JP7077146B2 - Quickly miscible material - Google Patents
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Description
本発明は、セメント系組成物に急結性を付与するための粉体状の混和材とこれを使用した吹付コンクリートに関する。 The present invention relates to a powdery admixture for imparting quick-setting property to a cement-based composition and sprayed concrete using the admixture.
トンネル、採掘抗、地下空間等において、掘削面の崩壊防止、採掘時や掘削後の地山補強の観点から吹付コンクリートが施工されている。吹付コンクリートは急結性によって施工対象物への付着性を担保している。急結性付与のために急結成分をコンクリートに混和するが、カルシウムアルミネートやアルミン酸ナトリウム等を有効成分とする粉体急結剤は、強力な急結性を付与でき、液体急結剤と比べると強度的にも高いコンクリートが得易い。吹付コンクリートの一般的な施工法である湿式吹付工法では、例えば、少なくともセメントと水と骨材を秤量・混合してベースコンクリートを作製し、これをアジテーター車等を介した上で、施工時に吹付装置にポンプ圧送する。吹付装置内では別送の粉体又は液体の急結剤を圧送中のベースコンクリートに添加し、吹付装置の吹付ノズル内で混合を進めて吹付コンクリートを形成し、ノズル端孔から吹付ける。また、もう一つの施工法である乾式吹付工法では、水及び液体以外の少なくともセメントと骨材と粉体急結剤を秤量・混合してドライミックスコンクリートを作製し、これをその貯留槽等から施工時に吹付装置まで空気圧送する。吹付装置内では圧送中の前記ドライミックスコンクリートに水を添加し、吹付ノズルに圧送されるまでに混合を進めて吹付コンクリートを形成し、同様に吹き付ける。何れの工法でも、吹付装置内の急結成分が水と接する地点(接水地点)から吹付ノズル端の吐出孔までを移動する間に、混合がなされて吹付コンクリートが形成される。混合に使われる距離は通常は数十cm~数mの距離であり、その移動時間が混合時間になる。一般に、この距離が長いほど混合が進み、混合性が高まり、組織的にも性状的にもより均一なコンクリートを得易くなる。 In tunnels, mining pits, underground spaces, etc., sprayed concrete is constructed from the viewpoint of preventing the collapse of the excavated surface and reinforcing the ground during and after excavation. The sprayed concrete guarantees the adhesion to the construction object by its quick connection. The quick-setting component is mixed with concrete to give quick-setting property, but the powder quick-setting agent containing calcium aluminate, sodium aluminate, etc. as the active ingredient can give strong quick-setting property and is a liquid quick-setting agent. Compared to this, it is easy to obtain concrete with high strength. In the wet spraying method, which is a general construction method for sprayed concrete, for example, at least cement, water, and aggregate are weighed and mixed to prepare a base concrete, which is then sprayed at the time of construction via an agitator truck or the like. Pump pump to the device. In the spraying device, a separately sent powder or liquid quick-setting admixture is added to the base concrete being pumped, and mixing is promoted in the spraying nozzle of the spraying device to form the sprayed concrete, which is sprayed from the nozzle end hole. In the dry spraying method, which is another construction method, at least cement other than water and liquid, aggregate, and powder quick-setting admixture are weighed and mixed to prepare drymix concrete, which is then used in a storage tank or the like. Air pressure is sent to the spraying device at the time of construction. In the spraying device, water is added to the dry mix concrete being pumped, and mixing is advanced until it is pumped to the spray nozzle to form sprayed concrete, which is similarly sprayed. In either construction method, while the quick-connecting component in the spraying device moves from the point where the quick-connecting component comes into contact with water (water contact point) to the discharge hole at the end of the spray nozzle, mixing is performed to form sprayed concrete. The distance used for mixing is usually a distance of several tens of cm to several meters, and the traveling time is the mixing time. In general, the longer this distance is, the more the mixing progresses, the higher the mixing property, and the easier it is to obtain concrete that is more uniform in terms of structure and properties.
このような吹付コンクリートを得るために、混和される粉体状の急結材は、一般には、前記のような急結成分に、諸性状を調整する助剤が加えられたものからなる。例えば、化学成分としてのCaO含有量を多くしたカルシウムアルミネートに、硬化促進のセッコウを配合し、これらに初期強度発現性を高めるアルミン酸ナトリウムや凝結促進の炭酸ナトリウム等加えた高アルカリ化の従来の代表的な粉体急結材(例えば、特許文献1~3参照。)では、高い急結性と初期強度発現性の付与作用の具備を一義的な目的としている。このため、急結材が水と接した後、極短時間で凝結が起こる。それ故、混合距離を長くすると、その間にコンクリートが固結し易くなり、詰まりや閉塞などの甚大な吹付障害を起こすことがあった。一方、混合距離を短くすると、混合不足の虞があり、不均一な混合状態であると構成成分の反応にも微細なムラが生じ易く、その結果、均一性状や品質的に安定したコンクリート硬化体が得られ難く、強度などの硬化性状も劣るものとなる。また、例えばヒドロキシ酸類などの凝結遅延成分を併用する(例えば、特許文献4参照)と、比較的長い時間でもコンクリートの流動性が保てるため、混合時間を長くはできるが、急結性や初期強度発現等の硬化性は低下する。 In order to obtain such sprayed concrete, the powdery quick-setting material to be mixed is generally composed of the above-mentioned quick-setting component to which an auxiliary agent for adjusting various properties is added. For example, calcium aluminate with a high CaO content as a chemical component is blended with sekkou that promotes curing, and sodium aluminate that enhances initial strength development and sodium carbonate that promotes coagulation are added to these to make them highly alkaline. In the typical powder quick-setting material (see, for example, Patent Documents 1 to 3), the primary purpose is to provide a high quick-setting property and an initial strength-developing action. For this reason, condensation occurs in a very short time after the quick-bonding material comes into contact with water. Therefore, when the mixing distance is lengthened, the concrete tends to solidify during that time, which may cause a serious spraying disorder such as clogging or blockage. On the other hand, if the mixing distance is shortened, there is a risk of insufficient mixing, and if the mixing state is non-uniform, fine unevenness is likely to occur in the reaction of the constituent components. Is difficult to obtain, and the curability such as strength is also inferior. Further, when a setting delay component such as hydroxy acids is used in combination (for example, see Patent Document 4), the fluidity of the concrete can be maintained even for a relatively long time, so that the mixing time can be lengthened, but the quick setting and the initial strength can be extended. Curability such as expression is reduced.
このため、本発明は、高い付着性を具備しつつ、硬化性状を阻害せずにより高い混合性も容易に具備することのできる吹付コンクリートを得るための制約無く扱える粉体状の急結混和材と、これを混和した前記性状を具備する吹付コンクリートの提供を課題とする。
より詳しくは、強度発現性を低下させることなく、水と接しても極短時間は殆ど凝結を進ませないが、前記時間終了時から実質瞬結的な凝結を起こさせ、よって高い混合性と付着性をコンクリート等に容易に具備させることのできる粉体状の急結混和材の提供と、硬化性を阻害することなく混練時間を長くすることができるため、高い混合性を得るのに適した、高い付着性を具備する吹付コンクリートの提供を課題とする。
Therefore, the present invention is a powdery quick-setting admixture that can be handled without restrictions for obtaining sprayed concrete that can easily provide higher mixability without impairing the curability while having high adhesiveness. An object of the present invention is to provide a sprayed concrete having the above-mentioned properties, which is a mixture thereof.
More specifically, without lowering the strength development, even if it comes into contact with water, it hardly promotes coagulation for a very short time, but from the end of the time, it causes substantially instantaneous coagulation, and thus has high miscibility. It is suitable for obtaining high miscibility because it can provide a powdery quick miscible admixture that can easily provide adhesiveness to concrete or the like and can prolong the kneading time without impairing the curability. Another object is to provide sprayed concrete having high adhesiveness.
