JPH10194815A - 吹付材料及びそれを用いた吹付工法 - Google Patents

吹付材料及びそれを用いた吹付工法

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JPH10194815A
JPH10194815A JP9001410A JP141097A JPH10194815A JP H10194815 A JPH10194815 A JP H10194815A JP 9001410 A JP9001410 A JP 9001410A JP 141097 A JP141097 A JP 141097A JP H10194815 A JPH10194815 A JP H10194815A
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JP9001410A
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Akitoshi Araki
昭俊 荒木
Kenkichi Hirano
健吉 平野
Isao Terajima
寺島  勲
Kazuyuki Mizushima
一行 水島
Akira Watanabe
晃 渡辺
Masahiro Iwasaki
昌浩 岩崎
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Denka Co Ltd
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Denki Kagaku Kogyo KK
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    • 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
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/10Accelerators; Activators
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 初期や長期の強度発現性が良好で、かつ、吹
付厚さが小さく、吹付時間が短い吹付材料及び吹付工法
の提供。 【解決手段】 セメントの単位量が380kg/m3
上、骨材の最大寸法が10mm以下、及び細骨材率が7
0%以上であるセメントモルタルと、急結剤とを含有す
る吹付材料。セメントモルタルにはセッコウを含有させ
てもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路、鉄道、及び
導水路等のトンネルにおいて、露出した地山面へ吹付け
る吹付材料及びそれを用いた吹付工法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トンネル掘削等露出した地山の崩
落を防止するために急結剤をコンクリートに混合した急
結性コンクリートの吹付工法が行われている(特公昭5
2−4149号公報)。この工法は、通常、掘削工事現
場に設置した、セメント、骨材、及び水の計量混合プラ
ントで吹付コンクリートを作り、それをアジテータ車で
運搬し、コンクリートポンプで圧送し、途中に設けた合
流管で、他方から圧送した急結剤と混合し、急結性吹付
コンクリートとして地山面に所定の厚みになるまで吹付
ける工法である。この工法では、地山に付着せずに落下
する量と吹付ける量との割合であるリバウンド(跳ね返
り)率が15〜30重量%と多く、又、粉塵も多く作業
環境が悪いために塵肺等の影響が心配されていた。その
ために、リバウンド率や粉塵のより少ない工法が求めら
れていた。さらに、従来より使用されているカルシウム
アルミネート系急結剤を含有したコンクリートは、急結
剤を含有していないコンクリートと比較して初期強度の
立ち上がりは良好であるが、長期強度は急結剤を含有し
ていないコンクリートよりも30〜50%位小さくなる
等といった問題があった。しかしながら、この急結剤を
含有したコンクリートは、NATM工法において地山の
崩落を防止するのにほとんどの場合において充分な強度
であり、かなり不安定な地山の場合には吹付け厚さを大
きくすることにより対処されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吹付け
厚さを厚くすることは経済性や作業効率性の点で好まし
くないという課題があった。特に、大断面トンネルの掘
削においては、経済性や作業効率性の点で、急結性吹付
コンクリートの強度を向上し、吹付け厚みを薄くし、施
工時間を短縮し、掘削サイクルを多く費やすために、リ
バウンド率や粉塵量を低減することが求められていた。
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ある特定の吹付材
料を使用して吹付けを行うことにより、上記課題を解決
できる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
トの単位量が380kg/m3 以上、骨材の最大寸法が
10mm以下、及び細骨材率が70%以上であるセメン
