JPH0517192A - 直打ちライニング用コンクリート - Google Patents

直打ちライニング用コンクリート

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JPH0517192A
JPH0517192A JP3172763A JP17276391A JPH0517192A JP H0517192 A JPH0517192 A JP H0517192A JP 3172763 A JP3172763 A JP 3172763A JP 17276391 A JP17276391 A JP 17276391A JP H0517192 A JPH0517192 A JP H0517192A
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山 創 一 立
Kazuhiro Ishiguro
黒 和 浩 石
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川 伸 介 石
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トンネル等の直打ちライニング工法のライニ
ング施工において、未硬化時にも不透水性を有し、長時
間の打設においてもスランプロスを小さくする。 【構成】 ポルトランドセメントにアクリル系粘稠剤を
添加して空練りする。このポルトランドセメント混合物
に減水剤が希釈添加された所定水量の水を加えて所定時
間混練りして製造した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直打ちライニング用コン
クリートに係り、特にトンネル等の直打ちライニング工
法のライニング施工等の耐水性が要求される部分に使用
され、未硬化時にも止水性を有し、長時間の打設におい
てもスランプロスが少ない直打ちライニング用コンクリ
ートに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シールドトンネルにおいて、普及
してきた直打ちライニング工法(ECL)では、シール
ド掘削機の掘進と同時に掘削機のテール部で直かに覆工
コンクリート(ライニング)を施工するようになってい
る。このときコンクリートはシールド掘削機のスキンプ
レートと内側型枠との間に打設され、加圧ジャッキ等に
よりテールボイドに押圧充填される。同時にシールド掘
削機を推進させるので、コンクリートが地山に密着し、
裏込め注入等を必要としないでライニングを施工するこ
とができる。通常、直打ちライニングに使用されるコン
クリートには以下のような性質が求められる。 (1) 掘削機の後方に設けられたコンクリートポンプから
圧送されるので、材料分離抵抗性に優れていること。 (2) テールボイドへの充填性能、セルフレベリング性が
優れ、適正なコンシステンシーが確保されていること。 (3) 未硬化状態でのスランプロスが小さいこと。 (4) 脱型時間を早めるために初期強度発現が良好である
こと。 (5) 被圧地下水層での打設が可能であること。 これらの条件を満足するために種々の直打ちライニング
用のコンクリートが提案されている。しかし、その多く
のものは被圧地下水層に使用した場合に被圧地下水によ
りセメント分が洗い出されて骨材と材料分離してしま
い、所定のコンクリート強度が得られないという問題が
ある。この問題を解消するため、セルロース系の水溶性
性高分子からなる特殊水中コンクリート用の分離低減剤
を添加したコンクリートが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
セルロース系の分離低減剤を添加した直打ちライニング
用コンクリートでは、たとえセメントに早強ポルトラン
ドセメントを使用した場合でも所定の圧縮強度を得るた
めに3日程度かかり、この間シールド機の掘進ができな
い場合もある。このためライニングコンクリート硬化時
間が工程のクリティカルパスとなり、工事が遅延すると
いう問題がある。
【0004】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、未硬化状態でも十分な不透
水性を示し、水の洗い作用等に対して材料分離を生じ
ず、かつ混練り後長時間にわたりスランプロスを小さく
保持でき、初期強度発現が良好な直打ちライニング用コ
ンクリートを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はポルトランドセメントにアクリル系粘稠剤
を添加して空練りし、このポルトランドセメント混合物
に減水剤が希釈添加された所定水量の水を加えて混練り
製造したことを特徴とするものである。
【0006】
【作用】本発明によれば、ポルトランドセメントにアク
リル系粘稠剤を添加して空練りし、このポルトランドセ
メント混合物に減水剤が希釈添加された所定水量の水を
加えて混練り製造したので、アクリル系粘稠剤の水溶性
高分子がその周囲に練り混ぜ水の一部を引き付けた状態
で水中に分子分散し、残りの自由水がこの分子分散した
高分子の網状構造に閉じ込められ、自由な移動を妨げら
れて水の降伏値が高まる。これによりセメント粒子や骨
材がこの水に包まれた状態となり、外部水と接触しても
分離しない増粘作用による水中不分離性を示すととも
に、ノンブリージング性状とセルフレベリング性状とを
