JPH0229617B2 - - Google Patents
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- JPH0229617B2 JPH0229617B2 JP57073794A JP7379482A JPH0229617B2 JP H0229617 B2 JPH0229617 B2 JP H0229617B2 JP 57073794 A JP57073794 A JP 57073794A JP 7379482 A JP7379482 A JP 7379482A JP H0229617 B2 JPH0229617 B2 JP H0229617B2
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- Japan
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- slaked lime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions 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
- C04B28/06—Aluminous cements
- C04B28/065—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は吹付コンクリート工法に用いられる吹
付コンクリート用急結性材料に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 一般にトンネル工事や法面、構造物の築造、及
びその修理には吹付コンクリート工法が採用され
ている。 この工法には、水とポルトランドセメント、骨
材等とを予め混合して吹付装置に供給し、圧送ホ
ースを通してノズルから吹付ける湿式工法、ポル
トランドセメントと骨材の混合物を圧送ホース中
で水と混合し吹付けるセミ湿式工法、あるいは圧
送されてくる前記混合物をノズル先端で水と混合
する乾式工法が知られている。 なお、これらの工法では添加剤として急結材が
工法に応じて材料の輸送中適宜添加されている。 上記従来工法の原料には、ポルトランドセメン
トとして普通ポルトランドセメントが、また急結
剤としては炭酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウ
ム等を主成分とするものが用いられ、ポルトラン
ドセメントに対して３〜５重量％添加されてい
る。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来法では急結剤のポルトランドセメ
ントに対する最適添加量の範囲が狭く、かつ使用
量も少ないうえに、急結剤とポルトランドセメン
ト、骨材等との混練時間が短時間であるため、混
合不良となり、急結性がバラツキ、はね返り量も
多くなり、また吹付後のセメント硬化体の強度発
現が悪くなる欠点を有していた。 また、急結性吹付コンクリートを得るには急結
剤は必要不可欠であるが、この急結剤をポルトラ
ンドセメントに予め混合しておくと、その強い吸
湿性のため周辺のポルトランドセメントと共に水
和がある程度進行し、急結性並びに長期強度も低
下するため、ポルトランドセメントと急結材を予
め混合しておく方法は採用できなかつた。 〔課題を解決するための手段〕 そこで、本発明者らは前記欠点を除去するため
ポルトランドセメントに替えて、それ自体に急結
性と長期強度を具備する新規な材料を提供するこ
とを目的として鋭意研究した結果、カルシウムサ
ルフオアルミネートクリンカーの粉砕品、半水石
こう及び消石灰の特定量を組み合わせた新規材料
は、ポルトランドセメントを使用せず、前記欠点
のない急結性材料として使用できるとの知見を得
て本発明を完成するにいたつた。 すなわち、本発明の要旨は、カルシウムサルフ
オアルミネートのクリンカーの粉砕品30〜89.5重
量％、半水石こう10〜50重量％および消石灰0.5
〜20重量％の混合物を主成分とする吹付コンクリ
ート用急結性材料である。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明に使用されるカルシウムサルフオアルミ
ネート（3CaO・3Al2O3・CaSO4、以下C3A3C
Ｓ・と略称する）のクリンカーの粉砕品はC3A3C
Ｓが少なくとも20重量％（以下重量表示は省略す
る）以上含まれることが望ましい。 C3A3Cのクリンカーは石灰石などの石灰質原
