JPH02128092A - 脆性物体の破砕材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生石灰の水和時の膨張圧力を利用して、岩石
、コンクリートなどの脆性物体を破砕する破砕材に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、岩石や地山の破砕、トンネルの掘削、あるいはビ
ルやコンクリート構造物の破砕などではダイナマイトや
機械的衝撃による解体方法が一般に用いられてきた。し
かしながら近年これらの工事に関して市街地や住宅密集
地の工事が多くなり、環境問題や公害的な見地からこれ
らの工法が敬遠され、また立地的にこれらの工法が取り
得ない場合も多く新しい工法の開発が望まれていた。

このような中で、生石灰の水和時の膨張力を利用して破
砕を行わせる所謂静的破砕材の構想は古くからあった。

これは脆性物体に適当な径と深さの孔を穿孔し、これに
生石灰を充填し、生石灰の水和時の膨張力を利用してこ
の脆性物体に亀裂を生ぜしめ、静かにしかも安全にこれ
を破砕しようとするものである。しかしながら、通常の
生石灰だけでは生石灰の水和速度が極めて早いため、こ
れに水をまぜると短時間で消化してしまい穿孔に充填す
ることすらできない。

そこで、この消化時の膨張力を物体の破砕に利用するた
めに様々の方法が考えられた。その方法として最初に穿
孔に生石灰だけを充填しておき、孔口を速硬性セメント
などで硬く密栓した後、ホースなどで孔内に注水して生
石灰を水和消化させ、その膨張力を生かすことも試みら
れた。しかしこの方法は施工の煩雑さのために一般的で
はなかった。また、生石灰に適当な消化遅延剤を添加し
水を添加した場合に、すぐ消化しないでスラリー状（流
動状態）にしておき、穿孔に充填して、しかる後に消化
膨張をおこさせる方法も考えられたが、生石灰には自硬
性がないため消化時に孔口から材料が吹き上げ、極端な
場合には混練水の温度が急激に上昇して水蒸気化し、急
激な水蒸気圧の高騰で孔口から材料が爆発的に噴出する
、いわゆる“鉄砲現象″を呈する場合があり、生石灰の
もつ水和膨張力を有効に物体に伝達することができなか
った。そこで最近の破砕材はこれらに水硬性物質を添加
して消化時にあわせて材料を硬化することにより、吹き
上げ現象を解消しているのがほとんどである。しかし、
これらに使用される生石灰は高温焼成の硬焼き生石灰で
あり、通常の軟焼き生石灰を使用するとやはり、吹き上
げ現象がおこる。この硬焼き生石灰はほとんどが１２０
０℃以上で焼成されており、破砕材のコスト高の原因に
もなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者は上記の従来の静的破砕材の問題点を解決し、
十分に効果があり、しかも安価な破砕材を得る目的で研
究を重ねた結果、従来の破砕材の問題点を解決するには
次の諸条件を満足するものであることを見い出した。

すなわち、■穿孔に充填するに十分なポットライフを有
すること、■添加水量が少ないこと、■水和速度が緩慢
なこと、■適度な硬化性をもつこと、■比較的短時間に
大きな膨張圧を発生すること、■高温焼成の生石灰を用
いずに低温で焼成した市販の安価な生石灰が使用できる
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

本発朋者はこのような諸条件を満足し、被破砕物内に十
分な膨張力を伝達し得る安価な脆性物体破砕材を提供す
る目的で鋭意研究を重ねた結果、高温焼成の生石灰を使
わないで比較的低温焼成の生石灰でも十分効力を発揮す
る破砕材を発明した。

この破砕材は比較的低温焼成の生石灰に水硬性物質、炭
酸塩、糖類をそれぞれ所定量混合したものである（特願
昭５９−１２２５２７号）。

しかしながら、低温焼成の生石灰でもその焼成温度には
幅があり、その焼き締めの程度が変わってくるのはある
程度やむを得ない事情である。上記の混合材料では生石
灰の焼成温度が低く焼き締めの程度が低いと生石灰の消
化が早く始まり場合によっては噴出現象をまぬがれ得な
いことも現出し、破砕材としての憧能が生石灰の焼成度
にきわめて大きく依存する結果、生石灰の焼成の管理を
厳重に行わなければならないという煩雑さがつきまとっ
ていた。そこでこれを解決するため更に試験、研究を重
ねた結果、上記破砕材の混合物に新たに珪弗化物を少量
添加することにより、焼成度にばらつきのある生石灰で
も噴出現象を解消して破砕材としての効力を発揮させ得
るばかりでなく、珪弗化物の添加量を調整することによ
り消化開始時間を自由に選択できることが判った。

