JP4537044B2 - Spraying method - Google Patents

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Description

本発明は、道路、鉄道、及び導水路等のトンネルや法面等において、露出した地山面に急結性のコンクリートを吹付ける際に使用する吹付け材料、急結性吹付けセメントコンクリート、及びそれを用いた吹付け工法に関する。   The present invention is a spray material used when spraying rapid setting concrete on exposed ground surfaces in tunnels and slopes such as roads, railways, and conduits, rapid setting spray cement concrete, And a spraying method using the same.

本発明でいうセメントコンクリートとは、セメントペースト、モルタル、及びコンクリートの総称である。本発明における部や%は特に規定しない限り質量基準で示す。   The cement concrete referred to in the present invention is a general term for cement paste, mortar, and concrete. Unless otherwise specified, parts and% in the present invention are shown on a mass basis.

トンネルの掘削作業等において露出した地山の崩落を防止するために、粉体又は液体の急結剤をコンクリートに混合した急結性吹付けセメントコンクリートを吹付けて、厚さ数cm〜数十cmのライニングを形成する吹付け工法(NATM工法)が広く用いられている(特許文献1〜3等参照)。   In order to prevent the collapse of exposed ground in tunnel excavation work, etc., a quick setting spray cement concrete in which a powder or liquid quick setting agent is mixed with concrete is sprayed to a thickness of several centimeters to several tens A spraying method (NATM method) for forming a lining of cm is widely used (see Patent Documents 1 to 3, etc.).

吹付け工法で使用するセメントとしては、急結性や初期強度発現性等の観点から普通ポルトランドセメントが多用されている。   As a cement used in the spraying method, ordinary Portland cement is frequently used from the viewpoint of quick setting and initial strength development.

近年、廃棄物を再利用する廃棄物循環型社会構築の気運が高まっており、フライアッシュの使用が「資源の有効な利用の促進に関する法律」(平成三年法律第四十八号、指定副産物としての石炭灰の有効利用の促進)等の形で推奨され、フライアッシュを混合した混合セメントにおいても、急結性や初期強度発現性の優れる材料の開発が待たれていた。   In recent years, there has been an increase in the spirit of building a recycling-based society that reuses waste. The promotion of effective utilization of coal ash as a component) is recommended, and the development of a material with excellent quick setting and initial strength development has been awaited even in mixed cement mixed with fly ash.

酸性の地質を有する地域では、耐久性向上の観点から、耐酸性に優れる吹付け材料が望まれている。   In an area having acidic geology, a spray material excellent in acid resistance is desired from the viewpoint of improving durability.

一方、廃棄物循環型社会の構築の観点から、セメント原料として、都市型廃棄物を利用したリサイクル型セメント(以下、エコセメントという)が開発された(特許文献4及び非特許文献1等参照)。
特公昭60−004149号公報 特開平09−019910号公報 特開平10−087358号公報 特開平07−165446号公報 JIS規格書 JIS R 5214:2002号(日本規格協会)
On the other hand, from the viewpoint of building a waste recycling society, recycled cement (hereinafter referred to as eco-cement) using urban waste has been developed as a cement raw material (see Patent Document 4 and Non-Patent Document 1, etc.). .
Japanese Patent Publication No. 60-004149 JP 09-019910 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-087358 JP 07-165446 A JIS standard JIS R 5214: 2002 (Japan Standards Association)

新規の吹付け材料、急結性セメントコンクリート、及び吹付け工法を提供する。     Provide new spraying materials, quick setting cement concrete, and spraying method.

