３３】

【０１１７】
実験例３５
セメント100 重量部、セッコウ10重量部、ケイ酸アルカリ５重量部、急結剤10重量部、及び表３４に示す凝結遅延剤を混合したこと以外は実験例３０と同様に行った。結果を表３４に併記する。
【０１１８】
＜使用材料＞
凝結遅延剤（丸付き数字３）：炭酸アルカリ、炭酸ナトリウム、
【０１１９】
【表３４】

【０１２０】
実験例３６
セメント100 重量部に対して、セッコウ10重量部を混合した吹付コンクリートを調製し、セメント100 重量部に対して、ケイ酸アルカリを５重量部、ＣＡからなる急結剤を10重量部となるように圧送、合流混合したこと以外は実験例１４と同様に行った。結果を表３５に示す。
【０１２１】
【表３５】

【０１２２】
実験例３７
吹付コンクリートに表３６に示す繊維状物質を配合したこと以外は実験例３６と同様に行い、耐衝撃性を測定した。結果を表３６に併記する。
【０１２３】
【表３６】

【０１２４】
実験例３８
吹付コンクリートに表３７に示す超微粉を混合したこと以外は実験例３６と同様に行い、リバウンド率を測定した。結果を表３７に併記する。
【０１２５】
【表３７】

【０１２６】
実験例３９
セメント100 重量部、セッコウ10重量部、ケイ酸アルカリ５重量部、急結剤10重量部、及び表３８に示す粉塵低減剤を混合したこと以外は実験例３０と同様に行い、粉塵量及びリバウンド率を測定した。結果を表３８に示す。
【０１２７】
【表３８】

【０１２８】
実験例４０
セメント100 重量部に対して、セッコウ10重量部とＣＡからなる急結剤10重量部を混合してドライの急結性吹付コンクリートを調製し、セメント100 重量部に対して、ケイ酸アルカリ５重量部を添加したこと以外は実験例２８と同様に行った。
その結果、配管の閉塞等のトラブルもなく吹付施工を実施することができた。結果を表３９に併記する。
【０１２９】
【表３９】

【０１３０】
実験例４１（実施例）
コロイダルシリカの代わりにケイ酸アルカリを使用したこと以外は実験例２９と同様に行った。その結果、粉塵量は5.0mg/m^３、吹付け状況は良好であった。
実験例４２
吹付コンクリートの細骨材率を表４０に示すように配合したこと以外は実験例２４と同様に行い、リバウンド率を測定した。結果を表４０に併記する。
【０１３１】
【表４０】

【０１３２】
実験例４３
細骨材率を80％とし、表４１に示す最大寸法の粗骨材を用いたこと以外は実験例４２と同様に行い、リバウンド率を測定した。結果を表４１に併記する。
【０１３３】
【表４１】

