JPS582311B2 - 膨脹性物質による脆性物体の破壊方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は岩石、地山、コンクリートなどの脆性物体を膨
脹性物質により破壊する方法に関するものである。

従来岩石、地山およびコンクリートなどの脆性物体を破
壊する方法の一つとして、脆性物体を予め穿孔し、この
孔中に水と混練りした膨脹性物質のスラリーを注入して
、膨脹性物質の水利過程において発生する膨脹圧により
脆性物体を破壊する方法は既に開発されているが、この
方法においては、膨脹性物質の水利によって生ずる熱が
孔中に蓄積されるため孔中の蒸気圧が次第に上昇し、つ
いには充填された膨脹性物質のスラリーが注入口より噴
出する現象（鉄砲現象という）が生じ、この為膨脹圧力
が有効に被破壊体に伝達されず、破壊効率が低下するこ
とがある。

本発明者等はこのような欠点を除去せんとして、膨脹性
物質による脆性物体の破壊方法について種々研究したと
ころ、被破砕体に予め穿孔した孔中に、仕切材を挿入し
て後膨脹性物質の水性スラリーを充填するか、または膨
脹性物質の水性スラリーを充填した後仕切材を挿入すれ
ば鉄砲現象は起らず、水利膨脹の過程で発生する膨脹圧
は有効に被破砕体に伝達するので、効果的に被破砕体を
破壊できることを知見した。

次に第１図に示すような直径１００ｃｍ、高さ２００ｃ
ｒｎの円筒コンクリート柱１の中央部に径６５ｍｍ、長
さ１５０６ｍの孔２を穿孔し、これに水比３５％で練り
まぜた膨脹性物質、プライスター小野田セメント■商品
名）のスラリ−３を注入し、コンクリート柱における亀
裂の発生状況を観察した結果を説明する。

〔実験１〕 上記円筒柱の孔中に上記膨脹性物質のスラリーを充填し
たところ、充填後３０分にして鉄砲現象が起き、コンク
リート柱体には亀裂が発生しなかった。

〔実験２〕 第２図イに示すように上記円筒柱の孔２の中央に板厚３
ｍｍ，幅６２ｍｍ、長さ１００ｃｍの松板仕切材４を挿
入した後、上記膨脹性物質のスラリ−３を充填し、亀裂
の発生を観察したところ、鉄砲現象は起らず、充填後１
８時間でコンクリート柱体に亀裂が発生した。

そしてこの亀裂の発生する方向は実験を１２回繰返えし
て行なった結果を綜合すると、図に示す如く木板中心の
垂直面に対して±１０℃の方向に約７０係、また±１５
℃の方向に１００係集中することが認められた。

〔実験３〕 第２図酬こ示すように、コンクリート柱体の孔２の体積
を３等分割するような位置に厚さ２ｍｍで一片の幅３０
ｍｍ、長さ１００ｃｍの鉄製Ｙ型仕切材４を挿入した後
、上記膨脹性物質のスラリ−３を充填し、亀裂の発生を
観察したところ、鉄砲現象は起らず、充填後２０時間に
してコンクリート柱体に亀裂が発生した。

そしてこの亀裂の発生する方向は実験を１０回繰返えし
て行った結果を綜合すると、図に示す如くＹ型仕切材の
各片の反対方向の延長線に対し±１５°の方向に約７０
係、±２０°の方向に約９０係集中することが認められ
た。

本発明はこれらの知見に基くものであって、脆性物体に
穿孔した孔に、水で混練りした膨脹性物質のスラリーを
充填し、その膨脹圧により脆性物体を破壊する方法にお
いて、該膨脹性物質の水性スラリーを孔中に充填する前
に、予め孔中に仕切材を挿入しておくかまたは充填後仕
切材を挿入することを特徴とする膨脹性物質による脆性
物体の破壊方法である。

本発明に使用する膨脹性物質としては膨脹性破壊剤、例
えばプライスター（小野田セメント■商品名）または一
般にセメント膨脹材と呼ばれるもの、例えば石灰系、カ
ルシウムサルフオアルミネート系、仮焼ドロマイト系、
マグネシア系、普通ボルトランドセメントー高炉スラグ
ーボーキサイト一石こう系、アルミナセメントー石灰一
石こう系、カルシウムアルミネートー石灰一石こう系な
どの膨脹性物質が使用される。

