JP6823040B2 - Composition for lock bolt fixing material, lock bolt fixing material and lock bolt method - Google Patents

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Description

本発明は、ロックボルト定着材用組成物、ロックボルト定着材およびロックボルト工法に関する。 The present invention relates to a composition for a lock bolt fixing material, a lock bolt fixing material, and a lock bolt method.

山岳トンネル掘削作業においては、AGF工法、注入式フォアポーリング工法、フェースボルト工法などの掘削時の安全性をより高めるための各種補助工法と掘削後のトンネルの変形等を抑制するためのロックボルト工法の2種類の工法が採用されている。 In mountain tunnel excavation work, various auxiliary methods such as AGF method, injection type fore polling method, and face bolt method to further improve safety during excavation and rock bolt method to suppress deformation of the tunnel after excavation. Two types of construction methods are adopted.

AGF工法や注入式フォアポーリング工法は、掘削時の端部崩落を防止するために前方上部の土質を安定化する工法であり、掘削から覆工コンクリート打設までの安全性を確保するものである。また、フェースボルト工法は、掘削断面である鏡面およびその前方の土質を安定化する工法であり、一定区間の掘削完了から次回掘削開始までの安全性を確保するものである。これらの補助工法は、掘削作業に対する安全性向上を目的としたものである。 The AGF method and the injection type fore polling method are construction methods that stabilize the soil quality in the upper part of the front in order to prevent the edge from collapsing during excavation, and ensure safety from excavation to lining concrete placement. .. In addition, the face bolt construction method is a construction method that stabilizes the mirror surface, which is the excavation cross section, and the soil quality in front of it, and ensures safety from the completion of excavation in a certain section to the start of the next excavation. These auxiliary construction methods are aimed at improving the safety of excavation work.

ロックボルト工法は、トンネル掘削後の周辺地山の安定化を行う工法であり、ボルトを定着材で地山に固定することにより、その後に打設される覆工コンクリートとともに地震等による地盤変動からトンネル構造物を保護することを目的に行われるものである。したがって、ロックボルトを周辺地山に定着させるための定着材には、トンネル構造物の使用時における安全性を確保するための高い強度と長期耐久性が要求されており、前記掘削時の各種補助工法に用いられる地山固結材とは大きく異なるものである。 The rock bolt method is a method that stabilizes the surrounding ground after excavating a tunnel. By fixing the bolts to the ground with a fixing material, the lining concrete to be placed after that and the ground movement due to earthquakes, etc. It is done for the purpose of protecting the tunnel structure. Therefore, the fixing material for fixing the lock bolt to the surrounding ground is required to have high strength and long-term durability to ensure safety during use of the tunnel structure, and various assists during the excavation are required. It is very different from the ground consolidation material used in the construction method.

このようなロックボルト定着材としては、従来、高い強度を有するモルタルなどの無機系材料が使用されてきた。しかしながら、これらの無機系材料は、強度発現までに要する時間が長いことから作業効率が十分ではなく、また、漏水や湧水が発生する場合には材料が水中に流出してしまうという問題があった。 Conventionally, an inorganic material such as mortar having high strength has been used as such a lock bolt fixing material. However, these inorganic materials have a problem that the work efficiency is not sufficient because it takes a long time to develop the strength, and the material flows out into the water when water leakage or spring water occurs. It was.

そこで、これらの問題を解決するために、アルカリケイ酸塩水溶液とイソシアネート化合物からなる有機−無機複合材料が定着材として使用されている(特許文献1および2参照)。 Therefore, in order to solve these problems, an organic-inorganic composite material composed of an aqueous alkali silicate solution and an isocyanate compound is used as a fixing material (see Patent Documents 1 and 2).

特開2002−285155号公報JP-A-2002-285155 特開2011−37946号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-37946

しかしながら、特許文献1の定着材には、長期耐久性や水質汚染の課題がある。また近年、コストダウンの要請および、ロックボルトと周辺地山の定着性向上の観点から容易にロックボルトと周辺地山間の空隙を埋めることができる発泡タイプの定着材が求められている。特許文献2の定着材より高い発泡倍率においても、十分な物性を有する定着材が求められていた。本発明は、上記に鑑みて為されたものであり、発泡タイプでありながら、水質汚染が少なく、十分な強度、長期耐久性、十分な強度発現速度を有するロックボルト定着材用組成物および該組成物が硬化されてなるロックボルト定着材を提供することを課題とする。 However, the fixing material of Patent Document 1 has problems of long-term durability and water pollution. Further, in recent years, there has been a demand for a foam type fixing material that can easily fill the gap between the rock bolt and the surrounding ground from the viewpoint of cost reduction and improvement of the fixing property between the rock bolt and the surrounding ground. A fixing material having sufficient physical properties has been required even at a foaming ratio higher than that of the fixing material of Patent Document 2. The present invention has been made in view of the above, and is a composition for a rock bolt fixing material which is a foaming type, has less water pollution, has sufficient strength, long-term durability, and has a sufficient strength development rate. An object of the present invention is to provide a lock bolt fixing material in which the composition is cured.

本発明者らは、鋭意検討を進めた結果、所定のポリオールおよび所定のアミン化合物を含んでなる(A)成分とイソシアネート化合物を含んでなる(B)成分とからなる薬液組成物を用いれば、上記課題を解決できることを見出し、更に検討を重ねて、本発明を完成した。 As a result of diligent studies, the present inventors have obtained a chemical solution composition composed of a component (A) containing a predetermined polyol and a predetermined amine compound and a component (B) containing an isocyanate compound. We have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention through further studies.

すなわち、本発明は、
[1]トンネル掘削後の周辺地山に打設するロックボルト定着材用組成物であって、前記定着材用組成物が、ポリオール、アミン化合物および水(c)を含んでなる(A)成分とイソシアネート化合物を含んでなる(B)成分とからなり、前記ポリオールが、ポリエーテルポリオール(a1)を含有するものであり、前記アミン化合物が、ジエチルトルエンジアミン、ジエタノールアミン、1,2−プロパンジアミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン、ヘキサメチレンジアミン、および末端アミノ化プロピレングリコール(重量平均分子量2000未満)からなる群から選ばれる少なくとも一つのアミン化合物(b1)を含有するものであり、 前記水(c)の含有量が、前記(A)成分100質量部に対して、0.3質量部〜2.5質量部である、ロックボルト定着材用組成物、
](A)成分および(B)成分の粘度が、いずれも、25℃において、650mPa・Sec以下である、上記[1]に記載のロックボルト定着材用組成物、
]上記[1]または[2]に記載のロックボルト定着材用組成物を硬化させて得られるロックボルト定着材、
]岩盤ないし地盤に所定間隔で複数個の孔を穿設する工程、前記孔内に空隙のないボルトと注入ロッドを挿入する工程、および、前記注入ロッドより、上記[1]または[2]のいずれか1項に記載のロックボルト定着材用組成物を、岩盤ないし地盤に注入し、固結させる工程からなる、ロックボルト工法、
に関する。
That is, the present invention
[1] A composition for a rock bolt fixing material to be cast on the surrounding ground after excavating a tunnel, wherein the fixing material composition contains a polyol, an amine compound, and water (c) (A). And the component (B) containing an isocyanate compound, the polyol contains a polyether polyol (a1), and the amine compound is diethyltoluenediamine, diethanolamine, 1,2-propanediamine, and the like. Those containing at least one amine compound (b1) selected from the group consisting of 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, hexamethylenediamine, and terminal aminated propylene glycol (weight average molecular weight less than 2000). The composition for rock bolt fixing material, wherein the content of the water (c) is 0.3 parts by mass to 2.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
[ 2 ] The composition for a rock bolt fixing material according to the above [1], wherein the viscosities of the components (A) and (B) are both 650 mPa · Sec or less at 25 ° C.
[ 3 ] A lock bolt fixing material obtained by curing the composition for a lock bolt fixing material according to the above [1] or [2] .
[ 4 ] A step of drilling a plurality of holes in the bedrock or the ground at predetermined intervals, a step of inserting a bolt and an injection rod having no voids in the holes, and the above [1] or [2 ] from the injection rod. ] , Which comprises a step of injecting the composition for a rock bolt fixing material according to any one of the above items into a bedrock or the ground and solidifying the rock bolt method.
Regarding.

