JPH0953013A - 急結材 - Google Patents

急結材

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JPH0953013A
JPH0953013A JP20368495A JP20368495A JPH0953013A JP H0953013 A JPH0953013 A JP H0953013A JP 20368495 A JP20368495 A JP 20368495A JP 20368495 A JP20368495 A JP 20368495A JP H0953013 A JPH0953013 A JP H0953013A
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JP
Japan
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polyhydric alcohol
isocyanate
weight
cement
parts
Prior art date
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Pending
Application number
JP20368495A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyonobu Maruhashi
清信 丸橋
Eishi Kawasaki
栄資 川崎
Kenkichi Hirano
健吉 平野
Akitoshi Araki
昭俊 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
C R K Kk
Denka Co Ltd
Original Assignee
C R K Kk
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
Application filed by C R K Kk, Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical C R K Kk
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露出した地山面への吹付けや橋脚等の補修に
使用でき、初期強度発現性が良好で、瞬時に硬化させる
ことも可能で、大量の水がしみでている箇所の止水も容
易であり、柔軟性を発現させることができ、さらに、接
着力も高めることができる急結材を提供すること。 【解決手段】 セメント質物質、多価アルコール、及び
イソシアネート類、さらに、必要に応じて硬化剤を含有
してなる急結材を構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、道路、鉄道、
及び導水路等のトンネルにおいて露出した地山面への吹
付けや、貯水池、地下連続壁、床版、橋梁、橋脚、及び
橋台等の補修に使用できる、通常のコンクリートよりも
柔軟性があり、短時間で高い強度が得られる急結材に関
する。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来、トンネル工事において
カルシウムアルミネート系急結材を使用した急結性コン
クリートを、掘削により露出した地山面に吹付けて瞬結
硬化させ、地山の安定化を図る吹付工法や、コンクリー
ト部材のひび割れ等の補修にセメント系材料が使用され
ている。これらの材料は、通常、セメント、砂利や砂な
どの骨材、あるいは、急硬材や減水剤などの各種セメン
ト混和材及び/又はセメント混和剤を成分とするもので
あり、柔軟性が無いため、乾燥、自己膨張、及び重量物
等による強い圧縮力によるひび割れが生じることがあっ
た(「山岳トンネルの新技術」、ジェオフロンテ研究会編
纂、土木工学社、1991、「建物の損傷と対策」、江川洋次
郎、建設工業開発センター、昭和59年発行)。
【0003】また、吹付工法において、従来の急結性コ
ンクリートは、瞬時に凝結するが、例えば、数分程度の
初期の強度発現は、10分で5kgf/cm2程度であり、接着
性が少なく、吹付け直後は剥落等が生じるという課題が
あった。
【0004】このようなセメント系材料の柔軟性や接着
性を改善したものとして、セメント系材料に高分子化合
物を混入させたポリマーセメントモルタルが知られてい
るが、硬化が遅く、短時間に高い強度を得ることが困難
であるという課題があり、ひび割れ等から水がしみ出て
いる個所への施工では、接着力が低下するという課題が
あった。
【0005】また、吹付工法においては、アクリル酸の
カルシウム塩やマグネシウム塩、セメント、及び骨材か
らなる吹付材料が提案されている(特開昭61-117148号公
報、特開昭62-265157号公報、特開平4-52377号公報)。
しかしながら、これらの吹付材料は、初期に施工性や安
全性が得られる強度が得られないという課題があった。
【0006】本発明者は種々検討した結果、特定の複合
材料を使用することにより前記課題が解決できる知見を
得て本発明を完成するに至った。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セメン
ト質物質、多価アルコール、及びイソシアネート類を含
有してなる急結材であり、さらに、硬化剤を含有してな
る急結材である。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明の急結材とは、無機系材料であるセ
メント質物質と、有機系材料である多価アルコール、イ
ソシアネート類、及び硬化剤により複合化した材料であ
り、瞬時に硬化し初期に高い強度が発現するものであ
る。つまり、初期の強度発現性が良好となるのは、セメ
ントの水和反応を利用した強度発現機構とは異なり、多
価アルコールとイソシアネートの反応により高分子架橋
構造がセメント粒子を取り囲み、緻密な構造となるため
と推定される。従って、カルシウムアルミネート、アル
カリ金属炭酸塩、及びアルミニウム塩を配合した従来の
急結セメントや、カルシウムアルミネートとセッコウ等
を配合した従来の急硬性コンクリートよりも初期の強度
発現性が非常に良好であり、柔軟性が発現すると考えら
れる。
【0010】本発明で使用するセメント質物質とは、普