即ち、本発明は、(1−1)速硬型エコセメント中のカルシウムアルミノフェライト及び11CaO・7Al 2 O 3 ・CaCl 2 の含有量が、速硬型エコセメント100部中、12部以上である速硬型エコセメント及び(1−2)フライアッシュを含有する(1)混合セメント100部中、ブレーン比表面積値が3,000cm2/g以上であるフライアッシュの含有量が5〜30部である混合セメント330〜600kg/m3及び水/混合セメント比が40〜65%の水を添加してなる吹付け用セメントコンクリートと、(2−1)カルシウムアルミネートを30〜70部、(2−2)pHが8以下の石膏を70〜30部、及び、(2−3)急結剤100部中、R2O/Al2O3比が0.65〜1.2であるアルカリ金属アルミン酸塩1〜20部を含有してなる(2)急結剤とを吹付け直前に混合してなる急結性吹付けセメントコンクリートを吹付けることを特徴とする吹付け工法であり、吹付け用セメントコンクリートが骨材を添加してなることを特徴とする該吹付け工法であり、吹付け工法が湿式吹付け工法であることを特徴とする該吹付け工法であり、急結性吹付けセメントコンクリートが耐酸性急結性吹付けセメントコンクリートであることを特徴とする該吹付け工法である。 That is, the present invention is: (1-1) The content of calcium aluminoferrite and 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaCl 2 in fast-curing ecocement is 12 parts or more in 100 parts of fast-curing ecocement. The content of fly ash having a brain specific surface area value of 3,000 cm 2 / g or more is 5-30 parts in 100 parts of fast cemented eco-cement and (1-2) fly ash (1) mixed cement. Cement concrete for spraying obtained by adding 330 to 600 kg / m 3 of mixed cement and water having a water / mixed cement ratio of 40 to 65%, (2-1) 30 to 70 parts of calcium aluminate, (2- 2) 70 to 30 parts of gypsum having a pH of 8 or less, and (2-3) alkali metal aluminate 1 to 100 parts of quick setting agent having an R 2 O / Al 2 O 3 ratio of 0.65 to 1.2 comprising 20 parts (2) quick-setting property spray cement concrete obtained by mixing and quick-setting admixture to spray just before It is a spraying method characterized by spraying, and the spraying concrete method is characterized by adding aggregate to the cement concrete for spraying, and that the spraying method is a wet spraying method. This spraying method is characterized in that the quick setting spray cement concrete is an acid-resistant quick setting spray cement concrete.

本発明の吹付け材料及びそれを用いた吹付け工法を用いることにより、産業副産物であるフライアッシュを使用しても、高い急結性と低リバウンド率を付与することが可能となり、吹付け材料の水和硬化体は耐酸性を有する等の効果を奏する。   By using the spraying material of the present invention and the spraying method using the same, it is possible to provide high quick setting and low rebound rate even when using fly ash which is an industrial by-product. The hydrated cured product has the effect of having acid resistance.

エコセメントとは、JIS R 5214規格に規定された都市型廃棄物を原料として製造されるもので、都市型廃棄物や下水汚泥等を主原料として製造されるセメントの総称である。   Eco-cement is a generic name for cement that is produced using municipal waste as defined in the JIS R 5214 standard as a raw material, and is produced using municipal waste or sewage sludge as the main raw material.

エコセメントには、大別して、普通型エコセメントと速硬型エコセメントがある。エコセメントは、CaOをC、Al2O3をA、SiO2をS,Fe2O3をFと略記したときに、C3S、C2S等で示されるカルシウムシリケート、フェライト系化合物(C4AF)、アルミネート系化合物(C3A)等を成分として含有するものである。 There are two types of ecocement: normal ecocement and fast-cure ecocement. Ecocements are calcium silicates and ferrite compounds represented by C 3 S, C 2 S, etc. when CaO is abbreviated as C, Al 2 O 3 as A, SiO 2 as S, and Fe 2 O 3 as F. C 4 AF), aluminate compound (C 3 A) and the like are contained as components.

普通型エコセメントは普通ポルトランドセメントに比べてFe2O3含有量が多く、間隙相の主体はC4AF相などのカルシウムアルミノフェライトである。 Ordinary eco-cement has a higher Fe 2 O 3 content than ordinary Portland cement, and the main component of the interstitial phase is calcium aluminoferrite such as C 4 AF phase.

速硬型エコセメントは普通型エコセメントよりも塩素含有量が高く、アルミネート系化合物の主体が11CaO・7Al2O3・CaCl2である点で相違している。 Rapid-eco cement high chlorine content than ordinary eco cement, subject of aluminate-based compound are different in that they are 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaCl 2.

エコセメント中のカルシウムアルミノフェライト及びカルシウムアルミネート化合物の含有量の合計は特に限定されないが、リサイクル型セメント100部中、12部以上であることが好ましい。カルシウムアルミノフェライト及びカルシウムアルミネートの含有量が少ないと優れた急結性が得られない場合がある。   The total content of calcium aluminoferrite and calcium aluminate compound in eco-cement is not particularly limited, but is preferably 12 parts or more in 100 parts of recycled cement. If the content of calcium aluminoferrite and calcium aluminate is low, excellent quick setting may not be obtained.