本発明によれば、発泡タイプでありながら、水質汚染が少なく、十分な強度、長期耐久性、十分な強度発現速度を有するロックボルト定着材用組成物および該組成物が硬化されてなるロックボルト定着材を提供することができる。 According to the present invention, a composition for a lock bolt fixing material having a foaming type, less water pollution, sufficient strength, long-term durability, and a sufficient rate of onset of strength, and a lock bolt obtained by curing the composition. A fixing material can be provided.

また、(A)成分に、ヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)を加えれば、より発泡倍率を好適に制御し得るため、好ましい。 Further, it is preferable to add castor oil-based polyester polyol (a2) to the component (A) because the foaming ratio can be more preferably controlled.

本発明を構成する各要素について、以下説明する。 Each element constituting the present invention will be described below.

<(A)成分>
本発明において、(A)成分は、ポリオール、アミン化合物および水(c)を含んでなるものである。ここに、該ポリオールは、ポリエーテルポリオール(a1)を含有するものであって、さらに、ヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)を含有することもできる。一方、アミン化合物は、一級または二級アミノ基を有するアミン化合物(b1)を含有するものであり、さらに、三級アミン化合物(b2)を含有することもできる。
<Ingredient (A)>
In the present invention, the component (A) comprises a polyol, an amine compound and water (c). Here, the polyol contains a polyether polyol (a1), and can also contain a castor oil-based polyester polyol (a2). On the other hand, the amine compound contains an amine compound (b1) having a primary or secondary amino group, and may further contain a tertiary amine compound (b2).

(ポリエーテルポリオール(a1))
本発明に用いられるポリエーテルポリオール(a1)としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクタノール、ラウリルアルコールなどのモノオール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどのジオールや、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどのポリオール;そのほかモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ソルビトール、蔗糖などの活性水素含有化合物の単体もしくはこれらの混合物に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどのアルキレンオキシドを1種又は2種以上使用し、公知の方法で付加重合して得られるモノオールまたはポリオールが挙げられる。
(Polyether polyol (a1))
The polyether polyol (a1) used in the present invention is not particularly limited, and for example, monools such as methanol, ethanol, propanol, butanol, octanol, and lauryl alcohol; ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and propylene glycol. Diols such as dipropylene glycol, butylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, polyols such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol; and other monoethanolamine and diethanolamine. , Triethanolamine, diglycerin, sorbitol, sucrose and other active hydrogen-containing compounds, or a mixture thereof, using one or more alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and styrene oxide, and known. Examples thereof include monool or polyol obtained by addition polymerization by the above method.

また、前記モノオールまたはポリオールと後述するイソシアネート化合物とを反応させてなる水酸基末端ウレタンプレポリマーも使用することができる。 Further, a hydroxyl group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting the monool or polyol with an isocyanate compound described later can also be used.

これらのうち、グリセリンにプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオール、プロピレングリコールにプロピレンオキサイド付加重合したポリエーテルポリオール、ソルビトールにプロピレンオキサイド付加重合したポリエーテルポリオールなどが好ましい。 Of these, a polyether polyol obtained by addition-polymerizing propylene oxide to glycerin, a polyether polyol obtained by addition-polymerizing propylene oxide to propylene glycol, and a polyether polyol obtained by addition-polymerizing propylene oxide to sorbitol are preferable.

これらポリエーテルポリオール(a1)において、その重量平均分子量(Mw)は、作業性およびの硬化物の圧縮強度を保持する観点から、800以下であることが好ましく、650以下であることがより好ましく、500以下であることが、さらに好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of these polyether polyols (a1) is preferably 800 or less, more preferably 650 or less, from the viewpoint of maintaining workability and compressive strength of the cured product. It is more preferably 500 or less.

本発明において、重量平均分子量は、GPC法により測定される値である。GPC法としては、例えば、GPC本体として東ソー(株)製のHLC−8020を使用し、カラム温度40℃、ポンプ流量0.6〜1.0ml/分、検出器としてRI(GPC本体に内蔵されている)を用いて実施する方法を挙げることができる[カラム:TSKgel G6000H HR + G4000H HR +G3000H HR + G2000H HR (4本つないで使用);移動相:THF;注入量:80μl;サンプル濃度:0.2%(w/v)]。本法においては、例えば、あらかじめ分子量が既知の標準PPGの検量線(分子量250以上での検量)を用いて、PPG換算分子量として、分子量を求めることができる。 In the present invention, the weight average molecular weight is a value measured by the GPC method. As the GPC method, for example, HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation is used as the GPC main body, the column temperature is 40 ° C., the pump flow rate is 0.6 to 1.0 ml / min, and the detector is RI (built into the GPC main body). [Column: TSKgel G6000H HR + G4000H HR + G3000H HR + G2000H HR (used by connecting 4); Mobile phase: THF; Injection amount: 80 μl; Sample concentration: 0 .2% (w / v)]. In this method, for example, the molecular weight can be determined as the PPG-equivalent molecular weight by using a calibration curve of a standard PPG whose molecular weight is known in advance (calibration at a molecular weight of 250 or more).

これらポリエーテルポリオール(a1)において、官能基数(水酸基の数)は、作業性の観点から、3以下であることが好ましい。 In these polyether polyols (a1), the number of functional groups (number of hydroxyl groups) is preferably 3 or less from the viewpoint of workability.

ポリエーテルポリオール(a1)は、それぞれ単独で、または2種以上を混合して用いることができる。 The polyether polyol (a1) can be used alone or in combination of two or more.

ポリエーテルポリオール(a1)の含有量は、(A)成分全量に対し、50〜95質量%であることが好ましく、55〜90質量%がより好ましい。50質量%未満および95質量%超ではロックボルト定着材の圧縮強度が低下する傾向がある。 The content of the polyether polyol (a1) is preferably 50 to 95% by mass, more preferably 55 to 90% by mass, based on the total amount of the component (A). If it is less than 50% by mass and more than 95% by mass, the compressive strength of the rock bolt fixing material tends to decrease.

(ヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2))
本発明に用いられるヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)は、ヒマシ油、ヒマシ油脂肪酸、ヒマシ油に水素付加した水添ヒマシ油またはヒマシ油脂肪酸に水素付加した水添ヒマシ油脂肪酸を用いて製造されたポリオールである。このようなヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)としては、ヒマシ油、ヒマシ油とその他の天然油脂とのエステル交換物、ヒマシ油と多価アルコールとの反応物、ヒマシ油脂肪酸と多価アルコールとのエステル化反応物、水添ヒマシ油、水添ヒマシ油とその他の天然油脂とのエステル交換物、水添ヒマシ油と多価アルコールとの反応物、水添ヒマシ油脂肪酸と多価アルコールとのエステル化反応物、および、これらにアルキレンオキサイドを付加重合したポリオールなどが挙げられる。このうち、ヒマシ油が最も好ましい。
(Castor oil-based polyester polyol (a2))
The castor oil-based polyester polyol (a2) used in the present invention is produced using castor oil, castor oil fatty acid, hydrogenated castor oil added to castor oil, or hydrogenated castor oil fatty acid added to castor oil fatty acid. It is a polyol. Examples of such castor oil-based polyester polyol (a2) include castor oil, an ester exchange product of castor oil and other natural fats and oils, a reaction product of castor oil and polyhydric alcohol, and castor oil fatty acid and polyhydric alcohol. Esterization reaction product, hydrogenated castor oil, ester exchange of hydrogenated castor oil and other natural fats and oils, reaction product of hydrogenated castor oil and polyhydric alcohol, ester of hydrogenated castor oil fatty acid and polyhydric alcohol Examples thereof include chemical reaction products and polyols obtained by addition-polymerizing alkylene oxide to these. Of these, castor oil is the most preferable.

本発明においては、これらヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)を使用することで、ロックボルト定着材の発泡倍率が過剰に大きくならず、それ故、漏水や湧水によって硬化物が流出した際の環境への悪影響を小さく、十分な強度、長期耐久性、十分な強度発現速度を得ることができる。 In the present invention, by using these castor oil-based polyester polyols (a2), the foaming ratio of the rock bolt fixing material is not excessively increased, and therefore, the environment when the cured product flows out due to water leakage or spring water. Sufficient strength, long-term durability, and sufficient strength development rate can be obtained with little adverse effect on.

これらヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)において、そのMwは、作業性およびの硬化物の圧縮強度を保持する観点から、800以下であることが好ましく、650以下であることがより好ましく、500以下であることが、さらに好ましい。 In these castor oil-based polyester polyols (a2), the Mw thereof is preferably 800 or less, more preferably 650 or less, and more preferably 500 or less, from the viewpoint of maintaining workability and compressive strength of the cured product. It is even more preferable to have.

これらヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)において、官能基数(水酸基の数)は、作業性の観点から、3以下であることが好ましい。 In these castor oil-based polyester polyols (a2), the number of functional groups (number of hydroxyl groups) is preferably 3 or less from the viewpoint of workability.

ヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)は、それぞれ単独で、または2種以上を混合して使用することができる。 The castor oil-based polyester polyol (a2) can be used alone or in combination of two or more.

ヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)の含有量は、(A)成分全量に対し、0〜45質量%であることが好ましく、10〜30質量%がより好ましい。45質量%超では硬化物の圧縮強度が低下する傾向がある。 The content of the castor oil-based polyester polyol (a2) is preferably 0 to 45% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, based on the total amount of the component (A). If it exceeds 45% by mass, the compressive strength of the cured product tends to decrease.

(含有比(a1)/(a2))
前記ポリエーテルポリオール(a1)およびヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)の含有割合(質量比)は、(a1)/(a2)が1.3以上であり、より好ましくは1.5以上、さらに好ましくは3.5以上である。1.3未満の場合には、硬化物の圧縮強度が低下する傾向がある。該含有割合は、最も好ましくは、約4.0である。この場合の「約」とは、±0.1程度の変動を許容する趣旨である。
(Content ratio (a1) / (a2))
The content ratio (mass ratio) of the polyether polyol (a1) and the castor oil-based polyester polyol (a2) is (a1) / (a2) of 1.3 or more, more preferably 1.5 or more, still more preferable. Is 3.5 or higher. If it is less than 1.3, the compressive strength of the cured product tends to decrease. The content ratio is most preferably about 4.0. In this case, "about" means to allow a fluctuation of about ± 0.1.

(アミン化合物(b1))
本発明に用いられる、一級または二級アミノ基を有するアミン化合物(b1)としては、特に限定されないが、例えば、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジn−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、ジヘキシルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルイソプロピルアミン、エチルプロピルアミン、エチルイソプロピルアミン、N−メチルドデシルアミン、ビス(2−エチルヘキシル)アミン等のアルキルモノアミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルカノールモノアミン;シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、N−メチルシクロヘキシルアミン、N−エチルシクロヘキシルアミン、またはジシクロヘキシルアミン等の脂環式モノアミン;N−メチルベンジルアミン、ジベンジルアミン、ベンジルアミン、p−メチルベンジルアミン等の芳香族モノアミン;モルホリン、ピロリジン、ピペリジンまたは1Hピラゾール等のヘテロ環式モノアミン;ヒドラジン;エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ネオペンタンジアミン等の脂肪族ジアミン;4,4′−ジアミノシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,5−又は2,6−ジアミノメチルビシクロ〔2,2,1〕ヘプタン、ジアミノシクロヘキサン、ジエチルトルエンジアミン等の脂環式ジアミン;ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、キシリレンジアミン、フェニレンジアミン、3,5−ジエチル−2,4−ジアミノトルエン、3,5−ジエチル−2,6−ジアミノトルエン等の芳香族ジアミン;ジエチレントリアミン等の脂肪族トリアミン;1,3,5−トリス(アミノメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(アミノメチル)シクロヘキサン等の芳香族又は脂環式トリアミン;水、エチレングリコール、プロピレングリコール等にプロピレンオキサイド及び/又はエチレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシアルキレングリコール類のヒドロキシル基をアミノ基に変換して得られるポリオキシアルキレンジアミン;グリセリン、トリメチロールプロパン等にプロピレンオキサイド及び/又はエチレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシアルキレントリオール類のヒドロキシル基をアミノ基に変換して得られるポリオキシアルキレントリアミン等が挙げられる。
(Amine compound (b1))
The amine compound (b1) having a primary or secondary amino group used in the present invention is not particularly limited, but for example, monomethylamine, monoethylamine, monobutylamine, dimethylamine, diethylamine, din-propylamine, diisopropyl. Alkyl monoamines such as amines, dibutylamines, diamylamines, dihexylamines, methylethylamines, methylpropylamines, methylisopropylamines, ethylpropylamines, ethylisopropylamines, N-methyldodecylamines, bis (2-ethylhexyl) amines; monoethanolamines. Alcanol monoamines such as diethanolamine and diisopropanolamine; alicyclic monoamines such as cyclopentylamine, cyclohexylamine, N-methylcyclohexylamine, N-ethylcyclohexylamine, or dicyclohexylamine; N-methylbenzylamine, dibenzylamine, benzyl Aromatic monoamines such as amines, p-methylbenzylamine; heterocyclic monoamines such as morpholin, pyrrolidine, piperidine or 1H pyrazole; hydrazine; ethylenediamine, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, tetramethylenediamine, Alibo diamines such as hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, neopentanediamine; 4,4'-diaminocyclohexylmethane, isophoronediamine, bisaminomethylcyclohexane, 2,5- or 2,6-diaminomethylbicyclo [2,2,1] Alicyclic diamines such as heptane, diaminocyclohexane, diethyltoluenediamine; diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl ether, xylylene diamine, phenylenediamine, 3,5-diethyl-2,4-diaminotoluene, 3, Aromatic diamines such as 5-diethyl-2,6-diaminotoluene; aliphatic triamines such as diethylenetriamine; 1,3,5-tris (aminomethyl) benzene, 1,3,5-tris (aminomethyl) cyclohexane and the like. Aromatic or alicyclic triamine; polyoxy obtained by converting the hydroxyl group of polyoxyalkylene glycols obtained by addition polymerization of propylene oxide and / or ethylene oxide to water, ethylene glycol, propylene glycol, etc. to an amino group. Alkylenediamine; propire to glycerin, trimethylpropane, etc. Examples thereof include polyoxyalkylene triamines obtained by converting the hydroxyl groups of polyoxyalkylene triols obtained by addition polymerization of phosphate and / or ethylene oxide into amino groups.