本発明者は、前記課題解決のため種々検討した結果、カルシウムアルミネートを主たる急結成分とし、アルカリ金属とアルカリ土類金属とアルミニウムの各硫酸塩を配合した混和材において、アルカリ金属の硫酸塩とアルミニウムの硫酸塩を特定量含有させることに加え、少なくとも、アルカリ土類金属の硫酸塩とアルミニウムの硫酸塩の含有量を特定の相関関係にすることで、混合に適した流動状態が確保できる時間を調整でき、しかも前記時間経過後は、強度発現性の低下を伴わずに、急激に凝結が進行する吹付コンクリートが得られるという知見を得たことから、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の〔1〕~〔2〕の急結混和材、及び〔3〕~〔4〕の吹付コンクリートである。
As a result of various studies for solving the above-mentioned problems, the present inventor has made a sulfate of an alkali metal in an admixture containing calcium aluminate as a main quick-setting component and a sulfate of an alkali metal, an alkaline earth metal and aluminum. In addition to containing a specific amount of sulfate and aluminum sulfate, at least the content of alkaline earth metal sulfate and aluminum sulfate has a specific correlation to ensure a fluid state suitable for mixing. The present invention has been completed because it has been found that the time can be adjusted and that after the lapse of time, a sprayed concrete in which condensation progresses rapidly can be obtained without a decrease in strength development.
That is, the present invention is the following quick-setting admixtures [1] to [2] and the sprayed concrete of [3] to [4].
〔1〕化学成分としてのCaOとAl2O3の含有モル比(CaO/Al2O3)が1.8~2.5のカルシウムアルミネートを62~86.2質量%と、残部にアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアルミニウムの各硫酸塩を含有する粉体状の急結混和材であって、前記カルシウムアルミネート含有量100質量部に対する無水物換算での前記アルカリ金属の硫酸塩(S1)の含有量が5~16質量部、前記アルミニウムの硫酸塩(S3)の含有量が1~10質量部、かつ前記アルカリ土類金属の硫酸塩(S2)と前記アルミニウムの硫酸塩(S3)の含有質量比が無水物換算で1≦(S2/S3)≦35であることを特徴とする急結混和材。
〔2〕さらにアルカリ金属の炭酸塩を残部に含む〔1〕記載の急結混和材。
〔3〕セメントと骨材と無水物換算でセメント含有量の5~15質量%に相当する量の前記〔1〕又は〔2〕の急結混和材とを含む吹付コンクリート。
〔4〕さらに、減水剤類及び/又は増粘剤を含む前記〔3〕の吹付コンクリート。
[1] Calcium aluminate having a molar ratio (CaO / Al 2 O 3 ) of CaO and Al 2 O 3 as chemical components of 1.8 to 2.5 is 62 to 86.2% by mass, and the balance is alkaline. A powdery quick-knot admixture containing each sulfate of metal, alkaline earth metal and aluminum, and the sulfate of the alkali metal (S1) in terms of anhydride with respect to 100 parts by mass of the calcium aluminate content. ) Is 5 to 16 parts by mass, the content of the aluminum sulfate (S3) is 1 to 10 parts by mass, and the alkaline earth metal sulfate (S2) and the aluminum sulfate (S3). A fast-knot admixture, characterized in that the content mass ratio of aluminum is 1 ≦ (S2 / S3) ≦ 35 in terms of alkali.
[2] The quick-setting miscible material according to [1], which further contains an alkali metal carbonate in the balance.
[3] Sprayed concrete containing cement, aggregate, and the quick-setting admixture according to the above [1] or [2] in an amount corresponding to 5 to 15% by mass of the cement content in terms of anhydrate.
[4] The sprayed concrete according to the above [3], further containing a water reducing agent and / or a thickener.
本発明により、次の(1)~(5)の主たる効果が奏される。
(1)通常の吹付施工で、混合性をより高めた吹付コンクリートを吹付施工することができる。
(2)急結性を減退させることなく、寧ろ高い急結性を具備した吹付コンクリートを得ることができるため、付着性に優れる。
(3)初期から中長期に亘り、低迷することなく安定した強度発現性を具備する吹付コンクリートが得られる。
(4)均一な性状・品質の吹付コンクリートを得ることができる。
(5)アルカリ分が少ないため人体及び周辺環境へのダメージリスクが軽減される。
According to the present invention, the following main effects (1) to (5) are exhibited.
(1) It is possible to spray concrete with higher mixing property by normal spraying work.
(2) Since it is possible to obtain sprayed concrete having high quick-setting property without reducing the quick-setting property, the adhesiveness is excellent.
(3) Sprayed concrete having stable strength development can be obtained from the initial stage to the medium to long term without stagnation.
(4) Sprayed concrete with uniform properties and quality can be obtained.
(5) Since the alkali content is low, the risk of damage to the human body and the surrounding environment is reduced.
本発明の急結混和材は、カルシウムアルミネートを主たる急結成分とするものであり、他に少なくともアルカリ金属の硫酸塩とアルカリ土類金属の硫酸塩とアルミニウムの硫酸塩を含む粉体状の急結混和材である。本急結混和材に使用するカルシウムアルミネートとは、CaOとAl2O3を主要化学成分とする無機水和活性物質であり、CaO源となる原料とAl2O3源となる原料を、化学成分としてのCaOとAl2O3の含有モル比(CaO/Al2O3)が1.8~2.5の加熱物(クリンカ)が得られるように配合した原料混合物を、好適には溶融するまで加熱することで得られる。好ましい含有モル比(CaO/Al2O3)は、2.0~2.4である。前記モル比がCaO/Al2O3)が、1.8未満では、急結性が低くなることに加え、高い初期強度が得難くなるので好ましくない。前記モル比(CaO/Al2O3)が2.5を超えると、強い瞬結性が起こり易く、施工性が悪化するので好ましくない。また、本急結混和材に使用するカルシウムアルミネートには、その製造原料に例えば天然鉱物原料を用いたときのように、原料由来のCaOとAl2O3以外の不純物等の異成分も、その存在形態に拘わらず、本発明の効果を阻害させない範囲で含むことが可能である。 The quick-setting admixture of the present invention contains calcium aluminate as a main quick-setting component, and is in the form of a powder containing at least an alkali metal sulfate, an alkaline earth metal sulfate, and an aluminum sulfate. It is a quick-setting admixture. Calcium aluminate used in this quick-setting admixture is an inorganic hydration active substance containing CaO and Al 2 O 3 as the main chemical components, and the raw material that is the source of CaO and the raw material that is the source of Al 2 O 3 are used. A raw material mixture blended so as to obtain a heated product (clinker) having a molar ratio (CaO / Al 2 O 3 ) of Ca O and Al 2 O 3 as chemical components of 1.8 to 2.5 is preferably used. It is obtained by heating until it melts. The preferred molar ratio (CaO / Al 2 O 3 ) is 2.0-2.4. If the molar ratio of CaO / Al 2O 3 ) is less than 1.8, it is not preferable because the quick-setting property is low and it is difficult to obtain high initial strength. If the molar ratio (CaO / Al 2 O 3 ) exceeds 2.5, strong instantaneous binding tends to occur and workability deteriorates, which is not preferable. In addition, the calcium aluminate used in this quick-setting admixture also contains different components such as impurities other than CaO and Al 2 O 3 derived from the raw materials, such as when a natural mineral raw material is used as the raw material for the production. Regardless of its existence form, it can be included within a range that does not impair the effects of the present invention.
