JP7195962B2 - Construction method of tunnel lining concrete - Google Patents

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Description

本発明はトンネル覆工コンクリートの施工方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing tunnel lining concrete.

トンネル覆工コンクリートは、多くの場合、下記の(i)および(ii)の工程を繰り返してコンクリートを打継いで施工される。
(i)セントル型枠を、セントル台車を用いてトンネルに設置した後、セントル型枠内にコンクリートを打込む。
(ii)コンクリートが硬化した後、セントル台車が前進し、次区間へ移動する。
そして、トンネル覆工コンクリートの施工では、「セントル型枠は、打込んだコンクリートが必要な強度に達するまで取り外してはならないとされており、コンクリート打込み完了後、12~20時間程度で行われることが多く、脱型時におけるコンクリートの圧縮強度は2~3N/mm2を目安とされている」とされている(非特許文献1)。
Tunnel lining concrete is often constructed by repeating the following steps (i) and (ii) to lay concrete.
(i) After installing the center formwork in the tunnel using the center trolley, pour concrete into the center formwork.
(ii) After the concrete hardens, the center truck moves forward and moves to the next section.
In the construction of tunnel lining concrete, it is said that the center formwork should not be removed until the poured concrete reaches the required strength, and it should be done about 12 to 20 hours after the concrete is poured. The compressive strength of concrete at the time of demolding is set at 2 to 3 N/mm 2 as a guideline” (Non-Patent Document 1).

ところで、近年、副産物の有効活用や、地球温暖化の主な原因物質である二酸化炭素の生成抑制等の観点から、ポルトランドセメントの代替として、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が注目されている。これらのうち、高炉セメントは、製鉄所の副産物である高炉スラグ微粉末と普通ポルトランドセメントを混合したセメントであり、高炉スラグ微粉末を混合した分、セメントクリンカーの使用量、ひいては製造量(焼成量)を削減できるため、セメントの製造において二酸化炭素の生成抑制効果が大きい。
また、高炉セメントを用いたコンクリートは、普通ポルトランドセメントを用いたコンクリートと、材齢28日における強度がほぼ同じで長期強度発現性に優れ、また、近年、塩害やアルカリ骨材反応の抑制効果が高いことも実証されている。
したがって、高炉セメントをトンネル覆工コンクリートに用いることができれば、高炉セメントの用途が拡大して、副産物の有効活用や、二酸化炭素の発生抑制等に資することになるが、高炉セメントを用いたコンクリートは、初期強度発現性、特に、低温環境下における初期強度発現性が低いため、高炉セメントを実構築物に用いる上で課題が多い。
By the way, in recent years, mixed cement such as blast furnace cement and fly ash cement has attracted attention as an alternative to Portland cement from the viewpoint of effective utilization of by-products and suppression of the production of carbon dioxide, which is the main cause of global warming. there is Of these, blast-furnace cement is a mixture of granulated blast-furnace slag, a by-product of ironworks, and ordinary Portland cement. ) can be reduced, so the effect of suppressing the production of carbon dioxide is large in the production of cement.
Concrete using blast-furnace cement has almost the same strength at 28 days of age as concrete using ordinary Portland cement, and has excellent long-term strength development. It has also been proven to be high.
Therefore, if blast-furnace cement can be used for tunnel lining concrete, the applications of blast-furnace cement will expand, contributing to the effective utilization of by-products and the suppression of carbon dioxide generation. Because of the low initial strength development, especially in a low temperature environment, there are many problems in using blast furnace cement for actual structures.