トモルタルと、急結剤とを含有してなることを特徴とす
る吹付材料であり、セメントモルタルがセメントとセッ
コウを含有してなることを特徴とする該吹付材料であ
り、該吹付材料を使用してなることを特徴とする吹付工
法である。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明ではセメントモルタル、ドライセメントモ
ルタル、コンクリート、及びドライコンクリートを総称
してセメントモルタルという。
【0006】本発明で使用するセメントとしては、通常
市販されている普通、早強、中庸熱、及び超早強等の各
種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメン
トにフライアッシュや高炉スラグ等を混合した各種混合
セメント、並びに、フルオロカルシウムアルミネートを
含有するフルオロセメント等が挙げられ、これらを微粉
末化して使用してもよい。これらの中では、セメントモ
ルタルを練り置いた後のポンプ圧送性が良好な点で、普
通ポルトランドセメントが好ましい。早強ポルトランド
セメントを使用した場合には、スランプの低下が大き
く、セメントモルタルを練り置いた後のポンプ圧送性が
低下するおそれがある。
【0007】本発明で使用するセメントの単位量は38
0kg/m3 以上であり、400〜550kg/m3
好ましい。380kg/m3 未満だとリバウンド率が大
きくなる。550kg/m3 を越えるとセメントモルタ
ルが圧送管に付着し、圧送性が低下するおそれがある。
【0008】本発明で使用する細骨材や粗骨材といった
骨材は吸水率が低くて、骨材強度が高いものが好ましい
が、特に制限されるものではない。
【0009】本発明で使用する骨材の最大寸法は、10
mm以下である。粗骨材の場合は6〜10mmが好まし
い。10mmを越えるとリバウンド率が大きくなる。粗
骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等が挙げ
られる。細骨材は最大寸法5mm以下のものであり、細
骨材としては川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が挙げら
れる。
【0010】本発明で使用する細骨材率は70%以上で
あり、70〜85%が好ましい。70%未満ではリバウ
ンド量や粉塵量が多くなる。85%を越えるとセメント
モルタルが圧送管に付着し、圧送性が低下するおそれが
ある。
【0011】本発明ではセメントモルタルを高強度化す
るために、セメントモルタルがセメントとセッコウを含
有することが好ましい。
【0012】セッコウとしては、無水セッコウ、半水セ
ッコウ、及び二水セッコウ等が挙げられ、これらの一種
又は二種以上を併用してもよい。これらの中では強度発
現性の点から無水セッコウが好ましい。セッコウの粒度
は通常セメント等に使用される程度が良く、例えばブレ
ーン値で3000cm2/g 程度が好ましく、さらに300
0cm2/g を越えるように微粉末化することが好ましい。
【0013】セッコウの使用量は、セメント100重量
部に対して、1〜25重量部が好ましく、7〜20重量
部がより好ましい。1重量部未満では長期強度発現性を
促進させることが難しく、25重量部を越えると初期凝
結が遅れ、地山に対する付着性が小さくなるおそれがあ
る。
【0014】本発明で使用する急結剤は初期にセメント
モルタルの凝結を起こさせるものである。急結剤として
は、カルシウムアルミネートの他に、硫酸塩類、アルカ
リアルミン酸塩、アルカリ炭酸塩、及び水酸化物等等の
凝結促進剤を使用できる。
【0015】本発明で使用するカルシウムアルミネート
とはCaO原料やAl23 原料等を混合したものを、キ
ルンで焼成したり、電気炉で溶融したりする等の熱処理
をして得られるものをいい、初期にセメントモルタルの
凝結を起こさせる急結成分である。カルシウムアルミネ
ートの鉱物成分としては、CaOをC、Al23 をAと
すると、C3 A、C127 、CA、及びCA2 等で示さ
れるカルシウムアルミネート熱処理物を粉砕したもの等
が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよ
い。さらに、その他の鉱物成分として、SiO2 を含有
するアルミノケイ酸カルシウム、C127 の1つのCa
OをCaF2 等のハロゲン化物で置き換えたC117
CaX2 (Xはフッ素等のハロゲン)、SO3 成分を含
むC43 ・SO3 、アルミナセメント、並びに、ナト
リウム、カリウム、及びリチウム等のアルカリ金属が一
部固溶したカルシウムアルミネート等が挙げられる。こ
れらの中では、反応活性の点で、C127 組成に対応す
る熱処理物を急冷した非晶質カルシウムアルミネートが
好ましい。カルシウムアルミネートの粒度は、急結性や
初期強度発現性の点で、ブレーン値で3000cm2/g 以
上が好ましく、4000cm2/g 以上がより好ましい。3
000cm2/g 未満だと急結性や初期強度発現性が低下す
るおそれがある。
【0016】硫酸塩類は、セメントの初期凝結を促進さ
せたり、初期や長期の強度発現を促進するものである。
硫酸塩類としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫
酸マグネシウム、及び硫酸アルミニウム等の硫酸塩、亜
硫酸ナトリウム、亜硫酸カルシウム、及び亜硫酸カリウ
ム等の亜硫酸塩、並びに、明礬等の複塩等のセッコウを
除いたものが挙げられ、これらの一種又は二種以上を併
用してもよい。これらの中では凝結力向上と強度発現性
の点で硫酸アルミニウムが好ましい。
【0017】アルカリアルミン酸塩はセメントの初期凝
結を促進するものである。アルカリアルミン酸塩として
は、アルミン酸リチウム、アルミン酸ナトリウム、及び
アルミン酸カリウム等が挙げられ、これらの一種又は二
種以上を併用してもよい。
【0018】アルカリ炭酸塩はセメントの初期凝結や初
期強度発現を促進させるものである。アルカリ炭酸塩と
しては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸水素カリウム、及び炭酸水素ナトリウム等が挙
げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。
アルカリ炭酸塩とアルカリアルミン酸塩を併用すると初
期凝結と強度発現性がより向上する。
【0019】水酸化物はセメントの初期凝結を促進する
ものである。水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化カルシウム
等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用しても
よい。
【0020】なお、これらの凝結促進剤は急結剤として
使用する場合を含め、単独でセメントモルタル側へ添加
してもよく、予め水に溶解させた水溶液を吹付直前に添
加してもよい。その際には、セメントモルタルと、カル
シウムアルミネートを含有する急結剤とを混合した後に
凝結促進剤を使用することが好ましい。凝結促進剤の中
では、水との溶解性の点でアルカリアルミン酸塩や水酸
化物が好ましい。これらの急結剤の中では初期の凝結や
強度発現性が向上する点でカルシウムアルミネートが好
ましく、長期強度向上の点でカルシウムアルミネートと
セッコウを併用することが好ましい。
【0021】カルシウムアルミネートとセッコウを併用
する場合のセッコウの使用量は、カルシウムアルミネー
ト100重量部に対して、20〜200重量部が好まし
く、50〜150重量部がより好ましい。20重量部未
満では長期強度発現性が小さく、200重量部を越える
と初期凝結が遅れ、地山に対する付着性が小さくなるお
それがある。なお、セメントモルタルと急結剤が混合し
た場合の合計のセッコウの使用量は、セメント100重
量部に対して、1〜25重量部が好ましく、5〜20重
量部がより好ましい。1重量部未満では強度発現が期待
できず、40重量部を越えるとセメントモルタルが膨張
して破壊するおそれがある。
【0022】さらに、初期凝結を促進する点で急結剤
に、カルシウムアルミネートや、カルシウムアルミネー
トとセッコウの混合物以外に、硫酸塩類、アルカリアル
ミン酸塩、アルカリ炭酸塩、及び水酸化物からなる群よ
り選ばれる一種又は二種以上の凝結促進剤を併用するこ
とが好ましい。
【0023】カルシウムアルミネートと併用する場合の
硫酸塩類の使用量は、カルシウムアルミネート100重
量部に対して、0.5〜20重量部が好ましく、1〜1
0重量部がより好ましい。0.5重量部未満では初期凝
結を促進しにくく、20重量部を越えてもさらなる長期
強度発現性の向上がみられず、価格高になるおそれがあ
る。
【0024】カルシウムアルミネートと併用するアルカ
リアルミン酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート1
00重量部に対して、0.5〜50重量部が好ましく、
5〜30重量部がより好ましい。0.5重量部未満では
初期凝結を促進しにくく、50重量部を越えると長期強
度発現を阻害するおそれがある。
【0025】カルシウムアルミネートと併用する場合の
アルカリ炭酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート1
00重量部に対して、0.5〜200重量部が好まし
く、1〜100重量部がより好ましい。0.5重量部未
満では初期凝結を促進しにくく、200重量部を越える
と初期や長期の強度発現を阻害するおそれがある。
【0026】カルシウムアルミネートと併用する場合の
水酸化物の使用量は、カルシウムアルミネート100重
量部に対して、0.5〜20重量部が好ましく、1〜1
5重量部がより好ましい。0.5重量部未満では初期凝
結を促進しにくく、20重量部を越えると長期強度発現
を阻害するおそれがある。
【0027】カルシウムアルミネートと凝結促進剤を併
用した場合には、凝結促進剤の中では初期凝結を促進す
る点でアルカリアルミン酸塩及び/又はアルカリ炭酸塩
が好ましい。
【0028】急結剤の使用量は、セメント100重量部
に対して、1〜20重量部が好ましく、7〜15重量部
がより好ましい。1重量部未満では初期凝結を促進しに
くく、20重量部を越えると長期強度の伸びが小さくな
るおそれがある。
【0029】本発明ではさらに、減水剤、凝結遅延剤、
増粘剤、超微粉、及び繊維状物質からなる群より選ばれ