また、製造時の加熱後の冷却過程の違いにより、冷却後のカルシウムアルミネートの構造状態に様々な差異が生じるため、冷却条件、例えば冷却速度に応じて、非晶質化の度合であるガラス化率を調整できる。一般にガラス化率が高いほど反応活性も高くなるため、本急結混和材に使用するカルシウムアルミネートは、限定されるものではないが、実質的に結晶質のカルシウムアルミネートよりもガラス化が進んだカルシウムアルミネートを使用するのが良い。好ましくは、ガラス化率が60%以上のカルシウムアルミネートを使用する。最も好ましくは、ガラス化率が概ね95%以上のカルシウムアルミネートである。カルシウムアルミネートの粉末度は特に制限されない。好ましくは、コンクリートへの急結混和材に使用したときに適度な反応活性が得易いことから、混和対象となる水硬性組成物中のセメントと同程度かそれ以上の粉末度とする。より好ましくは、ブレーン比表面積3000~6500cm2/gの粉末度である。 In addition, since various differences occur in the structural state of calcium aluminate after cooling due to differences in the cooling process after heating during manufacturing, glass is the degree of amorphization depending on the cooling conditions, for example, the cooling rate. The conversion rate can be adjusted. In general, the higher the vitrification rate, the higher the reaction activity. Therefore, the calcium aluminate used in this quick-setting admixture is not limited, but is substantially more vitrified than the crystalline calcium aluminate. However, it is better to use calcium aluminate. Preferably, calcium aluminate having a vitrification rate of 60% or more is used. Most preferably, it is calcium aluminate having a vitrification rate of about 95% or more. The degree of powderiness of calcium aluminate is not particularly limited. Preferably, the powderiness is equal to or higher than that of the cement in the hydraulic composition to be mixed because it is easy to obtain an appropriate reaction activity when used as a quick-mixing material for concrete. More preferably, it has a specific surface area of 3000 to 6500 cm and a powderiness of 2 / g.
本発明の急結混和材は、このようなカルシウムアルミネートを62~86.2質量%含むものである。急結混和材中のカルシウムアルミネート含有量が62質量%未満では、急結性が不足し、吹付コンクリートに混和したときの付着性が劣るので好ましくない。また、86.2質量%を超えると、強度発現性の低下や、硬化性が減退することがあるので好ましくない。急結混和材中の好ましいカルシウムアルミネート含有量は64~85質量%であり、より好ましくは65~82質量%であり、さらに好ましくは65~81質量%である。 The quick-setting admixture of the present invention contains 62 to 86.2% by mass of such calcium aluminate. If the calcium aluminate content in the quick-setting admixture is less than 62% by mass, the quick-setting property is insufficient and the adhesiveness when mixed with the sprayed concrete is poor, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 86.2% by mass, the strength development may be lowered and the curability may be lowered, which is not preferable. The calcium aluminate content in the quick-setting admixture is preferably 64 to 85% by mass, more preferably 65 to 82% by mass, still more preferably 65 to 81% by mass.
また、本発明の急結混和材に含まれるアルカリ金属の硫酸塩は、リチウム、カリウム、ナトリウムの少なくとも何れかの硫酸塩であれば、何れのものでも使用できる。好ましくは、反応活性の高い無水物を使用する。より好ましくは、経済性も勘案し、無水硫酸ナトリウムを使用する。アルカリ金属の硫酸塩は、凝結促進に寄与する。急結混和材中のアルカリ金属の硫酸塩の含有量は、カルシウムアルミネート含有量100質量部に対し、5~16質量部である。含有量が5質量部未満では、高い初期強度が発現され難くなるので好ましくない。また、16質量部を超える含有量では、長期強度の発現性が低迷するため好ましくない。急結混和材中のアルカリ金属の硫酸塩の好ましい含有量はカルシウムアルミネート含有量100質量部に対し、5~15質量部であり、より好ましくは5~14質量部であり、さらに好ましくは6~14質量部である。 Further, as the sulfate of the alkali metal contained in the quick-setting admixture of the present invention, any sulfate of at least any one of lithium, potassium and sodium can be used. Preferably, an anhydride having a high reaction activity is used. More preferably, anhydrous sodium sulfate is used in consideration of economic efficiency. Alkali metal sulfate contributes to the promotion of condensation. The content of the alkali metal sulfate in the quick-setting admixture is 5 to 16 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the calcium aluminate content. If the content is less than 5 parts by mass, it is difficult to develop high initial strength, which is not preferable. Further, if the content exceeds 16 parts by mass, the expression of long-term strength is low, which is not preferable. The preferable content of the alkali metal sulfate in the quick-setting admixture is 5 to 15 parts by mass, more preferably 5 to 14 parts by mass, and further preferably 6 with respect to 100 parts by mass of the calcium aluminate content. ~ 14 parts by mass.
また、本発明の急結混和材に含まれるアルミニウムの硫酸塩は、何れの硫酸アルミニウムでも良く、例えば16水和物でも、無水物でも使用できる。好ましくは性状安定性が高いことから硫酸アルミニウム16水和物の使用が推奨される。アルミニウムの硫酸塩の含有は、急結助剤として急結性付与に寄与し、特に凝結開始時間を促進する作用を呈する。アルミニウムの硫酸塩の含有量は、カルシウムアルミネート含有量100質量部に対し、無水物換算で1~10質量部である。1質量部未満では吹付コンクリートに使用した場合の付着性が低下し、また10質量部を超える含有量では瞬結化傾向が強まり、施工時の混合性に支障をきたすことがあるので好ましくない。急結混和材中のアルミニウムの硫酸塩の好ましい含有量は、カルシウムアルミネート含有量100質量部に対し、1~9質量部であり、より好ましくは1~8質量部であり、さらに好ましくは2~8質量部である。 Further, the aluminum sulfate contained in the quick-setting admixture of the present invention may be any aluminum sulfate, and for example, either a hexahydrate or an anhydrate can be used. The use of aluminum sulfate hexahydrate is recommended because of its high property stability. The content of aluminum sulfate contributes to imparting quick-setting property as a quick-setting aid, and particularly exerts an action of promoting the setting start time. The content of the sulfate of aluminum is 1 to 10 parts by mass in terms of anhydrate with respect to 100 parts by mass of the calcium aluminate content. If it is less than 1 part by mass, the adhesiveness when used for sprayed concrete is lowered, and if the content is more than 10 parts by mass, the tendency of instant formation becomes stronger, which may hinder the mixing property at the time of construction, which is not preferable. The preferable content of the aluminum sulfate in the quick-setting admixture is 1 to 9 parts by mass, more preferably 1 to 8 parts by mass, and further preferably 2 with respect to 100 parts by mass of the calcium aluminate content. ~ 8 parts by mass.
