JPH11130497A

JPH11130497A - 急結材及び急結性吹付セメントコンクリート

Info

Publication number: JPH11130497A
Application number: JP9294640A
Authority: JP
Inventors: Isao Terajima; 寺島　　勲; Kenkichi Hirano; 健吉平野
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-05-18
Anticipated expiration: 2017-10-27
Also published as: JP3534586B2

Abstract

(57)【要約】【課題】材齢２８日後の強度が低下しにくい吹付材料
とすることができ、高強度化することができる急結材及
び急結性吹付セメントコンクリートの提供。【解決手段】カルシウムアルミネート及び硫酸塩、カ
ルシウムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対
して１０重量部未満のアルカリ金属アルミン酸塩、並び
に、カルシウムアルミネート、硫酸塩、アルカリ金属ア
ルミン酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩の合計１００重量
部中、０〜５重量部のアルカリ金属炭酸塩、並びに、減
水剤、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含有する急結材。
セメントと、該急結材とを含有する急結性吹付セメント
コンクリート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
へ吹付ける時に使用する急結材及び急結性吹付セメント
コンクリートに関する。

【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材をコンクリートに配合した急
結性吹付コンクリートの吹付工法が行われている（特公
昭６０−４１４９号公報）。

【０００３】この吹付工法は、通常、掘削工事現場に設
置した計量混合プラントで、セメント、骨材、及び水を
混合して吹付コンクリートを調製し、アジテータ車で運
搬し、コンクリートポンプで圧送し、その途中に設けた
合流管で、他方から圧送した急結材と混合し、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。この吹付工法で使用する急結材とし
ては、カルシウムアルミネートに、アルカリ金属アルミ
ン酸塩やアルカリ金属炭酸塩等を混合したものが使用さ
れていた。

【０００４】この急結性吹付コンクリートは、凝結が速
く、コンクリートが速やかに硬化するので、崩落の危険
がある地山面を保護できるが、材齢２８日後の長期強度
は、急結材を添加しない吹付コンクリートと比較する
と、３０％前後低下するという課題があった。

【０００５】このように、急結材の添加により強度低下
が起こるが、比較的安定した地山では地山を保護するの
には充分な強度であり、かなり不安定な地山において
は、吹付厚さを厚くすることにより対処されてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吹付厚
さを大きくすることは、吹付材料の使用量が多くなるの
で経済的に好ましくなく、作業時間も長くなるという課
題があった。近年、大断面トンネルの施工においては、
地山の露出面積が大きくなり、吹付材料の使用量も多く
必要とすることから、より高い強度発現性が期待できる
急結材及びそれを用いた吹付材料の需要が大きくなりつ
つあり、長期強度低下のない高強度吹付コンクリートが
求められるようになった。

【０００７】本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ある
特定の急結材を使用し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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、カルシ
ウムアルミネート及び硫酸塩、カルシウムアルミネート
と硫酸塩の合計１００重量部に対して１０重量部未満の
アルカリ金属アルミン酸塩、並びに、カルシウムアルミ
ネート、硫酸塩、アルカリ金属アルミン酸塩、及びアル
カリ金属炭酸塩の合計１００重量部中、０〜５重量部の
アルカリ金属炭酸塩を含有してなる急結材である。そし
て、セメントと、該急結材とを含有してなることを特徴
とする急結性吹付セメントコンクリートである。

【０００９】

【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やコンクリートを総
称してセメントコンクリートという。

【００１０】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、並びに、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
各種混合セメント等が挙げられ、これらを微粉末化して
使用してもよい。吹付けに要求されるリバウンド率や粉
塵量の低減、圧送性、強度発現性、及び施工条件等の性
能により適したセメントを選択できるが、一般的に使用
できる普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセ
メントが好ましい。

【００１１】又、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も使用できる。さらに、ＣａＯ
をＣ、Ａl₂Ｏ₃をＡ、ＳｉＯ₂をＳ、及びＦｅ₂Ｏ₃を
Ｆとすると、Ｃ₂Ｓ、Ｃ₃Ｓ、Ｃ₃Ａ、及びＣ₄ＡＦと
示されるセメント中の鉱物組成の含有量を変更して焼成
したクリンカーに、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、及
び硫酸ナトリウム等の硫酸塩を併用した特殊セメントも
使用できる。

