JPS59146959A - 粉じん防止剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、モルタル、およびコンクリートの吹付は工事
、およびセメント、石膏等の水硬性無機結合材を用いる
吹付は工事の施工時に発生する粉じんを防止するための
新規な粉じん防止剤に関する。

モルタル吹付けは、のり面防護、ライニング等に、コン
クリート吹付けは、のり面防護、トンネルの一次櫨工な
どに多く用いられ′Ｃいる。

また、セメント、石膏等の水硬性無機結合材を用いるそ
の他の吹付は工事としては、ロックウール等の耐火材や
他の＠量骨材と、セメント、石膏等の水硬性無機結合材
、および水からなる配合組成物を吹付ける耐火壁、耐火
被覆材等の吹付は工事がある。

これらの吹付は工事では、セメント、石膏、ロックウー
ル、あるいは必要に応じて使用される急結剤（主成分、
炭酸ソーダ、アルミン酸ソーダ、ケイ酸ソーダ等）等の
無機材料の微細な粒子あるいは繊維が吹付は施工時に飛
散することにより大量の粉じんが発生する。

吹付はコンクリートには■一般に型わくを省略できる、
■急速施工が可能である、■作業の省力化ができる、な
どの長所がある。このため、最近新しいトンネル工法と
して、掘削後直ちに地山表面にコンクリートを吹付けて
地山の崩壊を防ぐとともに、ロツクゼルトを打ち込んで
岩盤を支持するＮＡＴＭ　（Ｎｅｗ　Ａｕ５ｔｒｉａｎ
　ＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄ）の適用がわが国
でも最近本格化してきている。コンクリート吹付は工法
には、水以外の材料（セメント、骨材、急結剤等）を混
合したドライミックスを水と別系統で圧送し、吹付はホ
ース先端のノズル付近で水と合流、混合したものを施工
面に吹付ける乾式方式と、急結剤を除く全部の材料をミ
キサで練りまぜたコンクリートをノズルへ送り、ノズル
付近で急結剤を添加混合した後、施工面に吹付ける湿式
方式とがある。

乾式方式は、施工されるコンクリートの配合がノズル部
で供給される水量によって変化すること、すなわちコン
クリートの品質がある程度ノズルマンの技術によって左
右されるという制約もあるが、施工設備が比較的簡便な
こと、圧送距離を長くできること、急結剤の添加も比較
的容易であること、等の長所があり、トンネル工事にお
ける吹付けに用いられている。また、湿式方式に関して
は、従来、圧送距離をあまり長くできないこと、急結剤
の使用が困難であること等の理由から、主に法面防御な
どの明り工事に多く用いられていたが、最近これらの問
題も解決し品質の安定したコンクリートを、取り扱いが
簡易で、吐出能力が比較的大きい吹付は機で施工する新
しい技術が開発されトンネル工事への適用も本格的とな
りつつある。

しかし、これらの吹付はコンクリート工法では、施工時
に発生する粉じんが作業環境上の問題点のひとつとされ
ており、しかもトンネル工事では、その低減を計り作業
環境を改善するための換気設備を設置する等の対策がま
だ必ずしも十分でないのが実状である。この粉じんは乾
式方式の場合、セメント、骨材、急結剤のドライミック
スがノズル付近で水と混合されるため、ドライミックス
と水の接触が不完全のまま吹付けられ「濡れ」の不十分
な微細なセメント粒子等が飛散して発生するものと考え
られる。一方湿式方式の場合、粉じんの発生は乾式に対
して一般的には比較的少なく、これは粉体としてのセメ
ントが存在しないことが主な要因と考えられるが、セメ
ントペーストの一部がノズルからの吐出の際に微小な霧
状の粒子となって飛散すること、また、急結剤が粉本で
ある場合には、その一部がコンクリートと十分に混合さ
れないまま、吐出して飛散すること等の現象があげられ
る。

近年、これら粉じんの問題を解決するためＧこ、セルロ
ース系高分子化合物等の増粘剤をコンクリートに添加す
ることによってコンクリートそのものの粘性を増加し、
吹付は時の微細粒子の分離飛散を防止しようとの試みが
行われている。

しかし、これら増粘剤系の粉じん防止剤は、粉じん量を
減少させることはできるものの、コンクリートの粘稠性
を増加させるため施工の際のワーカビリチーの低下を生
ずる場合がある。すなわち、乾式方式においては、コン
クリートの粘稠性増加によりノズル部での閉塞が起こり
やすくなる等の問題がある。また、生コンクリートを圧
送する湿式方式では、圧送時の負荷がいちじるしく増大
することがある。

さらにこれら増粘剤系の粉じん防止剤は、高分子量の化
合物であるために水への溶解性が悪く、溶解に長時間を
要する等取扱上の欠点がある。しかも、水への溶解の手
間を省くために粉末状のまま、セメント、骨材等のドラ
イミックス中にあらかじめ混合して使用すると、その溶
解性の悪さのために効果が十分に発揮されない場合があ
るという問題もある。

