JP5268648B2 - 急結剤、及びそれを用いた吹付け工法 - Google Patents
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Description
これらの吹付け工法で使用する急結剤としては、急結性能が優れることからカルシウムアルミネートに、アルカリ金属アルミン酸塩又はアルカリ金属炭酸塩等を混合したものが使用されていた。
しかしながら、カルシウムアルミネートにアルカリ金属アルミン酸塩やアルカリ金属炭酸塩等を混合した急結剤よりも低pH値のもので、弱アルカリ性、好ましくは、中性又は弱酸性の急結剤が求められていた。
これらの問題を解決するため液体急結剤として、塩基性アルミニウム塩や有機カルボン酸を主成分とするもの(特許文献3参照)、硫酸アルミニウムやアルカノールアミンを主成分とするもの(特許文献4参照)、並びに、アルミニウムの塩基性水溶液と、ケイ酸リチウム、及びアルミン酸リチウムを主成分とするもの(特許文献5参照)等が用いられている。
これらの問題を解決するためにカルシウムアルミネートと硫酸アルミニウムを含有した急結剤に水を混合してスラリー状にし、コンクリートに添加する技術が開発された(特許文献6、特許文献7、特許文献8参照)。
これらのスラリー急結剤をコンクリートに添加する冶具としては、Y字管やコンクリート配管内にシャワー状に急結剤を添加するシャワリング管等が使用されている。
Y字管の場合、混合性を高めるために、一旦、圧縮エアを用いてコンクリートをほぐし、急結剤を添加するといった手法が用いられており、その結果、吹付け時に使用する圧縮エア量が増大し、発生する粉じん量が増加する場合があった。
このため、シャワリング管を使用した吹付けでは、液体急結剤が主流となっているが、液体急結剤の成分は、セメントの水和反応を促進する成分のみで、自ら硬化して急結性を付与する自硬性を持たないために、カルシウムアルミネートを含有したスラリー急結剤と比較して急結性が劣るといった問題があった。
従来よりもさらに急結性を高めた液体急結剤として、硫酸アルミニウムにフッ素元素を含有したものが開発された(特許文献9、特許文献10、特許文献11参照)。
また、液体急結剤と粉体急結剤を組み合わせた技術も公開された(特許文献12、特許文献13参照)。しかしながら、吹付け時に液体急結剤と粉体急結剤を混合してスラリー状にした場合、先に記述したスラリー急結剤と同様にスラリーが固結する場合があった。そのため、急結剤添加冶具の部分でスラリーが固結せず、添加冶具の交換サイクルが長いことが求められていた。
(1)アルカリ土類金属炭酸塩、水溶性酸性物質、カルシウムアルミネート、及びアルカリ金属硫酸塩を含有してなる粉体急結剤と、水とを含有してなることを特徴とするスラリー急結剤。
(2)さらに、硫酸カルシウムを含有してなる上記(1)に記載のスラリー急結剤。
(3)さらに、水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウムを含有してなる上記(1)又は上記(2)に記載のスラリー急結剤。
(4)さらに、遅延剤を含有してなる上記(1)〜(3)のいずれかに記載のスラリー急結剤。
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載のスラリー急結剤と、セメントコンクリートとを含有してなる急結性セメントコンクリート。
(7)アルカリ土類金属炭酸塩、水溶性酸性物質、カルシウムアルミネート、及びアルカリ金属硫酸塩を含有し、粉体急結剤供給ライン中を輸送してなる粉体急結剤と、水供給ライン中を輸送してなる水とを、スラリー化ノズルで合流、混合してスラリー急結剤とし、このスラリー急結剤をスラリー急結剤導入部でシャワリング管に導入し、スラリー急結剤添加孔を介してセメントコンクリートと混合して急結性セメントコンクリートとし、この急結性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。