示し、併せて減水剤の分散作用により長時間にわたるス
ランプロスの低下を果たすことができる。
【0007】
【発明の効果】本発明によれば、未硬化状態において良
好な不透水性を示し、水の洗い作用によっても材料分離
を生じず、スランプロスが減少し、長時間の打設に使用
することができるようになり、また初期強度発現が良
く、直打ちライニングの迅速な施工を行うことができる
という効果を奏するのみならず、未硬化状態に耐水性の
求められるコンクリートにも適用できるという効果を期
待できる。 [発明の具体的説明]本発明による直打ちライニング用
コンクリートは、あらかじめ計量された早強ポルトラン
ドセメントまた普通ポルトランドセメントに所定量の粘
稠剤を添加して空練りし、そのポルトランドセメント混
合物に対して練混ぜ水を加え、一定時間練り混ぜを行う
ことで、所定の仕様のフレッシュコンクリートを得るも
のである。このとき、粘稠剤を添加すると水の粘性係数
が大きくなり、同一のコンシステンシーを得るために必
要な単位水量が多くなることが知られている。ここで通
常のコンクリートと同様の強度を得るためには、水セメ
ント比を一定にする必要がある。このため単位セメント
量が増加するのを防止するためにも流動化剤または高性
能減水剤を添加することが有効である。
【0008】また、AE減水剤の使用については本発明
のコンクリートの使用箇所がトンネルライニング等であ
り、凍結融解作用を受けることが予想されるので通常の
コンクリートと同量ないしやや多い添加量を設定すれば
良い。ここで本発明において使用される早強ポルトラン
ドセメント、普通ポルトランドセメントはともに公知の
セメントであり、その成分、性状の概略は以下の通りで
ある。なお、以下の記載では、C:CaO、S:SiO
2 を示している。
【0009】<早強ポルトランドセメント>早強ポルト
ランドセメントは材令1〜3日の早期強度の発現を確保
するためにBogue式による化学組成としてケイ酸三
石灰(C3 S)の含有量が62〜66%とされている。
直打ちライニング工法では脱型時間が掘削機の進行に影
響するため、早期脱型が求めれている。そのため本発明
でもその効果確認のため実験において、早強ポルトラン
ドセメントを使用した。その使用量は、鉄筋コンクリー
ト(RC)で350〜400kg/m3 、スチールファイバ
ーコンクリート(SFC)で500〜600kg/m3 程度
に設定されている。
【0010】<普通ポルトランドセメント>普通ポルト
ランドセメントのBogue式による化学組成は、ケイ
酸三石灰(C3 S)の含有量が49〜52%、ケイ酸二
石灰(C2 S)の含有量が22〜26%であり、前者は
早期強度に対して寄与し、後者は材令28日以後の長期
強度を制御する。これにより長短期に対してバランスの
良い強度発現を得ることができる。
【0011】<粘稠剤>本発明で使用される粘稠剤はア
クリル系粘稠剤であり、その性質として水の洗い作用を
受けてもセメント分の流失等を抑制し、材料分離を防止
できることが広く知られているが、充填性、セルフレベ
リング性に富み、ブリージングもほとんどない。また、
セルロース系粘稠剤に比し、初期強度発現において優れ
た硬化特性を示す。粘稠剤の主成分としてはポリアクリ
ルアミド、ポリアクリルアミドの変成物、ポリアクリル
アミド部分加水分解物等を挙げることができる。その添
加量は、従来の水中不分離性コンクリートとしては使用
セメント重量に対して0.6〜1.2%を要するが、直
打ちライニングでは出来上りコンクリート単位体積(1
3 )当たり1〜2.2kgの添加で、所定の流動性、可
使時間の確保を果たすことができる。
【0012】なお、この粘稠剤を添加した場合でも材料
温度が高くなると粘性が低下するので、粘稠剤の添加量
を使用温度に応じて増加させることが好ましく、高温使
用時間には、上記添加量を3kg/m3 程度とすることが
好ましい。
【0013】<流動化剤>流動化剤を添加するとセメン
ト粒子は凝集系から分散系に移行する。このときサスペ
ンションの粘度が低下し降伏値が大きく低下する。この
状態でコンクリートの流動性は格段に向上する。しか
し、上記サスペンションは熱力学的に不安定な系であ
り、セメント粒子の凝集や沈降が起こるので、コンクリ
ートの流動性は短時間でなくなる。この現象はスランプ
ロスとして現れる。公知の流動化剤の主成分としてはナ
フタリンスルホン酸塩系、ポリカルボン酸塩系、メラミ
ンスルホン酸塩系、リグニン系の分散剤が好適である。
【0014】<高性能AE減水剤>高性能AE減水剤は
上述の流動化剤のスランプロスを改善した分散剤であ
る。高性能AE減水剤では分散剤によりセメント粒子の
分散が進み、これにより分散系の粘度や降伏値が低下
し、コンクリートの流動化が果たされる。さらにセメン
ト粒子の凝集を分散剤の徐放により防止することができ
る。なお、上記分散剤がセメント粒子の分散による粘度
低下分を減水することにより増粘して粘度を一定に保持
する減水機構は流動化剤と同様である。公知の高性能A
E減水剤としてはポリカルボン酸エーテル系複合物、ア
ミノスルホン酸縮合物系又はリグニン誘導体、アニオン
型特殊高分子活性剤等が用いられる。
【0015】<流動化剤又は高性能AE減水剤の添加量
>本発明では流動化剤又は高性能AE減水剤は粘稠剤の
増粘作用によるスランプロスの増加を制御するために使
用したが、練混ぜ後3時間経過状態でのスランプフロー