本発明で使用するフライアッシュは、石炭火力発電所で微粉炭を燃焼する際に溶融された灰分が冷却されてなる球状粒子を主体とした粉末であり、これを電気集塵機等で捕集した副産物である。フライアッシュは品質にばらつきがあるため、JIS A 6201に規定される品質のものが好ましく、II種相当品以上の品質がより好ましい。   The fly ash used in the present invention is a powder mainly composed of spherical particles formed by cooling ash that is melted when pulverized coal is burned in a coal-fired power plant, and a by-product collected by an electric dust collector or the like. It is. Since fly ash varies in quality, the quality specified in JIS A 6201 is preferred, and the quality equivalent to or higher than the Class II equivalent is more preferred.

フライアッシュは比重2.0〜2.3、ブレーン比表面積値(以下、ブレーン値という)が3,000cm2/g以上、平均粒経が10〜100μmのものを使用することが好ましい。フライアッシュの比重、粒径が上記範囲外では、耐酸性や低温での初期強度発現性が不足する場合がある。 It is preferable to use fly ash having a specific gravity of 2.0 to 2.3, a brain specific surface area value (hereinafter referred to as a brain value) of 3,000 cm 2 / g or more, and an average particle size of 10 to 100 μm. If the specific gravity and particle size of fly ash are outside the above ranges, acid resistance and initial strength development at low temperatures may be insufficient.

フライアッシュの使用量は、エコセメントとフライアッシュからなる混合セメント100部中、5〜30部が好ましく、10〜20部がより好ましい。フライアッシュ使用量が少ないと耐酸性が不足する場合や、硬化体中の塩素含有量が低減しない場合があり、フライアッシュ使用量が過剰では低温時の初期強度発現性が不足する場合がある。   The amount of fly ash used is preferably 5 to 30 parts, more preferably 10 to 20 parts, in 100 parts of mixed cement composed of ecocement and fly ash. If the amount of fly ash used is small, the acid resistance may be insufficient, or the chlorine content in the cured product may not be reduced. If the amount of fly ash used is excessive, the initial strength development at low temperatures may be insufficient.

急結剤はカルシウムアルミネート又はアルカリ金属アルミン酸塩を含有するものであれば特に限定されないが、カルシウムアルミネートと石膏を含有するものが好ましく、更にアルカリ金属アルミン酸塩を添加したものを用いることがより好ましい。   The quick setting agent is not particularly limited as long as it contains calcium aluminate or alkali metal aluminate, but preferably contains calcium aluminate and gypsum, and further uses alkali metal aluminate added. Is more preferable.

カルシウムアルミネートは、CaO原料やAl2O3原料等の混合物をキルン又は電気炉等で熱処理をし、粉砕して得られるものである。CaOをC、Al2O3をA、及びSiO2をSと略記すると、例えば、C3A、C12A7、C11A7・CaF2、11CaO・7Al2O3・CaCl2、C2AS、CA、及びCA2等と標記される組成の結晶質や、CmAn(m,nは正数)等の組成で示される非晶質であり、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。カルシウムアルミネートはアルカリ金属(Li,Na,K等)、Mg、Si、Cl等を含有してもよい。 Calcium aluminate is obtained by heat-treating a mixture of a CaO raw material, an Al 2 O 3 raw material, and the like in a kiln or an electric furnace and pulverizing. CaO is C, Al 2 O 3 is A, and SiO 2 is abbreviated as S. For example, C 3 A, C 12 A 7 , C 11 A 7 · CaF 2 , 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaCl 2 , C 2 Crystalline composition of AS, CA, CA 2 etc. or amorphous such as CmAn (m and n are positive numbers) etc., and use one or more of these together It is possible. Calcium aluminate may contain alkali metals (Li, Na, K, etc.), Mg, Si, Cl, etc.

カルシウムアルミネートのCaO/Al2O3モル比は特に限定されないが、CaO/Al2O3モル比が1以上であることが好ましく、1.5〜3であることがより好ましい。CaO/Al2O3モル比が上記範囲外では急結性が不足することがある。 The CaO / Al 2 O 3 molar ratio of calcium aluminate is not particularly limited, but the CaO / Al 2 O 3 molar ratio is preferably 1 or more, more preferably 1.5 to 3. If the CaO / Al 2 O 3 molar ratio is outside the above range, the quick setting property may be insufficient.

カルシウムアルミネートの粒度や粒度分布は特に限定されないが、ブレーン値で4,000cm2/g以上が好ましく、6,000cm2/g以上がより好ましい。カルシウムアルミネートの粒度が粗いと急結性が不足することがある。 Without limitation calcium aluminate particle size and particle size distribution are particularly preferably 4,000 cm 2 / g or more in Blaine value, 6,000 2 / g or more is more preferable. If the calcium aluminate has a coarse particle size, quick setting may be insufficient.

