JP5701546B2 - Spraying material and spraying method using the same - Google Patents

Spraying material and spraying method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP5701546B2
JP5701546B2 JP2010202015A JP2010202015A JP5701546B2 JP 5701546 B2 JP5701546 B2 JP 5701546B2 JP 2010202015 A JP2010202015 A JP 2010202015A JP 2010202015 A JP2010202015 A JP 2010202015A JP 5701546 B2 JP5701546 B2 JP 5701546B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
calcium
spraying
quick
acidic liquid
cement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010202015A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012056795A (en
Inventor
貴光 室川
貴光 室川
荒木 昭俊
昭俊 荒木
寺島 勲
寺島  勲
和人 田原
和人 田原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
Priority to JP2010202015A priority Critical patent/JP5701546B2/en
Publication of JP2012056795A publication Critical patent/JP2012056795A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5701546B2 publication Critical patent/JP5701546B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、例えば、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へ吹付ける吹付け材料、及びそれを用いた吹付け工法に関する。   The present invention relates to, for example, a spraying material sprayed onto a ground surface exposed in a tunnel or a slope such as a road, a railway, and a waterway, and a spraying method using the same.

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コンクリートの吹付工法が行われている。この工法は、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調製し、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。
急結剤としては、カルシウムアルミネートとアルカリ炭酸塩との混合物、カルシウムアルミネートと3CaO・SiOとの混合物、カルシウムアルミネート、アルカリ金属アルミン酸塩、及びアルカリ炭酸塩等との混合物、並びに、仮焼明バン、アルミン酸塩、炭酸塩の混合物、消石灰、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムの混合物等が知られている(特許文献1、2、3、4、5)。
急結剤は、セメントコンクリートと混合して地山面に吹付けられる。急結剤の添加方法は、通常、空気輸送による粉体混合のために、粉塵量が多くなる方法であった。そのため、作業環境が悪化する場合があり、吹付け時には保護眼鏡や防塵マスクなどを着用して作業する必要があり、粉塵量のより少ない工法が求められていた。
粉塵発生量が少ない工法として、急結剤をスラリー化してセメントコンクリートに添加混合した後、さらに、アルカリ金属アルミン酸塩の溶液を別途圧送し、混合し、吹付け施工する方法が提案されている(特許文献6)。この方法は、高アルカリの液体を使用するため、取り扱いにくく、吹付け時には保護眼鏡や手袋等が必要となり、作業性が低下するという課題があった。これに対して、急結剤をスラリー化し、かつ、セメントコンクリートにミョウバン類を配合することにより、作業環境を改善する急結施工方法が提案されている(特許文献7)。近年、作業性、粉塵低減効果をさらに良くし、工期短縮の面で、急結性を向上した急結施工方法が提案されている(特許文献8)。
In order to prevent the collapse of exposed ground such as tunnel excavation, spraying method of quick setting concrete in which quick setting agent is mixed with concrete is performed. This method usually involves preparing sprayed concrete at a cement, aggregate and water metering and mixing plant installed at the excavation site, transporting it with an agitator car, pumping it with a concrete pump, and using a confluence pipe installed in the middle. This is a method of mixing with a rapid setting agent fed from the other side and spraying it to the ground surface as a quick setting sprayed concrete until a predetermined thickness is reached.
The quick-setting admixture, mixtures of calcium aluminate and an alkali carbonate, mixtures of calcium aluminate and 3CaO · SiO 2, calcium aluminate, mixture of alkali metal aluminate, and alkali carbonate, and the like, as well as, A mixture of a calcining van, aluminate, carbonate, slaked lime, sodium aluminate, sodium carbonate and the like are known (Patent Documents 1, 2, 3, 4, 5).
The quick setting agent is mixed with cement concrete and sprayed on the natural ground surface. The method of adding the quick setting agent is usually a method in which the amount of dust is increased due to powder mixing by pneumatic transportation. For this reason, the working environment may be deteriorated, and it is necessary to wear protective glasses, a dust mask, or the like when spraying, and a construction method with less dust is required.
As a method of generating less dust, a method is proposed in which a quick setting agent is slurried and added to cement concrete, and then an alkali metal aluminate solution is separately pumped, mixed, and sprayed. (Patent Document 6). Since this method uses a highly alkaline liquid, it is difficult to handle, and when spraying, protective glasses or gloves are required, and there is a problem that workability is reduced. On the other hand, the quick setting construction method which improves a working environment by making a quick setting agent into slurry and mix | blending alums with cement concrete is proposed (patent document 7). In recent years, there has been proposed a quick setting method that improves workability and dust reduction effect and improves quick setting in terms of shortening the work period (Patent Document 8).