る一種又は二種以上の混和材を併用することが好まし
い。
【0030】減水剤はセメントモルタルの流動性を改善
するために使用するもので、液状や粉状のものいずれも
使用できる。減水剤としては、ポリオール誘導体、リグ
ニンスルホン酸塩やその誘導体、及び高性能減水剤等が
挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよ
い。これらの中では、高強度発現性の点から高性能減水
剤が好ましい。高性能減水剤により、吹付け厚さを小さ
くでき、吹付け量を効率よく大きくでき、急結力を向上
し、急結剤の使用量、粉塵の発生量、及びリバウンド率
が極めて少なくできる。高性能減水剤としては、アルキ
ルアリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ナフタレン
スルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸
塩のホルマリン縮合物、及びポリカルボン酸系高分子化
合物等が挙げられ、液状や粉状のものいずれも使用で
き、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これ
らの中では、効果が大きい点で、ナフタレンスルホン酸
塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩のホルマ
リン縮合物、及びポリカルボン酸系高分子化合物が好ま
しい。
【0031】高性能減水剤の使用量は、固形分としてセ
メント100重量部に対して、0.1〜5重量部が好ま
しく、0.5〜3重量部がより好ましい。0.1重量部
未満では効果がなく、5重量部を越えるとセメントモル
タルの流動性は大きくなるが、セメントモルタルに粘性
を生じ、セメントモルタルが圧送管やミキサーの回転羽
根に付着し、施工性や強度が低下するおそれがある。
【0032】凝結遅延剤とは、セメントの凝結を遅延す
るものをいう。凝結遅延剤としては、有機酸、リン酸
塩、及びアルカリ炭酸塩等が挙げられる。
【0033】有機酸としては、クエン酸、酒石酸、グル
コン酸、リンゴ酸、及びこれらのナトリウム塩やカリウ
ム塩等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用し
てもよい。これらの中では強度発現性を阻害しにくい点
でクエン酸が好ましい。リン酸塩としては、リン酸一ナ
トリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、
トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウ
ム、ピロリン酸ナトリウム、及びテトラポリリン酸ナト
リウム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用
してもよい。又、ナトリウム塩の代わりにカリウム塩を
使用してもよい。これらの中では強度発現性を阻害しに
くい点でトリポリリン酸ナトリウムが好ましい。凝結遅
延剤の中では、遅延後の強度発現が良好な点で、有機酸
とアルカリ炭酸塩の混合物が好ましい。この場合の有機
酸とアルカリ炭酸塩の混合割合は、アルカリ炭酸塩10
0重量部に対して、有機酸10〜300重量部が好まし
く、20〜200重量部がより好ましい。10重量部未
満では効果がなく、300重量部を越えると硬化が遅延
しすぎて硬化不良となるおそれがある。
【0034】凝結遅延剤の使用量は、セメント100重
量部に対して、0.1〜5重量部が好ましく、0.5〜
3重量部がより好ましい。0.1重量部未満では、セメ
ントの凝結を抑制しにくく、5重量部を越えると強度発
現性を阻害するおそれがある。
【0035】増粘剤は、セメントモルタルに粘性を与
え、吹付直後のダレを防止し、リバウンドを小さくし、
粉塵発生を抑制するものである。増粘剤としては、メチ
ルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシ
エチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロース、及びヒドロキシエチルエチルセルロース等の
セルロース類、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、β
−1,3グルカン、プルラン、グアガム、ウェランガム
等の多糖類、酢酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、メタ
クリル酸、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、及び不
飽和カルボン酸等のビニル重合体やこれらの共重合体、
並びに、酢酸ビニル重合体やその共重合体をケン化しポ
リビニルアルコール骨格に変性したもの等のエマルジョ
ン類等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用し
てもよい。これらの中では、初期凝結を阻害しにくい点
で、セルロース類が好ましい。
【0036】増粘剤の使用量は、セメント100重量部
に対して、0.005〜0.5重量部が好ましく、0.
