JPH0337640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、基礎に設けた孔内に或る要素を定着
するために建築工事や土木工事、鉱山で用いる形
式の定着用カプセルに関する。特に、本発明は自
然硬化性のセメント状配合物の相互反応成分を収
容したカプセルに関する。本発明はそのためのセ
メント配合物にも関する。 PCT特許出願GB79／00080、公告WO.79／
01144において、本出願人はたとえば、セメント
を包含する自然硬化性無機配合物を基礎とするカ
プセルを開示しており、このカプセルは乾燥粉末
を収容しており、必要に応じて、カプセルの壁に
孔をあけ、この孔を通して硬化剤、代表的には水
をカプセルに入れるようになつている。自然硬化
性無機配合物を基礎とするこのカプセルは、通
常、現場において水を入手するのは容易なので、
非常に便利であることがわかつている。 しかしながら、自然硬化性無機配合物の利点を
持ちながら、カプセル壁内に必要量の水を収容す
るというカプセルの必要性もあつた。このような
カプセルの開発にあたつてはいくつかの問題があ
つた。特に、カプセルの保存寿命を許容範囲に納
める必要があつた。カプセル内の水がセメントと
反応した場合、配合物の早期の硬化が生じてしま
い、保存寿命がそこで尽きるからである。 したがつて、硬化の遅い水含有セメント状配合
物が要求されていた。その提案の１つが、本願の
優先権主張日前に出願され、優先期間中の1983年
６月29日に第2111041A号として公告された英国
特許出願82.34980に記載されている。この提案で
は、高アルミナ・セメントと水を包含するベース
成分と、水とリチウム塩を包含する触媒成分と反
応するようになつている硬化防止剤とを使用して
いる。ベース成分、触媒成分は１つのカプセルの
別々の隔室に押出される。このようなカプセルの
保存寿命はせいぜい２箇月であると考えられる。 本発明は、セメント成分の保存寿命は短いけれ
ども、セメント粒子を適当に処理すれば、カプセ
ル内に自然硬化性無機配合物の相互反応成分をす
べて収容することができ、また、カプセルを20℃
で保管した場合でも保存寿命を６箇月の延ばせる
という認識に基づく。 本発明の１つの特徴によれば、別々の隔室に自
然硬化性セメント状配合物の相互反応ベース、触
媒成分を収容したもろい定着用カプセルであつ
て、ベース成分がセメントと水を包含し、触媒成
分が触媒と水を包含するカプセルにおいて、 (i) ベース成分が非水溶性コーテイングで被覆し
たセメント粒子と、セメントから溶液中に放出
されたカルシウム・イオンと結合して錯体を作
る添加物とを包含し、 (ii) 触媒成分が前記非水溶性コーテイングと相互
反応してセメント粒子を自然硬化させる物質を
包含している ことを特徴とするカプセルを得ることができる。 研究によれば、セメント成分に、好ましくは２
つの成分で作つた添加剤を添加できることがわか
つた。添加成分の１つはセメント粒子を被覆する
不溶性コーテイングであり、他方の添加成分はカ
ルシウム・イオンとの錯配位子である。コーテイ
ングは不溶性の水酸化物または硼酸塩あるいはこ
れら両方、または他の任意の適当な塩またはエス
テルであり得る。カルシウム・イオンを溶液から
除去する錯生成剤としては金属イオン封鎖剤を用
いることができる。 最も好ましくは、コーテイング物質は硼酸塩、
さらには硼酸亜鉛であり、錯生成剤は有機物質、
たとえば、グルコネート、ヘプトネート、アルフ
ア・ヒドロキシカルボニル、その他の糖、また
は、エチレン・ジアミン・テトラ酢酸およびその
塩である。好ましい組合わせは、硼酸亜鉛とジソ
ジウム・エチレン・ジアミン・テトラ酢酸の組合
わせである。最も驚くべきことには、これら両成
分を或る相対比率で一緒に使用したときに、その
カプセルの保存寿命が延びたということである。
研究によると、コーテイングと錯生成剤成分の比
は重量比で約３：５でなければならないことがわ
かつた。 最も好ましくは、配合物内のセメント状物質は
いわゆる高アルミナ・セメントである。この物質
は、種々の国々で種々の商品名のものが知られて
おり、たとえば、「Cement Fondue」や「アルミ
ナ・セメント」あるいは「スーパー・アルミナ・
セメント」が知られている。セメント内のアルミ
ナの量は国によつて異なり、時には30％もの低さ
のこともあれば、時には70％を越えることもあ
る。本発明はこのような高アルミナ・セメントす