これらのうち、ジエチルトルエンジアミン、ジエタノールアミン、1,2−プロパンジアミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミンン、ヘキサメチレンジアミン、および末端アミノ化プロピレングリコール(重量平均分子量2000未満)が好ましい。 Of these, diethyltoluenediamine, diethanolamine, 1,2-propanediamine, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, hexamethylenediamine, and terminal amination propylene glycol (weight average molecular weight less than 2000). Is preferable.

これらアミン化合物(b1)は、それぞれ単独で、または2種以上を混合して使用することができる。 These amine compounds (b1) can be used alone or in admixture of two or more.

アミン化合物(b1)の含有量は、(A)成分全量に対し、2〜12質量%であることが好ましく、3〜10質量%がより好ましい。2質量%未満では白濁を抑制することが困難となる傾向があり、12質量%超では施工時にミキサーボルト等にかかる負荷が大きくなる傾向がある。 The content of the amine compound (b1) is preferably 2 to 12% by mass, more preferably 3 to 10% by mass, based on the total amount of the component (A). If it is less than 2% by mass, it tends to be difficult to suppress cloudiness, and if it exceeds 12% by mass, the load applied to the mixer bolt or the like during construction tends to increase.

(三級アミン化合物(b2))
本発明において、三級アミン化合物(b2)としては、公知のものを特に制限なく用いることができ、例えば、N,N−ジメチルオクチルアミン、N,N−ジメチルラウリルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリメチルアミノエチルピペラジン、ビス−(ジメチルアミノエチル)エーテル、ヘキサヒドロ−S−トリアジン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、2−メチルトリエチレンジアミン、N,N−ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルアミノプロピルイミダゾール、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、ヘキサメチルトリプロピレンテトラミン、N,N,N−トリス(3−ジメチルアミノプロピル)アミンなどが挙げられる。
(Tertiary amine compound (b2))
In the present invention, known tertiary amine compounds (b2) can be used without particular limitation, and for example, N, N-dimethyloctylamine, N, N-dimethyllaurylamine, N, N, N'. , N'-tetramethylhexamethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylpropylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N', N ''-Pentamethyldiethylenetriamine, trimethylaminoethylpiperazine, bis- (dimethylaminoethyl) ether, hexahydro-S-triazine, triethanolamine, triethylenediamine, 2-methyltriethylenediamine, N, N-dimethylaminoethylmorpholine, dimethyl Examples thereof include aminopropyl imidazole, hexamethyltriethylenetetramine, hexamethyltripropylenetetramine, N, N, N-tris (3-dimethylaminopropyl) amine and the like.

これら三級アミン化合物(b2)は、それぞれ単独で、または2種以上を混合して使用することができる。 These tertiary amine compounds (b2) can be used alone or in admixture of two or more.

3級アミン触媒(b2)の含有量は、(A)成分全量に対し、0.3〜10質量%が好ましく、0.5〜7質量%がより好ましい。0.3質量%未満であると、作業性が悪化する傾向があり、10質量%超では施工時にミキサーボルト等にかかる負荷が大きくなる傾向がある。 The content of the tertiary amine catalyst (b2) is preferably 0.3 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 7% by mass, based on the total amount of the component (A). If it is less than 0.3% by mass, workability tends to deteriorate, and if it exceeds 10% by mass, the load applied to the mixer bolt or the like during construction tends to increase.

本発明に用いられる水(c)の含有量は、前記(A)成分100質量部に対して、0.3質量部〜2.5質量部である。好ましくは、0.5質量部〜1.5質量部であり、より好ましくは0.7質量部〜1.0質量部である。これらの範囲であれば、漏水や湧水によって硬化物が流出した際の環境への悪影響を小さく、十分な強度、長期耐久性、十分な強度発現速度を得ることができる。 The content of water (c) used in the present invention is 0.3 parts by mass to 2.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is preferably 0.5 parts by mass to 1.5 parts by mass, and more preferably 0.7 parts by mass to 1.0 parts by mass. Within these ranges, the adverse effect on the environment when the cured product flows out due to water leakage or spring water is small, and sufficient strength, long-term durability, and sufficient strength development rate can be obtained.

(その他の成分)
本発明に係る(A)成分には、上記した各成分の他に、必要に応じて、シリコン系整泡剤、希釈剤、難燃剤、顔料、無機充填剤、架橋剤、カップリング剤等の公知の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で加えることができる。
(Other ingredients)
In addition to the above-mentioned components, the component (A) according to the present invention includes, if necessary, a silicon-based defoaming agent, a diluent, a flame retardant, a pigment, an inorganic filler, a cross-linking agent, a coupling agent, and the like. Known additives can be added as long as the object of the present invention is not impaired.

シリコン系整泡剤としては、特に限定されないが、例えば、硬質発泡ウレタン樹脂に通常用いられるポリオキシアルキレンジメチルポリシロキサンコポリマーがあげられる。 The silicon-based foam stabilizer is not particularly limited, and examples thereof include a polyoxyalkylene dimethylpolysiloxane copolymer usually used for a rigid urethane foam resin.

希釈剤としては、特に限定されないが、例えば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソノニルフタレートなどのフタル酸エステル、ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジイソノニルアジペート、ビス(2−(2−ブトキシエトキシ)エチル)アジペートなどのアジピン酸エステル、トリ(2−エチルヘキシル)トリメリテートなどのトリメリット酸エステルが挙げられる。これらのうち、環境への影響が少なく、安全性に優れることから、ビス(2−(2−ブトキシエトキシ)エチル)アジペート、トリ(2−エチルヘキシル)トリメリテートが好ましい。 The diluent is not particularly limited, and for example, phthalates such as dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and diisononyl phthalate, dibutyl adipate, dioctyl adipate, diisononyl adipate, and bis (2- (2-butoxyethoxy) ethyl) adipate. Examples thereof include trimellitic acid esters such as adipate ester and tri (2-ethylhexyl) trimellitate. Of these, bis (2- (2-butoxyethoxy) ethyl) adipate and tri (2-ethylhexyl) trimeritate are preferable because they have little impact on the environment and are excellent in safety.

