JPH08295550A - 吹付けコンクリート - Google Patents

吹付けコンクリート

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JPH08295550A
JPH08295550A JP12299895A JP12299895A JPH08295550A JP H08295550 A JPH08295550 A JP H08295550A JP 12299895 A JP12299895 A JP 12299895A JP 12299895 A JP12299895 A JP 12299895A JP H08295550 A JPH08295550 A JP H08295550A
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JP
Japan
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concrete
weight
cement
fine aggregate
spraying
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JP12299895A
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English (en)
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Makoto Kito
誠 鬼頭
Mitsuhiro Suenaga
充弘 末永
Masao Yoshinaga
正雄 吉永
Yoshiaki Hironaka
義昭 弘中
Kenkichi Hirano
健吉 平野
Kazuyuki Mizushima
一行 水島
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NIPPON TETSUDO KENSETSU KODAN
Denka Co Ltd
Sato Kogyo Co Ltd
Original Assignee
NIPPON TETSUDO KENSETSU KODAN
Denki Kagaku Kogyo KK
Sato Kogyo Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146Sprayable or pumpable mixtures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地山の壁面やトンネルの覆工などに用いられ
る高性能の吹付けコンクリート。 【構成】 セメント、急結材、細骨材及び粗骨材を含有
してなり、細骨材100重量部中、炭酸カルシウム、フ
ライアッシュ、石粉、及び高炉水砕スラグから選ばれた
1種又はそれ以上の無機粉末を3〜20重量部含有し、
かつ、そのスランプ値が10〜20cmである吹付けコ
ンクリート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吹付けコンクリート、
特に、地山の壁面やトンネルなどの覆工に用いられる高
性能の吹付けコンクリートに関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来、地山の壁面やトンネル
などの覆工に用いられるコンクリートの吹付けは、コン
クリートのだれや落下などを防ぐため、急結材を吹付け
直前にコンクリートに添加して吹付けるか、急結材をあ
らかじめ添加したドライミックス材料に、吹付け直前に
水を添加して吹付けを行ない、数秒で付着、硬化させる
方法が行なわれている(特開昭57−122972号公
報)。しかしながら、この方法では、吹付け直後のコン
クリートのはね返り、剥落などによるリバウンド量や、
粉塵が多量に発生するなどの問題があった。
【0003】前記課題を解消するため微粉のシリカフュ
ームをコンクリートに混和する方法が土木学会の年次学
術講演会等で提案されている(土木学会第46回年次学
術講演会 平成3年9月 V−70 シリカフュームを
混入した吹付けコンクリートの強度特性、V−307
高強度吹付けコンクリートの研究、 III−290 シリ
カフュームを添加した吹付けコンクリート施工試験)。
しかしながら、これらの方法では、シリカフュームの嵩
比重が低く作業性が悪い、コンクリートの水比が大幅に
上がり強度低下を生じたり、材料の価格が高い等の問題
があった。本発明者は、前記課題を解決すべく種々検討
した結果、細骨材として特定の無機粉末を使用すること
によって、前記課題が解決され、ポンプ圧送性、吹付け
付着性、粉塵低減性、及び強度増進効果等に優れた高性
能の吹付けコンクリートが得られるという知見を得て本
発明を完成するに至った。
【0004】
【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、細骨材、及び粗骨材を含有し、かつ細骨材
100重量部中、炭酸カルシウム、フライアッシュ、石
粉、及び高炉水砕スラグからなる群より選ばれた一種又
は二種以上の無機粉末を3〜20重量部含有してなり、
必要に応じ減水剤を配合してなり、そのスランプ値が1
0〜20cmであることを特徴とする吹付けコンクリー
