JP6386902B2 - Shotcrete and manufacturing method thereof - Google Patents
Shotcrete and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP6386902B2 JP6386902B2 JP2014256816A JP2014256816A JP6386902B2 JP 6386902 B2 JP6386902 B2 JP 6386902B2 JP 2014256816 A JP2014256816 A JP 2014256816A JP 2014256816 A JP2014256816 A JP 2014256816A JP 6386902 B2 JP6386902 B2 JP 6386902B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- parts
- cement
- concrete
- base concrete
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
本発明は液体急結剤を用いる吹付コンクリートおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to shotcrete using a liquid quick setting agent and a method for producing the same.
掘削したトンネルや地下空間などでの建設工事においては、掘削露出面に粉体急結剤を添加したコンクリートを吹付けてライニングし、該露出面の崩落を防止することが広く行われている（特許文献１、２参照）。粉体急結剤としては、カルシウムアルミネートを主成分とし、アルミン酸塩やアルカリ金属炭酸塩などが配合された急結剤が知られている。この粉体急結剤は急結性に優れるものの、一方で粉塵発生量が多いこと、吹付けたコンクリートのリバウンド量が多いことなどの問題がある。 In construction work in excavated tunnels and underground spaces, it has been widely practiced to lining concrete by adding a powder quick-set agent to the excavated exposed surface to prevent collapse of the exposed surface ( (See Patent Documents 1 and 2). As the powder quick setting agent, a quick setting agent containing calcium aluminate as a main component and containing aluminate, alkali metal carbonate or the like is known. Although this powder quick setting agent is excellent in quick setting property, there are problems such as a large amount of dust generation and a large amount of rebound of sprayed concrete.
これらの問題を解決する方策として、液体急結剤を用いる技術が提案されている（特許文献３、４参照）が、液体急結剤の急結性や初期強度発現性は粉体急結剤に比べて劣ることが大きな課題である。
液体急結剤使用時の課題の解決策として、液体急結剤と粉体急結剤を併用する方法が提案されている（特許文献５，６参照）。具体的には、液体急結剤の他に、粉末硫酸アルミニウム及びアルミン酸カルシウム等の無機化合物を添加する方法である。粉体急結剤（無機化合物）の添加方法としては、ベースとなる吹付用コンクリートに含有させることも可能であるが、吹付用セメントコンクリートが吹付される直前に、水もしくは液体急結剤と混合してスラリー化したものを、セメントコンクリートの吐出直前に混合させる方法が、粉塵低減の観点から好ましいとされている。
As a measure for solving these problems, a technique using a liquid quick-setting agent has been proposed (see Patent Documents 3 and 4), but the quick setting property and initial strength development of the liquid quick-setting agent are powder quick setting agents. Inferior to is a major issue.
As a solution to the problem at the time of using the liquid quick-setting agent, a method using both the liquid quick-setting agent and the powder quick-setting agent has been proposed (see Patent Documents 5 and 6). Specifically, it is a method of adding an inorganic compound such as powdered aluminum sulfate and calcium aluminate in addition to the liquid accelerator. As a method for adding a powder quick-setting agent (inorganic compound), it is possible to add it to the base spray concrete, but it is mixed with water or a liquid quick-set agent just before spraying cement concrete is sprayed. A method of mixing the slurry into a slurry immediately before the discharge of cement concrete is considered preferable from the viewpoint of reducing dust.
しかしながら、液体急結剤に加えて、粉体急結剤をベースとなるコンクリートに含有させた場合、一般的にコンクリートのコンシステンシーが不良となり、吹付時のベースコンクリートのポンプ圧送性に支障をきたすことになる。
従って、本発明の課題は、液体急結剤を用いても、急結性や初期強度発現性が優れ、かつコンクリートのコンシステンシーの良好な吹付コンクリート及びその製造方法を提供することにある。
However, when a powder quick-set agent is included in the base concrete in addition to the liquid quick-set agent, the concrete consistency generally becomes poor, and the pumpability of the base concrete during spraying is hindered. It will be.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a shotcrete having excellent quick setting property and initial strength development property and good concrete consistency even when a liquid quick setting agent is used, and a method for producing the same.
そこで、本発明者は、液体急結剤を用いて粉塵発生やコンクリートのリバウンドを抑制し、急結性や初期強度発現性に優れ、かつコンクリートのコンシステンシーを低下させない吹付コンクリートを開発すべく種々検討した結果、液体急結剤として硫酸アルミニウム含有溶液を採用し、ベースコンクリート中にセメント用減水剤に加えて、適量の生石灰系クリンカ組成物、アルミン酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムを配合することにより、急結性及び初期強度発現性に優れ、かつコンクリートのコンシステンシーが良好で吹付時のポンプ圧送が良好な吹付コンクリートが得られることを見出し、本発明を完成した。 Therefore, the present inventor uses various liquid setting agents to suppress the generation of dust and rebound of concrete, and variously develop sprayed concrete that is excellent in rapid setting and initial strength development and does not reduce the consistency of concrete. As a result of the study, an aluminum sulfate-containing solution was adopted as a liquid accelerator, and by adding an appropriate amount of quicklime clinker composition, sodium aluminate and sodium carbonate to the base concrete in addition to the water reducing agent for cement, The present invention was completed by finding that sprayed concrete having excellent cohesiveness and initial strength development, good concrete consistency, and good pumping pressure during spraying can be obtained.