石膏は、無水石膏、半水石膏、及び二水石膏等が挙げられ、これらの石膏のうちの一種又は二種以上が使用可能である。   Examples of gypsum include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum, and one or more of these gypsum can be used.

無水石膏には、弗酸副生無水石膏や天然無水石膏が含まれる。石膏を水に浸漬させたときのpHは、8以下の弱アルカリから酸性のものが好ましい。pHが高い場合、初期の強度発現性が充分に得られない場合がある。   Anhydrite includes hydrofluoric acid by-product anhydrous gypsum and natural anhydrous gypsum. The pH when gypsum is immersed in water is preferably from 8 or less weak alkali to acidic. If the pH is high, the initial strength development may not be sufficiently obtained.

ここでいう石膏のpHとは、イオン交換水100g中に1g石膏を添加してなる希釈スラリーの20℃におけるpHを、イオン交換電極等で測定した値を指す。   Here, the pH of gypsum refers to a value obtained by measuring the pH at 20 ° C. of a dilute slurry obtained by adding 1 g of gypsum in 100 g of ion exchange water with an ion exchange electrode or the like.

石膏の粒度は、粒度が細かいほど強度発現性が良く、ブレーン値で3,000cm2/g以上が好ましく、5,000cm2/g以上がより好ましい。 The particle size of the gypsum, particle size as the development of strength is good fine, preferably 3,000 cm 2 / g or more in Blaine value, 5,000 cm 2 / g or more is more preferable.

カルシウムアルミネートと石膏の配合は特に限定されないが、カルシウムアルミネート30〜70部、石膏70〜30部とすることが好ましい。急結剤中のカルシウムアルミネートが不足するか石膏が過剰の場合にはと急結性が得られない場合があり、カルシウムアルミネートが過剰又は石膏が不足した場合は長期強度発現性が得られない場合がある。   The blend of calcium aluminate and gypsum is not particularly limited, but is preferably 30 to 70 parts calcium aluminate and 70 to 30 parts gypsum. If calcium aluminate in the quick setting agent is insufficient or gypsum is excessive, quick setting may not be obtained, and if calcium aluminate is excessive or gypsum is insufficient, long-term strength development is obtained. There may not be.

アルカリ金属アルミン酸塩は、アルミナ原料とアルカリ金属原料を混合して焼成する方法や、水中でアルミナ原料とアルカリ金属水酸化物とを混合して反応させる方法等により得られるものである。アルカリ金属としては、通常ナトリウムやカリウムが使用される。アルカリ金属アルミン酸塩は粉体状のものと溶液状のものが存在し、いずれも使用できるが、カルシウムアルミネートとの併用が容易な粉体状のものを使用することが好ましい。   The alkali metal aluminate is obtained by a method in which an alumina raw material and an alkali metal raw material are mixed and fired, a method in which an alumina raw material and an alkali metal hydroxide are mixed and reacted in water, and the like. As the alkali metal, sodium or potassium is usually used. Alkali metal aluminates exist in a powder form and in a solution form, and both can be used, but it is preferable to use a powder form that can be easily used together with calcium aluminate.

アルカリ金属アルミン酸塩のR2O(Rはアルカリ金属)とAl2O3のモル比は特に限定されないが、R2O/Al2O3比が0.65〜1.2であることが好ましく、0.8〜1.1がより好ましい。R2O/Al2O3比が小さいと優れた急結性が得られない場合があり、R2O/Al2O3比が大きいと長期強度発現性が損なわれる場合がある。 The molar ratio of alkali metal aluminate R 2 O (R is alkali metal) and Al 2 O 3 is not particularly limited, but the R 2 O / Al 2 O 3 ratio is preferably 0.65 to 1.2, 0.8 to 1.1 is more preferable. If the R 2 O / Al 2 O 3 ratio is small, an excellent quick setting property may not be obtained, and if the R 2 O / Al 2 O 3 ratio is large, the long-term strength development property may be impaired.

アルカリ金属アルミン酸塩の粒度はカルシウムアルミネートや石膏と同等か、それ以上であることが急結性を向上させる観点から好ましい。   The particle size of the alkali metal aluminate is preferably equal to or higher than that of calcium aluminate or gypsum from the viewpoint of improving quick setting.

