JPS61247648A - セメント急結剤 - Google Patents

セメント急結剤

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JPS61247648A
JPS61247648A JP8551185A JP8551185A JPS61247648A JP S61247648 A JPS61247648 A JP S61247648A JP 8551185 A JP8551185 A JP 8551185A JP 8551185 A JP8551185 A JP 8551185A JP S61247648 A JPS61247648 A JP S61247648A
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JP8551185A
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竹内 雄幸
水野 邦男
宮沢 健
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Toagosei Co Ltd
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Toagosei Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

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】 (イ)発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明はセメントモルタル、コンクリート等を急速に凝
結せしめるセメント急結剤に関するものであって、か〜
る急結剤を配したモルタルやコンクリートは、道路、鉄
道、下水道管渠等のトンネル築造工事における掘削壁面
の覆工や、山岳、丘陵等の掘削のり面の防護工に吹付は
剤等として用いられ、土木建築業界等に広く利用される
ものである。
〔従来の技術〕
従来、トンネル等の掘削壁面へ覆工壁を設ける工法とし
ては、セメント、骨材、急結剤および水を混合し、速や
かに吹き付ける工法(吹付工法)が一般的である。吹付
工法としては、セメント、骨材および水より成るスラリ
ーと、急結剤水溶液を吹付ノズルの先端部で混合する湿
式法、セメント、骨材および急結剤より成る粉末状の混
合物と水、あるいは、セメントおよび骨材より成る粉末
状の混合物と急結剤水溶液を吹付ノズルの先端部で混合
し吹付ける乾式法がある。
それらの工法において用いられる急結剤としては、アル
ミン酸石灰、アルミン酸アルカリ、炭酸アルカリを主要
成分としたものが汎用されているが、セメントを急結さ
せる作用が不十分で、吹付けられた組成物の一部が、硬
化せずに落下してしまうという問題点を有しているもの
である。
この現象は、吹付はノズルの先端部で、セメントと急結
剤が混合する時、セメントと急結剤の比率がかなり幅広
く変動するにも拘わらず、これら急結剤のセメント急結
作用はセメントと急結剤のある狭い範囲の比率でのみ有
効で、その範囲外では急結作用が低下する為である。
〔発明が解決しようとする問題〕
前述のように、現在用いられている急結剤のセメント急
結作用は、セメントに対しある特定の範囲例えば4〜6
%の添加範囲では有効であるが、この範囲外では著るし
く急結作用が低下する。このため、施工者の技量にもよ
るが、吹付組成物の落下ロスは全体の25〜50%に達
するという問題点を有している。
本発明者等は上記問題点を解決すべく鋭意検討を重ね本
発明を完成した。
(ロ)発明の構成 〔問題を解決するための手段〕 本発明は、アルミン酸アルカリと炭酸アルカリとアルカ
リ性において加水分解して酸を生成する有機化合物から
成ることを特徴とするセメント急結剤に関するものであ
り、本発明に係わるセメント急結剤は特定の三成分から
なることによりセメントと急結剤の比率の広い範囲で、
はy一定且つ良好な急結作用を呈し、従来のセメント急
結剤が有していた問題点を一挙に解決したものである。
0構成酸分 本発明の急結剤を構成するアルミン酸アルカリと炭酸ア
ルカリ(アルカリとしてはいずれもナトリウム、カリウ
ム、リチウム等であり、本発明にとりナトリウムとカリ
ウムが好ましい)はいずれも急結剤の成分として知られ
ているものであり、それらが本発明においても支障なく
用いられるが、アルミン酸アルカリとしてM20/ A
