JP6148875B2 - Liquid quick setting agent, cement composition using the same, and spraying method - Google Patents

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Description

本発明は、道路、鉄道、および導水路等のトンネルにおいて、露出した地山面へ吹付けるセメントコンクリートに使用する、液体急結剤、それを用いたセメント組成物および吹付け工法に関する。   The present invention relates to a liquid quick-setting agent, a cement composition using the same, and a spraying method used for cement concrete sprayed to an exposed natural ground surface in tunnels such as roads, railways, and conduits.

従来、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混合した急結性コンクリートの吹付け工法が用いられている(特許文献1)。
この工法は、通常、掘削工事現場に設置した計量混合プラントで、セメント、骨材、及び水を計量混合して吹付け用のコンクリートを調整し、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された急結剤と混合して急結性吹付けコンクリートとし、地山面に所定の厚さになるまで吹付ける工法である。
Conventionally, in order to prevent collapse of exposed ground such as tunnel excavation, a rapid setting concrete spraying method in which a quick setting agent is mixed with concrete is used (Patent Document 1).
This method is usually a metering and mixing plant installed at an excavation site, and cement, aggregate, and water are metered and mixed to adjust concrete for spraying, transported by an agitator car, and pumped by a concrete pump. This is a method of mixing with a quick-setting agent pumped from the other in a confluence pipe provided in the middle to make a quick setting sprayed concrete and spraying it to the ground surface until it reaches a predetermined thickness.

急結剤としては、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粉体急結剤が使用される場合が多いが、近年、吹付け時の粉塵量が少なく、アルカリ薬傷がないという点から、アルミニウム塩を主成分とする酸性の液体急結剤の使用が望まれている(特許文献2〜6)。   As the quick setting agent, a powder quick setting agent in which alkali metal aluminate or alkali metal carbonate is mixed with calcium aluminate is often used. From the point that there is no chemical damage, it is desired to use an acidic liquid quick-setting agent mainly composed of an aluminum salt (Patent Documents 2 to 6).

液体急結剤に用いられるアルミニウム塩は硫酸塩である場合が多く、濃度が高いほど、急結性が高くなり、吹付け時の添加率を減らすこともできる。しかし、高濃度の液体急結剤は、長期間貯蔵すると、液中に析出物が生成したり、液がゲル化したり、懸濁粒子が沈降したりする場合がある。
硫酸アルミニウムの水に対する溶解度は、20℃で27%であり、共存する溶質や液温によって変動するが、溶解度以上の硫酸アルミニウムを含有する液体急結剤は、貯蔵安定性が悪く、製造直後の性状を保持しがたい。液中に析出物が生成したり、液がゲル化したり、懸濁粒子が沈降したりした状態の液体急結剤を使用すると、ポンプが閉塞したり、コンクリートとの混合性が悪くなり、優れた性状が得られなかったりする場合があり、改善が必要だった。また、溶解度は液温によって変動するため、この貯蔵性の問題は、貯蔵する温度に依存し、高温または低温で貯蔵することで、より顕著に現れる場合がある。
In many cases, the aluminum salt used in the liquid quick-setting agent is a sulfate, and the higher the concentration, the higher the quick setting property, and the addition rate during spraying can be reduced. However, when the high-concentration liquid accelerator is stored for a long period of time, precipitates may be generated in the liquid, the liquid may gel, or suspended particles may settle.
The solubility of aluminum sulfate in water is 27% at 20 ° C. and varies depending on the coexisting solute and liquid temperature. However, the liquid accelerator containing aluminum sulfate having a solubility higher than the solubility is poor in storage stability and is immediately after production. It is difficult to maintain the properties. Use of a liquid quick-setting agent in which precipitates are formed in the liquid, the liquid is gelled, or suspended particles are settled, the pump is clogged, the mixing with concrete is poor, and it is excellent In some cases, it was not possible to obtain the desired properties, and improvements were necessary. In addition, since the solubility varies depending on the liquid temperature, this storage problem depends on the temperature to be stored, and may be more prominent when stored at a high temperature or a low temperature.