通、早強、超早強、及び中庸熱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フライアッシュ
や高炉スラグを混合した各種混合セメント、その他市販
の微粒子セメント、カルシウムアルミネート又はカルシ
ウムアルミネートとセッコウを混合した各種急結セメン
トや急硬セメント、並びに、アルミナセメント等が挙げ
られる。また、潜在水硬性であるスラグやフライアッシ
ュの使用も可能である。セメント質物質の粒度は特に限
定されるものではないが、ブレーン値で2,000cm2/g以上
が好ましい。粒度が粗いと、即ち、ブレーン値が2,000c
m2/g未満では、緻密な構造が形成されにくく、初期強度
発現性が低下する場合がある。
【0011】また、本発明では、多価アルコールとイソ
シアネートの反応により高い初期強度を得ることが可能
であるが、さらに、適度な水を加えて発泡させることも
柔軟性を付与する面で好ましい。ただし、水の量が多す
ぎると水とイソシアネートの反応で、多量の炭酸ガスが
発生し、それと共に発泡するため、初期強度発現性が低
下する場合がある。
【0012】本発明において、砂や砂利などの骨材を併
用することも可能であり、経済性の面で好ましい。
【0013】本発明で使用する多価アルコールとは、分
子構造内に水酸基を二個以上持つ有機物質であり、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジエチレング
リコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエ
リスリトール、ソルビトール、及びメチルグルコシド等
の低分子量化合物や、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ヒマシ油等のポリアルキレングリ
コール、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキ
サイド共重合物、及びエチレンジアミンやトリエタノー
ルアミンなどのアミン類にエチレンオキサイドやプロピ
レンオキサイドを付加した付加物等の高分子化合物の一
種又は二種以上が使用可能である。これらのうちで、ポ
リプロピレングリコール、又は、エチレンジアミンにプ
ロピレンオキサイドを付加した付加物の使用が好まし
い。特に、エチレンジアミン等のアミン類の付加物は、
それ自身硬化促進効果があるのでより好ましい。多価ア
ルコールの使用量は、セメント質物質100重量部に対し
て、30〜150重量部が好ましく、40〜80重量部がより好
ましい。30重量部未満では高い初期強度や充分な付着力
が得にくい場合があり、150重量部を越えて使用すると
初期強度発現性が低下する場合がある。
【0014】本発明で使用するイソシアネートとは、分
子構造内にイソシアネート基を二個以上含有する物質で
あり、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート(MD
I)、2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)、1,3-キ
シリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジ
イソシアネート(HMDI)、ポリメチレンポリフェニル
ポリイソシアネート(ポリメリックMDI)、及び1,5-ナ
フタレンジイソシアネート(NDI)、これらのイソシア
ネートを水や低級1価ないし多価アルコールで変成した
もの、これらのイソシアネートと各種高分子量の多価ア
ルコールとを反応させた末端イソシアネート基含有ウレ
タンプレポリマー、これらの末端イソシアネート基含有
ウレタンプレポリマーを水や低級1価アルコールないし
多価アルコールで変成したもの等の一種又は二種以上が
使用可能である。これらの中で安全性や経済性の面から
ポリメリックMDIの使用が好ましい。イソシアネート
の使用量は、多価アルコール100重量部に対して、50〜1
50重量部が好ましく、80〜120重量部がより好ましい。5
0重量部未満では初期強度発現性を促進させることが難
しい場合があり、150重量部を越えても高い強度発現性
が得られない場合がある。
【0015】本発明で使用する硬化剤とは、多価アルコ
ールとイソシアネートの反応を促進させる効果を促すも
のであり硬化時間をコントロールするもので、無機塩
類、有機金属化合物、及びアミン類が挙げられる。具体
的には、無機塩類として塩化スズが、有機金属化合物と
して、ジブチルスズジラウレートやジブチルスズジアセ
テートなどが、アミン類としては、エチレンジアミン、
トリエチルアミン、ヘキサメチレンジアミン、及び1,4-
ジアザ(2,2,2)ビシクロオクタン又はこれらの誘導体や
溶剤との混合物等が挙げられる。このうち、有機金属化
合物や無機塩は活性が比較的小さく、また、環境保全の
面からアミン類を使用することが好ましい。硬化剤の使
用量は、イソシアネート100重量部に対して、0.05〜3
重量部が好ましく、0.1〜2重量部がより好ましい。0.0
5重量部未満では反応を促進させることが難しい場合が
あり、3重量部を越えると反応が急激に進行し、硬化不
良を起こす場合がある。
【0016】本発明の急結材を使用して施工する際に、
例えば、コンクリート壁のちょっとしたひび割れ等を埋
めたい場合は、適当な容器に使用する分だけセメント質
物質と多価アルコール、さらに、必要に応じ硬化剤を加
え混練し、さらにイソシアネートを加え混練して流し込
んだり、コテで塗り付けることで可能である。また、比
較的大きな隙間を充填する場合は、大型のコンクリート
ミキサー等で前記と同様混練し打設すれば良く、モルタ
ルポンプ等を使用し、ホース先端より打設することも可
能である。さらに、従来より一般的に行われている急結
性コンクリートを使用した吹付工法の代替材料としても
使用可能である。例えば、イソシアネートとセメント質
物質を混練しポンプ圧送し、圧送途中に設けたY字管の
一方より多価アルコール又は多価アルコールと硬化剤と
を圧送し、合流混合させ、ノズル先端より吹付ける方法
等が挙げられる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。
【0018】実施例1 セメント100重量部に対して、表1に示す多価アルコー
ルと、多価アルコール100重量部に対して、表1に示す
イソシアネートとを配合して混練し、各材齢における圧
縮強度と、材齢28日の破壊歪みを測定した。結果を表1
