JPH0225946B2 - - Google Patents

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
それを破砕する際に使用する破砕剤に関し、寒冷
地での破砕工事を可能とすることを目的とする。 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
を含有するものが提案されている。しかし、この
破砕剤では、５℃以下の寒冷地においては破砕に
長時間必要としたり、さらにはその水和速度が非
常に速く、水と練りまぜると急激に発熱してスラ
リーが注入口から噴出し、効率的な破砕はできな
いか又は全く破砕することができないという欠点
があつた。 本発明者は、このような生石灰を主材とする破
砕材の欠点を解決する目的で種々検討した結果、
非晶質カルシウムアルミネートと無機硫酸塩を主
成分とする混合物とセメントからなるものと主材
として使用すれば、５℃以下の寒冷地においても
十分に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、非晶質カルシウムアルミ
ネートと無機硫酸塩の合計量30〜90％とセメント
70〜50％を含有してなる主材100部に対し、減水
剤３部以下と凝固遅延剤５部以下を含有させてな
る破砕剤である。 以下、詳しく本発明を説明する。 非晶質カルシウムアルミネートは、12CaO・
7Al₂O₃、3CaO・Al₂O₃、CaO・Al₂O₃、11CaO・
7Al₂O₃・CaF₂、3CaO・3Al₂O₃・CaF₂などの組
成割合を有するものであり、無機硫酸塩の存在下
ですみやかに水和反応を起してカルシウムサルホ
アルミネート水和物（エトリンガイト）を生成
し、それによつて脆性物体に膨張圧を付与するた
めに必要な成分である。このような非晶質カルシ
ウムアルミネートは石灰分とアルミナ分を前記組
成となるようにほぼ量論的に混合し、それを加熱
溶融して急冷することによつて得られる。 無機硫酸塩は非晶質カルシウムアルミネートと
同様に、エトリンガイトを生成させる一成分とし
て必要なものであり、無水石膏、２水石膏、半水
石膏、硫酸ソーダなどが使用される。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0.5〜３、特に1.5〜２と
したものが好ましい。非晶質カルシウムアルミネ
ートと無機硫酸塩は混合物（以下、急硬材とい
う）として使用するのが便利であり、これの市販
品がある。急硬材の粒度は2.5mm以下でブレーン
比表面積は1000〜7000cm²／ｇが好ましく、これよ
りも細かすぎると流動性が低下し水和反応が速す
ぎ、また粗すぎると流動性に問題はないが材料分
離を起し、その結果、膨張圧を小さくするので好
ましくない。 セメントとしては、普通、早強、超早強などの
ポルトランドセメントやシリカ、高炉スラグ、フ
ライアツシユなどを配合した混合セメント、さら
にはアルミナセメントなどの１種以上が使用され
る。その種類によつては効果はあまり変わらない
ので通常は普通ポルトランドセメントを使用す
る。 主材の急硬材とセメントの割合は、前者を30〜
95％特に50〜80％であり、後者を70〜５％特に50
〜20％とするのが好ましい。その理由は、急硬材
30％未満、又はセメント70％を超える主材では、
５℃以下の低温において、水和発熱がゆるやかで
膨張圧も小さく破砕剤としての効果は小さくな
る。また、急硬材95％を超えるか又はセメント５
％未満の主材では、水和発熱は急激だが膨張圧が
小さく、その結果、熱膨張による亀裂は発生する
が、亀裂の拡大がないため好ましくない。 以上のような本発明に係る主材は、スラリーの
噴出はなく、寒冷地に適し、その温度が低いほど
その破砕効果は大きくなるものである。すなわ
ち、破砕剤の水和熱によつて脆性物体は熱膨張を
起し、その表面温度が低い程穿孔壁付近との温度
差が大きくなるので、それだけ大きな破砕作用を
示し、併わせて破砕剤自体の膨張圧が加算される
ので、寒冷地における破砕工事を効率よく行なう
ことができるものである。 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ホ
ルマリン縮合物系などがあげられ、これを１種以
上使用する。これを主材100部に対し多くても３
部を添加すれば、流動性を大幅に改良し水比を減
少させることができ、膨張圧が増大し一層強力に
することができる。減水剤の添加効果は２部まで
顕著であるが、それ以上の添加は大幅な効果を示
さないため３部以下と限定した。凝固遅延剤とし
ては公知のものが用いられ、炭酸カリウム、炭酸
ソーダ、重炭酸カリウム、重炭酸ソーダなどの無
機炭酸塩類、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種以上を主材
100部に対し多くても５部を添加する。この凝結
遅延剤は、本発明の主材の水和反応を抑制するた
めに使用される。この添加率は急硬材の品質やブ
レーン比表面積によつて若干の差はあるが、５部
を超える添加量は可使時間が長くなりすぎ、その
結果、膨張圧を小さくするため好ましくない。 以上の本発明の破砕剤を使用すれば、流動性に
優れ、かつ低温においても高い膨張圧を示すスラ
リーを調合できるので、寒冷地での脆性物体を短
時間に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詳しく説明する。
なお、本発明に記載の％及び部はいずれも重量基
準で示した。 実施例 １ 12CaO・7Al₂O₃の組成を有する非晶質カルシ
ウムアルミネート１に対し型無水石膏1.5の重
量割合としたブレーン比表面積1500cm²／ｇの急硬
材60％とブレーン比表面積3200cm²／ｇの普通ポル
トランドセメント40％の割合からなる主材100部
に対し、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部と凝結遅延剤（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）１〜５部
を配合して破砕剤とした。このもの100部に25部
の水を混合してスラリーとし、その性能試験を行
なつた。その結果を第１表に示す。試験に用いた
脆性物体は、直径15cm高さ30cmのモルタル硬化体
（圧縮強度526kgf／cm²、引張強度52kgf／cm²）で
あり、その中央部に直径28mmの孔を貫通し、そこ
へスラリーを注入し０℃室温に放置したものであ
る。

