JP2004155654A

JP2004155654A - 吹付材料及びそれを用いた吹付工法

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Publication number: JP2004155654A
Application number: JP2004029685A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Araki; 昭俊荒木; Kenkichi Hirano; 健吉平野; Isao Terajima; 寺島　　勲; Kazuyuki Mizushima; 一行水島; Masahiro Iwasaki; 昌浩岩崎; Akira Watanabe; 晃渡辺
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2017-01-24
Also published as: JP4409307B2

Abstract

【課題】初期や長期の強度発現性が良好で、かつ、粉塵発生が少ない吹付材料及び吹付工法の提供。
【解決手段】セメント１００部とセッコウ１〜２５部を主成分とするセメントモルタルと、アルカリを水に溶解させた水溶液、硫酸塩、アルカリ塩を水に溶解させた水溶液、及びシリカコロイド水溶液からなる群のうちの１種以上からなる液体急結剤とを含有してなることを特徴とする吹付材料。液体急結剤としてはアルカリアルミン酸塩を水に溶解させた水溶液、硫酸アルミニウムが好ましい。さらに、凝結遅延剤、減水剤、増粘剤、超微粉、及び繊維状物質から選ばれる一種又は二種以上の混和材を含有させてもよい。
【選択図】なし

Description

本発明は、道路、鉄道、及び導水路等のトンネルにおいて、露出した地山面へ吹付ける吹付材料及びそれを用いた吹付工法に関する。

従来、トンネル掘削等露出した地山の崩落を防止するために、急結剤をコンクリートに混合した急結性吹付コンクリートを使用する方法が行われている（特許文献１参照）。この工法は、通常、掘削工事現場に設置したプラントで、セメント、骨材、及び水を混合して吹付コンクリートを調製し、アジテータ車で運搬し、コンクリートポンプで圧送し、途中に設けた合流管で、他方から圧送した急結剤と混合し、急結性吹付コンクリートとして地山面に所定の厚みになるまで吹付ける工法である。

この際に使用する急結剤としては、カルシウムアルミネート、アルカリアルミン酸塩、及びアルカリ炭酸塩等が知られている（特許文献２〜５参照）。

特公昭６０−４１４９号公報特開昭６４−５１３５１号公報特公昭５６−２７４５７号公報特開昭６１−２６５３８号公報特開昭６３−２１００５０号公報

しかしながら、この急結性吹付コンクリートに使用する急結剤は粉体であるために、セメントモルタルと急結剤が空気圧送して混合した場合に、よく混合されずに粉体の状態で空気中に飛散し、粉塵の発生量が多くなり作業環境が好ましくなくなるおそれがあるという課題があった。

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ある特定の吹付材料を使用して吹付けを行うことにより、粉塵の発生量を低減するという上記課題を解決できる知見を得て本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、早強ポルトランドセメント及び／又は超早強セメント１００部とセッコウ１〜２５部を主成分とするセメントモルタルと、アルカリを水に溶解させた水溶液、硫酸塩、アルカリ塩を水に溶解させた水溶液、及びシリカコロイド水溶液からなる群のうちの１種以上からなる液体急結剤とを含有してなることを特徴とする吹付材料であり、セッコウが１０〜２５部であることを特徴とする該吹付材料であり、液体急結剤がアルカリアルミン酸塩を水に溶解させた水溶液であることを特徴とする該吹付材料であり、液体急結剤が硫酸アルミニウムを水に溶解させた水溶液であることを特徴とする該吹付材料であり、さらに、凝結遅延剤、減水剤、増粘剤、超微粉、及び繊維状物質から選ばれる一種又は二種以上の混和材を含有してなることを特徴とする該吹付材料である。そして、早強ポルトランドセメント及び／又は超早強セメント１００部とセッコウ１〜２５部を主成分とするセメントモルタルと、アルカリを水に溶解させた水溶液、硫酸塩、アルカリ塩を水に溶解させた水溶液、及びシリカコロイド水溶液からなる群のうちの１種以上からなる液体急結剤を別々に圧送し、次いで混合して吹付けることを特徴とする吹付工法である。

本発明の吹付材料を使用することにより、粉体急結剤と使用した場合よりも、粉塵発生が少ない優れた急結性吹付セメントモルタルとすることができる。そして、セメントとセッコウを主成分とするセメントモルタルを使用することにより、初期や長期の強度発現性を向上できる。従って、作業環境が良く、強度発現性に優れた吹付材料と吹付施工ができる。