05〜0.3重量部がより好ましい。0.005重量部
未満ではセメントモルタルの粘性が小さく吹付けたとき
にダレが生じたり、リバウンド率が大きくなったりし、
0.5重量部を越えるとセメントモルタルの粘性が大き
くなり、セメントモルタルの圧送性に支障を生じるおそ
れがある。
【0037】超微粉とは平均粒径10μm以下のものを
いい、セメント量、粉塵量、及びリバウンド率を少なく
し、セメントモルタルの圧送性を向上する効果がある。
超微粉としては、微粉スラグ、微粉フライアッシュ、ベ
ントナイト、メタカオリオン、及びシリカフューム等が
挙げられ、これらの中では、強度発現性の点でシリカフ
ュームが好ましい。
【0038】超微粉の使用量は、セメント100重量部
に対して、1〜100重量部が好ましく、2〜30重量
部がより好ましい。1重量部未満では効果がなく、10
0重量部を越えると凝結や硬化が遅れるおそれがある。
【0039】繊維状物質はセメントモルタルの耐衝撃性
や弾性を向上させる効果があり、無機質や有機質いずれ
も使用できる。無機質の繊維状物質としては、ガラス繊
維、炭素繊維、ロックウール、石綿、セラミック繊維、
及び金属繊維等が挙げられ、有機質の繊維状物質として
は、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン
繊維、ポリアクリル繊維、セルロース繊維、ポリビニル
アルコール繊維、ポリアミド繊維、パルプ、麻、木毛、
及び木片等が挙げられる。これらの中では経済性の点
で、金属繊維やビニロン繊維が好ましい。繊維状物質の
長さは圧送性や混合性等の点で、50mm以下が好まし
く、30mm以下がより好ましい。50mmを越えると圧
送中にセメントモルタルが閉塞するおそれがある。
【0040】繊維状物質の使用量は、セメント100重
量部に対して、0.5〜10重量部が好ましく、1〜5
重量部がより好ましい。0.5重量部未満では効果がな
く、10重量部を越えると強度発現性を阻害し、効果が
なくなるおそれがある。
【0041】水の使用量は、セメント100重量部に対
して、35〜70重量部が好ましく、40〜60重量部
がより好ましい。35重量部未満だと十分に混合でき
ず、70重量部を越えると強度が出にくく、急結剤の使
用量が多くなるおそれがある。
【0042】本発明で使用する吹付工法では、要求され
る物性、経済性、及び施工性等からセメントモルタルと
して吹付けることができる。吹付工法としては、セメン
トモルタルと急結剤を別々に圧送し、合流混合させた急
結性吹付セメントモルタルを吹付けることを特徴とする
吹付工法が好ましく、乾式吹付法や湿式吹付法が使用で
きる。乾式吹付法としては、セメント、セッコウ、骨
材、及び急結剤を混合し、空気圧送し、途中で、例え
ば、Y字管の一方から水を添加して、湿潤状態で吹付け
る方法等が挙げられる。湿式吹付法としては、セメン
ト、セッコウ、骨材、及び水を混合して混練し、空気圧
送し、途中で、例えば、Y字管の一方から急結剤を添加
して吹付ける方法等が挙げられる。
【0043】混和材の中で凝結遅延剤は通常セメントモ
ルタル側に混合する。凝結遅延剤を除く混和材はセメン
トモルタル側と急結剤側のどちら側にも混合でき、片側
のみに使用しても良く、両側に併用してもよいが、強度
向上、リバウンド防止、及び凝結コントロールの点で、
セメントモルタル側に添加することが好ましい。最終的
にこれらの材料を混合した急結性吹付セメントモルタル
が吹付けられれば問題はない。本発明の吹付工法におい
ては、従来使用の吹付設備等が使用できる。通常、吹付
圧力は2〜5kg/cm2 、吹付速度は4〜20m3
hである。吹付設備は吹付けが十分に行われれば、特に
限定されるものではなく、例えば、セメントモルタルの
圧送にはアリバー社商品名「アリバー280」等が、急
結剤の圧送には急結剤圧送装置「ナトムクリート」等が
使用できる。
【0044】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。
【0045】実施例1 細骨材率80%、水の使用量をセメント100重量部に
対して50重量部となるように、表1に示す単位量のセ
メント、粗骨材、細骨材、及び水を用いて吹付コンクリ
ートとし、コンクリート圧送機「アリバ−280」で圧
送した。この吹付コンクリートに、急結剤をセメント1
00重量部に対して10重量部となるように、途中に設
けたY字管から急結剤圧送機「デンカナトムクリ−ト」
により合流混合させて急結性吹付コンクリートとした。
この急結性吹付コンクリートを4m3/hの吹付速度で30
分間、鉄板でアーチ状に製作した高さ3.5m、幅2.