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、中性または弱酸性の急結剤が求められており、こ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9)、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10)、並びに、アルミニウムの塩基性水溶液、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11)等が用いられている。一方、この液体急結剤は、初期強度発現性が得られ難く、従来のカルシウムアルミネートを主成分とする急結剤と比較してトンネル坑内で厚吹きした場合には剥落する危険性があった(特許文献12、13)。
そこで、アルミニウムやイオウを主成分とする酸性液体急結剤と粉末の硫酸アルミニウム、硫酸塩、アルミン酸塩、水酸化物からなる無機化合物の群から選ばれる何れか一種または二種以上を添加することを特徴とする吹付け材料が開発された(特許文献14)。粉末はセメントとの反応性が強く、セメントコンクリートを調整する際に混和することができないため、セメントコンクリートを吹付ける直前に酸性液体急結剤と粉末を添加することが必要となり、機械が2台必要となるため、施工が煩雑になることがあった。
However, there is a need for a quick alkalinity, preferably a neutral or weak acid quick setting agent, having a lower pH value than a quick setting agent in which alkali metal aluminate or alkali metal carbonate is mixed with calcium aluminate. In order to solve this problem, the liquid accelerating agent is mainly composed of a basic aluminum salt or an organic carboxylic acid (Patent Document 9), or mainly composed of aluminum sulfate or an alkanolamine (Patent Document 10). ), And a basic aqueous solution of aluminum, lithium silicate, lithium aluminate (Patent Document 11), and the like. On the other hand, this liquid quick-setting agent is difficult to obtain the initial strength, and there is a risk of peeling off when it is blown thickly in a tunnel tunnel as compared with conventional quick setting agents mainly composed of calcium aluminate. (Patent Documents 12 and 13).
Therefore, one or more selected from the group of inorganic liquid compounds consisting of an acidic liquid accelerator mainly composed of aluminum or sulfur and powdered aluminum sulfate, sulfate, aluminate, or hydroxide are added. A spraying material characterized by this has been developed (Patent Document 14). Since powder is highly reactive with cement and cannot be mixed when preparing cement concrete, it is necessary to add an acid liquid quick-setting agent and powder immediately before spraying cement concrete, and there are two machines. Since it is necessary, the construction may be complicated.

特公昭60−4149号公報Japanese Patent Publication No. 60-4149 特開昭64−051351号公報Japanese Patent Laid-Open No. 64-051351 特公昭56−27457号公報Japanese Examined Patent Publication No. 56-27457 特開昭61−026538号公報JP-A-61-026538 特開昭63−210050号公報JP 63-2105050 A 特開平5−139804号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-139804 特開平5−097491号公報JP-A-5-097491 特開2003−81664号公報JP 2003-81664 A 特表2001−509124号公報JP-T-2001-509124 特開平10−087358号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-087358 特開2001−130935号公報JP 2001-130935 A 特開2002−047048号公報JP 2002-047048 A 特開2003−246659号公報JP 2003-246659 A 特開2007−55831号公報JP 2007-55831 A

本発明は、酸性液体急結剤の急結性を向上させ、かつ、長期強度における強度促進効果が高く、急結材をセメントコンクリートに事前添加することが可能となり、吹付け材料およびそれを用いた吹付け工法を提供する。   The present invention improves the quick setting property of the acidic liquid quick setting agent and has a high strength promoting effect in long-term strength, and it is possible to pre-add the quick setting material to cement concrete. Provide the spraying method.

すなわち、本発明は、(1)CaO・Al を含むカルシウムアルミネート類と、6CaO・2Al ・Fe を含むカルシウムアルミノフェライト類を含有してなり、カルシウムアルミネート類とカルシウムアルミノフェライト類の質量混合比が1:1〜2である混和材を配合したセメントコンクリートに、硫酸塩であるイオウ、アルミニウム、及びリチウムを含有してなる酸性の液体またはスラリーである急結剤を合流混合した吹付け材料、(2)(1)の混和材を配合したセメントコンクリートをポンプ搬送し、(1)の急結剤と合流混合することを特徴とする吹付け工法、である。 The present invention provides: (1) calcium aluminates containing CaO · Al 2 O 3, and also contains calcium alumino ferrites including 6CaO · 2Al 2 O 3 · Fe 2 O 3, calcium aluminates Is an acidic liquid or slurry containing sulphate, sulfur, aluminum, and lithium in cement concrete containing an admixture with a mass mixing ratio of 1: 1 to 2 and calcium aluminoferrite (2) A spraying method characterized by pumping cement concrete containing the admixture of (1) and mixing and mixing with the rapid setting agent of (1). .