メラミン系分散剤は、コンクリートやモルタルの減水剤として一般的に使用されており、コンクリートやモルタルに添加して、流動性を制御するために用いられる。メラミン系分散剤は、セメント粒子の表面に付着することで、コンクリートやモルタルに分散性を付与する材料であり、特に水/セメント比が低く、流動性が低いセメント組成物に対して有効である。急結剤をセメント組成物に添加すると、流動性が急速に低下するため、急結剤とセメント組成物が十分に混合しない場合があるが、分散剤を併用することで、流動性が高まり、急結剤とセメント組成物の混合性が良好になる(特許文献7)。
このように、減水剤はセメント組成物に添加して使用することが一般的であり、硫酸アルミニウムを含む液体急結剤に添加した材料の開発や、液体急結剤の貯蔵安定性の向上に関する検討や、コンクリートやモルタルに対する液体急結剤として使用した例はない。また、メラミン系分散剤を含有した液体急結剤を用いることで、セメント組成物の急結性が向上する知見もない。これは、液体中に含まれるメラミン系分散剤が、セメント組成物と混合した際に流動性を向上させ、セメント組成物と急結剤の混合性が向上するためだと考えられる。
Melamine dispersants are generally used as water reducing agents for concrete and mortar, and are added to concrete and mortar to control fluidity. Melamine-based dispersants are materials that impart dispersibility to concrete and mortar by adhering to the surface of cement particles, and are particularly effective for cement compositions with a low water / cement ratio and low fluidity. . When the quick setting agent is added to the cement composition, the fluidity decreases rapidly, so the quick setting agent and the cement composition may not be mixed well. Mixability of the quick setting agent and the cement composition is improved (Patent Document 7).
Thus, it is common to use a water reducing agent by adding it to a cement composition, and it relates to the development of a material added to a liquid accelerator containing aluminum sulfate and improvement of the storage stability of the liquid accelerator. There are no studies or examples of use as a liquid accelerator for concrete or mortar. In addition, there is no knowledge that the rapid setting property of the cement composition is improved by using the liquid quick setting agent containing the melamine dispersant. This is thought to be because the melamine-based dispersant contained in the liquid improves the fluidity when mixed with the cement composition and improves the mixability of the cement composition and the quick setting agent.

特公昭60−4149号公報Japanese Patent Publication No. 60-4149 特開平10−87358号公報JP-A-10-87358 特開2003−246659号公報JP 2003-246659 A 特開2005−89276号公報JP 2005-89276 A 特開2006−193388号公報JP 2006-193388 A 特開2008−30999号公報JP 2008-30999 A 特開2011−136886号公報JP 2011-136886 A

本発明者は、前記課題を種々検討した結果、液体急結剤にメラミン系分散剤を含有させることで、液のゲル化や懸濁粒子の沈降を抑え、課題を解決する知見を得て本発明を完成するに至った。 As a result of various studies on the above problems, the present inventor has obtained knowledge to solve the problems by suppressing liquid gelation and suspended particle sedimentation by adding a melamine-based dispersant to the liquid quick setting agent. The invention has been completed.

すなわち、本発明は、(1)硫酸アルミニウム、メラミン系分散剤を含有し、−10〜40℃において、体積割合で液の90%以上が均一に懸濁している液体急結剤、(2)液体急結剤の硫酸アルミニウム濃度が30〜50質量%、メラミン系分散剤濃度が0.01〜5質量%である(1)の液体急結剤、(3)さらに、フッ素化合物を含有する(1)または(2)の液体急結剤、(4)さらに、アルコールアミン類を含有する(1)〜(3)のうちのいずれかの液体急結剤、(5)さらに、カルボン酸類を含有する(1)〜(4)のうちのいずれかの液体急結剤、(6)(1)〜(5)うちのいずれかの液体急結剤をセメント100質量部に対し、3〜20質量部含有するセメント組成物、(7)(6)のセメント組成物を用いた吹付け工法、である。   That is, the present invention includes (1) a liquid quick-setting agent containing aluminum sulfate and a melamine-based dispersant, wherein 90% or more of the liquid is uniformly suspended at a volume ratio of −10 to 40 ° C., (2) (1) Liquid quick setting agent whose aluminum sulfate concentration of liquid quick setting agent is 30-50 mass% and melamine type dispersing agent concentration is 0.01-5 mass%, (3) Furthermore, a fluorine compound is contained ( 1) or (2) liquid accelerator, (4) further containing alcohol amines (1) to (3) any of the liquid accelerators, (5) further containing carboxylic acids 3 to 20 parts by mass of any one of (1) to (4), or any one of (6) and (1) to (5). Part-containing cement composition, (7) spraying work using cement composition of (6) , It is.