本発明は径１００　ｍｍ以下の石灰石を温度１０００〜
１２００℃の範囲で焼成した生石灰の３０〜９５重量部
と水硬性物質５〜７０重量部との混合物１００　重量部
に対して炭酸塩、糖類、減水剤をそれぞれ０．１〜５重
量部及び珪弗化物０．０１〜２重量部を添加してブレー
ン１５００〜５０００ｃｄ／ｇに粉砕してなることを特
徴とする脆性物体の破砕材である。

本発明の特徴は比較的低温で、しかも若干の焼成温度で
焼成した生石灰、特に安価に人手容易な市販粉状生石灰
が使用できるようにしたことである。その使用を可能に
するために、炭酸塩、糖類および珪弗化物を添加したこ
とである。

本発明に使用する生石灰は径１００　ｓ以下の石灰石原
料を１０００〜１２００℃で焼成した生石灰である。

さらにこの生石灰に水硬性物質を配合することにより適
度な水硬性を付与し生石灰の水和時の急激な膨張による
噴出を防止するものである。本発明に用いる水硬性物質
としてはカルシウム系ポルトランドセメント製造用タリ
ンカー、ポルトランドセメント、高炉スラグなどの１種
又は２種以上が用いられる。その混合割合は生石灰３０
〜９５重量部に対し５〜７０重量部の範囲である。

本発明に用いる炭酸塩は炭酸カリウム、炭酸ナトリウム
などのアルカリ金属炭酸塩が好適である。

また、糖類は蔗糖、果糖などが好適である。

この炭酸塩と糖類および珪弗化ナトリウムを加えること
によって、生石灰が従来使用されているような１５００
℃以上の高温で焼成した生石灰を用いなくても十分なポ
ットライフを有し破砕材としての効果を奏し得るもので
ある。

この炭酸塩、糖類の添加量は生石灰と水硬性材料の混合
物１００　重量部に対してそれぞれ０．１〜５重量部で
ある。

また珪弗化物としては珪弗化ナトリウム、珪弗化カリウ
ム、珪弗化カルシウムなどが用いられ、その添加量は０
．旧〜２重量部である。

本発明においては、練り混ぜ水をなるべく理論水量に近
づけて生石灰の膨張圧を最大限に発生させるために、減
水剤を加える。この減水剤はリグニン系、高級多価アル
コールのスルホン酸系、オキシ有機酸系、アルキルアリ
ルスルホン酸塩およびその高縮合物系、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル系、ポリオール複合体系、水溶性
メラミン樹脂系＄よびβ−ナフタリンスルホン酸ホルマ
リン縮合物などが挙げられ、その１種又は２種以上を用
いる。

この減水剤の添加量は生石灰と水硬性材料の混合物１０
０　重量部に対して０８１〜５重里部である。

以上の混合物をボールミルなどの適宜の粉砕機でブレー
ン１５００〜５０００　ｃｔｌ　／　ｇにする。

本発明の破砕材の使用方法は、木材に適度な流動性が発
生するまで（通常木材の２５〜４０％）練り混ぜ水を配
合し、軟らかくなるまで混練したあと速やかに穿孔（径
３０＋ｎｍφ〜５０ｍ１φが適当、孔長は孔径の６倍以
上とすることが望ましい）に注入し亀裂の発生を待つ。

また、湧水があったり横方向の穿孔の場合は、細長いビ
ニール袋にスラリーを充填し、口元を縛って穿孔に挿入
する。通常１２時間以内に亀裂が発生し、１５時間開完
全破砕する。

〔実施例〕

例１ 市販粉状生石灰　　　　　　　　６０部普通ポルトラン
ドセメント　　　４０部マイティー〔花王■製ナフタリ
ンスルホン酸ホルマリン高縮合物〕　１部 炭酸ナトリウム　　　　　　　　２部 蔗糖　　　　　　　　　　　　　１部 珪弗化ナトリウム　　　　　　０．２　部上記混合物を
粉砕機にてブレーン２６００ｃｄ／ｇに粉砕して破砕材
とする。