本発明の目的は、コンクリートの粘稠性を実質的に増加
させることがなく、シたがって、圧送ホース、ノズル等
での閉塞や、コンクリートのワーカピリチーの低下によ
る吹付施工の作業効率低下をひきおこすことなく、乾式
方式にも湿式方式にも適用できる新規な粉じん防止剤を
提供することにある。

また、本発明の他の目的は容易に水に溶解するために、
従来の増粘剤系の粉じん防止剤に比較して取扱いが極め
て簡便で作業効率のよい粉じん防止剤を提供することに
ある。

すなわち、本発明の粉じん防止剤は、ポリエチレングリ
コール型非イオン界面活性剤、およびその硫酸エステル
塩から選ばれる１種以上の界面活性剤を必須成分として
含有することを特徴とする。本発明の粉じん防止剤は、
上記界面活性剤のみでも実質的に十分な粉じん防止効果
を発揮するものであるが、さらに必要に応じて、グリセ
リン、ジグリセリン、トリグリセリン、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール
、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール等
の多価アルコール類とポリアクリルアミド、およびその
部分加水分解物からなる群から選ばれる１種以上の化合
物を配合することにより、その粉じん防止効果をさらに
向上させることができる。

本発明の粉じん防止剤において、ポリエチレングリコー
ル型非イオン界面活性剤、およびその硫酸エステル塩か
らなる界面活性剤は、湿潤、浸透効果等の界面活性作用
により、吹付は施工時に粉じん源となる無機鉱物質微粒
子等の水への濡れ性を改善し、他の群から選ばれる化合
物は、分子中に保有する親水基により同微粒子の保水性
を向上する。これにより、当該微粒子が吹付は施工時に
水との接触、混合が不十分なことにより発生する粉じん
を防止する。

ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤、および
その硫酸エステル塩としては、それぞれ下記一般式で示
される （１）　　高ｍアルコールのエチレンオキサイド付加物
、およびその硫酸エステル塩 Ｒ−０＋ＣＨ，−Ｃ馬−〇刊Ｘ （２）　　アルキルフェノールエチレンオキサイド付加
物、およびその硫酸エステル塩 （３）脂肪酸エチレンオキサイド付加物、およびその硫
酸エステル塩 Ｒ−Ｃｏｏ　＋−ＣＨ，−ＣＨａ　−０＋ＴＸ（４）　
　高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、およ
びその硫酸エステル塩 Ｍ　ＣＨ２−ｃｚ−ｏ　−’ｋ　ｘ’ （５）脂肪族アミドのエチレンオキサイド付加物、およ
びその硫酸エステル塩 （６）　　ポリプロピレンゲリコールぐエチレンオキサ
イド付加物およびその硫酸エステル塩Ｈａ （ここでＲは、炭素数８〜２５の飽和および未飽和炭化
水素基、ｌ　、　ｍ　、　ｎは１〜５０の整数、ｘ、ガ
はＨまたは一８０５Ｍで、ＭはＮａ。

Ｋ等のアルカリ金属およびＮＦＬ４） の他、多価アルコールの脂肪酸エステルジエチレンオキ
サイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、およ
びそれらの硫酸エステル塩等があげられる。

また、他の群を構成する化合物のうち、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアル
コール、ポリアクリルアミドおよびその部分加水分解物
等のポリマー類は、実際使用添加量でコンクリートの粘
性を増加させないことが好ましく、この面で分子量の上
限が制限される。分子量は、個々の化合物、および実際
の使用添加量により異なるが、一般的には、数子方以下
、より好ましくは子方以下が望ましい。

前記界面活性剤と、他の群から選ばれる化合物との配合
割合は、一般的には１０：０〜１：９、より好ましくは
９．５：０．５〜５：５である。

本発明の粉じん防止剤の使用方法は、乾式１法において
は、コンクリート吹付は用添加水に、湿式１法において
は、コンクリート練りまぜ水にあらかじめ所定量を添加
しておいてもよく、また、それらの給水ポンプと連動さ
せた定景注入ポンプにより、給水ラインに所定量を連続
注入してもよい。

本発、明の粉じん防止剤の添加量は、通常、吹付はコン
クリートのセメント重態に対して０６０１〜５％、より
好ましくは０．０５〜１．０％である。

５％を大巾に越える添加は、コンクリートの凝結および
強度発現に悪影響を与えるので好ましくない。

本発明の粉じん防止剤は、通常使用される添加量の範囲
において、粉じん発生を防止し、しかも吹付はコンクリ
ートに使用される急結剤の効果をそこなうことなく、硬
化したコンクリートの強度を実用上に問題Ｏこなる程低
下させることもない。