すなわち、本発明は、次の〔１〕〜〔５〕を提供するものである。
〔１〕硫酸アルミニウムを有効成分とする液体急結剤と、生石灰系クリンカ組成物、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム及びセメント用減水剤を含有するベースコンクリートとからなる吹付コンクリートであって、該生石灰系クリンカ組成物の含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して１質量部〜５質量部であり、
該アルミン酸ナトリウムの含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して０．１質量部〜１質量部であり、
該炭酸ナトリウムの含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して０．１〜２質量部であることを特徴とする吹付コンリート。
〔２〕前記生石灰系クリンカ鉱物が、５０質量％以上の遊離石灰及び珪酸カルシウムを含む〔１〕に記載の吹付けコンクリート。
〔３〕液体急結剤の使用量が、ベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して３〜１５質量部である〔１〕又は〔２〕に記載の吹付コンクリート。
〔４〕〔１〕又は〔２〕に記載のベースコンクリートを製造し、該コンクリートに硫酸アルミニウムを有効成分とする液体急結剤を吹付ノズルの先端で混合させることを特徴とする吹付コンクリートの製造方法。
〔５〕少なくとも生石灰系クリンカ組成物、アルミン酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムを含有する混和材と、セメント用減水剤とを含有する〔１〕又は〔２〕に記載のベースコンクリートを製造し、該コンクリートに硫酸アルミニウムを有効成分とする液体急結剤を吹付けノズルの先端で混合させることを特徴とする吹付コンクリートの製造方法。
That is, the present invention provides the following [1] to [5].
[1] A shotcrete comprising a liquid quick-setting agent containing aluminum sulfate as an active ingredient, and a base concrete containing a quicklime clinker composition, sodium aluminate, sodium carbonate and a water reducing agent for cement, the quicklime The content of the clinker composition is 1 part by mass to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement in the base concrete,
The content of the sodium aluminate is 0.1 parts by mass to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of cement in the base concrete,
The sprayed concrete, wherein the content of sodium carbonate is 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement in the base concrete.
[2] The shotcrete according to [1], wherein the quicklime clinker mineral contains 50% by mass or more of free lime and calcium silicate.
[3] The shotcrete according to [1] or [2], wherein the amount of the liquid quick setting agent used is 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement in the base concrete.
[4] Manufacture of shotcrete characterized by producing base concrete according to [1] or [2], and mixing the concrete with a liquid quick-setting agent containing aluminum sulfate as an active ingredient at the tip of a spray nozzle. Method.
[5] Producing a base concrete according to [1] or [2] containing an admixture containing at least a quicklime clinker composition, sodium aluminate and sodium carbonate, and a water reducing agent for cement. A method for producing sprayed concrete, comprising mixing a liquid quick-setting agent containing aluminum sulfate as an active ingredient at the tip of a spray nozzle.
本発明の吹付コンクリートは、急結性、初期強度発現性に優れるとともにコンクリートのコンシステンシーが良好で吹付時のポンプ圧送が良好であり、施工時の粉塵発生量が少なく、さらに吹付コンクリートのリバウンド量が少ない。 The shotcrete of the present invention is excellent in rapid setting and initial strength development, has good concrete consistency, good pumping pressure at the time of spraying, less dust generation during construction, and further the amount of rebound of the shotcrete Less is.
本発明は、硫酸アルミニウムを有効成分とする液体急結剤と、生石灰系クリンカ組成物、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム及びセメント用減水剤を含有するベースコンクリート（モルタルを含む）とからなる吹付コンクリート（モルタルを含む）であって、該生石灰系クリンカ組成物の含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して１質量部〜５質量部であり、該アルミン酸ナトリウムの含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して０．１質量部〜１質量部であり、該炭酸ナトリウムの含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して０．１〜２質量部であることを特徴とする吹付コンリートである。 The present invention is a sprayed concrete (including mortar) comprising a liquid quick-setting agent containing aluminum sulfate as an active ingredient, and a base concrete (including mortar) containing a quicklime clinker composition, sodium aluminate, sodium carbonate and a water reducing agent for cement. And the content of the quicklime clinker composition is 1 part by mass to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cement in the base concrete, and the content of the sodium aluminate is in the base concrete. It is 0.1 mass part-1 mass part with respect to 100 mass parts of cement of this, The content of this sodium carbonate is 0.1-2 mass parts with respect to 100 mass parts of cement in base concrete, It is characterized by the above-mentioned. It is a spraying concrete.