【０１３４】
【発明の効果】
本発明の吹付材料を使用することにより、初期凝結力を強くすることが可能であり、よりリバウンド量や粉塵量を少なくすることができる。
また、セッコウを併用することで、従来の吹付材料よりも初期や長期の強度発現性が良好となるので、吹付厚さが小さくなり、吹付時間が短くなり、吹付量も少なくなるので経済的である。
そして、セメントモルタル側、又は、セメントモルタル側と急結剤側の両方にセッコウを添加することで、急結剤使用量をできるだけ少なくできるので急結剤補給のために、吹付作業を中断する必要がない。
さらに、コンクリートの劣化を促進したり、環境悪化を招くアルカリ成分が無い吹付材料とすることができ、初期凝結を促進するアルカリ成分を含有させる必要もないので、吹付けコンクリートにカルシウムアルミネートを混合させる位置を吐出口よりかなり手前に設置することが可能である。
そのため、混合性が良好となり、粉塵量の低減につながり、作業環境を良好にすることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a spraying material sprayed onto a ground surface exposed in a tunnel such as a road, a railway, and a water conduit, and a spraying method using the same.
  In the present invention, cement mortar is a general term for 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 spraying method in which a quick setting agent is mixed with concrete has been performed (Japanese Patent Publication No. 60-4149).
  In this spraying method, spray concrete is usually made in a cement, aggregate and water metering and mixing plant installed at the excavation site, transported with an agitator car, pumped with a concrete pump, and joined in the middle. It is a construction method in which a pipe is mixed with a quick-setting agent fed from the other side and sprayed to the ground surface as a quick setting sprayed concrete until a predetermined thickness is reached.
  However, with this method, the rebound rate, which is the ratio of the amount falling without spraying to the ground and the amount sprayed, is as high as 15 to 30% by weight, and there are many dusts and the working environment is bad. However, there was a problem that the effects of pneumoconiosis were concerned.
[0003]
  Conventional quick-setting agents include calcium-aluminate quick-set agents, calcium-aluminate-based quick-set agents containing alkali aluminate or alkali carbonate, and calcium aluminate. Quick setting agents containing alkali aluminate or alkali carbonate as a component have been proposed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 64-51351, 56-27457, 61-26538, (Kaisho 63-210050).
  These quick setting agents have a function of promoting the setting of cement and can adhere to the ground surface by spraying, but it is difficult to obtain a sufficiently strong setting force and adhesion force to the ground surface. In particular, when spraying is applied to springs, there is a problem that the adhesiveness of quick setting sprayed concrete decreases and peeling easily occurs. There was a problem that there were many.
  For this reason, a construction method with less rebound rate and dust is required, but there is still no satisfactory spraying material or spraying construction method, and improvement has been strongly desired.
[0004]
  In addition, the concrete containing the quick-setting agent that has been used conventionally has a good initial strength rise compared to the concrete not containing the quick-setting agent, but the long-term strength contains the quick-setting agent. There was a tendency for strength development to be worse, for example, 30 to 50% lower than that of no concrete.
  Nevertheless, the initial strength is sufficient in most cases to prevent the collapse of the natural ground in the conventional NATM construction method, and in a fairly unstable natural ground, by increasing the spraying thickness, etc. Has been dealt with.
  However, increasing the spraying thickness is not very favorable for economic efficiency and work efficiency. In particular, when excavating large cross-section tunnels, considering the economic efficiency and work efficiency, the strength of shotcrete is improved. Especially, it is necessary to reduce the spraying thickness and shorten the construction time and excavation cycle.
[0005]
  So far, as a method for achieving high strength of shotcrete, a method of mixing gypsum and calcium aluminate in advance, mixing with shotcrete and spraying has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 50-16717). Gazette, JP 50-16718, JP 50-25623).
  However, in these methods, it is necessary to add 10 parts by weight or more of the quick-setting agent with respect to 100 parts by weight of cement, and when higher initial strength is required, 20 parts by weight or more must be added. was there.
  Therefore, if the work is interrupted during spraying, it becomes necessary to add a quick setting agent, the amount of dust generated increases, or if the quick setting agent runs out during the spraying work, the concrete may fall and be dangerous. There is a problem that problems arise in terms of workability, safety and health, and economic efficiency.
[0006]
  As a result of various studies to solve the above problems, the present inventor has obtained knowledge that the above problems can be solved by using a specific spray material, and has completed the present invention.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  That is, the present invention is cement, calcium aluminate, or calcium aluminate, and one or more rapid setting agents selected from the group consisting of alkali aluminate, alkali carbonate, alkali sulfate, and alkali hydroxide, And a spray material comprising a colloidal solution of alumina, selected from the group consisting of cement, calcium aluminate, or calcium aluminate, and alkali aluminate, alkali carbonate, alkali sulfate, and alkali hydroxide. One or two or more types of quick setting agent and a spraying material containing an aqueous alkali silicate solution, the spraying material containing gypsum, and gypsum blended on the quick setting agent side The spraying material, the spraying material blended with ultrafine powder, the spraying material blended with a fibrous substance, It is a spraying material formed by blending one or more selected from the group consisting of a liquid agent, a setting retarder, and a dust reducing agent, and is a spraying method characterized by using the spraying material, Cement mortar based on cement and gypsum, calcium aluminate, or calcium aluminate, and one or more types selected from the group consisting of alkali aluminate, alkali carbonate, alkali sulfate, and alkali hydroxide A spraying method characterized in that a binder and a solution selected from the group consisting of an alumina colloid solution and an aqueous alkali silicate solution are separately mixed, and the fine aggregate ratio is 70% or more. This spraying method is characterized by using a coarse aggregate having a maximum aggregate dimension of more than 5 mm and not more than 10 mm.
[0008]
  Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0009]
  The present invention improves the long-term strength reduction due to the addition of the conventional quick setting agent, and obtains a high-strength quick setting sprayed concrete that greatly exceeds the strength of plain concrete. The present invention relates to a spraying material having improved adhesion and a spraying method thereof.
[0010]
  Examples of the cement used in the present invention include various commercially available Portland cements such as normal, early strength, and ultra early strength, and various mixed cements obtained by mixing fly ash and blast furnace slag with these Portland cements. It is also possible to use cement obtained by pulverizing these.
[0011]
  As the quick setting agent used in the present invention, calcium aluminate, or one or two or more selected from the group consisting of calcium aluminate and alkali aluminate, alkali carbonate, alkali sulfate, and alkali hydroxide is used. Is possible.
  Alkali aluminates and alkali carbonates show strong alkalinity in aqueous solutions and mix with spring water when sprayed, causing tunnel drainage to become strongly alkaline and deteriorating the environment, or degrading existing concrete. It is preferable not to use alkali such as alkali aluminate or alkali carbonate.
  In the present invention, sufficient initial setting can be obtained without using an alkali.
[0012]
  Calcium aluminate (hereinafter referred to as CA) used in the present invention is a rapid setting component that causes concrete to condense in the initial stage.₂O₃It is obtained by heat treatment using raw materials or the like, such as baking in a kiln or melting in an electric furnace.
  In addition, as the mineral component of CA, CaO is C, Al.₂O₃Where A is C₃A, C₁₂A₇, CA, or CA₂The thing etc. which grind | pulverized CA heat-processed material shown as these etc. are mentioned.
  Furthermore, as CA, as another mineral component, SiO₂Calcium aluminosilicate such as metallurgical slag containing C, C₁₂A₇One CaO of halide, for example, CaF₂C replaced with₁₁A₇・ CaF₂, SO₃C containing ingredients₄A₃・ SO₃In addition, CA or the like in which Na, K 2, and Li are dissolved can be used, and alumina cement can also be used. Of these, C₁₂A₇It is preferable to use amorphous CA obtained by quenching the heat-treated product corresponding to the composition.