(8)シャワリング管が、外管と内管からなる二重構造を有し、かつ、内管にスラリー急結剤添加孔を有する上記(7)に記載の吹付け工法。
(9)粉体急結剤が、硫酸カルシウムを含有してなる上記(6)〜(8)のいずれかに記載の吹付け工法。
(10)粉体急結剤が、水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウムを含有してなる上記(6)〜(9)のいずれかに記載の吹付け工法。
(12)酸性の液体急結剤と、アルカリ土類金属炭酸塩とカルシウムアルミネートを含有する粉体混和材とを混合してなる吹付け用急結剤。
(13)さらに、粉体混和材中に、硫酸カルシウムを含有する上記(12)に記載の吹付け用急結剤。
(14)さらに、粉体混和材中に、アルカリ金属硫酸塩を含有する上記(12)又は上記(13)に記載の吹付け用急結剤。
(16)液体急結剤中にフッ素元素を有する化合物を含有する上記(12)〜(15)のいずれかに記載の吹付け用急結剤。
(17)粉体混和材100部中、アルカリ土類金属炭酸塩を2〜30部、カルシウムアルミネートを30〜70部、アルカリ金属硫酸塩を2〜50部、硫酸カルシウムを5〜40部含有する上記(12)〜(16)のいずれかに記載の吹付け用急結剤。
(18)液体急結剤と粉体混和材との使用比率が、質量比で95:5〜30:70である上記(12)〜(17)のいずれかに記載の吹付け用急結剤。
(19)液体急結剤と粉体混和材とを混合し、スラリー状にしてなる上記(12)〜(18)のいずれかに記載の吹付け用急結剤。
(20)液体急結剤と粉体混和材を混合してから1分後のpHが3〜9である上記(12)〜(19)のいずれかに記載の吹付け用急結剤。
(21)セメント、骨材、及び上記(12)〜(20)のいずれかに記載の吹付け用急結剤を含有してなる吹付け材料。
(22)液体急結剤と粉体混和材とを含有してなる吹付け用急結剤の使用量がセメント100部に対して、5〜25部であることを特徴とする上記(21)に記載の吹付け材料。
(23)上記(21)又は(22)に記載の吹付け材料を用いる吹付け工法。
2 粉体急結剤もしくは粉体混和材供給ライン
3 スラリー化ノズル
4 スラリー急結剤導入部
5 シャワリング管
6 スラリー急結剤添加孔
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をいう。また、本発明における部や%は、特に規定しない限り質量基準である。
本発明のスラリー急結剤は、アルカリ土類金属炭酸塩、水溶性酸性物質、カルシウムアルミネート、及びアルカリ金属硫酸塩を含有する粉体急結剤と水とを含有する。さらには、アルカリ土類金属炭酸塩、水溶性酸性物質、カルシウムアルミネート、アルカリ金属硫酸塩、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウム、アルカリ金属炭酸塩、アルミン酸塩、及び遅延剤を含有するのが好ましい。
アルカリ土類金属炭酸塩の粒度やその分布は特に限定されるものではないが、ブレーン比表面積値(以下、ブレーン値という)で500〜10,000cm2/gがスラリーの固結防止効果の観点から好ましく、1,000〜5,000cm2/gがより好ましい。ブレーン値が500cm2/g未満では粉体急結剤中に均一に分散されず、所定の効果が得られない場合がある。
アルカリ土類金属炭酸塩は、粉体急結剤100部中、2〜30部が好ましく、5〜20部がより好ましく、7〜15部が最も好ましい。使用量が2部未満では優れたスラリーの固結防止効果が得られない場合があり、30部を超えると優れた急結性状が得られない場合がある。
硫酸アルミニウムは無水や含水のいずれも使用可能であり、上記の水溶性酸性物質の一種又はニ種以上が使用可能である。
水溶性酸性物質の使用量は、粉体急結剤100部中3〜50部が好ましく、5〜40部がより好ましい。この範囲外では、優れた固結防止性能が得られない場合がある。