アルカリ金属アルミン酸塩の配合量は特に限定されないが、急結剤100部中、1〜20部が好ましい。アルカリ金属アルミン酸塩の配合量が5部未満ではより優れた急結性が得られない場合があり、20部を超えると急結性状が損なわれる場合がある。   The blending amount of the alkali metal aluminate is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 parts in 100 parts of the quick setting agent. If the blending amount of the alkali metal aluminate is less than 5 parts, better quick setting may not be obtained, and if it exceeds 20 parts, the quick setting may be impaired.

本発明では、アルカリ金属炭酸塩、生石灰、消石灰、及び水酸化アルミニウム等も併用可能であり、混合セメント側、急結材側のいずれにも添加可能であるが、混合セメント側に添加することが好ましい。   In the present invention, alkali metal carbonate, quick lime, slaked lime, aluminum hydroxide and the like can be used in combination, and can be added to either the mixed cement side or the quick setting material side, but can be added to the mixed cement side. preferable.

急結剤の使用量は、エコセメントとフライアッシュからなる混合セメント100部に対して、2〜15部が好ましい。急結剤の使用量が少ないと優れた凝結性状が発揮されない場合があり、急結剤が過剰の場合には長期強度発現性が悪くなる場合がある。   The use amount of the quick setting agent is preferably 2 to 15 parts with respect to 100 parts of the mixed cement composed of ecocement and fly ash. If the amount of the rapid setting agent is small, the excellent setting properties may not be exhibited. If the rapid setting agent is excessive, the long-term strength development property may be deteriorated.

骨材及び水を含有する吹付け用セメントコンクリート中の混合セメントの使用量は特に限定されないが、330〜600kg/m3が好ましい。水/混合セメント比は特に限定されないが、40〜65%が好ましい。混合セメントの使用量や水/混合セメント比がこの範囲外では施工性や耐久性が損なわれる場合がある。 Although the usage-amount of the mixed cement in the cement concrete for spraying containing an aggregate and water is not specifically limited, 330-600 kg / m < 3 > is preferable. The water / mixed cement ratio is not particularly limited but is preferably 40 to 65%. If the amount of mixed cement used or the water / mixed cement ratio is outside this range, the workability and durability may be impaired.

吹付け用セメントコンクリートのスランプ値は15cm以上が好ましく、20cm以上がより好ましい。吹付け用セメントコンクリートの流動性が高いほど短時間で多量の吹付けが可能となり、作業効率が高くなる。   The slump value of the cement concrete for spraying is preferably 15 cm or more, more preferably 20 cm or more. The higher the fluidity of the sprayed cement concrete, the more spraying is possible in a short time, and the work efficiency becomes higher.

吹付け工法は特に限定されず、一般的に行われている湿式吹付工法及び乾式吹付工法等が使用可能である。乾式工法は、セメント、粉体急結剤、及びフライアッシュ等の粉体材料と骨材をドライミックスして空練りし、吹付け直前で水と合流混合する方法である。湿式工法は、混合セメント及び水等を混練してなる吹付け用セメントコンクリートに、吹き付け直前で急結剤を合流混合する方法である。   The spraying method is not particularly limited, and a commonly used wet spraying method and dry spraying method can be used. The dry construction method is a method in which a powder material such as cement, a powder quick-setting agent, and fly ash and an aggregate are dry-mixed and kneaded, and then mixed and mixed with water immediately before spraying. The wet construction method is a method in which a rapid setting agent is merged and mixed immediately before spraying into cement concrete for spraying obtained by kneading mixed cement and water.

本発明の吹付け用セメントコンクリートは、pH調整剤、分散剤、安定化剤、防凍剤、水溶性促進剤、AE剤、減水剤、AE減水剤、凝結遅延剤、増粘剤、繊維、及び微粉等の添加剤を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが可能である。これらの添加剤の添加方法は特に限定されず、吹付け用セメントコンクリート側に添加する方法、急結材に添加する方法などが挙げられる。   The cement concrete for spraying of the present invention comprises a pH adjuster, a dispersant, a stabilizer, an antifreeze agent, a water solubility promoter, an AE agent, a water reducing agent, an AE water reducing agent, a setting retarder, a thickener, a fiber, and Additives such as fine powder can be used in combination as long as the object of the present invention is not substantially inhibited. The addition method of these additives is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding to the spray cement concrete side and a method of adding to the quick setting material.

