JPS6086064A - 坑道支持構造体などのためのモルタル組成物とその使用方法 - 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】

この発Ｆ！Ａは砂と高アルミナセメントとからなるモル
タルであって、鉱山の坑道の支持構造など、あるいはト
ンネル、ダムの地下道などに利用されるべきもの、に関
する。 上記の「支持構造体」とは坑道などの壁と天井に施工さ
れるある程度の厚さの下地組織、を意味する。 坑道、特に鉱山で掘削作業中の先端部において坑道が掘
られる場合には、作業者を主として落盤の危険から獲る
ために、新生ＨＩ！面をまず直ちに固結し、その後コン
クリート注型により仕上げライニングが施されねばなら
ない０　そして、このような防御工事ないし下地支持構
造体は、注型されるコンクリートがその機能を発揮する
までの数時間のあいだ、その形状を保つ耐久性がなけれ
ばならない。　この技術により得られる効果は、掘削作
業を遅れさせる原因になる金属製アーチの取付、を不要
化することである０ 従って、上記の如き下地支持構造体を形成するには、使
用容易で低価格、しかも所要の機械的強度をできるだけ
速やかに発現するような材料が不可欠なものとなる０ この発明によれば、上記の機械的強度の点に関しては、
壁面にセメント混合物、つまりモルタルを吹付けて形成
され基ライニング層がこの吹付けから僅か７５分後の時
点で既に約／１０バール（ｂａｒｓ　）の圧縮強度を発
現するので、上記課題は好都合に解決されるのである。 この驚くべき効果は、モルタル成分としての高アルミナ
セメントと砂について特殊な粒度のものを選ぶと共に、
特別に高いセメント／砂比を採ることによって得られる
。　上記した以外の重要な機械的性質としての曲げ強度
の改善は、ライニング層を形成するべき上記モルタルに
補強繊維を混練することによって達成される。 高アルミナセメントとしては少くとも３６重量％以上の
アルミン酸モノ力ルシクム、例えば７オンデユ・う７ア
ルジユ（’　ＦＯＮＤＵ　ＬＡＦＡＲＧＥ　’　）（商
標）タイプのもの、を選ぶことが望ましい。 この発明によれば、上記セメントのグレーズ（’　ＢＬ
ＡＩＮＥ　Ｉ）決死表面積を少くともｙ　ｏｏ　ｏ　ｃ
ｔｔＶｙ以上とすることが必須要件である。 上記の砂については、石英質系の砂ないしは石英石灰質
系の砂であって粒度がθ〜コ・ｊｌｌｍ、かつ、砂粒の
うち２５〜２０％がｏ、４ｍ以上であるもの、を選ぶこ
とが望ましい。　このような粒度は、例えば粒度０．ｔ
Ｊ〜コ鱈の砂２２．７％と、粒度９〜コ餌の砂コア、　
ｊ％とを混合することによって得ることができる。　こ
の場合の粒度分布曲線は図面に示した通りである。 高アルミナセメントと砂との重量比はダφθと１０／コ
０（分母が砂重量）の範囲内でなければならない。 最も好ましい高アルミナセメント／砂比は約”／ｊｓで
ある。 上記の重量比が極めて特異であることは、従来の重量比
が高々”／ｌ、ｓ　−Ｊｊ／ｌｓであったことから明ら
かであろう。 この発明によるモルタルは次のコ種の添加物（それぞれ
高アルミナセメントに対する重量％で示す）、 即ち、 ｐｉ　グルコン酸ソーダ：０．Ｏθ／〜θ、θｓ％％望
ましくは０．００Ｊ〜０．０λ％、 及び （２）炭酸リチウム：０．ｌ〜θ、Ｊ饅を含有している
。 グルコン酸ソーダは減水剤として、又、炭酸リチウムは
硬化促進剤として作用する。 本発明における高アルミナセメントの粒度が上記のよう