トである。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
使用する吹付けコンクリートとは、セメント、細骨材、
粗骨材、及び必要に応じてセメント混和材等からなるも
のである。本発明で使用するセメントとしては、特に限
定されるものではなく、普通、早強、及び超早強等の各
種ポルトランドセメントや、これらポルトランドセメン
トにフライアッシュ、高炉スラグ、及びシリカを混合し
た各種混合セメントが使用可能である。
【0006】また、本発明で使用する急結材は、水和活
性が強く、例えば、トンネルの吹付け材に関しては、例
えば、約10秒前後のように、瞬時に急結させ、湧水の
あるトンネルにおける吹付け作業性を改善することなど
を可能にするものである。具体的には、カルシウムアル
ミネート系、焼成明バン系、及びアルミン酸ナトリウム
系等があるが、吹付け直後の付着性、耐湧水性、及び吹
付けコンクリートの耐久性等の面でカルシウムアルミネ
ート系急結材の使用が好ましい。
【0007】急結材の使用量は、急結材の種類によって
変化し、一義的には決定できないが、カルシウムアルミ
ネート系急結材を使用する場合は、セメント100重量
部に対して、3〜10重量部が好ましく、5〜8重量部
がより好ましい。3重量部未満では吹付けコンクリート
が付着不良となるばかりか、吹付け直後の吹付けコンク
リートの剥落などが発生する場合があり、10重量部を
越えて使用しても使用効果の向上はみられず、十分に地
山との付着がとれずにはね返り現象を起こしてしまう、
いわゆるリバウンド量が増加する場合がある。
【0008】吹付けコンクリートは、吹付け機など各種
の装置を通過するために、また、骨材のリバウンドによ
る危険性や吹付けコンクリートの付着性の面から、骨材
の最大寸法が制限され、特に、粗骨材の最大寸法は、例
えば15mm以下のものが使用されている。
【0009】本発明では、特に細骨材の内容が重要であ
って、細骨材の微粉成分として、炭酸カルシウム、フラ
イアッシュ、石粉、及び高炉水砕スラグからなる群より
選ばれた一種又は二種以上の無機粉末が必要である。本
発明で使用する無機粉末は、炭酸カルシウム、フライア
ッシュ、石粉、及び高炉水砕スラグからなる群より選ば
れた一種又は二種以上であり、ポンプ圧送性、吹付けコ
ンクリートの付着性、粉塵低減効果等において、炭酸カ
ルシウムが最も好ましい。
【0010】無機粉末の粒子径の上限は、150μm以
下であることが好ましく、100μm以下であることが
より好ましく、80μm以下であることが最も好まし
い。150μmを越えるとリバウンドの低減効果や粉塵
の低減効果などの吹付け性状の改善があまりみられな
い。また、無機粉末の粒子径の下限に特に制限はなく、
1μm又はそれ以下の粒子が存在していてもよい。無機
粉末の平均粒径は、特に限定されるものではないが、1
0〜80μmが好ましい。
【0011】無機粉末の使用量は、コンクリートの細骨
材100重量部中、3〜20重量部であり、4〜15重
量部が好ましく、5〜12重量部がより好ましい。3重
量部未満では吹付けコンクリートの付着性、粉塵低減効
果が少なく、20重量部を越えるとコンクリートの粘性
が増し、ポンプ圧送性が悪くなる場合がある。
【0012】ここで、細骨材とは、最大粒径が5mm以
下であり、通常、川砂、砕砂、海砂、及び山砂等の砂が
使用されており、その粒度分布の範囲は土木学会コンク
リート標準示方書によって規定されている。細骨材の使
用量は特に限定されるものではないが、通常、コンクリ
ート1m3中、800〜1,100kg/m3 が好まし
い。
【0013】本発明で使用する粗骨材とは、最大粒径5
mm以上の石であり、吹付けコンクリートにおいては、
5〜15mmのものが好ましく、5〜13mmがより好
ましい。粗骨材の使用量は特に限定されるものではない
が、通常、コンクリート1m3中、600kg/m3
後である。
【0014】本発明では、さらに、無機粉末の使用によ
る水セメント比の大幅上昇を低減するために、また、初
期又は長期の強度発現性を付与する面から減水剤を使用
することが好ましい。減水剤としては、一般市販のいず
れのセメント減水剤の使用も可能であるが、初期の凝結
性状改善や初期又は長期の強度発現性を付与する面から
高性能減水剤の使用が好ましい。
【0015】高性能減水剤としては、β−ナフタリンス
ルホン酸縮合物やメラミンスルホン酸などが使用可能で
ある。減水剤の使用量は、コンクリート中のセメント1
00重量部に対し、固形分換算で0.05〜1重量部が
好ましい。
【0016】本発明では以上の材料の他に、リバウンド
や粉塵発生量の低減などの施工性や品質改善などのため
にシリカフューム等の使用、また、凍結融解性向上のた
めにAE減水剤の使用、さらには、ベントナイト、ケイ
ソー土、及び活性白土等のセメント混和材の併用も可能
である。
【0017】水の使用量は、コンクリート1m3 中、1
60〜240kg/m3 が好ましく、180〜225k
g/m3 がより好ましい。160kg/m3 未満では付
着性が不良となる場合があり、240kg/m3 を越え
ると、初期・長期強度発現性が不良となる場合がある。
本発明のコンクリートのスランプ値は10〜20cmで
あり、12〜18cmが好ましく、14〜16cmがよ
