JPH0116279B2

JPH0116279B2 -

Info

Publication number: JPH0116279B2
Application number: JP56176761A
Authority: JP
Inventors: Akira Saito; Seiichi Nakatani; Isao Yagi
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1989-03-23
Also published as: JPS5879071A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、岩石やコンクリートなどの脆性物体
に設けた穿孔に充てんし、その膨張圧を利用して
脆性物体を破砕する際に使用する破砕剤に関す
る。

従来、この種の破砕剤としては、例えば特開昭
56−67059号公報に記載されているように、生石
灰と水硬性物質を主材とするものが提案されてい
る。しかし、このような破砕剤を使用する方法に
は次のような欠点がある。

(1) 破砕剤を穿孔に注入容易なスラリーとするに
は多量の水と混合する必要があるので、膨張圧
が小さくなる。

(2) 水和速度が非常に速く、水と練りまぜると同
時に急激な発熱を伴いスラリーの軟度が低下し
孔への注入が困難である。

(3) スラリーの自硬性が小さいために、その膨張
圧は孔の開口部から逃げ、効率的な破砕はでき
ないか又は全く破砕できない。

本発明者は、これらの欠点を解決する目的で
種々検討した結果、生石灰と水硬性物質を主材と
する破砕剤において、水硬性物質として非晶質カ
ルシウムアルミネートと無機硫酸塩の混合物を用
いると共に、さらに特定量の珪砂を配合したもの
を主材とすることにより、少量の使用水で流動性
に優れ、かつ膨張圧を最大限利用できる破砕剤が
得られることを見い出し、本発明を完成したもの
である。

すなわち、本発明は、生石灰50〜70％、珪砂10
〜40％、非晶質カルシウムアルミネートと無機硫
酸塩を主成分とする混合物（以下、急硬材とい
う）10〜40％の割合からなる主材100部に対し、
減水剤３部以下と凝結遅延剤15部以下を含有させ
てなる破砕剤である。

以下さらに本発明を詳しく説明する。

本発明は、生石灰、珪砂、急硬材、減水剤と凝
結遅延剤を含有させたもので、生石灰50〜70％、
珪砂10〜40％、急硬材10〜40％の割合で配合した
材料を主材とするものである。

生石灰は、プレーン値1500〜5000cm²／ｇ程度に
したものをそのまま使用できる。しかし、これを
ステアリン酸、ステアリン酸カルシウム、ステア
リン酸ソーダ、パルミチン酸等の脂肪酸金属塩類
で被覆したもの、例えばマイクロカプセル化処理
したものは、生石灰の水和反応を抑制することが
できるもので好適である。

珪砂については、特に制限はないが、粒径
300μｍ以下の細砂は材料分離が生じないので好
ましい。その理由は、300μｍよりも著しく粗大
であると、材料分離を起し大きな膨張圧が得られ
なくなるからである。珪砂は破砕剤スラリーの流
動性を改善し、水比を小さくして大きな膨張圧を
得るために必要な成分である。

急硬材は、12CaO・7Al₂O₃、3CaO・Al₂O₃、
CaO・Al₂O₃、11CaO・7Al₂O₃・CaF₂、3CaO・
3Al₂O₃・CaF₂などの組成割合を有する非晶質カ
ルシウムアルミネートと無水石膏、２水石膏、半
水石膏、硫酸ソーダなどの無機硫酸塩を主成分と
する混合物であり、その粉末度は、ブレーン値で
3000〜7000cm²／ｇ程度のものが使用される。非晶
質カルシウムアルミネートと無機硫酸塩の配合割
合は、重量で前者１に対し後者0.3〜３、特に0.5
〜1.5としたものが好ましい。また、なかでも非
晶質カルシウムアルミネートは12CaO・7Al₂O₃
組成を有するカルシウムアルミネートであり無機
硫酸塩を無水石膏とした急硬材は最も大きな膨張
圧を得ることができる。なお、非晶質カルシウム
アルミネートは、石灰分とアルミナ分を前記組成
にほぼ量論的に混合したものを加熱溶融し、その
融体を急冷することによつて得られる。

本発明において、主材の成分を前記のように特
定した理由は、次の通りである。生石灰は、50％
未満では膨張圧が小さく破砕に時間がかかりす
ぎ、また、70％をこえると生石灰の消化反応が大
きく、破砕剤をスラリーとして脆性物体の穿孔中
に注入した場合、注入口から噴出し、その膨張圧
は破砕力とならないからである。