料、ボーキサイトなどのアルミナ質原料および石
こうを、得られるクリンカーの中のC3A3Cが20
％以上生成するように適宜に配合して粉砕した原
料組成物、あるいは前記各原料を個別に粉砕した
のち所定の割合で混合した原料組成物を1200〜
1300℃で慣用の設備、たとえばロータリーキルン
で焼成すれば得られる。 本発明の急結性材料は、施工のさい骨材を配合
し、いわゆるコンクリートとして用いるため、
C3A3Cのクリンカー中に長期強度発現作用を有
すると2CaO・SlO2（以下C2Sと略称する）が10％
以上含まれていることが好ましいが、あまり強度
を必要としない法面などへの吹付などの場合に
は、その含有量についてそれほどこだわらなくて
もよい。 前記原料組成物から任意量のC2Sを含有する
C3A3Cクリンカーが得られないときは、けい石
等のけい酸質原料を適宜に配合すればよい。 このようにして得られたクリンカーには、
C3A3CとC2Sの他にCaSO4と4CaO・Al2O3・
Fe2O3（以下C4AFと略称する）などが副生する
が、これら副生鉱物は本発明の急結性材料の性能
に実質的な影響を与えない。 また、以上のようにして得られたクリンカー中
のC3A3Cの含有量は経験的に70％が最大であつ
た。 本発明に使用される半水石こう及び消石灰は慣
用のものが用いられる。 以上説明した本発明の急結性材料はC3A3Cの
クリンカー、半水石こうおよび消石灰を混合粉砕
するか、あるいはそれぞれを慣用の粉砕手段で粉
砕したのち混合すれば得られる。 C3A3Cのクリンカーの粉砕品、半水石こう、
消石灰の配合割合はそれぞれ30〜89.5％、10〜50
％、0.5〜20％（全て内割％）である。消石灰の
配合割合が0.5％未満になると急結性が、また20
％越えると急結性が悪くなるばかりでなく強度も
低下する。 半水石こうは、C3A3Cクリンカー中に存在す
る無水石こう量とは無関係に10〜15％配合する。
その半水石こうが10％未満の場合、急結性が悪く
なり、50％を越えると硬化体が膨張し、強度低下
を起すので好ましくない。 本発明の急結性材料に含まれるC3A3Cの量は
18％以上であることが望ましい。 C3A3C、半水石こう及び消石灰の比率は、半
水石こう／C3A3C（モル比）が6.6以下、かつ
消石灰／半水石こう（モル比）が0.9以下である。 本発明において急結性とは、ASTMC403、−
65T「プロクター貫入抵抗法」によつて測定され
た凝結時間が短い場合をいう。 以上のように本発明の急結性材料は、C3A3C
Ｓ、半水石こう、消石灰が前記数値範囲にあつ
て、安定した急結性を呈し、そのいずれが欠けて
も所期の目的は達成できず、これらが水に接した
とき、半水石こう及び消石灰はすみやかに溶解す
る一方、C3A3Cは急速に加水分解し、その生成
物と直ちに水和反応をするため、急結するものと
推測される。その機構は詳細ではないが、たとえ
ば消石灰を欠いた場合、凝結が著しく遅延する現
象（後述する表４）から見て、半水石こう、消石
灰は共存していることが肝要である。 次に、本発明の急結性材料を用いた吹付コンク
リートの施工方法を説明する。 急結性材料を撹拌機で所定の砂、砂利と混合
し、圧搾空気によつて吹付用ホースでノズルへ向
けて給送し、加圧された水とノズル付近で混合さ
れながら、吹付面へ高速で吹き付け、施工する。 前述したように、急結性材料はそれ自体が急結
性を具備しているので、従来のように施工現場で
ポルトランドセメントと骨材の混合物に急結剤を
添加混合する工程を必要としないのでそれだけ管
理が簡単になり、かつ急結剤の混合不良もなく、
常に均一で良好な急結性を示す。しかも、C2S含
有量が多いものを用いれば、長期強度を高くする
こともできる特徴を有している。 〔実施例〕 つぎに本発明を実施例で示す。 表１に示す組成を有する原料を、表２に示す配
合割合に混合し粉砕した。得られた原料組成物を
テストキルンで1200〜1300℃焼成し２種類のクリ
ンカーを得た。 各クリンカーの化学分析値及び鉱物組成を求
め、その結果を表３に示した。 ついで表３のクリンカー、市販の半水石こうお
よび消石灰を表４に示す割合で混合し、ボールミ
ルにてブレーン比表面積4200〜4500cm2／ｇに粉砕
して、それぞれの急結性材料を製造した。 一方、比較例として、市販の急結剤を普通ポル
トランドセメントに対して４％配合した従来法の
急結性材料（吹付材）をつくつた。 次に、これらの急結性材料・砂比１：４、水・
急結性材料比55％になるように混練してそれぞれ