5mの模擬トンネルに吹付け、リバウンド率と粉塵量を
測定した。結果を表1に示す。
【0046】(使用材料) セメントA:普通ポルトランドセメント、市販品、ブレ
ーン値3200cm2 /g、比重3.16 セメントB:早強ポルトランドセメント、市販品、ブレ
ーン値4000cm2 /g、比重3.14 粗骨材:新潟県青海町産石灰砂利、表乾状態、最大寸法
10mm、比重2.66 細骨材:新潟県青海町産石灰砂、表面水率4.8%、最
大寸法5mm、比重2.62 急結剤:カルシウムアルミネート、主成分C12
7 、ブレーン値6000cm2 /g (測定方法) リバウンド率:吹付け終了後、付着せずに落下した吹付
コンクリートの量を測定し、(リバウンド率)=(吹付
けの際に模擬トンネルに付着せずに落下した吹付コンク
リートの重量)/(吹付けに使用した吹付コンクリート
の重量)×100(%)の式から算出した。 粉塵量:10分毎に吹付場所より3mの定位置で測定
し、得られた測定値の平均値を示した。
【0047】
【表1】
【0048】実施例2 セメントA450kg/m3 、表2に示す最大寸法の粗
骨材337kg/m3、細骨材1326kg/m3 、及
び水225kg/m3 として吹付コンクリートとしたこ
と以外は実施例1と同様に行った。結果を表2に示す。
【0049】
【表2】
【0050】実施例3 セメントA450kg/m3 、水225kg/m3 、及
び表3に示す量の細骨材率として吹付コンクリートとし
たこと以外は、実施例1と同様に行った。結果を表3に
示す。
【0051】
【表3】
【0052】実施例4 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 として吹付コンクリートとし、セメント100重量
部に対して表4に示す量の急結剤を混合して急結性吹付
コンクリートとしたこと以外は実施例1と同様に行い、
圧縮強度を測定した。結果を表4に示す。
【0053】(使用材料) 急結剤:カルシウムアルミネート、主成分アルミノ
ケイ酸カルシウム、ブレーン値5900cm2 /g 急結剤A:硫酸塩類A:硫酸アルミニウム、市販品 急結剤ア:アルカリアルミン酸塩ア:アルミン酸ナトリ
ウム、市販品 急結剤i:アルカリ炭酸塩i:炭酸ナトリウム、市販品 急結剤α:水酸化物α:消石灰、市販品 (測定方法) 圧縮強度:調整した急結性吹付コンクリートを各型枠に
吹付けした。材齢1時間は幅25cm×長さ25cmの
プルアウト型枠供試体を使用し、プルアウト型枠表面か
らピンを急結性吹付コンクリートで被覆し、型枠の裏側
よりピンを引き抜き、その時の引き抜き強度を求め、
(圧縮強度)=(引き抜き強度)×4/(供試体接触面
積)の式から圧縮強度を算出した。材齢1日以降は幅5
0cm×長さ50cm×厚さ20cmの型枠から採取し
た直径5cm×長さ10cmの供試体を20トン耐圧機
で測定し、圧縮強度を求めた。
【0054】
【表4】
【0055】実施例5 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 として吹付コンクリートとし、セメント100重量
部と表5に示す量のセッコウを混合して吹付コンクリー
トとしたこと以外は実施例1と同様に行い、圧縮強度を
測定した。結果を表5に示す。 (使用材料) セッコウa:無水セッコウ粉砕品、ブレーン値5400
cm2 /g セッコウb:二水セッコウ粉砕品、ブレーン値3500
cm2 /g
【0056】
【表5】
【0057】実施例6 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部とセッコウa10重量
部を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート100重量部と表6に示す量のセッコウからな
る急結剤を、セメント100重量部に対して10重量部
混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施
例1と同様に行い、圧縮強度を測定した。結果を表6に
示す。
【0058】
【表6】
【0059】実施例7 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部とセッコウa10重量
部を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート100重量部と表7に示す量の硫酸塩類からな
る急結剤を、セメント100重量部に対して10重量部
混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施
例1と同様に行い、圧縮強度を測定した。結果を表7に
示す。 (使用材料) 硫酸塩類B:硫酸ナトリウム、市販品
【0060】
【表7】
【0061】実施例8 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部とセッコウa10重量
部を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート100重量部と表8に示す量のアルカリアルミ
ン酸塩からなる急結剤を、セメント100重量部に対し
て10重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこ
と以外は実施例1と同様に行い、圧縮強度を測定した。
結果を表8に示す。 (使用材料) アルカリアルミン酸塩イ:アルミン酸カリウム、市販品