本発明の吹付け材料およびそれを用いた吹付け工法を採用することによって、急結材をセメントコンクリートに事前に配合することが可能となり、粉末を配合するための設備が不要となり、かつ、トンネル等の吹付け作業で発生する粉塵の発生を抑えるため、作業性を向上させ、湧水や地山面が悪化した状況下においても、高い急結性が得られ、しかも、長期的な強度発現性を求められる箇所への適用が可能となる効果を奏する。   By adopting the spraying material of the present invention and the spraying method using the same, it becomes possible to blend the quick setting material into cement concrete in advance, and the equipment for blending powder becomes unnecessary, and the tunnel In order to suppress the generation of dust generated by spraying operations, etc., workability has been improved, and even in situations where spring water and natural ground surface have deteriorated, high quick setting is obtained, and long-term strength expression is achieved. There is an effect that can be applied to a place where sex is required.

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。   Unless otherwise specified, parts and% in the present invention are shown on a mass basis.

本発明で使用するカルシウムアルミネート類とは、カルシアを含む原料と、アルミナを含む原料等を混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱処理をして得られ、CaOとAlとを主たる成分とする、水和活性を有する物質の総称である。CaOやAlの一部が、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等と置換した化合物、あるいは、CaOとAlとを主成分とするものに、これらが少量固溶した物質である。
鉱物形態としては、12CaO・7Al(以下、C12という)、3CaO・Al(以下、CAという)、CaO・Al(以下、CAという)の組成に対応するCaO/Alモル比1.20〜2.60までの熱処理物が該当する。カルシウムアルミネート類の粒度は、急結性や初期強度発現性の面で、ブレーン比表面積(以下、ブレーン値という)3,000cm/g以上が好ましく、5,000cm/g以上がより好ましい。3,000cm/g未満では、初期強度発現性が低下する場合がある。
The calcium aluminates used in the present invention are obtained by mixing a raw material containing calcia, a raw material containing alumina, etc., and performing a heat treatment such as firing in a kiln or melting in an electric furnace, and CaO and It is a general term for substances having hydration activity, mainly composed of Al 2 O 3 . Some of CaO and Al 2 O 3 are alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, silicon oxides, titanium oxides, iron oxides, alkali metal halides, alkaline earth metal halides, alkali metal sulfates, and These are substances in which a small amount of these are dissolved in a compound substituted with alkaline earth metal sulfate or the like, or in which CaO and Al 2 O 3 are the main components.
As mineral forms, compositions of 12CaO · 7Al 2 O 3 (hereinafter referred to as C 12 A 7 ), 3CaO · Al 2 O 3 (hereinafter referred to as C 3 A), and CaO · Al 2 O 3 (hereinafter referred to as CA). This corresponds to a heat-treated product having a CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 1.20 to 2.60. The particle size of the calcium aluminates is in terms of quick-setting property and the initial strength development, Blaine specific surface area (hereinafter, referred to as Blaine) 3,000 cm 2 / g or more, more preferably at least 5,000 cm 2 / g . If it is less than 3,000 cm < 2 > / g, initial strength development property may fall.

本発明で使用するカルシウムアルミノフェライト類とは、カルシアを含む原料と、アルミナを含む原料と、フェライトを含む原料等を混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱処理をして得られ、CaO、Al、Feとを主たる成分とする、水和活性を有する物質の総称である。CaO、Al、Feの一部が、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化ケイ素、酸化チタン、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等と置換した化合物、あるいは、CaOとAlとFeとを主成分とするものに、これらが少量固溶した物質である。
鉱物形態としては、例えば、4CaO・Al・Fe(以下、CAFという)組成に相当するものや、6CaO・2Al・Fe(以下、CFという)組成に相当するものが、該当する。
The calcium aluminoferrites used in the present invention are mixed with a raw material containing calcia, a raw material containing alumina, a raw material containing ferrite, etc., and subjected to heat treatment such as firing in a kiln or melting in an electric furnace. It is a generic term for substances having hydration activity, which are obtained by using CaO, Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 as main components. CaO, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 are partly alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, silicon oxide, titanium oxide, alkali metal halide, alkaline earth metal halide, alkali metal sulfate , And a compound substituted with alkaline earth metal sulfate or the like, or a substance mainly composed of CaO, Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 , which is a substance which is dissolved in a small amount.
As the mineral forms, for example, 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ( hereinafter, C 4 as AF) corresponds to the composition and, 6CaO · 2Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ( hereinafter, C 6 A This corresponds to the composition of 2 F).