また、本発明の急結混和材は、アルカリ土類金属の硫酸塩(S2)とアルミニウムの硫酸塩(S3)を何れも無水物換算での質量比(S2/S3)が、1≦(S2/S3)≦35の関係を満たすように含有する。アルカリ土類金属の硫酸塩とアルミニウムの硫酸塩が前記関係を満たして含有されることで、例えばセメント系水硬性組成物に於いては、急結混和材の接水から極短時間の間は流動性を呈し、その後は急速に凝結が進み、強度発現性も向上する。質量比(S2/S3)が、1未満では、流動性を維持できる時間がより短くなるため混合時間が不足気味となって均一性状の施工物が得られ難いので好ましくなく、また質量比(S2/S3)が、35を超えると凝結が遅くなり、付着性が低下するので好ましくない。好ましい質量比(S2/S3)は、1≦(S2/S3)≦25であり、より好ましくは1≦(S2/S3)≦20であり、さらに好ましくは1≦(S2/S3)≦15である。 Further, in the quick-setting admixture of the present invention, the mass ratio (S2 / S3) of the sulfate of alkaline earth metal (S2) and the sulfate of aluminum (S3) in terms of anhydride is 1 ≦ (S2). / S3) It is contained so as to satisfy the relationship of ≦ 35. By containing the sulfate of alkaline earth metal and the sulfate of aluminum satisfying the above relationship, for example, in a cement-based water-hard composition, for a very short time from the contact with the quick-setting admixture. It exhibits fluidity, then rapidly condenses, and strength development is also improved. If the mass ratio (S2 / S3) is less than 1, the time during which the fluidity can be maintained becomes shorter, and the mixing time tends to be insufficient, making it difficult to obtain a uniform work piece, which is not preferable, and the mass ratio (S2). If / S3) exceeds 35, the setting becomes slow and the adhesiveness is lowered, which is not preferable. The preferred mass ratio (S2 / S3) is 1 ≦ (S2 / S3) ≦ 25, more preferably 1 ≦ (S2 / S3) ≦ 20, and even more preferably 1 ≦ (S2 / S3) ≦ 15. be.
前記使用するアルカリ土類金属の硫酸塩としては、マグネシウムやカルシウム等のアルカリ土類金属の硫酸塩であれば、何れのものでも良い。好ましくは、比較的高い反応活性と強度発現性を具備できることから、無水石膏(無水硫酸カルシウム)を使用する。使用するアルカリ土類金属の硫酸塩の粒径や粒度も限定されないが、保管上の安定性も考慮すると、ブレーン比表面積が4000~6500cm2/g程度のものが好ましい。本急結混和材中のアルカリ土類金属硫酸塩の含有量(無水物換算)は、前記のアルミニウムの硫酸塩の含有量との相関関係を満たす量にすることが必要である。好ましくは、この関係を充足することに加えて、アルミニウムの硫酸塩との合計含有量が、急結混和材中のアルカリ金属含有量を超える含有量にすることで、高めの強度発現性を確保しつつ、急結性発現の立ち上がりも速いので良い((S1)<(S2+S3))。より好ましくは、以上の条件を満たすことに加えて、アルカリ土類金属の硫酸塩の含有量を、カルシウムアルミネート含有量100質量部に対し、10~35質量部にする。さらに好ましくは、アルカリ土類金属の硫酸塩の含有量100質量部に対し、15~35質量部にする。 The sulfate of the alkaline earth metal used may be any sulfate of an alkaline earth metal such as magnesium or calcium. Preferably, anhydrous gypsum (anhydrous calcium sulfate) is used because it can have relatively high reaction activity and strength development. The particle size and particle size of the sulfate of the alkaline earth metal used is not limited, but in consideration of storage stability, a brain specific surface area of about 4000 to 6500 cm 2 / g is preferable. It is necessary that the content of the alkaline earth metal sulfate (in terms of anhydrate) in the quick-bonding admixture is an amount that satisfies the correlation with the content of the sulfate of aluminum. Preferably, in addition to satisfying this relationship, the total content of aluminum with sulfate exceeds the alkali metal content in the quick-setting admixture to ensure high strength development. However, it is good because the onset of rapid onset is quick ((S1) <(S2 + S3)). More preferably, in addition to satisfying the above conditions, the content of the sulfate of the alkaline earth metal is 10 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the calcium aluminate content. More preferably, the content of the sulfate of the alkaline earth metal is 15 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
本発明の急結混和材は前記以外の成分も、本発明の効果を阻害しない限り含有することができる。具体的にはアルカリ金属の炭酸塩を含有することが好ましい。アルカリ金属の炭酸塩としては炭酸リチウム、炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムを挙げることができ、何れも無水物の使用が望ましく、また2種以上を併用しても良い。アルカリ金属の炭酸塩により硬化促進作用を付与できる。アルカリ金属の炭酸塩を含むときの好ましい含有量は、カルシウムアルミネート含有量100質量部に対し、2~10質量部であり、より好ましくは2~9質量部であり、さらに好ましくは2~8質量部である。また、本発明の急結混和材の粒度は特に制限されず、粉末や顆粒状であれば良い。望ましくは、風化し易く無い程度での良好な反応活性が得られることから、ブレーン比表面積で概ね3000~6500cm2/gで最大粒径1mm以下の粉体とする。 The quick-setting admixture of the present invention may contain components other than the above as long as the effects of the present invention are not impaired. Specifically, it is preferable to contain an alkali metal carbonate. Examples of the carbonate of the alkali metal include lithium carbonate, potassium carbonate and sodium carbonate, and it is desirable to use an anhydride for each of them, and two or more kinds may be used in combination. Curing-promoting action can be imparted by the carbonate of alkali metal. When the alkali metal carbonate is contained, the preferable content is 2 to 10 parts by mass, more preferably 2 to 9 parts by mass, and further preferably 2 to 8 parts with respect to 100 parts by mass of the calcium aluminate content. It is a mass part. Further, the particle size of the quick-setting admixture of the present invention is not particularly limited, and may be powder or granular. Desirably, a powder having a specific surface area of 3000 to 6500 cm 2 / g and a maximum particle size of 1 mm or less can be obtained because good reaction activity can be obtained without being easily weathered.
また、本発明の吹付コンクリートは、少なくとも、前記の急結混和材と、セメントおよび骨材を含有する吹付コンクリートである。混練水を加える前の、少なくとも急結混和材とセメントおよび骨材からなる混合物であっても、急結混和材以外の混和材とセメントと骨材とを含む混合物に混練水を加えたものに、後から急結混和材を加えたものの何れでも良い。 Further, the sprayed concrete of the present invention is at least a sprayed concrete containing the above-mentioned quick-setting admixture, cement and aggregate. Even if it is a mixture consisting of at least the quick-knot admixture, cement and aggregate before adding the kneading water, the mixture containing the miscible material other than the quick-knot admixture and the cement and aggregate is added with the kneading water. , Any of which is added with a quick-setting admixture later.
本発明の吹付コンクリートに使用するセメントは、ポルトランドセメントが好ましく、ポルトランドセメントは何れの種類のものでも良い。具体的には普通、早強、超早強、中庸熱、低熱、耐硫酸塩の各種ポルトランドセメントが挙げられる。また、ポルトランドセメントを含む例えば高炉セメントやフライアッシュセメント等の混合セメントも使用できる。より好ましくは、経済性や汎用性の点から普通ポルトランドセメントを使用する。ポルトランドセメントを使用する場合の粒度はJIS規格(JIS R 5210)の2500cm2/g以上を満たしていれば、特に限定されず、例えば、一般市販品並の粒度(普通ポルトランドセメントで概ね、2900~3400cm2/g)のものが使用できる。 The cement used for the sprayed concrete of the present invention is preferably Portland cement, and any type of Portland cement may be used. Specific examples thereof include various Portland cements of ordinary, early-strength, ultra-fast-strength, moderate heat, low heat, and sulfate resistant. In addition, mixed cements such as blast furnace cement and fly ash cement containing Portland cement can also be used. More preferably, ordinary Portland cement is used from the viewpoint of economy and versatility. When Portland cement is used, the particle size is not particularly limited as long as it meets the JIS standard (JIS R 5210) 2500 cm 2 / g or more. 3400 cm 2 / g) can be used.