350mmを確保するために添加量の下限値をセメント
重量の3%とし、上限値は材料分離が生じないためにセ
メント重量の4%と設定した。なお、材料のコンシステ
ンシーは、セメント銘柄、使用骨材の種類、粗粒率等に
より変化するので、所定のスランプフローを得るため
に、実際の使用材料を用いて試験練りを行うことが好ま
しく、上記設定値に若干の増減を見込むことが好まし
い。
【0016】
【実施例】
<実験例1:SFC配合> (1) 使用材料(1m3 当り) 粗骨材(砕石) 882kg 細骨材(川砂) 590kg 早強ポルトランド 600kg セメント 練混ぜ水 210kg 高性能AE減水剤 25kg 粘稠剤 1〜3kg(添加量を変更して練り
混ぜを行う) スチールファイバ 79kg (2) 練混ぜ工程 (50リットル強制練りミキサー使
用) 骨材空練り 適宜 +セメント+粘稠剤 60秒 +練混ぜ水+高性能 4分 AE減水剤 +スチールファイバ 90秒 (3) スランプ試験結果 練り上り時 スランプ 24.0cm フロー 695mm 3時間後 スランプ 23.8cm フロー 520mm (4) 圧縮試験結果(材令24時間) σ24hr=161kgf/cm2 <実験例2:RC配合> (1) 使用材料(1m3 当り) 粗骨材(砕石) 960kg 細骨材(川砂) 800kg 早強ポルトランド 400kg セメント 練混ぜ水 180kg 高性能AE減水剤 14kg 粘稠剤 1〜3kg(添加量を変更して練り
混ぜを行う) (2) 練混ぜ工程 (50リットル強制練りミキサー使
用) 骨材空練り 適宜 +セメント+粘稠剤 60秒 +練混ぜ水+高性能 4分 AE減水剤 (3) スランプ試験結果 練り上り時 スランプ 24.0cm フロー 645mm 3時間後 スランプ 22.5cm フロー 438mm (4) 圧縮試験結果(材令36時間) σ36hr=170kgf/cm2
【0017】<実験結果> (1) 粘稠剤添加量とスランプフローとの関係 図1から明らかなように規定スランプフロー(350m
m)を確保するには粘稠剤添加量を2.2kg(コンクリ
ート1m3 当り)以下であることが好ましい。また、添
加量1kg(コンクリート1m3 当り)以下の場合には均
一な増粘作用を発揮できない。したがって粘稠剤添加量
の適正値としては1〜2.2kg(コンクリート1m3
り)が推奨できる。 (2) 高性能AE減水剤添加量とスランプフロー、24時
間圧縮強度との関係図2から規定スランプフローとの関
係から下限値が、24時間圧縮強度との関係から上限値
を決定することができる。この結果、添加量としてセメ
ント重量比3〜4%が好適であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】粘稠剤添加量とスランプフローとの関係を示し
た特性曲線図。
【図2】高性能AE減水剤添加量とスランプフロー、2
4時間圧縮強度との関係を示した特性曲線図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 //(C04B 28/04 24:26 H 2102−4G 24:18) B 2102−4G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポルトランドセメントにアクリル系粘稠剤
    を添加して空練りし、このポルトランドセメント混合物
    に所定量の減水剤と水とを加えて混練り製造したことを
    特徴とする直打ちライニング用コンクリート。
  2. 【請求項2】上記アクリル系粘稠剤は製造される上記コ
    ンクリートの単位体積に対して1〜2.2kg/m3
    加されたことを特徴とする請求項1に記載の直打ちライ
    ニング用コンクリート。
  3. 【請求項3】上記減水剤はポリカルボン酸系、アミノス
    ルホン酸系又はリグニン系減水剤から選択され、その添
    加量は上記ポルトランドセメントのセメント重量比3〜
    4%であることを特徴とする請求項1又は請求項2のい
    ずれかに記載の直打ちライニング用コンクリート。
JP3172763A 1991-07-12 1991-07-12 直打ちライニング用コンクリート Expired - Lifetime JPH0794339B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06206748A (ja) * 1992-08-31 1994-07-26 Kajima Corp フローイングコンクリートを製造する方法
JP2007169974A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Tachibana Material Co Ltd 中詰め材

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06206748A (ja) * 1992-08-31 1994-07-26 Kajima Corp フローイングコンクリートを製造する方法
JP2007169974A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Tachibana Material Co Ltd 中詰め材

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