  CA particle size is 3,000cm in terms of brain value²/ g or more is preferable, 4,000cm²/ g or more is preferable from the viewpoint of rapid setting and initial strength development.
  The amount of CA used is preferably 1 to 20 parts by weight and more preferably 5 to 15 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 cause initial setting, and if it exceeds 20 parts by weight, long-term strength development may be inhibited.
[0013]
  The alkali aluminate used in the present invention is one that promotes initial setting in combination with CA, and specifically includes lithium aluminate, sodium aluminate, potassium aluminate, and the like. One or two or more can be used in combination.
  The amount of alkali aluminate used is preferably 0.5 to 50 parts by weight and more preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of CA. If it is less than 0.5 part by weight, it may be difficult to improve the initial setting, and if it exceeds 50 parts by weight, the long-term strength development may be inhibited.
[0014]
  The alkali carbonate used in the present invention is used in combination with CA to improve the initial strength, and a rapid setting force is improved by using in combination with an alkali aluminate.
  As the alkali carbonate, alkali carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, and sodium bicarbonate can be used.
  The amount of alkali carbonate used is preferably 0.5 to 200 parts by weight and more preferably 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of CA. If it is less than 0.5 parts by weight, it may be difficult to improve the initial setting, and if it exceeds 200 parts by weight, the long-term strength may be lowered.
[0015]
  The alkali sulfate used in the present invention is sodium, potassium, or aluminum sulfate, which is used in combination with CA to promote initial setting. Specifically, sodium sulfate, potassium sulfate, aluminum sulfate, and A double salt such as potassium aluminum sulfate (Alum) can be mentioned, and these can be used in combination.
  The amount of alkali sulfate used is preferably 0.5 to 50 parts by weight and more preferably 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of CA. If the amount is less than 0.5 part by weight, it is difficult to accelerate the setting of the cement. If the amount exceeds 50 parts by weight, the long-term strength tends to be impaired.
[0016]
  The alkali hydroxide used in the present invention is one that promotes initial setting in combination with CA, and specifically includes lithium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, slaked lime, and the like. Can be used in combination.
  The amount of the alkali hydroxide used is preferably 0.5 to 20 parts by weight and more preferably 1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of CA. If the amount is less than 0.5 part by weight, it is difficult to promote the setting of the cement, and if it exceeds 20 parts by weight, long-term strength tends to be inhibited.
[0017]
  Although the usage-amount of a quick setting agent is not specifically limited, 1-20 weight part is preferable with respect to 100 weight part of cement, and 5-15 weight part is more preferable. If it is less than 1 part by weight, it may be difficult to cause initial setting, and if it exceeds 20 parts by weight, long-term strength development may be inhibited.
[0018]
  The colloidal solution of silica or the colloidal solution of alumina used in the present invention is an aqueous solution in which particles or hydrates of silicon oxide or aluminum oxide are dispersed in a colloidal state and coagulated with calcium ions or magnesium ions in the cement component. By reacting, initial curing is promoted.
  The particle size of silicon oxide or aluminum oxide is preferably 40 nm or less from the viewpoint of the dispersibility of the colloidal particles.
  As a colloidal solution of silica (hereinafter referred to as colloidal silica), a colloidal particle size of 10 to 20 nm, silicon oxide of 30 to 31% by weight, and sodium oxide of 0.6% by weight or less is preferable, and is generally commercially available. The product may be used as it is, or mixed with water in any proportion, so that it can be diluted.
  The colloidal solution of alumina (hereinafter referred to as colloidal alumina) preferably has a colloidal particle size of 10 to 30 nm, aluminum oxide of 20 to 30% by weight, and sodium oxide of 0.6% by weight or less, and is generally commercially available. It can be used as it is, or mixed with water in any proportion, so it can be used diluted.
  The use of colloidal silica is preferred from the standpoint of strong initial setting power.
  The amount of colloidal silica or colloidal alumina used is preferably 1 to 20 parts by weight and more preferably 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement in terms of solid content of the silicon oxide or aluminum oxide contained. If it is less than 1 part by weight, it is difficult to give sufficient coagulation force in the initial stage, and if it exceeds 20 parts by weight, long-term strength tends to be inhibited.
[0019]
  The alkali silicate aqueous solution (hereinafter referred to as alkali silicate) used in the present invention is a solution in which sodium silicate, potassium silicate, or lithium silicate is dissolved in water, and calcium ions and magnesium ions in cement components. Curing reaction is accelerated in the initial stage.
  In general, No. 1, No. 2, No. 3 water glass prescribed by JIS may be used, and they may be used as they are, or in some cases, diluted with water. In addition, it is possible to use alkali silicate in which powdered alkali silicate is dissolved in water at an arbitrary ratio, and the concentration is not particularly limited, but it is in the range of 10 to 60% by weight. It can be used. From the viewpoint of availability and price, use of commercially available water glass is preferable.
  The amount of alkali silicate used is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 3 to 15 parts by weight, in terms of solid content, per 100 parts by weight of cement. If it is less than 1 part by weight, it is difficult to give sufficient coagulation force in the initial stage, and if it exceeds 20 parts by weight, long-term strength tends to be inhibited.
[0020]
  The gypsum used in the present invention is mixed with the cement mortar side and / or the quick setting agent side to increase the strength of the shotcrete. For example, anhydrous gypsum, semi-water gypsum, and two-water gypsum are used. It is possible to use anhydrous gypsum from the standpoint of strength development.
  The gypsum particle size is usually the same as that used for cement etc.²/ g is sufficient, and a fine powder is more preferable.
  The amount of gypsum used is preferably 0.3 to 40 parts by weight and more preferably 5 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 0.3 parts by weight, it may be difficult to promote strength development or improve adhesion, and if it exceeds 40 parts by weight, the initial setting may be delayed and adhesion to ground may be reduced. In some cases, the concrete expands and the concrete is destroyed.
  In addition, when used in combination with the quick setting agent side, 10 to 200 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of CA, more preferably 50 to 150 parts by weight, and combined use on both the quick setting agent side and the cement mortar side. Can be used by adjusting so that the total amount of gypsum used falls within the range of 0.3 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement.
[0021]
  As the cement mortar of the present invention, either a dry cement mortar in a dry state not mixed with water or a cement mortar mixed with water can be used.
  The amount of water used is preferably a water / cement ratio (W / C) of 35 to 60% by weight, more preferably 40 to 50% by weight. If it is less than 35% by weight, it is difficult to sufficiently knead with a mixer.
[0022]
  In the present invention, ultrafine powder and / or fibrous substances can be used in combination on the cement mortar side and / or the quick setting agent side.
[0023]
  The ultrafine powder used in the present invention has an average particle size of 10 μm or less, and can reduce the amount of cement, reduce dust, and improve the pumpability of concrete. Specifically, fine powder slag, fly ash, Ultra fine powders such as bentonite, kaorion, and silica fume can be used. In the present invention, it is possible to use fine powder having an average particle size exceeding 10 μm depending on the case.
  The amount of ultrafine 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, and if it exceeds 100 parts by weight, setting or curing may be delayed.
[0024]