に極めて微細である点に関しては、溶融法で製造された
セメント中間製品の粉砕が周知の如く困難かつコスト高
騰を伴うものであるという事実に注目されるべきである
。 即ち、この方法による超微粉末製造が今まで試みられな
かったのは上記の理由によるものであろう。　本発明に
あっては、既述の如く高アルミナセメントの粒度がグ０
θθｃｔｄ７．　以上という微細なものであることを必
須としているが、従来法でこれを実現するに当っては極
度の磨砕を行うためのコストアンプが大でその医用化が
困難視されていたものである。　そして特に有利な粒度
はｊ０００ｄｌ／ｆに近いものである。 この発明によるモルタル調合は当業界で周知の従来法に
よって行われる。 この発明の他の特徴は、上記モルタルを用い形成される
支持構造体としてのライニング層の機械的性質が顕著に
改善されることであり、この改善はモルタルに対し０．
　Ｆ　−ｊ％、好ましくは約／％の補強繊維を添加する
ことにより達成される。 この補強繊維は有機質、例えばポリエチレン、ポリプロ
ピン等々でもよく、あるいは無機質、例えばガラス、ス
チール、アスベスト等、の繊維であってもよい。 特に好ましいものはガラス短繊維である。 この発明によるモルタル、ないしはこれと短繊維との混
合物、は次のように使用される。 即ち、と記モルタル、又はこれに最高５％まで、好まし
くは約１％の繊維を事前に混合したもの、を乾式法のコ
ンクリート吹付は装置の供給ホッパ、又は他の同様の周
知装置の供給ホッパ内へ投入する。 次いでこの乾燥状態の製品、つまりモルタルないしこれ
と繊維との混合物、を周知の簡式の水混合ノズルへ気体
輸送法により移送する。 水は、場合により少くとも５パール（ｂａｒｓ）の水Ｅ
Ｅｔ与えるポンプを用いて、と記ノズルの端部へ供給さ
れる。 モルタル又はこれと繊維との混合物に対する水の添加割
合は１２〜２０重景％である。 こうして水を添加されたモルタルは支持対象の壁面へ吹
付けられるが、この壁面はモルタルのけ着をよくするべ
く前もって水又は柴気を噴射して１肖浄化されていれば
好都合である。 雰囲気温度にもよるが硬化開始までの時間は約３〜１０
分の範囲である。 かくして、例えば１時間後における本発明の硬化モルタ
ルの機械的強度は、従来の溶融法高アルミナセメント、
つまり極度に磨砕されていないもの、について同時間後
に測定される強度よりもはるかに高いｍｅ示すのである
。 以下に示す実施例はこの発明の範囲を限定するものでは
ない。 実施例Ｉ 八　モルタルの組成 （１）　プレーヌ法（［ｉＱ出）の比表面積が５０１０
ｔｄｌ／？となるまで極度に磨砕されている７オンデユ
・ラフアルシュ・タイプ（前出）の高アルミナセメント
、 （２）粒度０．８〜１．２　ｔｎｓの石英質系の砂、（
３）　セメント／砂の重量比ニア５／２５、（４）添加
剤＝（ａ）　グルコン酸ソーダ０．００４％、（ｂ）　
ＬｉＣＯ３０，１８８％（いずれも対セメンｌ−重量％
）、 Ｂ　支持槽週休としてのライニングの成形（１）水／乾
燥モルタルの比：０．２０゜（２＋　硬化開始時間（Ｖ
ＩＣＡＴ法）：４分４５秒、（３）ａ械的強度の測定：
４Ｘ４Ｘｌ（１ｃｍの角柱体試料を用いてフ ランス標準規格Ｐ１５ −４１ＬＫより測定。 測定結果は第１表に 示す通りであった。 第１表 実施例２ モルタル組成は実施例１と同じ、但し乾燥モルタルに対
しほぼ１重量％の繊維を添加。 この乾燥混合物の組成と性状は次の通りである。 （１）組成 モルタル含有量：８＆１９重量％、 ガラス繊維ｉ　ＲＯＶＩＮＧタイプの繊維長６朋のもの