本発明の液体急結剤は、従来の液体急結剤に比べ、貯蔵安定性および流動性に優れる。さらに、この液体急結剤を使用することで、従来の液体急結剤に比べ、急結性吹付けコンクリートの急結性、強度発現性が向上する効果を奏する。   The liquid quick-setting agent of the present invention is superior in storage stability and fluidity compared to conventional liquid quick-setting agents. Furthermore, by using this liquid quick setting agent, the quick setting property and strength development property of the quick setting shot concrete are improved as compared with the conventional liquid quick setting agent.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明でいうコンクリートとは、セメントペースト、モルタル、およびセメントコンクリートの総称である。
なお、本発明で言う部や%は、特に規定のない限り質量基準である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The concrete referred to in the present invention is a general term for cement paste, mortar, and cement concrete.
In the present invention, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

本発明で使用する硫酸アルミニウムは、無水物、水和物、さらに水溶液のいずれも使用することができ、これらのうち1種または2種以上を使用することができる。この中では、液体中での分散性が優れるという点で、水和物が好ましく、14水和物がより好ましい。
液体急結剤の硫酸アルミニウムの濃度は、30〜50%が好ましく、33〜40%がより好ましい。30%部未満ではコンクリートと混合した際に、優れた急結性が得られない場合があり、50%を超えると液の貯蔵安定性が損なわれる場合がある。
As the aluminum sulfate used in the present invention, any of anhydrides, hydrates, and aqueous solutions can be used, and one or more of these can be used. Among these, hydrates are preferable and 14 hydrates are more preferable in that the dispersibility in a liquid is excellent.
The concentration of aluminum sulfate in the liquid accelerator is preferably 30 to 50%, more preferably 33 to 40%. If it is less than 30%, excellent rapid setting may not be obtained when mixed with concrete, and if it exceeds 50%, the storage stability of the liquid may be impaired.

本発明で使用するメラミン系分散剤は、粉末および水溶液のいずれも使用可能であり、市販されているものが使用できる。
液体急結剤のメラミン系分散剤の濃度は、0.01〜5%が好ましく、0.1〜3%がより好ましい。0.01%未満では液の貯蔵安定性が損なわれる場合があり、5%を超えるとコンクリートと混合した際に、強度発現性を阻害する場合がある。
As the melamine dispersant used in the present invention, both powder and aqueous solution can be used, and commercially available ones can be used.
The concentration of the melamine dispersant in the liquid setting agent is preferably 0.01 to 5%, more preferably 0.1 to 3%. If it is less than 0.01%, the storage stability of the liquid may be impaired. If it exceeds 5%, strength development may be impaired when mixed with concrete.

貯蔵安定性は、吹付け施工時にタンクから液体急結剤を圧送する際に重要となる性状である。液がゲル化したり、懸濁粒子が沈降したりすると、タンクからの排出が困難になる場合がある。また、排出できたとしても、懸濁粒子が沈降していると、液体急結剤の濃度が不均一であるため、吹付けたコンクリートの凝結性状や強度発現性にむらができる場合がある。
本発明の液体急結剤の貯蔵安定性を、分離度で評価すると、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。なお、ここで言う分離度とは、懸濁粒子が沈降して生じる上澄み液の、液全体に対する体積割合のことであり、分離度が極めて少ないことを、液が均一であると言う。
Storage stability is an important property when pumping a liquid quick-set agent from a tank during spraying. If the liquid gels or the suspended particles settle, it may be difficult to discharge from the tank. Even if the particles can be discharged, if the suspended particles are settled, the concentration of the liquid quick-setting agent is not uniform, so that there may be unevenness in the setting properties and strength development properties of the sprayed concrete.
When the storage stability of the liquid setting agent of the present invention is evaluated by the degree of separation, it is preferably 10% or less, more preferably 5% or less. The degree of separation referred to here is the volume ratio of the supernatant liquid produced by sedimentation of suspended particles to the whole liquid, and the fact that the degree of separation is extremely small means that the liquid is uniform.