  The fibrous substance used in the present invention can be either inorganic or organic, and improves the impact resistance and elasticity of shotcrete. Specifically, in the case of an inorganic material, glass fiber, carbon fiber, Examples include rock wool, asbestos, ceramic fibers, and metal fibers. In the case of organic materials, vinylon fibers, polyethylene fibers, polypropylene fibers, polyacryl fibers, cellulose fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyamide fibers, pulp, hemp, wood wool And wood chips.
  The length of the fibrous material is usually 50 mm or less, and is preferably 30 mm or less in consideration of pumpability and mixing properties.
  The amount of the fibrous substance used is preferably 0.5 to 7 parts by weight and more preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 0.5 parts by weight, there is no effect, and if it exceeds 7 parts by weight, the strength development of shotcrete may be hindered.
[0025]
  Furthermore, in this invention, it is possible to use together 1 type, or 2 or more types of admixtures selected from the group which consists of a water reducing agent, a setting retarder, and a dust reducing agent on the cement mortar side.
[0026]
  The water reducing agent used in the present invention is used for the purpose of improving the fluidity of cement mortar, and both liquid and powder can be used. Specifically, polyol derivatives and lignin sulfonic acid can be used. Salt or its derivatives, etc., and it is preferable to use a high-performance water reducing agent from the viewpoint of imparting high strength expression, the spraying thickness can be reduced, the quick setting power is improved, the amount of quick setting agent added Reduction can also be achieved.
  Further, the amount of dust generated can be reduced, the rebound rate is extremely reduced, and the spraying amount can be improved efficiently.
  Here, the high performance water reducing agent includes a formalin condensate of alkyl allyl sulfonate, a formalin condensate of naphthalene sulfonate, a formalin condensate of melamine sulfonate, and a polycarboxylic acid polymer compound. One kind or two or more kinds selected can be used, and either liquid or powder can be used.
  The amount of the high-performance water reducing agent used is preferably 0.05 to 5 parts by weight and more preferably 0.1 to 3 parts by weight with respect to 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, the viscosity of the cement mortar is too strong and the workability may deteriorate.
[0027]
  Furthermore, from the aspect of adjusting the setting time of cement mortar, a setting retarder such as organic acids or alkali carbonate can be used in combination.
  As the organic acids, gluconic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, lactic acid or a salt thereof, and the like can be used.
  The amount of the organic acid used is preferably 0.01 to 3 parts by weight and more preferably 0.05 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 0.01 part by weight, there is no effect, and if it exceeds 3 parts by weight, curing may be delayed so that curing may be poor.
  The amount of alkali carbonate used is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement.
  When the organic acid and alkali carbonate are used in combination as the setting retarder, the amount of the setting retarder used is preferably 0.05 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cement.
[0028]
  The dust reducing agent used in the present invention gives viscosity to quick setting sprayed concrete, improves the pumpability of the concrete, prevents dripping of the concrete when sprayed, reduces rebound, Cellulose ethers such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, and hydroxyethylethylcellulose, alginic acid, sodium alginate, and casein Natural polymers, vinyl polymers such as vinyl acetate, ethylene, vinyl chloride, methacrylic acid, acrylic acid, sodium acrylate, and unsaturated carboxylic acids or copolymers thereof, and vinyl acetate Polymers or emulsion such as those modified to saponified polyvinyl alcohol backbone copolymers thereof can be cited, of which the use of cellulose ethers such as methyl cellulose is preferable.
  The amount of the dust reducing agent used is preferably 0.01 to 1 part by weight and more preferably 0.05 to 0.5 part by weight with respect to 100 parts by weight of cement. If it is less than 0.01 part by weight, there is no effect, and if it exceeds 1 part by weight, the strength development property of the shotcrete tends to be hindered.
[0029]
  The aggregate used in the present invention preferably has a low water absorption rate and a high aggregate strength, but is not particularly limited.
  River sand, mountain sand, lime sand, quartz sand, and the like can be used as the fine aggregate, and river gravel, mountain gravel, lime gravel, and the like can be used as the coarse aggregate.
  The fine aggregate rate in the present invention is preferably 70% or more in order to reduce the rebound rate and the amount of dust. If it is less than 70%, the rebound rate and dust reduction effect tend to decrease.
  The maximum aggregate size of the coarse aggregate is not particularly limited as long as it is larger than 5 mm and not larger than 10 mm. When the maximum aggregate size exceeds 10 mm, the effect of reducing the rebound rate and the amount of dust tends to decrease.
  The coarse particle ratio of each aggregate is preferably about 2.3 to 3.1 for fine aggregates, and preferably about 6 to 8 for coarse aggregates.
[0030]
  The method for mixing gypsum to the cement mortar side of the present invention is not particularly limited, but a method of mixing a specific amount of gypsum into cement in advance, a method of adding gypsum when kneading concrete, etc. Is possible. In addition, sulfur trioxide (SO₃) Is about 3.0 to 4.5% by weight or less, and therefore, it is possible to mix gypsum in an amount exceeding the JIS standard at the time of cement production at a cement production plant.
[0031]
  In the spraying method of the present invention, conventionally used spraying equipment can be used.
  In the present invention, both the dry spraying method and the wet spraying method are possible.
  In the spraying method of the present invention, it is possible to spray as paste, mortar, and concrete because of the required physical properties, economy, and workability.
  The spraying method of the present invention is not particularly limited, but in the case of the dry spraying method, for example, cement, gypsum, fine aggregate, coarse aggregate, and rapid setting agent are mixed, pneumatically fed, in the middle, For example, a method of adding a mixture of water and colloidal silica from one side of a Y-tube and spraying it in a wet state, mixing cement, fine aggregate, coarse aggregate, and rapid setting agent and feeding them pneumatically It is also possible to provide two Y-tubes, add water from one side, add colloidal silica from the other side, and spray in a wet state.
  In the case of the wet spraying method, for example, cement, gypsum, fine aggregate, coarse aggregate, and water are added and kneaded, pneumatically fed, two Y-tubes are provided in the middle, a quick setting agent from one side, Examples include a method in which colloidal silica or alkali silicate is added and sprayed from the other side.
[0032]
【Example】
  Less than,Experimental exampleThe present invention will now be described in detail.
[0033]
Experimental example1
  Cement 400kg / m³, Fine aggregate 1,490kg / m³, Coarse aggregate 378kg / m³, And water 160kg / m³Was used as sprayed concrete by mixing coarse aggregate with a fine aggregate rate of 80% and maximum aggregate size of 10 mm.
  Using CA as the quick setting agent, blend the quick setting agent shown in Table 1 and colloidal silica with 100 parts by weight of cement in the shotcrete and mix with a mortar mixer for 10 seconds to prepare quick setting shotcrete. did.
  This quick setting sprayed concrete was packed in a mold and the penetration resistance value of a proctor was measured. The results are also shown in Table 1.
[0034]
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement manufactured by Denki Kagaku Kogyo
Fine aggregate: Sand from Himekawa, Niigata, surface dry, specific gravity 2.61
Coarse aggregate: Gravel from Himekawa, Niigata, surface dry state, specific gravity 2.65
CA: Main component C₁₂A₇, Brain value 5,900cm²/ g
Colloidal silica: average particle size 15nm, chemical composition SiO₂30% by weight, Na₂O 0.4 wt%
<Measurement method>
Proctor penetration resistance value: Quick setting concrete obtained by kneading is quickly packed into a 5 x 20 x 20 cm formwork, and the penetration of the proctor 45, 60, and 90 seconds after the quick setting agent is added. Measure resistance
[0035]
[Table 1]

