JPH0218307B2

JPH0218307B2 -

Info

Publication number: JPH0218307B2
Application number: JP57064771A
Authority: JP
Inventors: Kenkichi Hirano; Tetsuya Ando
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1990-04-25
Also published as: JPS58181751A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、グアーガム又はその変性体を含有し
てなるセメント吹付材料の粉塵防止剤に関する。
本発明の粉塵防止剤は、例えば、抗内の爆発を防
止するために行なわれている岩粉吹付などでも効
果はあるが、とくにセメント吹付において著効が
あるので、以下、これを例にとつて説明する。従来、セメントを結合材とする吹付工法として
は、湿式と乾式がある。前者は、セメント、骨材
及び水の材料をミキサで練りまぜした後、圧さく
空気で圧送し、ノズルから吹付するものであり、
後者は、セメントと骨材の空練り混練物及び水を
別々に圧さく空気で送り、ノズルで合流させなが
ら吹付するものであつて、ほとんどのトンネル覆
工に使用されている。その場合、必要強度を早く
確保するため、液状又は粉末状のセメント急結剤
をセメント重量に対し１〜10％添加するのが普通
であり、その主成分は、けい酸ソーダ、アルミン
酸ソーダ、例えば炭酸ソーダなどの炭酸アルカ
り、例えばC₃A、C₁₂A₇、C₁₁A₇CaF₂などのカル
シウムアルミネート又はカルシウムアルミネート
無定形物などの１種又は２種以上としたものが用
いられている。しかしながら、いずれの工法においても、吹付
施工時の粉塵や飛散ミストの発生が作業環境上の
重大な問題となつており、その改善が強く要望さ
れている。本発明は、これに応えたもので、第１の発明
は、グアーガム又はその変性体を含有してなるも
のであり、また、第２の発明は、これにさらにセ
メント減水剤及び／又はセメント急結剤を含有し
てなるセメント吹付材料の粉塵防止剤である。以下、詳しく本発明を説明する。グアーガムは、マメ科植物のグアの種子から抽
出精製したもので、その成分は、Ｄ−ガラクトー
スとＤ−マンノースであり、その２成分で約80％
をしめ、他に少量のたん白質、繊維、灰分などを
含んだもので、分子量は約20000である。通常、
食品や医薬の凝集剤乳化剤などの添加物として用
いられているものであるが、本発明者は、これを
セメントの吹付施工時の粉塵防止剤として、すぐ
れた効果があることをみつけたものである。同時
に、グアーガムに限らず、その変性体、例えば、
エーテル化、カルボキシルメチル化、カチオン
化、ホウ酸化、リン酸化したものであつてもよ
く、とくに、エーテル化したものは水溶性が大き
いので、本発明に好適なものであることを合わせ
確めた。このグアーガムのエーテル化変性体の市
販品としては、商品名「キプロガム」（日澱化学
(株)製）がある。グアーガム又はその変性体の使用量は、セメン
トに対して0.005重量％程度から効果があるが、
あまり多く添加しても不経済となるばかりでなく
セメントの強度を低下させるので、0.05〜５重量
％とくに0.1〜１重量％程度とするのがよい。使用法は、吹付材料を調合する任意の段階で添
加することができる。その使用法を、本発明に係
るグアーガム又はその変性体を使用する際の好ま
しいセメント吹付条件をあげながら説明すれば、
以下の通りである。すなわち、セメントとしては、一般には普通ポ
ルトランドセメントであるが、その他のポルトラ
ンド系セメント、つまり、早強、超早強、中庸
熱、白色のポルトランドセメントや、例えば、シ
リカ、フライアツシユ、高炉スラグを配合した混
合セメントであつてもよく、さらには、急硬セメ
ント、膨張セメント、高炉水砕スラグなどを施工
対象に応じて自由に選択使用する。セメントの使