以下、本発明を詳細に説明する。なお、本発明では、セメントペースト、セメントモルタル、ドライセメントモルタル、コンクリート、及びドライコンクリートを総称してセメントモルタルという。

本発明で使用するセメントとしては、通常市販されている早強ポルトランドセメント及び超早強ポルトランドセメント等が挙げられ、これらを微粉末化して使用してもよい。

本発明で使用するセッコウはセメントモルタルを高強度化するためにセメントモルタル側へ混合するものであり、セッコウとしては、無水セッコウ、半水セッコウ、及び二水セッコウ等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では強度発現性の点から無水セッコウが好ましい。セッコウの粒度は通常セメント等に使用される程度が良く、例えばブレーン値で３０００ｃｍ^２/ｇ程度が好ましく、さらに３０００ｃｍ^２/ｇを越えるように微粉末化することが好ましい。
セッコウの使用量は、セメント１００重量部に対して、１〜２５重量部が好ましく、５〜２０重量部がより好ましい。１重量部未満では長期強度発現性を促進させることが難しく、２５重量部を越えると初期凝結が遅れ、地山に対する付着性が小さくなるおそれがある。

本発明で使用する液体急結剤としては、アルカリ水酸化物といったアルカリを水に溶解させた水溶液、硫酸塩、並びに、アルカリアルミン酸塩、アルカリ炭酸塩、及びアルカリケイ酸塩といったアルカリ塩を水に溶解させた水溶液、並びに、シリカのコロイド水溶液からなる群のうちの１種以上からなる液体急結剤が挙げられる。カルシウムアルミネートは水と反応して直ちに凝結するために水溶液として使用できない。液体急結剤を使用することにより、粉塵の発生がなくなり、作業環境が好ましくなるという効果がある。

アルカリ水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、及び消石灰等が挙げられる。これらの中では、経済性や水への溶解性の点で水酸化ナトリウムが好ましい。

アルカリ水酸化物の使用量は、セメント１００重量部に対して、固形分換算で０．３〜１０重量部が好ましく、０．５〜５重量部がより好ましい。０．３重量部未満では効果がなく、１０重量部を越えると長期強度発現性を阻害するおそれがある。

硫酸塩としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸アルミニウム等のセッコウを除いたものが挙げられる。これらの中では、水への溶解性や初期凝結力が大きい点で硫酸アルミニウムが好ましい。

硫酸塩の使用量は、セメント１００重量部に対して、固形分換算で０．３〜１０重量部が好ましく、０．５〜７重量部がより好ましい。０．３重量部未満では効果がなく、１０重量部を越えると長期強度発現性を阻害するおそれがある。

アルカリアルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リチウム等が挙げられる。又、アルカリ金属水酸化物と水酸化アルミニウムを水溶液中等で加熱混合し、溶解させたものを使用してもよい。これらの中では、溶解性の点でアルミン酸カリウムが好ましい。

アルカリアルミン酸塩の使用量は、セメント１００重量部に対して、固形分換算で０．３〜１０重量部が好ましく、０．５〜５重量部がより好ましい。０．３重量部未満では効果がなく、１０重量部を越えると長期強度発現性を阻害するおそれがある。

アルカリ炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウム等が挙げられる。又、アルカリ炭酸水素塩を使用してもよい。これらの中では、経済性や溶解性が大きい点で炭酸ナトリウムや炭酸カリウムが好ましい。

アルカリ炭酸塩の使用量は、セメント１００重量部に対して、固形分換算で０．３〜１０重量部が好ましく、０．５〜７重量部がより好ましい。０．３重量部未満では効果がなく、１０重量部を越えると長期強度発現性を阻害するおそれがある。

アルカリケイ酸塩（以下ケイ酸アルカリという）としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、及びケイ酸リチウム等が挙げられる。ケイ酸アルカリは、セメント成分中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと凝固反応することにより、初期に硬化が促進される。

一般的には、ＪＩＳで規定されている１号、２号、及び３号水ガラスが挙げられ、そのまま使用してもよく、場合によっては水で薄めて使用してもよい。また、粉末状のケイ酸アルカリを任意の割合に水に溶解させたケイ酸アルカリを使用してもよく、その濃度は特に限定されるものではないが１０〜６０重量％の範囲であれば使用できる。入手のし易さや価格の点から一般に市販されている水ガラスが好ましい。