カルシウムアルミノフェライト類をカルシウムアルミネート類に配合することで、カルシウムアルミネート類の急激な水和反応を抑える働きがあり、急結材をセメントコンクリートに事前に混和しても、セメントコンクリートの練置きに伴う急激なスランプダウンを防止することが可能となる。   By mixing calcium aluminoferrites with calcium aluminate, it has the function of suppressing the rapid hydration reaction of calcium aluminates. This makes it possible to prevent a sudden slump down associated with.

本発明で使用する混和材は、カルシウムアルミネート類とカルシウムアルミノフェライト類の質量混合比が1:1〜3が好ましく、1:2の混合がより好ましい。カルシウムアルミネート類の量が該条件よりも増えてしまうと、セメントコンクリートの練置きが持たずに作業性が著しく低下する場合があり、該条件よりもカルシウムアルミネート類が少ないと、初期強度発現性が低下する場合がある。カルシウムアルミノフェライト類の量が該条件よりも増えると、初期強度発現性が低下する場合がある。   The admixture used in the present invention preferably has a mass mixing ratio of calcium aluminates and calcium aluminoferrites of 1: 1 to 3, more preferably 1: 2. If the amount of calcium aluminate is increased more than the above conditions, the workability may be remarkably lowered without the cement concrete being kneaded. If the amount of calcium aluminates is less than the above conditions, the initial strength is expressed. May decrease. When the amount of calcium aluminoferrites increases beyond the above conditions, the initial strength development may be reduced.

本発明の混和材の使用量は、セメント100部に対して、2〜10部が好ましく、4〜8部がより好ましい。混和材使用量が少ないと、優れた急結性や強度発現性が発揮されない場合があり、混和材使用量が多いと、長期強度発現性が低下する場合がある。   The amount of the admixture used in the present invention is preferably 2 to 10 parts, more preferably 4 to 8 parts, relative to 100 parts of cement. If the amount of admixture used is small, excellent quick setting properties and strength development may not be exhibited, and if the amount of admixture used is large, long-term strength development may be reduced.

本発明で使用する混和材は、カルシウムアルミネート類とカルシウムアルミノフェライト類の他に、例えば、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ金属アルミン酸塩、遅延剤、減水剤、繊維、発泡剤、消泡剤等の含有することが可能である。   The admixture used in the present invention includes, in addition to calcium aluminate and calcium aluminoferrite, for example, alkali metal sulfate, alkali metal carbonate, alkaline earth metal sulfate, alkaline earth metal carbonate, alkali metal Aluminates, retarders, water reducing agents, fibers, foaming agents, antifoaming agents and the like can be contained.

本発明で使用する酸性液体急結剤のイオウの供給原料は、特に限定されるものでもなく、硫黄や硫黄華のような元素状態の硫黄の他に、硫化物、硫酸または硫酸塩、亜硫酸または亜硫酸塩、チオ硫酸またはチオ硫酸塩、並びに、有機硫黄化合物等が挙げられ、これらのうちの一種または二種以上が使用可能である。これらの中でも、水への溶解性が高く、製造コストが安く、かつ、急結性状が優れる面から硫酸または硫酸塩が好ましい。   The acidic liquid quenching agent sulfur feed used in the present invention is not particularly limited, and in addition to sulfur in the elemental state such as sulfur and sulfur white, sulfide, sulfuric acid or sulfate, sulfurous acid or Examples thereof include sulfites, thiosulfuric acid or thiosulfates, and organic sulfur compounds, and one or more of them can be used. Among these, sulfuric acid or sulfate is preferable from the viewpoints of high solubility in water, low production costs, and excellent quick setting properties.

本発明で使用する酸性液体急結剤のアルミニウムの供給原料は、特に限定されるものでもなく、アルミニウムを含有する、非晶質もしくは結晶質の水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸塩および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、並びに、アルミニウム錯体等の化合物が挙げられ、これらのうちの一種または二種以上が使用可能である。これらの中でも、イオウの供給原料ともなる硫酸アルミニウムの使用が好ましい。   The feedstock of the aluminum of the acidic liquid accelerator used in the present invention is not particularly limited, and includes amorphous or crystalline aluminum hydroxide, aluminum sulfate, aluminate and other containing aluminum. Inorganic aluminum compounds, organic aluminum compounds, and compounds such as aluminum complexes can be mentioned, and one or more of these can be used. Of these, the use of aluminum sulfate, which is also a sulfur feedstock, is preferred.