本発明の液体急結剤は、フッ素化合物を含有してもよい。フッ素化合物は、凝結性状や初期強度発現性を向上する目的で使用する。フッ素化合物は、水または酸性水溶液に溶解するものであれば、特に限定されるものではない。
フッ素化合物としては、フッ化水素、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化マグネシウム、フッ化カリウム、フッ化アルミニウム、フッ化亜鉛、フッ化アンモニウム、フッ化水素カリウム、三フッ化ホウ素、六フッ化アルミニウムナトリウム、六フッ化アルミニウムカリウム、ケイフッ化水素、ケイフッ化ナトリウム、ケイフッ化マグネシウム、ケイフッ化カリウム、ケイフッ化亜鉛、ケイフッ化アンモニウム等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上が使用可能である。この中では、凝結性状が優れるという点で、六フッ化アルミニウムナトリウムが好ましい。
液体急結剤のフッ素化合物の濃度は、0.1〜10%が好ましく、0.3〜7%がより好ましい。0.1%未満では凝結性状や初期強度発現性の向上が小さい場合があり、10%を超えると貯蔵安定性が低下したり、長期強度発現性を阻害したりする場合がある。
The liquid quick setting agent of the present invention may contain a fluorine compound. The fluorine compound is used for the purpose of improving the setting property and initial strength development. The fluorine compound is not particularly limited as long as it is soluble in water or an acidic aqueous solution.
Fluorine compounds include hydrogen fluoride, lithium fluoride, sodium fluoride, magnesium fluoride, potassium fluoride, aluminum fluoride, zinc fluoride, ammonium fluoride, potassium hydrogen fluoride, boron trifluoride, hexafluoride Examples include aluminum sodium, potassium aluminum hexafluoride, hydrogen silicofluoride, sodium silicofluoride, magnesium silicofluoride, potassium silicofluoride, zinc silicofluoride, ammonium silicofluoride, and one or more of these can be used. is there. Among these, sodium aluminum hexafluoride is preferable in terms of excellent setting properties.
The concentration of the fluorine compound in the liquid accelerator is preferably 0.1 to 10%, more preferably 0.3 to 7%. If it is less than 0.1%, the improvement of the setting property and initial strength development may be small, and if it exceeds 10%, the storage stability may be lowered or the long-term strength development may be inhibited.

本発明の液体急結剤は、アルコールアミン類を含有してもよい。アルコールアミン類は、凝結性状や初期強度発現性を向上する目的で使用する。アルコールアミン類は、水または酸性水溶液に溶解するものであれば、特に限定されるものではない。
アルコールアミン類とは、アミノ基とヒドロキシル基の両方を有する有機化合物の総称である。アルコールアミン類としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上が使用可能である。この中では、凝結性状が優れるという点で、ジエタノールアミンが好ましい。
液体急結剤のアルコールアミン類の濃度は0.1〜5%が好ましく、0.2〜3%がより好ましい。0.1%未満では凝結性状や初期強度発現性の向上が小さい場合があり、5%を超えると貯蔵安定性が損なわれたり、長期強度発現性を阻害したりする場合がある。
The liquid accelerating agent of the present invention may contain alcohol amines. Alcohol amines are used for the purpose of improving the setting properties and initial strength development. The alcohol amine is not particularly limited as long as it is soluble in water or an acidic aqueous solution.
Alcoholamines are a general term for organic compounds having both an amino group and a hydroxyl group. Examples of alcohol amines include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methylethanolamine, and the like, and one or more of these can be used. Among these, diethanolamine is preferable in that the setting property is excellent.
The concentration of alcohol amines in the liquid accelerator is preferably from 0.1 to 5%, more preferably from 0.2 to 3%. If it is less than 0.1%, the improvement of the setting properties and initial strength development may be small, and if it exceeds 5%, storage stability may be impaired or long-term strength development may be inhibited.

本発明の液体急結剤は、カルボン酸類を含有してもよい。カルボン酸類は、貯蔵安定性を向上する目的で使用する。カルボン酸類は、水または酸性水溶液に溶解するものであれば、特に限定されるものではない。
カルボン類とは、カルボキシル基を有する有機化合物の総称である。カルボン酸類としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタン酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、安息香酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、サリチル酸等、さらにこれらのナトリウム塩またはカリウム塩が挙げられ、これらのうち1種または2種以上が使用可能である。この中では、貯蔵安定性が優れるという点で、シュウ酸が好ましい。
液体急結剤100のカルボン酸類の濃度は、0.1〜3%が好ましく、0.2〜2%がより好ましい。0.1%未満では貯蔵安定性の向上が小さい場合があり、3%を超えると強度発現性を阻害する場合がある。
The liquid accelerator of the present invention may contain carboxylic acids. Carboxylic acids are used for the purpose of improving storage stability. Carboxylic acids are not particularly limited as long as they are soluble in water or an acidic aqueous solution.
Carboxy is a general term for organic compounds having a carboxyl group. Carboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutamic acid, adipic acid, fumaric acid, maleic acid, benzoic acid, Examples thereof include lactic acid, malic acid, citric acid, salicylic acid, and the like, and sodium salts or potassium salts thereof, and one or more of these can be used. Among these, oxalic acid is preferable in terms of excellent storage stability.
The concentration of the carboxylic acids in the liquid accelerator 100 is preferably 0.1 to 3%, more preferably 0.2 to 2%. If it is less than 0.1%, the improvement in storage stability may be small, and if it exceeds 3%, strength development may be inhibited.