[0036]
Experimental example2
Except for blending the quick setting agent shown in Table 2 and colloidal alumina to 100 parts by weight of cement in shotcreteExperimental example1 was performed. The results are also shown in Table 2.
[0037]
<Materials used>
Colloidal alumina: average particle size 18nm, chemical composition Al₂O₃26% by weight, Na₂O 0.3% by weight
[0038]
[Table 2]

[0039]
Experimental example3
Except for blending quick setting agent and alkali silicate shown in Table 3 to 100 parts by weight of cement in shotcreteExperimental example1 was performed. The results are also shown in Table 3.
[0040]
<Materials used>
Silicate alkali: water glass No. 3, commercially available
[0041]
[Table 3]

[0042]
Experimental example4
A quick setting agent consisting of 100 parts by weight of CA and alkali aluminate shown in Table 4 is prepared, and 7 parts by weight of the prepared quick setting agent and 5 parts by weight of colloidal silica are added to 100 parts by weight of cement in shotcrete. Except thatExperimental exampleProcter penetration resistance value was measured in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 4.
[0043]
<Materials used>
Alkali aluminate: sodium aluminate, commercial product
[0044]
[Table 4]

[0045]
Experimental example5
CA100 parts by weight and alkali carbonates shown in Table 5ReExcept that the quick setting agent was prepared by blendingExperimental examplePerformed in the same manner as 4. The results are also shown in Table 5.
[0046]
<Materials used>
Alkali carbonate: Sodium carbonate, commercial product
[0047]
[Table 5]

[0048]
Experimental example6
Except that the quick setting agent was prepared by blending CA100 parts by weight and alkali sulfate shown in Table 6Experimental examplePerformed in the same manner as 4. The results are also shown in Table 6.
[0049]
<Materials used>
Alkali sulfate: sodium sulfate, commercial product
[0050]
[Table 6]

[0051]
Experimental example7
Except that CA100 parts by weight and the alkali hydroxide shown in Table 7 were blended to prepare the quick setting agent.Experimental examplePerformed in the same manner as 4. The results are also shown in Table 7.
[0052]
<Materials used>
Alkali hydroxide: sodium hydroxide, commercial product
[0053]
[Table 7]

[0054]
Experimental example8
Except for blending CA100 parts by weight and alkali aluminate, alkali carbonate, alkali sulfate, and alkali hydroxide shown in Table 8 to prepare a quick setting agent.Experimental examplePerformed in the same manner as 4. The results are also shown in Table 8.
[0055]
[Table 8]

[0056]
Experimental example9
Except that CA100 parts by weight, alkali aluminate 10 parts by weight, and gypsum shown in Table 9 were blended to prepare the quick setting agent.Experimental examplePerformed in the same manner as 4. The results are also shown in Table 9.
[0057]
<Materials used>
Gypsum: anhydrous gypsum, brain value 5,400cm²/ g
[0058]
[Table 9]

[0059]
Experimental example10
A quick-setting agent comprising 100 parts by weight of CA, 10 parts by weight of alkali aluminate, and 20 parts by weight of alkali carbonate was prepared, and 7 parts by weight of the prepared quick-setting agent with respect to 100 parts by weight of the cement, and colloidal shown in Table 10 Except for blending silicaExperimental examplePerformed in the same manner as 4. The results are shown in Table 10.
[0060]
[Table 10]