【００１２】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Ａl₂Ｏ₃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、初期にセメントコンクリ
ートの凝結を起こさせる急結成分である。

【００１３】カルシウムアルミネートとしては、Ｃ
₃Ａ、Ｃ₁₂Ａ₇、ＣＡ、及びＣＡ₂等の鉱物組成で示さ
れるカルシウムアルミネート熱処理物が挙げられ、これ
らの一種又は二種以上を使用してもよい。又、これらを
粉砕したものであってもよく、さらに、その他の成分と
して、ナトリウム、カリウム、及びリチウム等のアルカ
リ金属を一部含有したカルシウムアルミネート等も使用
できる。これらの中では、反応活性の点で、非晶質のカ
ルシウムアルミネートが好ましく、Ｃ₁₂Ａ₇組成に対応
する熱処理物を急冷した非晶質のカルシウムアルミネー
トがより好ましい。

【００１４】又、ＳｉＯ₂成分を含有するアルミノケイ
酸カルシウム、Ｃ₁₂Ａ₇の１つのＣａＯをＣａＦ₂等の
ハロゲン化物で置き換えたＣ₁₁Ａ₇・ＣａＸ₂（Ｘはフ
ッ素等のハロゲン）、ＳＯ₃成分を含有するＣ₄Ａ₃・
ＳＯ₃も同様に使用できる。更に、アルミナセメントも
同様に使用できる。

【００１５】カルシウムアルミネートの粒度は、ブレー
ン値で５０００ｃｍ²／ｇ以上が好ましい。５０００ｃ
ｍ²／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】本発明で使用する硫酸塩は、強度発現性を
向上するために使用するものである。硫酸塩としては、
硫酸ナトリウムや硫酸カリウム等のアルカリ金属硫酸
塩、硫酸マグネシウムやセッコウ等のアルカリ土類金属
硫酸塩、並びに、硫酸アルミニウム等が挙げられ、これ
らの一種又は二種以上を使用してもよい。これらの中で
は、強度発現性の点で、セッコウが好ましい。

【００１７】本発明で使用するセッコウは、強度発現性
を向上するために使用するものである。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使用してもよ
い。これらの中では、強度発現性の点で、無水セッコウ
が好ましい。

【００１８】硫酸塩の粒度は、強度発現性の点で、ブレ
ーン値で２５００ｃｍ²／ｇ以上が好ましく、５０００
ｃｍ²／ｇ以上がより好ましい。２５００ｃｍ²／ｇ未
満だと強度発現性が低下するおそれがある。

【００１９】硫酸塩の使用量は、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
満だと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。

【００２０】本発明で使用するアルカリ金属アルミン酸
塩（以下アルミン酸塩という）は、セメントの初期凝結
を促進するもので、例えば水酸化アルミニウムとアルカ
リ金属水酸化物を混合溶解し、乾燥して粉末状として得
られるものである。アルミン酸塩としては、アルミン酸
ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リチ
ウム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用し
てもよい。これらの中では、凝結性の点で、アルミン酸
ナトリウムが好ましい。

【００２１】アルミン酸塩の９０％粒子径は０．３ｍｍ
以下が好ましく、０．０５〜０．２ｍｍがより好まし
い。０．０５ｍｍ未満だと吸湿して貯蔵安定性が小さく
なるおそれがあり、０．３ｍｍを越えると急結性が低下
するおそれがある。

【００２２】これらのアルミン酸塩は、製造条件により
無水物又はこれらに結晶水を持つもの等が調製でき、い
ずれも使用できるが、カルシウムアルミネートと混合し
たときの貯蔵安定性が向上する点で、無水物が好まし
い。

【００２３】特に、カルシウムアルミネートと混合した
ときの貯蔵安定性が向上する点で、アルミン酸塩の強熱
減量が１０重量％以下が好ましく、５重量％以下がより
好ましい。１０重量％を越えるとカルシウムアルミネー
トと混合した場合に貯蔵安定性が低下し、品質が低下す
るおそれがある。