【表】 実施例 ２ 実施例１の急硬材をブレーン比表面積5000cm²／
ｇとしたものと普通ポルトランドセメントとの割
合を種々変化させた主材100部に、減水剤２部と
凝結遅延剤２部を配合し、この破砕剤100部に30
部の水を混合してスラリーとした。そのスラリー
の室温５℃における12時間の膨張圧を第２表に示
す。膨張圧は、内径36mm高さ600mmの配管用炭素
鋼鋼管の底部に鋼板を熔接し、その表面の高さ中
央部にゲージ長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
を注入し、放置したときの鋼管の歪みから算出し
たものである。

【表】 第２表に示した通り、本発明の破砕剤は、主材
の急硬材割合が30〜95％、特に50〜80％のものに
おいて、低温で大きな膨張圧を発現することがわ
かる。 実施例 ３ 実施例１の凝結遅延剤の配合量を２部とした破
砕剤スラリーを、約1.5m³（１×1.5×1m）の岩石
中央部に施した直径36mm深さ80cmの孔に注入し、
０〜３℃の雰囲気に放置したところ、約１時間30
分で亀裂が発生し、さらに10分後には２個の小塊
に破壊した。 比較のため、生石灰を主成分とする市販の破砕
剤を用いて同様な低温破砕工事を行なつたとこ
ろ、１週間経過しても破砕しなかつた。 実施例 ４ 第３表に示すように種類を変化させたセメント
40重量部に対し、実施例１で使用した急硬材、減
水剤及び凝結遅延剤と生石灰を第３表に示すよう
に配合して破砕剤とし、該破砕剤のスラリーを、
約１m³の石灰質岩石の中央部に穿孔した直経40
mm、深さ80cmの孔に注入し、外気温０〜３℃の雰
囲気の屋外に放置し、破砕に要した時間（亀裂発
生時間）、破壊個数及び可使時間を測定した。結
果を第３表に併記する。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非晶質カルシウムアルミネートと無機硫酸塩
   の合計量30〜95重量％とセメント70〜５重量％を
   含有してなる主材100重量部に対し、減水剤３重
   量部以下と凝結遅延剤５重量部以下を含有させて
   なる破砕剤。