JPS611793A - 脆性物体の破砕材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は生石灰の水和時の膨張圧力を利用して、岩石、
コンクリートなどの脆性物体を破砕する破砕材に関する
。

〔従来の技術〕

従来、岩石や地山の破砕、トンネルの掘削、あるいはビ
ルやコンクリート構造物の破砕などではダイナマイトや
機械的衝撃による解体方法が一般に用いられてきた。し
かしながら近年これらの工事に関して市街地や住宅密集
地の工事が多くなり、環境問題や公害的な見地からこれ
らの工法が敬遠され、又立地的にこれらの工法が取り得
ない場合も多く新しい工法の開発が望まれていた。

このような中で、生石灰の水和時の膨張力を利用して破
砕を行わせる所謂静的破砕材の令息は古くからあった。

これは脆性物体に適当な径と深さの孔を穿孔し、これに
生石灰を充填し、生石灰の水和時の膨張力を利用してこ
の脆性物体に亀裂を生ぜしめ、静かにしかも安全にこれ
を破砕しようとするものである。しかしながら、通常の
生石灰だけでは生石灰の水和速度が極めて早いため、こ
れに水をまぜると短時間で消化してしまい穿孔に充填す
ることすらできない。

そこで、この消化時の膨張力を物体の破砕に利用するた
めに様々の方法が考えられた。その方法として最初に穿
孔に生石灰だけを充填しておき、孔口を速硬性セメント
などで硬く密栓した後、ホースなどで孔内に注水して生
石灰を水和消化させ、その膨張力を生かすことも試みら
れた。しかしこの方法は施工の繁雑さのために一般的で
はなかった。又、生石灰に適当な消化遅延剤を添加し水
を添加した場合にすぐ消化しないでスラリー状（流動状
態）にしておき、穿孔に充填して、しかる後に消化膨張
をおこさせる方法も考えられたが、生石灰には自硬性が
ないため消化時に孔口から材料が吹き上げ、極端な場合
には混練水の温度が急激に上昇して水蒸気化し、急激な
水蒸気圧の高騰で孔口から材料が爆発的に噴出する、い
わゆる“鉄砲現象”を呈する場合があり、生石灰のもつ
水和膨張力を有効に物体に伝達することができなかった
。そこで最近の破砕材はこれらに水硬性物質を添加して
消化時にあわせて材料を硬化することにより、吹き上げ
現象を解消しているのがほとんどである。しかし、これ
らに使用される生石灰は高温焼成の硬焼き生石灰であり
、通常の軟焼き生石灰を使用するとやはり、吹き上げ現
象がおこる。

この硬焼き生石灰はほとんどが１５００℃以上で焼成さ
れており、破砕材のコスト高の原因にもなっている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の従来の静的破砕材の問題点を解決し、十
分に効果があり、しかも安価な破砕材を得る目的で研究
を重ねた結果、従来の破砕材の問題点を解決するには次
の諸条件を満足するものであることを見い出した。

すなわち、■穿孔に充填するに十分なポットライフを有
すること、■添加水量が少ないこと、■水和速度が緩慢
なこと、■適度な硬化性をもっこと、■比較的短時間に
大きな膨張圧を発生すること、■高温焼成の生石灰を用
いずに低温で焼成した市販の安価な生石灰が使用できる
ことである。

本発明はこのような諸条件を満足し、被破砕物内に十分
な膨張力を伝達し得る安価な脆性物体破砕材を提供する
目的で鋭意研究を重ねたところ、１０００〜１５００℃
で焼成した通常の軟焼き生石灰に水硬性物質を加えた混
合物に炭酸塩、糖類、減水剤を加えてこれを適当な粒度
に粉砕することによってこれらの問題点を解決した。

本発明は径１００ｆｉ以下の石灰石を温度１０００〜１
５００℃の範囲で焼成した生石灰の３０〜９５重量部と
水硬性物質５〜７０重量部との混合物１００重量部に対
して炭酸塩、糖類、減水剤をそれぞれ０．１〜５重量部
を添加してブレーン１５００〜５０００ｃ＋Ｊ／ｇに粉
砕してなることを特徴とする脆性物体の破砕材である。

本発明の特徴は径１００　ｆｉ以下の石灰石を１０００
〜１５００℃の比較的低温で焼成した生石灰を原料とし
て使用することである。すなわち通常の軟焼き生石灰が
使用できるようにしたことである。その使用を可能にす
るために、炭酸塩と糖類を添加することである。