前記吹付コンクリートに使用される骨材は、詳しくは、細骨材と粗骨材からなる。細骨材は、モルタルやコンクリートに使用できる細骨材なら特に限定されない。また、粗骨材はコンクリートに使用できる粗骨材なら特に限定されない。好ましくは、細骨材および粗骨材とも、所定の骨材強度が確保し易く、他の含有成分との比重差が少ないため材料分離が生じ難いことから、表乾密度が2.3~2.9g/cm3の骨材を使用する。このような骨材の具体例としては、細骨材なら、珪砂や石灰石砂等の天然骨材、安山岩、砂岩、玄武岩等の砕砂などを挙げることができる。また、粗骨材なら、珪石、石灰石、安山岩、砂岩、玄武岩等の砕石や砂利を挙げることができる。前記吹付コンクリート中の骨材の含有量は特に限定されるものではないが、ポルトランドセメント含有量100質量部に対し、粗骨材と細骨材の合計が300~570質量部かつ細骨材率(全骨材中の細骨材の質量割合)が54~69%であるのが好ましい。 The aggregate used for the sprayed concrete is specifically composed of a fine aggregate and a coarse aggregate. The fine aggregate is not particularly limited as long as it can be used for mortar or concrete. Further, the coarse aggregate is not particularly limited as long as it can be used for concrete. Preferably, both the fine aggregate and the coarse aggregate have a surface dry density of 2.3 to 2 because it is easy to secure a predetermined aggregate strength and the difference in specific gravity from other contained components is small, so that material separation is unlikely to occur. 0.9 g / cm 3 aggregate is used. Specific examples of such aggregates include natural aggregates such as silica sand and limestone sand, and crushed sand such as andesite, sandstone, and basalt in the case of fine aggregates. In addition, examples of coarse aggregate include crushed stones and gravel such as silica stone, limestone, andesite, sandstone, and basalt. The content of aggregate in the sprayed concrete is not particularly limited, but the total of coarse aggregate and fine aggregate is 300 to 570 parts by mass and the ratio of fine aggregate is 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Portland cement. (Mass ratio of fine aggregate in total aggregate) is preferably 54 to 69%.
本発明の吹付コンクリートは、さらに減水剤類及び/又は増粘剤を含有するのが好ましい。このうち減水剤類とは、モルタルやコンクリートに使用できる、減水剤、分散剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤、AE減水剤、流動化剤などと称されるものが該当する。その有効成分も特に限定されないが、例えば、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸、ポリカルボン酸等を挙げることができる。減水剤類の含有により、強度低下に繋がる混練水量を増やさずともベースコンクリートに適度な流動性を付与することができる。ポルトランドセメント含有量100質量部あたりの減水剤類の含有量は、固形分換算量で0.3~1.6質量部が好ましい。 The sprayed concrete of the present invention preferably further contains a water reducing agent and / or a thickening agent. Among these, the water reducing agents correspond to those called water reducing agents, dispersants, high-performance water reducing agents, high-performance AE water reducing agents, AE water reducing agents, fluidizing agents and the like that can be used for mortar and concrete. The active ingredient thereof is also not particularly limited, and examples thereof include naphthalene sulfonic acid formalin condensate, lignin sulfonic acid formalin condensate, melamine sulfonic acid, and polycarboxylic acid. By containing the water reducing agents, it is possible to impart appropriate fluidity to the base concrete without increasing the amount of kneaded water that leads to a decrease in strength. The content of water reducing agents per 100 parts by mass of Portland cement is preferably 0.3 to 1.6 parts by mass in terms of solid content.
本発明の吹付コンクリートに使用する増粘剤は、モルタルやコンクリートに使用できる増粘剤であれば特に限定されない。好ましくは、水溶性のセルロース誘導体を有効成分とする増粘剤を使用できる。増粘剤を含有することで、吹付施工時の粉塵発生を抑制することができる。吹付コンクリート中のセメント含有量100質量部あたりの増粘剤の含有量は、0.05~0.15質量部が好ましい。 The thickener used for the sprayed concrete of the present invention is not particularly limited as long as it is a thickener that can be used for mortar and concrete. Preferably, a thickener containing a water-soluble cellulose derivative as an active ingredient can be used. By containing a thickener, it is possible to suppress the generation of dust during spraying. The content of the thickener per 100 parts by mass of the cement content in the sprayed concrete is preferably 0.05 to 0.15 parts by mass.
また、本発明の吹付コンクリートには、前記以外の成分も、本発明の効果を阻害しない範囲で含有することができる。含有可能な成分として、モルタルやコンクリートに使用できる短繊維、ポゾラン反応性物質等を挙げられるが、記載例に限定されるものではない。 Further, the sprayed concrete of the present invention may contain components other than the above as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the components that can be contained include short fibers that can be used for mortar and concrete, pozzolan-reactive substances, and the like, but the components are not limited to the described examples.
本発明の吹付コンクリートは、急結混和材以外の配合成分を予め混合したベースコンクリートの作製時に、混練水を配合(注水)しておくのが望ましい。ベースコンクリートの作製は、市販のコンクリートミキサ等を使用し、急結混和材を除く少なくともポルトランドセメント、骨材等を所定量前記ミキサに一括投入し、次いで注水し、混練する。水の量は特に限定されるものではなく、セメントや無水石膏などの水和反応活性を具備する成分と概ね過不足無く反応できる量であれば良い。具体的な水量の目安を例示すると、コンクリート中のセメント含有量100質量部に対し、およそ52~68質量部であるが、限定されるものではない。注水時の混合性を高め、モルタル強度発現性を高める上で、より好ましい水の配合量は、55~65質量部である。 In the sprayed concrete of the present invention, it is desirable to add (inject) kneaded water at the time of producing the base concrete in which the compounding components other than the quick-setting admixture are mixed in advance. To prepare the base concrete, a commercially available concrete mixer or the like is used, and at least Portland cement, aggregate, etc. excluding the quick-setting admixture are put into the mixer in a predetermined amount, and then water is poured and kneaded. The amount of water is not particularly limited, and may be any amount as long as it can react with components having hydration reaction activity such as cement and anhydrous gypsum in almost no excess or deficiency. An example of a specific guideline for the amount of water is approximately 52 to 68 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement in concrete, but the amount is not limited. A more preferable blending amount of water is 55 to 65 parts by mass in order to enhance the miscibility at the time of water injection and enhance the mortar strength development.
本発明の吹付コンクリートを用いる吹付工法としては、前述の湿式吹付工法でもよいし、乾式吹付工法でもよいが、湿式吹付工法を採用するのがより好ましい。 As the spraying method using the sprayed concrete of the present invention, the above-mentioned wet spraying method or the dry spraying method may be used, but it is more preferable to adopt the wet spraying method.
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明は記載した実施例に限定されるものではない。尚、実施例は、特記無い限り、20±1℃の環境下で行った。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to the described Examples. Unless otherwise specified, the examples were carried out in an environment of 20 ± 1 ° C.