用量は、通常、250〜400Kg／cm³である。骨材は、粒度の適当なものが使用され、その配
合割合は、モルタル吹付のときはセメントと細骨
材の重量比で１：２〜１：４、コンクリート吹付
のときはセメント、細骨材、粗骨材の重量比で
１：２：１〜１：５：３とするのが一般的であ
る。とくに乾式吹付工法の場には、セメントと骨
材との空練り混練物を圧送する関係上、ホース内
のつまりを防止するために、骨材の表面付着水分
を極力少なく、具体的には４重量％程度以下に調
整、管理したものを用いるのが好ましい。水量は、モルタル吹付のときは水セメント比45
〜50％とし、コンクリート吹付のときは40〜45％
とするのが好ましい。本発明に係るグアーガム又はその変性体は、以
上の材料を適宜混合し、湿式又は乾式の吹付材料
を調合する任意の段階で添加することができる。
すなわち、骨材とあらかじめ混合してからセメン
トを加える方法、骨材とセメントの空練り混合物
を調製してから添加する方法、使用水に溶解する
方法等いずれであつてもよいが、使用水に溶解使
用する方法は粉塵発生防止効果が最も大きくな
る。以上、説明した通り、第１発明のグアーガム又
はその変性体をセメント吹付材料の粉塵防止剤と
して使用することにより、次のすぐれた効果を発
揮するものである。 (1) セメントの強度発現を低下させることなく粉
塵発生を抑制することができる。そのため、初
期強度が低くなると吹付コンコリートが剥離し
て工事が不可能となる例えばトンネル等の吹付
工事ではすぐれた威力を発揮する。 (2) 冷水であつても溶解速度は大きいので、使用
水の温度変化によつて粉塵防止効果はほとんど
変わらない。 (3) 粉末で使用することもできるので、取扱いが
容易となる。 (4) ポリエチレンオキサイドなどの従来品に比べ
て、粘度が小くても効果があるので、ホース内
での詰りを防止でき、湿式吹付に有用となる。
次に、第２の発明について説明する。この発明は、粉塵防止効果をさらに助長するた
め、グアーガム又はその変性体とセメント減水剤
及び／又はセメント急結剤とを併用するところに
特徴を有する。セメント減水剤としては、減水効果の大きいも
の程好ましく、具体的には、リグニンスルホン酸
塩系のもの、ナフタリンスルホン酸塩ホルムアル
デヒド縮合物系のもの、尿素樹脂系のもの、オキ
シカルボン酸塩系のものが、特に好適である。グ
アーガム又はその変性体に対するその混合割合
は、多くても60重量％程度、好ましくは５〜40重
量％であり、それによつて、著しく粉塵防止効果
を高めることができる。従つて、グアーガム又は
その変性体を粉末使用しても、それを使用水に溶
解使用した場合と同等以上の効果を発揮させるこ
とができる。セメント急結剤としては、前述したものが好適
に使用でき、その混入割合は全く自由に選定する
とができる。しかし、セメント急結剤に対するグ
アーガム又はその変性体の割合を１〜50重量％、
とくに５〜30重量％程度とすることにより、粉塵
防止とミスト低減効果を最もすぐれたものにする
ことができ、かつ急結性状もより好ましいものと
なる。このミスト低減効果は、前記のセメント減
水剤と併用することによりさらに高めることがで
きる。すなわち、グアーガム又はその変性体単
独、又はそれとセメント減水剤とを併用しただけ
では、粉塵防止効果はあるが、ミスト低減には著
効がない。つまり、乾式吹付工事で発生する程度
のミスト量を湿式吹付工事で発生する量にまでし
か改善することができないが、３成分系とするこ
とによりこれを解決しえたものである。セメント急結剤を用いるときは、通常、吹付機
に投入される直前で添加されている。本発明で
は、この方法は勿論採用できるが、むしろ、別送
し、吹付直前の吹付材料（モルタル、コンクリー
ト）に混合すれば、ミスト低減効果は大となり、
かつ、急結性状も高めることができる。以下、実施例をあげてさらに詳しく本発明を説
明する。実施例１第１表に示す配合のコンクリートを用いて、直
径2mの導水路トンネルに吹付施工した。