本発明で使用するカルシウムアルミネートは、水と接して硬化する物質であり、セメントコンクリートと混合して初期強度発現性を高めることが可能となる。CaO原料やAl2O3原料等を混合したものを、キルンでの焼成、電気炉での溶融等といった熱処理をし、粉砕して得られるものである。CaOをC、Al2O3をAと略記すると、混合物としては、例えばC3A、C12A7、C11A7・CaF2、C11A7・CaCl2、CA、及びCA2等であり、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(ここで、CaF2は、フッ化カルシウムであり、CaCl2は塩化カルシウムである。)。
さらに、これらにNa、K、及びLi等のアルカリ金属がR2O換算(Rはアルカリ金属元素)で、0.05〜10%固溶したもの(例えば、8CaO・Na2O・3Al2O3等)やSiO2を30%未満含有させたカルシウムアルミノシリケートも使用可能である。
カルシウムアルミネートは、非晶質、結晶質のいずれも使用可能であり、これらが混在することもできるが、急結性状が優れることから非晶質のものを80%以上含有することが好ましく、90%以上含有することがより好ましい。
カルシウムアルミネート中のCaO/Al2O3モル比は特に限定されないが、1.5〜3.0が好ましく、1.7〜2.3の範囲がより好ましい。この範囲外では、すぐれた急結性状が得られない場合がある。
カルシウムアルミネートの粒度やその分布は特に限定されるものではないが、ブレーン値で3,000cm2/g以上が初期強度発現性の観点から好ましく、5,000cm2/g以上がより好ましい。ブレーン値が3,000cm2/g未満では優れた急結性が得られない場合がある。
カルシウムアルミネートは、粉体急結剤100部中、20〜70部が好ましく、35〜60部がより好ましい。この範囲外では、優れた急結性が得られない場合がある。また、カルシウムアルミネートは、粉体混和材100部中、30〜70部が好ましく、40〜60部がより好ましい。この範囲外では、優れた急結性が得られない場合がある。
アルカリ金属硫酸塩の粒度やその分布は、ブレーン値で500cm2/g以上が初期強度発現性の観点から好ましく、1,000cm2/g以上がより好ましい。ブレーン値が500cm2/g未満では優れた急結性が得られない場合がある。
本発明のアルミニウム元素の供給原料は特に限定されないが、非晶質若しくは結晶質の水酸化アルミニウム、アルミニウムの硫酸塩、アルミン酸塩、その他の無機アルミニウム化合物、有機アルミニウム化合物、アルミニウム錯体等の化合物が挙げられる。これらのうちの一種又は二種以上を使用することが可能である。本発明では、イオウ元素の供給原料ともなるアルミニウムの硫酸塩の使用が好ましい。
アルミニウム元素の供給原料、イオウ元素の供給原料、フッ素元素の供給原料及びアルカリ金属元素の供給原料、アルカノールアミン原料、及びオキシカルボン酸類原料を混合する方法は、特には限定されない。
本発明の液体急結剤は、多種の材料を複合して使用する性質上、本発明の液体急結剤中に含有する元素や成分以外のものも、本発明の効果を著しく低下させない範囲で使用することも可能である。
液体急結剤中の固形分の濃度は、20〜60%であることが好ましく、25〜50%であることがより好ましい。20%未満では優れた急結性状が得られない場合があり、60%を超えるものでは、液の粘性が高く、ポンプでの圧送性が悪くなる場合がある。
本発明の液体急結剤は、酸性であり、pHが1〜5が好ましく、2〜4がより好ましい。
粉体急結剤や粉体混和材には、前記液体急結剤に使用の材料の他、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウム、アルカリ金属炭酸塩、アルミン酸塩、及び遅延剤等が使用可能である。