−e20s  (ここでM=に、NaまたはLi等)の
モル比が1.5〜6.0のものを選択するのが好ましく
より好ましくは168〜2.5のものである。
第三の成分であるアルカリ性において加水分解して、酸
を生成する有機化合物とは酢酸メチル、酢酸エチルの如
きモノカルボン酸エステル、エチレングリコール(モノ
、ジ)酢酸エステルやグリセリン(モノ、ジ、トリ)酢
酸エステルの如き多価アルコール脂肪酸エステル、グリ
コール酸メチル、クエン酸トリメチル、陶石酸トリメチ
ル、リンゴ酸ジメチル等のオキシカルボン醒エステル、
等のエステル類、エチレンカーボネート、グロピレンカ
ーボネートの如きアルキレンカーボネート類、グリオキ
ザール、ゲルタールジアルデヒドの如きジアルデヒド類
、γ−ブチロラクトンに代表されるラクトン類等である
O調製 本発明の急結剤を構成する三成分の配合割合としては、
まずアルミン酸アルカリ1重蓋部に対する炭酸アルカリ
の量が0.3〜5重量部であることが好ましく、より好
ましくは0.5〜2重量部であり、更に好ましくは0.
7〜1.5重蓋部であることが好ましい。第三成分のア
ルカリ性において加水分解して酸を生成する有機化合物
の配合量は加水分解によって生成する酸とアルミン酸ア
ルカリのアルカリ金属とが反応して後のアルミン酸アル
カリにおけるM、 O/14320.のモル比が12〜
2.0になるように配合することが好ましく、より好ま
しくは13〜17となる様に配合することが有効な結果
をもたらす。
換言すれば、炭酸アルカリに結合していない酸化アルカ
リ(M20 )の分子量MW、その量W (F)、M、
 O/Al320.のモル比MR1化合物の当量E11
重物と反応する酸化アルカリを除いたM20//A−e
、03のモル比mとすると、配合量はMR−m2xE MRx−MW−XW(I)である。この式の中でMRは
1.5〜3.0好ましくは18〜2.5、mは水酸化ア
ルミニウム等と水酸化アルカリ水溶液を60〜70℃以
上に加熱して得られる。本発明の急結剤を得るためには
、まずか〜るアルミン酸アルカリ溶液と炭酸アルカリ水
溶液を所定の比率になるよう混合する、炭酸アルカリ水
溶液としては炭酸水素アルカリを含有しているものでも
、水酸化アルカリを少量含有しているものでも差支えな
い。この工程は常温で行なっても差支えない。アルミン
酸アルカリと、炭酸アルカリのアルカリ金属は異質であ
っても差支えないが、同一である方が溶液安定性がよい
ので好ましい。−):た、一般にアルカリ金属は他のア
ルカリ金属を多少伴っているが、その程度では安定性に
問題は生じない。
かくして得られるアルミン酸アルカリと炭酸アルカリ混
合液を攪拌している中に、前述の有機化合物を所定量加
え、均一溶液となるまで攪拌する、温度は常温でも差支
えないが、溶解が遅い場合には、100℃以下に加温す
ることが有効である。
このようにして得られる製品の濃度は60〜60%の間
で、溶液安定性のよい濃度を選ぶ。
例えばアルミン酸カリ−炭酸カリの場合は40〜50%
である。
O配合 一般にアルミン酸アルカリ系のセメント急結剤の配合量
は、40〜50%液でセメントに対し数チ程度であるが
、本発明の急結剤の場合もはg同じで2〜10%が好ま
しく、より好ましくは6〜8チであり、さらに好ましく
は4〜6チである。
例えば乾式吹付けの場合の配合の一例をあげると、ポル
トランドセメント66oiv、細骨材(川砂)1180
kl?、15■以下の砕石590ゆより成る混合物と、
本発明になる急結剤45チ溶液20klilと水120
Jである。
この配合は工事目的、骨材の含水率、対象壁面の湿潤状
態、温度、施工者の技量等により複雑に変動するので、
決して固定したものではない。
また、アルミン酸カルシウム系の急結剤との併用も有効
である。
なお急結剤を用いたセメントの凝結時間はJIS  R
5201”セメントの物理試験方法”の7項凝結試験の
方法で測定して始発時間が1.5分以下、終結時間が5
分以下であることが好ましいので、その様な凝結時間と
なるように上記調整および配合について配慮することが
好ましい。
〔作用〕
アルミン酸アルカリおよび炭酸アルカリを含有するセメ
ント急結剤は古くから知られ使用されてきたが、前記の
如く、これらと加水分解によって酸を生成する有機化合
物を配合することにより、優れた急結性能が発現する理
由は有機化合物の加水分解によって生成する酸とアルミ
ン酸アルカリ中のアルカリ金属が反応し、その結果アル