【表】吹付は、乾式吹付機（アリバー(株)製）を使用
し、ノズル先端から100m手前のホースで別送さ
れた水と合流させながら約４m³のコンクリートを
吹付し、その間（約１時間）、10分毎に吹付場所
より10mの定位置で粉塵量を測定してその平均値
を算出した。試験は、グアーガムをエーテル化変
性した市販の「キプロガム」（日澱化学(株)製）を
用い、粉末のままでセメントに添加した場合と使
用水に溶解した場合とについて行ない、その使用
量は、セメントに対し0.1重量％及び0.3重量％と
した。それらの結果を第２表に示す。

【表】また、各材令における圧縮強度を測定した結果
を第３表に示す。強度は３時間と１日はプルアウ
ト法（ピン引抜き法）より、また、７日と28日は
コアリングして測定した。

【表】第３表に示した通り、本発明のセメント吹付材
料の粉塵防止剤を添加しても強度低下はしないこ
とがわかる。次に、商品名「キプロガム」のかわりに、市販
のグアーガムを用いて同様な試験を行なつたとこ
ろ、溶解性は悪かつたが、粉塵発生量と圧縮強度
は、ほぼ同等の好結果を得た。参考のため、ポリエチレンオキサイドを主成分
とする市販の粉塵低減剤を用いた以外は同様にし
て試験を行なつたところ、同一添加量で、粉塵量
は約３倍となり、また、強度低下も著しく大きく
なり、３時間強度で０Kg／cm²、１日以後の強度も
添加しないものの約半分程度であつて、きわめて
低いものとなつた。実施例２実施例１の商品名「キプロガム」に対して、さ
らに市販のβ−ナフタリンスルホン酸塩ホルマリ
ン縮合物系セメント減水剤とリグニンスルホン酸
塩系セメント減水剤とを、それぞれ内割で20重量
％配合して本発明のセメント吹付材料の粉塵防止
剤とし、それを用いて実施例１と同様な試験を行
なつた。その結果、粉塵発生量は第４表に示す通
りであり、また、圧縮強度は、実施例１に比べて
全ての材令を通じ、約25％増加した。

【表】実施例３ C₁₂A₇組成を有するブレーン5000cm²／ｇの無定
形カルシウムアルミネート粉末60重量％、炭酸ソ
ーダ15重量％、アルミン酸ソーダ25重量％からな
るセメント急結剤80重量部と商品名「キプロガ
ム」20重量部、を混合した２成分系、又は、さら
にリグニンスルホン酸塩系セメント減水剤商品名
「ウルトラジン」10重量部を混合した３成分系の
本発明のセメント吹付材料の粉塵防止剤を調製し
た。これらを、粉末先端添加機（商品名「マイクロ
クリート」技術資源(株)製）により圧送して、第１
表示す空練りコンクリートに合流させ、次いで、
別送されてくる水と合流して吹付施工した。その
ときのセメント吹付材料の粉塵防止剤の圧送量
は、セメントに対し３重量％及び５重量％とし
た。その結果、粉塵発生量は第５表に示す通りで
あつた。

【表】また、急結性状をプロクター貫入抵抗試験法に
より測定したところ、前記セメント急結剤のみを
単味で添加したものに比較して、本発明の２成分
系又は３成分系のセメント吹付材料の粉塵防止剤
は、約半分の使用量で同程度の急結性を示した。

Claims

【特許請求の範囲】１グアーガム又はその変性体を含有してなるセ
メント吹付材料の粉塵防止剤。２グアーガム又はその変性体とセメント減水剤
及び／又はセメント急結剤を含有してなるセメン
ト吹付材料の粉塵防止剤。