難燃剤としては、特に限定されないが、例えば、添加型および反応型のいずれのものを用いることができる。添加型のものの具体例としては、たとえばトリブチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリスモノクロロイソプロピルホスフェートなどの含リン含ハロゲン系;塩素化パラフィン、ペンタブロモエチルベンゼン、デカブロモジフェニルエーテルなどの含ハロゲン系のものなどがあげられる。反応型のものの具体例としては、たとえばジブロモネオペンチルグリコール、テトラブロモビスフェノールA、ジエチルN,N−ジヒドロキシエチルアミノメチルホスホテート、各種含リンポリオールなどの水酸基やアミノ基などを有する含ハロゲン含リン化合物などがあげられる。 The flame retardant is not particularly limited, and for example, either an additive type or a reactive type can be used. Specific examples of the addition type include phosphorus-containing halogen-containing systems such as tributyl phosphate, tricresyl phosphate, and trismonochloroisopropyl phosphate; and halogen-containing systems such as chlorinated paraffin, pentabromoethylbenzene, and decabromodiphenyl ether. can give. Specific examples of the reactive type include halogen-containing phosphorus-containing compounds having hydroxyl groups or amino groups such as dibromoneopentyl glycol, tetrabromobisphenol A, diethyl N, N-dihydroxyethylaminomethylphosphotate, and various phosphorus-containing polyols. And so on.

なお、本発明においては、ブリードアウトによる環境への悪影響を抑制する観点から、希釈剤は使用しないことが好ましい。 In the present invention, it is preferable not to use a diluent from the viewpoint of suppressing adverse effects on the environment due to bleed-out.

(粘度)
本発明において、(A)成分は、作業性の観点から、その粘度は、25℃において、650mPa・sec以下であることが好ましく、より好ましくは600mPa・sec以下、さらに好ましくは450mPa・sec以下である。
(viscosity)
In the present invention, the viscosity of the component (A) is preferably 650 mPa · sec or less, more preferably 600 mPa · sec or less, still more preferably 450 mPa · sec or less at 25 ° C. from the viewpoint of workability. is there.

<(B)成分>
本発明において、(B)成分は、イソシアネート化合物を含んでなるものである。
<Ingredient (B)>
In the present invention, the component (B) contains an isocyanate compound.

(イソシアネート化合物)
イソシアネート化合物としては、特に限定されないが、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその異性体、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI)、トリレンジイソシアネート、クルードトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、トリメチレンキシリレンジイソシアネートなどのポリイソシアネートの単独または混合物;これらポリイソシアネートのカルボジイミド変性体や、触媒を加えて2量体または3量体としたもの:これらポリイソシアネートを、前記ポリエーテルポリオール(a1)またはヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2)と反応させてなるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーの単独または混合物などが挙げられる。
(Isocyanate compound)
The isocyanate compound is not particularly limited, and is, for example, diphenylmethane diisocyanate and its isomer, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (polymeric MDI), tolylene diisocyanate, crude tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, naphthalene diisocyanate, water. Alone or a mixture of polyisocyanates such as supplemented diphenylmethane diisocyanate and trimethylenexylylene diisocyanate; carbodiimide-modified products of these polyisocyanates and dimers or trimerics by adding a catalyst: These polyisocyanates are used as the polyether. Examples thereof include an isocyanate group-terminated urethane prepolymer alone or a mixture obtained by reacting with a polyol (a1) or an oil-based polyester polyol (a2).

これらの中で、白濁性の観点から、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI)およびこのイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーが好ましい。 Among these, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (polymeric MDI) and this isocyanate group-terminated urethane prepolymer are preferable from the viewpoint of cloudiness.

これらイソシアネート化合物は、それぞれ単独で、または2種以上を混合して使用することができる。 These isocyanate compounds can be used alone or in admixture of two or more.

(その他の成分)
本発明に係る(B)成分には、その他の成分として、必要に応じて、(A)成分の項で説明した従来公知の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で加えることができる。
(Other ingredients)
As other components, the conventionally known additives described in the section of component (A) can be added to the component (B) according to the present invention as necessary without impairing the object of the present invention. ..

(粘度)
本発明において、(B)成分は、作業性の観点から、その粘度は、25℃において、650mPa・sec以下であることが好ましく、より好ましくは600mPa・sec以下、さらに好ましくは450mPa・sec以下である。
(viscosity)
In the present invention, the viscosity of the component (B) is preferably 650 mPa · sec or less, more preferably 600 mPa · sec or less, still more preferably 450 mPa · sec or less at 25 ° C. from the viewpoint of workability. is there.

次に本発明のロックボルト定着材について説明する。本発明のロックボルト定着材は、前記ロックボルト定着材用組成物を硬化させて得られる。 Next, the lock bolt fixing material of the present invention will be described. The lock bolt fixing material of the present invention is obtained by curing the composition for the lock bolt fixing material.

(混合比)
本発明に係る(A)成分と(B)成分の混合比は、(A)成分中のポリオールのOH基およびNH基と、(B)成分中のNCO基との反応当量比、すなわち、(OH+NH)/NCOが、1/5〜5/1の範囲にあるのが好ましく、より好ましくは1/3〜2/1である。かかる反応当量比が前記範囲よりも大きい場合には、硬化物が柔かく、その強度が非常に小さくなる傾向があり、また前記範囲よりも小さい場合には、硬化時間が長くなり、またロックボルト定着材の強度が小さく脆くなる傾向がある。
(mixing ratio)
The mixing ratio of the component (A) and the component (B) according to the present invention is the reaction equivalent ratio of the OH group and NH 2 group of the polyol in the component (A) and the NCO group in the component (B), that is, (OH + NH 2 ) / NCO is preferably in the range of 1/5 to 5/1, more preferably 1/3 to 2/1. When the reaction equivalent ratio is larger than the above range, the cured product tends to be soft and its strength tends to be very small, and when it is smaller than the above range, the curing time becomes long and the lock bolt is fixed. The strength of the material is low and it tends to be brittle.

(ゲルタイム)
本発明のロックボルト定着材用組成物は、それぞれ20℃に調整した(A)成分と(B)成分とを混合した際のゲルタイムが、25〜55秒であることが好ましい。ゲルタイムが25秒未満であると作業性が悪化する傾向があり、一方、55秒超であると白濁が生じる傾向があり、好ましくない。ここで、ゲルタイムとは、総量30gの(A)成分と(B)成分をそれぞれ20℃とした後ハンドミキシングにより混合する際に、ゲル化するまでの時間(すなわち、硬化が進行し、糸引きが始まる時間)をいう。
(Gel time)
The composition for a rock bolt fixing material of the present invention preferably has a gel time of 25 to 55 seconds when the component (A) and the component (B) adjusted to 20 ° C. are mixed. If the gel time is less than 25 seconds, workability tends to deteriorate, while if it exceeds 55 seconds, cloudiness tends to occur, which is not preferable. Here, the gel time is the time until gelation (that is, curing progresses and stringing) when the components (A) and (B) having a total amount of 30 g are mixed at 20 ° C. by hand mixing. Time to start).