本発明で使用する酸性液体急結剤のリチウムの供給原料は、特に限定されるものでもなく、リチウムを含有する、無機リチウム化合物、有機リチウム化合物が挙げられ、これらのうちの一種または二種以上が使用可能である。これらの中でも、強度発現性、溶解性、低温時の析出防止の観点から硫酸リチウム1水和物の使用が好ましい。   The acidic liquid quenching agent lithium used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include inorganic lithium compounds and organic lithium compounds containing lithium, one or more of these. Can be used. Among these, the use of lithium sulfate monohydrate is preferable from the viewpoints of strength development, solubility, and precipitation prevention at low temperatures.

本発明の酸性液体急結剤は、pHで6以下が好ましい。pHが高いと、酸性液体の安定性が損なわれる場合がある。   The acidic liquid quick setting agent of the present invention preferably has a pH of 6 or less. If the pH is high, the stability of the acidic liquid may be impaired.

本発明の酸性液体急結剤の使用量は、セメント100部に対して、2〜11部が好ましく、4〜9部がより好ましい。酸性液体急結剤の使用量が少ないと、優れた急結性が発揮されない場合があり、酸性液体急結剤の使用量が多いと、長期強度発現性が悪くなる場合がある。   2-11 parts are preferable with respect to 100 parts of cement, and, as for the usage-amount of the acidic liquid quick setting agent of this invention, 4-9 parts are more preferable. If the amount of the acidic liquid quick-setting agent is small, excellent quick-setting properties may not be exhibited. If the amount of the acidic liquid quick-setting agent is large, long-term strength development may be deteriorated.

本発明の酸性液体急結剤は、10〜40℃の範囲の温度で加熱してセメントコンクリートに混和させることにより急結性を向上させることが可能である。   The acidic liquid quick setting agent of the present invention can be improved in quick setting property by heating at a temperature in the range of 10 to 40 ° C. and mixing with cement concrete.

本発明の酸性液体の固形分の濃度は、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。固形分の濃度が低いと、優れた急結性状が得られない場合があり、固形分濃度が高いと、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。   The concentration of the solid content of the acidic liquid of the present invention is preferably 20 to 60%, and more preferably 25 to 50%. If the solid content is low, an excellent quick setting property may not be obtained. If the solid content is high, the viscosity of the liquid is high, and the pumpability of the pump may deteriorate.

本発明で使用するセメントは、特に限定されるものではなく、普通、早強、超早強、中庸熱、及び低熱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高炉スラグ、フライアッシュ、及び石灰石微粉末を混合したフィラーセメント、並びに、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント(エコセメント)等が挙げられ、これらを微粉末化して使用することも可能である。混合セメントにおける混合物とセメントの割合は、特に限定されるものではなく、これら混和材をJISで想定する以上に混合したものも使用可能である。   The cement used in the present invention is not particularly limited, and various ordinary portland cements such as early strength, very early strength, moderate heat, and low heat, and blast furnace slag, fly ash, and limestone fine powder to these Portland cements. , And environmentally friendly cement (eco-cement) manufactured using municipal waste incineration ash or sewage sludge incineration ash as raw materials. These can also be used in the form of fine powder. The ratio of the mixture to the cement in the mixed cement is not particularly limited, and a mixture obtained by mixing these admixtures more than expected by JIS can be used.

本発明で使用するセメントコンクリートは、セメントと骨材とを含有するものである。骨材は、吸水率が低くて、骨材強度が高いものが好ましい。骨材の最大寸法は、吹付けできれば特に限定されるものではない。細骨材としては、川砂、山砂、海砂、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り、砕砂、砕石の使用も可能である。   The cement concrete used in the present invention contains cement and aggregate. Aggregates with low water absorption and high aggregate strength are preferred. The maximum size of the aggregate is not particularly limited as long as it can be sprayed. As fine aggregate, river sand, mountain sand, sea sand, lime sand, quartz sand, etc. can be used, and as coarse aggregate, river gravel, mountain gravel, lime gravel, etc. can be used, crushed sand, It is also possible to use crushed stone.