急結剤を吹付け用セメントコンクリートに混合する方法としては、Y字管等を用いて吹付け直前に混合することが好ましい。吹付け用セメントコンクリートと急結剤を合流混合させ、急結性吹付けセメントコンクリートが吐出されるまでの時間を10秒以内とすることが好ましく、2秒以内がより好ましい。   As a method of mixing the quick setting agent with the cement concrete for spraying, it is preferable to mix immediately before spraying using a Y-shaped tube or the like. It is preferable that the cement cement concrete for spraying and the rapid setting agent are mixed and mixed, and the time until the quick setting spray cement concrete is discharged is preferably within 10 seconds, and more preferably within 2 seconds.

本発明の吹付け方法の使用形態として、例えばトンネル又は法面等の地山に直接吹付ける方法や、鉄筋のフレーム骨格に吹き付ける方法が挙げられる。   Examples of usage of the spraying method of the present invention include a method of spraying directly on a ground such as a tunnel or a slope, and a method of spraying on a frame skeleton of a reinforcing bar.

フレーム骨格とは、金網、鉄筋、及び鉄骨等を立体的に組み合わせて壁面に固定したものであり、該フレーム骨格に急結性吹付けセメントコンクリートを吹付け、鉄筋類含有セメントコンクリートフレームとする。   The frame skeleton is a structure in which a wire mesh, a reinforcing bar, a steel frame, and the like are three-dimensionally combined and fixed to a wall surface.

エコセメント100部及びフライアッシュ15部からなる混合セメントを用い、混合セメント単位量450kg/m3、混合セメント/砂比(C/S)=1/3、水/混合セメント比(W/C)=60%とした吹付け用モルタルを調製した。調製したモルタル中の混合セメント100部に対して、表1に示す急結剤を8部使用して急結性吹付けモルタルとし、試験環境温度は20℃で、プロクター貫入抵抗を測定した。結果を表1に併記する。
<使用材料>
フライアッシュ:北陸電力(株)、ブレーン値3,600cm2/g
エコセメント:太平洋セメント社製、商品名エコセメント(速硬型)、太平洋セメント社製、化合物組成はC3S 44%、C2S 10%、SO3 9%、C4AF 8%、C11A7・CaCl2 17%
カルシウムアルミネート:C12A7組成、非晶質、ブレーン値8,000cm2/g
石膏 :無水石膏、一級試薬、ブレーン値6,000cm2/g、pH7.2
アルミン酸塩:アルミン酸ナトリウム、一級試薬、ブレーン値4,000cm2/g、Na2O/Al2O3=0.9
砂 :新潟県姫川産川砂、比重2.62
水 :水道水
<測定方法>
プロクター貫入抵抗:凝結性状の確認、ASTM C 403「貫入抵抗によるコンクリートの凝結時間試験方法」に準拠。試験環境温度20℃。モルタル及び急結剤を混合後1分及び3分の凝結性状を評価した。
Using mixed cement consisting of 100 parts of eco-cement and 15 parts of fly ash, mixed cement unit amount 450kg / m 3 , mixed cement / sand ratio (C / S) = 1/3, water / mixed cement ratio (W / C) A spraying mortar with 60% was prepared. With respect to 100 parts of the mixed cement in the prepared mortar, 8 parts of the quick setting agent shown in Table 1 was used to form a quick setting spray mortar, the test environment temperature was 20 ° C., and the Procter penetration resistance was measured. The results are also shown in Table 1.
<Materials used>
Fly ash: Hokuriku Electric Power Co., Inc., Brain value 3,600cm 2 / g
Eco Cement: Taiheiyo Cement Co., Ltd., trade name Eco Cement (fast-curing type), Taiheiyo Cement Co., Ltd., compound composition: C 3 S 44%, C 2 S 10%, SO 3 9%, C 4 AF 8%, C 11 A 7・ CaCl 2 17%
Calcium aluminate: C 12 A 7 composition, amorphous, brain value 8,000cm 2 / g
Gypsum: anhydrous gypsum, first grade reagent, brain value 6,000cm 2 / g, pH7.2
Aluminate: sodium aluminate, first grade reagent, brain value 4,000 cm 2 / g, Na 2 O / Al 2 O 3 = 0.9
Sand: River sand from Himekawa, Niigata Prefecture, specific gravity 2.62
Water: Tap water <Measurement method>
Proctor penetration resistance: Confirmation of setting properties, conforms to ASTM C 403 "Concrete setting time test method by penetration resistance". Test environment temperature 20 ℃. The setting properties of 1 minute and 3 minutes after mixing mortar and quick setting agent were evaluated.