【0062】
【表8】
【0063】実施例9 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部とセッコウa10重量
部を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート100重量部、セッコウ100重量部、及び表
9に示す量のアルカリアルミン酸塩からなる急結剤を、
セメント100重量部に対して10重量部混合して急結
性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例1と同様に
行い、圧縮強度を測定した。結果を表9に示す。
【0064】
【表9】
【0065】実施例10 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部とセッコウa10重量
部を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート100重量部と表10に示す量のアルカリ炭酸
塩からなる急結剤を、セメント100重量部に対して1
0重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以
外は実施例1と同様に行い、圧縮強度を測定した。結果
を表10に示す。 (使用材料) アルカリ炭酸塩ii:炭酸カリウム、市販品
【0066】
【表10】
【0067】実施例11 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部とセッコウa10重量
部を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート100重量部と表11に示す量の水酸化物から
なる急結剤を、セメント100重量部に対して10重量
部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実
施例1と同様に行い、圧縮強度を測定した。結果を表1
1に示す。 (使用材料) 水酸化物β:水酸化ナトリウム、市販品
【0068】
【表11】
【0069】実施例12 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部とセッコウa10重量
部を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート100重量部、並びに、表12に示す量のセッ
コウa、硫酸塩A、アルカリアルミン酸塩ア、アルカリ
炭酸塩i、及び水酸化物αからなる急結剤を、セメント
100重量部に対して10重量部混合して急結性吹付コ
ンクリートとしたこと以外は実施例1と同様に行い、圧
縮強度を測定した。結果を表12に示す。
【0070】
【表12】
【0071】実施例13 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部とセッコウa10重量
部を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート100重量部とアルカリアルミン酸塩ア10重
量部からなる急結剤を、セメント100重量部に対して
表13に示す量を混合して急結性吹付コンクリートとし
たこと以外は実施例1と同様に行い、圧縮強度を測定し
た。結果を表13に示す。
【0072】
【表13】
【0073】実施例14 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部、セッコウa10重量
部、及び表14に示す量の減水剤を混合して吹付コンク
リートとし、カルシウムアルミネート100重量部と
アルカリアルミン酸塩ア10重量部からなる急結剤を、
セメント100重量部に対して10重量部混合して急結
性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例1と同様に
行い、圧縮強度を測定した。但し、減水剤の使用量は固
形分換算で行い、吹付コンクリートについてはスランプ
を測定した。結果を表14に示す。 (使用材料) 減水剤:高性能減水剤、ナフタレンスルホン酸塩ホル
マリン縮合物系、市販品 減水剤:高性能減水剤、メラミンスルホン酸塩ホルマ
リン縮合物系、市販品 減水剤:高性能減水剤、ポリカルボン酸系高分子化合
物、市販品 (測定方法) スランプ:JIS A 1101に準じた。
【0074】
【表14】
【0075】実施例15 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部、セッコウa10重量
部、及び表15に示す量の凝結遅延剤を混合して吹付コ
ンクリートとし、カルシウムアルミネート100重量
部とアルカリアルミン酸塩ア10重量部からなる急結剤
を、セメント100重量部に対して10重量部混合して
急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例1と同
様に行い、圧縮強度を測定した。結果を表15に示す。 (使用材料) 凝結遅延剤:炭酸カリウム100重量部とクエン酸3
0重量部からなる混合物 凝結遅延剤:トリポリリン酸ナトリウム、市販品 凝結遅延剤:炭酸カリウム、市販品 凝結遅延剤:クエン酸、市販品
【0076】
【表15】
【0077】実施例16 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部、セッコウa10重量