(発泡倍率)
本発明のロックボルト定着材は、漏水や湧水によって硬化物が流出した際の環境への悪影響を小さく、十分な強度、長期耐久性、十分な強度発現速度を得る意味から、硬化物の自由発泡倍率は低いことが好ましく、例えば、30倍以下であり、より好ましくは20倍以下、さらに好ましくは15倍以下である。一方、発泡倍率の下限値について、特に限定はないが、通常、2倍以上である。本発明において、発泡倍率とは、硬化反応終了後の硬化物の体積を、原料たる(A)成分および(B)成分の体積で除することにより、算出される値である。発泡倍率は、(A)成分に、(B)成分を混合し、発泡させることにより測定される。これらの範囲であれば、地山に注入した際の発泡倍率が、5倍以下、好ましくは3倍以下となることから、十分な強度、長期耐久性、十分な強度発現速度を得ることができる。
(Expansion magnification)
The lock bolt fixing material of the present invention has a small adverse effect on the environment when the cured product flows out due to water leakage or spring water, and the cured product is free from the viewpoint of obtaining sufficient strength, long-term durability, and sufficient strength development rate. The foaming ratio is preferably low, for example, 30 times or less, more preferably 20 times or less, still more preferably 15 times or less. On the other hand, the lower limit of the foaming ratio is not particularly limited, but is usually 2 times or more. In the present invention, the foaming ratio is a value calculated by dividing the volume of the cured product after the completion of the curing reaction by the volumes of the components (A) and (B) as raw materials. The foaming ratio is measured by mixing the component (B) with the component (A) and foaming. Within these ranges, the foaming ratio when injected into the ground is 5 times or less, preferably 3 times or less, so that sufficient strength, long-term durability, and sufficient strength development rate can be obtained. ..

(圧縮強度)
本発明のロックボルト定着材の自由発泡における圧縮強度は、十分な強度、長期耐久性を得る観点から、0.3MPa以上であることが好ましく、より好ましくは0.4MPa以上である。硬化物の圧縮強度は、(A)成分と(B)成分を、混合して硬化させた硬化物について、JISA 9511に準拠して、10mm×10mm×10mmの試験片を切り出して、インストロン万能試験機で測定するものである。
(Compression strength)
The compressive strength of the lock bolt fixing material of the present invention in free foaming is preferably 0.3 MPa or more, more preferably 0.4 MPa or more, from the viewpoint of obtaining sufficient strength and long-term durability. The compressive strength of the cured product is as follows: For the cured product obtained by mixing and curing the component (A) and the component (B), a test piece of 10 mm × 10 mm × 10 mm is cut out in accordance with JIS A 9511, and the instron is universal. It is measured with a testing machine.

(pH)
本発明において、(A)成分および(B)成分を混合した後、該混合物を10倍量の水に投入し、反応終了後、上澄み液を採取して測定されるpHは、5〜9であることが好ましい。
(PH)
In the present invention, after the components (A) and (B) are mixed, the mixture is added to 10 times the amount of water, and after the reaction is completed, the supernatant is collected and the pH measured is 5 to 9. It is preferable to have.

<ロックボルト工法>
本発明のロックボルト定着材用組成物およびロックボルト定着材は、例えばトンネル掘削後の周辺地山の安定化を行うロックボルト工法において、ボルトを地山に固定する際に定着材として使用される。当該ポルトの固定により、その後に打設される覆工コンクリートとともに地震等による地盤変動からトンネル構造物を保護することができる。
<Rock bolt method>
The rock bolt fixing material composition and the rock bolt fixing material of the present invention are used as a fixing material when fixing a bolt to the ground, for example, in a rock bolt method for stabilizing the surrounding ground after tunnel excavation. .. By fixing the porto, it is possible to protect the tunnel structure from ground movement due to an earthquake or the like together with the lining concrete to be placed after that.

定着材を注入固結する方法については、とくに限定はなく、公知の方法を採用しうるが、地山に所定間隔で複数個の孔を穿設する工程、前記孔内にロックボルトを挿入する工程、および、前記ロックボルト定着材用組成物を地山に注入し、固結する工程からなることが好ましい。 The method of injecting and solidifying the fixing material is not particularly limited, and a known method can be adopted. However, in the step of drilling a plurality of holes in the ground at predetermined intervals, a lock bolt is inserted into the holes. It is preferable to consist of a step and a step of injecting the composition for the lock bolt fixing material into the ground and consolidating it.

地山に注入し、固結する工程としては、その一例をあげれば、例えば(A)成分および(B)成分の注入量、圧力および配合比などをコントロールし得る比較配合式ポンプを用いる方法などがある。この方法では、(A)成分と(B)成分とを別々のタンクに入れ、岩盤などの所定箇所(たとえば0.5〜3m程度の間隔で穿設された複数個の孔)に、あらかじめ固定されたスタティックミキサーや逆止弁などを内装した注入ロッドを通し、この中に前記タンク内の各成分を注入圧0.05〜25MPaで注入し、スタティックミキサーを通して、所定量の(A)成分と(B)成分を均一に混合させ、地山に注入し、固結する。 As an example of the process of injecting into the ground and solidifying, for example, a method using a comparative compounding pump capable of controlling the injection amount, pressure, compounding ratio, etc. of the components (A) and (B), etc. There is. In this method, the component (A) and the component (B) are placed in separate tanks and fixed in advance in a predetermined place such as a bedrock (for example, a plurality of holes drilled at intervals of about 0.5 to 3 m). Through an injection rod equipped with a static mixer, a check valve, etc., each component in the tank is injected into the injection rod at an injection pressure of 0.05 to 25 MPa, and the component (A) is mixed with a predetermined amount through the static mixer. (B) The components are uniformly mixed, injected into the ground, and solidified.

なお、たとえばトンネルの天盤部に注入する場合には、注入に先立ち、たとえば掘削方向に約1m、断面方向には特定限定されないが、地山に応じた所定の間隔で、たとえば42mmφビットのレッグオーガーを用いて削孔し、深さ3m、削孔角度90°の注入孔を設け、この注入孔に、スタティックミキサーおよび逆止弁を内装した長さが3mであるロックボルトを挿入し、該ロックボルトの口元を、注入薬液の逆流を防ぐために、ウエスおよび発泡硬質ウレタン樹脂等を用いてシールし、薬液を前記の方法で注入することが好ましい。注入作業は、注入圧が急激に上昇した時点、または所定注入量よりもさらに約50%増量した時点で終了する。一般に、注入孔1個あたり薬液は0.5〜5.0kg注入することが好ましい。 For example, when injecting into the top of a tunnel, prior to the injection, for example, a leg of about 1 m in the excavation direction and a leg of 42 mmφ bit, for example, at a predetermined interval according to the ground, although not specifically limited in the cross-sectional direction. A hole was drilled using an auger to provide an injection hole with a depth of 3 m and a drilling angle of 90 °, and a lock bolt having a length of 3 m and a static mixer and a check valve was inserted into the injection hole. In order to prevent backflow of the injected chemical solution, it is preferable to seal the mouth of the lock bolt with a waste cloth, a foamed hard urethane resin or the like, and inject the chemical solution by the above method. The injection operation ends when the injection pressure rises sharply, or when the injection amount is further increased by about 50% from the predetermined injection amount. Generally, it is preferable to inject 0.5 to 5.0 kg of the drug solution per injection hole.

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be described in detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.

