JP4535723B2

JP4535723B2 - 中込材

Info

Publication number: JP4535723B2
Application number: JP2003433679A
Authority: JP
Inventors: 学中田; 渡結城
Original assignee: Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005187292A

Description

本発明は、主に通信ケーブルや電力ケーブル等のケーブルの据え付けに用いる中込材に関し、特に、初期の強度発現性に優れたケーブル据え付け用の中込材に関する。

近年、高度情報化に伴い、光ファイバーケーブルや各種電気通信用ケーブル等の通信用ケーブルを据え付けることが行われている。これらの通信用ケーブルや電力ケーブル等のケーブルを据え付ける場合、内管と外管とからなる二重管の内管内にケーブルを通し、この内管と外管との間に中込材を充填・硬化させることが行われている。また、一重の管内にケーブルを通し、この管内に中込材を充填・硬化させることでケーブルを据え付けることもある。これらの中込材として提案されているものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２）。

しかし、これらの中込材は、硬化に長時間を要し、更に初期における強度発現性が悪い。このため、ケーブルの据え付け工事に長時間を要する。都市部の道路に埋設してケーブルを据え付ける場合、長時間道路を閉鎖しなければならないため、交通渋滞を長時間起してしまうという問題があった。
特開平１１−２７８４１号公報特開２０００−２８１４２１号公報

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、初期の強度発現性に優れたケーブル据え付け用の中込材を提供することを目的とする。

即ち、本発明は、以下の（１）〜（５）で表す中込材である。
（１）（Ａ）セメント１００重量部に対して１５〜８５重量部の急硬材、（Ｂ）セメント（但し、急硬成分を主体とするセメントを除く。）、（Ｃ）急硬材とセメントの合計１００重量部に対して０．０５〜５重量部の凝結遅延剤および（Ｄ）急硬材とセメントの合計１００重量部に対して３０〜７０重量部の水を含有し、
前記急硬材が、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、水ガラス、硝酸塩、亜硝酸塩、仮焼明礬を含む明礬、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム及びカルシウムアルミネート類から選ばれる一種又は二種以上であり、
前記凝結遅延剤が、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸および酒石酸等の有機酸またはその塩、ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸リチウム、重炭酸カリウム及び糖類から選ばれる一種又は二種以上であり、材齢３時間の圧縮強度が７．０Ｎ／ｍｍ ^２以上であることを特徴とするケーブル据え付け用の中込材。（２）更に、増粘剤を含有する前記（１）の中込材。（３）増粘剤がセルロースエーテルである前記（１）又は（２）の中込材。（４）前記凝結遅延剤が、クエン酸、クエン酸塩、酒石酸、酒石酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩から選ばれる一種又は二種以上である前記（１）〜（３）何れかの中込材。（５）前記急硬材が、アルミナセメントである前記（１）〜（４）何れかの中込材。

本発明によれば、初期の強度発現性に優れたケーブル据え付け用の中込材が得られる。本発明によれば、材齢３時間の圧縮強度が７．０Ｎ／ｍｍ^２以上のケーブル据え付け用の中込材が得られる。本発明の中込材は、初期における強度発現が優れているので、ケーブルの据え付けが短時間で行える。

本発明の中込材は、急硬材、セメント、凝結遅延剤および水を含有することを特徴とする。

本発明の中込材で使用する急硬材としては、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、水ガラス、硝酸塩、亜硝酸塩、仮焼明礬を含む明礬、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等の凝結促進剤、又はカルシウムアルミネート類等が挙げられる。なお、ここでカルシウムアルミネート類とは、ＣａＯをＣ、Ａｌ_２Ｏ_３をＡ、Ｎａ_２ＯをＮ、及びＦｅ_２Ｏ_３をＦとして表したとき、Ｃ_３Ａ、Ｃ_２Ａ、Ｃ_１２Ａ_７、Ｃ_５Ａ_３、ＣＡ、Ｃ_３Ａ_５、又はＣＡ_２等と表示される鉱物組成を有するカルシウムアルミネート、Ｃ_２ＡＦ及びＣ_４ＡＦ等と表示されるカルシウムアルミノフェライト、カルシウムアルミネートにハロゲンが固溶又は置換したＣ_３Ａ_３・ＣａＦ_２やＣ_１１Ａ_７・ＣａＦ_２等と表示されるカルシウムフロロアルミネートを含むカルシウムハロアルミネート、Ｃ_８ＮＡ_３やＣ_３Ｎ_２Ａ_５等と表示されるカルシウムナトリウムアルミネート、カルシウムリチウムアルミネート、アルミナセメント、太平洋セメント社製「ジェットセメント」（商品名）や住友大阪セメント社製「ジェットセメント」（商品名）等の超速硬セメント、並びにＣ_３Ａ_３・ＣａＳＯ_４等と表示されるカルシウムサルホアルミネートを総称するものである。このカルシウムアルミネート類は、結晶質のもの、非結晶質のもの及び非晶質と結晶質が混在したもののいずれも使用可能であり、前記カルシウムアルミネート類のうち一種又は二種以上を使用することが可能である。本発明で使用する急硬材としては、カルシウムアルミネート類が好ましく、アルミナセメントがより好ましい。