本発明で使用する液体急結剤は硫酸アルミニウムを有効成分とする液体急結剤である。通常、粉末状の硫酸アルミニウム（又はその水和物）を水と混ぜ、水溶液として調製されるが、特にこれに限定されるものではない。可溶性アルミニウム成分と硫酸などの硫黄源を調製して、硫酸アルミニウムを水溶液として調製したものと同じ効果をもたらすものであってもかまわない。また、本発明の特長が損なわない程度において、さらに他の成分を添加することを妨げない。他の成分としては、例えば、沈降性シリカ、アルカノールアミンなどが挙げられる。
液体急結剤中の硫酸アルミニウム含有量は、１５質量％以上が好ましく、２０〜３５質量％がより好ましく、２２〜３０質量％がさらに好ましい。
液体急結剤の使用量は、急結性能と長期強度発現性のバランスの点から、ベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して、３〜１５質量部が好ましく、５〜１０質量部がより好ましい。
The liquid accelerator used in the present invention is a liquid accelerator containing aluminum sulfate as an active ingredient. Usually, powdered aluminum sulfate (or a hydrate thereof) is mixed with water to prepare an aqueous solution, but it is not particularly limited thereto. A soluble aluminum component and a sulfur source such as sulfuric acid may be prepared to provide the same effect as that obtained by preparing aluminum sulfate as an aqueous solution. Further, addition of other components is not prevented as long as the features of the present invention are not impaired. Examples of other components include precipitated silica and alkanolamine.
15 mass% or more is preferable, as for the aluminum sulfate content in a liquid quick setting agent, 20-35 mass% is more preferable, and 22-30 mass% is further more preferable.
The use amount of the liquid quick-setting agent is preferably 3 to 15 parts by weight and more preferably 5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement in the base concrete from the viewpoint of the balance between quick setting performance and long-term strength development. preferable.
本発明で用いるベースコンクリートは、生石灰系クリンカ組成物、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム及びセメント用減水剤を含有する。 The base concrete used in the present invention contains a quicklime clinker composition, sodium aluminate, sodium carbonate, and a water reducing agent for cement.
本発明における生石灰系クリンカ組成物とは、遊離石灰（ＣａＯ）及び珪酸三石灰（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）等の珪酸カルシウムを含有する熱処理生成物（クリンカ）である。遊離石灰として５０％以上含むものが好ましく、６０％以上含むものがより好ましい。生石灰系クリンカ組成物は、ＣａＯ原料、ＣａＳＯ４原料、Ａｌ２Ｏ３原料、Ｆｅ２Ｏ３原料、ＳｉＯ２原料等を含有する配合物を電気炉やロータリーキルンで熱処理して生成される。熱処理温度としては、１３００〜１６００℃である。熱処理生成物は、インペラーブレーカー等で粗砕され、さらにミルやセパレータ等で粉砕・分級処理され、ブレーン比表面積２，０００〜６，０００ｃｍ２／ｇに粒度調整される。好ましくはブレーン比表面積３，０００〜５，０００ｃｍ２／ｇである。生石灰系クリンカ組成物の使用量は、初期急結性の発現性及びベースコンクリートの流動性保持の点から、セメント１００質量部に対して１〜５質量部である。より好ましい使用量は、セメント１００質量部に対して１．５〜４．５質量部であり、さらに好ましい使用量は、セメント１００質量部に対して２〜４質量部である。 The quicklime clinker composition in the present invention is a heat treatment product (clinker) containing calcium silicate such as free lime (CaO) and trisilicate silicate (3CaO · SiO 2 ). What contains 50% or more as free lime is preferable, and what contains 60% or more is more preferable. The quicklime clinker composition is produced by heat-treating a compound containing a CaO raw material, a CaSO 4 raw material, an Al 2 O 3 raw material, an Fe 2 O 3 raw material, an SiO 2 raw material, etc. with an electric furnace or a rotary kiln. The heat treatment temperature is 1300 to 1600 ° C. The heat treatment product is coarsely crushed by an impeller breaker or the like, and further pulverized and classified by a mill or a separator, and the particle size is adjusted to a brain specific surface area of 2,000 to 6,000 cm 2 / g. The Blaine specific surface area is preferably 3,000 to 5,000 cm 2 / g. The usage-amount of a quicklime clinker composition is 1-5 mass parts with respect to 100 mass parts of cement from the point of expression of initial rapid setting property, and the fluidity maintenance of a base concrete. A more preferable use amount is 1.5 to 4.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement, and a more preferable use amount is 2 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