従来、コンクリートの強度を高める方法は、種々提案されている。例えば、材料面において、
特許文献1では、セメント質、フロロアウイン、無機硫酸塩、および凝結調整剤を主成分とするセメント組成物と水を混合し、現場打ちライニングするトンネルの施工方法が提案されている。そして、該方法は、急硬材(フロロアウインと無機硫酸塩)と凝結調整剤の作用で、コンクリートの流動性を一定時間確保しつつ、コンクリートを充填した後は、早期に強度が発現するとされている。
特許文献2では、無水セッコウ、硫酸アルミニウム、アルミン酸アルカリ金属塩、および硝酸塩類を含むセメント組成物が提案されている。そして、該混和材を用いれば、強度発現性が良好なセメント硬化体が得られるため、蒸気養生は不要とされている。
特許文献3では、高炉スラグ微粉末、石灰石微粉末、およびカルシウムイオンを溶出する速度が異なる2種類以上の刺激剤からなる水硬性組成物が提案されている。そして、該水硬性組成物は、高炉スラグを含むにもかかわらず、通常のセメントと同等の凝結時間と強度発現性を有するとされている。
Conventionally, various methods have been proposed for increasing the strength of concrete. For example, in terms of materials,
Patent Literature 1 proposes a tunnel construction method in which a cement composition containing cementitious material, fluoroain, an inorganic sulfate, and a setting modifier as main components is mixed with water and cast-in-place lining is performed. In this method, the action of the rapid hardening materials (fluoroain and inorganic sulfate) and the setting modifier ensures the fluidity of the concrete for a certain period of time, and after the concrete is filled, the strength is developed at an early stage. there is
Patent Document 2 proposes a cement composition containing anhydrous gypsum, aluminum sulfate, alkali metal aluminate and nitrates. The use of such an admixture yields a hardened cement product with good strength development, so steam curing is not required.
Patent Document 3 proposes a hydraulic composition comprising ground granulated blast furnace slag, ground limestone, and two or more stimulants with different calcium ion elution rates. Although the hydraulic composition contains blast furnace slag, it is said to have the same setting time and strength development as ordinary cement.

一方、製造面において、
特許文献4では、次工程でオーバーラップされるセントルの端部を加熱して、所要の圧縮強度を発現させる方法が提案されている。
特許文献5では、2基の移動式セントルをトンネル掘進方向で同方向に前進させ、覆工コンクリートを施工するトンネル覆工コンクリートの打設方法が提案されている。該方法は、2基のセントルを用いてトンネル覆工コンクリートを製造する際に、それぞれのセントルにおいて打設時期に時間差を設けることにより、脱型強度を確保しつつ、覆工コンクリートの工期を短縮できるとされている。
On the other hand, in terms of manufacturing,
Patent Document 4 proposes a method of heating the ends of the center to be overlapped in the next step to develop the required compressive strength.
Patent Document 5 proposes a tunnel lining concrete casting method in which two mobile centers are advanced in the same tunnel excavation direction to construct lining concrete. In this method, when the tunnel lining concrete is manufactured using two centers, by providing a time difference between the casting times in each center, the demolding strength is secured and the construction period of the lining concrete is shortened. It is said to be possible.

しかし、特許文献1~5の発明は、それぞれ下記の課題が懸念される。すなわち、
特許文献1の発明は、環境温度の変化に合わせて、凝結調整剤の添加量を決定することや流動性を調整することが難しい。
特許文献2の発明は、アルミン酸アルカリ塩の一部が劇物指定になっているため、材料の保管や管理に注意を要し、また、用いる材料の種類が多いため、各種温度において、コンクリートのフレッシュ性状の調整や硬化時間の調整が難しい。
特許文献3の発明は、低温では硬化が遅延し、特に、初期強度発現性が低い。また、取り扱う粉体が多いため、生コン工場での作業が煩雑になる。さらに、アルカリ性の刺激剤を多量に用いると、コンクリートの乾燥収縮が大きくなるため、ひび割れが生じ易い。
特許文献4の発明は、セントルが移動する際に反力がかかる部位では、必要な強度を確保できるが、その他の部位では強度発現性が低く、また、特殊な機材が必要なため汎用性が低い。
特許文献5の発明は、2基のセントルを用いるため、トンネルはある程度の規模が必要で、また、施工現場は生コンの出荷能力が高い地域や場所に限られる。
However, the inventions of Patent Documents 1 to 5 are concerned about the following problems. i.e.
In the invention of Patent Document 1, it is difficult to determine the addition amount of the condensation modifier and to adjust the fluidity in accordance with changes in the environmental temperature.
In the invention of Patent Document 2, since some of the aluminate alkali salts are designated as deleterious substances, caution is required in the storage and management of the materials. It is difficult to adjust the freshness of the resin and adjust the curing time.
In the invention of Patent Document 3, curing is delayed at low temperatures, and the initial strength development is particularly low. In addition, since there is a large amount of powder to be handled, the work at the ready-mixed concrete factory becomes complicated. Furthermore, when a large amount of an alkaline stimulant is used, the drying shrinkage of concrete increases, and cracks are likely to occur.
The invention of Patent Document 4 can secure the necessary strength in the part where the reaction force is applied when the center moves, but the strength development is low in other parts, and it requires special equipment, so it is not versatile. low.
Since the invention of Patent Document 5 uses two centers, the tunnel must be of a certain scale, and the construction site is limited to areas and places where ready-mixed concrete shipping capacity is high.