急硬材の含有量は、セメント１００重量部に対して、１５〜８５重量部が、初期における中込材の圧縮強度が大きく、且つ中込材が流動性を有する時間が長いので好ましい。更に好ましくは、２９〜７０重量部である。１５重量部未満の場合、初期の強度が低く、材齢３時間で強度発現しないことがある。８５重量部を超える場合、中込材が流動性を有する時間が短いので、中込材をケーブル据え付け用管に充填できない虞がある。

本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱及び中庸熱等の各種ポルトランドセメント、エコセメント、並びにこれらポルトランドセメント又はエコセメントに、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフューム又は石灰石微粉末等を混合した各種混合セメント等が挙げられ、これらを一種単独で又は二種以上併用して用いることができる。ここで云うセメントは、カルシウムアルミネート類等の急硬成分を主体とするセメント、例えばアルミナセメント並びに太平洋セメント社製「ジェットセメント」（商品名）や住友大阪セメント社製「ジェットセメント」（商品名）等の超速硬セメントは含まれず、これらは前記急硬材に含まれる。中込材が流動性を有する時間が長く且つ初期の強度発現が高いことから、セメントとして普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメント或いは普通ポルトランドセメント及び早強ポルトランドセメントを混合したものが好ましい。

本発明で使用する凝結遅延剤とは、中込材の適切な可使時間を得るために用いるものであり、水硬性物質の凝結に遅延作用を及ぼすものであれば特に限定されるものではなく、例えば、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸および酒石酸等の有機酸またはその塩、ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸リチウム、重炭酸カリウム等の無機塩、糖類等が挙げられ、これらのうちの一種又は二種以上が使用可能である。特にクエン酸、クエン酸塩、酒石酸、酒石酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩から選ばれる一種又は二種以上を用いると、中込材が流動性を有する時間が長く且つ初期の強度発現が高いことから好ましい。

凝結遅延剤の含有量は、急硬材とセメントの合計１００重量部に対して、０．０５〜５重量部が好ましい。０．０５重量部未満では、中込材が流動性を有する時間が短い。５重量部を超えると中込材が硬化しなくなる場合がある。０．１〜３重量部がより好ましい。

本発明で使用する水は、水道水が推奨されるが特に限定されるものではない。水の含有量は、急硬材とセメントの合計１００重量部に対して３０〜７５重量部が好ましい。３０重量部未満であると中込材の流動性が得られ難く、流動性を有する時間も短い。７５重量部を超えると、中込材の硬化体の強度が低くなるので好ましくない。更に好ましくは、急硬材とセメントの合計１００重量部に対して３５〜７０重量部とする。

本発明の中込材には、急硬材、セメント、細骨材、凝結遅延剤及び水以外に、細骨材、粗骨材、混和剤及び混和材等の添加材の一種又は二種以上を本発明の効果を損なわない範囲で併用することができる。この添加材としては、例えば高性能減水剤，高性能ＡＥ減水剤、ＡＥ減水剤及び流動化剤を含む減水剤、急結剤、セメント用ポリマー、発泡剤、起泡剤、防水剤、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、保水剤、顔料、繊維、撥水剤、白華防止剤、消泡剤、川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、スラグ細骨材、川砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、再生粗骨材、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石粉、シリカフューム、火山灰等が挙げられる。特に、増粘剤が本発明の中込材に含まれると、材料分離を起し難くブリーディング水が発生し難いので、本発明の中込材に増粘剤を含有することが好ましい。増粘剤がセルロースエーテルであるとこの効果が高いので、本発明の中込材にセルロースエーテルを含有することが特に好ましい。ブリーディング水が発生すると、ケーブル据え付け用管と硬化した本発明の中込材との間に一部隙間が生じる。

本発明の中込材は、好ましくは、細骨材を含有するものとする。細骨材を含むことによって、硬化時及び硬化後の体積変化を小さくすることができるので好ましい。本発明で使用できる細骨材は特に限定されず、例えば、川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、スラグ細骨材などの使用が可能であるが、ＪＩＳＡ５００５「コンクリート用砕石および砕砂」を満たす細骨材を使用するのが、初期の強度発現が高いことから好ましい。

本発明の中込材は、ケーブル据え付け用管内に充填して用いる。このケーブル据え付け用管は、一重の管でも良いし、内管と外管とからなる二重管でも良い。また、上部が開いている函でも良い。また、管の材質は特に限定無く使用することが可能であり、例えば鋼、コンクリート、鋳鉄、陶磁器、樹脂、紙等が挙げられる。二重管の場合、通常は、内管と外管の間に本発明の中込材を充填する。また、ケーブル据え付け用管内にケーブルを通し、該管内に本発明の中込材を充填し、該ケーブルを固定及び保護することもある。