[カルシウムアルミネートの作製]
市販の工業用薬品のCaCO3とAl2O3を用い、CaO及びAl2O3の含有モル比(CaO/Al2O3)の値が以下に表すカルシウムアルミネートが得られるように秤量配合し、ヘンシェル型混合機で原料調合物を作製した。この原料調合物を電気炉中で、約1600℃±50℃にて60分間加熱した。一部のものを除き、前記加熱時間経過後は加熱物を直ちに炉外に取り出した。取り出した加熱物の表面に冷却用の窒素ガスを最大流速約30mL/秒で吹付けて急冷し、冷却物を得た。尚、冷却物のガラス化率については、窒素ガスの流速を前記最大値よりも落として吹付ることで調整した。最大流速の冷却用ガス吹付で得られたガラス化率が概ね99%を超える実質的に非晶質のカルシウムアルミネート冷却物の他に、ガラス化率約95%及びガラス化率約60%のカルシウムアルミネートの冷却物も作製した。各冷却物は、全鋼製のボールミルで粉砕し、分級装置にかけてブレーン比表面積約5400cm2/gに整粒した。整粒粉末として、ガラス化率(表1ではガラス化率を、Gと略記する。)が99%を超え、CaO及びAl2O3の含有モル比(CaO/Al2O3)が、1.8、2.0、2.3、2.5および3.0のカルシウムアルミネート粉末(表1では前記CaO及びAl2O3の含有モル比を、C/A比と略記する。)と、ガラス化率が約95%でCaO及びAl2O3の含有モル比(CaO/Al2O3)が2.0のカルシウムアルミネート粉末及びガラス化率が約60%でCaO及びAl2O3の含有モル比(CaO/Al2O3)が2.3のカルシウムアルミネート粉末を得た。得られたカルシウムアルミネート粉末は吸湿が進んでいない無含水の粉末であるため、配合使用時まで密封容器で保管した。尚、カルシウムアルミネートのガラス化率は、粉末エックス線回折装置を用い、質量がM1のカルシウムアルミネートクリンカに含まれる各鉱物の質量を内部標準法等で定量し、定量できた含有鉱物相の総和質量;M2を算出し、残部が純ガラス相と見なし、次式でガラス化率を算出した。
[Preparation of calcium aluminate]
Using commercially available industrial chemicals CaCO 3 and Al 2 O 3 , weighed and blended so that calcium aluminate whose molar ratio of Ca O and Al 2 O 3 (CaO / Al 2 O 3 ) is shown below can be obtained. Then, a raw material formulation was prepared with a Henshell type mixer. This raw material formulation was heated in an electric furnace at about 1600 ° C. ± 50 ° C. for 60 minutes. Except for some, the heated material was immediately taken out of the furnace after the heating time had elapsed. Nitrogen gas for cooling was sprayed on the surface of the heated product taken out at a maximum flow rate of about 30 mL / sec to quench it, and a cooled product was obtained. The vitrification rate of the cooled material was adjusted by spraying the nitrogen gas at a flow rate lower than the maximum value. In addition to a substantially amorphous calcium aluminate coolant having a vitrification rate of more than approximately 99% obtained by spraying a cooling gas at a maximum flow velocity, a vitrification rate of about 95% and a vitrification rate of about 60%. A calcium-aluminate coolant was also made. Each cooled product was crushed with an all-steel ball mill and sized to a brain specific surface area of about 5400 cm 2 / g by a classification device. As the sized powder, the vitrification rate (the vitrification rate is abbreviated as G in Table 1) exceeds 99%, and the molar ratio of CaO and Al 2 O 3 (CaO / Al 2 O 3 ) is 1. Calcium aluminate powder of 0.8, 2.0, 2.3, 2.5 and 3.0 (in Table 1, the molar ratio of CaO and Al 2O 3 is abbreviated as C / A ratio). Calcium aluminate powder with a vitrification rate of about 95% and a molar ratio of CaO and Al 2O 3 (CaO / Al 2O 3 ) of 2.0 and CaO and Al 2O with a vitrification rate of about 60%. A calcium aluminate powder having a molar ratio of 3 (CaO / Al 2 O 3 ) of 2.3 was obtained. Since the obtained calcium aluminate powder is a water-free powder that does not absorb moisture, it was stored in a sealed container until the compound was used. The vitrification rate of calcium aluminate is the sum of the contained mineral phases that can be quantified by quantifying the mass of each mineral contained in the calcium aluminate clinica having a mass of M1 by an internal standard method or the like using a powder X-ray diffractometer. Mass; M2 was calculated, the balance was regarded as a pure glass phase, and the vitrification rate was calculated by the following formula.
(数1)
ガラス化率(%)=(1-M2/M1)×100
(Number 1)
Vitrification rate (%) = (1-M2 / M1) x 100
[急結混和材の作製]
前記作製の7種のカルシウムアルミネートを使用し、表1に示す配合量にせしめた急結混和材を作製した。尚、配合に使用した無水硫酸ナトリウム、無水硫酸リチウム、無水石膏、硫酸アルミニウム16水和物、炭酸ナトリウム及びアルミン酸ナトリウムは全て市販試薬であり、表1記載の配合量は、無水物換算値による質量部である。前記急結混和材の作製に際しては表1の配合材料をヘンシェルミキサで約1分間乾式混合した。
なお、表1中、「参考品」と記載されている急結混和材のほか、「本発明品」として記載されているA1、A3、A6、A7、A8、A10、A11、A12及びA22も「参考品」である。
[Making a quick-setting admixture]
Using the 7 kinds of calcium aluminates prepared above, a quick-setting miscible material was prepared according to the blending amount shown in Table 1. In addition, anhydrous sodium sulfate, anhydrous lithium sulfate, anhydrous gypsum, aluminum sulfate hexahydrate, sodium carbonate and sodium aluminate used for compounding are all commercially available reagents, and the compounding amount shown in Table 1 is based on the anhydride equivalent value. It is a mass part. In the preparation of the quick-setting admixture, the compounding materials in Table 1 were dry-mixed with a Henschel mixer for about 1 minute.
In addition to the quick-setting admixture described as "reference product" in Table 1, A1, A3, A6, A7, A8, A10, A11, A12 and A22 described as "the product of the present invention" are also included. It is a "reference product".
[ベースコンクリートの作製]
セメントとして普通ポルトランドセメント(市販品。ブレーン比表面積3200cm2/g、密度3.15g/cm3)、細骨材として石灰石細骨材(表乾密度;2.65g/cm3、中心粒径;0.6mm)、粗骨材として、茨城県桜川富谷産砕石(表乾密度;2.74g/cm3、粒径5~15mm)、高性能減水剤としてポリカルボン酸系高性能減水剤(濃度23%液状、市販品、表2及び4記載の配合量は固形分換算量)及び増粘剤(プロピルメチルセルロースを有効成分とする水溶性の市販品)から選択した材料と混練水を、表2に示す配合量となるようコンクリートミキサに一括投入した。このミキサで約2分間湿式混合し、ベースコンクリート各1.5m3を作製した。
[Making base concrete]
Ordinary Portland cement (commercially available; brain specific surface area 3200 cm 2 / g, density 3.15 g / cm 3 ) as cement, limestone fine aggregate as fine aggregate (surface dry density; 2.65 g / cm 3 , center particle size; 0.6 mm), as a coarse aggregate, crushed stone from Sakuragawa Tomiya, Ibaraki Prefecture (surface dry density; 2.74 g / cm 3 , particle size 5 to 15 mm), as a high-performance water-reducing agent, a polycarboxylic acid-based high-performance water-reducing agent (concentration) Table 2 shows the materials and kneaded water selected from 23% liquid, commercial products, the blending amounts shown in Tables 2 and 4 are solid content equivalents) and thickeners (water-soluble commercial products containing propylmethyl cellulose as an active ingredient). It was put into a concrete mixer all at once so as to have the blending amount shown in. Wet mixing was performed with this mixer for about 2 minutes to prepare 1.5 m 3 of each base concrete.
[吹付コンクリートの作製]
前記急結混和材を、無水物換算で表3に示す添加量になるよう前記作製のベースコンク
リートに加え、以下の手順で吹付コンクリートを作製した。
なお、表3中、「参考品」と記載されている吹付コンクリートのほか、「本発明品」として記載されているC1、C3、C6、C7、C8、C10、C11、C12、C22及びC32も「参考品」である。
[Making sprayed concrete]
The quick-setting admixture was added to the base concrete to be prepared so as to have the addition amount shown in Table 3 in terms of anhydrate, and sprayed concrete was prepared by the following procedure.
In addition to the sprayed concrete described as "reference product" in Table 3, C1, C3, C6, C7, C8, C10, C11, C12, C22 and C32 described as "invention product" are also included. It is a "reference product".