「覆工セントル2基を使用した覆工コンクリートの高品質化」:土木学会第67回年次学術講演会、pp.9-10、VI-005、2012"Improving quality of lining concrete using two lining centers": The 67th Annual Conference of the Japan Society of Civil Engineers, pp.9-10, VI-005, 2012

特開平2-293360号公報JP-A-2-293360 特開平8-165154号公報JP-A-8-165154 特開2014-148434号公報JP 2014-148434 A 特開2001-123794号公報JP-A-2001-123794 特開2013-129991号公報JP 2013-129991 A

そこで、本発明は、前記課題に鑑みて、高炉セメントを用いたトンネル覆工コンクリートでも、低温での初期強度発現性が高く、また、乾燥収縮によるひび割れを抑制できるトンネル覆工コンクリートの施工方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a construction method for tunnel lining concrete that can exhibit high initial strength at low temperatures and can suppress cracking due to drying shrinkage even in tunnel lining concrete using blast furnace cement. intended to provide

本発明者らは、前記目的にかなうトンネル覆工コンクリートの施工方法を検討したところ、特定の膨張材と亜硝酸塩を用いれば、前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記の構成を有するトンネル覆工コンクリートの施工方法である。 The inventors of the present invention have studied a tunnel lining concrete construction method that meets the above object, and have found that the above object can be achieved by using a specific expansive material and nitrite, and have completed the present invention. That is, the present invention is a construction method for tunnel lining concrete having the following configuration.

[1]ブレーン比表面積が4000~7000cm/gの膨張材と、アルカリ金属の亜硝酸塩およびアルカリ土類金属の亜硝酸塩から選ばれる1種以上の亜硝酸塩と、高炉セメントとを含有し、
前記膨張材の添加量が10~50kg/m であり、前記亜硝酸塩の添加率が前記高炉セメントに対して1.0~8.0質量%であるトンネル覆工コンクリートを、15℃以下の環境下で施工する、トンネル覆工コンクリートの施工方法。
[2]前記亜硝酸塩の添加率と前記膨張材の添加量を、
(A)環境温度が5℃以下の場合は、下記(1)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択し、
(B)環境温度が5℃を超え10℃以下の場合は、下記(1)式が描く曲線(ただし、曲線上は除く。)と下記(2)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択し、
(C)環境温度が10℃を超え15℃以下の場合は、下記(2)式が描く曲線(ただし、曲線上は除く。)と下記(3)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択する、
前記[1]に記載のトンネル覆工コンクリートの施工方法。
y=104.58×x1.079 ・・・(1)
y=60.147×x -0.952 ・・・(2)
y=24.59×x -0.77 ・・・(3)
ただし、前記yは膨張材の添加量(kg/m)、前記xは亜硝酸塩(固形分)添加率(C×質量%)である。
[1] Contains an expansive material having a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g, one or more nitrites selected from alkali metal nitrites and alkaline earth metal nitrites, and blast furnace cement ,
Tunnel lining concrete in which the addition amount of the expansive agent is 10 to 50 kg/m 3 and the addition rate of the nitrite is 1.0 to 8.0% by mass with respect to the blast furnace cement is heated to 15 ° C. or less. Construction method of tunnel lining concrete, which is constructed under the environment of
[2] The addition rate of the nitrite and the addition amount of the expansion material are
(A) When the environmental temperature is 5°C or less, select from the area surrounded by the curve drawn by the following formula (1) and y = 50 and x = 3.2,
(B) When the environmental temperature is more than 5°C and 10°C or less, the curve drawn by the following formula (1) (excluding the curve) and the curve drawn by the following formula (2), y = 50 and x = 3. Select from the area enclosed by 2,
(C) When the environmental temperature is above 10°C and 15°C or less, the curve drawn by the following formula (2) (excluding the curve) and the curve drawn by the following formula (3), y = 50 and x = 3. Select from the area enclosed by 2,
The method for constructing the tunnel lining concrete according to the above [1].
y= 104.58 ×x −1.079 (1)
y=60.147×x− 0.952 (2)
y= 24.59 ×x− 0.77 (3)
However, the above y is the addition amount (kg/m 3 ) of the expansion material, and the above x is the addition rate (C×mass %) of the nitrite (solid content).

