JPH0597491A - セメント混和材及びその急結施工方法 - Google Patents
セメント混和材及びその急結施工方法Info
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- JPH0597491A JPH0597491A JP3284194A JP28419491A JPH0597491A JP H0597491 A JPH0597491 A JP H0597491A JP 3284194 A JP3284194 A JP 3284194A JP 28419491 A JP28419491 A JP 28419491A JP H0597491 A JPH0597491 A JP H0597491A
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 急結施工が要求される、一般土木建築分野
で使用されるセメント混和材及びその急結施工方法を提
供すること。 【構成】 セメント急結材、凝結遅延剤、及びミョウ
バン類を含有してなるセメント混和材並びにミョウバン
類を含有するコンクリートと、セメント急結材及び凝結
遅延剤を含有する懸濁液状セメント急硬材とを、個別に
圧送してから合流混合させて急結施工することを特徴と
するコンクリートの急結施工方法を構成とする。 【効果】 本発明のセメント混和材を使用することに
より、コンクリートと懸濁液状セメント急硬材を混合す
ると、数秒から10秒程度にゲル化時間やコンクリートの
凝結時間が短縮され、しかも短時間の圧縮強度もミョウ
バンを添加しない場合に比べて２〜３割増加する効果を
そうする。そのため、従来適用できなかったNATM工法に
おける吹付け工法やNTL工法に適用可能となった。
で使用されるセメント混和材及びその急結施工方法を提
供すること。 【構成】 セメント急結材、凝結遅延剤、及びミョウ
バン類を含有してなるセメント混和材並びにミョウバン
類を含有するコンクリートと、セメント急結材及び凝結
遅延剤を含有する懸濁液状セメント急硬材とを、個別に
圧送してから合流混合させて急結施工することを特徴と
するコンクリートの急結施工方法を構成とする。 【効果】 本発明のセメント混和材を使用することに
より、コンクリートと懸濁液状セメント急硬材を混合す
ると、数秒から10秒程度にゲル化時間やコンクリートの
凝結時間が短縮され、しかも短時間の圧縮強度もミョウ
バンを添加しない場合に比べて２〜３割増加する効果を
そうする。そのため、従来適用できなかったNATM工法に
おける吹付け工法やNTL工法に適用可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般土木建築分野で使
用されるコンクリートを急結させて施工する際に使用す
るセメント混和材及びその急結施工方法に関する。
用されるコンクリートを急結させて施工する際に使用す
るセメント混和材及びその急結施工方法に関する。
【０００２】本発明におけるコンクリートとは、セメン
トペースト、モルタル、及びコンクリート又はこれらの
スラリーを総称していう。
トペースト、モルタル、及びコンクリート又はこれらの
スラリーを総称していう。
【０００３】
【従来の技術とその課題】従来、コンクリートを急結さ
せる技術としては、例えば、カルシウムアルミネートと
無機硫酸塩を主体とする粉状又は懸濁液状のセメント急
硬剤と、コンクリートとを、個別に圧送してから合流混
合させて30秒〜数十分で硬化させる技術が提案されてい
る(特公昭57-10058号公報)。
せる技術としては、例えば、カルシウムアルミネートと
無機硫酸塩を主体とする粉状又は懸濁液状のセメント急
硬剤と、コンクリートとを、個別に圧送してから合流混
合させて30秒〜数十分で硬化させる技術が提案されてい
る(特公昭57-10058号公報)。
【０００４】また、ミョウバンはセメントの硬化促進材
として知られており、吹付け用急結材の一部として使用
されている(特公平2-1104号公報)。
として知られており、吹付け用急結材の一部として使用
されている(特公平2-1104号公報)。
【０００５】そして、これら従来の技術においては、硬
化時間が短くても30秒程度であるため、数秒で凝結する