本発明におけるアルミン酸ナトリウムは、液体急結剤の急結性を補助的に向上させるために使用するものである。一般に市販されている試薬、あるいは工業製品を使用することができるが、特にＮａ２ＯとＡｌ２Ｏ３のモル比（Ｎａ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３）が０．８〜１．５であるものが好ましい。アルミン酸ナトリウムの使用量は、セメント１００質量部に対して、０．１〜１質量部である。使用量が０．１質量部より少ないと急結性の向上が不十分であり、１質量部より多くなるとベースコンクリートのコンシステンシーが悪くなり、ポンプ圧送性などに支障をきたす。さらに、長期強度の発現性を阻害することになる。より好ましい使用量は、セメント１００質量部に対して０．２〜０．８質量部であり、さらに好ましい使用量は、セメント１００質量部に対して０．３〜０．５質量部である。 The sodium aluminate in this invention is used in order to supplementarily improve the quick setting property of a liquid quick setting agent. Although generally commercially available reagents or industrial products can be used, the molar ratio of Na 2 O to Al 2 O 3 (Na 2 O / Al 2 O 3 ) is particularly 0.8 to 1.5. Those are preferred. The usage-amount of sodium aluminate is 0.1-1 mass part with respect to 100 mass parts of cement. If the amount used is less than 0.1 parts by mass, the rapid setting is insufficient, and if it exceeds 1 parts by mass, the consistency of the base concrete is deteriorated and the pumpability is impaired. Furthermore, long-term strength expression is inhibited. A more preferable usage amount is 0.2 to 0.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement, and a further preferable usage amount is 0.3 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
本発明における炭酸ナトリウムとしては、一般に市販されている試薬品、あるいは工業的に製造されるソーダ灰などが使用することができる。炭酸ナトリウムの使用量はセメント１００質量部に対して、０．１〜２質量部である。使用量が０．１質量部より少ないと急結性の向上が不十分であり、２質量部より多くなるとベースコンクリートの流動性を阻害する。より好ましい使用量は、セメント１００質量部に対して０．２〜２量部であり、さらに好ましい量は、セメント１００質量部に対して０．３〜１．５質量部であり、特に好ましい量は、セメント１００質量部に対して０．３〜１質量部である。 As sodium carbonate in the present invention, commercially available reagent products or industrially produced soda ash can be used. The usage-amount of sodium carbonate is 0.1-2 mass parts with respect to 100 mass parts of cement. If the amount used is less than 0.1 parts by mass, the rapid setting is insufficient, and if it exceeds 2 parts by mass, the fluidity of the base concrete is hindered. A more preferable amount is 0.2 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement, and a further preferable amount is 0.3 to 1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement. Is 0.3 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
本発明におけるセメント用減水剤としては、一般に市販されているものを使用することができる。例えば、ポリカルボン酸系減水剤、ナフタレンスルフォン酸系減水剤、メラミン系減水剤などが挙げられるが、ベースコンクリートのコンシステンシー（流動性）を長い時間保持する観点から、ポリカルボン酸系減水剤が好適である。セメント用減水剤の使用量は、ベースコンクリートのコンシステンシーの確保及び吹付コンクリートの急結性向上効果の点から、セメント１００質量部に対して、０．１〜３質量部が好ましく、０．３〜２質量部がより好ましい。 As the cement water reducing agent in the present invention, commercially available ones can be used. Examples include polycarboxylic acid-based water reducing agents, naphthalene sulfonic acid-based water reducing agents, melamine-based water reducing agents, etc. From the viewpoint of maintaining the consistency (fluidity) of base concrete for a long time, polycarboxylic acid-based water reducing agents are used. Is preferred. The amount of the water reducing agent used for cement is preferably 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement from the viewpoint of ensuring the consistency of the base concrete and improving the quick setting property of the shotcrete. -2 mass parts is more preferable.
この他に、本発明におけるベースコンクリートには、さらに少量のセッコウを添加することができる。セッコウとしては、無水石膏、二水石膏、半水石膏などが挙げられるが、無水石膏が好ましい。 In addition to this, a smaller amount of gypsum can be added to the base concrete in the present invention. Examples of gypsum include anhydrous gypsum, dihydrate gypsum, and hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum is preferred.
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、低熱及び中庸熱等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、フライアッシュおよび石灰石微粉末を混合した各種混合セメント等が挙げられる。また、前記セメントの一種であっても、二種以上のものであっても良い。
ベースコンクリートに用いられる骨材としては、特に制限されるものではなく、通常のコンクリート又はモルタルの製造に使用される骨材を何れも使用することができる。
The cement used in the present invention is not particularly limited. Various portland cements such as ordinary, early strength, ultra-early strength, low heat and moderate heat, and blast furnace slag, fly ash and fine limestone powder are mixed with these portland cements. And various mixed cements. Moreover, even if it is 1 type of the said cement, it may be 2 or more types.
The aggregate used for the base concrete is not particularly limited, and any aggregate used for the production of ordinary concrete or mortar can be used.
ベースコンクリートには、前記セメント用減水剤の他に、必要に応じて、本発明の特長が損なわない程度において、ＡＥ剤、増粘剤、膨張材、収縮低減剤、セメント用ポリマー、防水材、防錆剤、凍結防止剤、保水剤、顔料、白華防止剤、発泡剤、消泡剤、撥水剤、各種繊維等を添加することを妨げない。 In the base concrete, in addition to the cement water reducing agent, if necessary, an AE agent, a thickener, an expansion material, a shrinkage reducing agent, a cement polymer, a waterproofing material, as long as the features of the present invention are not impaired. It does not interfere with the addition of rust preventives, antifreeze agents, water retention agents, pigments, white flower prevention agents, foaming agents, antifoaming agents, water repellents, various fibers and the like.