本発明に使用する生石灰は径１００　ｗ以下の石灰石原
料を１０００〜１５００℃で焼成した生石灰である。

さらにこの生石灰に水硬性物質を配合することにより適
度な水硬性を付与し生石灰の水和時の急激な膨張による
噴出を防止するものである。本発明に用いる水硬性物質
としてはカルシウム系ポルトランドセメント製造用クリ
ンカー、ポルトランドセメント、高炉スラグなどの１種
又は２種以上が用いられる。その混合割合は生石灰３０
〜９５重量部に対し５〜７０重量部の範囲である。

本発明に用いる炭酸塩は炭酸カリウム、炭酸すトリウム
などのアルカリ金属炭酸塩が好適である。

また、糖類は蔗糖、果糖などが好適である。

この炭酸塩と糖類を加えることによって、生石灰が従来
使用されているような１５００℃以上の高温で焼成した
生石灰を用いなくても十分破砕材としての効果を奏し得
るものである。

この炭酸塩と糖類の添加量は生石灰と水硬性材料の混合
物１００重量部に対してそれぞれ０．１〜５重量部であ
る。

本発明においては、練り混ぜ水をなるべく理論水量に近
づけて生石灰の膨張圧を最大限に発生させるために、減
水剤を加える。この減水剤はリグニン系、高級多価アル
コールのスルホン酸系、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
リン縮合物などが挙げられ、その１種又は２種以上を用
いる。

この減水剤の添加量は生石灰と水硬性材料の混合物１０
０Ｍ量部に対して０．１〜５重量部である。

以上の混合物をボールミルなどの適宜の粉砕機でブレー
ン１５００〜５０００ａＪ　／　ｇにする。

本発明の破砕材の使用方法は、木材に適度な流動性が発
生するまで（通常木材の２５〜４０％）練り混ぜ水を配
合し、軟らか（なるまで混練したあと速やかに穿孔（径
２０ｗφ〜５０＋ｎφが適当、孔長は孔径の６倍以上と
することが望ましい）に注入し亀裂の発生を待つ。又、
湧水があったり横方向の穿孔の場合は、細長いビニール
袋にスラリーを充填し、口元を縛って穿孔に挿入する。

通常１２時間以内に亀裂が発生し、１５時間抜完全破砕
する。

〔実施例〕

例１　冬用破砕材（電気炉焼成生石灰使用）径５〜１０
０に粉砕した石灰石を電気炉で１３５０℃で焼成した焼
成生石灰７０重量部、カルシウムシリケート系クリンカ
ー３０重量部、炭酸ナトリウム２重量部、蔗糖１重量部
、マイティー（花王石鹸■製ナフタリンスルホン酸ホル
マリン高縮合物）１重量部をブレーン２６００ａ（／ｇ
に粉砕して破砕材とする。

例２　冬用破砕材（軟焼き生石灰使用）通常の軟焼きの
塊状生石灰（１００ｍ以下）７０重量部、カルシウムシ
リケート系クリンカー３０重量部、炭酸ナトリウム１重
量部、蔗糖０．５重量部。

マイティー１重量部をブレーン２８００ｃ＋ａ／ｇに粉
砕して破砕材とする。

例３　夏用破砕材（軟焼き生石灰使用）通常の軟焼きの
塊状生石灰（１００ｕ＋以下）５０重量部、普通ポルト
ランドセメント５０重量部、炭酸ナトリウム１重量部、
蔗糖０．５重量部、マイティー１重量部をブレーン２４
０Ｍ／ｇに粉砕して破砕材とする。

〔発明の効果〕

本発明の破砕材の効果を示す目的で従来の破砕材との対
比により試験した結果を示す。

試験例１ 膨張圧力測定試験（電気炉焼成生石灰）実施例１により
得られた本発明の破砕材を３０％の水で混練したスラリ
ーを配管用炭素鋼管を用い５℃で膨張圧試験を行った。

本試験に用いた膨張圧力測定装置は第１図に示す如く内
径３７ｉａａφｉ外径４３龍φ、長さ３００　ｔｍの炭
素鋼管＋１１の上端より１５ｃｍ下部に円筒方向と軸方
向にそれぞれストレインメーター（図示せず）に接続し
たリード線を有するストレインゲージ（２）を貼付し、
これを被覆材（例えばビ、ニルシー））（５）で被覆し
、深さ２５ＣＩＩ＋の恒温水槽（７ンにつけた構造を有
する。この炭素鋼管内に充填した破砕材スラリーの膨張
圧によるそれぞれの方向の歪をストレインメーターで測
定することにより膨張圧力を概算する。