本発明のセメント組成物において、液体急結剤の使用量は、セメント100部に対して、3〜20部が好ましく、5〜15部がより好ましく、7〜10部が最も好ましい。3部未満では急結性吹付けコンクリートの急結性を促進しにくい場合があり、20部を超えると長期強度発現性が損なわれる場合がある。   In the cement composition of the present invention, the amount of the liquid quick-setting agent is preferably 3 to 20 parts, more preferably 5 to 15 parts, and most preferably 7 to 10 parts with respect to 100 parts of cement. If it is less than 3 parts, it may be difficult to promote the quick setting property of the quick setting shot concrete, and if it exceeds 20 parts, long-term strength development may be impaired.

ここでセメントとは、通常市販されている普通、早強、中庸熱、および超早強などの各種ポルトランドセメントや、これら各種ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した各種混合セメントなどが挙げられ、これらを微粉末化して使用することも可能である。   Here, the cement includes various ordinary Portland cements such as normal, early strength, medium heat, and ultra-early strength, and various mixed cements obtained by mixing these various Portland cements with fly ash, blast furnace slag, and the like. These can be used in the form of fine powder.

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。ここで骨材としては、吸水率が低く、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、石灰砂、及び珪砂などが使用可能であり、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利などが使用可能である。
The cement concrete used in the present invention contains cement and aggregate. Here, as the aggregate, those having low water absorption and high aggregate strength are preferable. The maximum dimension of the aggregate is not particularly limited as long as it can be sprayed.
River sand, mountain sand, lime sand, and quartz sand can be used as the fine aggregate, and river gravel, mountain gravel, lime gravel, and the like can be used as the coarse aggregate.

セメントコンクリートに使用する水の量は、強度発現性の面から水/セメント比で35%以上が好ましく、40〜55%がより好ましい。35%未満ではセメントコンクリートを十分に混合できない場合がある。   The amount of water used for the cement concrete is preferably 35% or more, more preferably 40 to 55% in terms of water / cement ratio in terms of strength development. If it is less than 35%, cement concrete may not be sufficiently mixed.

本発明の吹付け工法は、特に限定されるものではないが、湿式吹付け工法としては、例えば、セメント、細骨材、粗骨材、及び水を加えて練り混ぜ、空気圧送し、途中にY字管を設け、その一方から急結剤供給装置により圧送した急結剤を合流混合して急結性湿式吹付けコンクリートとしたものを吹付ける方法が挙げられる。   The spraying method of the present invention is not particularly limited, but as a wet spraying method, for example, cement, fine aggregate, coarse aggregate, and water are added and mixed, pneumatically fed, in the middle There is a method in which a Y-shaped pipe is provided, and a quick setting wet spray concrete obtained by joining and mixing the quick setting agent pumped from one side by a quick setting agent supply device is used.

また、急結剤を圧送する圧送空気の圧力は、コンクリートが急結剤の圧送管内に混入した際に圧送管内が閉塞しないように、コンクリートの圧送圧力より0.01〜0.3MPa高いことが好ましい。   Further, the pressure of the pumping air for pumping the quick setting agent may be 0.01 to 0.3 MPa higher than the pumping pressure of the concrete so that the concrete does not block when the concrete is mixed in the pumping pipe of the quick setting agent. preferable.

以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.

「実験例1」
硫酸アルミニウムとメラミン系分散剤を、表1に示す濃度になるように水に添加し、1時間攪拌することで、種々の液体急結剤を調整した。また、攪拌後、液を静置し、液の分離度を評価した。結果を表1に併記する。
"Experiment 1"
Various liquid accelerators were prepared by adding aluminum sulfate and a melamine dispersant to water so as to have concentrations shown in Table 1 and stirring for 1 hour. Further, after stirring, the liquid was allowed to stand and the degree of separation of the liquid was evaluated. The results are also shown in Table 1.