のモルタルを調整し、プロクター貫入抵抗法
（ASTMC403−65T）の手順に従つて凝結時間を
測定し、得た結果を表４に示した。 なお、混練及び成形は次にようにして行なつ
た。すなわち、F.M.＝2.5の天然砂と急結性材料
をモルタルミキサーで30秒間空練りした後、水を
加えて10秒間練り混ぜこれをすばやく型枠に詰め
て成形した。測定環境は20℃、RH＝80％であつ
た。
付コンクリート用急結性材料に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 一般にトンネル工事や法面、構造物の築造、及
びその修理には吹付コンクリート工法が採用され
ている。 この工法には、水とポルトランドセメント、骨
材等とを予め混合して吹付装置に供給し、圧送ホ
ースを通してノズルから吹付ける湿式工法、ポル
トランドセメントと骨材の混合物を圧送ホース中
で水と混合し吹付けるセミ湿式工法、あるいは圧
送されてくる前記混合物をノズル先端で水と混合
する乾式工法が知られている。 なお、これらの工法では添加剤として急結材が
工法に応じて材料の輸送中適宜添加されている。 上記従来工法の原料には、ポルトランドセメン
トとして普通ポルトランドセメントが、また急結
剤としては炭酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウ
ム等を主成分とするものが用いられ、ポルトラン
ドセメントに対して３〜５重量％添加されてい
る。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来法では急結剤のポルトランドセメ
ントに対する最適添加量の範囲が狭く、かつ使用
量も少ないうえに、急結剤とポルトランドセメン
ト、骨材等との混練時間が短時間であるため、混
合不良となり、急結性がバラツキ、はね返り量も
多くなり、また吹付後のセメント硬化体の強度発
現が悪くなる欠点を有していた。 また、急結性吹付コンクリートを得るには急結
剤は必要不可欠であるが、この急結剤をポルトラ
ンドセメントに予め混合しておくと、その強い吸
湿性のため周辺のポルトランドセメントと共に水
和がある程度進行し、急結性並びに長期強度も低
下するため、ポルトランドセメントと急結材を予
め混合しておく方法は採用できなかつた。 〔課題を解決するための手段〕 そこで、本発明者らは前記欠点を除去するため
ポルトランドセメントに替えて、それ自体に急結
性と長期強度を具備する新規な材料を提供するこ
とを目的として鋭意研究した結果、カルシウムサ
ルフオアルミネートクリンカーの粉砕品、半水石
こう及び消石灰の特定量を組み合わせた新規材料
は、ポルトランドセメントを使用せず、前記欠点
のない急結性材料として使用できるとの知見を得
て本発明を完成するにいたつた。 すなわち、本発明の要旨は、カルシウムサルフ
オアルミネートのクリンカーの粉砕品30〜89.5重
量％、半水石こう10〜50重量％および消石灰0.5
〜20重量％の混合物を主成分とする吹付コンクリ
ート用急結性材料である。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明に使用されるカルシウムサルフオアルミ
ネート（3CaO・3Al2O3・CaSO4、以下C3A3C
Ｓ・と略称する）のクリンカーの粉砕品はC3A3C
Ｓが少なくとも20重量％（以下重量表示は省略す
る）以上含まれることが望ましい。 C3A3Cのクリンカーは石灰石などの石灰質原
料、ボーキサイトなどのアルミナ質原料および石
こうを、得られるクリンカーの中のC3A3Cが20
％以上生成するように適宜に配合して粉砕した原
料組成物、あるいは前記各原料を個別に粉砕した
のち所定の割合で混合した原料組成物を1200〜
1300℃で慣用の設備、たとえばロータリーキルン
で焼成すれば得られる。 本発明の急結性材料は、施工のさい骨材を配合
し、いわゆるコンクリートとして用いるため、
C3A3Cのクリンカー中に長期強度発現作用を有
すると2CaO・SlO2（以下C2Sと略称する）が10％
以上含まれていることが好ましいが、あまり強度
を必要としない法面などへの吹付などの場合に
は、その含有量についてそれほどこだわらなくて
もよい。 前記原料組成物から任意量のC2Sを含有する
C3A3Cクリンカーが得られないときは、けい石
等のけい酸質原料を適宜に配合すればよい。 このようにして得られたクリンカーには、
C3A3CとC2Sの他にCaSO4と4CaO・Al2O3・
Fe2O3（以下C4AFと略称する）などが副生する