本発明に用いるトンネル覆工コンクリートは、15℃以下の環境下でも、スランプを60分以上保持でき、また、材齢18時間の圧縮強度が、脱型可能な強度である2N/mm以上であるため、本発明のトンネル覆工コンクリートの施工方法によれば、移動式型枠を用いて覆工コンクリートを施工することができる。 The tunnel lining concrete used in the present invention can maintain a slump for 60 minutes or more even in an environment of 15 ° C. or less, and has a compressive strength of 2 N / mm 2 or more, which is a strength that can be demolded at an age of 18 hours. Therefore, according to the tunnel lining concrete construction method of the present invention, the lining concrete can be constructed using a mobile formwork.

亜硝酸塩(固形分)添加率と石灰系膨張材添加量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the nitrite (solid content) addition rate and the lime-based expansive agent addition amount.

本発明のトンネル覆工コンクリートの施工方法は、前記のとおり、ブレーン比表面積が4000~7000cm/gの膨張材、およびアルカリ金属の亜硝酸塩およびアルカリ土類金属の亜硝酸塩から選ばれる1種以上の亜硝酸塩を含む硬化促進剤と、高炉セメントを含有するトンネル覆工コンクリートを、15℃以下の環境下で施工する方法である。
以下、膨張材、亜硝酸塩、および高炉セメント等に分けて詳細に説明する。
As described above, the tunnel lining concrete construction method of the present invention includes an expansion material having a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g, and one or more selected from alkali metal nitrites and alkaline earth metal nitrites. This is a method of constructing tunnel lining concrete containing a hardening accelerator containing nitrite and blast furnace cement in an environment of 15°C or less.
The expansive material, the nitrite, the blast furnace cement, and the like will be described in detail below.

1.膨張材
本発明で用いる膨張材は、ブレーン比表面積が4000~7000cm/gである。ちなみに、通常用いられる膨張材は、ブレーン比表面積が2500~3500cm/g程度と低い。ブレーン比表面積が高いと膨張発現性が低くなるため、今まで、ブレーン比表面積が4000cm/g以上の膨張材は、ほとんど用いられなかった。しかし、本発明者らは、高炉セメントと亜硝酸塩と共に、ブレーン比表面積が4000~7000cm/gの膨張材を用いれば、材齢18時間で脱型可能な強度である2N/mmが得られることを見出した。なお、前記膨張材のブレーン比表面積は、好ましくは4500~6000cm/gである。
ブレーン比表面積は、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に規定するブレーン空気透過装置を用い、セメントを詰めたセルの中を通過する空気の流速を溶液ヘッドの変化時間で求め、標準試料と比較して計算する。
前記膨張材の単位量は、10~50kg/mである。膨張材の単位量が該範囲内にあれば、拘束膨張率が150~250×10-6である収縮補償コンクリートが得られる。
前記膨張材は、石灰系膨張材およびカルシウムサルフォアルミネート系膨張材から選ばれる1種以上が挙げられる。これらの中でも、膨張発現性が高いため、好ましくは石灰系膨張材である。
石灰系膨張材は、遊離生石灰(CaO)を含む膨張性焼成物とセッコウを含有する。そして、前記膨張性焼成物は、炭酸カルシウム、消石灰、生石灰等のカルシウム質原料、シリカ質原料、アルミナ質原料、酸化鉄原料、およびセッコウ原料等の混合物を、電気炉やロータリーキルン等で焼成した後、ボールミル等で粉砕した後、分級して粒度を調整する。
石灰系膨張材の製造方法は、粉末状のセッコウと膨張性焼成物の粉砕物をミキサ等で混合するか、セッコウと膨張焼成物を混合した後に粉砕する。前記セッコウは、特に制限されないが、膨張発現性が高いため、好ましくは無水セッコウおよびII型無水セッコウ、より好ましくはII型無水セッコウである。
1. Expanding Material The expanding material used in the present invention has a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g. Incidentally, the expansion material that is usually used has a low Blaine specific surface area of about 2500 to 3500 cm 2 /g. If the Blaine specific surface area is high, the expansion development property is low. Therefore, an expanding material having a Blaine specific surface area of 4000 cm 2 /g or more has been rarely used until now. However, the present inventors have found that if an expansive material with a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g is used together with blast furnace cement and nitrite, a strength of 2 N/mm 2 that can be removed from the mold at 18 hours of material age can be obtained. I found out that it can be done. The Blaine specific surface area of the expansion material is preferably 4500 to 6000 cm 2 /g.
The Blaine specific surface area is determined using the Blaine air permeation device specified in JIS R 5201 "Physical test method for cement", and the flow rate of the air passing through the cement-packed cell is determined by the change time of the solution head, and the standard sample and Calculate by comparison.
The unit amount of the expansive material is 10-50 kg/m 3 . If the unit amount of expansive agent is within this range, a shrinkage-compensated concrete having a constrained expansion coefficient of 150 to 250×10 −6 can be obtained.
The expanding material includes one or more selected from lime-based expanding materials and calcium sulfoaluminate-based expanding materials. Among these, the lime-based expanding material is preferred because of its high expansion property.
The lime-based expansive material contains expansive calcined material containing free quicklime (CaO) and gypsum. The expansive fired product is obtained by firing a mixture of calcium raw materials such as calcium carbonate, slaked lime, and quicklime, silica raw materials, alumina raw materials, iron oxide raw materials, and gypsum raw materials in an electric furnace, rotary kiln, or the like. After pulverizing with a ball mill or the like, the material is classified to adjust the particle size.
The lime-based expansive material is produced by mixing powdered gypsum and pulverized expansive calcined material in a mixer or the like, or by mixing gypsum and expansive calcined material and then pulverizing the mixture. The gypsum is not particularly limited, but is preferably anhydrite and type II anhydrite, and more preferably type II anhydrite, because of its high swelling property.