<使用材料>
硫酸アルミニウム:硫酸アルミニウム14水和物、粉末、市販品
メラミン系分散剤A:グレースケミカルズ社製、商品名「FT−700N」、メラミンスルホ
ン酸
メラミン系分散剤B:日本シーカ社製、商品名「シーカメントFF86」、メチロールメラミ
ン系
<Materials used>
Aluminum sulfate: Aluminum sulfate 14 hydrate, powder, commercially available melamine dispersant A: manufactured by Grace Chemicals, trade name “FT-700N”, melamine sulfonate melamine dispersant B: manufactured by Nippon Sika Co., Ltd., trade name “ Seakament FF86 ", methylol melamine series

<測定条件>
試験環境温度:20℃に設定
分離度:液全体に対する懸濁相の体積割合をメスシリンダーで評価。分離度とは、懸濁粒子が沈降して生じる上澄み液の、液全体に対する体積割合
<Measurement conditions>
Test environment temperature: set to 20 ° C. Separation degree: The volume ratio of the suspension phase to the whole liquid is evaluated with a graduated cylinder. The degree of separation is the volume ratio of the supernatant produced by sedimentation of suspended particles to the total liquid.

Figure 0006148875
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表1より、硫酸アルミニウム濃度が30〜50%、メラミン系分散剤濃度が0.01〜5%の配合の液体は分離度が低く、急結剤の貯蔵安定性として望ましい。   From Table 1, the liquid of the mixing | blending whose aluminum sulfate density | concentration is 30 to 50% and melamine type-dispersant density | concentration is 0.01 to 5% has a low degree of separation, and is desirable as the storage stability of a quick setting agent.

「実験例2」
実験例1と同様に、液体急結剤の硫酸アルミニウム濃度が35%、メラミン系分散剤Aの濃度が1%、表2に示す濃度になるように助剤(フッ素化合物、アルコールアミン類、カルボン酸類)を水に添加し、液体急結剤を調製した。また、実験例1と同様の手順で、分離度を評価した。結果を表2に併記する。
"Experimental example 2"
As in Experimental Example 1, the liquid accelerator has an aluminum sulfate concentration of 35%, a melamine dispersant A concentration of 1%, and auxiliary agents (fluorine compounds, alcohol amines, carvone so as to have the concentrations shown in Table 2. Acids) were added to water to prepare a liquid accelerator. Further, the degree of separation was evaluated in the same procedure as in Experimental Example 1. The results are also shown in Table 2.

<使用材料>
助剤(ア):六フッ化アルミニウムナトリウム、市販品
助剤(イ):ジエタノールアミン、市販品
助剤(ウ):シュウ酸、市販品
<Materials used>
Auxiliary agent (A): Aluminum hexafluoride sodium, Commercial product auxiliary agent (I): Diethanolamine, Commercial product auxiliary agent (U): Oxalic acid, commercial item

Figure 0006148875
Figure 0006148875

表2より、液体急結剤のフッ素化合物の濃度が10%まで、アルコールアミン類の濃度が5%までであれば、分離度が著しく大きくなることはない。また、カルボン酸類の濃度が0.1%以上であれば、分離度が低下し、液体急結剤の貯蔵安定性が向上する。 From Table 2, if the concentration of the fluorine compound in the liquid accelerator is up to 10% and the concentration of alcoholamines is up to 5%, the degree of separation does not increase significantly. Moreover, if the density | concentration of carboxylic acid is 0.1% or more, a resolution will fall and the storage stability of a liquid quick-setting agent will improve.

「実験例3」
実験例1および実験例2で示した配合の液体急結剤を調製した。また、−5℃,20℃,40℃で、実験例1と同様の手順で、3か月後の分離度を評価した。結果を表3に併記する。
"Experiment 3"
Liquid quick setting agents having the formulations shown in Experimental Example 1 and Experimental Example 2 were prepared. Further, the separation degree after 3 months was evaluated in the same procedure as in Experimental Example 1 at −5 ° C., 20 ° C., and 40 ° C. The results are also shown in Table 3.

