JPS601905B2 - 脆性物体の破壊剤 - Google Patents

脆性物体の破壊剤

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JPS601905B2
JPS601905B2 JP54140501A JP14050179A JPS601905B2 JP S601905 B2 JPS601905 B2 JP S601905B2 JP 54140501 A JP54140501 A JP 54140501A JP 14050179 A JP14050179 A JP 14050179A JP S601905 B2 JPS601905 B2 JP S601905B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は岩石やコンクリートなどのような脆性物体の破
壊剤に関するものである。
岩石やコンクリートなどの脆性物体を破壊するに当り、
脆性物体に孔を穿設し、この孔中に膨脹性物質の水性ス
ラリーを充填し、その膨脹力により脆性物体を破壊する
方法は従来より種々提案されている。
例えば生石灰は水和膨脹力が大きいので、これを破壊剤
として使用することが試みられているが、通常市販され
ている生石灰は水和速度が非常に大きく、水と練り混ぜ
ると同時に水和、発熱、膨脹し、軟度が急激に低下して
孔への注入が困難になるばかりでなく、注入されたとし
ても生石灰には目硬性がないため、その膨脹圧は孔関口
部方向に逃げるので、孔の側壁への膨脹圧は極めて小さ
くなり破壊剤としては効果が少ない欠点がある。この欠
点を克服するため、生石灰スラリーを孔に注入すると同
時に、孔の関口部に丈夫な拘束蓋を固定し、膨脹圧をお
さえる方法も考えられるが実用化に値しない。また生石
灰に珪弗化物などを添加して生石灰の水和速度を抑制し
たものを使用することも考えられるが、上記のように生
石灰には目硬性がないため、水和速度を抑制しても生石
灰の膨脹圧は孔の関口部の方向に逃げるので、破壊に必
要な大きな膨脹圧を期待することはできない。本発明者
等は生石灰を主体とした破壊剤として膨脹率と膨脹圧と
が大なるものを求めんとして種々研究した。
その結果によると、石灰石を焼成して生石灰の結晶径が
１０〜１００仏程度の硬暁生石灰を造り、この硬焼生石
灰を粉砕し、粉末度（プレーン値）が１５００〜５００
０の′タ程度になったものを使用すると、この生石灰の
水性スラリーは水比３０〜４０％程度のとき常温で注水
後約１５分位経過してから水和発熱が顕著になることを
知見した。また生石灰の水性スラリーは前述の如く目硬
性がないので、この欠点を除去するため、この硬焼生石
灰にボルトランドセメント等のセメントとセメント減水
剤とを混合し、この混合物の水性スラリーを脆性物体の
孔中に充填したところ、ボルトランドセメント等のセメ
ントおよびセメント減水剤を生石灰に対し特定量混合し
たとき、注入孔を閉塞しなくとも大なる膨脹力を示し、
その膨脹圧により脆性物体が破壊されることを知見した
。本発明はこれらの知見に基くものであって、結晶径が
１０〜１００仏の硬焼生石灰を粉末度１５００〜５００
０の／夕（プレーン値）に粉砕したもの３０〜９５重量
部とセメント５〜７の重量部との混合物１０の重量部に
対してセメント減水剤０．１〜５重量部を混合したもの
よりなる脆性物体の破壊剤である。本発明に使用する硬
焼生石灰を製造する焼成温度、焼成時間は使用する窯の
種類、大きさ等により相違するが、例えばシャフトキル
ンで焼成する場合には１３００〜１６００００の焼成温
度範囲で１〜７日間焼成する。この際石灰石に対し３〜
１０％程度のＣａＳ０４、ＣａＦ２、Ｆｅ２０３および
粘土などを添加して焼成すると、焼成温度を低下または
焼成時間を短縮することができる。例えば無添加で１４
００℃で２．５日間焼成した場合は添加により１２００
℃で２．５日間で焼成することができる。なお本発明に
おいてはこのような方法によって得られた硬暁生石灰の
うち結晶径が２０〜４０仏程度のものを使用することが
好ましい。本発明においては上記の方法で得られる粉末
度１５００〜５０００ｃ鰭／夕（プレーン値）の生石灰
にはその表面に徴粉生石灰が附着していて、この徴粉生
