JPH0328491A

JPH0328491A - 静的破砕剤の使用方法

Info

Publication number: JPH0328491A
Application number: JP16234889A
Authority: JP
Inventors: Tomio Tamura; 富雄田村
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1991-02-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（ａ）．産業上の利用分野本発明は、コンクリートや岩盤を破砕する静的破砕剤の
使用方法に関する。

（ｂ）．従来の技術従来、この種の静的破砕剤は、破砕剤の永和に必要な量
以上の水を加え、スラリー状に混練した状態のものを削
孔中に流し込み、永和反応の進行に伴なう凝固膨張作用
を利用して破砕作用を発揮させていた。

（Ｃ）．発明が解決しようとする問題点通常、破砕剤は
、使用時の締め固め密度が高いほど、また添加する水の
量が、破砕剤の理論永和量に近い程高い破砕力を発揮す
ることが出来る。

しかし、破砕剤に添加する水量が少ないと、破砕剤の流
動性が悪化し、施工性が低下する不都合が有り、施工性
を向上させるために多くの水を加えると締め固め密度は
大幅に低下してしまう。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、施工性が良好で、
高密度の締め固めと低水分での使用が可能な静的破砕剤
の使用方法を提供することを目的とするものである。

（ｄ）．問題点を解決するための手段即ち、本発明は、吸水状態でなお粒子独立性を保つ吸水
性ポリマを吸水させた状態で静的破砕剤と粉体混合し、
該粉体混合された破砕剤混合物を破砕すべきコンクリー
ト、岩盤等の破砕対称物に穿設された充填穴に充填して
締め固め、該締め固めに際して作用する圧力により破砕
剤混合物内の吸水性ポリマに、該吸水性ポリマに吸水さ
れた状態の水を外部に排出させ、該排出された水と静的
破砕剤を水和凝固させ、該凝固に伴う体積膨張を利用し
て破砕対称物を破砕するようにして構成されろ。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されろものではない。以下のｒ　（ｅｌ
　．作用」の稠についても同様である。

（ｅ）．作用上記した構成により、本発明は、破砕剤混合物の充填穴
の注入に際しては、該混合物は粉末状態であり、その後
の締め固め時に、吸水性ポリマ内の水が周囲の破砕剤に
供給されて破砕剤の永和凝固が行われるように作用する
。

（ｆ）．実施例以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は各単量体のガラス転移点を示す図である。

静的破砕剤を用いてコンクリートや岩盤を破砕する場合
には、まず粉末状態の静的破砕剤及び、水をその構造内
に包接した吸水性ポリマ等を粉体混合した破砕剤混合物
を形成する。粉体混合に際して、静的破砕剤及び水を包
接するポリマが吸水状態でなお粒子独立性を保持するこ
とから、両者は実質的に乾燥状態で混合される。吸水性
ポリマに吸水させるべき水の量は、共に混合する静的破
砕剤の永和に最低限必要な理論永和量に近い（だが、不
足することはない）量とする。

ここで使用される吸水性ポリマは、以下の方法で得るこ
とが可能である。即ち、アクリル共重合体を脂肪族炭化
水素に溶解し、アクリル酸とそのアルカリ金属塩水溶液
を分散させ逆相懸濁重合し、さらに無機物質存在または
不存在下、架橋剤で架橋し乾燥させるのである。以下、
吸水性ポリマの製法について詳述する。

本発明に用いられる吸水性ポリマ製造の際、分散剤とし
て使われるアクリル共重合体は、（ａｌアクリル酸アル
キルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルで、
アルキル基の炭素数が８以上の単量体４０〜９５重量％（ｂ）カルボキシル基もしくは、アミノ基もしくは第４
級アンモニウム基もしくはヒドロキシル基を含有するア
クリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体、またはアクリル
アミド誘導体、メタクリルアミド誘導体の中から選ばれ
た１種または２種以上の単量体５〜４０重量％（０１上記（ａ）、（ｂｌと共重合し得る不飽和単量体
Ｏ〜４０重量％を構成成分とする共重合体である。

ｔａｌ成分のアクリル酸またはメタクリル酸アルキルエ
ステルとしては、アルキル基の炭素数が８以上であれば
よく、市販され容易に入手できる単量体として、アクリ
ル酸２−エチルヘキシル、メタクリ．ル酸２−エチルヘ
キシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、
アクリル酸トリデシル、メタクリル酸トリデシル、アク
リル酸ラウリル・トリデシル混合エステル、アクリル酸
ステアリル、メタクリル酸ステアリルなどがある。