【００２４】アルミン酸塩の使用量は、カルシウムアル
ミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対して１０重量
部未満であり、２〜８重量部が好ましい。１０重量部以
上だと長期強度発現性が低下するおそれがある。

【００２５】さらに、本発明では、必要に応じて、アル
カリ金属炭酸塩（以下炭酸塩という）を使用できる。本
発明で使用する炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム、及び重炭酸ナトリウム等が挙げられ、これら
の一種又は二種以上が使用できる。

【００２６】炭酸塩を多量に使用すると、吹付け時に凝
結が遅延し、ダレが見られるために、炭酸塩の使用量
は、カルシウムアルミネート、硫酸塩、アルミン酸塩、
及び炭酸塩の合計１００重量部中、０〜５重量部であ
り、０〜１重量部が好ましく、できるだけ少ない方が好
ましい。

【００２７】本発明の急結材は、カルシウムアルミネー
ト、硫酸塩、アルミン酸塩、及び必要に応じて炭酸塩を
含有するものである。

【００２８】急結材の使用量は、セメント１００重量部
に対して、５〜３０重量部が好ましく、７〜２０重量部
がより好ましい。５重量部未満だと初期凝結が十分に得
られないおそれがあり、３０重量部を越えると、長期強
度発現性が低下したり、配管等が閉塞したりし、経済的
に不利になるおそれがある。

【００２９】本発明ではセメントと骨材を混合したセメ
ントコンクリートの凝結硬化前の特性や凝結硬化後の強
度特性等を改善するために、減水剤、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
上の混和材を使用する。これらの混和材の中では流動性
の点で減水剤が好ましい。

【００３０】本発明で使用する減水剤とは、セメントコ
ンクリートの流動性や急結材の分散安定性を改善するた
めに使用するものをいい、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使用してもよい。
これらの中では、高強度発現性や分散安定性の点で、高
性能減水剤が好ましい。

【００３１】高性能減水剤により、急結材の使用量を少
なくでき、又、粉塵の発生量、及びリバウンド率が極め
て少なくできる。

【００３２】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使用してもよい。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。

【００３３】減水剤の使用量は、セメント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。０．０５重量部未満では効果が
なく、３重量部を越えるとセメントコンクリートの流動
性は大きくなるが、セメントコンクリートに粘性を生
じ、セメントコンクリートが圧送管やミキサーの回転羽
根に付着して施工性が低下したり、強度が低下したりす
るおそれがある。

【００３４】本発明で使用する増粘剤とは、セメントコ
ンクリートに粘性を与え、吹付直後のダレを防止し、リ
バウンド率を小さくし、粉塵発生を抑制するものをい
う。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、カゼイン、及び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使用しても
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。

【００３５】増粘剤の使用量は、セメント１００重量部
に対して、０．００１〜０．５重量部が好ましく、０．
００５〜０．３重量部がより好ましい。０．００１重量
部未満ではセメントコンクリート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コンクリートの
粘性が大きくなり、セメントコンクリートの圧送性に支
障を生じたり、強度発現性を阻害するおそれがある。

【００３６】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、セメントコンクリート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。

【００３７】超微粉の使用量は、セメント１００重量部
に対して、１〜５０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、５０重
量部を越えると凝結や硬化が遅延するおそれがある。

【００３８】繊維状物質はセメントコンクリートの耐衝
撃性や弾性を向上させるものであり、無機質や有機質い
ずれも使用できる。

【００３９】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。

【００４０】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コンクリー
トが閉塞するおそれがある。

【００４１】繊維状物質の使用量は、セメント１００重
量部に対して、０．５〜３０重量部が好ましく、２〜２
０重量部がより好ましい。０．５重量部未満では効果が
なく、３０重量部を越えると圧送性が低下したり、効果
がなくなったりするおそれがある。

【００４２】さらに、本発明では、セメントコンクリー
トの凝結時間を遅延させるために、有機酸又はその塩、
有機酸又はその塩と炭酸塩の混合物、リン酸塩、ホウ酸
又はその塩、及びアルコール類等の凝結遅延剤を使用し
てもよい。