部、及び表16に示す量の増粘剤を混合して吹付コンク
リートとし、カルシウムアルミネート100重量部と
アルカリアルミン酸塩ア10重量部からなる急結剤を、
セメント100重量部に対して10重量部混合したこと
以外は実施例1と同様に行った。結果を表16に示す。 (使用材料) 増粘剤I:メチルセルロース、市販品 増粘剤II:メチルエチルセルロース、市販品
【0078】
【表16】
【0079】実施例17 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部、セッコウa10重量
部、及び表17に示す量の超微粉を混合して吹付コンク
リートとし、カルシウムアルミネート100重量部と
アルカリアルミン酸塩アを10重量部からなる急結剤
を、セメント100重量部に対して10重量部混合した
こと以外は実施例1と同様に行った。結果を表17に示
す。 (使用材料) 超微粉:微粉スラグ、市販品、平均粒径8μm 超微粉:シリカヒューム、市販品、平均粒径4μm以
【0080】
【表17】
【0081】実施例18 セメントA450kg/m3 、粗骨材337kg/
3 、細骨材1326kg/m3 、及び水225kg/
3 とし、セメント100重量部、セッコウa10重量
部、及び表18に示す量の繊維状物質を混合して吹付コ
ンクリートとし、カルシウムアルミネート100重量
部とアルカリアルミン酸塩ア10重量部からなる急結剤
を、セメント100重量部に対して10重量部混合して
急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例1と同
様に行い、耐衝撃性を評価した。結果を表18に示す。 (使用材料) 繊維状物質α:神戸製鋼社製スチールファイバー、繊維
長30mm 繊維状物質β:クラレ社製ビニロン繊維、繊維長10m
m (測定方法) 耐衝撃性:材齢1時間後の急結性吹付コンクリートを幅
20cm×長さ20cm×厚さ1cmに切り取ったもの
を、平らにならした標準砂の上に置き、重さ100gの
球体を50cmの高さから落下させた。落下回数5回以
内で破壊した場合を×、破壊せずにひびが入ったものを
○、破壊せずにひびが入らないものを◎とした。
【0082】
【表18】
【0083】実施例19 セメントA450kg/m3 、細骨材率80%、水の使
用量をセメント100重量部に対して表19に示す量と
なるように、表19に示す単位量の水を用いて吹付コン
クリートとし、カルシウムアルミネート100重量部
とアルカリアルミン酸塩ア10重量部からなる急結剤
を、セメント100重量部に対して10重量部混合して
急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例1と同
様に行い、圧縮強度を測定した。吹付コンクリートにつ
いては、混練り直後のスランプを測定した。結果を表1
9に示す。
【0084】
【表19】
【0085】実施例20 セメントA450kg/m3 、細骨材率を80%(粗骨
材337kg/m3 、細骨材1326kg/m3 )、及
び水225kg/m3 とし、セメント100重量部と高
性能減水剤Aを1.0重量部を混合して吹付コンクリー
トとし、カルシウムアルミネート100重量部、セッ
コウ100重量部、及びアルカリアルミン酸塩10重量
部からなる急結剤を、セメント100重量部に対して1
0重量部混合したこと以外は実施例1と同様に行い、圧
縮強度等を測定した。結果を表20に示す。尚、比較の
ために、細骨材率を60%(細骨材1055kg/
3 、粗骨材713kg/m3 )としたものも同様に行
った。
【0086】
【表20】
【0087】
【発明の効果】本発明の吹付材料を使用することによ
り、初期や長期の強度発現性を良好にできる。そのため
に吹付厚さを小さく、吹付時間を短く、吹付量を少な
く、吹付けたときのダレを少なくできるので経済的であ
る。又、減水剤、凝結遅延剤、増粘剤、超微粉、及び繊
維状物質からなる群より選ばれる一種又は二種以上の混
和材を吹付コンクリートに混合することにより、コンク
リートを吹付けたときの粉塵量やリバウンド量を大幅に
小さくできる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 22:14) 103:14 (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 (72)発明者 渡辺 晃 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 岩崎 昌浩 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメントの単位量が380kg/m3
    上、骨材の最大寸法が10mm以下、及び細骨材率が7
    0%以上であるセメントモルタルと、急結剤とを含有し
    てなることを特徴とする吹付材料。
  2. 【請求項2】 セメントモルタルがセメントとセッコウ
    を含有してなることを特徴とする請求項1記載の吹付材
    料。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の吹付材料を使用し
    てなることを特徴とする吹付工法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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