JPH0141796B2

JPH0141796B2 -

Info

Publication number: JPH0141796B2
Application number: JP56009409A
Authority: JP
Inventors: Kenkichi Hirano; Minoru Shirasawa; Toshio Kawauchi
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1981-01-24
Filing date: 1981-01-24
Publication date: 1989-09-07
Also published as: JPS57122972A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、セメントを結合材とする急結性吹付
材の吹付方法、さらに詳しくは、セメント急結材
を粉末状で添加する急結性吹付材の吹付方法に関
するものである。〔従来の技術及びその問題点〕従来より、吹付工事には、材料のリバウンド防
止、肌落ち防止、短時間強度の発現を主たる目的
として、セメント急結材を配合した急結性吹付材
が用いられている。一般に、その吹付法は、吹付機にセメント、
砂、砂利の空練り混合物をベルトコンベアにて供
給する一方、別のベルトコンベアからセメント急
結材を供給し、あとは水を加えるだけで急結性吹
付材となるインスタント混合物を混合しながらノ
ズルに向けて圧送し、ノズル先端近くで水と合流
させて施工されている。吹付工事は、通常、吹付機からノズルまでの距
離が、数十ｍ、場合によつては、百ｍをこえて行
なわれているのが実情であり、そのため、砂、砂
利に水分が５％程度以上含まれていると、インス
タント混合物がその圧送途中で反応して圧送ホー
スを詰まらせて施工ができなかつたり、急結性の
強い材料を十分に使用できないという欠点があつ
た。このため、トンネル内壁への吹付工事において
トンネル内に湧水があると工事ができなくなるの
が現状で、止水材の注入工事や水抜きボーリング
を行なう必要があり、この間工期の延長および大
幅な工事費の上昇を余儀なくされていた。さらに
は、セメント急結材の使用量を多く必要とし経済
的でないばかりか、吹付材の長期強度の低下があ
り実用上大きな問題があつた。又、セメント、
砂、砂利にあらかじめ水を加えて混練りしたモル
タルコンクリートを吹付けるいわゆる湿式吹付工
法においては、モルタルコンクリートには水が混
合されているためにこれに急結剤を混合すると直
ちに凝結し吹付施工ができないという問題点があ
つた。〔発明の構成〕本発明者は、これらの問題点を解決するために
種々検討した結果、カルシウムアルミネートを含
有するセメント急結材粉末を空練り混合物又は湿
式混合物の送給圧力よりも0.1〜３気圧高い圧力
で空気圧送し、吹付ノズルから40ｍ以内の任意の
位置で、セメントを含む空練り混合物又は湿式混
合物の流れに対し10〜60度の角度で合流させれば
よいことを見い出し、本発明を完成したものであ
る。セメントの空練り混合物にカルシウムアルミ
ネートを含有するセメント急結材粉末を加える場
合同時にまたは前後に水を混合するのは当然であ
る。すなわち、本発明は、吹付ノズルに向けて送給
されている、必要に応じて骨材を含有するセメン
トの空練り混合物又は湿式混合物に、吹付ノズル
先端より40ｍ以内の任意の位置でセメント空練混
合物又は湿式混合物の送給圧力より0.1〜３気圧
高い圧力で定量的に空気圧送されてくるカルシウ
ムアルミネートを含有するセメント急結材粉末
を、セメントを含む空練り混合物又は湿式混合物
の流れに対し10〜60度の角度で混合し、ついで必
要に応じて水を混合し、連続的に急結性吹付材を
調製しながら吹付ノズルから噴射させることを特
徴とする急結性吹付材の吹付方法である。以下、本発明方法を詳しく説明する。本発明法で使用されるカルシウムアルミネート
としては、CaO・Al₂O₃、12CaO・7Al₂O₃、
CaO・2Al₂O、3CaO₃・Al₂O₃、3CaO・3Al₂O₃・
CaF₂、11CaO・7Al₂O₃・CaF₂及びこれらカルシ
ウムアルミネートの水和物、カルシウムアルミネ
ート水和物の加熱脱水物、カルシウムアルミネー
ト水和物の加熱脱水無定形物など、種々のカルシ
ウムアルミネートを用いることができるが、とく
に、カルシウムアルミネートの溶融物を急冷して
得られる無定形カルシウムアルミネート、中で
も、12CaO・7Al₂O₃又は11CaO・7Al₂O₃・CaF₂
の組成もしくはこれに近似した組成を有する無定