【００４３】本発明のセメントコンクリートにおける水
の使用量は、強度発現性の点で、水／セメント比で３５
％以上が好ましく、４０〜５５％がより好ましい。３５
％未満だとセメントコンクリートが十分に混合できず、
５５％を越えると強度発現性を阻害するおそれがある。

【００４４】本発明で使用する骨材は吸水率が低くて、
骨材強度が高いものが好ましく、細骨材率や骨材の最大
寸法は吹付けできれば特に制限されるものではない。細
骨材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が使用
でき、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利
等が使用できる。

【００４５】本発明のセメントコンクリートは、吹付用
に使用することが好ましい。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。

【００４６】本発明の吹付工法としては、要求される物
性、経済性、及び施工性等に応じた種々の吹付工法が可
能である。

【００４７】本発明の吹付工法としては、乾式吹付工法
も施工できるが、粉塵量が多くなるおそれがあるので、
急結材を使用する前に予め水をセメントコンクリート側
に加えて混練りした湿式吹付工法を使用することが好ま
しい。

【００４８】湿式吹付工法としては、例えばセメント、
細骨材、粗骨材、及び水を加えて混練し、空気圧送し、
途中にＹ字管を設け、その一方から急結材供給装置によ
り急結材を空気圧送し、合流混合して急結性湿式吹付コ
ンクリートとしたものを吹付ける方法が挙げられる。

【００４９】混和材は、セメントコンクリート側、急結
材側のどちらにも添加でき、片方側のみに使用してもよ
く、両方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、セメントコンクリ
ート側に添加することが好ましい。特に単位水量を小さ
くし、強度発現性を向上させる点で、減水剤を予めセメ
ントコンクリート側に添加して使用することがより好ま
しい。最終的にこれらの材料を混合した急結性吹付セメ
ントコンクリートが吹付けられれば問題はない。

【００５０】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、吹付セメントコンクリートの圧送には
アリバー社商品名「アリバー２８０」等が、急結材の圧
送には急結材圧送装置「ナトムクリート」等が、それぞ
れ使用できる。

【００５１】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。

【００５２】実施例１各材料の単位量を、セメント４５０ｋｇ／ｍ³、細骨材
１００２ｋｇ／ｍ³、粗骨材６７１ｋｇ／ｍ³、及び水
２２５ｋｇ／ｍ³とし、セメント１００重量部に対し
て、減水剤ア０．５重量部を混合して吹付コンクリート
を調製し、これをコンクリート圧送機「アリバー２８
０」により空気圧送した。吹付コンクリートの空気圧送
の途中に設けたＹ字管の一方より、カルシウムアルミネ
ート１００重量部、表１に示す量の硫酸塩、及びカルシ
ウムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対して
アルミン酸塩５重量部配合した急結材を、セメント１０
０重量部に対して１０重量部となるように、急結材添加
装置「ナトムクリート」により吹付コンクリートに添加
して急結性吹付コンクリートを調製した。この急結性吹
付コンクリートについて評価した。結果を表１に示す。

【００５３】（使用材料）セメント：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細骨材：新潟県青海産石灰砂、表面水率３．１％、比重
２．６４粗骨材：新潟県糸魚川市姫川産川砂利、表乾状態、比重
２．６５、最大骨材寸法１０ｍｍカルシウムアルミネート：Ｃ₁₂Ａ₇組成に対応するも
の、非晶質、ブレーン値６０５０ｃｍ²／ｇ硫酸塩ａ：市販無水セッコウの粉砕品、ブレーン値５９
００ｃｍ²／ｇ硫酸塩ｂ：市販二水セッコウの粉砕品、ブレーン値５２
００ｃｍ²／ｇ硫酸塩ｃ：市販硫酸アルミニウムの粉砕品、ブレーン値
５９００ｃｍ²／ｇアルミン酸塩：アルミン酸ナトリウム、市販品、強熱減
量２．１重量％、９０％粒子径０．２ｍｍ減水剤ア：市販ポリカルボン酸系高分子化合物

【００５４】（測定方法）圧縮強度：材齢１時間の圧縮強度は幅２５ｃｍ×長さ２
５ｃｍのプルアウト型枠に設置したピンを、プルアウト
型枠表面から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日以降の
圧縮強度は幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの
型枠に急結性吹付コンクリートを吹付け、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。