珪砂は、10％未満ではスラリーの流動性を改善
する効果が小さく、また、40％をこえても流動性
はそれ程向上せず、かえつて膨張圧が小さくな
る。

急硬材は、水で練りまぜると短時間で硬化しカ
ルシウムサルホアルミネート水和物を生成する。
この急硬材を主材に10〜40％存在させ、スラリー
として脆性物体の穿孔中に注入すると、注入口よ
り噴出することなく膨張圧を大きくすることがで
きる。これは、短時間で硬化する自硬性つまり針
状ないし板状結晶の水和物生成により孔中の壁面
との間に大きな摩擦力を生じ、噴出が防止され
る。すなわち、急硬材が10％未満では、注入口か
らスラリーが噴出するのを防止する効果は小さ
く、また40％をこえては流動性が低下する。

破砕剤スラリーは、水比を小さくする程より大
きな膨張圧が得られるものである。以上のような
本発明に係る主材を使用すれば、水比を小さくし
たままでスラリーの流動性を高めることができる
ので、大きな膨張圧を得ることができ、これは本
発明の大きな特長である。

本発明の破砕剤は、主材にさらに減水剤と凝結
遅延剤を存在させたものである。減水剤としては
高性能のものが好ましく、例えば、リグニンスル
ホン酸塩系、水溶性メラミン樹脂系、高級多価ア
ルコールのスルホン酸塩系、β−ナフタリンスル
ホン酸ナフタリン縮合物系などがあげられ、これ
を１種以上使用する。減水剤を使用することによ
り、流動性が向上するほか水量を減少させること
ができるので、膨張圧が増大し一層強力にするこ
とができる。減水剤の配合量は主材100部に対し
多くても３部、好ましくは１〜２部であり、３部
をこえるとこの効果は小さくなる。減水剤を主材
に存在させる方法としては、生石灰の粉砕時に混
入する方法、各材料の混合時に添加する方法、ま
た液状の場合には破砕剤の練りまぜ時に水ととも
に混合する方法などがあり、どの方法を用いても
その効果は変らない。凝結遅延剤は、本発明にお
ける主材の消化反応を抑制し、作業に必要な可使
時間の20〜60分を得るために必要な成分であり、
公知の全てのものが使用可能である。その通常の
具体例としては、炭酸カリウム、炭酸ソーダ、重
炭酸カリウム、重炭酸ソーダ等の無機炭酸塩やク
エン酸、酒石酸、クエン酸ソーダ、グルコン酸ソ
ーダ等の有機ヒドロキシカルボン酸またはその塩
類から選ばれた１種以上があげられる。その配合
量は、生石灰と急硬材の品質やブレーン比表面積
によつて若干の差異があるが、温度40℃におい
て、主材100部に対し多くても15部であり、これ
をこえる添加量は可使時間が長すぎるため好まし
くない。その下限値には特に制限はなく、存在さ
せさえすれば効果がある。

本発明の破砕剤の膨張圧は、水比及び穿孔径に
よつて異なるが、少なくとも2000t／m²以上の膨
張圧を発現することができる。

以上の本発明の破砕剤を用いれば、流動性に優
れ、かつ膨張圧の大なるスラリーを調整できるの
で、脆性物体を効率よく破砕できるという効果を
発現する。

以下、実施例をあげてさらに本発明を詳しく説
明する。なお、本明細書に記載の部及び％はいず
れも重量基準で示した。

実施例１ブレーン比表面積3200cm²／ｇの生石灰40〜80
％、12CaO・7Al₂O₃の組成を有する非晶質カル
シウムアルミネートと型無水石膏の等重量混合
物である急硬材60〜20％からなる主材100部に対
し、凝結遅延剤（炭酸カリウム70％、グルコン酸
ソーダ13％、クエン酸17％の混合物）５部とリグ
ニンスルホン酸カルシウムを主成分とする市販の
減水剤（商品名「ウルトラジン」）２部を配合し
た破砕剤100部に30部の水で練りまぜたスラリー
を用い、室温20℃で膨張圧を測定した。その結果
を第１図に示す。

第１図より、生石灰70％をこえると消化反応速
度が速すぎるため、注入口より破砕剤スラリーが
噴出し、また、生石灰50％未満では膨張圧は極端
に小さくなり破砕効果は小さいことがわかる。

