JPS637228B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、破壊材に関し、更に詳しくは膨張性
クリンカの水和反応によつて生じる膨張力を利用
してコンクリート、岩石および耐久性構造物等を
破壊するための材料に関する。 従来、例えばコンクリート構造物や岩盤等を破
壊する手段として、重錘の衝撃による機械的方法
あるいはダイナマイトの如き爆薬を用いる手段が
通常採用されている。しかるに、これらの手段
は、安全性、騒音、粉塵、振動等の理由から、例
えば人家の近接した場所で使用ができないなど、
その実際の使用に多くの制約を伴つていた。 かかる状況に鑑み、本発明者等は先に、特定組
成を有するクリンカが水和反応を行う際、発生す
る膨張力を利用してコンクリート等を破壊できる
破壊材を提案した。 しかるにかかる破壊材にあつては、約50mm以下
の比較的小口径の掘削孔に充填する場合、極めて
良好な破壊結果が得られる。しかし、約50mmを超
える比較的大口径の掘削孔に該破壊材を充填する
場合、特に外気温が高いときはクリンカの水和反
応熱による高熱が極めて大きくなり、水蒸気圧が
急速に高まる。この結果、充填物の一部が噴出
し、破壊力の低下をもたらし又安全性に欠けると
いう欠点があつた。このことは、先の破壊材に於
て、セツコウ、糖類及び（又は）多価アルコール
等の反応調節剤をもつてしても、大口径用には未
だ不十分であることを物語つている。 本発明は、かかる欠点を解消するためになされ
たもので、カルシウムアルミノフエライト固溶体
1.0ないし40.0重量％、遊離石灰および遊離マグ
ネシアを合量で60.0ないし99.0重量％を含有する
クリンカに、ホウ酸塩を全重量に対し0.1ないし
20重量％配合して成ることを特徴とするものであ
り、更に又カルシウムアルミノフエライト固溶体
1.0ないし40.0重量％、遊離石灰及び遊離マグネ
シアを合量で60.0ないし99.0重量％を含有するク
リンカに、糖類、多価アルコール、有機酸、およ
び有機酸塩の群から選ばれる少なくとも一種並び
にホウ酸塩を全重量に対し0.1ないし20.0重量％
配合して成ることを特徴とするものである。 このように、本発明は主として大口径の掘削孔
に充填した場合、好ましい破壊力を発揮する破壊
材を提供するものである。 上述のクリンカは、石灰質原料（例えば石灰
石）及び／又はドロマイト質原料（例えばドロマ
イト）、並びに鉄原料（例えばハンマースケール）
又は鉄原料とアルミナ質原料（例えばボーキサイ
ト）を含む調合原料混合物を例えば1200ないし
1800℃の温度で焼成して製造することができる。 クリンカ中のカルシウムアルミノフエライト固
溶体含有量を上記の範囲、すなわち1.0ないし
40.0重量％としたのは以下の理由による。該固溶
体の含有量が1.0重量％未満の場合、石灰結晶を
十分成長させることができない。従つて、反応が
早過ぎ、十分なハンドリングタイム及び注入後の
十分な破壊材が得られにくくなる。また40.0重量
％を超えると、遊離石灰及び遊離マグネシアの合
量が60.0％以下となつてしまうため、これらの水
和膨張によつて得られる破壊力が実用値以下にな
つてしまう。 次に、遊離石灰と遊離マグネシア含有量を合量
で60.0ないし99.0重量％に規制した理由は、それ
が60.0重量％未満では実用的な破壊力が得られ
ず、また99.0重量％を超えるとカルシウムアルミ
ノフエライト固溶体が１重量％未満となり、石灰
結晶を十分発達させることができず、反応が早過
ぎて十分なハンドリングタイム及び注入後の破壊
力が得られないからである。 遊離石灰と遊離マグネシアの含有比率は通常
60：40から99：１の範囲にすることが好ましい。
その理由は以下の如くである。1200℃〜1300℃程
度の比較的低温度焼成の場合、MgOの水和膨張
時期が適当である為、実用的破壊力が得られるの
でドロマイト単味使用による遊離石灰と遊離マグ
ネシアの含有比率（約60：40）でよい。しかしク
リンカの焼成がより高温、すなわち1300℃以上の
温度で行なわれる場合、MgOの水和膨張時期が
遅くなり過ぎ、実用的破壊力が得られない。従つ
てこの場合、石灰石単味使用による遊離石灰と遊
離マグネシアの含有比率（約99：１）でよい。 本発明においては、膨張反応性や作業性を改善
するため、所定の反応調節剤が添加される。この
反応調節剤としては、ホウ酸塩単独、又はホウ酸
塩および糖類、多価アルコール、有機酸、有機酸
の塩類等より選ばれる少なくとも一種の組合わせ
たものが使用される。使用される反応調節剤は、
いずれの場合においても破壊材の全重量に対し、
0.1ないし20.0重量％である。ホウ酸塩としては、
ホウ酸ナトリウム（十水塩、五水塩、無水塩）、
ホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウム、およびホ
ウ酸カルシウム等が使用できる。 反応抑制剤を前記の範囲としたのは、以下の理
由による。添加率0.1重量％未満の場合、十分な
反応抑制効果が得られず、又添加率20重量％を超
える場合、スラリーの流動性が著しく低下し、混
水量が多くなる為破壊力が著しく低下してしまい
不都合である。従つて上述の添加率範囲が採用せ
られた。 反応抑制剤として、ホウ酸塩単独のものに限ら
ずホウ酸塩の如き無機化合物に糖類、有機酸等の
如き有機酸化合物を添加配合たものを使用する理
由は以下の如くである。すなわち、無機系化合物
と無機系化合物を組み合わせることにより、反応
抑制効果が、相乗的に一層顕著になる為である。
更に又、ホウ酸塩単独の場合に比べスラリーの流
動性が極めて良好となり混水量を低減できる為、
破壊力を増大し得ることにも因る。 以下、本発明を更に実施例により説明する。 実施例１〜５および比較例１〜３ 破壊材用クリンカを、以下の如くして調製し
た。石灰石、ドロマイト、ハンマースケール及び
ボーキサイトを各別に粉砕し、各原料粉末を、石
灰石1000部、ドロマイト114部、ハンマースケー
ル20部及びボーキサイト５部の割合で混合して調
合原料を調製した。調製物をペレツト状に成形し
た後電気炉中、1600℃の温度で焼成してクリンカ
を製造し、これをボールミルで粉砕した。得られ
た粉末の鉱物組成および粒度分布等を第１表に示
す。

