JPH0221426B2

JPH0221426B2 -

Info

Publication number: JPH0221426B2
Application number: JP18651982A
Authority: JP
Inventors: Takaomi Sanho; Seiji Aiyama; Akio Takahashi
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1982-10-23
Filing date: 1982-10-23
Publication date: 1990-05-14
Also published as: JPS5975976A

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、とくに太径の穿孔にスラリーを充
填し、その膨張圧を利用して脆性物体を破砕する
際に使用する静的破砕剤に関する。従来、この種の静的破砕剤としては、例えば特
開昭55−142894号公報に記載されているように、
石灰石、硅石および石膏を特定割合に配合し焼成
したCaO粒を3CaO・SiO₂結晶粒に内包させた鉱
物粉末にセメント減水剤を添加したもの、あるい
は、特開昭56−67059号公報に記載されているよ
うに、硬焼生石灰粉末に水硬性物質と混和剤を添
加したものを水と練りペーストとし、これを岩石
またはコンクリートの孔中に注入する方法があ
る。しかし、このような静的破砕剤には次のような
欠点がある。即ち、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
軟度が低下して孔への注入が困難となる。また、
注入を容易とするために穿孔径を大きく（太径）
すると、スラリーの自硬性が小さいことや小口径
に比べて太径は水和発熱速度がさらに激しくなる
ので、注入口から噴き出してしまい充分なる効果
を発揮できず、しかも噴き出し現象が生じること
で安全上いろいろな手段や制約を受ける。本発明者は、これらの欠点を解決するために
種々検討を行つた結果、珪砂、生石灰、急硬性水
硬物質からなる主材に、水和抑制剤と減水剤とを
特定量混合したものを破砕剤とすることにより、
岩石やコンクリートなどの脆性物体に設けた直径
40mm以上で100mm以下程度の太径穿孔に、20〜40
℃の温度条件下でスラリーを充填しても、注入口
からの噴き出し現象がなく、少量の使用水で流動
性に優れたスラリーが得られ、かつ大きな膨張力
を示し、半日程度で破砕できることを見い出し、
本発明を完成したものである。すなわち、本発明は、珪砂10〜50重量％、生石
灰30〜45重量％及び急硬性水硬物質10〜50重量％
の割合からなる主材100重量部に対して、水和抑
制剤２〜７重量部と減水剤を多くても３重量部を
含有させてなる静的破砕剤である。以下さらに本発明を詳しく説明する。本発明は、珪砂、生石灰、急硬性水硬物質、減
水剤と水和抑制剤を含有させたもので、珪砂、生
石灰及び急硬性水硬物質の特定割合からなるもの
を主材としたものである。本発明に使用する生石灰は、硬焼生石灰、軟焼
生石灰のいずれであつてもよいが、破砕効果の点
から結晶径10μ未満の軟焼生石灰が望ましい。生
石灰は、通常、1000〜1300℃の焼成温度で１〜５
時間石灰炉で焼成することにより得られる。生石灰をたんに粉末化しただけのものを用いた
のでは、水を加えると同時に水和反応が始まり水
和膨張し、軟度が急激に低下するので穿孔径への
注入が難しくなる。また、注入をすることができ
たとしても、上部より噴き出し現象が起きてしま
い有効な膨張力とはならない。従つて、本発明で
は、主材の生石灰比率を極力減らして30〜45重量
％とし、急硬性水硬物質10〜50重量％を添加する
ことで自硬性を著しく発揮させ、さらに珪砂をで
きるだけ多く加えることによつて、破砕剤スラリ
ーの流動性が他に類を見ない軟度にまで改善で
き、しかも、常温（20℃）から夏季の温度条件下
で太径（直径40〜100mm程度）に注入しても噴き
出し現象を抑えることを可能としたものである。本発明において、主材の成分を前記のように限
定した理由は、珪砂が10重量％未満では他の主材
の割合が増すために噴き出し現象が起き、さらに
流動性を改善する効果が小さく、また50重量％を
こえると膨張圧を生じる材料の割合が少なくなり
すぎて、破砕力が少さくなるため破砕に時間がか
かり過ぎ、流動性もそれほど向上しない。生石灰は、30重量％未満の場合には膨張力が小
さく破砕に時間がかかり過ぎ、また45重量％をこ
えると生石灰の水和反応量が多すぎて、常温以上
の温度条件下や太径の穿孔径に注入した場合、噴
き出し現象によりその注入口から破砕剤が噴き出
てしまい、その膨張圧は破砕力とならないからで
ある。また、生石灰の粉末度は、ブレーン値で
1000〜10000cm²／ｇ程度とするのが好ましい。
1000cm²／ｇ未満ではスラリー化した場合、混りま
ぜが充分に出来なくなり、また、ブレーン値が
10000cm²／ｇをこえると反応性が極端に早くなり、
穿孔へ注入する場合、流動性の劣化が激しくなり
好ましくない。特に好ましい粉末度はブレーン値
で2000〜6000cm²／ｇである。急硬性水硬物質は、12CaO・7Al₂O₃、3CaO・
Al₂O₃、CaO・Al₂O₃、11CaO・7Al₂O₃・CaF₂、
3CaO・3Al₂O₃・CaF₂などの組成割合を有するカ
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。カル
シウムアルミネートと無機硫酸塩の割合は、重量
で前者１に対し後者0.3〜３、特に１〜２とした
ものが好ましい。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1300〜1600℃で溶融し、急冷したのち
粉砕して得られる。カルシウムアルミネートを非
晶質化したものが好ましい。本発明において、急硬性水硬物質を前記のよう
な割合に限定した理由は、10重量％未満では静的
破砕剤の膨張圧が著しく低下して破砕に時間がか
かり過ぎるので好ましくなく、また、50重量％を
こえると注入口からの噴き出し現象を生じるので
好ましくない。破砕剤スラリーは、水比が小さいほどより大き
な膨張圧が得られるものである。以上のように本
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、さ
らに最大の特長は他の破砕剤の欠点である常温以
上の気象条件下で太径に注入しても噴き出し現象
（鉄砲現象）を生じないことである。本発明の静的破砕剤は、主材にさらに水和抑制
剤と減水剤を存在させたものである。水和抑制剤は、通常、炭酸カリウム、重炭酸カ
リウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムなど
の無機炭酸塩やクエン酸、酒石酸、クエン酸ソー
ダ、グルコン酸ソーダなどの有機ヒドロキシカル
ボン酸またはそれら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、生石灰と急硬性水
硬物質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重量
部に対し多くても７重量部であり、それをこえる
と発熱が急激になり、可使時間が短かくなる。ま
た、下限値は２重量部であり、それ未満では可使
時間が短かくなるので好ましくない。減水剤としては、リグニンスルフオン酸塩系、
ポリアルキルアリルスルフオン酸塩系、メラミン
ホルマリン樹脂スルフオン酸塩系、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
ン酸ホルマリン縮合物系さらにはこれらの変性物
質の１種以上である。これらの割合は主材100重
量部に対し多くても３重量部、好ましくは１〜２
重量部であり、添加効果としては流動性が向上す
るほか、水量を減少させることができるので膨張
圧が増大して破砕を一層強力にすることができ
る。減水剤を３重量部をこえて添加してもそれ以
上の減水効果の向上はない。以上説明したように、本発明は、珪砂10〜50重
量％、生石灰30〜45重量％、急硬性水硬物質10〜
50重量％との割合からなる主材100重量部に対し、
水和抑制剤２〜７重量部と減水剤を多くても３重
量部を含有させてなる静的破砕剤であつて、流動
性に優れていて大きな膨張圧を発現するものであ
り、この破砕剤をスラリーとし適正なる穿孔を行
つた岩石やコンクリートなどの脆性物体に注入す
れば、10〜40℃の気象条件下で半日程度にて破砕
することができ、太径の穿孔へ注入を行つても噴
き出し現象が起きないので、安全上いろいろな手
段や制限を受けることがなく、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。実施例１珪砂、結晶径が主として１〜5μであるブレー
ン値4610cm²／ｇの軟焼生石灰、及び急硬性水硬物
質として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量混
合物を粉末度4000cm²／ｇ（ブレーン値）に粉砕し
たものを種々の割合で混合してなる主材100重量
部に対し、水和抑制剤（炭酸カリウム70％、グル
コン酸ソーダ13％、クエン酸17％の重量混合物）
５重量部とリグニンスルホン酸塩系減水剤ボクス
イブラウン社製商品名「ウルトラジン」２重量部
を配合して破砕剤とした。この破砕剤100重量部
と水30重量部を練りまぜてスラリーとし、これを
外気温30〜35℃の雰囲気下で、内径100mm、外径
200mm、長さ300mmのヒユーム管の底部を密閉にし
て立てた空間へ注入し、鉄砲現象の有無を確認し
た。その結果を表−１に示す。