硫酸カルシウムの結晶の形態は特に限定されるものではなく、α型半水石膏、β型半水石膏、I型無水石膏、II型無水石膏、III型無水石膏等が使用可能である。
急結性や吹付け時の地山への付着性を向上させるために、水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウムを含有してもよい。
水酸化カルシウムの結晶の形態は特に限定されるものではない。
水酸化アルミニウムは、化学式としては、Al(OH)3やAlO(OH)・nH2O等の物質である。水酸化アルミニウムには、結晶質や非晶質のものがあり、いずれも使用可能であるが、非晶質の水酸化アルミニウムを使用することが好ましい。
水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウムは、粉体急結剤100部中、2〜30部が好ましく、3〜20部がより好ましい。使用量が2部未満では急結性や吹付け時の地山への付着性が得られない場合があり、30部を超えると急結性や長期強度発現性が損なわれる場合がある。また、水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウムは、粉体混和材100部中、2〜30部が好ましく、3〜20部がより好ましい。使用量が2部未満では吹付け時の地山への優れた付着性が得られない場合があり、30部を超えると長期強度発現性が損なわれる場合がある。
遅延剤としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、及びグルコン酸等のオキシカルボン酸、若しくは、これらのオキシカルボン酸のナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩等が挙げられる。これらは、一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では、強度発現性の点から、オキシカルボン酸及び/又はオキシカルボン酸のアルカリ金属塩が好ましく、クエン酸及び/又はクエン酸のアルカリ金属塩がより好ましい。
遅延剤の使用量は、粉体急結剤もしくは粉体混和材100部に対して、0.05〜5部が好ましく、0.1〜2部より好ましい。この範囲外では、急結性や吹付け時の地山への付着性能が得られない場合がある。
水と粉体急結剤をセメントコンクリート添加直前に混合し、スラリー急結剤とすることが、セメントコンクリートとの混合性を向上する観点から、好ましい。
本発明では、凝結時間を調整するために、遅延剤を含有してもよい。スラリー急結剤において混合するスラリー水の量が少ない場合、例えば、スラリー水と粉体急結剤の使用割合が、水と粉体急結剤の質量比が30:70〜40:60である場合、遅延剤を含有すると、急結性が向上する。水と粉体急結剤の使用割合は、質量比40:60〜60:40が好ましく、45:55〜55:45がより好ましい。この範囲外では、優れた急結性や強度発現性が得られない場合がある。
次に、本発明の吹付け用急結剤の使用方法について記述する。
本発明の液体急結剤と粉体混和材の使用割合は特に限定されないが、質量比で95:5〜30:70が好ましく、90:10〜50:50がより好ましい。この範囲外では、優れた急結性や強度発現性が得られない場合がある。本発明でいう液体急結剤の使用量とは液体としての使用量をいう。
例えば、液体急結剤を単独でセメントコンクリートに添加使用した場合には、硬化体の耐中性化を低下させる場合がある。本発明のように液体急結剤と粉体混和材とを一旦混合してスラリー化した吹付け用急結剤を使用した吹付け硬化体は、中性化に対する抵抗性が液体急結剤のみを使用した場合よりも耐中性化が向上する。
したがって、アルカリ土類金属炭酸塩を含有する粉体混和材と液体急結剤とを混合させて使用することは、急結剤添加冶具内でのスラリー固結防止に有効であるのみならず、吹付け硬化体の耐久性の向上にも有効である。