ケイ酸アルカリの使用量は、セメント１００重量部に対して、固形分換算で５〜３０重量部が好ましく、１０〜２０重量部がより好ましい。５重量部未満では初期に充分な凝結力を付与することが困難であり、３０重量部を越えると長期強度発現性を阻害するおそれがある。

これらのアルカリやアルカリ塩の中では、初期凝結性の点で、アルカリアルミン酸塩やアルカリ炭酸塩が好ましい。又、アルカリアルミン酸塩とアルカリ炭酸塩を併用してもよい。

これらのアルカリやアルカリ塩は水に溶解させた水溶液として使用する。又、場合によってはスラリーとして使用してもよく、又、水溶液とスラリーを併用すしてもよい。

本発明で使用するシリカのコロイド水溶液とは、酸化ケイ素の粒子や水和物をコロイド状態で分散させた水溶液であり、セメント成分中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンと凝固反応することにより、初期の硬化が促進される。又、酸化ケイ素の代わりに酸化アルミニウムを使用してもよい。酸化ケイ素の粒度は、コロイド粒子の分散性の点から40ｎｍ以下が好ましい。

シリカのコロイド溶液（以下コロイダルシリカという）としては、コロイド粒径が１０〜２０ｎｍ、酸化ケイ素が３０〜３１重量％、酸化ナトリウムが０．６重量％以下のものが好ましく、一般的に、市販されているものをそのまま使用してもよく、水といかなる割合にも混合するので薄めて使用してもよい。

コロイダルシリカの使用量は、含有する酸化ケイ素又は酸化アルミニウムの固形分換算で、セメント１００重量部に対して、５〜３０重量部が好ましく、１０〜２０重量部がより好ましい。５重量部未満では初期に充分な凝結力を付与することが困難であり、３０重量部を越えると長期強度発現を阻害するおそれがある。

これらの液体急結剤の中では、初期凝結や初期強度発現性の点で、アルカリアルミン酸塩が好ましい。

これらの水溶液の溶液濃度は、各物質により水に対する溶解度が異なるため、特に限定されるものではないが、できるだけ高い濃度の水溶液が好ましい。濃度が低いと、水溶液中の水の割合がそれだけ大きく、効果を得るために水溶液を多く使用する必要があり、その分、水の使用量も増加し、強度発現性を阻害するおそれがある。そのため、固形分濃度としては、３０〜６０重量％が好ましく、４０〜５５重量％がより好ましい。３０重量％未満だと効果はなく、６０重量％を越えると溶解性が低下してスラリー状となるために、液体急結剤を貯蔵する間に沈殿物が生じ、使用する際に攪拌しなければならないおそれがある。

本発明ではセメントモルタルの凝結硬化前の特性や凝結硬化後の強度特性等を改善するために、凝結遅延剤、減水剤、増粘剤、超微粉、及び繊維状物質からなる群より選ばれる一種又は二種以上の混和材を使用することが好ましい。

凝結遅延剤とは、セメントの凝結を遅延するものをいう。凝結遅延剤としては、有機酸やリン酸塩等が挙げられる。

有機酸としては、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、リンゴ酸、及びこれらのナトリウム塩やカリウム塩等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では強度発現性を阻害しにくい点でクエン酸が好ましい。

有機酸の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．０１〜３重量部が好ましく、０．０５〜１重量部がより好ましい。０．０１重量部未満では効果がなく、３重量部を越えると硬化が遅延しすぎて硬化不良となるおそれがある。

リン酸塩としては、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、及びテトラポリリン酸ナトリウム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。又、ナトリウム塩の代わりにカリウム塩を使用してもよい。これらの中では強度発現性を阻害しにくい点でトリポリリン酸ナトリウムが好ましい。

リン酸塩の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．０１〜３重量部が好ましく、０．０５〜１重量部がより好ましい。０．０１重量部未満では効果がなく、３重量部を越えると硬化が遅延しすぎて硬化不良となるおそれがある。

凝結遅延後の初期強度を向上するために、有機酸とアルカリ炭酸塩を併用してもよい。この場合の有機酸とアルカリ炭酸塩の混合割合は、アルカリ炭酸塩１００重量部に対して、有機酸１０〜３００重量部が好ましく、２０〜２００重量部がより好ましい。１０重量部未満では効果がなく、３００重量部を越えると硬化が遅延しすぎて硬化不良となるおそれがある。