<使用原料>
(ポリエーテルポリオール(a1))
ポリオール(a1−1):グリセリンにプロピレンオキサイドを付加重合した平均水酸基価480mgKOH/gのポリエーテルポリオール(商品名:DKポリオールG480、第一工業製薬(株)製)
ポリオール(a1−2):プロピレングリコールにプロピレンオキサイド付加重合した平均水酸基価280mgKOH/gのポリエーテルポリオール(商品名:ハイフレックスD400、第一工業製薬(株)製)
ポリオール(a1−3):ソルビトールにプロピレンオキサイド付加重合した平均水酸基価550mgKOH/gのポリエーテルポリオール(商品名:エクセノール550SO、旭硝子(株)製)
ポリオール(a1−4):グリセリンにプロピレンオキサイド付加重合した平均水酸基価56mgKOH/gのポリエーテルポリオール(商品名:ハイフレックスG3000C、第一工業製薬(株)製)
<Ingredients used>
(Polyether polyol (a1))
Polyester (a1-1): Polyether polyol having an average hydroxyl value of 480 mgKOH / g obtained by addition polymerization of propylene oxide to glycerin (trade name: DK polyol G480, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
Polyester (a1-2): Polyether polyol having an average hydroxyl value of 280 mgKOH / g obtained by addition polymerization of propylene oxide to propylene glycol (trade name: Hiflex D400, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
Polycarbonate (a1-3): Polyether polyol having an average hydroxyl value of 550 mgKOH / g obtained by addition polymerization of propylene oxide to sorbitol (trade name: Excelol 550SO, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
Polyester (a1-4): Polyether polyol having an average hydroxyl value of 56 mgKOH / g obtained by addition polymerization of propylene oxide to glycerin (trade name: Hiflex G3000C, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)

(ヒマシ油系ポリエステルポリオール(a2))
ポリオール(a2−1):ヒマシ油(商品名:ヒマシ油D、伊藤製油社製)
ポリオール(a2−2):官能基数1、平均水酸基価160のヒマシ油系ポリエステルポリオール(商品名:URIC H−31、伊藤製油社製)
ポリオール(a2−3):官能基数3、平均水酸基価200のヒマシ油系ポリエステルポリオール(商品名:URIC H−52、伊藤製油社製)
ポリオール(a2−4):官能基数3、平均水酸基価340のヒマシ油系ポリエステルポリオール(商品名:URIC H−81、伊藤製油社製)
ポリオール(a2−5):官能基数5、平均水酸基価320のヒマシ油系ポリエステルポリオール(商品名:URIC H−102、伊藤製油社製)
(Castor oil-based polyester polyol (a2))
Polyol (a2-1): castor oil (trade name: castor oil D, manufactured by Ito Oil Co., Ltd.)
Polyester (a2-2): Castor oil-based polyester polyol having 1 functional group and an average hydroxyl value of 160 (trade name: URIC H-31, manufactured by Ito Oil Co., Ltd.)
Polyester (a2-3): Castor oil-based polyester polyol having 3 functional groups and an average hydroxyl value of 200 (trade name: URIC H-52, manufactured by Ito Oil Co., Ltd.)
Polyester (a2-4): Castor oil-based polyester polyol having 3 functional groups and an average hydroxyl value of 340 (trade name: URIC H-81, manufactured by Ito Oil Co., Ltd.)
Polyester (a2-5): Castor oil-based polyester polyol having 5 functional groups and an average hydroxyl value of 320 (trade name: URIC H-102, manufactured by Ito Oil Co., Ltd.)

(一級または二級アミノ基を有するアミン化合物(b1))
アミン化合物(b1−1):ジエチルトルエンジアミン(商品名:DETDA80、ロンザジャパン(株)製)
アミン化合物(b1−2):ジエタノールアミン((株)日本触媒製)
アミン化合物(b1−3):1,2−プロパンジアミン(和光純薬工業(株)製)
アミン化合物(b1−4):3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン(和光純薬工業(株)製)
アミン化合物(b1−5):ヘキサメチレンジアミン(ナカライテスク(株)製)
アミン化合物(b1−6):末端アミノ化ポリプロピレングリコール(商品名:ジェファーミンD−2000、ハンツマン社製)
(Amine compound having a primary or secondary amino group (b1))
Amine compound (b1-1): Diethyl toluenediamine (trade name: DETDA80, manufactured by Lonza Japan Co., Ltd.)
Amine compound (b1-2): Diethanolamine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
Amine compound (b1-3): 1,2-propanediamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Amine compound (b1-4): 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Amine compound (b1-5): Hexamethylenediamine (manufactured by Nacalai Tesque, Inc.)
Amine compound (b1-6): Terminal aminated polypropylene glycol (trade name: Jeffamine D-2000, manufactured by Huntsman)

(3級アミノ基を有するアミン化合物(b2))
アミン化合物(b2−1):トリエタノールアミン((株)日本触媒製)
アミン化合物(b2−2):トリエチレンジアミン(商品名:TEDA−L33、東ソー(株)製)
(Amine compound having a tertiary amino group (b2))
Amine compound (b2-1): Triethanolamine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
Amine compound (b2-2): Triethylenediamine (trade name: TEDA-L33, manufactured by Tosoh Corporation)

(水(c))
(Water (c))
water

(イソシアネート化合物)
イソシアネート化合物1:ポリメリックMDI(商品名:フォームライト200B、BASF INOACポリウレタン(株)製)
イソシアネート化合物2:ポリメリックMDI(商品名:フォームライト500B、BASF INOACポリウレタン(株)製)
(Isocyanate compound)
Isocyanate compound 1: Polymeric MDI (trade name: Foamlite 200B, manufactured by BASF INOC Polyurethane Co., Ltd.)
Isocyanate compound 2: Polymeric MDI (trade name: Foamlite 500B, manufactured by BASF INOC Polyurethane Co., Ltd.)

<A剤およびB剤の調製>
(A)成分からなる液をA剤、(B)成分からなる液をB剤とし、表1記載の配合に従い原料を適宜混合することにより、A剤およびB剤をそれぞれ調製した。
<Preparation of agent A and agent B>
Agent A and agent B were prepared by appropriately mixing the raw materials according to the formulation shown in Table 1, with the solution composed of the component (A) as the agent A and the solution composed of the component (B) as the agent B.

(粘度)
A剤およびB剤について、JIS K−7117−1に準じ、BL型粘度計(東機産業社製)にて、25℃における粘度(mPa・Sec)を測定した。
(viscosity)
The viscosities (mPa · Sec) at 25 ° C. of Agents A and B were measured with a BL type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) according to JIS K-7117-1.

<硬化物の評価>
(ゲルタイム)
表1記載の配合に従い調製したA剤およびB剤を、表1に記載の混合比で、合計30gとなるように別々に調製した。A剤およびB剤の温度をいずれも20℃とした後、該A剤およびB剤をハンドミキシングにより混合し、ゲルタイム(硬化が進行し糸引きが始まる時間)を測定した。
<Evaluation of cured product>
(Gel time)
Agents A and B prepared according to the formulations shown in Table 1 were separately prepared at the mixing ratios shown in Table 1 so as to have a total of 30 g. After the temperatures of both the A and B agents were set to 20 ° C., the A and B agents were mixed by hand mixing, and the gel time (the time when curing progressed and stringing started) was measured.