べてに適用できる。 触媒成分は、最も好ましくは、セメントのため
の触媒の外にベース物質を包含する。このベース
物質は、反応条件下で、セメント粒子からのコー
テイングを放出させ、触媒を作用させることにな
る。ベース物質としては石灰が好ましい。高アル
ミナ・セメントのための触媒としては、リチウム
誘導体が好ましく、リチウム誘導体としては、リ
チウム・カーボネート、リチウム・スルフエー
ト、水酸化リチウムのいずれかが好ましい。水溶
性であり、他の成分と両立できるものであれば、
任意のリチウム塩を使用できる。触媒成分には、
金属イオン封鎖剤が入つていると好ましい。この
金属イオン封鎖剤は、石灰のカルシウム・イオン
の錯体生成を弱め、成分を混合したときに硬化を
遅らせることがない。石灰が濃厚ペーストを形成
するのを阻止するトリソジウム・トリニトリロア
セテートを、ベースに対して約0.5ないし２部の
比率で含むと好ましい。 本発明の好ましい実施例によれば、 (i) ベース成分が硼酸亜鉛で被覆したセメント粒
子で形成したペーストを包含し、エチレン・ジ
アミン・テトラ酢酸を含有し、硼酸対エチレ
ン・ジアミン・テトラ酢酸の比率が約３：５の
重量比であり、 (ii) 触媒成分がリチウム塩、水酸化カルシウム、
トリソジウム・トリニトリロアセテートで形成
したペーストを包含する ことが特徴である。これにより、カプセルの保存
寿命が延びる。 ベース成分は約8.5程度のPHを持つのが好まし
い。成分を混合したとき、硬化成分は約11のPHと
なる。 配合物はこの外の成分、たとえば、水減少剤、
発泡剤、界面活性剤、着色剤、ラテツクス・エマ
ルジヨン、発泡防止剤、可塑剤を含有し得る。他
の促進剤、たとえば、炭酸ナトリウム、硫酸ナト
リウム、塩化カルシウム、水酸化ナトリウム、硫
酸第一鉄、硫酸、酢酸、硫酸カルシウムなどが存
在してもよい。水が保管中に漏れ、グラウト組成
物の損失を最小限に抑えたい場合には、チキソト
ロープ増粘剤または空気連行剤を含有してもよ
い。これは、オーバヘツド岩石やひびの入つた岩
石の場合に特に重要である。チキソトロープ剤と
しては、重合あるいはモンチモリロナイト
（montimorillonite）タイプのクレーあるいはセ
ルロースエステルが好ましい。 カプセルは、保管のための２種の相互反応成分
が別々の隔室にあるならば、任意適当な形状をと
り得る。必要なときに、公知の要領で、定着要素
を使用してカプセルを破壊し、隔室を開放して相
互反応成分を混ぜ合わせる。カプセルは、直径20
ないし40mm、長さ200ないし600mmであり、直径約
25mmないし50mmの孔に挿入できる。孔は石炭鉱
床、金鉱床、鉄鉱床、採石場、土木構造体の壁や
床に穿孔する。 本発明は、カプセルあるいはばらで使用するた
めの、セメント・ベースとその触媒とを包含する
自然硬化性セメント状配合物であつて、セメン
ト・ベース成分が非水溶性コーテイングで被覆し
たセメント粒子と、セメントから溶液中に放出さ
れたカルシウム・イオンと結合して錯体を作る添
加物とを包含し、触媒成分が、セメントと触媒を
混合したときに非水溶性コーテイングと反応して
セメント粒子を放出して自然硬化を生じさせる物
質を包含する自然硬化性セメント状配合物も提供
する。ばらの成分はカプセルに入れてもよいし、
たとえば、コンクリート修理作業で単独で用いて
もよい。 以下、本発明を例によつて説明するが、これら
の例においては重量部を使用している。 例 ， 後述の表に示すペーストを定まつた割合でカ
プセルに充填した。各カプセルを孔にボルトを定
着するのに用いた。カプセルは３箇月間20℃で保
管し、その後にボルトの定着に使用して満足でき
る結果を得た。 例 例の配合物を硬化強度について試験し、次の
結果を得た。 初期硬化（Vicat装置）−20℃で４分

【表】 例 400mm深さの孔を、43mm直径ビツトを持つ回転
衝撃エアフラツシユ・ドリルを用いて穿孔した。
例の２成分カプセルを使用して32mm直径のコン
クリート補強棒を定着した。定着部に単軸線方向
引抜荷重をかけたところ、次の結果を得た。 定着後の試験期間 30分 24時間 破損荷重 10トン 20トン 両方の場合共に、破損は補強棒とグラウトの境
界で生じた。 例 後述の表に示す添加物を使用してカプセルを
作り、高温で加速した保存寿命試験を行ない、現
場条件での保存寿命のガイドとした。初期硬化に
達した時間は示した通りであり、その結果は添加
物の存在しないコントロールとの比較で示した。
結果は表に示したが、この表において、本発明