【表】表−１より、生石灰50重量％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
ーが噴き出すことがわかる。実施例２実施例１と同一の材料を用いて製造した破砕剤
100重量部と水30重量部を練りまぜてスラリーと
し、これを、外気温30〜35℃の雰囲気下で、内径
φ48mm又はφ60mmで、外径φ150mm、長さ300mmの
モルタル円筒形試験体（圧縮強度430Kg・ｆ／cm²、
引張り強度43.7Kg・ｆ／cm²）の底部を密閉にして
立てた空間へ注入し、破砕時間を測定した。破砕
剤の組成とその結果を表−２に示す。

【表】表−２より、生石灰の割合を一定にして急硬性
水硬物質10〜20重量％、珪砂40〜50重量％以内で
あれば、水和抑制剤２〜６重量部で可使時間（注
水から流動性がなくなるまでの時間）は充分に取
れ、破砕時間も１時間７分から２時間18分以内に
すべて破砕できることがわかる。実施例３外気温20℃下で行なつた以外は、実施例２と同
様な試験を行つた。破砕剤の組成とその結果を表
−３に示す。

【表】上の方へ取り去つただけでフローテーブルを落下さ
せてないひろがりの測定値で示した。
表−３より、可使時間は、実施例２で示した30
℃以上の条件下での結果に比べて20℃では100分
と長くなつたが、破砕時間の長いものでも７時間
以内で破砕できることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

１珪砂10〜50重量％、生石灰30〜45重量％及び
急硬性水硬物質10〜50重量％の割合からなる主材
100重量部に対し、水和抑制剤２〜７重量部と減
水剤を多くても３重量部を含有させてなる静的破
砕剤。