吹付コンクリートの作製手順は、ベースコンクリートを混練後直ちに供給用タンクに入れ、そこから長さ約10m、内径6cmの樹脂製ホースを介して吹付装置へポンプ圧送した。吹付装置は、ベースコンクリートが圧送される内径2インチの圧送管と、その側面に約30度の傾斜角で連通するベースコンクリートに添加物(急結混和材)を供給添加するための円筒状側管と、吹付コンクリートを吹き付ける内径(先端孔径)2インチの噴射用ノズルとを基本構成とする市販品である。ここで、前記添加物供給用の側管は、圧送管本管と噴射用ノズルとの間に鋼製ト字状管(三方管)を介すことで形成させた。即ち、ト字状管の直線上に位置する二方の管口に圧送管本管と噴射用ノズルがそれぞれ接続され、残りの管口に、別送される急結性混和材の供給管が接続される構造とした。ト字状管内でのベースコンクリートへの急結混和材の添加位置(ベースコンクリートと急結混和材の合流地点)から噴射用ノズル孔端までの距離の間に、ベースコンクリートと急結混和材の混合がなされ、その距離(以下、混合距離と称す。)は概ね1.5m又は5mの2通りとした。急結混和材は圧搾空気により所定量を空気圧送し、これを前記吹付装置内で圧送中のベースコンクリートに添加し、添加されたコンクリートは所定の混合距離を進む間に混合され、吹付コンクリートが得られた。 In the procedure for producing the sprayed concrete, the base concrete was immediately put into a supply tank after kneading, and pumped from there to the spraying device via a resin hose having a length of about 10 m and an inner diameter of 6 cm. The spraying device is a cylindrical side for supplying and adding an additive (rapid admixture) to the pressure feed pipe with an inner diameter of 2 inches to which the base concrete is pumped and the base concrete that communicates with the side surface at an inclination angle of about 30 degrees. It is a commercially available product whose basic configuration is a pipe and an injection nozzle having an inner diameter (tip hole diameter) of 2 inches for spraying sprayed concrete. Here, the side pipe for supplying the additive was formed by inserting a steel T-shaped pipe (three-way pipe) between the main pipe for pumping and the nozzle for injection. That is, the pressure feed pipe main pipe and the injection nozzle are connected to the two pipe openings located on the straight line of the T-shaped pipe, and the supply pipe of the quick-connect admixture material to be separately sent is connected to the remaining pipe openings. The structure was made. During the distance from the position where the quick-setting admixture is added to the base concrete in the T-shaped pipe (the confluence of the base concrete and the quick-setting admixture) to the end of the injection nozzle hole, the base concrete and the quick-setting admixture The mixture was made, and the distance (hereinafter referred to as the mixing distance) was set to roughly 1.5 m or 5 m. The quick-setting admixture is pneumatically pumped in a predetermined amount by compressed air, added to the base concrete being pumped in the spraying device, and the added concrete is mixed while traveling a predetermined mixing distance, and the sprayed concrete is produced. Obtained.
[急結性の評価]
表2のベースコンクリートの配合において、それぞれ含有する粗骨材と細骨材の合計含有量に相当する量を全て細骨材の含有量にし、粗骨材を含まず、また他の成分とその含有量は変更せずに表2のままとし、モルタル配合に変更したベースモルタルも、前記ベースコンクリートと同様の手順で作製した。前記ベースモルタルの配合は表4に示す。
[Evaluation of urgency]
In the formulation of the base concrete in Table 2, the amount corresponding to the total content of the coarse aggregate and the fine aggregate contained in each is set to the content of the fine aggregate, and the coarse aggregate is not contained, and other components and their components are used. The content was left unchanged in Table 2, and the base mortar changed to the mortar composition was also prepared by the same procedure as the base concrete. The composition of the base mortar is shown in Table 4.
得られたベースモルタルに前記急結混和材を、ベースモルタル中のポルトランドセメント含有量100質量部に対する添加量が、対応する表3に示すベースコンクリート中のポルトランドセメント100質量部あたりの急結性混和材添加量と同一量となるように加え、高速ミキサで5秒間混合し、モルタル混練物を作製した。ベースモルタルへの具体的な添加量は表5に示した。リートに加え、以下の手順で吹付コンクリートを作製した。
なお、表5中、「参考品」と記載されているモルタル混練物のほか、「本発明品」として記載されているC1M、C3M、C6M、C7M、C8M、C10M、C11M、C12M、C22M及びC32Mも「参考品」である。
The amount of the quick-setting admixture added to the obtained base mortar with respect to 100 parts by mass of Portland cement in the base mortar corresponds to the amount of quick-setting admixture per 100 parts by mass of Portland cement in the base concrete shown in Table 3. The amount was added so as to be the same as the amount of the material added, and the mixture was mixed with a high-speed mixer for 5 seconds to prepare a mortar kneaded product. The specific amount added to the base mortar is shown in Table 5. In addition to REIT, sprayed concrete was prepared by the following procedure.
In addition to the mortar kneaded product described as "reference product" in Table 5, C1M, C3M, C6M, C7M, C8M, C10M, C11M, C12M, C22M and C32M described as "invention product". Is also a "reference product".
前記急結混和材添加から、20秒経過後、40秒経過後、60秒経過後及び180秒経過後のモルタル混練物のプロクター貫入抵抗値を測定し、急結性を評価した。プロクター貫入抵抗の測定方法は、土木学会コンクリート標準示方書「吹付コンクリート用急結剤品質規格」附属書「急結剤を添加したモルタルの貫入抵抗による瞬結時間測定方法」に準拠し、断面積0.125cm2のプロクター針を使用した。この貫入抵抗値の測定結果も表6に示す。ここで、表中に記載した「×」は、モルタルの硬化が進み貫入抵抗の測定ができなかったことを表す。また、「>16(N/mm2)」なる記載はプロクター針の打込みはできたが、今回の使用機材の測定限界(最大16N/mm2)を超えたものである。
なお、表6中、「参考品」と記載されているモルタル混練物のほか、「本発明品」として記載されているC1M、C3M、C6M、C7M、C8M、C10M、C11M、C12M、C22M及びC32Mも「参考品」である。
The proctor penetration resistance value of the mortar kneaded product 20 seconds, 40 seconds, 60 seconds, and 180 seconds after the addition of the quick-setting admixture was measured to evaluate the quick-setting property. The measurement method of Procter penetration resistance is based on the concrete standard specification of the Japan Society of Civil Engineers "Quality standard for quick-setting admixture for sprayed concrete" and Annex "Measuring method of quick-setting time by penetration resistance of mortar with quick-setting admixture". A 0.125 cm 2 Procter needle was used. The measurement results of this penetration resistance value are also shown in Table 6. Here, "x" described in the table indicates that the hardening of the mortar has progressed and the penetration resistance cannot be measured. In addition, the description "> 16 (N / mm 2 )" was able to drive the Proctor needle, but exceeded the measurement limit (maximum 16 N / mm 2 ) of the equipment used this time.
In addition to the mortar kneaded product described as "reference product" in Table 6, C1M, C3M, C6M, C7M, C8M, C10M, C11M, C12M, C22M and C32M described as "invention product". Is also a "reference product".