第２図中の実線は本発明の実施例１により得られた破砕
材の膨張圧の経時変化を示し、点線は公知の破砕材プラ
イスター（冬用小野田セメント■製）の同一条件におけ
る膨張圧の経時変化を示す。

試験例２ 膨張圧力測定試験（軟焼き塊状生石灰〉実施例２により
得られた本発明の破砕材（冬用）を３０％の水で混練し
たスラリーを試験例１と同様の配管用炭素鋼管を用い５
℃で同一方法により膨張圧力測定試験を行った。その結
果を第３図に示す。

第３回中の実線は実施例２により得られた本発明の破砕
材の膨張圧の経時変化を示し、点線は公知の破砕材プラ
イスター（冬用）の同一条件における膨張圧の経時変化
を示す。

試験例３ 膨張圧力測定試験（軟焼き塊状生石灰）実施例３により
得られた本発明の破砕材を３０％の水で混練したスラリ
ーを試験例１と同様の配管用炭素鋼管を用い３０℃で同
一方法により膨張圧力測定試験を行った。その結果を第
４図に示す。

第４図中の実線は実施例３により得られた本発明の破砕
材の膨張圧の経時変化を示し、点線は公知の破砕材プラ
イスター（夏用）の同一条件における膨張圧の経時変化
を示す。

試験例４ テストピースの破砕試験 実施例２により得られた本発明の破砕材を３０％の水で
混練したスラリーをテストピース（外径１５０鶴φ、長
さａｏｏｍ、孔径２Ｂｗｓφ、深さ２８０　ｔｘ　。

推定圧縮強度４００ｋｇｆ／　ｃｒＡ　）に充填し６℃
外気中での経過時間における亀裂中を測定した。

その結果を第５図に示す。第５図中の実線は実施例２に
より得られた′本発明の破砕材の亀裂中の経時変化を示
し、点線は公知の破砕材プライスターの同一条件におけ
る亀裂中の経時変化を示す。

試験例５ 転石破砕試験 実施例２により得られた本発明の破砕材を３０％の水で
混練したスラリーを中心寸法的２ｍ×１ｍの砂岩に孔径
３５ｆｉ、深さ３３０ｆｉの孔を孔間距離３０（至）に
９個穿孔した孔に充填し、自然条件、天候曇。

気温６１℃に放置して破砕状況を測定した。

その結果は表１の通りであった。

表１ 以上の如く、本発明の破砕材は膨張圧力は短時間に上昇
し、テストピースならびに転石に対し使用した場合は１
０数時間で莞全に破砕した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験例１〜３の膨張圧力試験に用いた
装置の概略図である。 図中（１１は炭素鋼管、（２）はストレインゲージ、（
３）はゲージ端子、（４１＋ｒＪ−ド線、（５）は被覆
材、（６）は粘着テープ、（７）は恒温水槽を示す。 第２図は本発明の破砕材（実施例１のもの）と公知の破
砕材との膨張圧の経時変化を示す図面である。 第３図は本発明の破砕材（実施例２のもの）と公知の破
砕材との膨張圧の経時変化を示す図面である。 第４図は本発明の破砕材（実施例３のもの）と公知の破
砕材との膨張圧の経時変化を示す図面である。 第５図は本発明の破砕材（実施例２のもの）と公知の破
砕材とのテストピースによる亀裂状況の経時変゛化を示
す図面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、径１００ｍｍ以下の石灰石を温度１０００〜１５０
   ０℃の範囲で焼成した生石灰の３０〜９５重量部と水硬
   性物質５〜７０重量部との混合物１００重量部に対して
   炭酸塩、糖類、減水剤をそれぞれ０．１〜５重量部を添
   加してブレーン１５００〜５０００ｃｍ＾２／ｇに粉砕
   してなることを特徴とする脆性物体の破砕材。 ２、水硬性物質がカルシウムシリケート系ポルトランド
   セメント製造用クリンカー、ポルトランドセメント、高
   炉スラグのうちの少くとも１種類である特許請求の範囲
   第１項記載の脆性物体の破砕材。 ３、糖類が蔗糖、果糖等である特許請求の範囲第１項記
   載の脆性物体の破砕材。 ４、炭酸塩がアルカリ金属炭酸塩である特許請求の範囲
   第１項記載の脆性物体の破砕材。 ５、減水剤がリグニン系、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
   系ならびにβ−ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物
   のうち少くとも１種類である特許請求の範囲第１項記載
   の脆性物体の破砕材。