【００５５】

【表１】

【００５６】実施例２セメント１００重量部に対して、減水剤ア０．５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、硫酸塩ａ１００重量部、及びカルシ
ウムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対して
表２に示す量のアルミン酸塩配合した急結材を、セメン
ト１００重量部に対して１０重量部を使用して急結性吹
付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行っ
た。結果を表２に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】実施例３セメント１００重量部に対して、減水剤ア０．５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、硫酸塩ａ１００重量部、及びアルミ
ン酸塩の乾燥時間を変化して調製した表３に示す強熱減
量のアルミン酸塩を、カルシウムアルミネートと硫酸塩
の合計１００重量部に対して５重量部配合した急結材
を、セメント１００重量部に対して１０重量部を使用し
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、貯蔵安定性を測定した。結果を表３に示
す。

【００５９】（測定方法）強熱減量：アルミン酸塩を電気炉中で１０００℃、２４
時間加熱し、〔１−（加熱後の重量）／（加熱前の重
量）〕×１００（重量％）の式から算出した。貯蔵安定性：調製した急結材を直ちに２０℃、湿度８０
％の恒温恒湿室に貯蔵した。恒温恒湿室に搬入した直
後、１か月後、３か月後、及び６か月後に急結材を取り
出して急結性吹付コンクリートとして吹付けし、１時間
後の圧縮強度を求めた。

【００６０】

【表３】

【００６１】実施例４セメント１００重量部に対して、減水剤ア０．５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、硫酸塩ａ１００重量部、カルシウム
アルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対してアル
ミン酸塩５重量部、並びに、カルシウムアルミネート、
硫酸塩、アルミン酸塩、及び炭酸塩の合計１００重量部
中表４に示す量の炭酸塩配合した急結材を調製し、凝結
時間を測定した。又、調製した急結材を、セメント１０
０重量部に対して１０重量部を使用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、ダレ
を測定した。結果を表４に示す。

【００６２】（使用材料）炭酸塩：市販の炭酸ナトリウム

【００６３】（測定方法）セメントモルタルの凝結時間：温度２０℃、湿度８０％
の恒温恒湿室において、セメント１００重量部、急結材
１０重量部、細骨材３００重量部、及び水６０重量部を
計量した。モルタルミキサーにて、セメント、急結材、
及び細骨材を１０秒間空練り混合した後、水を加えて更
に１０秒間混合し、素早く型枠に充填し、プロクター貫
入抵抗法（ＡＳＴＭＣ−４０３−６５Ｔに準拠）によ
り凝結時間を測定した。ダレ：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た後の状態を観察し
た。ダレが生じなかったものを◎とし、ダレが少し生じ
たものを○とし、ダレが多く生じたものを×とした。

【００６４】

【表４】

【００６５】実施例５セメント１００重量部に対して、減水剤ア０．５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、硫酸塩ａ１００重量部、及びカルシ
ウムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対して
アルミン酸塩５重量部配合した急結材を、セメント１０
０重量部に対して表５に示す量を使用して急結性吹付コ
ンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行った。
結果を表５に示す。

【００６６】

【表５】

【００６７】実施例６セメント１００重量部に対して、減水剤を表６に示す量
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、硫酸塩ａ１００重量部、及びカルシウ
ムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対してア
ルミン酸塩５重量部配合した急結材を、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、スランプ
と圧縮強度を測定した。結果を表６に示す。

【００６８】（使用材料）減水剤イ：市販ナフタレンスルホン酸塩系ホルマリン縮
合物

【００６９】（測定方法）スランプ：ＪＩＳＡ１１０１に準じた。

【００７０】

【表６】

【００７１】実施例７セメント１００重量部に対して、増粘剤を表７に示す量
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、硫酸塩ａ１００重量部、及びカルシウ
ムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対してア
ルミン酸塩５重量部配合した急結材を、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、粉塵量、
ダレ、及び圧送性を測定した。結果を表７に示す。