、０．８４重量％、 （２）　性状 丘記混合物を２０℃の水１５．９７重量９６を用いて混
Ｍ（水／乾燥混合物　重量比＝０．１９）した。 ゲルタイム２８分１５秒 縦裂法（ｓｐハｔｔｉｎｇ）法引張試験（ブラジル式試
験）：混練５日後（Ｊ＋５）で８８バール、Ｉｆｆ強度
：　４Ｘ４Ｘｌ　６ｃＩｎの角柱体についての従来法試
験の結果は、混線１５ 分段で２，０３パール、混線６０分 後で３４３パール、であった。 実施例８ 乾燥モルタルに対しほぼ２重量％の繊維１］−添加、操
作方法は実施例２０通シ。　但し水と混練後のモルタル
組成は、 乾燥モルタル：　８１．７０重量％、 繊維：　１．６８重量％、 水：１６．６７重量％、 水／乾燥混合物　重量比＝　０．２０、であり、この混
練モルタルの性状は、 ゲルタイム二８分１秒 縦裂法引張試験（ブラジル式試験）：混練５日後（Ｊ＋
５）で４２．４バール、 ｌＥ圧縮強度４×４Ｘ１６ａの角柱体試料を用いての従
来法試験の結果は、 混線１５分後で２０３パール、 混線６０分後で８０６バールであっ た。 と記の実施例２及び８のものについては曲げ特性の改善
が観察されノヒ。 このように混練１５分後の圧縮強度が顕著にｉ好である
ことは、曲げ特性が改善されていることと相俟って、こ
の組成のモルタルを支持構造体、とくに下地としての支
持構造体を急速に形成するに適したものとしている。 比較例１ 吹付は法で形成されたコンクリートの物性についての文
献をここに紹介しておく。 即ち、まず取とげられるべき文献は、 「モルタル、コンクリート及び漆喰の吹付は工法」の第
１版であり、これＶｉｌりＩ／年ＶＣテクニク・工・ア
クリカシオン・パティマン・工・トラグオー・ピュグリ
ック社から出版されたＣ、ラツセとＭ、グアニュアの共
著であって、そのｔＪベージの記載に注目されるべきで
ある。 そこｌ’１＝ｔｒ吹寸は工法のために特別に急結性が賦
与された工業用モルタル」と題し、その成分としてセメ
ント、特殊な充填剤（粒度０．８朋）、防水性を与える
ための添加剤、および硬化促進剤（塩素を含有しないも
の）からなる調合済みのモルタルが取１けられている。 乾式法でこのモルタルを吹付けたところ、吹付は後の硬
化開始時間は温度によって異なるが８〜１０秒であった
、と記されている。　その物性は次の第２表の通りであ
る。 第２表 以」二においＣ緩公法の引張強度ないしブラジル式試験
とシュ、円柱形の函幀片會プレス装置の′一枚の板のあ
いたで２りの母４Ｍ（ｇｅｎｅｒａｔｒｉｃｅｓ　）に
沿って圧油する式の試験を慈味する。　その場合の頻度
は次式 ここにＰ＝試験片が縦裂させられる瞬間の出力、Ｄ＝試
験片の直径、 ｌ＝拭験片の長さ、 盆用いて計算される。 この点に関し参照されるべき文献は、Ｇ、ドロー者の「
コンクリート技術指針」（ギド・プラテイーク・デュ・
ベトン）であり、これば／り２０年に、ソシエテ・ド・
ディツユジオン・デ・テクニク・デュ・パティマン・工
・デ・トラグオー・ビュプリツク社から出版されたもの
であって、七のＩ／ページに「縦裂法にょる極限引張強
度」と題した記載がある。　そしてその中で［この試験
は円柱状のコンクリート片をプレス装＋１にの（２枚の
）板のあいだの２つの対問状母線に沿い押圧して縦裂さ
せるものであり、仁の方法は一般に「ブラジル式試験」
と称されている」と記している。 直接引張又は縦裂法で得られる強度に基づい＾引張強度