Figure 0004537044
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注:(1)カルシウムアルミネート、石膏、及びアルミン酸塩は(部)
(2)プロクター貫入抵抗は(N/mm2)
Note: (1) Calcium aluminate, gypsum, and aluminate are (part)
(2) Procter penetration resistance is (N / mm 2 )

表1の実験No.1-10で用いた急結剤を使用し、エコセメントと、表2に示す量のフライアッシュとを混合した混合セメントを使用し、試験環境温度は20℃で耐酸性試験を行ったこと以外は実施例1と同様に試験した。比較のため、混合セメントの代わりに普通ポルトランドセメントを使用した場合についても同様に試験した。結果を表2に併記する。
<使用材料>
普通ポルトランドセメント:JISR 5214準拠品、C3S 54%、C3A 9%、C2S 21%、SO3 3%、C4AF 9%
<試験項目>
重量変化率:耐酸性試験、硬化体を水中にて28日間養生した後、5%の濃度の硫酸水溶液に28日間浸漬させ、浸漬前後の重量変化を測定
Using the quick-setting agent used in Experiment No. 1-10 in Table 1, mixed cement made by mixing ecocement and the amount of fly ash shown in Table 2, with a test environment temperature of 20 ° C and acid resistance The test was performed in the same manner as in Example 1 except that the test was performed. For comparison, the same test was performed when ordinary Portland cement was used instead of mixed cement. The results are also shown in Table 2.
<Materials used>
Normal Portland cement: JISR 5214 compliant, C 3 S 54%, C 3 A 9%, C 2 S 21%, SO 3 3%, C 4 AF 9%
<Test items>
Weight change rate: Acid resistance test, after curing the cured body in water for 28 days, immersed in 5% sulfuric acid aqueous solution for 28 days and measured weight change before and after immersion

Figure 0004537044
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注:エコセメントとフライアッシュは(部)、プロクター貫入抵抗は(N/mm2) Note: Eco cement and fly ash (part), Procter penetration resistance (N / mm 2 )

単位エコセメント量430kg/m3、単位フライアッシュ量50kg/m3、単位水量230kg/m3、単位骨材量1,700kg/m3、s/a(細骨材率)=65%の吹付け用コンクリートを調製し、更に減水剤を添加してSL(スランプ)=18±2cm程度になるように調整した。このコンクリートをMKW-25SMT型コンクリートポンプ(シンテック社製)により10m3/hrの圧送速度でポンプ圧送した。その後、セメント100部に対して、表1に示す配合の急結剤8部となるように空気圧送し、吐出口より手前1mに取付けたY字管から圧送空気とともに吹付け用コンクリートに圧入、混合し、急結性吹付けコンクリートとして高さ3m、幅3m、奥行き10mの模擬トンネルの壁面に吹付けた。模擬トンネル内の吹付け部を観察し、リバウンド率及び吹付け後の変形の有無を調べた結果を表3に併記した。 Unit eco-cement amount 430kg / m 3 , unit fly ash amount 50kg / m 3 , unit water amount 230kg / m 3 , unit aggregate amount 1,700kg / m 3 , s / a (fine aggregate rate) = 65% spraying Concrete was prepared, and a water reducing agent was further added to adjust SL (slump) to about 18 ± 2 cm. The concrete was pumped by an MKW-25SMT type concrete pump (manufactured by Shintech Co., Ltd.) at a pumping speed of 10 m 3 / hr. After that, pneumatically feed 100 parts of cement to 8 parts of the quick-setting agent with the composition shown in Table 1, and press-fit into the spraying concrete together with the pumped air from the Y-shaped pipe 1m before the discharge port. The mixture was mixed and sprayed onto the wall of a simulated tunnel with a height of 3m, a width of 3m and a depth of 10m as quick setting spray concrete. Table 3 shows the results of examining the spraying part in the simulated tunnel and examining the rebound rate and the presence or absence of deformation after spraying.

<使用材料>
細骨材 :新潟県姫川産砂、珪石を主体、比重2.62、FM値(粗粒率)2.86
粗骨材 :新潟県姫川産砂利、珪石を主体、比重2.63、FM値(粗粒率)2.88
急結剤 :配合は表3に記載。
<Materials used>
Fine aggregates: Mainly sand and quartzite from Himekawa, Niigata Prefecture, specific gravity 2.62, FM value (rough grain ratio) 2.86
Coarse aggregate: Gravel from Himekawa, Niigata Prefecture, mainly composed of silica, specific gravity 2.63, FM value (coarse grain ratio) 2.88
Quick setting agent: The composition is shown in Table 3.