有機酸とアルカリ炭酸塩の混合物の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．０１〜３重量部が好ましく、０．０５〜１重量部がより好ましい。０．０１重量部未満では効果がなく、３重量部を越えると硬化が遅延しすぎて硬化不良となるおそれがある。

凝結遅延剤の中では、遅延後の初期強度が良好な点で、有機酸とアルカリ炭酸塩を併用したものが好ましい。

減水剤はセメントモルタルの流動性を改善するために使用するもので、液状や粉状のものいずれも使用できる。減水剤としては、ポリオール誘導体、リグニンスルホン酸塩やその誘導体、及び高性能減水剤等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では、高強度発現性の点で、高性能減水剤が好ましい。

高性能減水剤により、吹付け厚さを小さくでき、吹付け量を効率よく大きくでき、急結力を向上し、急結剤の使用量、粉塵の発生量、及びリバウンド率が極めて少なくできる。

高性能減水剤としては、アルキルアリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、及びポリカルボン酸系高分子化合物等が挙げられ、液状や粉状のものいずれも使用でき、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では、流動性を大きく改良できる点で、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物やポリカルボン酸系高分子化合物が好ましい。

高性能減水剤の使用量は、固形分としてセメント１００重量部に対して、０．０５〜３重量部が好ましく、０．１〜２重量部がより好ましい。０．０５重量部未満では効果がなく、３重量部を越えるとセメントモルタルの流動性は大きくなるが、セメントモルタルに粘性を生じ、セメントモルタルが圧送管やミキサーの回転羽根に付着し、施工性や強度が低下するおそれがある。

増粘剤は、セメントモルタルに粘性を付与し、セメントモルタルの材料分離を抑制し、吹付直後のダレを防止し、リバウンドを小さくし、粉塵発生を抑制するものである。増粘剤としては、メチルセルロース、エチルセルロース、メチルエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、及びヒドロキシエチルエチルセルロース等のセルロース類、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、β−１，３グルカン、プルラン、グアガム、及びウェランガム等の多糖類、酢酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、メタクリル酸、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、及び不飽和カルボン酸等のビニル重合体やこれらの共重合体、並びに、酢酸ビニル重合体やその共重合体をケン化しポリビニルアルコール骨格に変性したもの等のエマルジョン類等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中では、初期凝結を阻害しにくい点で、セルロース類が好ましい。

増粘剤の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．００１〜０．５重量部が好ましく、０．００５〜０．３重量部がより好ましい。０．００１重量部未満ではセメントモルタルの粘性が小さく吹付けたときにダレが生じたり、リバウンド率が大きくなったりし、０．５重量部を越えるとセメントモルタルの粘性が大きくなり、セメントモルタルの圧送性に支障を生じたり、強度発現性を阻害するおそれがある。

超微粉とは平均粒径１０μｍ以下のものをいい、セメント量、粉塵量、及びリバウンド率を少なくし、セメントモルタルの圧送性を向上する効果がある。超微粉としては、微粉スラグ、微粉フライアッシュ、ベントナイト、メタカオリオン、及びシリカフューム等が挙げられ、これらの中では、強度発現性の点でシリカフュームが好ましい。

超微粉の使用量は、セメント１００重量部に対して、１〜５０重量部が好ましく、２〜３０重量部がより好ましい。１重量部未満では効果がなく、５０重量部を越えると凝結や硬化が遅延するおそれがある。

繊維状物質はセメントモルタルの耐衝撃性や弾性を向上させるものであり、無機質や有機質いずれも使用できる。

無機質の繊維状物質としては、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール、石綿、セラミック繊維、及び金属繊維等が挙げられ、有機質の繊維状物質としては、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリル繊維、セルロース繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアミド繊維、パルプ、麻、木毛、及び木片等が挙げられる。これらの中では経済性の点で、金属繊維やビニロン繊維が好ましい。

繊維状物質の長さは圧送性や混合性等の点で、５０ｍｍ以下が好ましく、３０ｍｍ以下がより好ましい。５０ｍｍを越えると圧送中にセメントモルタルが閉塞するおそれがある。

繊維状物質の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．５〜１０重量部が好ましく、１〜５重量部がより好ましい。０．５重量部未満では効果がなく、１０重量部を越えると圧送性が低下したり、効果がなくなったりするおそれがある。