[吹付コンクリートの付着性の評価]
前記の吹付装置を使用し、得られた吹付コンクリートを直ちに吹付施工に供した。吹付施工は次のような対象物に向かって吹き付けた。即ち、前記吹付装置のノズル孔端から約100cm離れた地点に垂直に設置した厚さ9mmで3m四方のコンクリート製平板面に向かって、10m3/時間の流量で、前記吹付コンクリートを吹き付けた。吹き付けたコンクリートの付着性の評価を、目視観察により次のように行った。即ち、前記平板面に吹き付けたコンクリートに垂れや剥落が起こることなく、付着し続けたものを付着性が「良好」と判断し、それ以外の状態になったものや吹き付けそのものが実質できなかったものは、全て付着性が「不良」と判断した。結果を表7に示す。
[Evaluation of adhesiveness of sprayed concrete]
Using the spraying device described above, the obtained sprayed concrete was immediately subjected to spraying work. The spraying work was sprayed on the following objects. That is, the sprayed concrete was sprayed at a flow rate of 10 m 3 / hour toward a concrete flat plate surface of 9 mm in thickness and 3 m square, which was installed vertically at a point about 100 cm away from the nozzle hole end of the spraying device. The adhesiveness of the sprayed concrete was evaluated by visual observation as follows. That is, the concrete sprayed on the flat plate surface did not drip or peel off, and the one that continued to adhere was judged to have "good" adhesion, and the concrete that was in any other state or sprayed itself could not be substantially performed. All of them were judged to have "poor" adhesion. The results are shown in Table 7.
また、このような吹付を前記混合距離(1.5m又は5m)別に、それぞれ5分間行った後に、ベースコンクリートの圧送供給を30分間停止して吹付を中断した後、ベースコンクリートの圧送供給を再開し、再度吹付を行った。その際、混合距離別に、ト字管や吹付装置の圧送経路中に狭窄や閉塞等の圧送障害や、吹付コンクリートの吹出量の低下などの吹付障害があったものを圧送性「不良」と判断した。また、これらの現象が見られず、スムーズに圧送でき、吹付量の変動も見られなかったものは、圧送性「良好」と判断した。この結果も表7に示す。尚、前記流量で吹付けした前記混合距離が1.5mのときの混合時間は約1.0秒、同様に前記混合距離が5mのときの混合時間は約3.5秒であった。
なお、表7中、「参考品」と記載されている吹付コンクリートのほか、「本発明品」として記載されているC1、C3、C6、C7、C8、C10、C11、C12、C22及びC32も「参考品」である。
Further, after performing such spraying for 5 minutes for each of the mixing distances (1.5 m or 5 m), the pumping supply of the base concrete is stopped for 30 minutes, the spraying is interrupted, and then the pumping supply of the base concrete is restarted. And sprayed again. At that time, if there is a pumping obstacle such as stenosis or blockage in the pumping path of the distilling head or spraying device, or a spraying obstacle such as a decrease in the amount of sprayed concrete, it is judged as "poor". did. In addition, those in which these phenomena were not observed, the pumping could be performed smoothly, and the spraying amount did not fluctuate were judged to be "good" in pumping performance. This result is also shown in Table 7. The mixing time when the mixing distance sprayed at the flow rate was 1.5 m was about 1.0 second, and similarly, the mixing time when the mixing distance was 5 m was about 3.5 seconds.
In addition to the sprayed concrete described as "reference product" in Table 7, C1, C3, C6, C7, C8, C10, C11, C12, C22 and C32 described as "invention product" are also included. It is a "reference product".
[吹付コンクリートの強度発現性の評価]
混合距離を1.5mにし、前記の如く作製した吹付コンクリートを、作製後直ちに、内寸30×40×20cmの成形用型枠内に吹き付け、型枠内を満たすようにした。これを20℃(±1℃)恒温庫に入れ所定時間経過後、型枠内の硬化コンクリートからコアドリルによって直径5cm、高さ10cmの円柱状供試体を採取し、材齢28日にした供試体を得た。この材齢28日供試体の一軸圧縮強度をアムスラー式圧縮強度試験機で測定した。また、土木学会規準JSCE-G561に規定するプルアウト試験用型枠と埋込具を使用し、前記と同様に作製した吹付コンクリートを、JSCE-G561に準拠したプルアウト試験に供した。当該試験により材齢4時間及び1日の吹付コンクリートの圧縮強度を測定した。各供試体の強度測定の結果を表7に示す。尚、所定材齢で未硬化のものは、強度測定試験不能なため、表7の測定値の欄は「×」と表記した。また、混合距離を5mにして前記と同様の手順で作製した吹付コンクリートの一部についても、混合距離を1.5mにして作製したときと同様の方法で材齢4時間、1日及び28日の吹付コンクリートの圧縮強度を測定した。この結果は表8に示す。
なお、表8中、「参考品」と記載されている吹付コンクリートのほか、「本発明品」として記載されているC1、C3及びC8も「参考品」である。
[Evaluation of strength development of sprayed concrete]
The mixing distance was set to 1.5 m, and the sprayed concrete prepared as described above was immediately sprayed into a forming form having an inner size of 30 × 40 × 20 cm to fill the inside of the formwork. This was placed in a constant temperature chamber at 20 ° C (± 1 ° C), and after a predetermined time had passed, a columnar specimen with a diameter of 5 cm and a height of 10 cm was collected from the hardened concrete in the formwork with a core drill, and the specimen was aged 28 days. Got The uniaxial compressive strength of this 28-day-old specimen was measured with an Amsler-type compressive strength tester. Further, the sprayed concrete prepared in the same manner as described above was subjected to the pullout test compliant with JSCE-G561 by using the formwork and the embedding tool for the pullout test specified in the JSCE standard JSCE-G561. The compressive strength of the sprayed concrete for 4 hours and 1 day was measured by the test. Table 7 shows the results of strength measurement of each specimen. In addition, since the strength measurement test is not possible for the uncured material at a predetermined age, the measurement value column in Table 7 is indicated by "x". Also, for a part of the sprayed concrete produced by the same procedure as above with the mixing distance set to 5 m, the material age is 4 hours, 1 day and 28 days by the same method as when the mixing distance is set to 1.5 m. The compressive strength of the sprayed concrete was measured. The results are shown in Table 8.
In addition to the sprayed concrete described as "reference product" in Table 8, C1 , C3 and C8 described as "product of the present invention" are also "reference products".
表7の結果から、本発明品の吹付コンクリートは、吹付施工時の付着性を十分確保するための急結性を具備し、初期から高い強度発現性が得られ、強度の伸びも良好なことがわかる。一方で、急結剤の添加前後ともスムーズな圧送に適したコンクリートの流動性が確保でき、混合距離を長くしても圧送障害が起こり難いため、十分均一な混合状態を得ることができる。また、表6の結果を併せると、一定時間経過後は瞬結に近い急激な凝結が見られるため、混合状態を高めたものでも吹付時の付着性に非常に優れることがわかる。さらに、表8の結果から、混合距離が5mのときの圧縮強度値が、1.5mのときよりも、多くの場合、多少向上しているのは、混合性が良くなったことに因るものと考えられ、本発明の吹付コンクリートでは長めの混合距離・時間にも十分適用できることがわかる。 From the results shown in Table 7, the sprayed concrete of the present invention has a rapid connection property for ensuring sufficient adhesion during spraying work, high strength development is obtained from the initial stage, and strength growth is also good. I understand. On the other hand, the fluidity of concrete suitable for smooth pumping can be ensured before and after the addition of the quick-setting admixture, and even if the mixing distance is lengthened, the pumping failure is unlikely to occur, so that a sufficiently uniform mixed state can be obtained. In addition, when the results shown in Table 6 are combined, it can be seen that after a certain period of time, rapid condensation close to instantaneous condensation is observed, and therefore, even if the mixed state is enhanced, the adhesiveness at the time of spraying is very excellent. Furthermore, from the results in Table 8, the compressive strength value when the mixing distance is 5 m is often slightly improved as compared with the case of 1.5 m because the mixing property is improved. It can be seen that the sprayed concrete of the present invention can be sufficiently applied to a long mixing distance and time.
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