が、これら副生鉱物は本発明の急結性材料の性能
に実質的な影響を与えない。 また、以上のようにして得られたクリンカー中
のC3A3Cの含有量は経験的に70％が最大であつ
た。 本発明に使用される半水石こう及び消石灰は慣
用のものが用いられる。 以上説明した本発明の急結性材料はC3A3Cの
クリンカー、半水石こうおよび消石灰を混合粉砕
するか、あるいはそれぞれを慣用の粉砕手段で粉
砕したのち混合すれば得られる。 C3A3Cのクリンカーの粉砕品、半水石こう、
消石灰の配合割合はそれぞれ30〜89.5％、10〜50
％、0.5〜20％（全て内割％）である。消石灰の
配合割合が0.5％未満になると急結性が、また20
％越えると急結性が悪くなるばかりでなく強度も
低下する。 半水石こうは、C3A3Cクリンカー中に存在す
る無水石こう量とは無関係に10〜15％配合する。
その半水石こうが10％未満の場合、急結性が悪く
なり、50％を越えると硬化体が膨張し、強度低下
を起すので好ましくない。 本発明の急結性材料に含まれるC3A3Cの量は
18％以上であることが望ましい。 C3A3C、半水石こう及び消石灰の比率は、半
水石こう／C3A3C（モル比）が6.6以下、かつ
消石灰／半水石こう（モル比）が0.9以下である。 本発明において急結性とは、ASTMC403、−
65T「プロクター貫入抵抗法」によつて測定され
た凝結時間が短い場合をいう。 以上のように本発明の急結性材料は、C3A3C
Ｓ、半水石こう、消石灰が前記数値範囲にあつ
て、安定した急結性を呈し、そのいずれが欠けて
も所期の目的は達成できず、これらが水に接した
とき、半水石こう及び消石灰はすみやかに溶解す
る一方、C3A3Cは急速に加水分解し、その生成
物と直ちに水和反応をするため、急結するものと
推測される。その機構は詳細ではないが、たとえ
ば消石灰を欠いた場合、凝結が著しく遅延する現
象（後述する表４）から見て、半水石こう、消石
灰は共存していることが肝要である。 次に、本発明の急結性材料を用いた吹付コンク
リートの施工方法を説明する。 急結性材料を撹拌機で所定の砂、砂利と混合
し、圧搾空気によつて吹付用ホースでノズルへ向
けて給送し、加圧された水とノズル付近で混合さ
れながら、吹付面へ高速で吹き付け、施工する。 前述したように、急結性材料はそれ自体が急結
性を具備しているので、従来のように施工現場で
ポルトランドセメントと骨材の混合物に急結剤を
添加混合する工程を必要としないのでそれだけ管
理が簡単になり、かつ急結剤の混合不良もなく、
常に均一で良好な急結性を示す。しかも、C2S含
有量が多いものを用いれば、長期強度を高くする
こともできる特徴を有している。 〔実施例〕 つぎに本発明を実施例で示す。 表１に示す組成を有する原料を、表２に示す配
合割合に混合し粉砕した。得られた原料組成物を
テストキルンで1200〜1300℃焼成し２種類のクリ
ンカーを得た。 各クリンカーの化学分析値及び鉱物組成を求
め、その結果を表３に示した。 ついで表３のクリンカー、市販の半水石こうお
よび消石灰を表４に示す割合で混合し、ボールミ
ルにてブレーン比表面積4200〜4500cm2／ｇに粉砕
して、それぞれの急結性材料を製造した。 一方、比較例として、市販の急結剤を普通ポル
トランドセメントに対して４％配合した従来法の
急結性材料（吹付材）をつくつた。 次に、これらの急結性材料・砂比１：４、水・
急結性材料比55％になるように混練してそれぞれ
のモルタルを調整し、プロクター貫入抵抗法
（ASTMC403−65T）の手順に従つて凝結時間を
測定し、得た結果を表４に示した。 なお、混練及び成形は次にようにして行なつ
た。すなわち、F.M.＝2.5の天然砂と急結性材料
をモルタルミキサーで30秒間空練りした後、水を
加えて10秒間練り混ぜこれをすばやく型枠に詰め
て成形した。測定環境は20℃、RH＝80％であつ
た。
【表】
【表】
【表】
【表】
表４から明らかなように、本発明のC3A3Cの
クリンカーを用いた場合であつても、消石灰を配
合しなかつたものは凝結時間、特に終結が長かつ
た。 また、実施例に示した本発明の急結性材料は市
販の急結材と普通ポルトランドセメントを混合し
た従来の急結性材料に比し、凝結時間が短いこと
が認められた。 次に実際の施工例について説明する。 実施例４および比較例６（従来法）の急結性材
料を用い、表５に示す配合コンクリートにて乾式
吹付コンクリート工法によりトンネルの吹付施工
を行なつた。 急結性能を評価する一方法として、吹付後の吹
付コンクリートのはね返り率を測定した。 また施工面より６に示す材令毎に供試体をとり