本発明においては脆性物体に穿設する孔の径が５０ｍｍ
以下の場合は、充填されるスラリーの体積に対する孔周
辺面積の比は比較的犬なるため、水利によって発生する
熱は孔周辺の被破砕体に拡散吸収されるうえ膨脹性物質
の摩擦抵抗が犬となり、充填される膨脹性物質の種類に
もよるが、膨脹性物質の鉄砲現象は殆んど起らないこと
があるので、仕切材を孔中に挿入することは必ずしも必
要としないが、孔径が５０ｍｍ以上になると孔周辺部の
接触面積がスラリーの体積に対して小さくなり、マツシ
ブなスラリーとなるため膨脹性物質の水利により発生し
た熱がスラリー中に蓄積され、その熱により水利反応が
促進されるため、膨脹性物質のスラリーの鉄砲現象が発
生する。

それ故、孔中に仕切材を挿入し、膨脹性物質との接触面
積を増し、鉄砲現象を防止し、膨脹圧を破壊力として有
効に働かすことが必要になる。

仕切材としては種々の形状が考えられるが、一般に孔径
が犬になる程、また外気温が高くなる程、孔の断面積を
小分割するような形状、すなわち膨脹性物質のスラリー
と仕切材との接触面積が犬になる形状が望ましい。

仕切材の幅は穿設した孔に容易に挿入することが出来る
程度で、長さはスラリーの充填面より少くとも１〜１．
５米程度である。

仕切板の材質は金属製、木製またはプラスチック製のも
のが使用され、材質の厚さは孔直径の２〜１０％程度の
ものが好ましい。

本発明において亀裂の発生する個所は被破砕体の性状に
より変化するので、一概に推測することはできないが、
上述の実験例よりも想像できるように被破砕体が定まり
、仕切材の形状が定まれば、亀裂の位置も推定すること
ができる。

本発明によれば脆性物体を簡単な手段により効率よく破
壊することができる。

実施例 ベンチカットによる採堀をしている石灰石地山において
、ベンチカット面より１ｍの所にクローラドリルにて孔
径７５關、孔長５ｍの孔を孔間隔８０ｃｍで穿孔し、こ
の孔に水比３０係で混練したプライスターのスラリーを
外気温２５℃のもとで、（１）上記孔中に充填した後第
２図イに示すような板状の幅７３ｍｍ、厚さ５ｍｍ，長
さ１２０ｃｍの松板仕切材を孔のほぼ中央に挿入したと
き （２）上記孔中に充填した後第２図口に示すようなＹ字
状の、一片の長さがそれぞれ３５ｍｍ，厚さ２ｍｍで長
さが１００ｃｍの鉄製Ｙ型仕切材を孔のほぼ中央に挿入
したとき 倒れの場合も、膨脹性物質のスラリーの鉄砲現象は見ら
れず、両者とも充填後１０〜１５時間後に亀裂が発生し
、２４時間後に亀裂が１０〜２０ｍｍの幅になった。

なお比較のため上記孔中に上記スラリーを充填した後、
スラリー中に仕切材を挿入しなかった場合は、充填後４
５分にして第１回目の鉄砲現象が生じ、その後１０分間
隔で２回スラリーを噴出し、孔口より約２ｍの所にある
スラリーは孔外に排出され、有効な破壊につながらず、
２４時間後に孔口附近に幅０．２ｍｍ程度の亀裂が２個
所発生したに過ぎなかった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を実験した場合の態様を示すものであって
、第１図は円筒コンクリート柱の中央部に孔を穿孔した
斜面図、第２図イおよび口はそれぞれ第１図の孔中にス
ラリーを充填した後仕切材を挿入した場合のＡ−Ａにお
ける断面拡大図を示す。 図において１・・・・・・円筒コンクリート柱、２・・
・・・・コンクリート中に穿設した孔、３・・・・・・
スラリー、４・・・・・仕切板である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 脆性物体に穿孔し、その孔に、水で混練りした膨脹
   性物質のスラリーを充填し、その膨脹圧により脆性物体
   を破壊する方法において、該膨脹性物質の水性スラリー
   を孔中に充填する前に、予め孔中に仕切材を挿入してお
   くか、または充填後仕切材を挿入することを特徴とする
   膨脹性物質による脆性物体の破壊方法。