シャワリング管5の材質は特に限定されるものではないが、金属製、樹脂製、又はプラスチック製のものが使用可能であり、これらを複合したものも使用可能である。
スラリー急結剤添加孔6の総面積は特に限定されるものではないが、2〜30cm2が好ましく、4〜20cm2がより好ましい。2cm2未満ではスラリー急結剤添加孔6が閉塞する場合があり、30cm2を超えるとセメントコンクリートとスラリー急結剤の均一な混合が得られず、優れた付着性や粉じん低減性が得られない場合がある。
本発明のスラリー急結剤をセメントコンクリートに混合する際、スラリー急結剤を吹付け直前に混合することが好ましい。具体的には、圧送されてきたセメントコンクリートにスラリー急結剤を添加して急結性セメントコンクリートとするものである。その急結性セメントコンクリートが吐出されるまでの時間を5秒以内にすることが好ましく、2秒以内にすることがより好ましい。
セメントコンクリートのW/C(水/セメントの比)の百分率は、40〜70%が好ましく、45〜60%がより好ましい。
減水剤は、例えば、リグニンスルホン酸系、ナフタレンスルホン酸系、ポリカルボン酸系等の公知の減水剤すべてのものが使用可能である。減水剤の使用量は、セメント量に対して、0.2〜2.0%が好ましく、0.5〜1.5%がより好ましい。
本発明の法面やトンネルへの吹付け工法としては、一般的に行われている乾式、湿式のいずれの吹付け工法も可能である。中でも、粉塵の発生量が少ないということで湿式吹付け工法が好ましい。
なお、実施例は、特に断りの無い限り、全て室温(20℃)にて実施されたものである。
表1に示す量のアルカリ土類金属炭酸塩、水溶性酸性物質、カルシウムアルミネート、硫酸カルシウム、アルカリ金属硫酸塩、及び水酸化カルシウムを含有してなる粉体急結剤とスラリー用の水を質量比50:50で合流、混合させた。粉体急結剤は1インチ(2.54cm)の圧送ホースを用いて4m3/minのエア量とともに5kg/minの圧送量で搬送した。他方、スラリー用の水は5kg/minでポンプ圧送し、両者をスラリー化ノズル(図1及び図2に記載のもの)で合流、混合せしめ、スラリー状態にしてシャワリング管(図1〜図3記載のもので、孔サイズ直径8mm×6個、内径3インチ(7.62cm)×長さ30cm、材質:鋼材)に導入した。所定時間、この状態を維持し、シャワリング管を分解して内部の状況を確認した。また、比較のため、アルカリ土類金属炭酸塩を使用しないケースを比較例として試験した。結果を表1に示した。
アルカリ土類金属炭酸塩:炭酸カルシウム、天然鉱石粉砕品、ブレーン値3000 cm2/g。
水溶性酸性物質(A):硫酸アルミニウム8水塩、ブレーン値1000cm2/g、市販品。
水溶性酸性物質(B):シュウ酸2水和物、ブレーン値500cm2/g、市販品。
カルシウムアルミネート:非晶質、CaO 50%−Al2O345%−SiO2 5%、CaO/Al2O3モル比2.0、ガラス化率98%、ブレーン値6000cm2/g。
硫酸カルシウム:天然無水石膏、ブレーン値4000cm2/g、市販品。
アルカリ金属硫酸塩:硫酸ナトリウム、ブレーン値2000cm2/g、市販品。
水酸化カルシウム:ブレーン値12000cm2/g、市販品。
水:水道水。
ブレーン値:JIS R 5201に準じて測定した。
ガラス化率:XRD(X−線回折法)にて測定した。
<スラリー状態の評価方法>
表1に示す所定時間後にシャワリング管を分解し、スラリー状態を内部観察により行った。評価は以下の通りである。
・まったく固化物の固着が認められない:◎
・一部固着が認められるが、スラリー急結剤添加孔6個すべてが貫通しており、閉塞が認められない:○
・6個の孔の内、閉塞が2個以内である:△
・6個の孔の内、閉塞が3個以上である:×