本発明の吹付け材料を用いた吹付け工法としては、要求される物性、経済性、及び施工性等に応じた種々の吹付け工法が可能である。中でも、酸性液体急結剤を用いる代表的な吹付け施工方法として、一方より、セメントコンクリートをコンクリートポンプにより搬送し、他方より、酸性液体急結剤をポンプ搬送し、吹付ける直前に、セメントコンクリートと酸性液体急結剤を圧縮空気と合流混合する方法が、吹付け時に使用する圧縮空気量が少なく、トンネル坑内の粉じん対策、作業性や吹付け材料の性能の面で好ましい。   As the spraying method using the spraying material of the present invention, various spraying methods according to the required physical properties, economy, workability and the like are possible. Above all, as a typical spraying method using an acidic liquid quick-setting agent, cement concrete is transported from one side by a concrete pump, and from the other, an acidic liquid quick-setting agent is pumped and immediately before spraying, cement concrete. And the acidic liquid quick setting agent are combined and mixed with compressed air, and the amount of compressed air used at the time of spraying is small, which is preferable in terms of dust countermeasures in the tunnel tunnel, workability, and performance of the spraying material.

「実験例1」
セメント800g、細骨材2000g、水480g、表1に示す種類、混合比(質量比)の混和材をセメント100部に対して6部を配合し、モルタルを調製し、モルタル練上がりから30分毎のモルタルフローを練置き90分まで測定した。なお、比較として、混和材を加えないベースモルタルについても同様に試験した。
"Experiment 1"
800 g of cement, 2000 g of fine aggregate, 480 g of water, 6 parts of an admixture of the types and mixing ratios (mass ratio) shown in Table 1 are mixed with 100 parts of cement to prepare a mortar, and 30 minutes after the mortar is finished Every mortar flow was measured for up to 90 minutes. For comparison, a base mortar to which no admixture was added was also tested in the same manner.

<使用材料>
カルシウムアルミネート類A:CA組成、結晶質、ブレーン値4,600cm/g
カルシウムアルミネート類B:CA組成、結晶質、ブレーン値4,500cm/g
カルシウムアルミノフェライト類a:CAF組成、結晶質、化学成分Al:19.8%、CaO:47.3%、Fe:32.9%、ブレーン値4,300cm/g
カルシウムアルミノフェライト類b:CF組成、結晶質、化学成分Al:28.7%、CaO:47.3%、Fe:23.9%、ブレーン値4,800cm/g
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値3,200cm/g、比重3.16
細骨材:新潟県糸魚川市姫川水系川砂、表乾状態、比重2.62、F.M(粗粒率):2.85
<Materials used>
Calcium aluminates A: C 3 A composition, crystalline, brane value 4,600 cm 2 / g
Calcium aluminates B: CA composition, crystalline, brane value 4,500 cm 2 / g
Calcium aluminoferrites a: C 4 AF composition, crystalline, chemical component Al 2 O 3 : 19.8%, CaO: 47.3%, Fe 2 O 3 : 32.9%, Blaine value 4,300 cm 2 / g
Calcium aluminoferrites b: C 6 A 2 F composition, crystalline, chemical component Al 2 O 3 : 28.7%, CaO: 47.3%, Fe 2 O 3 : 23.9%, Blaine value 4,800 cm 2 / g
Cement: Ordinary Portland cement, commercial product, Blaine value 3,200 cm 2 / g, specific gravity 3.16
Fine aggregate: Himekawa water system river sand, Itoigawa City, Niigata Prefecture, surface dry state, specific gravity 2.62, F.R. M (rough grain ratio): 2.85

<製造原料>
CaO原料:生石灰、CaO98%
Al原料:ボーキサイト、Al84.54%
Fe原料:試薬、Fe99.9%
<Production raw materials>
CaO raw material: quick lime, CaO 98%
Al 2 O 3 raw material: Bauxite, Al 2 O 3 84.54%
Fe 2 O 3 raw material: Reagent, Fe 2 O 3 99.9%

<カルシウムアルミネート類、カルシウムアルミノフェライト類の製造方法>
製造原料を混合、粉砕し、電気炉で溶融し、徐冷し、粉砕して各種クリンカー製造を行った。
<Methods for producing calcium aluminates and calcium aluminoferrites>
Production raw materials were mixed, pulverized, melted in an electric furnace, slowly cooled, and pulverized to produce various clinker.