2.亜硝酸塩
本発明で用いる亜硝酸塩は、アルカリ金属の亜硝酸塩、およびアルカリ土類金属の亜硝酸塩から選ばれる1種以上が挙げられ、具体的には、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸カルシウム、および亜硝酸マグネシウム等から選ばれる1種以上が挙げられる。これらの亜硝酸塩と、特定のブレーン比表面積を有する膨張材とを組合せることによって、コンクリートの流動性を損なうことなく、高炉セメントを用いた場合であっても低温環境下(15℃以下)での初期強度発現性を高めることが可能となる。これらの亜硝酸塩の中では、初期強度発現性の点から、特に亜硝酸カルシウムが好ましい。
亜硝酸塩(固形分)の添加率は、初期強度発現性および流動性の確保の点から、高炉セメントに対し0.4~3.2質量%であることが好ましい。
亜硝酸塩は、好ましくは水溶液の形態で用いる。粉体系膨張材と液体系硬化促進剤の組み合わせは、取り扱いが容易なため、生コン工場、アジテータ車、および施工現場等でも使用できる。亜硝酸塩水溶液の亜硝酸塩の濃度は、取り扱いが容易なため、好ましくは10~50質量%であり、また、亜硝酸塩水溶液は単位水量の一部として換算して用いる。
本発明では、前記亜硝酸塩の添加率と前記膨張材の添加量は、下記(1)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択するとよい。ただし、該領域は線上も含む。
y=a×x-b ・・・(1)
ただし、(1)式中、yは膨張材の添加量(kg/m)、xは亜硝酸塩(固形分)添加率(C×質量%)、aは環境温度が5℃で104.58、10℃で60.147、15℃で24.59であり、bは5℃で1.079、10℃で0.952、15℃で0.77である。
該領域から選択された添加率(量)の亜硝酸塩と膨張材を含むコンクリートは、低温環境でも強度発現性が高い。
2. Nitrite The nitrite used in the present invention includes one or more selected from alkali metal nitrites and alkaline earth metal nitrites. Specifically, sodium nitrite, potassium nitrite, lithium nitrite, One or more selected from calcium nitrite, magnesium nitrite, and the like can be mentioned. By combining these nitrites with an expansive material having a specific Blaine specific surface area, even when blast furnace cement is used, it can be used in a low temperature environment (15°C or less) without impairing the fluidity of concrete. It is possible to enhance the initial strength development of. Among these nitrites, calcium nitrite is particularly preferred from the viewpoint of early strength development.
The addition rate of nitrite (solid content) is preferably 0.4 to 3.2% by mass relative to the blast furnace cement from the viewpoint of securing initial strength development and fluidity.
Nitrite is preferably used in the form of an aqueous solution. The combination of the powder-based expanding material and the liquid-based curing accelerator is easy to handle, so it can be used in ready-mixed concrete factories, agitator vehicles, construction sites, and the like. The concentration of nitrite in the aqueous nitrite solution is preferably 10 to 50% by mass for ease of handling, and the aqueous nitrite solution is used as a part of the unit water volume.
In the present invention, the addition rate of the nitrite and the addition amount of the expansion agent are preferably selected from the curve drawn by the following formula (1) and the region surrounded by y=50 and x=3.2. However, the area includes linear areas.
y=a×x- b (1)
However, in the formula (1), y is the amount of expansion material added (kg/m 3 ), x is the nitrite (solid content) addition rate (C × mass%), and a is 104.58 at an environmental temperature of 5 ° C. , 60.147 at 10°C and 24.59 at 15°C, and b is 1.079 at 5°C, 0.952 at 10°C and 0.77 at 15°C.
Concrete containing nitrite and an expansive agent at an addition rate (amount) selected from this region exhibits high strength development even in a low-temperature environment.