前記のベースコンクリートは、ポンプ圧送され、吹付ノズルの先端で液体急結剤と混ざり、トンネル等の掘削露出面に吹付施工される。吹付装置あるいは吹付施工方法については、一般的に使用されている液体急結剤を使用する吹付システムを利用することができる。 The base concrete is pumped, mixed with a liquid quick-setting agent at the tip of the spray nozzle, and sprayed onto a drilling exposed surface such as a tunnel. About a spraying apparatus or the spraying construction method, the spraying system which uses the liquid quick setting agent generally used can be utilized.
本発明における液体急結剤の急結性を補助する成分は、予め混合した上で、ベースコンクリートに添加することができる。具体的には、それぞれ粉末状の生石灰系クリンカ組成物、アルミン酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムを所定の配合割合で混合し、混和材（急結助材）としたものが使用できる。さらにセメント用減水剤を添加することができる。セメント用減水剤を添加する場合は同じく粉末状のものが用いられる。特に粉末状ポリカルボン酸系高性能減水剤が好ましい。混和材とする場合の各成分の配合比率としては、生石灰系クリンカ組成物が２０〜９５質量％、アルミン酸ナトリウムが２〜４０質量％、炭酸ナトリウムが３〜６０質量％、粉末状セメント用減水剤が０〜６０質量％である。より好ましい配合比率としては、生石灰系クリンカ組成物が４０〜９０質量％、アルミン酸ナトリウムが４〜２０質量％、炭酸ナトリウムが５〜５０質量％、粉末状セメント用減水剤が０〜４０質量％であり、さらに好ましい配合比率としては、生石灰系クリンカ組成物が５０〜８５質量％、アルミン酸ナトリウムが５〜１０質量％、炭酸ナトリウムが７〜４０質量％、粉末状セメント用減水剤が０〜２０質量％である。 The component that assists the quick setting property of the liquid quick setting agent in the present invention can be added to the base concrete after being mixed in advance. Specifically, a powdery quicklime clinker composition, sodium aluminate and sodium carbonate, which are mixed at a predetermined blending ratio, can be used as an admixture (rapid setting aid). Further, a water reducing agent for cement can be added. When adding a water reducing agent for cement, a powdery one is also used. A powdery polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent is particularly preferable. The blending ratio of each component in the case of an admixture is 20 to 95% by weight of quicklime clinker composition, 2 to 40% by weight of sodium aluminate, 3 to 60% by weight of sodium carbonate, water reduction for powdered cement. The agent is 0 to 60% by mass. More preferable blending ratio is 40 to 90% by mass of quicklime clinker composition, 4 to 20% by mass of sodium aluminate, 5 to 50% by mass of sodium carbonate, and 0 to 40% by mass of water reducing agent for powdered cement. As a more preferred blending ratio, the quicklime clinker composition is 50 to 85% by mass, the sodium aluminate is 5 to 10% by mass, the sodium carbonate is 7 to 40% by mass, and the water reducing agent for powdered cement is 0 to 20% by mass.
ベースコンリートの製造時に、この混和材をセメント１００質量部に対し１．０〜１０質量部添加し、混練する。さらに、混練後、コンクリートの流動性状を確認の上、適宜、セメント用減水剤を追加添加して調整を行うことによって、比較的簡便に液体急結剤吹付用として好適なコンクリートを製造することができる。 At the time of manufacturing the base concrete, 1.0 to 10 parts by mass of this admixture is added to 100 parts by mass of cement and kneaded. Furthermore, after confirming the flow properties of the concrete after kneading, by appropriately adding a water reducing agent for cement and adjusting it, it is possible to produce a concrete suitable for spraying a liquid quick setting agent relatively easily. it can.
以下、更に具体的な実施例および比較例を挙げて説明する。但し、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, more specific examples and comparative examples will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.
〔生石灰系クリンカ組成物の製造〕
工業用生石灰、珪石、バン土頁岩、酸化鉄及び無水石膏の混合物を、電気炉を用いて１４５０℃の温度で焼成し、遊離石灰を６５質量％含有する生石灰系クリンカ組成物を得た。遊離石灰以外の主な鉱物は、珪酸三石灰（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）、無水石膏（ＣａＳＯ４）であった。この生石灰系クリンカ組成物をインペラーブレーカーで粗砕後、ボールミルで粉砕し、ブレーン比表面積３，２００ｃｍ２／ｇの粉砕物を得、以下の評価試験の使用材料とした。
[Production of quicklime clinker composition]
A mixture of industrial lime, quartzite, bangshale shale, iron oxide and anhydrous gypsum was fired at a temperature of 1450 ° C. using an electric furnace to obtain a quicklime clinker composition containing 65% by mass of free lime. Major minerals other than free lime were trilime silicate (3CaO.SiO 2 ) and anhydrous gypsum (CaSO 4 ). This quicklime clinker composition was roughly crushed with an impeller breaker and then pulverized with a ball mill to obtain a pulverized product having a specific surface area of 3,200 cm 2 / g as a material used for the following evaluation tests.