Figure 0005701546
Figure 0005701546

表1の結果より、カルシウムアルミネート類A、Bを単独でモルタルへ配合した場合、練置きが持たない結果となった。カルシウムアルミネート類Aの方がセメントへの活性が強く、練置きが取れにくいが、カルシウムアルミノフェライト類を用いることで、モルタルフローがダウンせずに、混和材を加えないものと同等の状態となった。
ベースモルタルと同等の値を示す実験No.をピックアップし、次の実験例2で酸性液体急結剤を加えて初期の凝結や強度などの比較試験を実施した。
From the results in Table 1, when calcium aluminates A and B were blended alone into mortar, no results were obtained. Calcium aluminate A has stronger activity on cement and is harder to knead, but by using calcium aluminoferrites, the mortar flow does not go down and the state is equivalent to that without admixture. became.
Experiment No. showing a value equivalent to that of the base mortar was picked up, and in the following Experimental Example 2, an acidic liquid quick-setting agent was added, and comparison tests such as initial setting and strength were performed.

「実験例2」
実験例1でピックアップしたモルタルに酸性液体急結剤をセメント8部混和し、急結モルタルを調製し、酸性液体急結剤を加えてからの凝結試験と強度発現性試験を行った。
"Experimental example 2"
The mortar picked up in Experimental Example 1 was mixed with 8 parts of an acidic liquid quick-setting agent to prepare a quick-setting mortar, and the setting test and strength development test were conducted after adding the acidic liquid quick-setting agent.

<使用材料>
酸性液体急結剤α:pH2.5、硫酸アルミニウム27%水溶液に硫酸リチウム1水和物を内割りで10%溶解した。
<Materials used>
Acidic liquid accelerator α: pH 2.5, 10% lithium sulfate monohydrate was dissolved in a 27% aqueous solution of aluminum sulfate.

<測定方法>
凝結時間:土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格(JSCE D−102)」に準じて測定
圧縮強度:JIS R 5201に準じて測定。
<Measurement method>
Setting time: Measured according to the Japan Society of Civil Engineers standard "Quality standard for quick setting agent for shotcrete (JSCE D-102)" Compressive strength: Measured according to JIS R 5201.

Figure 0005701546
Figure 0005701546

表2より、カルシウムアルミネート類とカルシウムアルミナフェライト類は混合比1:1〜3の範囲内であれば、比較例に比べ、良好な凝結と圧縮強度発現性が確認された。カルシウムアルミノフェライト類の混合比を増やしていくと、初期強度が低下する傾向にあることが確認された。
次に、酸性液体急結剤にリチウムを加えない比較例を用いたモルタル試験を実施した(実験例3)。
From Table 2, it was confirmed that the calcium aluminate and the calcium alumina ferrite had better setting and compressive strength than the comparative example as long as the mixing ratio was in the range of 1: 1 to 3. It was confirmed that the initial strength tends to decrease as the mixing ratio of calcium aluminoferrites is increased.
Next, a mortar test was conducted using a comparative example in which lithium was not added to the acidic liquid quick-setting agent (Experimental Example 3).

「実験例3」
実験例2で良好であったモルタル配合を選定し、同じ混和材を加えたモルタルに、液体急結剤βをセメントに対して8部混和した急結モルタルと比較した。
"Experiment 3"
A mortar blend that was good in Experimental Example 2 was selected, and compared with a mortar in which the same admixture was added, and a quick mortar in which 8 parts of the liquid quickener β was mixed with cement.

<使用材料>
酸性液体急結剤β:pH2.6、硫酸アルミニウム27%水溶液
<Materials used>
Acidic liquid accelerator β: pH 2.6, 27% aluminum sulfate aqueous solution

<測定方法>
凝結時間:土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格(JSCE D−102)」に準じて測定
圧縮強度:JIS R5201に準じて測定。
<Measurement method>
Setting time: Measured according to Japan Society of Civil Engineers standard "Quality standard for quick setting agent for shotcrete (JSCE D-102)" Compressive strength: Measured according to JIS R5201.

Figure 0005701546
Figure 0005701546

表3より、酸性液体急結剤にリチウムを加えない場合、凝結の始発、終結ともに遅れ、圧縮強度1日強度も低い結果となり、本発明の酸性液体急結剤にはリチウムが必須であることが分かる。   From Table 3, when lithium is not added to the acidic liquid accelerating agent, both the start and end of setting are delayed, and the compressive strength is one day low, and lithium is essential for the acidic liquid accelerating agent of the present invention. I understand.

本発明の吹付け材料およびそれを用いた吹き付け工法によれば、現状の酸性液体急結剤の物性を向上でき、かつ、長期強度における強度促進効果が高く、セメントコンクリートに事前添加することが可能となるので、土木分野等で広範に使用することができる。   According to the spraying material of the present invention and the spraying method using the same, it is possible to improve the physical properties of the current acidic liquid quick-setting agent, and the effect of promoting strength in the long-term strength is high, which can be added to cement concrete in advance. Therefore, it can be widely used in the civil engineering field.