水の使用量は、セメント１００重量部に対して、３５〜６０重量部が好ましく、４０〜５５重量部がより好ましい。なお、ここでいう水の使用量には、セメントモルタル中と液体急結剤中の両方に含有する水を含む。３５重量部未満だと得られるセメントモルタルの流動性が小さくなり、ポンプ圧送性に支障をきたすおそれがあり、６０重量部を越えると強度発現性が低下するおそれがある。

本発明で使用する骨材は、吸水率が低くて、骨材強度が高いものが好ましいが、特に制限されるものではない。細骨材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び硅砂等が挙げられる。粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等が挙げられる。粗骨材の最大寸法は特に制限はないが、リバウンド率が小さくなる点で、１５ｍｍ以下が好ましい。１５ｍｍを越えるとリバウンド率が大きくなるおそれがある。

本発明のセメントモルタル側へのセッコウの混合方法は特に限定されるものではないが、あらかじめ、セメントに特定量のセッコウを混合しておく方法や、セメントモルタルを混練りするときにセッコウを添加する方法等が挙げられる。さらに、ＪＩＳで規定されているセメント中の三酸化硫黄（ＳＯ_３）の含有率は３．０〜４．５重量％程度以下であるので、セメント製造工場でセメント製造時にこのＪＩＳの規定値を越える量のセッコウを混合してもよい。

本発明の吹付工法においては、従来使用の吹付設備等が使用できる。本発明の吹付工法では、要求される物性、経済性、及び施工性等からセメントモルタルとして吹付けを行うことができる。吹付工法としては、セメントモルタルと液体急結剤を別々に圧送し、次いで両者を合流混合した急結性吹付セメントモルタルを吹付けることが好ましく、乾式吹付法や湿式吹付法が使用できる。

乾式吹付法としては、セメント、セッコウ、及び骨材を混合、空気圧送し、途中で、例えば、Ｙ字管の一方から液体急結剤や水を添加して、湿潤状態で吹付ける方法等が挙げられる。

湿式吹付法としては、セメント、セッコウ、骨材、及び水を混合して混合、空気圧送し、途中で、例えば、Ｙ字管の一方から液体急結剤を添加して吹付ける方法等が挙げられる。

混和材はセメントモルタル側と液体急結剤側のどちら側にも混合でき、片側のみに使用しても良く、両側に併用してもよいが、強度向上、リバウンド防止、及び凝結コントロールの点で、セメントモルタル側に添加することが好ましい。最終的にこれらの材料を混合した急結性吹付セメントモルタルが吹付けられれば問題はない。

本発明の吹付工法においては、従来使用の吹付設備等が使用できる。通常、吹付圧力は２〜５ｋｇ／ｃｍ^２、吹付速度は４〜２０ｍ^３／ｈである。

表１に示すセメント４５０ｋｇ／ｍ^３、細骨材１０１４ｋｇ／ｍ^３、粗骨材６８６ｋｇ／ｍ^３、及び水２０３ｋｇ／ｍ^３とし、セッコウをセメント１００重量部に対して１０重量部混合して吹付コンクリートとし、コンクリート圧送機「アリバ−２８０」で圧送した。

この吹付コンクリートに液体急結剤を、セメント１００重量部に対して固形分換算で表１に示す量になるように、途中に設けたＹ字管から急結剤圧送機「デンカナトムクリ−ト」により合流混合して急結性吹付コンクリートとした。この急結性吹付コンクリートの吹付施工を実施し、圧縮強度を測定した。結果を表１に示す。

（使用材料）
セメントａ：市販の普通ポルトランドセメント、比重３．１６
セメントｂ：市販の早強ポルトランドセメント、比重３．１４
細骨材：新潟県青海町産石灰砂、表面水率６．５％、比重２．６２
粗骨材：新潟県青海町産石灰砂利、表乾状態、比重２．６６
セッコウＩ：無水セッコウ粉砕品、ブレーン値３８００ｃｍ^２／ｇ
液体急結剤Ａ：Ｋ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３＝１．５（モル比）で調整したアルミン酸カリウム５０重量％溶液
液体急結剤Ｂ：硫酸アルミニウム４０重量％溶液
液体急結剤Ｃ：水酸化ナトリウム４５重量％溶液
液体急結剤Ｄ：炭酸カリウム４５重量％溶液
液体急結剤Ｅ：水ガラス３号、ＳｉＯ_２３０重量％、Ｎａ_２Ｏ１０重量％溶液
液体急結剤Ｆ：液体急結剤ＡとＤの重量比でＡ：Ｄ＝４：１の溶液
液体急結剤Ｇ：液体急結剤ＡとＣの重量比でＡ：Ｃ＝１：１の溶液
液体急結剤Ｈ：液体急結剤ＣとＤの重量比でＣ：Ｄ＝４：１の溶液
液体急結剤Ｉ：コロイダルシリカ、平均粒径１５ｎｍ、ＳｉＯ_２３０重量％、Ｎａ_２Ｏ０．２重量％溶液