石灰が水和に当り直ちに水和反応を起し発熱して、生石
灰全体の水和反応を促進することもあるので、この現象
を防止するため混和剤を使用する必要がある。
混和剤としてはセメント減水剤を用いる。該セメント減
水剤とはセメント粒子の表層部に電気的二重層を増加さ
せ、静電気的にセメント粒子を反発させて水中にセメン
ト粒子を分散させることにより、セメントペーストの流
動性を増し、セメント粒子の水和反応を促進させて、減
水と強度の発現をきたす薬剤を云い、次のものが用いら
れる。即ちリグニン系のもの、高級多価アルコールのス
ルホン酸塩系のもの、オキシ有機系のもの、アルキルア
リルスルホン酸塩およびその高縮合物系のもの、ポリオ
キシアルキルェーテル系のもの、ポリオール複合体系の
もの、水溶性メラミン樹脂系のもの、および８ーナフタ
リンスルホン酸ホルマリン縮合物系のものが一種または
一種以上混合して使用される。上記混和剤即ちセメント
減水剤は水硬性物質であるセメントに対する減水効果が
大なるため、同一作業性を得るために練り水を大幅に減
ずることができるので、セメント減水剤を添加した破壊
剤のスラリーを脆性物体の孔に充填する場合には充填さ
れるスラリー中の破壊剤の実質的量が増加することによ
り、膨脹圧も一層大きくなる。本発明に使用するセメン
トとしては普通ボルトランドセメント等の各種ボルトラ
ンドセメント、超速硬セメントおよびアルミナセメント
などが使用されるが、早強性が大きい程スラリーを充填
してから一定時間後の膨脹圧が小さく、かつ亀裂発生後
の亀裂幅の成長が小になる傾向にある。
これはセメントによる強度発現と生石灰の水和により発
生する膨脹圧に基く変形とのバランスに関係があり、早
強性が大なる程、目硬性が大であるため変形量すなわち
膨脹圧の発現が小さくなるものと考えられる。それ故セ
メントとしては通常普通ボルトランドセメントが用いら
れるが、シリカ、フライアッシュ、高炉スラグなどを混
合した、所謂混合セメントを用いても普通ボルトランド
セメントと同程度の効果がある。本発明において硬焼生
石灰粉末に対するセメントの添加割合は３０〜９５重量
部：５〜７の重量部であって、生石灰粉末９５重量部を
越える量に対しセメントを５重量部未満添加した場合に
は孔中に注入したスラリーが水和反応によって発生する
熱を蓄積し、一定温度以上に達すると孔□より噴出し脆
性物体に対する膨脹圧の効果は減少する。
これに反し生石灰粉末３の重量部未満に対しセメントを
７０重量部を越える量を添加した場合には脆性物体を破
壊するに必要な膨脹圧は得られない。次に本発明におい
ては硬焼生石灰粉末とセメントとの上記添加割合に対し
、セメント減水剤を有効成分で０．１〜５重量部の範囲
添加するが、混和剤の添加量が０．１重量部未満では徴
粉生石灰の水和発熱により生石灰全体の水和反応が遠進
される現象が起り、特に被破壊体の温度が２０℃以上の
場合は、孔内に蓄積された熱により孔内の蒸気圧が大に
なり、注入した破壊剤が孔外に噴出する。
またセメント減水剤の添加量が５重量部を越えると膨脹
発現が著しく遅延する。本発明の破壊剤を使用して脆性
物体を破壊せんとする場合には、破壊剤１重量部に対し
水を０．３〜０．５重量部添加し、混練したスラリーを
脆性物体に穿設した孔中に注入する。
かくするとスラリーは１６〜２Ｍ時間で２００ｋ９／仇
以上の膨脹圧を発現する。次に本発明の破壊剤を使用し
、発現する膨脹圧を測定した結果を記載する。
膨脹圧の測定装置は第１図の如きものを使用した。第１
図において１は内径３６肋、長さ１２０肌の配管用炭素
鋼管を垂直に立てた鋼管であり、２は鋼管１の高さ６０
ｃｍの個所の表面にＸＹ軸の方向に貼着した２枚のペー
パーストレインゲージ（長さ５柳、幅３脚）であり、ま
た３は鋼板であって、鋼管１の底部はこれに熔接により
密閉されている。
実施例 １径７．５肌、高さ３０ｍのシャフトキルンで
径３０〜６０肌の石灰石塊（ＣａＣ０３含有量９４％）
を１３５０午０で６餌時間焼成して得た結晶径２０〜３
０ムの硬焼生石灰を粉砕して粉末度３３００ｃれ夕（プ
レーン値）にしたもの８５重量部と普通ボルトランドセ
メント（小野田セメント社製）１５重量部を混合し、こ
れにさらにそれぞれ次のセメント減水剤を有効成分で次