(発泡反応性・発泡倍率)
表1記載の配合に従い調製したA剤およびB剤を、表1に記載の混合比で、合計30gとなるように別々に調製した。該A剤およびB剤の温度をいずれも20℃とした後、該A剤およびB剤をハンドミキシングにより混合し、発泡開始時間および発泡終了時間を測定した。硬化反応終了後、硬化物の体積を、原料たるA剤およびB剤の最初の体積で除することにより、発泡倍率を算出した。
(Foaming reactivity / foaming magnification)
Agents A and B prepared according to the formulations shown in Table 1 were separately prepared at the mixing ratio shown in Table 1 so as to have a total of 30 g. After the temperatures of both the A and B agents were set to 20 ° C., the A and B agents were mixed by hand mixing, and the foaming start time and foaming end time were measured. After completion of the curing reaction, the foaming ratio was calculated by dividing the volume of the cured product by the initial volumes of the raw materials A and B.

(圧縮強度)
表1記載の配合に従い調製したA剤およびB剤を、表1に記載の混合比で、合計30gとなるように別々に調製した。該A剤およびB剤の温度をいずれも20℃とした後、該A剤およびB剤をハンドミキシングにより混合し硬化物を得た。該硬化物から、10mm×10mm×10mmの試験片を切り出し、JISA 9511に準拠して、インストロン万能試験機で測定した。
(Compression strength)
Agents A and B prepared according to the formulations shown in Table 1 were separately prepared at the mixing ratio shown in Table 1 so as to have a total of 30 g. After the temperatures of both the A and B agents were set to 20 ° C., the A and B agents were mixed by hand mixing to obtain a cured product. A 10 mm × 10 mm × 10 mm test piece was cut out from the cured product and measured with an Instron universal testing machine in accordance with JIS A 9511.

<水中白濁試験>
表1記載の配合に従い調製したA剤およびB剤を、表1に記載の混合比で、合計30gとなるように別々に調製した。A剤およびB剤をいずれも20℃とした後、調整したA剤およびB剤を10秒間ハンドミキシングにより混合し、次いで、該混合物を速やかに300gの水を入れた容器に投入した。該容器に蓋をし、A剤およびB剤の混合開始から30秒後に、該容器全体を激しく上下に振とうし、10秒間継続した。発泡終了後、容器内から水を採取し、水の濁りを、目視および分光光度計(日立分光光度計U−3900H((株)日立ハイテクノロジーズ製)で測定した500nmにおける光の透過率(%))で測定した。透過率は50%以上であることが好ましい。
<Underwater cloudiness test>
Agents A and B prepared according to the formulations shown in Table 1 were separately prepared at the mixing ratio shown in Table 1 so as to have a total of 30 g. After both the A and B agents were brought to 20 ° C., the prepared A and B agents were mixed by hand mixing for 10 seconds, and then the mixture was immediately put into a container containing 300 g of water. The container was covered, and 30 seconds after the start of mixing the A and B agents, the entire container was vigorously shaken up and down and continued for 10 seconds. After the foaming is completed, water is collected from the container, and the turbidity of the water is visually measured and measured with a spectrophotometer (Hitachi spectrophotometer U-3900H (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation)). Light transmittance (%) at 500 nm. )). The transmittance is preferably 50% or more.

結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.

Figure 0006823040
Figure 0006823040

<実験例>
トンネルの天盤部に、42mmφビットのレッグオーガーを用いて削孔した、深さ3m、削孔角度90°の注入孔に、スタティックミキサーおよび逆止弁を内装した長さが3mであるロックボルトを挿入し、実施例1の処方を注入圧が急激に上昇した時点まで注入した。注入した薬液は1.5kg、2.5倍発泡、圧縮強度は15MPaであった。
<Experimental example>
A lock bolt with a depth of 3 m and a drilling angle of 90 °, which was drilled in the top of the tunnel using a 42 mmφ bit leg auger, with a static mixer and a check valve installed in the injection hole. Was inserted, and the formulation of Example 1 was injected until the injection pressure rose sharply. The injected chemical solution was 1.5 kg, 2.5 times foamed, and had a compressive strength of 15 MPa.

本発明によれば、発泡タイプでありながら、水質汚染が少なく、十分な強度、長期耐久性、十分な強度発現速度を有する、ロックボルト定着材用組成物、ロックボルト定着材およびそれを用いたロックボルト工法を提供することができる。
According to the present invention, a composition for a rock bolt fixing material, a rock bolt fixing material, and a rock bolt fixing material, which are foam type, have less water pollution, have sufficient strength, long-term durability, and a sufficient rate of developing strength, are used. A lock bolt method can be provided.

Claims (4)

トンネル掘削後の周辺地山に打設するロックボルト定着材用組成物であって、
前記定着材用組成物が、
ポリオール、アミン化合物および水(c)を含んでなる(A)成分とイソシアネート化合物を含んでなる(B)成分とからなり、
前記ポリオールが、ポリエーテルポリオール(a1)を含有するものであり、
前記アミン化合物が、ジエチルトルエンジアミン、ジエタノールアミン、1,2−プロパンジアミン、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン、ヘキサメチレンジアミン、および末端アミノ化プロピレングリコール(重量平均分子量2000未満)からなる群から選ばれる少なくとも一つのアミン化合物(b1)を含有するものであり、
前記水(c)の含有量が、前記(A)成分100質量部に対して、0.3質量部〜2.5質量部である、ロックボルト定着材用組成物。
A composition for rock bolt fixing material to be placed in the surrounding ground after tunnel excavation.
The composition for the fixing material
It is composed of a component (A) containing a polyol, an amine compound and water (c) and a component (B) containing an isocyanate compound.
The polyol contains a polyether polyol (a1), and is
The amine compounds are diethyltoluenediamine, diethanolamine, 1,2-propanediamine, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, hexamethylenediamine, and terminal aminated propylene glycol (weight average molecular weight less than 2000). It contains at least one amine compound (b1) selected from the group consisting of
A composition for a rock bolt fixing material, wherein the content of the water (c) is 0.3 parts by mass to 2.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
(A)成分および(B)成分の粘度が、いずれも、25℃において、650mPa・Sec以下である、請求項1に記載のロックボルト定着材用組成物。 The composition for a rock bolt fixing material according to claim 1, wherein the viscosities of the component (A) and the component (B) are both 650 mPa · Sec or less at 25 ° C. 請求項1または2に記載のロックボルト定着材用組成物を硬化させて得られるロックボルト定着材。 A lock bolt fixing material obtained by curing the composition for a lock bolt fixing material according to claim 1 or 2 . 岩盤ないし地盤に所定間隔で複数個の孔を穿設する工程、
前記孔内に空隙のないボルトと注入ロッドを挿入する工程、および、
前記注入ロッドより、請求項1または2に記載のロックボルト定着材用組成物を、岩盤ないし地盤に注入し、固結させる工程
からなる、ロックボルト工法。
A process of drilling multiple holes at predetermined intervals in rock or ground,
The process of inserting a bolt and injection rod with no voids in the hole, and
A rock bolt construction method comprising a step of injecting the composition for a lock bolt fixing material according to claim 1 or 2 into a rock or the ground from the injection rod and solidifying the composition.
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