形カルシウムアルミネートは、急結性が強いので
好ましい。なお、これらカルシウムアルミネート
に、炭酸ソーダ、アルミン酸ソーダ、硫酸ソー
ダ、ミヨウバン石、焼成ミヨウバン石、半水石こ
う、セピオライト等天然鉱物、カルシウムサルフ
オアルミネートを併用することも可能である。と
くに、無定形カルシウムアルミネートと炭酸ソー
ダなどのアルカリ炭酸塩の併用は好ましい。セメント急結材の粉末度は、プレーン値で3000
cm²／ｇ程度以上、好ましくは、4500〜7000cm²／ｇ
とするのが、反応性と経済性の点で好ましい。本発明では、前記した従来の問題点を解消する
ために、カルシウムアルミネートを含有するセメ
ント急結材を特定の条件下に空気圧送混合すると
ころに主たる特徴を有するものであるが、これの
圧送中に配合材料が比重差、粒度差により分離
し、セメントの急結反応がバラツクことがあるの
で、これを解決するには、急結材中の成分の比重
差が0.1増加するごとに、セメント急結材の粉末
度を200〜300cm²／ｇの割合で微粉砕すればよい。セメント急結材の空気圧送機については、通常
使用されている定量圧送が可能なものであればよ
く、乾式吹付機や粉体吹込機の別なく使用でき
る。この圧送条件は、種々検討を加えた結果、セ
メントを含む空練り混合物、又は湿式混合物の送
給圧力よりも0.1〜３気圧高くして圧送合流させ
るのがよいことが見いだした。とくに、この条件
は後者の湿式混合物とセメント急結材とを合流さ
せる際に好適となり、セメント急結材粉末の圧送
圧力が前記空練り混合物又は湿式混合物の送給圧
力よりも低いとセメントや骨材が逆流して詰りや
すくなる。セメント急結材の圧送用ホースの径としては、
10〜50mm程度、とくに20〜30mm程度が好ましい。
圧送用ホース径があまりにも太すぎると流速が遅
くなつて詰りやすくなるし、またセメント急結材
の分離が起りやすくなる。一方、ホース径があま
りにも細すぎると、圧力損失が大きくなつて好ま
しくない。セメント急結材の圧送空気は、脱水空気又はド
レーンぬきを充分に行なつた高圧空気の使用が推
奨される。多量の水分を含有していると、セメン
ト急結材がホース内で詰つたり、硬化したりする
ことがある。セメント急結材粉末と前記空練り混
合物又は湿式混合物との合流には、Ｙ字管を使用
するのが望ましい。Ｙ字管の角度は10〜60度好ま
しくは20〜45度とするのが詰り防止と空練り混合
物又は湿式混合物との混合性向上の点で好まし
い。また、Ｙ字管の断面積は圧送量に比例させて
おくと逆流を防止できる。Ｙ字管の取付け位置は、吹付ノズル先端よりも
40ｍ以内の任意の位置、好ましくは５〜20ｍに設
置するのが、混合性と詰り防止の点でよい。吹付
ノズル先端よりも40ｍをこえた位置にＹ字管を設
置したのでは、急結性吹付材が骨材中の水分と反
応して詰りやすくなり、また１ｍ程度よりも著し
く吹付ノズルに近接した位置であつては、セメン
ト急結材の混合性が悪くなる。本発明で送給される空練り混合物又は湿式混合
物は、例えば、リグニンスルホン酸塩、β−ナフ
タレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、スルホン
化メラミンなどを主成分とするセメント減水剤等
が添加されたものであつてもよい。このような本発明法を採用することによつて、
吹付剤のホースでの詰りがなくなり、前記した従
来法の問題を解消できる。なお、空練り混合物又は湿式混合物を送給する
ための機械やその輸送ホースについては、従来使
用されているものが使用され、送給機械として
は、通常の吹付機や粉体吹込機、輸送ホース径と
しては、10〜100mm程度、その送給圧力は２〜10
Kg／cm²程度である。又、本発明方法はコンクリート以外の用途にも
使用可能である。例えば耐火物の吹付にも使用可
能である。この場合セメントのかわりにアルミナ
セメント等の耐火物バインダーが使用できる。又
バインダーが少量の場合はバインダーと急結材を
混合して同時に吹付機で吹込むことができる。以下、実施例をあげてさらに詳しく説明する。実施例１第１表に示すコンクリート配合となるように、
材料を供給し、吹付試験を行なつた。使用材料の
セメントは、商品名「デンカ普通ポルトランドセ
メント」、砂及び砂利は姫川産、セメント急結材
として、カルシウムアルミネートの無定形物を主
材とし、その粉末度がプレーン値4500cm²／ｇ程度
である商品名「デンカナントミツクＴ−５」（電
気化学工業(株)製）を用いた。試験は、砂の表面水を、３％、５％、７％、及
び９％と変化させて、それぞれ５m³吹付けた。