[0061]
Experimental example11
Except for using 100 parts by weight of cement, the amount of quick setting agent shown in Table 11 and 5 parts by weight of colloidal silicaExperimental example10 and the same procedure was performed. The results are also shown in Table 11.
[0062]
[Table 11]

[0063]
Experimental example12
Except for blending 100 parts by weight of cement, 7 parts by weight of quick setting agent, 5 parts by weight of colloidal silica, and water reducing agent shown in Table 12.Experimental example10 and the same procedure was performed. The results are also shown in Table 12.
[0064]
<Materials used>
Water reducing agent: High performance water reducing agent, main component sodium naphthalene sulfonate, commercial product
[0065]
[Table 12]

[0066]
Experimental example13
Except for blending 100 parts by weight of cement, 7 parts by weight of quick setting agent, 5 parts by weight of colloidal silica, and setting retarder shown in Table 13Experimental example10 and the same procedure was performed. The results are also shown in Table 13.
[0067]
<Materials used>
Setting retarder(Circled number 1): Organic acids, citric acid,
Setting retarder(Circled number 2): Alkali carbonate, sodium bicarbonate
[0068]
[Table 13]

[0069]
Experimental example14
  Cement 400kg / m³, Fine aggregate 1,490kg / m³, Coarse aggregate 378kg / m³, And water 160kg / m³A sprayed concrete was prepared by mixing coarse aggregate with a fine aggregate ratio of 80% and a maximum aggregate size of 10 mm.
  Further, a quick setting agent was prepared by blending 100 parts by weight of CA, 10 parts by weight of sodium aluminate, and 20 parts by weight of alkali carbonate.
  The prepared shotcrete is pumped using a concrete pumping machine “Aliber 280”, and two Y-shaped pipes are provided in the middle. From one side, a pump is used so that 5 parts by weight of colloidal silica is added to 100 parts by weight of cement. The quick setting agent prepared from the other side is pumped, combined and mixed to 7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement to form quick setting sprayed concrete.³Spraying was carried out under the conditions of / h and the compressive strength was measured. The results are shown in Table 14.
[0070]
<Measurement method>
Compressive strength: The adjusted quick setting shotcrete was sprayed on a 25cm wide x 25cm long pull-out formwork and 50% wide x 50 x 20cm thick formwork.
    Use a pull-out formwork specimen for the age of 3 hours or less, cover the pin from the surface of the pull-out formwork with quick setting sprayed concrete, pull out the pin from the back side of the formwork, determine its pullout strength (compressive strength) ) = (Pullout strength) × 4 / (Specimen contact area) The compressive strength was calculated.
    After the first day of age, a specimen with a diameter of 5 x length 10 taken from a mold 50 x 50 x 20 cm thick was measured with a 20-ton pressure machine.
[0071]
[Table 14]

[0072]
Experimental example15
Except for blending the fibrous material shown in Table 15 into shotcreteExperimental example14 and the impact resistance was measured. The results are also shown in Table 15.
[0073]
<Materials used>
Fibrous substance a: Steel fiber manufactured by Kobe Steel, fiber length 30 mm
Fibrous material b: Kuraray vinylon fiber, fiber length 10 mm
[0074]
<Measurement method>
Impact resistance: After 1 hour of age, shotcrete is 1 cm thick, 20 cm long and 20 cm wide, placed on flat standard sand, and a sphere weighing 100 g from a height of 50 cm The case of falling and breaking within 5 drops was marked with x, the cracked with △, and the one without cracks with ◯.
[0075]
[Table 15]

[0076]
Experimental example16
Except for mixing ultrafine powder shown in Table 16 with shotcreteExperimental example14 and the rebound rate was measured. The results are also shown in Table 16.
[0077]
<Materials used>
Super fine powder A: Commercial fine powder slag, Brain value 6,500cm²/ g
Ultra fine powder B: Silica fume, commercial product
[0078]
<Measurement method>
Rebound rate: (weight of sprayed concrete dropped without adhesion / total sprayed amount) x 100
[0079]
[Table 16]

[0080]
Experimental example17
Except having mixed the dust reducing agent shown in Table 17 into shotcreteExperimental exampleIt carried out similarly to 14 and measured the dust amount and the rebound rate. The results are also shown in Table 17.
[0081]
<Materials used>
Dust reducing agent: Main component methylcellulose
[0082]
<Measurement method>
Dust amount: 4m³Spraying was performed for 30 minutes at a spraying speed of / h, and measurement was performed at a fixed position of 3 m from the spraying place every 10 minutes.
[0083]
[Table 17]

[0084]
Experimental example18
  Cement 400kg / m³, Fine aggregate 1,490kg / m³, And coarse aggregate 378 kg / m³A dry aggregate was prepared by mixing coarse aggregate with a fine aggregate ratio of 80% and a maximum aggregate size of 10 mm.
  Further, a quick setting agent was prepared by blending 100 parts by weight of CA, 10 parts by weight of sodium aluminate, and 20 parts by weight of alkali carbonate.
  The prepared shotcrete was carried into a sprayer by a belt conveyor, and the prepared quick setting agent was added to dry concrete by 7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement.
  Dry concrete added with this quick setting agent is pneumatically fed from a spraying machine, two Y-tubes are installed, water is added so that W / C = 40% from one side, and 100 parts by weight of cement is added from the other side. On the other hand, it pumped so that it might become 5 weight part of colloidal silica, and it combined and mixed and implemented the dry-type spray construction.
  As a result, it was possible to carry out spraying without trouble such as blockage of piping. The results are shown in Table 18.
[0085]
[Table 18]