【表】 第１表に示されるクリンカ粉末に、第２表に示
される如きホウ酸塩、ホウ酸塩および有機系反応
調節剤を組み合わせたものを添加し、各種の破壊
材を調製した。得られた破壊材についてハンドリ
ングタイム、および線膨張率を測定した。測定は
定温20℃で行なわれた。

【表】 反応調節剤にホウ酸塩を用いた本発明の破壊材
は、第２表からも明らかな如くハンドリングタイ
ムを相当に延長する効果を奏する。 比較のため、他の種類の反応調節剤を添加した
破壊材のハンドリングタイム等を第３表に示す。

【表】 第３表の試験結果と比較しても明らかなよう
に、本発明の破壊材のハンドリングタイムは、相
当に延長されるので、特に夏期の如く外気温が高
い場合等の大口径用の破壊材として有効である。 以上の結果を実証する目的で夏季（外気温30
℃）に於て以下に述べる如き現場実験を行つた。 実施例 ６ 硬質花崩岩質地盤に、深さ３ｍ、直径68mm、角
度65℃（水平上面に対する）で垂直側面から１ｍ
隔れた線上に沿い20ｍに亘り１ｍ間隔で穿孔した
21個のボーリング孔を設けた。この第１のボーリ
ング孔列に平行に１ｍ間隔で、前記と同様の21個
のボーリング孔の列を４列設け、合計105のボー
リング孔を形成した。 第１表に示されたと同様の組成を有するクリン
カ96.7重量部、ホウ酸ナトリウム10水塩３重量
部、およびシヨ糖0.3重量部を均一に混合した。
得られた混合物に、混水率30％の水量を添加し、
２分間混練しスラリーを得た。前記の105個のボ
ーリング孔に該スラリーを充填した放置した。１
時間後には、凝固を開始し、５時間後には孔の周
囲に0.5ないし１mmのき裂が発生した。24時間後
には、ブルドーザによるリツピング可能状態とな
り盤下げに成功した。尚、スラリーの噴出現象も
見られなかつた。このように本発明の組成物は、
高温下の反応を有効に抑制している為、噴出が生
じないものである。 比較例 ４ 実施例６に述べたと全く同一掘削条件でボーリ
ング孔を穿孔した。該ボーリング孔に、第１表の
クリンカ69.6重量％、無水セツコウ30％およびシ
ヨ糖0.4％の組成を有するスラリーを充填し、破
壊テストを行つた。この破壊テストは実施例６と
同様に外気温30℃のもとで行つた。充填後１時間
で充填孔の約半数について噴出を生じ、24時間後
にき裂の発生は見られなかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カルシウムアルミノフエライト固溶体1.0な
   いし40.0重量％、遊離石灰および遊離マグネシア
   を合量で60.0ないし99.0重量％を含有するクリン
   カに、ホウ酸塩を全重量に対し0.1ないし20重量
   ％配合して成る破壊材。 ２ カルシウムアルミノフエライト固溶体1.0な
   いし40.0重量％、遊離石灰及び遊離マグネシアを
   合量で60.0ないし99.0重量％を含有するクリンカ
   に、糖類、多価アルコール、有機酸、および有機
   酸塩の群から選ばれる少なくとも一種並びにホウ
   酸塩を全重量に対し、0.1ないし20.0重量％配合
   してなる破壊材。