り好ましい。10cm未満ではポンプ圧送性、リバウン
ド低減効果、及び粉塵低減効果が得られにくく20cm
を越えると吹付け時のだれ等が発生する場合がある。
【0018】本発明において、セメント、細骨材、及び
粗骨材などの混合方法は、特に制限されるものではな
く、全材料を一時に混合する方法、個別の順番に混合す
る方法など、いずれの方法も可能である。また、混合・
混練順序も特に限定されるものではないが、無機粉末は
セメントと同時に混合することが無機粉末のコンクリー
ト中の分散性を向上させる面から好ましい。このように
して得られたコンクリートは、従来のコンクリートでは
測定不能であった超流動性コンクリートの流動性を確認
する器具、即ち、Vロートでの測定が可能となり、その
コンクリートをポンプで圧送し、吹付ける直前に急結材
と混合して壁面吹付けの用途に使用される。
【0019】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに説明
する。 実施例1 W/C60%、s/a60%、及び単位セメント量36
0kg/m3 のコンクリート基本配合を用い、細骨材1
00重量部中の無機粉末を表1に示すように配合して吹
付け用のコンクリートを調整した。
【0020】調整したコンクリートを10m3 /Hの吐
出量で、コンクリート吹付け機に投入し、コンクリート
吹付け圧力4.0kgf/cm2 でポンプ圧送し、一
方、急結材の使用量がセメント100重量部に対して7
重量部になるように急結材の吐出量を調整し、吐出圧力
4.5kgf/cm2 で圧送し、コンクリートと急結材
とを吹付ける直前、吹付け口より2.5m手前で、Y字
管により混合して壁面に吹付け、その際、発生する粉塵
量、リバウンド率、及び吹付け後の強度を測定した。結
果を表1に併記する。
【0021】 <使用材料> セメント : 電気化学工業社製普通ポルトランドセメント 急結材 : カルシウムアルミネート系市販急結材 細骨材 : 富山県庄川産川砂 無機粉末A : 炭酸カルシウム、市販品、325メッシュ 無機粉末B : フライアッシュ、市販品 無機粉末C : 石粉、粉砕ダスト品、200メッシュ下 無機粉末D : 高炉水砕スラグ粉砕品、ブレーン値5,200cm2 /g 粗骨材 : 富山県庄川産砕石 減水剤 : 市販品、ポリカルボン酸系
【0022】<測定方法> Vロート : 厚さ7.5cm、上底50cm、下底
7.5cm、高さ42cmの台形下部に、高さ15c
m、7.5cm角の排出口のついたロート内に9リット
ルのコンクリートを充填し、その落下速度を秒単位で測
定。 粉 塵 : 柴田科学器械工業社製デジタル粉塵計
を使用し、トンネル切羽より10m手前で、吹付け直前
から30分間測定し、1m3 当たりの粉塵量を測定。 リバウンド率: 1m3 吹付け、落下したコンクリート
重量と吹付けたコンクリート重量の比。 強 度 : トンネル壁面にコンクリートを吹付
け、所定材齢3日前に、φ7×14cmのコア供試体を
採取し、材齢7日、28日で圧縮強度を測定。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明により、ポンプ圧送性に優れ、吹
付け時の付着性の向上(リバウンドの低減)及び粉塵の
低減効果が著しく改善されるばかりか、短・長期強度発
現も良好となるなどの効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 E21D 11/10 E21D 11/10 D //(C04B 28/02 14:28 18:12 22:08 20:00 24:04) 103:12 103:30 111:00 (72)発明者 末永 充弘 東京都千代田区永田町2丁目14番2号 日 本鉄道建設公団内 (72)発明者 吉永 正雄 東京都中央区日本橋本町4丁目12番20号 佐藤工業株式会社技術本部土木技術部内 (72)発明者 弘中 義昭 東京都中央区日本橋本町4丁目12番20号 佐藤工業株式会社技術本部中央技術研究所 内 (72)発明者 平野 健吉 新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地 電気化学工業株式会社青海工場内 (72)発明者 水島 一行 新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地 電気化学工業株式会社青海工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント、急結材、細骨材、及び粗骨材
    を含有してなり、細骨材100重量部中、炭酸カルシウ
    ム、フライアッシュ、石粉、及び高炉水砕スラグからな
    る群より選ばれた一種又は二種以上の無機粉末を3〜2
    0重量部含有してなり、そのスランプ値が10〜20c
    mであることを特徴とする吹付けコンクリート。
  2. 【請求項2】 減水剤を配合してなる請求項1記載の吹
    付けコンクリート。
JP12299895A 1995-04-25 1995-04-25 吹付けコンクリート Pending JPH08295550A (ja)

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