セメント/砂の比が1/3、W/C(水/セメント比)が50%の配合比のセメントに減水剤をC(セメント量)×1.0%使用してモルタルを調製した。このモルタル中のセメント100部に対して、スラリー急結剤(表2に示す粉体急結剤とスラリー水を質量比50:50で混合したもの)を固形分換算で10部配合して型枠内に詰め込み、試験環境温度20℃でプロクター貫入抵抗値を測定した。なお、比較として、市販の液体急結剤を固形分換算で10部使用して同様に試験した(実験No.2-1)。結果を表2に示した。
<使用材料>
セメント :普通ポルトランドセメント、市販品、比重3.16。
砂 :新潟県姫川産川砂、比重2.62。
減水剤 :ポリカルボン酸系高性能減水剤、市販品。
液体急結剤:水溶性アルミニウム塩、pH2.6、市販品。
水 :水道水。
<測定方法>
プロクター貫入抵抗値:JSCE D-102-1999に準じて測定(材齢5分、15分で測定)した。
スラリー水と実施例2の実験No.2-6の粉体急結剤の混合割合をそれぞれ表3に示す割合でスラリー化し、セメント100部に対して、スラリー急結剤を固形分換算で10部添加したこと以外は、実施例2と同様に試験した。なお、実験No.3-2では、実験No.3-1と同様のスラリー水/粉体急結剤の質量比で、さらに粉体急結剤100部に対して遅延剤を0.6部使用した。結果を表3に示した。
<使用材料>
遅延剤:クエン酸ナトリウム、市販品。
スラリー水と実施例2の実験No.2-6の粉体急結剤を質量比50:50で混合し、スラリー急結剤をセメント100部に対して固形分換算で表4に示す量を使用して評価したこと以外は、実施例2と同様に試験した。なお、実験No.4-2では、実験No.4-1と同様のスラリー水/粉体急結剤の質量比で、さらに粉体急結剤100部に対して遅延剤を0.6部使用した。結果を表4に示す。
<測定方法>
圧縮強度:1時間強度は、JIS R 5201−2002に準じて測定した。また、28日強度は、20℃で水中養生してJIS R 5201−2002に準じて測定した。
上記実施例により以下のことが判った。本発明の酸性雰囲気で発泡するアルカリ土類金属炭酸塩と水溶性酸性物質とカルシウムアルミネートとアルカリ物質を含有する粉体急結剤をスラリー化して使用することで、シャワリング管内での固結が防止でき、従来の急結剤よりも高い急結性が得られた。
カルシウムアルミネート50部、アルカリ金属硫酸塩20部、硫酸カルシウム20部、アルカリ土類金属炭酸塩10部を含有してなる粉体混和材と表1に示す液体急結剤とを質量比2:1で合流、混合させた。粉体混和剤は1インチの圧送ホースを用いて4m3/minのエア量とともに3kg/minの圧送量で搬送し、他方、液体急結剤は6kg/minでポンプ圧送し、両者をスラリー化ノズル(図1〜図2に記載のもの)で合流、混合せしめた。次いで、スラリー状態にしてシャワリング管(図1〜図3記載のもので、孔サイズ直径8mm×6個、内径3インチ×長さ30cm、材質:鋼材)に導入した。所定時間、この状態を維持し、シャワリング管を分解して内部の状況を確認した。また、比較のため、アルカリ土類金属炭酸塩を使用しないケースと水酸化カルシウムを使用したケースを比較例として試験した。結果を表5に示す。
<使用材料>
カルシウムアルミネート:非晶質の12CaO・7Al2O3組成物、ブレーン値6000cm2/g。
アルカリ金属硫酸塩:硫酸ナトリウム、ブレーン値1000cm2/g以上、市販品。
硫酸カルシウム:天然無水石膏、ブレーン値4000cm2/g、市販品。
アルカリ土類金属炭酸塩:炭酸カルシウム、ブレーン値3000cm2/g、市販品。
水酸化カルシウム:ブレーン値12000cm2/g、市販品。
液体急結剤(E1):Al2O3:8.0%、SO3:18.8%、Na2O:0%、pH2.3、硫酸アルミニウム溶液、固形分濃度:26.8%、市販品。SO3換算のイオウ100部に対して、アルミニウムをAl2O3換算で42.6部含有する。
液体急結剤(E2):Al2O3:8.0%、SO3:18.8%、Na2O:3.0%、pH2.9、硫酸アルミニウム溶液、粉末硫酸アルミニウム、炭酸ナトリウムを所定量混合し、80℃で溶解させたもの。固形分濃度:26.8%、SO3換算のイオウ元素100部に対して、アルミニウム元素をAl2O3換算で42.6部、アルカリ金属元素をR2O(Rはアルカリ金属元素)換算で16部含有する。