に併記する。なお、比較のため、多価アルコールとイソ
シアネートを配合しないで、市販の急結材をセメント10
0重量部に対して7重量部配合し、水/セメント比60%
で混合して同様に行った。結果を表1に併記する。
【0019】<使用材料> セメント :市販早強ポルトランドセメント 多価アルコール:市販品、エチレンジアミンにプロピレ
ンオキサイドを付加した付加物 イソシアネート:市販ポリメリックMDI
【0020】<測定方法> 圧縮強度 :φ5×10cmの型枠に詰め成形し、各材齢に
おける圧縮強度を測定 破壊歪み :材齢28日の圧縮強度測定において、マイク
ロメーターを取り付け、供試体にひびがはいった時点の
マイクロメーターの読みを測定し、マイクロメーターの
読み/供試体の高さの百分率を破壊歪みとした。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2 セメント100重量部に対して、多価アルコールを50重量
部、多価アルコール100重量部に対して、イソシアネー
トを100重量部、イソシアネートを100重量部に対して、
表2に示す硬化剤を配合して混練し、硬化時間を測定し
た。結果を表2に併記する。
【0023】<使用材料> 硬化剤 :1,4-ジアザ(2,2,2)ビシクロオクタン 多価アルコール:ポリプロピレングリコール
【0024】<測定方法> 硬化時間 :プロクター試験機による貫入抵抗値が4,00
0psi以上となった時間
【0025】
【表2】
【0026】実施例3 セメント100重量部に、多価アルコール50重量部を加え
混練し、さらに、多価アルコール100重量部に対して、
イソシアネート100重量部を加え10秒間混練し、幅約1c
mのコンクリートの隙間に充填した。その結果、硬化状
況は良好であり、10分後、既設のコンクリートとのせん
断接着強度を測定したところ、28kgf/cm2であった。
【0027】<測定方法> せん断接着強度:既設コンクリートの隙間に充填後、長
さ、既設コンクリート10cm、充填コンクリート4cm、及
び既設コンクリート10cmの断面形状4cm×4cmの供試体
をカッターで採取し、充填コンクリートを圧縮し、既設
コンクリートから充填コンクリートがはがれた時の荷重
を接触断面積で割った値。
【0028】実施例4 水が毎分約1リットルしみでているひび割れ箇所を実施
例3の材料で補修した。その結果、材料が流されること
なく充分止水することができた。その時のセン断接着強
度は、19kgf/cm2であった。
【0029】実施例5 セメントと、セメント100重量部に対して、多価アルコ
ール100重量部との混練物を圧送能力10m3/hのポンプで
エア圧送し、途中に設けたY字管の一方から、多価アル
コール100重量部に対して、イソシアネートを100重量部
の割合で圧送し、合流混合させ地山面に吹き付けた。そ
の結果、パイプ内の閉塞もなく順調に吹き付けることが
でき、多少のバラツキがあるが、1時間後の圧縮強度は
290〜350kgf/cm2であった。
【0030】
【発明の効果】本発明の急結材を使用することで、従来
の急結性コンクリートよりも初期強度発現性を良好にす
ることができる。従って、数分で高い強度が要求される
場合に効果を発揮する。また、硬化剤の添加で硬化時間
を調節できるため、瞬時に硬化させることも可能であ
る。そのため、大量の水がしみでている箇所の止水も容
易である。さらに、多価アルコールとイソシアネートと
の反応による高分子架橋構造の形成により、通常のセメ
ント硬化体にはない柔軟性を発現させることができ、さ
らに、接着力も高めることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 // C09K 103:00 (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 荒木 昭俊 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】 セメント質物質、多価アルコール、及び
    イソシアネート類を含有してなる急結材。
  2. 【請求項2】 セメント質物質、多価アルコール、イソ
    シアネート類、及び硬化剤を含有してなる急結材。
JP20368495A 1995-08-09 1995-08-09 急結材 Pending JPH0953013A (ja)

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JP20368495A JPH0953013A (ja) 1995-08-09 1995-08-09 急結材

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JP20368495A JPH0953013A (ja) 1995-08-09 1995-08-09 急結材

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JPH0953013A true JPH0953013A (ja) 1997-02-25

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ID=16478134

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JP20368495A Pending JPH0953013A (ja) 1995-08-09 1995-08-09 急結材

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010078853A (ko) * 2001-04-27 2001-08-22 김형봉 이소시아넷(수지) 열분해 중합 콘크리트 성형 복원재의제조 합성기술
JP2014201643A (ja) * 2013-04-03 2014-10-27 株式会社エフコンサルタント 硬化性組成物

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KR20010078853A (ko) * 2001-04-27 2001-08-22 김형봉 이소시아넷(수지) 열분해 중합 콘크리트 성형 복원재의제조 합성기술
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