Figure 0006148875
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表3より、液体急結剤の硫酸アルミニウムの濃度が30〜50%、メラミン系分散剤の濃度が0.01〜5%の液体急結剤は、−5〜40℃において、少なくとも3か月間、分離度が小さく、液の90%以上が均一であり、貯蔵安定性に優れる。
さらに、硫酸アルミニウムの濃度が35%、メラミン系分散剤の濃度が1%、一定の濃度の助剤(フッ素化合物の濃度が0.1〜10%、あるいはアルコールアミン類の濃度が0.1〜5%、あるいはカルボン酸類の濃度が0.1〜3%)を含有する液体急結剤も、同様の条件で、貯蔵安定性に優れる。
From Table 3, the liquid quick-setting agent whose concentration of aluminum sulfate in the liquid quick-setting agent is 30 to 50% and the concentration of melamine-based dispersant is 0.01 to 5% is at -5 to 40 ° C for at least 3 months. The degree of separation is small, 90% or more of the liquid is uniform, and the storage stability is excellent.
Furthermore, the concentration of aluminum sulfate is 35%, the concentration of melamine-based dispersant is 1%, the aid of a certain concentration (fluorine compound concentration is 0.1 to 10%, or the concentration of alcohol amines is 0.1 to 0.1%. A liquid accelerator containing 5% or a carboxylic acid concentration of 0.1 to 3% is also excellent in storage stability under the same conditions.

「実験例4」
実験例1と同様に、液体急結剤の濃度が、表4に示す値になるように硫酸アルミニウムとメラミン系分散剤を水に添加し、液体急結剤を調製した。また、砂/セメント比=3、水/セメント比=54%のモルタルを調製し、セメント100部に対して、液体急結剤を7部添加し、急結性モルタルとし、その凝結時間、さらに圧縮強度を測定した。液体急結剤は、製造1週間後のものを使用した。結果を表4に併記する。
"Experimental example 4"
In the same manner as in Experimental Example 1, aluminum sulfate and a melamine dispersant were added to water so that the concentration of the liquid accelerating agent was a value shown in Table 4 to prepare a liquid accelerating agent. Also, a mortar having a sand / cement ratio = 3 and a water / cement ratio = 54% was prepared, and 7 parts of a liquid quick-setting agent was added to 100 parts of cement to obtain a quick setting mortar. The compressive strength was measured. The liquid accelerator was used one week after production. The results are also shown in Table 4.

<使用材料>
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン比表面積3,800cm/g、比重3.16
細骨材:新潟県糸魚川市姫川産川砂、表乾状態、比重2.62、5mm下品
<Materials used>
Cement: Ordinary Portland cement, commercial product, Blaine specific surface area 3,800 cm 2 / g, specific gravity 3.16
Fine aggregate: Niigata prefecture Itoigawa city Himekawa production river sand, surface dry state, specific gravity 2.62, 5mm vulgar

<測定方法>
凝結試験:急結性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格(JSCED−102)」に準じて測定
圧縮強度:急結性モルタルをJIS R 5201に準じて測定
試験環境温度:20℃に設定
<Measurement method>
Setting test: Quick setting mortar measured in accordance with Japan Society of Civil Engineers standard "Quality standards for quick setting for sprayed concrete (JSCED-102)" Compressive strength: Quick setting mortar measured in accordance with JIS R 5201 Environmental test temperature: Set to 20 ° C

Figure 0006148875
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表4より、硫酸アルミニウム濃度30〜50部、メラミン系分散剤濃度0.01〜5部の配合であることが、急結剤の性状として望ましい。   From Table 4, it is desirable as the properties of the quick setting agent that the aluminum sulfate concentration is 30 to 50 parts and the melamine dispersant concentration is 0.01 to 5 parts.

「実験例5」
液体急結剤の濃度が、硫酸アルミニウム35%、メラミン系分散剤1%の液体急結剤を調製した。また、実験例4と同様のモルタルを調製し、セメント100部に対して、液体急結剤を表5に示す量添加し、急結性モルタルとし、その凝結時間を、さらに、圧縮強度を測定した。液体急結剤は、製造1週間後のものを使用した。結果を表5に併記する。
“Experimental Example 5”
A liquid quick-set agent having a liquid quick-set concentration of 35% aluminum sulfate and 1% melamine dispersant was prepared. In addition, a mortar similar to that in Experimental Example 4 was prepared, and a liquid quick setting agent was added in an amount shown in Table 5 with respect to 100 parts of cement to obtain a quick setting mortar. did. The liquid accelerator was used one week after production. The results are also shown in Table 5.