【００７２】（使用材料）増粘剤ｉ：メチルセルロース増粘剤ii：ヒドロキシプロピルセルロース

【００７３】（評価方法）粉塵量：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３．５
ｍ、幅２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた。１０分毎に
吹付場所より３ｍの定位置で粉塵量を測定し、得られた
測定値の平均値を示した。圧送性：急結性吹付コンクリートを４ｍ³／ｈの吹付速
度、４ｋｇ／ｃｍ²の吐出圧力で、３０分間圧送管を用
いて吹付け、圧送管内の圧力を測定した。圧送管内の圧
力が４．０〜５．５ｋｇ／ｃｍ²である場合を◎、圧送
管内が閉塞しやすくなる６．０ｋｇ／ｃｍ²以上になっ
ても、圧送管に衝撃を与えることにより４．０〜５．５
ｋｇ／ｃｍ²になる場合を○、圧送管が閉塞し、圧送管
に衝撃を与えても４．０〜５．５ｋｇ／ｃｍ²とならな
い場合を×とした。

【００７４】

【表７】

【００７５】実施例８セメント１００重量部に対して、超微粉を表８に示す量
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、硫酸塩ａ１００重量部、及びカルシウ
ムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対してア
ルミン酸塩５重量部配合した急結材を、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、リバウン
ド率を測定した。結果を表８に示す。

【００７６】（使用材料）超微粉α：市販シリカフューム、平均粒径１０μｍ以下超微粉β：市販メタカオリン、平均粒径１０μｍ以下

【００７７】（測定方法）リバウンド率：急結性吹付コンクリートを４ｍ³／ｈの
吹付速度で３０分間、高さ３．５ｍ、幅２．５ｍの模擬
トンネルに吹付けた。吹付終了後、付着せずに落下した
急結性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
た急結性吹付コンクリートの重量）／（吹付に使用した
急結性吹付コンクリートの重量）×１００（％）の式よ
り算出した。

【００７８】

【表８】

【００７９】実施例９セメント１００重量部に対して、繊維状物質を表９に示
す量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、硫酸塩ａ１００重量部、及びカル
シウムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対し
てアルミン酸塩５重量部配合した急結材を、セメント１
００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
撃性を測定した。結果を表９に示す。

【００８０】（使用材料）繊維状物質Ａ：ビニロン繊維、繊維長１０ｍｍ繊維状物質Ｂ：スチール繊維、繊維長３０ｍｍ

【００８１】（評価方法）耐衝撃性：材齢１時間後の吹付けコンクリートを幅２０
ｃｍ、長さ２０ｃｍ、厚さ２ｃｍの型枠に吹付けし、底
面を取り外し、平らにならした標準砂の上に置き、重さ
５０ｇの球体を５０ｃｍの高さから落下させた。落下回
数が５回以内でひびが入って破壊したら×、ひびは入っ
たが破壊しなかったら○、ひびが入らなかったら◎とし
た。

【００８２】

【表９】

【００８３】実施例１０セメント１００重量部に対して、減水剤ア０．５重量
部、並びに、増粘剤ｉ、繊維状物質ａ、及び超微粉αを
表１０に示す量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、硫酸塩ａ１００重量
部、及びカルシウムアルミネートと硫酸塩の合計１００
重量部に対してアルミン酸塩５重量部配合した急結材
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、スランプ、リバウンド率、及び耐衝撃性を測
定した。結果を表１０に示す。

【００８４】

【表１０】

【００８５】

【発明の効果】本発明の急結材を使用することにより、
材齢２８日後の強度が低下しにくい吹付材料とすること
ができ、高強度化することができる。従って、不安定な
地山への吹付材料として最適であり、吹付厚さを薄くで
きるので経済的である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルシウムアルミネート及び硫酸塩、カ
ルシウムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対
して１０重量部未満のアルカリ金属アルミン酸塩、並び
に、カルシウムアルミネート、硫酸塩、アルカリ金属ア
ルミン酸塩、及びアルカリ金属炭酸塩の合計１００重量
部中、０〜５重量部のアルカリ金属炭酸塩、並びに、減
水剤、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含有してなる急結
材。
【請求項２】セメントと、請求項１記載の急結材とを
含有してなる急結性吹付セメントコンクリート。