〔その他の使用材料〕
（１）セメント：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製、密度；３．１６ｇ／ｃｍ３）
（２）アルミン酸ナトリウム：市販品、粉末（Ｎａ２ＯとＡｌ２Ｏ３のモル比＝１．３５）
（３）炭酸ナトリウム：市販品
（４）セメント用減水剤：ポリカルボン酸系高性能減水剤「ＮＴ−１０００Ｈ」（ＢＡＳＦ社製）
（５）細骨材：１）掛川砂（静岡県掛川産山砂、密度；２．５９ｇ／ｃｍ３（表乾））
２）石灰砕砂（密度；２．６６ｇ／ｃｍ３（表乾））
（６）粗骨材：砕石（密度；２．７４ｇ／ｃｍ３（表乾））
（７）水：水道水
（８）液体急結剤：硫酸アルミニウム系液体急結剤（硫酸アルミニウム含有量；２７質量％）
（９）カルシウムアルミネート（Ｃ−Ａ）：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比＝２．０４、ガラス化率：８８％、ブレーン比表面積７，５００ｃｍ２／ｇ
[Other materials used]
(1) Cement: Ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement, density: 3.16 g / cm 3 )
(2) Sodium aluminate: commercial product, powder (molar ratio of Na 2 O to Al 2 O 3 = 1.35)
(3) Sodium carbonate: Commercial product (4) Water reducing agent for cement: Polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent “NT-1000H” (manufactured by BASF)
(5) Fine aggregate: 1) Kakegawa sand (mountain sand from Kakegawa, Shizuoka Prefecture, density: 2.59 g / cm 3 (surface drying))
2) Crushed lime sand (density; 2.66 g / cm 3 (surface drying))
(6) Coarse aggregate: crushed stone (density; 2.74 g / cm 3 (surface dry))
(7) Water: tap water (8) Liquid quick setting agent: Aluminum sulfate-based liquid quick setting agent (aluminum sulfate content; 27% by mass)
(9) Calcium aluminate (CA): CaO / Al 2 O 3 molar ratio = 2.04, vitrification rate: 88%, Blaine specific surface area 7,500 cm 2 / g
〔評価試験１〕
（１）急結性評価
急結性評価はモルタルによるプロクター貫入抵抗試験で行った。細骨材としては掛川砂を使用し、砂セメント比（Ｓ／Ｃ）を２．７、水セメント比（Ｗ／Ｃ）を５０％として調合したモルタルに、所定量の生石灰系クリンカ組成物（ＣＬ）、アルミン酸ナトリウム（ＳＳＡ）及び炭酸ナトリウム（Ｎ）から構成される混和材（急結助剤）、並びにポリカルボン酸系高性能減水剤（ＳＰ）を添加し、モルタルミキサーで１分間混練した。このモルタルに、セメントに対して７質量％の液体急結剤を添加し、ハンドミキサーを用いて５秒間撹拌した後、プロクター貫入抵抗値を測定した。測定は、液体急結剤添加直後を０秒とし、３０秒、６０秒、９０秒、１２０秒後の各材齢で試験を行った。結果を表１に示す。
[Evaluation Test 1]
(1) Evaluation of quick setting The quick setting was evaluated by a proctor penetration resistance test using mortar. Kakegawa sand is used as the fine aggregate, mortar prepared with a sand cement ratio (S / C) of 2.7 and a water cement ratio (W / C) of 50%, and a predetermined amount of quicklime clinker composition ( CL), an admixture composed of sodium aluminate (SSA) and sodium carbonate (N), and a polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent (SP) are added and kneaded with a mortar mixer for 1 minute. did. The mortar was added with a 7% by mass liquid setting agent with respect to the cement, stirred for 5 seconds using a hand mixer, and then measured for a proctor penetration resistance value. The measurement was performed at each material age after 30 seconds, 60 seconds, 90 seconds, and 120 seconds, with 0 seconds immediately after the addition of the liquid quick setting agent. The results are shown in Table 1.
（２）圧縮強度
急結性評価試験と同様に液体急結剤を添加、混練したモルタルを素早く型枠に詰め、圧縮強度試験用の供試体とした。圧縮強度試験は、材齢３時間、１日及び２８日で行った。結果を表１に示す。
(2) Compressive strength As with the quick setting evaluation test, a liquid quick setting agent was added, and the kneaded mortar was quickly packed into a mold to obtain a specimen for a compressive strength test. The compressive strength test was performed at a material age of 3 hours, 1 day, and 28 days. The results are shown in Table 1.
（３）流動性評価
急結性評価試験と同様に急結助剤を添加、混練したモルタルについて、流動性（フロー）、締り具合などから目視で評価した。締りがなく流動性が良好なものを○、締りがみられたり、流動性が悪いものを×とした。結果を表１に示す。
(3) Fluidity evaluation The mortar added and kneaded in the same manner as the rapid setting evaluation test was visually evaluated from the viewpoint of fluidity and tightness. A sample with no tightening and good fluidity was marked with ◯, and a sample with tightness or poor fluidity was marked with ×. The results are shown in Table 1.