次に、生石灰60％、珪砂20％、急硬材20％から
なる主材100部に対し凝結遅延剤５部と減水剤２
部を配合した本発明の破砕剤を用い、水比を変化
させて膨張圧を測定したところ、水比の小さいも
のほど高い膨張圧を示した。その結果を第２図に
示す。

なお、膨張圧は、内径36mm、長さ600mmの配管
用炭素鋼鋼管の底部に鋼板を熔接し、その鋼管表
面の高サ中央部にゲージ長さ10mmのペーパースト
レインゲージを円周方向と軸方向に貼付した鋼管
内にスラリーを充てんし、鋼管の歪みから算出し
たものであり、20℃室温、24時間における値であ
る。

実施例２ブレーン比表面積3200cm²／ｇ生石灰(A)の割合を
60％に固定し、残り40％内で珪砂(B)と急硬材(C)の
比率を変化させ、この主材100部に対し凝結遅延
剤５部と減水剤２部を配合した破砕剤に、30部の
水を練りまぜてスラリーとし、室温20℃で流動性
（フロー）を測定した。その結果を第３図に示す。
また膨張圧は3500t／m²程度得られた。なお、フ
ロー試験は、内径58mm、高サ55mmの円筒容器に破
砕剤スラリーを流し込み、静かに容器を抜き去つ
た時の広がりの直径（mm）で示す。

実施例３実施例１の本発明の破砕剤において、減水剤の
配合量を変化させてフローを測定した。水量は破
砕剤100部に対し30部である。その結果を第４図
に示す。また膨張圧はいずれも3500t／m²程度得
られた。

実施例４実施例１の本発明の破砕剤において、凝結遅延
剤の配合量を変化させ、水量を破砕剤100部に対
し30部として温度別の可使時間を測定した。その
結果を第５図に示す。

なお、可使時間は、注水から流動性がなくなる
までの所要時間で示す。

また、膨張圧を測定したところ、可使時間が20
〜60分のものにおいては3000t／m²以上の膨張圧
が得られた。

実施例５実施例１の本発明の破砕剤において、生石灰粉
末をステアリン酸ソーダで処理したものを使用
し、水量を破砕剤100部に対し30部とし、20℃に
おける可使時間を測定した。生石灰の処理は、ス
テアリン酸ソーダの添加率を変化させ、温度55℃
で15分間熱処理したものである。その結果を第６
図に示す。

また、膨張圧を測定したところ、いずれも
3000t／m²以上を得た。

実施例６原石採掘場において火薬爆発により生じた約
1.5ｍ角の石灰石に直径36mm、深さ1000mmの孔を
３本穿設し、破砕剤スラリーを充填した。外気温
19〜25℃条件下で放置したところ、約６時間で亀
裂が発生し、10時間後には小塊に破壊した。な
お、充てんした破砕剤スラリーは実施例３の減水
剤２部を配合したものである。

実施例７１ｍ角（１m³）のコンクリートに直径30mm、深
サ430mmの孔を花形模様に施し、実施例６で用い
た破砕剤スラリーを充てんしたところ、約10時間
後に無数の亀裂が発生し、約15時間後には孔と孔
を結ぶ亀裂幅は10〜20mmに達し容易に解体するこ
とができた。なお、このコンクリートの圧縮強度
は380Kgｆ／cm²、引張強度は38Kgｆ／cm²であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は主材の生石灰濃度とスラリー充填後24
時間における膨張圧との関係線図、第２図は、水
比と膨張圧との関係線図、第３図は、主材の生石
灰(A)濃度を一定とし、珪砂(B)と急硬材(C)の比を変
化させたときのフロー線図、第４図は、減水剤の
添加量とフローとの関係線図、第５図は、凝結遅
延剤の添加量と可使時間との関係を温度別に示し
た線図、第６図は、ステアリン酸ソーダで熱処理
した生石灰を用いたときのステアリン酸ソーダ添
加率と可使時間との関係線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１生石灰50〜70重量％、珪砂10〜40重量％、非
晶質カルシウムアルミネートと無機硫酸塩を主成
分とする混合物10〜40重量％の割合からなる主材
100重量部に対し、減水剤３重量部以下と凝結遅
延剤15重量部以下を含有させてなる破砕剤。