Claims (2)

CaO・Al を含むカルシウムアルミネート類と、6CaO・2Al ・Fe を含むカルシウムアルミノフェライト類を含有してなり、カルシウムアルミネート類とカルシウムアルミノフェライト類の質量混合比が1:1〜2である混和材を配合したセメントコンクリートに、硫酸塩であるイオウ、アルミニウム、及びリチウムを含有してなる酸性の液体またはスラリーである急結剤を合流混合した吹付け材料。 Calcium aluminate containing CaO · Al 2 O 3 and calcium aluminoferrite containing 6CaO · 2Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 , mass mixing ratio of calcium aluminate and calcium aluminoferrite A spraying material obtained by combining and mixing cement concrete containing an admixture having a ratio of 1: 1 to 2 with an acidic liquid or slurry containing sulfuric acid such as sulfur, aluminum, and lithium. 請求項1に記載の混和材を配合したセメントコンクリートをポンプ搬送し、請求項1に記載の急結剤と合流混合することを特徴とする吹付け工法。 A spraying method characterized in that cement concrete containing the admixture according to claim 1 is pumped and mixed with the rapid setting agent according to claim 1.
JP2010202015A 2010-09-09 2010-09-09 Spraying material and spraying method using the same Active JP5701546B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010202015A JP5701546B2 (en) 2010-09-09 2010-09-09 Spraying material and spraying method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010202015A JP5701546B2 (en) 2010-09-09 2010-09-09 Spraying material and spraying method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012056795A JP2012056795A (en) 2012-03-22
JP5701546B2 true JP5701546B2 (en) 2015-04-15

Family

ID=46054337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010202015A Active JP5701546B2 (en) 2010-09-09 2010-09-09 Spraying material and spraying method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5701546B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6482878B2 (en) * 2015-01-15 2019-03-13 デンカ株式会社 Spray cement mortar and spray cement concrete

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08253354A (en) * 1995-03-14 1996-10-01 Chichibu Onoda Cement Corp Crystalline substance having high hydration activity, set accelerating agent for cement and method for accelerating setting and hardening of concrete or mortar
JPH0986989A (en) * 1995-09-27 1997-03-31 Chichibu Onoda Cement Corp Crystalline highly hydrated and activated material hardening accelerating material for cement and acceleration of setting and hardening of mortar or concrete
JP3960590B2 (en) * 2002-02-26 2007-08-15 電気化学工業株式会社 Composition for liquid quick setting agent, liquid quick setting agent, spraying material, and spraying method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012056795A (en) 2012-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5091519B2 (en) Geopolymer composition and method for producing the same
JP2011037688A (en) Spray construction method for quick-setting spray cement concrete
JP6030438B2 (en) Spraying material and spraying method using the same
JP4837161B2 (en) Cement quick setting agent, cement composition, and spray material using the same
JP2014148434A (en) Hydraulic composition
JP6386902B2 (en) Shotcrete and manufacturing method thereof
JP2015034116A (en) Cement clinker, and cement composition
JP7173827B2 (en) Ultra fast-hardening composition, cement composition, concrete composition and spraying method
CN112601726A (en) Hardening agent for quick-hardening concrete delivered in ready-mixed concrete mode, quick-hardening concrete material delivered in ready-mixed concrete mode, quick-hardening concrete composition delivered in ready-mixed concrete mode and preparation method thereof
WO2019044484A1 (en) Mortar or concrete composition and method for manufacturing same
JP5701546B2 (en) Spraying material and spraying method using the same
JP6770658B1 (en) Rapid binder for spraying
JP5620170B2 (en) Foaming quick setting agent, spraying material and spraying method using the same
JP5888847B2 (en) Spraying material and spraying method using the same
JP4537044B2 (en) Spraying method
KR101111635B1 (en) Low alkali concrete composition with tannin and block unit comprising the same
WO2021024853A1 (en) Cement admixture and hydraulic composition
JP3949091B2 (en) Spraying method
JP3957672B2 (en) Spraying method
JP4805714B2 (en) Spraying method
JP4498714B2 (en) Spray material
JPH11130500A (en) Curing accelerating assistant material for spraying material
JP7453047B2 (en) Cement quick setting agent and cement composition
JP2022143924A (en) Foaming type accelerator
JP2022129111A (en) Calcium aluminate for quick setting agent, and foaming type quick setting agent

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140701

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140812

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150218

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5701546

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250