表１から明らかなように、液体急結剤として硫酸アルミニウム含有溶液を用い、ベースコンクリートに一定量の生石灰系クリンカ組成物、一定量のアルミン酸ナトリウム、一定量の炭酸ナトリウム及びセメント用減水剤を配合したモルタルは、プロクター貫入値が３０秒で０．６Ｎ／ｍｍ２以上、６０秒で１．２Ｎ／ｍｍ２以上、１２０秒で２．８Ｎ／ｍｍ２以上であって急結性が良好であり、材齢３時間及び材齢１日の圧縮強度が高く、かつ流動性も良好であることがわかる。
一方、生石灰系クリンカ組成物の使用量がセメント１００質量部に対して１質量部未満の場合（比較例１）は、所定の急結性能を得ることができず、５質量部を超える場合（比較例２）は良好な流動性を得られなかった。
また、アルミン酸ナトリウムの使用量がセメント１００質量部に対して０．１質量部未満の場合（比較例３）は、プロクター貫入値が低く所定の急結性能が得られず、１質量部を超える場合（比較例４）は、練混ぜ直後から流動性が低下し満足する性状を得ることができなかった。
また、炭酸ナトリウムの使用量がセメント１００質量部に対して０．１質量部未満の場合（比較例５）は、プロクター貫入値は良好なものの良好な流動性を得ることができず、２質量部を超える場合（比較例６）は、６０秒までのプロクター貫入値が低く初期の急結性能が劣っていることがわかった。また、アルミン酸ナトリウムに代えてカルシウムアルミネートを配合した場合（比較例７）は、練り混ぜ直後から流動性がなく、満足する性状が得られなかった。
As apparent from Table 1, an aluminum sulfate-containing solution was used as the liquid accelerator, and a certain amount of quicklime clinker composition, a certain amount of sodium aluminate, a certain amount of sodium carbonate and a water reducing agent for cement were added to the base concrete. compounded mortar, 0.6 N / mm 2 or more in Proctor penetration value of 30 seconds, 60 seconds 1.2 N / mm 2 or more, there is 2.8 N / mm 2 or more and is excellent quick-setting property at 120 seconds Yes, it can be seen that the compressive strength is high for 3 hours and 1 day, and the fluidity is also good.
On the other hand, when the use amount of the quicklime clinker composition is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of cement (Comparative Example 1), the predetermined quick setting performance cannot be obtained and the amount exceeds 5 parts by mass ( In Comparative Example 2), good fluidity could not be obtained.
Further, when the amount of sodium aluminate used is less than 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement (Comparative Example 3), the Procter penetration value is low and the predetermined quick setting performance cannot be obtained. When exceeding (Comparative Example 4), the fluidity decreased immediately after kneading, and satisfactory properties could not be obtained.
Moreover, when the usage-amount of sodium carbonate is less than 0.1 mass part with respect to 100 mass parts of cement (comparative example 5), although a Proctor penetration value is favorable, favorable fluidity | liquidity cannot be obtained but 2 masses. In the case of exceeding the part (Comparative Example 6), it was found that the penetration value of the proctor up to 60 seconds was low and the initial quick setting performance was poor. Moreover, when calcium aluminate was blended instead of sodium aluminate (Comparative Example 7), there was no fluidity immediately after kneading, and satisfactory properties were not obtained.
〔評価試験２〕
まず、細骨材としては石灰砕砂、粗骨材としては砕石を用いてベースコンクリートを製造した。ベースコンクリートの配合は表２に示す配合とし、これに表３に示す配合比率で製造した混和材（急結助材）をセメント１００質量部に対して４．５質量部添加してベースコンクリートとした。セメント１００質量部に対する生石灰系クリンカ組成物、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムの配合比率は、それぞれ３．３８質量部、０．３４質量部、０．７９質量部である。さらにセメント１００質量部に対して０．８質量部のセメント用減水剤を添加した。
このベースコンクリート用いて吹付け試験を行った。ベースコンクリートをポンプで圧送し、吹付けノズルの手前０．５ｍで液体急結剤を添加した。液体急結剤のセメント１００質量部に対する添加率は、実質７．２質量部であった。液体急結剤が添加された吹付けコンクリートは、プルアウト試験用型枠および木製型枠に吹付けられた。吹付けたコンクリートの硬化性能評価として、凝結終了後の３時間材齢および１日材齢のものについてプルアウト試験を行い、また圧縮強度試験は２８日材齢のものを木製型枠供試体からコア抜きした供試体（直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍ）について行った。なお急結剤添加後の吹付け性状については目視および触感で評価した。結果を表３に示す。
[Evaluation Test 2]
First, base concrete was produced using crushed lime sand as the fine aggregate and crushed stone as the coarse aggregate. The composition of the base concrete is as shown in Table 2, and 4.5 parts by mass of the admixture (quick setting aid) produced at the compounding ratio shown in Table 3 is added to 100 parts by mass of the cement. did. The mixing ratio of the quicklime clinker composition, sodium aluminate, and sodium carbonate with respect to 100 parts by mass of cement is 3.38 parts by mass, 0.34 parts by mass, and 0.79 parts by mass, respectively. Further, 0.8 parts by mass of a cement water reducing agent was added to 100 parts by mass of cement.