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例１〜４、比較例１ 本発明の粉じん防止剤を、乾式のコンクリート吹付は工
法に適用し、コンクリート吹付は時の粉じん発生量を粉
じん防止剤無添加の場合と比較した。

後記表−１に示す配合にしたがい計斂、混合したセメン
トと骨材（細骨材、粗骨材）のドライミックスを吹付は
機に供給し、吹付は機より吐出圧約３．５ｋｇ／ｃ１１
で空気圧送した。吹付はノズルの手前約３ｍのところで
、別に高圧ポンプにより送られてきた、所定量の液体急
結剤と粉じん防止剤を含む水を添加し、混合物を吹付は
ノズルより施工面に吹付けた。

コンクリート吹付は時に発生する粉じん量は、吹付はノ
ズルからの距離約５ｍの位置でデジタル粉じん計により
測定した。測定は吹付は開始時より終了時まで２分間隔
で行なった。１回のコンクリートの吹付は量は約１ｍ’
ｓ所要時間は約１５分であった。

粉じん量測定の他に、粉じん防止剤添加がコンクリート
に与える影響をみるために、／９ネル型わく（５θＸ５
０Ｘ２０ａａ）にコンクリートを吹付け、硬化後ＪＩＳ
に従って円柱形コア供試体（φ７．５の）を切取り、材
令２８日で圧縮強度試験を行なった。

粉じん量測定結果、および吹付はコンクリートの強度試
験の結果は表−２に示す通りであり、本発明の粉じん防
止剤を用いることにより粉じんの発生を大巾に抑制でき
ることが明らかである。しかも、本発明の粉じん防止剤
を用いても施工上問題となるような顕著なコンクリート
の凝結遅延および強度の低下は認められなかった。

表−１ 表−２ ※※粉じん防止剤 Ｃ：Ａ＋ポリエチレングリコール（分子１ｔ４００）／
　８　：　２組成物実施例５〜８　比較例２ ＮＡＴＭで施工され、湿式でコンクリート吹付けが行な
われている某山岳トンネル工事で、本発明の粉じん防止
剤を湿式吹付は工法に適用し、コンクリート吹付は時の
粉じん発生量を、粉じん防止剤無添加の場合と比較した
。

後記衣−３に示す配合に従い計量されたセメント、骨材
（砂、砂利）および所定量の混和剤（流動化剤）と粉じ
ん防止剤を含有した水を連続線りミキサーで練りまぜ、
生コンクリートとして吹付は機に供給した。吹付は機よ
り吐出圧的４．５ｋｙ／ｃｉで空気圧送したコンクリー
トに、吹付はノズル付近で、別に空気圧送した粉末急結
剤を添加混合し、吹付はノズルより施工面に吹付けた。

コンクリート吹付は時に発生する粉じん量は、吹付はノ
ズルからの距離約５ｍの位置でデジタル粉じん計により
測定した。測定は、吹付は開始時より終了時まで５分間
隔で行なった。１回の吹付けの所要時間は、約３０分、
コンクリートの吹付は量は、約２．５ばである。

粉じん量測定の他に粉じん防止剤添加のコンクリートに
与える影響をみるために、パネル型わ＜　（５０Ｘ５０
Ｘ２０ｃｍ）にコンクリートを吹付け、硬化後、円柱形
コア供試体（φ７．５　ｃｍ　）を切取り、材令２８日
で圧縮強度試験を行なった。

粉じん量測定結果および吹付はコンクリートの強度試験
の結果は、表−４に示す通りであり、湿式吹付は工法に
おいても、本発明の粉じん防止剤を用いることにより、
粉じんの発生を大巾に抑制できることが明らかである。

しかも、本発明の粉じん防止剤を用いても、施工上問題
となるような顕著なコンクリートの凝結遅延および強度
の低下は認められなかった。

（以下余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤、
   およびその硫酸エステル塩から選ばれる１種以上の界面
   活性剤を含むことを特徴とする、セメント、石膏等の水
   硬性無機結合剤を用いる吹付は工法用粉じん防止剤。 ２、　吹付は工法が、モルタル、コンクリート、または
   耐火材吹付は工法である特許請求の範囲第１項記載の吹
   付は工法用粉じん防止剤。 ３、ぼりエチレングリコール型非イオン界面活性剤、お
   よびその硫酸エステル塩から選ばれる１種以上の界面活
   性剤と、グリセリン、ジグリセン、トリグリセリン、エ
   チレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレ
   ングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニル
   アルコール等の多価アルコール類、ポリアクリルアミド
   、およびその部分加水分解物からなる群から選ばれる１
   種以上の化合物とを含むセメント、石膏等の水硬性無機
   結合剤を用いる吹付は工法用粉じん防止剤。 ４、　吹付は工法が、モルタル、コンクリート、または
   耐火材吹付は工法である特許請求の範囲第３項記載の吹
   付は工法用粉じん防止剤。