Figure 0006148875
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表5より、急結剤の添加量は、セメント100部に対し、3〜20部であることが、吹付け材料の性状として望ましい。   From Table 5, the addition amount of the quick setting agent is desirably 3 to 20 parts with respect to 100 parts of cement as the properties of the spray material.

「実験例6」
実験例1と同様に、液体急結剤の硫酸アルミニウムの濃度が35%、メラミン系分散剤の濃度が1%、表6に示す種類および濃度の助剤を含有する液体急結剤を調製した。また、実験例4と同様のモルタルを調製し、セメント100部に対して、急結剤を7部添加し、急結性モルタルとし、その凝結時間、さらに圧縮強度を測定した。液体急結剤は、製造1週間後のものを使用した。結果を表6に併記する。
"Experimental example 6"
In the same manner as in Experimental Example 1, a liquid accelerator containing 35% of the concentration of aluminum sulfate in the liquid accelerator, 1% of the concentration of the melamine dispersant, and the type and concentration of auxiliary agents shown in Table 6 was prepared. . Moreover, the same mortar as Experimental example 4 was prepared, 7 parts of quick setting agents were added with respect to 100 parts of cement, it was set as the quick setting mortar, the setting time, and also the compressive strength were measured. The liquid accelerator was used one week after production. The results are also shown in Table 6.

<使用材料>
硫酸アルミニウム、メラミン系分散剤、助剤:「実験例2」と同様
セメント、細骨材:「実験例4」と同様
<Materials used>
Aluminum sulfate, melamine dispersant, auxiliaries: Same as “Experiment 2” Cement, fine aggregate: Same as “Experiment 4”

Figure 0006148875
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表6より、液体急結剤のフッ素化合物の濃度が0.1〜10%、アルコールアミン類の濃度が0.1〜5%であれば、凝結性状が向上し、強度発現性が大きく損なわることがないため、急結剤の性状として望ましい。また、カルボン酸類の濃度が3%以下であれば、凝結性状や強度発現性が大きく損なわれることはないため、急結剤の性状として望ましい。 From Table 6, if the concentration of the fluorine compound in the liquid accelerator is 0.1 to 10% and the concentration of alcohol amines is 0.1 to 5%, the setting property is improved and the strength development is greatly impaired. Since it does not occur, it is desirable as a property of the quick setting agent. Further, if the concentration of the carboxylic acid is 3% or less, the setting property and strength development property are not greatly impaired, and thus it is desirable as the property of the quick setting agent.

本発明の液体急結剤は、硫酸アルミニウム系液体急結剤で課題だった液のゲル化や懸濁粒子の沈降を抑え、貯蔵安定性が優れるように解決した。また、セメント組成物と併用して用いた吹付け工法により、凝結性状や強度発現性を高くすることができるため、土木、建築の分野等で広範に使用することが可能である。   The liquid accelerating agent of the present invention has been solved to suppress the gelation of liquid and sedimentation of suspended particles, which are problems with the aluminum sulfate liquid accelerating agent, and to have excellent storage stability. Further, the spraying method used in combination with the cement composition can increase the setting property and the strength development, so that it can be widely used in the fields of civil engineering and construction.

Claims (5)

30〜50質量%の硫酸アルミニウム0.01〜5質量%のメラミン系分散剤を含有し、20℃において3か月貯蔵したときに体積割合で液の90%以上が懸濁していることを特徴とする液体急結剤。 Contains 30 to 50% by weight aluminum sulfate and 0.01 to 5% by weight melamine dispersant, and 90% or more of the liquid is suspended by volume when stored at 20 ° C. for 3 months . Liquid quick setting agent characterized by the above. さらに、フッ素化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の液体急結剤。 Furthermore, the liquid quick-setting agent of Claim 1 containing a fluorine compound. さらに、アルコールアミン類を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の液体急結剤。 Furthermore, alcohol amines are contained, The liquid quick setting agent of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. さらに、カルボン酸類を含有することを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項記載の液体急結剤。 Furthermore, carboxylic acid is contained, The liquid quick setting agent of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜4のうちのいずれか1項記載の液体急結剤をセメント100質量部に対し、3〜20質量部添加することセメント組成物を調製し、前記セメント組成物を吹付けることを含む、吹付け工法 A cement composition is prepared by adding 3 to 20 parts by mass of the liquid setting agent according to any one of claims 1 to 4 to 100 parts by mass of cement , and the cement composition is sprayed. Including spraying method .
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