の割合１ マィティ（花王石鹸社製）（ナフタリンスル
ホン酸ホルマリン縮合物系） ０．５％２ メ
ルメント（昭和電工社製）（水溶性メラミン樹脂系）
１％３ サンフロー（山陽国
策パルプ社製）（リグニン系）
０．５％４ マィティ（上記１項と同じもの
） １％５ サンフロー（上記３項と同じもの）
１％を添加し、水を水比３４％になるように加え混練し
たスラリーを第１図の膨脹圧測定装置に高さ１２０肌ま
で注入し、温度５℃にて発現する高さ６０肌の個所の膨
脹圧を測定した。
この結果を第２図に示す。実施例 ２ 直径２０肌、高さ４０肌のコンクリート（圧縮強度４１
０ｋ９／鮒、引張強度３８ｋｇ／の）の中央部に直径４
０肌、深さ３０弧の孔を掘削し、この孔に実施例１で用
いた磯暁生石灰粉末８の重量部、普通ボルトランドセメ
ント２の重量部、マィティ０．５重量部（有効成分にて
）、水３母重量部からなるスラリーを充填したところ、
５℃雰囲気中で１餌時間後に孔を中心に放射状に３本の
ひび割れが発生し、１独特間後に３個の小塊に破壊した
。
実施例 ３ 約２あの石灰石（圧縮強度９００ｋ９／地、引張強度６
０ｋ９／地）の中央部に直径３２肋、深さ８仇かの孔を
掘削し、この孔に実施例２で用いたスラリーを充填した
ところ、３ぴ０雰囲気中で１時間後に中１物吻のひび割
れが生じ、２個に小割された。
実施例 ４ シャフトキルンで石灰石を１４００００で２日間焼成し
て得た結晶径１５〜３０仏の硬焼生石灰を粉末度２８０
０の′夕（プレーン値）に粉砕したもの９の重量部に市
販アルミナセメント１の重量部を混合し、これにさらに
サンフロー粉末を１重量部添加したものに水を３５重量
部加えて混練してスラリーを、約１．５あの花穂岩転石
（圧縮強度１５００ｋ９／地、引張強度８０ｋ９′の）
の中央部に掘削した直径４２側、深さ６０肌の孔に充填
したところ、１０午０雰囲気中で１斑寿間後に中約２肋
のひび割れが発生し、２鉛時間後に２個に小割された。
実施例 ５実施例４で使用した硬焼生石灰粉末８５重量
部と早強ボルトランドセメント（小野田セメント社製）
１５重量部とを混合したものに、アルキルアリルスルホ
ン酸塩の高縮合物系セメント減水剤／・ィフルード（竹
本油脂社製）を有効成分にて２重量部、水を３頚重量部
加えて混練したスラリーを、６０肌立方の無筋コンクリ
ート（圧縮強度３５０ｋ９／洲、引張強度２８ｋｇ′の
）の中央部に掘削した直径４０伽、深さ５０弧の孔に充
填したところ、１０ｑ０雰囲気中で２餌時間後に孔周辺
部に３本のひび割れが発生し、２斑時間後に３個の小塊
に破壊した。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の膨脹圧を測定する膨脹圧測定器の斜面
図であり、第２図は第１図の測定器を使用して本発明の
種々の破壊剤の膨脹圧と経過時間との関係を測定した結
果を示す線図である。 弟′図第２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 結晶径が１０〜１００μの硬焼生石灰を粉末度１５
    ００〜５０００ｃｍ＾２／ｇ（プレーン値）に粉砕した
    もの３０〜９５重量部とセメント５〜７０重量部との混
    合物１００重量部に対してセメント減水剤０．１〜５重
    量部を混合したものよりなる脆性物体の破壊剤。 ２ セメントとして各種ポルトランドセメント、超早強
    セメントおよびアルミナセメントのうちの少くとも１種
    類を使用する特許請求の範囲第１項記載の脆性物体の破
    壊剤。 ３ セメントとして普通ポルトランドセメントを使用す
    る特許請求の範囲第２項記載の脆性物体の破壊剤。 ４ セメント減水剤としてリグニン系、高級多価アルコ
    ールのスルホン酸塩系、オキシ有機酸系、アルキルアリ
    ルスルホン酸塩およびその高縮合物系、ポリオキシエチ
    レンアルキルエーテル系、ポリオール複合体系、水溶性
    メラミン樹脂系およびβ−ナフタリンスルホン酸ホルマ
    リン縮合物のうちの少くとも１種類を使用する特許請求
    の範囲第１項または第２項記載の脆性物体の破壊剤。
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