と曲げ強度とｋＪｔ軟すると、吸着は一般的に平均して
前者の約ダ０俤だけ低いものである。 比較例２ 操作は実施例１と同じでるるが、用い次モルタルは従来
法の溶融セメント（極度に磨砕されていないもの〕であ
る。 実施例１と同じ試験を行なった粕朱は次の第８表の通り
であった。 第８表 実施例４ 現在最も優れた処方は次の通シである。 ＋Ｉ）　セメント二フォンデュ・ラフアルシュ・タイプ
の高アルミナセメントであって、ゾレーヌ法の比表面積
がｊｏｉｏ　ｃｔｄ／？となるまで倹砕されているもの
。 Ｌ２１砂：ＩＭＲ付図付図面白線（３）で示されている
石英質系の砂。　尚、セメント／砂の電量比はｙｙ／ｊ
Δとした。 （３）添加剤

【セメントに対する厘燻チ】：ｔａ）　グ
ルコン酸ソーダ・・・０．００　／ｊｑ４（ｂ）　Ｌ＋
、Ｃｏ３・・・０．２２チ（４）　ガラス繊維二対モル
タルで７重量％。 」二記組成のものは吹付は工法に対する逸・庄が暖れて
おシ、これｔ用いて形成される２イニングの収Ｉｔｒｉ
率は他の組成のものを用いｆｃ場合よりも小さいもので
あった。 吹付は装置内での流動性および混線用の水に対する判れ
易さも改善されていることが認められた。 上記組成物？機械的に混練ののち、ダ×グ×／ｇ礪の型
枠内で硬化させたものの物性は次の第４表の通シであっ
た。 第４表 水／４Ｑ；燥混合物の重量比が０．／Ｊ６　である場合
の」二記組成モルタルの硬化時間（ＶＩＣ，ＡＴ法）は
Ｊ匁ＪＯ秒であった。 この発明によるモルタル組成物は急結性以外に次の如き
長所ケ備えている。　即ち、ｔｌｌ　所茨工欽が２人工
にまで吐減すること、＋２１　準備ステーションが不要
になること、（３）　従来汎用されているモルタル【用
い吹付は法でコンクリ−）ｋ形成する場合に比べて材Ｊ
”）ロスか無視できるほど少いこと、（４）　槙めて少
量であっても使い易いこと、（６）装置のｔａ　１０化
が圧ｋＩ菟気のみを用いて行えること、 （６）吹付けの際のｔ？ｒ尚くすることによりコンクリ
ートに緊密化できること、 （７１乾象りＶ品全輸送するから遠隔の被施工個所に刈
しても吹付けが可能であること、反び（８）　所要ライ
ニング厚が従来の吹付は法コンクリートよりも小さいか
ら、広い面積に塗布できること、 などである。 この発明によるモルタル組成物の用途は次の如くである
。　即ち、 ｉｌｌ　掘削後の新生壁面を直ちに固結すること、（２
）空気による腐蝕から上記壁面を護ること、（３）　ラ
ドンガス、メタンガス等のガスが噴出しないよう坑道を
防護すること、 （４）換気用トンネルの壁面に対するライニング、（６
）坑道などの耐火ライニング、 （６）坑道壁面の薄片剥離を防止すること、（７）支持
構造体の補強、 （８）土壌の性質に応じポルティング（基布）を併用し
又は併用せずに掘削機のすぐ後方で直ちに壁面を支持強
化すること、及び、 （９）換気道形成、地下道の耐火仕上げ等々、などの用
途がある。 「こて」を用いて表面を滑かに仕上げつつ適切な厚みに
ライニングするならば、本発明によるモルタルを用いた
ライニングの耐久性は極めて良好である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るモルタルに含まれるべき砂の一例につ
いてその粒度分布を示すグラフである。 第１頁の続き ■Ｉｎｔ、Ｃ１，’　識別記号　庁内整理番号０発　明
　者　アンドレ・ヴアリザ　フランス圃地） ０発明者　アラン・ベニシュ　フランス国ユ・デュ・ビ ０発　明　者　パトリック・ニコラス　フランス国−（