［実施例１］
表１に示す配合の中込材を作製し、中込材の品質試験として流動性保持時間及び材齢３時間の圧縮強度を測定した。その結果を表２に示す。このときの使用材料、中込材の作製方法及び品質試験方法を以下に示す。なお、表１の各中込材は、急硬材とセメントの合計１００重量部に対して１重量部の減水剤と０．０２重量部の増粘剤を配合して作製した。
＜使用材料＞
急硬材：アルミナセメント（商品名「セカール５１ＢＴ」，ラファージュアルミネート社製）
セメント：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
細骨材：石灰石砕砂（粗粒率；２．８０，比重；２．７）
水：水道水
凝結遅延剤：Ａ；クエン酸（市販試薬）
Ｂ；クエン酸（市販試薬）１００重量部と炭酸ナトリウム（市販試薬）５０重量部の混合物
減水剤：ナフタレンスルホン酸塩系高性能減水剤（商品名「マイティ１００」，花王社製）
増粘剤：セルロースエーテル（信越化学工業社製）
＜作製方法＞
水を練り混ぜ用の金属製円筒缶内に投入し、予め混合しておいた水以外の材料を、１１００ｒ．ｐ．ｍ．のハンドミキサで攪拌しながら３０秒間で該円筒缶内に投入し、その後９０秒間更に練り混ぜ、中込材を作製した。
＜品質試験方法＞
・流動性保持時間の測定
作製した中込材約０．５リットルを容量１リットルのポリビーカーに移して静置し、ポリビーカーを横にして流れなくなるまでの時間を測定し、流動性保持時間とした。なお、試験は室温２０℃、湿度８０％の恒温室で実施した。
・圧縮強度試験
土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｇ５０５「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法」に準じ、材齢３時間の圧縮強度を測定した。このとき、水とセメントの接触開始から３時間後を、材齢３時間とした。

表２の結果から、本発明の中込材は、材齢３時間の強度が７．０Ｎ／ｍｍ^２以上であるので、３時間以内と短時間でケーブルを据え付け得ることがわかる。なお、材齢３時間において、配合Ｎｏ．１１及び１３の中込材は、未硬化であった。また、配合Ｎｏ．１２の中込材は、練り混ぜ終了前に流動性を失っていた。

［実施例２］
内径２００ｍｍ、高さ１０００ｍｍ、厚さ４．５ｍｍの紙製外管と内径１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍ、厚さ１０．４ｍｍのポリエチレン樹脂製内管とからなる二重管を鉛直に立て、内管内に電気コードを通し、実施例１で用いた配合Ｎｏ．５、６、１１及び１２の中込材を、内管と外管との間に充填した。各中込材の充填性を確認し、内管と外管との間に充填できたものを○と、できなかったものを×と評価した。また、水とセメントの接触開始から３時間後における中込材の硬化の有無を中込材の表面を指で触り確認した。この試験結果を表３に示す。なお、試験は室温２０℃、湿度８０％の恒温室で実施した。

表３の試験結果より、本発明の中込材（配合Ｎｏ．５及び６）は、水とセメントの接触開始から３時間後において硬化していたが、比較例の配合Ｎｏ．１１の中込材は水とセメントの接触開始から３時間後において未硬化であった。また、凝結遅延材剤が含有していない配合Ｎｏ．１２の中込材を用いたものは、該中込材を内管と外管との間に充填できなかった。試験時に、本発明の中込材（配合Ｎｏ．５及び６）にはブリーディング水は発生しなかったが、比較例の配合Ｎｏ．１１の中込材にはブリーディング水が発生した。

本発明の中込材を使用することにより、従来と比べ、通信ケーブル、電力ケーブル等のケーブル据え付けにかかる工事時間を短縮することが可能となった。特に、都市部の道路に埋設してケーブルを据え付ける場合に本発明の中込材を用いると、道路を閉鎖する時間を従来に比べて短縮できる。

Claims

（Ａ）セメント１００重量部に対して１５〜８５重量部の急硬材、（Ｂ）セメント（但し、急硬成分を主体とするセメントを除く。）、（Ｃ）急硬材とセメントの合計１００重量部に対して０．０５〜５重量部の凝結遅延剤および（Ｄ）急硬材とセメントの合計１００重量部に対して３０〜７０重量部の水を含有し、
前記急硬材が、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、水ガラス、硝酸塩、亜硝酸塩、仮焼明礬を含む明礬、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム及びカルシウムアルミネート類から選ばれる一種又は二種以上であり、
前記凝結遅延剤が、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸および酒石酸等の有機酸またはその塩、ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸リチウム、重炭酸カリウム及び糖類から選ばれる一種又は二種以上であり、
材齢３時間の圧縮強度が７．０Ｎ／ｍｍ ^２以上であることを特徴とするケーブル据え付け用の中込材。
更に、増粘剤を含有する請求項１記載の中込材。
増粘剤がセルロースエーテルである請求項１又は２記載の中込材。
前記凝結遅延剤が、クエン酸、クエン酸塩、酒石酸、酒石酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩から選ばれる一種又は二種以上である請求項１〜３何れか記載の中込材。
前記急硬材が、アルミナセメントである請求項１〜４何れか記載の中込材。