ことを要求されるNATM工法の一次吹付けライニングや、
これと同程度の時間でゲル化することが要求されるNTL
工法の一次ライニングには、アルカリ金属のアルミン酸
塩や炭酸塩を主体とした組成物、又は、カルシウムアル
ミネートを主体とした組成物からなる粉体急結材、もし
くは、アルカリ金属のアルミン酸塩や炭酸塩を溶解させ
た液体急結材が用いられてきた(特公昭63-28864公報)。
しかしながら、粉体急結材は定量圧送性や施工時におけ
る粉塵発生の面での課題があり、液体急結材は強アルカ
リ性であるため、セメントの水和が抑制されて強度増進
が期待できず、作業者への安全上の面からも課題が多い
ものであった。
化時間が短くても30秒程度であるため、数秒で凝結する
ことを要求されるNATM工法の一次吹付けライニングや、
これと同程度の時間でゲル化することが要求されるNTL
工法の一次ライニングには、アルカリ金属のアルミン酸
塩や炭酸塩を主体とした組成物、又は、カルシウムアル
ミネートを主体とした組成物からなる粉体急結材、もし
くは、アルカリ金属のアルミン酸塩や炭酸塩を溶解させ
た液体急結材が用いられてきた(特公昭63-28864公報)。
しかしながら、粉体急結材は定量圧送性や施工時におけ
る粉塵発生の面での課題があり、液体急結材は強アルカ
リ性であるため、セメントの水和が抑制されて強度増進
が期待できず、作業者への安全上の面からも課題が多い
ものであった。
【０００６】これに変わる材料として、カルシウムアル
ミネートと無機硫酸塩を主体とした懸濁状の急結材の検
討がなされてきた。しかしながら、この懸濁状の急結材
の練り置き性を十分にするためには、凝結遅延剤は必須
であり、従って合流混合させても前記の課題の解決は得
られなかった。
ミネートと無機硫酸塩を主体とした懸濁状の急結材の検
討がなされてきた。しかしながら、この懸濁状の急結材
の練り置き性を十分にするためには、凝結遅延剤は必須
であり、従って合流混合させても前記の課題の解決は得
られなかった。
【０００７】本発明者らは、前記課題を解消すべく種々
検討を重ねた結果、特定の組成物を使用することによっ
て、コンクリートのゲル化もしくは凝結する時間を数秒
から10秒程度とすることが可能となる知見を得て本発明
を完成するに至った。
検討を重ねた結果、特定の組成物を使用することによっ
て、コンクリートのゲル化もしくは凝結する時間を数秒
から10秒程度とすることが可能となる知見を得て本発明
を完成するに至った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セメン
ト急結材、凝結遅延剤、及びミョウバン類を含有してな
るセメント混和材であり、セメントと該セメント混和材
からなるセメント組成物であり、さらには、ミョウバン
類を含有するコンクリートと、セメント急結材及び凝結
遅延剤を含有する懸濁液状セメント急硬材とを個別に圧
送してから合流混合させて急結施工することを特徴とす
るコンクリートの急結施工方法である。
ト急結材、凝結遅延剤、及びミョウバン類を含有してな
るセメント混和材であり、セメントと該セメント混和材
からなるセメント組成物であり、さらには、ミョウバン
類を含有するコンクリートと、セメント急結材及び凝結
遅延剤を含有する懸濁液状セメント急硬材とを個別に圧
送してから合流混合させて急結施工することを特徴とす
るコンクリートの急結施工方法である。
【０００９】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】本発明に係るセメント急結材とは、化学成
分としてCaO、Al2O3、及びSO3を有効成分として含有す
るものであり、例えば、12CaO・7Al2O3、11CaO・7Al2O3・C
aF2、CaO・ Al2O3、及び3CaO・Al2O3等のカルシウムアル
ミネート類と、例えば、セッコウや硫酸ナトリウムなど
の無機硫酸塩との混合物又はそれらの溶融生成物であ
り、結晶形態の別なく使用可能である。これらのうち、
12CaO・7Al2O3や11CaO・7Al2O3・CaF2の組成を有する物を
高温溶融して急冷し無定化したものとII型無水セッコウ
との混合物が急結性が良く最も好ましい。カルシウムア
ルミネート類の粒度は、ブレーン比表面積2,000cm2/g以
上が好ましく、3,000〜5,000cm2/gがより好ましい。ま
た、無機硫酸塩の粒度は、ブレーン比表面積2,000cm2/g
以上が好ましく、3,000〜8,000cm2/gがより好ましい。
セメント急結材中の無機硫酸塩の使用量は、カルシウム
アルミネート類の0.5〜1.5重量倍が好ましい。
分としてCaO、Al2O3、及びSO3を有効成分として含有す
るものであり、例えば、12CaO・7Al2O3、11CaO・7Al2O3・C
aF2、CaO・ Al2O3、及び3CaO・Al2O3等のカルシウムアル
ミネート類と、例えば、セッコウや硫酸ナトリウムなど
の無機硫酸塩との混合物又はそれらの溶融生成物であ
り、結晶形態の別なく使用可能である。これらのうち、
12CaO・7Al2O3や11CaO・7Al2O3・CaF2の組成を有する物を
高温溶融して急冷し無定化したものとII型無水セッコウ
との混合物が急結性が良く最も好ましい。カルシウムア
ルミネート類の粒度は、ブレーン比表面積2,000cm2/g以
上が好ましく、3,000〜5,000cm2/gがより好ましい。ま
た、無機硫酸塩の粒度は、ブレーン比表面積2,000cm2/g
以上が好ましく、3,000〜8,000cm2/gがより好ましい。
セメント急結材中の無機硫酸塩の使用量は、カルシウム
アルミネート類の0.5〜1.5重量倍が好ましい。
【００１１】本発明に係る凝結遅延剤は、懸濁液状のセ
メント急硬材の練り置き性を２時間以上保持するために
必要であり、具体的には、クェン酸、酒石酸、リンゴ
酸、及びグルコン酸等の有機ヒドロキシルカルボン酸
や、ショ糖、並びに、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等
が挙げられる。凝結遅延剤の使用量は、特に限定される
ものではないが、セメント急結材100重量部に対して、
５重量部以下が好ましく、0.3〜２重量部がより好まし
い。
メント急硬材の練り置き性を２時間以上保持するために
必要であり、具体的には、クェン酸、酒石酸、リンゴ
酸、及びグルコン酸等の有機ヒドロキシルカルボン酸
や、ショ糖、並びに、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等
が挙げられる。凝結遅延剤の使用量は、特に限定される
ものではないが、セメント急結材100重量部に対して、
５重量部以下が好ましく、0.3〜２重量部がより好まし
い。
【００１２】本発明に係るミョウバン類としては、カリ
ミョウバン、クロムミョウバン、及び鉄ミョウバン等の
ミョウバンとミョウバン石等が挙げられる。ここで、ミ
ョウバン石等とは、天然産で〔(K,Na)(Al,Fe)3(SO4)2(O
H)6〕の成分範囲を示すものであり、これを粉砕した生
ミョウバン石粉末や、800℃以下で仮焼して粉砕した仮
焼ミョウバン石粉末が使用可能である。これらのうち、
一般に市販されているカリミョウバンの使用が好まし
く、通常含まれる不純物には影響されないものであり、
無水塩や結晶水を含むもの、いずれもそのまま使用可能
である。また、仮焼ミョウバン石粉末の使用も好まし
く、その粉末度はブレーン値で3,00Ocm2/g以上が好まし
い。ミョウバン類の粒度は、150μ以下が好ましい。ミ
ョウバン類の使用量は、セメント100重量部に対して、
0.5〜５重量部が好ましい。0.5重量部未満ではセメント
急硬材を添加しても10秒程度でゲル化もしくは凝結させ
ることができない。また、５重量部を越えて使用しても
急結効果の増大は期待できず、かえってコンクリートの
フロー値やスランプ値の経時低下が大きくなり圧送性に
課題が生ずる傾向がある。
ミョウバン、クロムミョウバン、及び鉄ミョウバン等の
ミョウバンとミョウバン石等が挙げられる。ここで、ミ
ョウバン石等とは、天然産で〔(K,Na)(Al,Fe)3(SO4)2(O
H)6〕の成分範囲を示すものであり、これを粉砕した生
ミョウバン石粉末や、800℃以下で仮焼して粉砕した仮
焼ミョウバン石粉末が使用可能である。これらのうち、
一般に市販されているカリミョウバンの使用が好まし
く、通常含まれる不純物には影響されないものであり、
無水塩や結晶水を含むもの、いずれもそのまま使用可能
である。また、仮焼ミョウバン石粉末の使用も好まし
く、その粉末度はブレーン値で3,00Ocm2/g以上が好まし
い。ミョウバン類の粒度は、150μ以下が好ましい。ミ
ョウバン類の使用量は、セメント100重量部に対して、
0.5〜５重量部が好ましい。0.5重量部未満ではセメント
急硬材を添加しても10秒程度でゲル化もしくは凝結させ
ることができない。また、５重量部を越えて使用しても
急結効果の増大は期待できず、かえってコンクリートの
フロー値やスランプ値の経時低下が大きくなり圧送性に
課題が生ずる傾向がある。
【００１３】本発明において、コンクリートにミョウバ
ン類を添加する方法は、特に制限されるものではなく、
セメント投入時添加する、又は、すべての材料を投入後
添加するなどいずれの方法も使用可能である。
ン類を添加する方法は、特に制限されるものではなく、
セメント投入時添加する、又は、すべての材料を投入後
添加するなどいずれの方法も使用可能である。
【００１４】ここで、セメントとは、通常用いられる、
普通・早強・超早強等の各種ポルトランドセメント、こ
れらポルトランドセメントに高炉スラグ又はフライアッ
シュなどを混合した各種混合セメントなどが使用可能で
ある。
普通・早強・超早強等の各種ポルトランドセメント、こ
れらポルトランドセメントに高炉スラグ又はフライアッ
シュなどを混合した各種混合セメントなどが使用可能で
ある。
【００１５】本発明においては、コンクリートのゲル化
もしくは凝結する時間を数秒から10秒程度とすることが
必要である。
もしくは凝結する時間を数秒から10秒程度とすることが
必要である。
【００１６】コンクリートのゲル化もしくは凝結する時
間を数秒から10秒程度とする方法としては、ミョウバン
類を添加したコンクリートと、懸濁液状セメント急硬材
を個別に圧送し、合流混合させる方法が好ましい。
間を数秒から10秒程度とする方法としては、ミョウバン
類を添加したコンクリートと、懸濁液状セメント急硬材
を個別に圧送し、合流混合させる方法が好ましい。
【００１７】懸濁液状セメント急硬材のペーストもしく
はスラリーと、コンクリートとを混合した急結性コンク
リートを調整する方法としては、合流部を極力短かくし
たＹ字管を使用して、懸濁液状セメント急硬材のペース
トもしくはスラリーとコンクリートとを混合する方法、
二重管を用いてコンクリートを内管内に、懸濁液状セメ
ント急硬材のペーストもしくはスラリーを内管と外管と
の間隙部に流し込み、二重管の先端部もしくは二重管か
ら流れ出た空中部で合流させる二重管を使用した方法、
さらには２本のパイプを近接させ、しかも空中で速やか
に合流できるように配置しておく、いわゆる吹付法など
が使用可能である。また、NATM工法で用いられ、シャワ
ー状に合流混合させるインレットピースを使用し、その
後の管中にセットされたスパイラル状のミキサーを油圧
で回転させて混合する方法等の使用も可能である。
はスラリーと、コンクリートとを混合した急結性コンク
リートを調整する方法としては、合流部を極力短かくし
たＹ字管を使用して、懸濁液状セメント急硬材のペース
トもしくはスラリーとコンクリートとを混合する方法、
二重管を用いてコンクリートを内管内に、懸濁液状セメ
ント急硬材のペーストもしくはスラリーを内管と外管と
の間隙部に流し込み、二重管の先端部もしくは二重管か
ら流れ出た空中部で合流させる二重管を使用した方法、
さらには２本のパイプを近接させ、しかも空中で速やか
に合流できるように配置しておく、いわゆる吹付法など
が使用可能である。また、NATM工法で用いられ、シャワ
ー状に合流混合させるインレットピースを使用し、その
後の管中にセットされたスパイラル状のミキサーを油圧
で回転させて混合する方法等の使用も可能である。
【００１８】
【実施例】以下実施例により本発明を説明する。
【００１９】実施例１ 非晶質の12CaO・7Al2O3とII型無水セッコウとの等重量混
合物(比重2.9)よりなる、ブレーン値5,500cm2/gのセメ
ント急結材、クエン酸と炭酸カリウムとを重量比で１：
３に混合した凝結遅延剤、及び水を表１に示すように各
種割合で混合して懸濁液状セメント急硬材であるＡ液を
調整した。一方、普通ポルトランドセメント、カリミョ
ウバン、及び水を表１に示すように混合してＢ液を調整
した。Ａ液とＢ液を混合後、そのゲル化する時間を測定
した。結果を表１に併記する。なお、使用材料は次のと
おり。また、表１において、セメント急結材とセメント
は、それぞれ、水との混合物100リットル中のkgで示し
た。さらに、凝結遅延剤はセメント急結材100重量部に
対して、ミョウバン類はセメント100重量部に対する重
量部で示した。
合物(比重2.9)よりなる、ブレーン値5,500cm2/gのセメ
ント急結材、クエン酸と炭酸カリウムとを重量比で１：
３に混合した凝結遅延剤、及び水を表１に示すように各
種割合で混合して懸濁液状セメント急硬材であるＡ液を
調整した。一方、普通ポルトランドセメント、カリミョ
ウバン、及び水を表１に示すように混合してＢ液を調整
した。Ａ液とＢ液を混合後、そのゲル化する時間を測定
した。結果を表１に併記する。なお、使用材料は次のと
おり。また、表１において、セメント急結材とセメント
は、それぞれ、水との混合物100リットル中のkgで示し
た。さらに、凝結遅延剤はセメント急結材100重量部に
対して、ミョウバン類はセメント100重量部に対する重
量部で示した。
【００２０】＜使用材料＞ カルシウムアルミネート類：12CaO・7Al2O3、非晶質、ブ
レーン3,800cm2/g 無機硫酸塩：II型無水セッコウ、7,500cm2/g 凝結遅延剤ａ：クエン酸、試薬一級 〃 ｂ：炭酸カリウム、 〃 ミョウバン類：カリミョウバン、大明化学社製 セメント：デンカ普通ポルトランドセメント、比重3.15 水 ：水道水
レーン3,800cm2/g 無機硫酸塩：II型無水セッコウ、7,500cm2/g 凝結遅延剤ａ：クエン酸、試薬一級 〃 ｂ：炭酸カリウム、 〃 ミョウバン類：カリミョウバン、大明化学社製 セメント：デンカ普通ポルトランドセメント、比重3.15 水 ：水道水
【００２１】
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、セメントにカリ
ミョウバンを添加することにより、無添加に比較してか
なりゲル化時間を短縮することが可能となる。
ミョウバンを添加することにより、無添加に比較してか
なりゲル化時間を短縮することが可能となる。
【００２３】実施例２ 下記の材料及び表２の配合を使用して、セメント砂比
１：３で、水セメント比55％のモルタルに、該モルタル
中のセメント100重量部に対して、セメント急結材が10
重量部となるように調整した水比70％の懸濁液状セメン
ト急硬材を添加混合後、ゲル化時間と凝結時間を測定し
たこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併
記する。なお、表２において、凝結遅延剤はセメント急
結材100重量部に、また、ミョウバン類はセメント100重
量部に対する重量部を示す。
１：３で、水セメント比55％のモルタルに、該モルタル
中のセメント100重量部に対して、セメント急結材が10
重量部となるように調整した水比70％の懸濁液状セメン
ト急硬材を添加混合後、ゲル化時間と凝結時間を測定し
たこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に併
記する。なお、表２において、凝結遅延剤はセメント急
結材100重量部に、また、ミョウバン類はセメント100重
量部に対する重量部を示す。
【００２４】＜使用材料＞ 砂 ：姫川産天然砂、ＦＭ＝2.8
【００２５】
【表２】
【００２６】表２から明らかなように、セメントにカリ
ミョウバンを添加することにより、無添加に比較して、
かなりゲル化時間やモルタルの凝結の始発時間(500psi)
を短縮することが可能である。なお、セメント100重量
部に対して、カリミョウバンを５重量％以上添加した場
合、モルタルが30分で凝結して使用不能となった。
ミョウバンを添加することにより、無添加に比較して、
かなりゲル化時間やモルタルの凝結の始発時間(500psi)
を短縮することが可能である。なお、セメント100重量
部に対して、カリミョウバンを５重量％以上添加した場
合、モルタルが30分で凝結して使用不能となった。
【００２７】
【発明の効果】本発明のセメント混和材を使用すること
により、コンクリートと懸濁液状セメント急硬材を混合
すると、数秒から10秒程度にゲル化時間やコンクリート
の凝結時間が短縮され、しかも短時間の圧縮強度もミョ
ウバンを添加しない場合に比べて２〜３割増加する効果
をそうする。そのため、従来適用できなかったNATM工法
における吹付け工法やNTL工法に適用可能となった。
により、コンクリートと懸濁液状セメント急硬材を混合
すると、数秒から10秒程度にゲル化時間やコンクリート
の凝結時間が短縮され、しかも短時間の圧縮強度もミョ
ウバンを添加しない場合に比べて２〜３割増加する効果
をそうする。そのため、従来適用できなかったNATM工法
における吹付け工法やNTL工法に適用可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── 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 22:06 Ｚ 2102−4Ｇ 24:04 2102−4Ｇ 22:10） 2102−4Ｇ
Claims (3)
- 【請求項１】 セメント急結材、凝結遅延剤、及びミョ
ウバン類を含有してなるセメント混和材。 - 【請求項２】 セメントと請求項１記載のセメント混和
材からなるセメント組成物。 - 【請求項３】 ミョウバン類を含有するコンクリート
と、セメント急結材及び凝結遅延剤を含有する懸濁液状
セメント急硬材とを個別に圧送してから合流混合させて
急結施工することを特徴とするコンクリートの急結施工
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28419491A JP3162758B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | セメント組成物及びその急結施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28419491A JP3162758B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | セメント組成物及びその急結施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597491A true JPH0597491A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3162758B2 JP3162758B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17675390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28419491A Expired - Fee Related JP3162758B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | セメント組成物及びその急結施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3162758B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0662029A4 (en) * | 1992-08-11 | 1998-04-01 | Khashoggi E Ind | CONTAINERS WITH HYDRAULIC INTAKE. |
| EP0686082A4 (en) * | 1993-02-17 | 1998-04-01 | Khashoggi E Ind | HYDRAULIC CURABLE MIXTURES |
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| JP2021160989A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 三菱マテリアル株式会社 | 速硬性モルタル組成物 |
-
1991
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