3.高炉セメント
本発明で用いる高炉セメントは、ポルトランドセメントと、急冷した高炉スラグ微粉末を混合してなるセメントである。JIS A 6206「コンクリート用高炉スラグ微粉末」は、高炉セメントを、高炉スラグ微粉末の混合率により、A種、B種、およびC種に分類している。特に、本発明で用いるトンネル覆工コンクリートに使用する高炉セメントは、特に制限されないが、強度発現性が高いことから、高炉スラグ微粉末の混合率が30%を超え60%以下であるB種が好ましい。
3. Blast-furnace cement The blast-furnace cement used in the present invention is a mixture of Portland cement and quenched ground granulated blast-furnace slag. JIS A 6206 "Grounded blast furnace slag for concrete" classifies blast furnace cement into types A, B, and C according to the mixing ratio of the ground blast furnace slag. In particular, the blast furnace cement used for the tunnel lining concrete used in the present invention is not particularly limited, but since it has high strength development, the B type in which the mixing ratio of ground granulated blast furnace slag is more than 30% and 60% or less is recommended. preferable.

4.本発明のトンネル覆工コンクリートに用いるその他の材料
本発明で用いる骨材は、特に制限されず、通常のコンクリートに用いる細骨材および粗骨材であり、例えば、川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、および再生粗骨材等が挙げられる。骨材の配合量(単位量)は、好ましくは1300~2000kg/mである。骨材の配合量が該範囲にあれば、コンクリートの発熱および乾燥収縮の抑制と、コンクリートのワーカビリティーとの間でバランスがとり易い。なお、前記骨材の配合量は、より好ましくは1500~1800kg/mである。また、細骨材率(s/a:細骨材の容積/全骨材の容積の比)は、好ましくは35~60%である。細骨材率が該範囲にあれば、ワーカビリティーを確保できる。
本発明で用いる水は、特に制限されず、水道水や生コンスラッジの上澄水等が挙げられる。水の配合量(単位量)は、材料分離抵抗性の確保のため、好ましくは150~250kg/mである。また、コンクリートの混練機は、好ましくはコンクリートミキサである。水セメント比(W/C)は、水和発熱の低減と圧縮強度の確保のため、好ましくは40~65%、より好ましくは45~60%である。
さらに、前記トンネル覆工コンクリートは、通常のモルタルやコンクリートに用いる混和剤(材)を、本発明の効果を実質的に失わない範囲で含んでもよい。該混和剤(材)は、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、流動化剤、収縮低減剤、保水剤、防錆剤、空気連行剤、消泡剤、起泡剤、防水剤、撥水剤、白華防止剤、凝結調整剤、顔料、繊維、およびシリカフューム等が挙げられる。
4. Other Materials Used in the Tunnel Lining Concrete of the Present Invention Aggregates used in the present invention are not particularly limited, and are fine aggregates and coarse aggregates used in ordinary concrete, such as river sand, sea sand, mountain sand, crushed sand, artificial fine aggregate, slag fine aggregate, recycled fine aggregate, silica sand, river gravel, land gravel, crushed stone, artificial coarse aggregate, slag coarse aggregate, recycled coarse aggregate, and the like. The amount (unit amount) of the aggregate is preferably 1,300 to 2,000 kg/m 3 . When the amount of the aggregate is within this range, it is easy to achieve a balance between suppression of heat generation and drying shrinkage of concrete and workability of concrete. The blending amount of the aggregate is more preferably 1500-1800 kg/m 3 . Further, the fine aggregate ratio (s/a: ratio of fine aggregate volume/total aggregate volume) is preferably 35 to 60%. Workability can be ensured if the fine aggregate ratio is within this range.
The water used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include tap water, supernatant water of fresh concrete sludge, and the like. The blending amount (unit amount) of water is preferably 150 to 250 kg/m 3 in order to ensure material separation resistance. Also, the concrete kneader is preferably a concrete mixer. The water-cement ratio (W/C) is preferably 40 to 65%, more preferably 45 to 60%, in order to reduce hydration heat and secure compressive strength.
Furthermore, the tunnel lining concrete may contain admixtures (materials) used in ordinary mortar and concrete, as long as the effects of the present invention are not substantially lost. The admixture (material) includes a water reducing agent, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, a fluidizing agent, a shrinkage reducing agent, a water retention agent, a rust inhibitor, an air entrainment agent, an antifoaming agent, a foaming agent, a waterproof agent, Water repellents, anti-efflorescence agents, setting modifiers, pigments, fibers, silica fume, and the like.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
1.使用した材料
使用した材料を表1に示す。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
1. Materials Used Table 1 shows the materials used.