pH:pHメーター(堀場製作所社製)を使用して測定した。
ブレーン値:JIS R 5201に準じて測定した。
<スラリー状態の評価方法>
表1に示す所定時間後にシャワリング管を分解し、スラリー状態を内部観察により行った。評価は以下の通りである。
・まったく固化物の固着が認められない:◎
・一部固着が認められるが、スラリー急結剤添加孔6個すべてが貫通しており、閉塞が認められない:○
・6個の孔の内、閉塞が2個以内である:△
・6個の孔の内、閉塞が3個以上である:×
セメント/砂の比が1/3、W/C(水/セメント比)が50%の配合比のセメントに減水剤をC(セメント量)×1.0%使用してモルタルを調製した。このモルタルのセメント100部に対して、スラリー化した吹付け用急結剤(表6に示す粉体混和材と液体急結剤を質量比2:1で混合したもの)を12部配合して型枠内に詰め込み、試験環境温度20℃で、プロクター貫入抵抗値を測定した。結果を表6に示す。
<使用材料>
セメント :普通ポルトランドセメント、市販品、比重3.16。
砂 :新潟県姫川産川砂、比重2.62。
減水剤 :ポリカルボン酸系高性能減水剤、市販品。
水 :水道水。
<測定方法>
プロクター貫入抵抗値:JSCE D-102-1999に準じて測定(材齢5分、15分で測定)した。
液体急結剤(E3)と実施例5の実験No.5-3の粉体混和材を用いて、それぞれ表7に示す割合でスラリー化した吹付け用急結剤を使用して評価したこと以外は、実施例6と同様に試験した。
結果を表7に示す。
液体急結剤(E3)と実施例5の実験No.5-3の粉体混和材を用いて、それぞれ表8に示す割合で混合してスラリー化し、混合から1分後のpHをリトマス試験紙により測定した。結果を表8に示す。
<評価方法>
pH:液体急結剤と粉体混和材を混合し、1分間撹拌後のpHを東洋濾紙社製のリトマス試験紙を用いて測定した。
液体急結剤(E3)と実施例5の実験No.5-3の粉体混和材を質量比2:1で混合し、スラリー化した吹付け用急結剤をセメント100部に対して表9に示す量を使用して評価したこと以外は、実施例6と同様に試験した。結果を表9に示す。
セメント/砂の比が1/3、W/C(水/セメント比)が50%の配合比のセメントに減水剤をC×1.0%使用してモルタルを調製した。モルタル中のセメント100部に対して、液体急結剤(E3)と実施例5の実験No.5-3の粉体混和材を質量比2:1で混合してスラリー化した。次いで、スラリー化した吹付け用急結剤を12部配合して型枠内に詰め込み、試験環境温度20℃で1日養生後、脱型し、硬化体を得た。得られた硬化体を20℃水中で28日間養生した後、7日間、20℃-60%RH環境下で乾燥させ、その後、促進中性化試験を行った。なお、比較のため、液体急結剤のみを使用した硬化体についても評価した。結果を表10に示す。
<測定方法>
促進中性化試験:温度30℃、湿度60%、CO2濃度5%環境下で促進中性化試験をした。所定材齢で試験に供する硬化体(4×4×16cm)を切断し、切断面にフェノールフタレインを散布して中性化深さを確認した。
(1)急結剤添加冶具内でスラリー状になった急結剤の固結を抑制する。
(2)液体急結剤と粉体混和材とを混合して使用することで、従来の急結剤よりも高い急結性が得られる。
(3)液体急結剤のみを使用した場合と比較して、耐中性化が向上する。
なお、2006年11月9日に出願された日本特許出願2006−304597号、及び2007年7月19日に出願された日本特許出願2007−188759号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (23)
- アルカリ土類金属炭酸塩、水溶性酸性物質、カルシウムアルミネート、及びアルカリ金属硫酸塩を含有してなる粉体急結剤と、水とを含有してなることを特徴とするスラリー急結剤。