のものが初期硬化の生じる前に比較的長い期間を
持ち、現場条件で６箇月以上の保存寿命があるこ
とがわかつた。 例 例を、2.5部のジソジウム・エチレン・ジア
ミン・テトラ酢酸の変りに1.25部のソジウム・ヘ
プタノエートを使用したセメント配合物を用いて
繰返した。引抜試験は、混合後30分で行なつた。
11トンの荷重で補強棒・グラウト境界で破損し
た。

【表】

【表】 ＊＊ これは例に相当する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 別々の隔室に自然硬化性セメント状配合物の
   相互反応ベース、触媒成分を収容したもろい定着
   用セプセルであつて、ベース成分がセメントと水
   を包含し、触媒成分が触媒と水を包含するカプセ
   ルにおいて、 (i) ベース成分が非水溶性コーテイングで被覆し
   たセメント粒子と、セメントから溶液中に放出
   されたカルシウム・イオンと結合して錯体を作
   る添加物とを包含し、 (ii) 触媒成分が前記非水溶性コーテイングと相互
   反応してセメント粒子を自然硬化させる物質を
   包含している ことを特徴とするカプセル。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のカプセルにおい
   て、形成したコーテイングが不溶性水酸化物また
   は硼酸塩あるいはこの両方であることを特徴とす
   るカプセル。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載のカ
   プセルにおいて、コーテイング剤が硼酸塩、好ま
   しくは硼酸亜鉛であり、錯生成剤がグルコネー
   ト、ヘプトネート、アルフア・ヒドロキシカルボ
   ニル類その他の糖またはエチレン・ジアミン・テ
   トラ酢酸およびその塩のグループから選定した有
   機物質であることを特徴とするカプセル。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のカプセルにおい
   て、コーテイング剤が硼酸亜鉛であり、錯生成剤
   がジソジウム・エチレン・ジアミン・テトラ酢酸
   またはヘプタン酸ナトリウムであることを特徴と
   するカプセル。 ５ 特許請求の範囲第３項または第４項記載のカ
   プセルにおいて、コーテイング剤対錯生成剤の比
   率が約３：５の重量比であることを特徴とするカ
   プセル。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項のいずれか
   １つの項に記載のカプセルにおいて、セメント状
   物質が高アルミナ・セメントであり、触媒がリチ
   ウム誘導体であることを特徴とするカプセル。 ７ 特許請求の範囲第１項から第６項のいずれか
   １つの項に記載のカプセルにおいて、触媒成分内
   に存在するコーテイング放出物質が塩基、好まし
   くは水酸化カルシウムを包含することを特徴とす
   るカプセル。 ８ 特許請求の範囲第７項記載のカプセルにおい
   て、水酸化カルシウムが濃厚ペーストを生成する
   のを阻止する金属イオン封鎖剤が存在することを
   特徴とするカプセル。 ９ 特許請求の範囲第８項記載のカプセルにおい
   て、金属イオン封鎖剤がトリソジウム・トリニト
   リロアセテートであることを特徴とするカプセ
   ル。 １０ 特許請求の範囲第１項から第９項のいずれ
   か１つの項に記載のカプセルにおいて、 (i) ベース成分が硼酸亜鉛で被覆したセメント粒
   子で形成したペーストを包含し、エチレン・ジ
   アミン・テトラ酢酸を含有し、硼酸対エチレ
   ン・ジアミン・テトラ酢酸の比率が約３：５の
   重量比であり、 (ii) 触媒成分がリチウム塩、水酸化カルシウム、
   トリソジウム・トリニトリロアセテートで形成
   したペーストを包含する ことを特徴とするカプセル。 １１ セメント・ベースとその触媒とを包含する
   自然硬化性配合物であつて、セメント・ベース成
   分が非水溶性コーテイングで被覆したセメント粒
   子と、セメントから溶液中に放出されたカルシウ
   ム・イオンと結合して錯体を作る添加物とを包含
   し、触媒成分が、セメントと触媒を混合したとき
   に非水溶性コーテイングと反応してセメント粒子
   を放出して自然硬化を生じさせる物質を包含する
   ことを特徴とする自然硬化性配合物。