【表】吹付方法は、吹付材料としてのセメント、砂、
砂利の空練り混合物を吹付機（アリバー(株)製アリ
バー400）で、その送給条件を、ホース内径50mm、
ホース長さ100ｍ、空気圧６Kg／cm²、空気量５
m³／分として吹付ノズルに向けて送給すると共
に、吹付ノズル先端より10ｍ手前に吹付材料の流
れ方向とセメント急結材の流れ方向との角度が45
度のＹ字管を設置し、そこでセメント急結材粉末
と合流させたのち、さらに水と合流させて吹付け
た。セメント急結材粉末の圧送合流には、空気圧送
方式の「ブロマート」（技術資源開発(株)製）を用
い、その圧送条件は、ホース内径30mm、ホース長
さ100ｍ、空気圧７Kg／cm²にして、圧送し、前記
空練り混合物と合流させた。比較のため、従来法として、前記空練り混合物
を「アリバー400」にベルトコンベアーにより供
給すると共に、そのベルトコンベアー上にセメン
ト急結材を自動散布する方法により供給し、この
インスタント混合物を「アリバー400」を用いて
前記条件で吹付ノズルに向けて圧送すると共に、
吹付ノズル先端付近で水を合流配合して吹付け
た。その結果、従来法では、表面水が５％までは問
題なく施工できたが、表面水が７％、９％の砂を
用いたときには、ホースが詰まり圧送することが
できなかつた。これに対し、本発明法において
は、詰りがなく施工でき、トンネル内の湧水（２
トン／分）に対しても問題なく施工できた。また、本発明方法では、砂の表面水の多いもの
程、リバウンド量とセメントの粉塵発生が少なか
つた。そのリバウンド量の測定結果を第２表に示
す。

【表】実施例２実施例１と同様の方法において、セメント急結
材粉末の合流位置にもとづく吹付性の急結性状を
みるため、吹付ノズル先端より05、１、３、５、
10、15、20、40、50、60ｍのそれぞれの位置にＹ
字管を設置し、表面水７％の砂を使用して、それ
ぞれ３m³吹付けた。その結果、0.5ｍの位置にＹ字管を設置したも
のは、充分に混合されずに急結材状にバラツキが
生じたが、１〜40ｍに設置したものは急結性状に
バラツキがなく施工でき、とくに５〜20ｍに設置
したものでは、すぐれた急結性状を示した。 50ｍ以遠に設置したものは、ホースに詰りが起
り、圧送空気量を増やしてみても圧送することが
困難であつた。又、１ｍ以内での混合を良くする
ためにパイプにねじりを入れたり、管内に混合機
（例えばラインミキサー）を入れたり、吹込み口
を二ケ所以上としたり、これら手段を組合せたり
することにより急結材の吹込み口をノズル先端か
ら10cm程度まで短縮できた。実施例３実施例１において、「ブロマート」のかわりに
「アリバー400」を用いて吹付けた。セメント急結
材粉末と空練り混合物の圧送条件を共に６Kg／cm²
にして吹付けたところ、５m³の施工量でＹ字管に
詰りが生じたが、直ちに、セメント急結材粉末の
圧送条件を７Kg／cm²にしたところ、その詰りを解
除することができた。又、急結材とセメント混合物の圧送圧力を変化
させて各１m³の吹付試験を行つた。その結果を第
３表に示す。