[0086]
Experimental example19
  Cement 400kg / m³, Fine aggregate 1,490kg / m³, Coarse aggregate 378kg / m³, 160kg / m of water³A sprayed concrete was prepared by mixing 10 parts by weight of gypsum with 100 parts by weight of coarse aggregate having a fine aggregate ratio of 80% and a maximum aggregate size of 10 mm and 100 parts by weight of cement.
  10 parts by weight of the quick-setting agent composed of CA and colloidal silica shown in Table 19 are mixed with 100 parts by weight of cement in the prepared shotcrete, and mixed with a mortar mixer for 10 seconds to prepare quick-setting shotcrete. did.
  This quick setting sprayed concrete was packed in a mold, and the proof penetration resistance value and compressive strength were measured. The results are also shown in Table 19.
[0087]
[Table 19]

[0088]
Experimental example20
Except for mixing 100 parts by weight of cement, 10 parts by weight of quick setting agent, 5 parts by weight of colloidal silica, and gypsum shown in Table 20.Experimental exampleThe same as 19 was carried out. The results are also shown in Table 20.
[0089]
[Table 20]

[0090]
Experimental example21
Other than mixing 100 parts by weight of cement, quick setting agent shown in Table 21, 5 parts by weight of colloidal silica, and 10 parts by weight of gypsumExperimental exampleThe same as 19 was carried out. The results are also shown in Table 21.
[0091]
[Table 21]

[0092]
Experimental example22
Mix 100 parts by weight of cement, 5 parts by weight of colloidal silica, 10 parts by weight of quick setting agent, and 10 parts by weight of gypsum, change the unit amount of cement, and add water shown in Table 22 to 100 parts by weight of cement. Except mixedExperimental exampleThe same as 20 was carried out. The results are also shown in Table 22.
[0093]
[Table 22]

[0094]
Experimental example23
Other than mixing 100 parts by weight of cement, 5 parts by weight of colloidal silica, 10 parts by weight of quick setting agent, 10 parts by weight of gypsum, and water reducing agent shown in Table 23Experimental exampleThe same as 20 was carried out. The results are also shown in Table 23.
[0095]
[Table 23]

[0096]
Experimental example24
Prepare shotcrete by mixing 10 parts by weight of gypsum with 100 parts by weight of cement, so that 5 parts by weight of colloidal silica and 10 parts by weight of the quick-setting agent consisting of CA are prepared with respect to 100 parts by weight of cement. Except for pumping and merging and mixingExperimental exampleThe same as 14 was carried out. The results are shown in Table 24.
[0097]
[Table 24]

[0098]
Experimental example25
Except for blending the fibrous material shown in Table 25 into shotcreteExperimental exampleThe impact resistance was measured in the same manner as in No. 24. The results are also shown in Table 25.
[0099]
[Table 25]

[0100]
Experimental example26
Except for mixing ultrafine powder shown in Table 26 into shotcreteExperimental exampleIt carried out like 24 and measured the rebound rate. The results are also shown in Table 26.
[0101]
[Table 26]

[0102]
Experimental example27
Except having mixed the dust reducing agent shown in Table 27 into shotcreteExperimental exampleIt carried out like 26 and measured the dust amount and the rebound rate. The results are also shown in Table 27.
[0103]
[Table 27]

[0104]
Experimental example28
10 parts by weight of gypsum and 10 parts by weight of a quick-setting agent composed of CA are mixed with 100 parts by weight of cement to prepare dry quick setting sprayed concrete, and 5 parts by weight of colloidal silica with respect to 100 parts by weight of cement. Except that it was addedExperimental exampleSame as 18
As a result, it was possible to carry out spraying without trouble such as blockage of piping. The results are also shown in Table 28.
[0105]
[Table 28]

[0106]
Experimental example29(Reference example)
  Cement 400kg / m³, Fine aggregate 1,490kg / m³, Coarse aggregate 378kg / m³, 160kg / m of water³A sprayed concrete was prepared by mixing 10 parts by weight of gypsum with 100 parts by weight of coarse aggregate having a fine aggregate ratio of 80% and a maximum aggregate size of 10 mm and 100 parts by weight of cement.
  The prepared shotcrete is pumped 10m using a concrete pumping machine "Aliver 280", and a Y-tube supplying quick setting agent is connected to a position 1m from the discharge port of the concrete pumping machine. The Y-shaped pipe that supplies colloidal silica is connected to the position of 1m from 1 to 100 parts by weight of cement, pumping the colloidal silica to 5 parts by weight, respectively. Pumped to 10 parts by weight, mixed and mixed to form quick setting sprayed concrete, 4m³Spraying was performed under the conditions of / h and the amount of dust was measured. As a result, the dust amount is 5.2mg / m³And the spraying situation was good.
[0107]
Experimental example30
  Except for mixing 100 parts by weight of cement, 10 parts by weight of quick-setting agent made of CA, and alkali silicate shown in Table 29Experimental exampleThe same as 19 was carried out. The results are also shown in Table 29.
[0108]
[Table 29]

[0109]
Experimental example31
Except for mixing 100 parts by weight of cement, gypsum shown in Table 30, 5 parts by weight of alkali silicate, and 10 parts by weight of quick setting agent.Experimental exampleSame as 30. The results are also shown in Table 30.
[0110]
[Table 30]

[0111]
Experimental example32
Other than mixing 100 parts by weight of cement, 10 parts by weight of gypsum, 5 parts by weight of alkali silicate, and the quick setting agent shown in Table 31Experimental exampleSame as 30. The results are also shown in Table 31.
[0112]
[Table 31]

[0113]
Experimental example33
Mixing 100 parts by weight of cement, 5 parts by weight of alkali silicate, 10 parts by weight of quick setting agent and 10 parts by weight of gypsum, changing the unit amount of cement, the water shown in Table 32 for 100 parts by weight of cement Except that I mixedExperimental exampleSame as 30. The results are also shown in Table 32.
[0114]
[Table 32]