無番地） ０７２２０　ヴイヴイエ　し・ソーチル（無香２１２７
０　ポンティユニ・ニス／サオーヌ　リエ　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　坑道などの壁面へ水と共に吹付けることにより該坑
   道を支持強化するために用いられるモルタル組成物であ
   り砂と高アルミナセメントとからなるものにおいて、 上記の高アルミナセメントのプレーヌ法による比表面積
   がｖｏｏｏ　ｒｘｌ／９よりも大きいこと、該セメント
   が少くとも３６重量％のアルミン酸モノ力ルシクムを含
   有していること、及び該セメントと砂との重量比がＶＯ
   ／４ｏ〜／　０／２０（分母が砂）の範囲内であること
   、 を特徴とするモルタル組成物。 ■　前記の高アルミナセメントと砂との重量比が約”／
   ｓｓ　（分母が砂）である特許請求の範囲第０項に記載
   のモルタル組成物。 ■　前記の高アルミナセメントのグレーヌ法による比表
   面積が約３０００　（Ｍｌ／ｙである特許請求の範囲第
   ０項又は第■項に記載のモルタル組成物。 ■　前記の砂が石英質ないし石英石灰質系の砂であり、
   その粒度がθ〜）−ｊｔｍである七共に、該砂粒の２５
   〜２０％が０．　ｔ　ＩＩＩｍより大きい寸法のもので
   ある特許請求の範囲第０項から第０項までのいずれかに
   記載のモルタル組成物。 ■　添加剤として、高アルミナセメントに対しグルコン
   酸ソーダを４００／〜θ、０５重量％、及び炭酸リチク
   ムｆ　Ｏ，／〜０．Ｊ重量％含有している特許請求の範
   囲第０項から第■項までのいずれかに記載のモルタル組
   成物。 ■　前記のグルコン酸ソーダの含有量が高アルミナセメ
   ントに対しθ、θＯＪ　−０，ＯＪ重量％である特許請
   求の範囲第０項に記載のモルタル組成物。 ■　ホＩＪエチレン、ポリグロビレン、スチール。 アスベスト、ガラス等からなる有機質及び無機質の繊維
   からなる群から選ばれた補強繊維をセメントと砂の合計
   重量に対しθ・２〜５重量％含有している特ｉＦＦ請求
   の範囲第０項か１■項までのいずれかに記載のモルタ／
   Ｌ’組成物。 ■　前記の補強繊維の含有量が約７重量％である特許ｔ
   ｉｍｌの範囲第０項に記載のモルタル組成物。 ■　前記の補強繊維が繊維長約ｊｌｌｌ！１１のガラス
   繊維である特許請求の範囲第０項又は第０項にデュ・ラ
   フアルシュ・タイプの高アルミナセメントと、 粒度がθ〜コ、ｊｌＤＩでその２５〜２０％が０−　Ｊ
   　ａより大である石英質糸の砂であって、上記中メント
   に対し重量比で約Ｖ９’／ｓ４　（分母が砂）の割合を
   占める砂と、 添加剤としてセメントに対し約０．０θ／ｊ％のグルコ
   ン酸ソーダと、約０．−２％の炭酸リチクム、 とからなる組成の特ｉｆＦｍ氷の範囲第０項から第０項
   ま−でのいずれかに記載のモルタル組成物。 ■　プレーヌ法による比表面積がダθθθ４今より大で
   あり、少くともｊｊ重量襲のアルミン酸モノ力ルシクム
   を含有している高アルミナセメントのり０〜１０重量部
   と、砂ｇ０〜コθ重斌部と、補強繊維の適宜量、とから
   なるモルタル組成物に対し７２〜２０重量％の水を添加
   しつつライニング対象の表面へ吹付けることを特徴とす
   る鉱山坑道壁の急速固結方法。