- さらに、硫酸カルシウムを含有してなる請求項1に記載のスラリー急結剤。
- さらに、水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウムを含有してなる請求項1又は請求項2に記載のスラリー急結剤。
- さらに、遅延剤を含有してなる請求項1〜3のいずれか一項に記載のスラリー急結剤。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のスラリー急結剤と、セメントコンクリートとを含有してなる急結性セメントコンクリート。
- アルカリ土類金属炭酸塩、水溶性酸性物質、カルシウムアルミネート、及びアルカリ金属硫酸塩を含有してなる粉体急結剤と水とを混合してスラリー急結剤とし、該スラリー急結剤をセメントコンクリートと混合して急結性セメントコンクリートとし、この急結性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。
- アルカリ土類金属炭酸塩、水溶性酸性物質、カルシウムアルミネート、及びアルカリ金属硫酸塩を含有し、粉体急結剤供給ライン中を輸送してなる粉体急結剤と、水供給ライン中を輸送してなる水とを、スラリー化ノズルで合流、混合してスラリー急結剤とし、このスラリー急結剤をスラリー急結剤導入部でシャワリング管に導入し、スラリー急結剤添加孔を介してセメントコンクリートと混合して急結性セメントコンクリートとし、この急結性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。
- シャワリング管が、外管と内管からなる二重構造を有し、かつ、内管にスラリー急結剤添加孔を有する請求項7に記載の吹付け工法。
- 粉体急結剤が、硫酸カルシウムを含有してなる請求項6〜8のいずれか一項に記載の吹付け工法。
- 粉体急結剤が、水酸化カルシウム及び/又は水酸化アルミニウムを含有してなる請求項6〜9のいずれか一項に記載の吹付け工法。
- 粉体急結剤が、遅延剤を含有してなる請求項6〜10のいずれか一項に記載の吹付け工法。
- 酸性の液体急結剤と、アルカリ土類金属炭酸塩とカルシウムアルミネートを含有する粉体混和材とを混合してなる吹付け用急結剤。
- さらに、粉体混和材中に、硫酸カルシウムを含有する請求項12に記載の吹付け用急結剤。
- さらに、粉体混和材中に、アルカリ金属硫酸塩を含有する請求項12又は請求項13に記載の吹付け用急結剤。
- 液体急結剤が、さらに、アルカリ金属元素を有する化合物を含有する請求項12〜14のいずれか一項に記載の吹付け用急結剤。
- 液体急結剤中にフッ素元素を有する化合物を含有する請求項12〜15のいずれか一項に記載の吹付け用急結剤。
- 粉体混和材100部中、アルカリ土類金属炭酸塩を2〜30部、カルシウムアルミネートを30〜70部、アルカリ金属硫酸塩を2〜50部、硫酸カルシウムを5〜40部含有する請求項12〜16のいずれか一項に記載の吹付け用急結剤。
- 液体急結剤と粉体混和材との使用比率が、質量比で95:5〜30:70である請求項12〜17のいずれか一項に記載の吹付け用急結剤。
- 液体急結剤と粉体混和材とを混合し、スラリー状にしてなる請求項12〜18のいずれか一項に記載の吹付け用急結剤。
- 液体急結剤と粉体混和材を混合してから1分後のpHが3〜9である請求項12〜19のいずれか一項に記載の吹付け用急結剤。
- セメント、骨材、及び請求項12〜20のいずれか一項に記載の吹付け用急結剤を含有してなる吹付け材料。
- 液体急結剤と粉体混和材とを含有してなる吹付け用急結剤の使用量がセメント100部に対して、5〜25部であることを特徴とする請求項21に記載の吹付け材料。
- 請求項21又は請求項22に記載の吹付け材料を用いる吹付け工法。
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