例２ 市販粉状生石灰　　　　　　　　６０部普通ポルトラン
ドセメント　　　４０部マイティー〔花王■製〕　　　
　　１部炭酸ナトリウム　　　　　　　　２部 蔗Ｕ　　　　　　　　　　　　　　を部珪弗化ナトリウ
ム　　　　　　　１部 上記混合物を粉砕機にてブレーン２６００ａｌｌｌ／ｇ
に粉砕して破砕材とする。

例３ 市販粉状生石灰　　　　　　　　６０部普通ポルトラン
ドセメント　　　３０部アルミナセメント　　　　　　
　１０部マイティー〔花王■製〕　　　　　１部炭酸ナ
トリウム　　　　　　　　２部 蔗糖　　　　　　　　　　　　　１部 珪弗化ナトリウム　　　　　　　１部 上記混合物を混合器で均一に混合し、破砕材とする。

〔発明の効果〕

本発明の破砕材の効果を示す目的で従来の破砕材との対
比により試験した結果を示す。

試験例 膨張圧力測定試験 実施例１．２及び３により得られた本発明の破砕材を３
０％の水で混練したスラリーを配管用炭素鋼管を用い４
０℃の恒温水槽で膨張圧試験を行った。

本試験に用いた膨張圧力測定装置は第１図に示す如く内
径３７ｍｍφ、外径４３ｍｍφ、長さ３００　ｍｍの炭
素鋼管（１）の上端より１５ｃｍ下部に円筒方向と軸方
向にそれぞれストレインメーター（図示せず）に接続し
たリード線を有するストレインゲージ（２）を貼付し、
これを被覆材（例えばビニルシート）（５）で被覆し、
深さ２５ｃｍの恒温水槽（７）につけた構造を有する。

この炭素鋼管内に充填した破砕材スラＩＪ−の膨張圧に
よるそれぞれの方向の歪をストレインメーターで測定す
ることにより膨張圧力を概算する。

また、比較のため同一条件で公知の破砕材プライスター
〔夏用小野田セメント■〕の膨張圧の試験も行った。そ
の結果を第２図に示す。第２図において、実線Ａは実施
例１の破砕材、実線Ｂは実施例２の破砕材、実線Ｃは実
施例３の破砕材、破線りはプライスター（夏用）の破砕
材である。

以上の試験結果より明らかな如く、低温焼成による生石
灰を用いた本発明の破砕材は高温焼成による生石灰を用
いた従来の破砕材と同等の破砕圧力を発生し、原料コス
トが極めて低廉になり、しかも珪弗化物の添加によりそ
の消化開始時間を大幅に遅らせることができ、作業上そ
の取扱いが容易となる利点を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の膨張圧力試験に用いた装置の概略図で
ある。 第２図は本発明の破砕材と公知の破砕材との膨張圧力の
経時変化を示す図面である。 第 図 第 図 経過時間（Ｈ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、径１００ｍｍ以下の石灰石を温度１０００〜１２０
   ０℃の範囲で焼成した生石灰の３０〜９５重量部と水硬
   性物質５〜７０重量部との混合物１００重量部に対して
   炭酸塩、糖類、減水剤をそれぞれ０．１〜５重量部及び
   珪弗化物０．０１〜２重量部を添加してブレーン１５０
   ０〜５０００ｃｍ＾２／ｇに粉砕してなることを特徴と
   する脆性物体の破砕材。 ２、水硬性物質がカルシウムシリケート系ポルトランド
   セメント製造用クリンカー、ポルトランドセメント、高
   炉スラグのうちの少なくとも１種類である特許請求の範
   囲第１項記載の脆性物体の破砕材。 ３、糖類が蔗糖、果糖等である特許請求の範囲第１項記
   載の脆性物体の破砕材。 ４、炭酸塩がアルカリ金属炭酸塩である特許請求の範囲
   第１項記載の脆性物体の破砕材。 ５、減水剤がリグニン系、高級多価アルコールのスルホ
   ン酸塩系、オキシ有機酸系、アルキルアリールスルホン
   酸塩およびその高縮合物系、ポリオキシエチレンアルキ
   ルエーテル系、ポリオール複合体系、水溶性メラミン樹
   脂系ならびにβ−ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合
   物のうち少なくとも１種類である特許請求の範囲第１項
   記載の脆性物体の破砕材。