A spray test was performed using this base concrete. The base concrete was pumped by a pump, and a liquid quick-setting agent was added 0.5 m before the spray nozzle. The addition rate of the liquid quick-setting agent to 100 parts by mass of cement was substantially 7.2 parts by mass. The shotcrete to which the liquid quick-setting agent was added was sprayed onto the pull-out test formwork and the wooden formwork. For the evaluation of the curing performance of the sprayed concrete, a pull-out test was performed for those with a 3-hour age and a 1-day age after setting, and a compressive strength test was performed on a 28-day-old material from a wooden form specimen to a core. The extracted specimens (diameter 5 cm × length 10 cm) were used. In addition, about the spraying property after quick setting agent addition, it evaluated by visual observation and touch. The results are shown in Table 3.
コンクリートの吹付け状態は良好であり、優れた急結性を示した。混和材を添加したベースコンクリートのポンプ圧送性も良好であった。 The spraying condition of the concrete was good and showed an excellent quick setting property. The pumpability of the base concrete with the admixture added was also good.
Claims (5)
該生石灰系クリンカ組成物の含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して１質量部〜５質量部であり、
該アルミン酸ナトリウムの含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して０．１質量部〜１質量部であり、
該炭酸ナトリウムの含有量がベースコンクリート中のセメント１００質量部に対して０．１〜２質量部であることを特徴とする吹付コンリート。 A spray concrete comprising a liquid quick-setting agent comprising aluminum sulfate as an active ingredient, and a base concrete containing a quicklime clinker composition, sodium aluminate, sodium carbonate and a water reducing agent for cement,
The content of the quicklime clinker composition is 1 part by mass to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement in the base concrete,
The content of the sodium aluminate is 0.1 parts by mass to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of cement in the base concrete,
The sprayed concrete, wherein the content of sodium carbonate is 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement in the base concrete.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014256816A JP6386902B2 (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Shotcrete and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014256816A JP6386902B2 (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Shotcrete and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016117600A JP2016117600A (en) | 2016-06-30 |
| JP6386902B2 true JP6386902B2 (en) | 2018-09-05 |
Family
ID=56243677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014256816A Expired - Fee Related JP6386902B2 (en) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | Shotcrete and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6386902B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6311819B2 (en) * | 2016-03-31 | 2018-04-18 | 三菱マテリアル株式会社 | Setting adjustment admixture |
| WO2017171004A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 三菱マテリアル株式会社 | Setting regulation admixture |
| CN108793809A (en) * | 2018-09-12 | 2018-11-13 | 十堰市郧阳区成林工贸有限责任公司 | Concrete accelerator and preparation method thereof |
| CN114804713A (en) * | 2022-04-13 | 2022-07-29 | 江西建衡环保科技有限公司 | Preparation method and application of polyaluminium sulfate modified accelerator |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000233959A (en) * | 1999-02-10 | 2000-08-29 | Taiheiyo Cement Corp | Clinker ground material, high-early-strength cement composition containing the same, concrete and concrete product |
| JP6289093B2 (en) * | 2013-12-27 | 2018-03-07 | 太平洋マテリアル株式会社 | Shotcrete and manufacturing method thereof |
-
2014
- 2014-12-19 JP JP2014256816A patent/JP6386902B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016117600A (en) | 2016-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2011037688A (en) | Spray construction method for quick-setting spray cement concrete | |
| JP5744499B2 (en) | Grout cement composition and grout material | |
| JP6386902B2 (en) | Shotcrete and manufacturing method thereof | |
| JP6030438B2 (en) | Spraying material and spraying method using the same | |
| JP6289093B2 (en) | Shotcrete and manufacturing method thereof | |
| JP5785427B2 (en) | Spraying material and spraying method using the same | |
| JP7351660B2 (en) | High strength concrete for spraying | |
| JP7077146B2 (en) | Quickly miscible material | |
| JP3986480B2 (en) | Spraying method | |
| JP2018104982A (en) | Construction method of spray concrete | |
| WO2019044484A1 (en) | Mortar or concrete composition and method for manufacturing same | |
| JP2008201605A (en) | Rapid-hardening material for highly flowable hydraulic composition and highly flowable hydraulic composition | |
| JP6305101B2 (en) | Polysilica iron aqueous solution, cement composition, spraying material, and spraying method | |
| JP2014015356A (en) | Cement admixture, cement composition, and cement mortar using them | |
| JP6133598B2 (en) | Fast-hardening grout composition and fast-hardening grout material | |
| JP6809761B2 (en) | Cement composition and its manufacturing method | |
| JP5368852B2 (en) | Spraying material and spraying method using the same | |
| JP2017014070A (en) | Slurry-shaped quick setting agent, method for producing spray concrete using the same, and method for constructing spray concrete | |
| JP7286256B2 (en) | shotcrete | |
| JP5701546B2 (en) | Spraying material and spraying method using the same | |
| JP4145378B2 (en) | Wet spraying method | |
| JP5603016B2 (en) | Cement quick setting agent and cement composition | |
| JPH11130500A (en) | Curing accelerating assistant material for spraying material | |
| JP2004323356A (en) | Spraying material and spray processing method using the same | |
| JP7254418B2 (en) | Accelerating agent for cement composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171017 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180709 |
|
| 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: 20180717 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180810 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6386902 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |