JPH0788245B2 - セメント硬化促進剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トンネルや立坑などの天井、側壁部分にモル
タルやコンクリートを吹付けする際に瞬間的に硬化して
吹付け材の跳ね返りによる損失や剥離の少ない施工を要
望される工法に用いられるセメント硬化促進剤に関する
ものである。

〔従来の技術とその問題点〕

従来より、トンネルや立坑等の天井や壁部分への吹付け
には、空練りしたドライモルタルやドライコンクリー
ト、又は水で混煉したモルタルやコンクリートにセメン
ト急結剤をセメントに対して３〜10重量％添加して施工
されている。

この吹付けモルタルやコンクリートの吹付け直後の凝結
性や強度が高くないと、吹付けたモルタルやコンクリー
ト中の骨材等が跳ね返り、材料の損失が大きく、特に湧
水等がある場合には、天井部などでは剥離現像が起き問
題となりがちである。

そのため、セメントの急結剤としては、従来よりアルカ
リ金属の炭酸塩とアルカリ金属のアルミニウム酸塩を主
体とするもの（例えば、特開昭59−156946号公報）が使
用されている。

従来のセメント急結剤は、アルカリ性が強いセメント強
結剤であり、特に、ナトリウムやカリウムのアルカリ金
属の炭酸塩とアルカリ金属のアルミン酸塩は直接肌に触
れると強い薬傷をおこす性質がある。このため、作業者
は露出部にハンドクリームなどを塗り、保護しながら作
業な行なっているが、完全なものではなく、施工現場の
悩みの種となっている。

このような問題点を改良する方法の一つとして、アルカ
リ金属の炭酸塩とアルカリ金属のアルミン酸塩に対し、
焼用明バン石及び／又は石灰を配合した急結剤がある
（特開昭61−26538号公報）。

しかしながら、焼明バン石を50重量％以上配合してい
るので、急結剤そのもののアルカリ性は低いが、急結性
が弱く、このためトンネル内の湧水箇所などの悪条件下
では、吹付けたモルタル又はコンクリートの落下や剥離
など問題が多い。

本発明者らは、従来の急結剤の欠点を改善するために、
種々研究を重ねた結果、焼成ミョバン石を50％未満と
し、これとアルカリ金属のアルミン酸塩、アルカリ金属
の炭酸塩及び石灰から構成されるセメント硬化促進剤が
かかる欠点を解決できることを知見して本発明を完成し
たものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、焼成ミョウバン石10〜40重量％、アルカリ金
属のアルミン酸塩10〜40重量％、アルカリ金属の炭酸塩
５〜30重量％及び石灰５〜40重量％からなるセメント硬
化促進剤である。

以下、本発明を詳しく説明する。

本発明の焼成ミョウバン石と、カリウムミョウバン石、
アルミニウムミョウバン石又は鉄ミョウバン石等を500
℃〜800℃にて焼成したものをプレーン値で1,000cm²/g
以上に粉砕したものである。好ましくは2,000/5,000cm²
/gである。

焼成ミョウバン石の配合量は10〜40重量％である。焼成
ミョウバン石の配合量が40重量％を超えるものは初期の
凝結力に乏しく、湧水によりさらにその急結性が妨げら
える。10重量％未満ではアルカリ性が強いので好ましく
ない。

アルカリ金属のアルミン酸塩とは、アルミン酸ナトリウ
ム、アルミン酸カリウム等のことをいい、アルカリ金属
のアルミン酸塩の配合量は10〜40重量％である。その配
合量が10重量％未満では初期強度の発現性が悪く、40重
量％を超えて配合してもその急結効果は変らない。

アルカリ金属の炭酸塩とは、炭酸カリウム、炭酸ナトリ
ウム等のことを言い、アルカリ金属の炭酸塩の配合量は
５〜30重量％である。

その配合量が５重量％より少ないと初期強度の発現が悪
く、30重量％を超えて配合してもその急結効果は余り変
らない。

石灰とは、生石灰又は消石灰を示しており、その配合量
が５重量％未満では初期強度の発現が悪く、40重量％を
超えて配合してもその急結効果は余り変らない。

又、本発明において、ハロゲン化物を配合すると、一層
優れた急結性を示す。

本発明によるセメント硬化促進剤のセメントに対する添
加量は１〜20重量％であり、好ましくは２〜15重量％で
ある。

本発明によるセメント硬化促進剤を添加したモルタル又
はコンリートを吹付工法に適用した場合、吹付けたモル
タル又はコンクリートの跳ね返りによる落下量はリバウ
ンド率として計算されるが、一般的には急結性が強い
程、吹付けたモルタル又はコンクリートの剥離を抑える
ことになり、そのリバウンド率は低くなる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を詳しく説明する。

尚、以下に示した％はいずれも重量基準である。

実施例１ 焼成カリウム明バン石を105μ以下に粉砕し、粉末度310
0cm²/gに調整したものと、市販の工業用アルミン酸ナト
リウム、炭酸ナトリウム及び消石灰との配合比を第１表
のように変え、セメント硬化促進剤とした。セメントは
アンデスセメント社製普通ポルトランドセメントを使用
し、骨材は姫川産細骨材（F.M.＝2.7）を使用した。

20℃の恒温室において、普通セメント700g、細骨材2100
g、硬化促進剤35g及び水350gを計量し、モルタルミキサ
ーにて、セメントと硬化促進剤と細骨材を10秒間空練り
混合後、水を加えて更に10秒間混合した後、すばやく型
枠に充填し、ASTMC403−65T「プロクター貫入抵抗法」
により、プロクター貫入抵抗値を測定した。尚、注水後
プロクター貫入抵抗値が500psiに達したときを凝結の始
発時間とした。

第１表から明らかなように、焼成カリウム明バン石が40
重量％を超えると、モルタルの凝結の始発時間がかなり
遅く、また、40重量％以下であってもアルミン酸ナトリ
ウムの配合量が10重量％以上でないと凝結の始発時間が
遅くなる傾向にある。アルミン酸ナトリウムの配合量が
10重量％以上であれば、焼成カリウム明バン石が10〜40
重量％の範囲で満足すべき始発時間（３分以内）を示し
ている。

実施例２ 焼成カリウム明バン石10〜40重量％及びアルミン酸ナト
リウム10〜40重量％の条件下において、炭酸ナトリウム
及び消石灰の割合を種々変化させて、実施例１と同一条
件で試験を行った。

第２表より、焼成カリウム明バン石10〜40重量％、アル
ミン酸ナトリウム10〜40重量％であっても、炭酸ナトリ
ウムが５〜30重量％の範囲内になければ、凝結の始発は
遅れる傾向にある。

消石灰については、５〜40重量％の範囲内にあれば、モ
ルタルの急結性を助長する効果がある。

実施例３ 実施例２において、最も好適であるセメント硬化促進剤
の配合につき、市販品と比較してセメントに対する添加
量別の試験を行なった結果を第３表に示す。

第３表において、配合No.30と35は、いずれも、市販品
（配合No.43）よりも優れた急結性状を示している。

実施例４ 実施例２のセメント硬化促進剤の配合No.35において、
ハロゲン化物として、NaCl、NaBrを外割配合した試験結
果を第４表に示す。

第４表より、ハロゲン化物を添加したものは、無添加品
に比べて、急結性が強くなることがをわかる。

実施例５ 実施例２で確認された配合No.30と35のセメント硬化促
進剤を用い、第５表に示す配合のコンクリートを調合
し、高さ3.5m、幅3mの模擬トンネル内にて乾式吹付機を
用いて0.3m³の空練りコンクリートを吹付け、トンネル
内に落ちた跳ね返り量をリバウンド率として測定した。

同時に、20×40×50cmの木枠に同様のコンクリートを吹
付け、材令１日、３日、７日及び28日後にφ5.5cmのコ
ア抜きドリルにてコアリングして圧縮強度を測定した。

第６表より、本発明のセメント硬化促進剤を添加した吹
付コンクリートは比較例に比し急結性が高いため、コン
クリートのリバウンド率は低く、コンクリートの強度そ
のものも優れている。また、本発明のセメント硬化促進
剤使用による吹付コンクリート作業では、従来の急結剤
にみられるようなアルカリによる刺激はなく、剥離や落
下もなく安全な作業可能であった。

〔発明の効果〕

本発明によるセメント効果促進剤を添加した吹付コンク
リートは、弱アルカリ性で高い急結性を有しているの
で、トンネルや立坑などの天井又は側壁部へこれを吹付
けた場合、コンクリートのリバウンド率は低く、その剥
離や落下がなく、またアルカリによる刺激もないので、
経済的且つ安全な吹付作業が可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焼成ミョウバン石10〜40重量％、アルカリ
   金属のアルミン酸塩10〜40重量％、アルカリ金属の炭酸
   塩５〜30重量％及び石灰５〜40重量％からなるセメント
   硬化促進剤。