（測定方法）
圧縮強度：調整した急結性吹付コンクリートを吹付けした。材齢１時間は幅２５ｃｍ×長さ２５ｃｍのプルアウト型枠供試体を使用し、プルアウト型枠表面からピンを急結性吹付コンクリートで被覆し、型枠の裏側よりピンを引き抜き、その時の引き抜き強度を求め、（圧縮強度）＝（引き抜き強度）×４／（供試体接触面積）の式から圧縮強度を算出した。材齢１日以降は幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの型枠から採取した直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍの供試体を２０トン耐圧機で測定し、圧縮強度を求めた。

液体急結剤は固形分換算でセメント１００重量部に対する重量部、ｈは時間、ｄは日、−は強度不足のためコア採取不能。

（比較例１）
セメントｂ１００重量部に対してセッコウ１０重量部を混合して吹付コンクリートとし、セメント１００重量部に対してカルシウムアルミネートからなる粉体急結剤を５重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行って粉塵量を測定し、実験Ｎｏ．１−６と比較した。その結果、実験Ｎｏ．１−６の粉塵量は０．９ｍｇ／ｍ^３であるのに対し、比較例１の粉塵量は２０．５ｍｇ／ｍ^３であった。

（使用材料）
カルシウムアルミネート：Ｃ_１２Ａ_７、非晶質、ブレーン値６２００ｃｍ^２／ｇ

（測定方法）
粉塵量：急結性吹付コンクリートを４m^３/hの吹付速度で３０分間、鉄板でアーチ状に製作した高さ３．５ｍ、幅２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた。１０分毎に吹付場所より３ｍの定位置で測定し、得られた測定値の平均値を示した。

（比較例２）
セメントａ１００重量部に対してセッコウ１０重量部を混合して吹付コンクリートとし、セメント１００重量部に対してアルミン酸カリウムからなる粉体急結剤を５重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行って粉塵量を測定し、実験Ｎｏ．１−６と比較した。その結果、実験Ｎｏ．１−６の粉塵量は０．９ｍｇ／ｍ^３であるのに対し、比較例２の粉塵量は２１．７ｍｇ／ｍ^３であった。

本発明の吹付材料を使用することにより、粉体急結剤と使用した場合よりも、粉塵発生が少ない優れた急結性吹付セメントモルタルとすることができる。そして、セメントとセッコウを主成分とするセメントモルタルを使用することにより、初期や長期の強度発現性を向上できる。従って、作業環境が良く、強度発現性に優れた吹付材料と吹付施工ができるため、道路、鉄道、及び導水路等のトンネルにおいて、露出した地山面へ吹付ける吹付材料及びそれを用いた吹付工法に適する。

Claims

早強ポルトランドセメント及び／又は超早強セメント１００部とセッコウ１〜２５部を主成分とするセメントモルタルと、アルカリを水に溶解させた水溶液、硫酸塩、アルカリ塩を水に溶解させた水溶液、及びシリカコロイド水溶液からなる群のうちの１種以上からなる液体急結剤とを含有してなることを特徴とする吹付材料。
セッコウが１０〜２５部であることを特徴とする請求項１記載の吹付材料。
液体急結剤がアルカリアルミン酸塩を水に溶解させた水溶液であることを特徴とする請求項１又は２記載の吹付材料。
液体急結剤が硫酸アルミニウムを水に溶解させた水溶液であることを特徴とする請求項１又は２記載の吹付材料。
さらに、凝結遅延剤、減水剤、増粘剤、超微粉、及び繊維状物質から選ばれる一種又は二種以上の混和材を含有してなることを特徴とする請求項１〜４のうちの１項記載の吹付材料。
早強ポルトランドセメント及び／又は超早強セメント１００部とセッコウ１〜２５部を主成分とするセメントモルタルと、アルカリを水に溶解させた水溶液、硫酸塩、アルカリ塩を水に溶解させた水溶液、及びシリカコロイド水溶液からなる群のうちの１種以上からなる液体急結剤を別々に圧送し、次いで混合して吹付けることを特徴とする吹付工法。