Figure 0007195962000001
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2.拘束膨張率の測定
表2に示す配合に従い、コンクリートミキサに表1に記載の材料を一括して投入して、2分間混練した後、混練したコンクリートを型枠に打設して脱型し、20℃で7日水中養生した。養生後のコンクリートは、JIS A 6202「コンクリート用膨張材」に準拠して、拘束膨張率を測定した。なお、拘束膨張率が150~250×10-6であるコンクリートを、収縮補償コンクリートと判定した。なお、表2中の混和剤(AD)の添加率は、セメント(C)に対する亜硝酸カルシウム水溶液としての添加率(質量%)である。
結果を表3に示す。表3に示すように、配合1-2~1-6のコンクリートの拘束膨張率は前記基準を満たすから、収縮補償コンクリートである。
2. Measurement of constrained expansion rate According to the formulation shown in Table 2, the materials shown in Table 1 were put into a concrete mixer at once and mixed for 2 minutes. It was cured in water at 20°C for 7 days. Constraint expansion rate of the cured concrete was measured according to JIS A 6202 "expanding material for concrete". Concrete with a constrained expansion rate of 150 to 250×10 −6 was determined as shrinkage compensation concrete. The addition rate of the admixture (AD) in Table 2 is the addition rate (% by mass) of the calcium nitrite aqueous solution to the cement (C).
Table 3 shows the results. As shown in Table 3, the constrained expansion coefficients of the concretes of formulations 1-2 to 1-6 satisfy the above criteria, and are shrinkage-compensating concretes.

Figure 0007195962000002
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Figure 0007195962000003
Figure 0007195962000003

3.スランプの測定
表4に示す配合に従い、前記拘束膨張試験と同様にして、コンクリートを混練した後、JIS A 1101「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠して、混練直後(0分)と60分経過後のコンクリートのスランプを測定した。なお、60分経過後のスランプが10cm以上のコンクリートは、トンネル覆工コンクリートとして施工できると判定した。なお、表4中の混和剤の添加率は表2と同様である。
結果を表5に示す。表5に示すように、配合2-1~2-5のコンクリートのスランプの経時変化は、前記基準を満たすから、配合2-1~2-5のコンクリートは、トンネル覆工コンクリートとして施工できる。
3. Measurement of slump According to the formulation shown in Table 4, concrete was kneaded in the same manner as in the restrained expansion test, and then immediately after kneading (0 minutes) and 60 minutes after kneading in accordance with JIS A 1101 "Concrete slump test method". The slump of the post-concrete was measured. Concrete with a slump of 10 cm or more after 60 minutes elapsed was determined to be suitable for construction as tunnel lining concrete. The addition ratio of the admixture in Table 4 is the same as in Table 2.
Table 5 shows the results. As shown in Table 5, since the changes in slump of the concretes of formulations 2-1 to 2-5 with time satisfy the above criteria, the concretes of formulations 2-1 to 2-5 can be constructed as tunnel lining concrete.

Figure 0007195962000004
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Figure 0007195962000005
Figure 0007195962000005