[0115]
Experimental example34
Except for mixing 100 parts by weight of cement, 10 parts by weight of gypsum, 5 parts by weight of alkali silicate, 10 parts by weight of quick setting agent, and water reducing agent shown in Table 33Experimental exampleSame as 30. The results are also shown in Table 33.
[0116]
[Table 33]

[0117]
Experimental example35
Other than mixing 100 parts by weight of cement, 10 parts by weight of gypsum, 5 parts by weight of alkali silicate, 10 parts by weight of quick setting agent, and setting retarder shown in Table 34Experimental exampleSame as 30. The results are also shown in Table 34.
[0118]
<Materials used>
Setting retarder(Circled number 3): Alkali carbonate, sodium carbonate,
[0119]
[Table 34]

[0120]
Experimental example36
Prepare shotcrete by mixing 10 parts by weight of gypsum with 100 parts by weight of cement, so that 5 parts by weight of alkali silicate and 10 parts by weight of the quick-setting agent consisting of CA are added to 100 parts by weight of cement. Except that it was pumped, mixed and mixedExperimental exampleThe same as 14 was carried out. The results are shown in Table 35.
[0121]
[Table 35]

[0122]
Experimental example37
Except for blending the fibrous material shown in Table 36 into shotcreteExperimental exampleThe impact resistance was measured in the same manner as 36. The results are also shown in Table 36.
[0123]
[Table 36]

[0124]
Experimental example38
Except for mixing ultrafine powder shown in Table 37 into shotcreteExperimental exampleIt carried out similarly to 36 and measured the rebound rate. The results are also shown in Table 37.
[0125]
[Table 37]

[0126]
Experimental example39
Other than mixing 100 parts by weight of cement, 10 parts by weight of gypsum, 5 parts by weight of alkali silicate, 10 parts by weight of quick setting agent, and the dust reducing agent shown in Table 38Experimental exampleIt carried out like 30 and measured the dust amount and the rebound rate. The results are shown in Table 38.
[0127]
[Table 38]

[0128]
Experimental example40
10 parts by weight of gypsum and 10 parts by weight of a quick-setting agent made of CA are mixed with 100 parts by weight of cement to prepare dry quick setting sprayed concrete, and 5 parts by weight of alkali silicate with respect to 100 parts by weight of cement. Except that part was addedExperimental exampleSame as 28.
As a result, it was possible to carry out spraying without trouble such as blockage of piping. The results are also shown in Table 39.
[0129]
[Table 39]

[0130]
Experimental example41(Example)
Other than using alkali silicate instead of colloidal silicaExperimental exampleSame as 29. As a result, the dust amount is 5.0mg / m³The spraying situation was good.
Experimental example42
Except for blending fine aggregate ratio of shotcrete as shown in Table 40Experimental exampleIt carried out like 24 and measured the rebound rate. The results are also shown in Table 40.
[0131]
[Table 40]

[0132]
Experimental example43
Except for the fine aggregate rate of 80% and the use of coarse aggregate with the maximum dimensions shown in Table 41Experimental exampleThe rebound rate was measured in the same manner as for No. 42. The results are also shown in Table 41.
[0133]
[Table 41]

[0134]
【The invention's effect】
  By using the spray material of the present invention, the initial setting force can be increased, and the amount of rebound and the amount of dust can be further reduced.
  Also, by using gypsum together, the initial and long-term strength development is better than conventional spray materials, so the spray thickness is reduced, the spray time is shortened, and the spray amount is reduced, which is economical. is there.
  And by adding gypsum to the cement mortar side or both the cement mortar side and the quick setting agent side, the amount of the quick setting agent can be reduced as much as possible, so it is necessary to interrupt the spraying work to replenish the quick setting agent There is no.
  Furthermore, it can be a spray material that does not contain alkali components that promote concrete deterioration or environmental degradation, and it is not necessary to contain an alkali component that promotes initial setting, so calcium aluminate is mixed with the spray concrete. It is possible to install the position to be placed in front of the discharge port.
  Therefore, the mixing property becomes good, leading to a reduction in the amount of dust, and the working environment can be made favorable.

Claims

Cement, calcium aluminate, or calcium aluminate and one or more rapid setting agents selected from the group consisting of alkali aluminate, alkali carbonate, alkali sulfate, and alkali hydroxide, and colloidal solution of alumina A spraying material comprising:

Cement, calcium aluminate, or calcium aluminate and one or more rapid setting agents selected from the group consisting of alkali aluminate, alkali carbonate, alkali sulfate, and alkali hydroxide, and alkali silicate A spray material comprising an aqueous solution.

The spray material of Claim 1 or 2 formed by mix | blending gypsum.

The spray material of Claim 3 formed by mix | blending gypsum on the quick-setting agent side.

The spraying material according to claim 1, wherein ultrafine powder is blended.

The spraying material according to claim 1, comprising a fibrous substance.

The spray material according to claim 1, wherein one or more selected from the group consisting of a water reducing agent, a setting retarder, and a dust reducing agent are blended.

A spraying method using the spraying material according to claim 1.

Cement mortar based on cement and gypsum, calcium aluminate, or calcium aluminate, and one or more types selected from the group consisting of alkali aluminate, alkali carbonate, alkali sulfate, and alkali hydroxide A spraying method characterized in that a binder and a solution selected from the group consisting of an alumina colloid solution and an aqueous alkali silicate solution are mixed separately.

The spraying method according to claim 8 or 9, wherein the fine aggregate ratio is 70% or more.

The spraying method according to one of claims 8 to 10, wherein a coarse aggregate having a maximum aggregate dimension of more than 5 mm and not more than 10 mm is used.