圧縮強度を測定し、それらの結果を同表に併記し
た。
クリンカーを用いた場合であつても、消石灰を配
合しなかつたものは凝結時間、特に終結が長かつ
た。 また、実施例に示した本発明の急結性材料は市
販の急結材と普通ポルトランドセメントを混合し
た従来の急結性材料に比し、凝結時間が短いこと
が認められた。 次に実際の施工例について説明する。 実施例４および比較例６（従来法）の急結性材
料を用い、表５に示す配合コンクリートにて乾式
吹付コンクリート工法によりトンネルの吹付施工
を行なつた。 急結性能を評価する一方法として、吹付後の吹
付コンクリートのはね返り率を測定した。 また施工面より６に示す材令毎に供試体をとり
圧縮強度を測定し、それらの結果を同表に併記し
た。
【表】
【表】
以上の結果より本発明の急結性材料を使用した
吹付コンクリートは、はね返り率が低くまた短期
長期とも強度が高いことが認められた。
吹付コンクリートは、はね返り率が低くまた短期
長期とも強度が高いことが認められた。
Claims (1)
- １ カルシウムサルフオアルミネートのクリンカ
ーの粉砕品30〜89.5重量％、半水石こう10〜50重
量％及び消石灰0.5〜20重量％を主成分とする吹
付コンクリート用急結性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7379482A JPS58190849A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 吹付コンクリート用急結性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7379482A JPS58190849A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 吹付コンクリート用急結性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190849A JPS58190849A (ja) | 1983-11-07 |
| JPH0229617B2 true JPH0229617B2 (ja) | 1990-07-02 |
Family
ID=13528441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7379482A Granted JPS58190849A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 吹付コンクリート用急結性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190849A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2186289T3 (es) | 1999-10-29 | 2003-05-01 | Sika Ag | Acelerador de fraguado y de endurecimiento estabilizado, de baja viscosidad. |
| FR2807424B1 (fr) * | 2000-04-05 | 2002-12-13 | Energetic Ind Internat | Liant hydraulique resultant du melange d'un liant sulfatique et d'un liant comprenant le compose mineralogique c4a3s |
| JP5982207B2 (ja) * | 2012-07-19 | 2016-08-31 | 株式会社竹中工務店 | 水硬性組成物、水硬性材料硬化体の製造方法及び水硬性材料硬化体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632262B2 (ja) * | 1973-05-30 | 1981-07-27 |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP7379482A patent/JPS58190849A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58190849A (ja) | 1983-11-07 |
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