JP4813822B2 - アンカー素子定着材用急硬性セメント組成物、アンカー素子定着材及びアンカー素子の定着方法 - Google Patents
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Description
等のトンネルにおいて、ロックボルト工法や法面のアンカー工法にアンカー素子として使用されるボルトの定着材及び該定着材用の急硬性セメント組成物並びに該定着材によるボルト等のアンカー素子の穿孔内への定着方法に関する。
しかし、従来のカプセル型のボルト定着材の場合、カプセル内に充填されているセメントと急結剤からなる急硬性組成物が吸水と同時に急激な急結性を示してボルト挿入作業中に硬化してしまう場合があるため、ボルトの長さによっては施工が確実に行えず、そのため所要の定着力が得られない場合があった。
無機化合物の使用量は、アルカリ金属炭酸塩100部に対して、20〜80部が好ましく、30〜70部が更に好ましい。20部未満では、急硬性が十分に得られない場合があり、80部を超えてしまうと、急硬性セメント組成物の急硬時間が早まってしまい、アンカー素子定着のための作業時間が十分に得られない場合がある。
保水性物質の使用量は、アルカリ金属炭酸塩100部に対して、0.1〜5部が好ましく、0.5〜4.5部がより好ましい。0.1部未満になると、増粘効果によるアンカー定着時の逸流防止効果が得られなくなる場合があり、5部を超えると、アンカー素子の所要定着力が十分に得られない場合がある。
好ましい。0.1部未満だと十分な流動性改善効果が得られない場合があり、5部を越えると流動性が大きくなり過ぎ、充填後の増粘効果を阻害する場合や、材料分離を起こし強度発現性が低下する場合がある。
減水剤は、液状や粉状のものいずれも使用できるが、現場施工時の作業性や物性の変動が少ない点から、粉状の減水剤を急硬性セメント組成物にあらかじめ混合して用いるのが好ましい。
細骨材の使用量は、セメント100部に対して200部以下が好ましく、160部以下が更に好ましい。200部を超えてしまうと急硬性セメント組成物によるアンカー素子定着時の作業性が低下する場合がある。
実施例1
アルカリ金属炭酸塩100部、並びにアルカリ金属炭酸塩100部に対して表1に示す配合でアルミン酸塩、無機化合物、カルシウムアルミネート、及びオキシカルボン酸を含有する急結剤を調製した。また、細骨材/セメント比=1、及び水60%のモルタルを調製し、該モルタル中のセメント100部に対して、上記急結剤を固形分換算で7部添加し、急硬性セメントモルタルを調製し、凝結時間、圧縮強度を測定した。使用材料は以下の通りである。結果を表1に示す。
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
アルカリ金属炭酸塩:炭酸ナトリウム、市販品
アルカリ金属アルミン酸塩A:アルミン酸ナトリウム、市販品、強熱減量2.0%
無機化合物:水酸化カルシウム、市販品
オキシカルボン酸:無水クエン酸、市販品
カルシウムアルミネート:C12A7組成に対応するもの。非晶質、ブレーン値6,500cm2/G
細骨材(1):砕砂、市販品
水:上水道水
凝結時間:急硬性セメントモルタルを土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規(JSCED−102)」に準じて測定し、測定時間を急結剤添加からの時間で測定した。始発はプロクター貫入抵抗値で3.5N/mm2以上として、終結時間は28.0N/mm2以上で測定した。
圧縮強度:急硬性モルタルをJIS R 5201に準じて測定。測定を1日、28日とした。
表1中の実験No.1−5と同様の組成の急結剤を調製し、セメント100部及び細骨材100部から調製したドライモルタルに、そのセメント100部中固形分換算で表2に示す配合量で急結剤を添加し、急硬性モルタル(水60%)を調製し、凝結時間及び圧縮強度を測定した。結果を表2に示す。
表2中の実験No.2−4と同様の急結剤を調製し、セメント100部、細骨材100部のドライモルタルを調整し、そのセメント100部中固形分換算で急結剤3部添加した急硬性ドライモルタルを外径23.5mm×長さ300mmのヒートロン紙2125cm3詰めてカプセルを調製し、該カプセルを表3に示す時間吸水させて孔径30mm、深さ350mmの上向き穿孔内に入れて、アンカー筋を回転打ち込みした。この時のアンカー打ち込み時の作業性、穿孔内からの逸流及びアンカー引き抜き強度を測定した。結果を表3に示す。
アンカー打ち込み作業性測定:アンカーを手で押し込む際、奥までアンカー打ち込めるかを確認した。
窃孔内からのセメントペースト逸流の確認:アンカーを打ち込み、養生中の窃孔内からのセメントペーストの逸流の確認を行った。
アンカー引き抜き試験:打ち込んだアンカーに反力座を取り付け、油圧ジャッキを用いて、油圧ポンプでアンカーを引き抜いた際の荷重を読み込んだ。
Claims (10)
- アルカリ金属炭酸塩100部、アルミン酸塩5〜40部、無機化合物20〜80部、カルシウムアルミネート5〜30部、保水性物質0.1〜5部、オキシカルボン酸塩類0.01〜2部を含有してなる急結剤を、セメント100部に対して、固形分換算で3〜20部、及び粒径が0.6mm以下である細骨材をセメント100部に対して90部までの質量割合で含有するアンカー素子定着材用急硬性セメント組成物。
- 前記アルカリ金属炭酸塩が炭酸ナトリウムである請求項1記載のアンカー素子定着材用急硬性セメント組成物。
- 前記アルミン酸塩がアルミン酸ナトリウムである請求項1又は2に記載のアンカー素子定着材用急硬性セメント組成物。
- 前記無機化合物が水酸化カルシウムである請求項1〜3のいずれかに記載のアンカー素子定着材用急硬性セメント組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の急硬性セメント組成物を易破壊性のカプセルに封入してなるアンカー素子定着材。
- 前記易破壊性のカプセルが、紙製の吸水性カプセルである請求項5記載のアンカー素子定着材。
- 前記易破壊性のカプセルが、保水性の外殻と防水性の内殻からなるカプセルである請求項5又は6記載のアンカー素子定着材。
- 前記アンカー素子定着材は、1.5分〜10分の間水に浸漬して急硬性モルタルが調製され、使用されるものであることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のアンカー素子定着材。
- 請求項5〜8のいずれかに記載のアンカー素子定着材を水に浸漬して急硬性モルタルを形成し、穿孔内に充填し、次いでアンカー素子を挿入することを特徴とするアンカー素子定着方法。
- 請求項5〜8のいずれかに記載のアンカー素子定着材を1.5分〜10分の間水に浸漬して急硬性モルタルを形成し、穿孔内に充填し、アンカー素子を圧入してカプセルを破壊することを特徴とするアンカー素子定着方法。
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