【表】急結材の圧送圧力がセメント混合物の圧送圧力
と同等以下では急結材側のホース及びセメント混
合物側の両ホースの混合部につまりが生じ、急結
材の圧送圧力が11Kg／cm²ではセメント混合物のホ
ースの混合部より圧送機側につまりが生じた。こ
の結果より急結材の圧送圧力はセメント混合物の
圧送圧力よりも0.1〜３Kg／cm²高い場合につまり
がなく好ましいことがわかる。又、急結材の吹込角度を変化させて、つまりや
混合性を試験した。結果を第４表に示す。

【表】吹込角度90°より大きい角度ではつまりが生じ、
90°以下ではつまりがなかつたが、混合性は60°〜
10°の角度良好となり、急結材の量が少なくても
リバウンドを少くすることができた。実施例４実施例１と同じ材料を使用して、Ｗ／Ｃ＝0.55
の１：３モルタルを混練した。このモルタルに
は、セメント減水剤として「マイテイ150」（花王
石鹸(株)登録商標）をセメントに対して１重量％添
加した。このモルタルのフロー値は200mmである。
これをスクイズポンプで吹付ノズルに向けて５
Kg／cm²の圧力で圧送すると共に、セメント急結材
粉末を「ブロマート」により5.5Kg／cm²の圧力で
圧送し、吹付ノズル先端より10ｍ手前で実施例１
で用いたのと同じＹ字管で混合した。セメント急
結材粉末の圧送量はセメントに対して５重量％の
割合である。その結果、粉塵もなくリバウンド率
10％でトンネルの吹付工事が可能であつた。実施例５耐火骨材としてマグネシアクリンカー（５mm
下）、バインダーとしてアルミナセメントをそれ
ぞれ93重量部、７重量部混合して、吹付機により
5.5Kg／cm²の圧力で圧送した。又同時に急結材を
別の吹付機にて6.0Kg／cm²の圧力で圧送し、ノズ
ル手前２ｍで実施例１で用いたのと同じＹ字管を
用いて合流させた。 500℃の炉内にこの混合物を吹付け、熱間吹付
施工を行つたところ、粉ジンも少なく、リバウン
ドも少なく、すぐれた吹付施工が可能となつた。実施例６実施例１のコンクリート配合において、セメン
ト急結剤として、“デンカナトミツクＴ−３”、
を使用して実施例１と同様に吹付施工した。又、
急結剤を除いて同じコンクリート配合を使用して
湿式コンクリート（スランプ10cm）を作り、同様
に吹付コンクリート試験を行つた。急結材は対セメント６％で粉ジンのない、吹付
施工が可能となつた。作業性に優れ、多少の湧水
でも施工が可能であつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１吹付ノズルに向けて送給されている、必要に
応じ骨材を含有するセメントの空練り混合物又は
湿式混合物に、吹付ノズル先端より40ｍ以内の任
意の位置で、空練り混合物又は湿式混合物の送給
圧力よりも0.1〜３気圧高い圧力で定量的に空気
圧送されてくるカルシウムアルミネートを含有す
るセメント急結材粉末を、空練り混合物又は湿式
混合物の流れに対し10〜60度の角度で混合し、つ
いで必要に応じて水を混合して、連続的に急結性
吹付材を調製しながら吹付ノズルから噴射させる
ことを特徴とする急結性吹付材の吹付方法。