ミン酸アルカリのM20/i、 03モル比が縮少し、
且つアルミン酸アルカリの分子量が増大し、セメントに
対して安定した急結効果を与えるのではないかと推定さ
れる。
しかも上記性能は、セメントに対する急結剤使用量を2
〜15チという広い範囲に変化させても発現するもので
あり、吹付は時におけるロスを一挙に低減するという作
用を有するものである。
〔実施例〕
実施例1゜ K2O29,2%、A沼20,15.8%、K20/i
、 O、モル比20のアルミン酸カリ水溶液100gに
、45%に2CO5水溶液10011を加えた混合液に
、エチレンカーボネート7、Ollを加え攪拌しながら
約50℃に加熱して、溶解させて、急結剤を得た。ポル
トランドセメント400gとセメント量に対し、上記急
結剤組成物2.5.10.15チを水(110−χ)g
に加えた液を手早く混合して練りJIS R5201,
7、セメントの物理試験方法の7項凝結試験に準じて、
始発時間、終結時間を測定した結果を第1表に示す。
第1表 なお、χは急結剤中の水分量<g> また本実施例において、エチレンカーボネートが完全に
加水分解して、アルミン酸カリのに20 と反応したと
すると、K20/A−e□03モル比は、1,49であ
る。
比較例1゜ K2O26,1係、l?、0.18.9q6. K、 
0/11、 O,モル比1.49のアルミン酸カリ水溶
液100gに45チに2C03水溶液100gを加えた
混合液について実施例1に準じて試験した結果を第2表
に示す。
第2表 比較例2゜ 特開昭59−A56946に準じて、K20/A4.0
.モル比1.49のアルミン酸カリ25%、炭酸カリ2
5チ、エチレングリコール4チよりなる急結剤を調製し
、実施例1に準じて試験した結果を第6表に示す。
第6表 実施例2゜ 実施例1.において、エチレンカーボネートの代りにそ
の他のアルカリ性で加水分解して酸を生成する有機化合
物を用いた急結剤について同実施例6 Na2019%、Al2O316%、Na2o/A12
o3モル比1.95のアルミン酸ソーダ水溶液50.9
と74r Na2CO3水溶液150.9の混合液に、
エチレンカーボネート6gを加え、約50’Cに加熱し
て急結剤を得た。
この急結剤について実施例1と同様にして試験した結果
を第5表に示す。
第5表 本実施例において、エチレンカーボネートが完全に加水
分解してNaρと反応したとするとNa、0/Al2O
3モル比は1.52である。
実施例4 実施例1において、45%に2CO,水溶液の量を20
〜700.9にかえて得られた急結剤についての凝結試
験結果を第6表に示す。
実施例5 実施例1において、アルミン酸カリのモル比をかえた場
合の試験結果を第7表に示す。
第7表 実施例6 ボルトランドセメント360kp、川砂1180kg、
15m以下の砕石590に!より成る混合物と、実施例
1で用いた急結剤2Dkpに水118kpを加えた混合
液を乾式法でトンネルの天端部に吹付けた結果、はね返
りによるロスは10〜15チあったが、硬化が遅いため
の崩落は全くな(、吹付後10〜15分で十分に硬化し
た。
(ハ)発明の効果 本発明になる急結剤は、コンクリートに対する配合比率
が大幅に変動しても急結作用の低下がないので、施工に
際して供給速度の管理が楽であり、吹付けられたコンク
リートが、未硬化で崩落することが少ない。従って、工
事速度が速く、且つ材料の歩留りの向上で著るしいコス
ト低減が可能となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、アルミン酸アルカリと炭酸アルカリとアルカリ性に
    おいて加水分解して酸を生成する有機化合物から成るこ
    とを特徴とするセメント急結剤。
JP60085511A 1985-04-23 1985-04-23 セメント急結剤 Expired - Lifetime JPH0688816B2 (ja)

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JP60085511A JPH0688816B2 (ja) 1985-04-23 1985-04-23 セメント急結剤

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JPH0688816B2 JPH0688816B2 (ja) 1994-11-09

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