3.圧縮強度の測定
表6に示す配合に従い、5℃、10℃、および15℃の各温度において、前記拘束膨張試験と同様にして、コンクリートを混練した後、混練したコンクリートを型枠に打設して脱型し、材齢18時間におけるコンクリートの圧縮強度を、JIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して測定した。そして、脱型可能な強度を2N/mmに設定し、5℃、10℃、および15℃の各温度において、材齢18時間におけるコンクリートの圧縮強度が2N/mmになる亜硝酸塩(固形分)の添加率(質量%)と膨張材の添加量の関係式を求めた。該関係式と該関係式が描く曲線を図1に示す。
図1に示すように、5℃では三角形の点が示す曲線よりも上の領域、10℃では四角形の点が示す曲線よりも上の領域、および15℃では菱形の点が示す曲線よりも上の領域で、コンクリートの圧縮強度は前記基準を満たす。したがって、亜硝酸塩と膨張材の添加率(量)を図1に示す各温度における曲線よりも上の領域から選択すれば、脱型可能な強度を発現するトンネル覆工コンクリートを製造できる。
3. Measurement of Compressive Strength According to the composition shown in Table 6, at each temperature of 5° C., 10° C., and 15° C., the concrete was kneaded in the same manner as in the restrained expansion test, and then the kneaded concrete was poured into a mold. The concrete was removed from the mold by hand, and the compressive strength of the concrete at a material age of 18 hours was measured according to JIS A 1108 "Concrete Compressive Strength Test Method". Then, the strength that can be demolded is set to 2 N / mm 2 , and at each temperature of 5 ° C, 10 ° C, and 15 ° C, the compressive strength of concrete at the age of 18 hours is 2 N / mm A relational expression between the addition rate (% by mass) of the expansion agent and the addition amount of the expansion agent was obtained. FIG. 1 shows the relational expression and the curve drawn by the relational expression.
As shown in Figure 1, the area above the curve indicated by the triangle points at 5°C, the area above the curve indicated by the square points at 10°C, and the area above the curve indicated by the diamond points at 15°C. In the area of , the compressive strength of concrete meets the above criteria. Therefore, by selecting the addition rate (amount) of nitrite and expansive agent from the region above the curve at each temperature shown in FIG.

Figure 0007195962000006
Figure 0007195962000006

Claims (2)

ブレーン比表面積が4000~7000cm/gの膨張材と、アルカリ金属の亜硝酸塩およびアルカリ土類金属の亜硝酸塩から選ばれる1種以上の亜硝酸塩と、高炉セメントとを含有し、
前記膨張材の添加量が10~50kg/m であり、前記亜硝酸塩の添加率が前記高炉セメントに対して1.0~8.0質量%であるトンネル覆工コンクリートを、15℃以下の環境下で施工する、トンネル覆工コンクリートの施工方法。
An expansive material having a Blaine specific surface area of 4000 to 7000 cm 2 /g, one or more nitrites selected from alkali metal nitrites and alkaline earth metal nitrites, and blast furnace cement ,
Tunnel lining concrete in which the addition amount of the expansive agent is 10 to 50 kg/m 3 and the addition rate of the nitrite is 1.0 to 8.0% by mass with respect to the blast furnace cement is heated to 15 ° C. or less. Construction method of tunnel lining concrete, which is constructed under the environment of
前記亜硝酸塩の添加率と前記膨張材の添加量を、
(A)環境温度が5℃以下の場合は、下記(1)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択し、
(B)環境温度が5℃を超え10℃以下の場合は、下記(1)式が描く曲線(ただし、曲線上は除く。)と下記(2)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択し、
(C)環境温度が10℃を超え15℃以下の場合は、下記(2)式が描く曲線(ただし、曲線上は除く。)と下記(3)式が描く曲線とy=50およびx=3.2で囲まれる領域から選択する、
請求項1に記載のトンネル覆工コンクリートの施工方法。
y=104.58×x1.079 ・・・(1)
y=60.147×x -0.952 ・・・(2)
y=24.59×x -0.77 ・・・(3)
ただし、前記yは膨張材の添加量(kg/m)、前記xは亜硝酸塩(固形分)添加率(C×質量%)である。
The addition rate of the nitrite and the addition amount of the expansion material are
(A) When the environmental temperature is 5°C or less, select from the area surrounded by the curve drawn by the following formula (1) and y = 50 and x = 3.2,
(B) When the environmental temperature is more than 5°C and 10°C or less, the curve drawn by the following formula (1) (excluding the curve) and the curve drawn by the following formula (2), y = 50 and x = 3. Select from the area enclosed by 2,
(C) When the environmental temperature is above 10°C and 15°C or less, the curve drawn by the following formula (2) (excluding the curve) and the curve drawn by the following formula (3), y = 50 and x = 3. Select from the area enclosed by 2,
The construction method of the tunnel lining concrete according to claim 1.
y= 104.58 ×x −1.079 (1)
y=60.147×x− 0.952 (2)
y= 24.59 ×x− 0.77 (3)
However, the above y is the addition amount (kg/m 3 ) of the expansion material, and the above x is the addition rate (C×mass %) of the nitrite (solid content).
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