<測定方法>
変形の有無:模擬トンネルの壁面に吹付け施工後、目視で変形の有無を確認した。吹付け後変形が全く見られないものを◎、わずかにダレあるが全く問題ないものを○、若干ダレがあるが容易に修正可能な程度のものを△とした。
リバウンド率:吹付けたコンクリート重量と跳ね返ったコンクリート重量を計測して算出した。
<Measurement method>
Presence or absence of deformation: After spraying on the wall surface of the simulated tunnel, the presence or absence of deformation was confirmed visually. The case where no deformation was observed after spraying was marked by ◎, the case where there was a slight sag but no problem at all, and the case where there was a slight sag but could be easily corrected was indicated by △.
Rebound rate: Calculated by measuring the weight of concrete sprayed and the weight of concrete bounced back.

Figure 0004537044
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本発明の吹付け材料、急結性吹付けセメントコンクリート、及び吹付け工法を用いることにより、産業副産物であるフライアッシュを使用しても、高い急結性と低リバウンド率を付与することが可能となり、その水和硬化体は耐酸性を有する等の効果を奏するため、道路、鉄道、及び導水路等のトンネルや法面において、露出した地山面に急結性のコンクリートを吹付ける際に使用する吹付け材料、急結性吹付けセメントコンクリート、及びそれを用いた吹付け工法に適する。   By using the spray material of the present invention, quick setting spray cement concrete, and spraying method, it is possible to give high quick setting and low rebound rate even when using fly ash which is an industrial by-product. The hydrated hardened body has acid resistance and other effects, so when spraying fast-setting concrete on the exposed natural ground surface in tunnels and slopes such as roads, railways, and waterways. Suitable for spray material to be used, quick setting spray cement concrete, and spraying method using the same.

Claims (4)

(1−1)速硬型エコセメント中のカルシウムアルミノフェライト及び11CaO・7Al 2 O 3 ・CaCl 2 の含有量が、速硬型エコセメント100部中、12部以上である速硬型エコセメント及び(1−2)フライアッシュを含有する(1)混合セメント100部中、ブレーン比表面積値が3,000cm2/g以上であるフライアッシュの含有量が5〜30部である混合セメント330〜600kg/m3及び水/混合セメント比が40〜65%の水を添加してなる吹付け用セメントコンクリートと、(2−1)カルシウムアルミネートを30〜70部、(2−2)pHが8以下の石膏を70〜30部、及び、(2−3)急結剤100部中、R2O/Al2O3比が0.65〜1.2であるアルカリ金属アルミン酸塩1〜20部を含有してなる(2)急結剤とを吹付け直前に混合してなる急結性吹付けセメントコンクリートを吹付けることを特徴とする吹付け工法。 (1-1) Fast-curing ecocement in which the content of calcium aluminoferrite and 11CaO · 7Al 2 O 3 · CaCl 2 in fast-curing ecocement is 12 parts or more in 100 parts of fast-curing ecocement and (1-2) Containing fly ash (1) In 100 parts of mixed cement, 330 to 600 kg / mixed cement containing 5 to 30 parts of fly ash having a Blaine specific surface area value of 3,000 cm 2 / g or more and spray cement concrete m 3 and water / mixed cement ratio is the addition of 40-65% water, (2-1) 30-70 parts of calcium aluminate, (2-2) pH 8 or less 70-30 parts of gypsum, and (2-3) 100 parts of quick setting agent, containing 1-20 parts of alkali metal aluminate with R 2 O / Al 2 O 3 ratio of 0.65-1.2 made that blowing (2) quick-setting property spray cement concrete obtained by mixing and quick-setting admixture to spray just before They are spraying method to butterflies. 吹付け用セメントコンクリートが骨材を添加してなることを特徴とする請求項1記載の吹付け工法。 The spraying method according to claim 1, wherein the cement concrete for spraying is formed by adding aggregate. 吹付け工法が湿式吹付け工法であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の吹付け工法。 The spraying method according to claim 1 or 2 , wherein the spraying method is a wet spraying method. 急結性吹付けセメントコンクリートが耐酸性急結性吹付けセメントコンクリートであることを特徴とする請求項1〜のうちの一項に記載の吹付け工法。 Spraying method according to one of claims 1 to 3 in which quick-setting property spray cement concrete is characterized by a acid hasty formation of spray cement concrete.
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