（ａｌ成分を選択する場合、ガラス転移点が出来るだけ
高いほど、水系懸濁重合で分散剤を合成する際、ビーズ
のブロッキングがおこりにくくて都合がよい。各単量体
のガラス転移点を第１図に示す。

例えば、メタクリル酸２−エチルへキシル、アクリル酸
ラウリル、アクリル酸ラウリル・トリデシル混合エステ
ル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸ステアリル、メ
タクリル酸ステアリル等である。

（ｂｌ成分のカルボキシル基、もしくはアミノ基、もし
くは第４級アンモニウム基、もしくはヒドロキシル基を
含有するアクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体、また
はアクリルアミド誘導体、メタクリアミド誘導体として
は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、アクリル
酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノ
エチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル
酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸トリメチルアミノ
エチルクロライド、メタクリル酸トリメチルアミノエチ
ルクロライド、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタ
クリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロ
キシプロビル、メタクリル酸２−ヒドロキシブロビル、
アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジメチルア
ミノプロビルアクリルアミド、ジメチルアミノブロビル
メタクリルアミド、トリメチルアミノプロビルアクリル
アミドクロライド、トリメチルアミノプロピルメタクリ
ルアミドクロライド等である。

（Ｃｌ成分の単量体としては、ガラス転移点が高く、脂
肪族系炭化水素溶媒に親和性のあるメタクリル酸アルキ
ルエステルでアルキル基の炭素数が４以下のものや酢酸
ビニルがあげられる。たとえばメタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロビル、メタク
リル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、酢酸ビニ
ルなどがある。好ましくは、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸イソブチルが適当である
。

（ａｌ、［ｂｌ、（ｅ）成分の構成比は、脂肪族系炭化
水素溶媒への分散溶解性、重合のコロイド分散性、吸水
性ポリマの物性、例えば、吸水能、吸水時の粒子独立性
、粒子の強度、粒径等に大きな影響を与える。

通常、ｌａ）成分４０〜９５重量％、（ｂｌ成分５〜４
０重量％、ｔｃ）成分Ｏ〜４０重量％がよく、より好ま
しくは、（ａｌ成分４５〜７０重量％、（ｂｌ成分５〜
２５重量％、（Ｃｌ成分２０〜４０重量％が適当である
。（ａｌ成分が４０重量％未満の場合、溶媒への分散溶
解性が低下し、９５重量％を越える場合、相対的に（ｂ
ｌ成分が５重量％未満でコロイド分散性が悪くなり、と
もに逆相懸濁重合の継続が困難となる。４０〜９５重量
％の範囲では多いほど、溶媒への分散溶解性がよくなり
、吸水性ポリマの吸水時の粒子独立性、粒子の強度もよ
くなる傾向がある。（ｂｌ成分が５重量％未溝の場合、
前述の通りコロイド分散性が悪くなり、４０重量％を越
える場合、溶媒への分散溶解性が低下し、ともに逆相＠
濁重合の継続が困難となる。

５〜４０重量％の範囲では、多いほど重合のコロイド分
散性がよくなり、吸水性ポリマの吸水速度はアップする
が、吸水時の粒子独立性や粒子強度が低下し、粒径も細
かくなる傾向がある。（ｃｌ成分が４０重量％を越えろ
場合、相対的に（．）成分の比率が低下し溶媒への分散
性が悪くなる。０〜４０重量％の範囲では多いほど吸水
性ポリマの粒子強度がアップする。

分散剤として用いるアクリル共重合体は、水系懸濁重合
法により合成される。溶液重合では溶剤が残留したり、
低分子量の重合物で分散剤としての機能が劣ってしまう
場合がある。水系懸濁重合法の例を上げると、イオン交
換水中に部分ケン化ポリビニルアルコールを加温溶解さ
せ、窒素置換後、（ａ）、（ｂｌ、（ｃｌ成分の単量体
にアゾ系またはパーオキサイド系の重合開始剤を溶かし
た溶液を滴下分散し、加温保持して重合を終了させる。

冷却後、固形物を濾過水洗したのち、減圧乾燥しビーズ
状のアクリル共重合体、即ち分散剤を得る。

上記方法で得られる分散剤は、逆相懸濁重合の脂肪族炭
化水素溶媒に分散溶解される。分散剤の量は、アクリル
酸とそのアルカリ金属塩単量体に対し、０．１〜１０重
量％、好ましくは０．５〜５重量％の範囲で用いられる
。分散剤の量が０．１重量％未満では重合のコロイド分
散性が不安定となり、１０重量％を越える場合、粒径が
細かくなりすぎ、経済的にもデメリットとなる。

アクリル酸とそのアルカリ金属塩水溶液は、アクリル酸
単量体を水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶
液で部分中和することにより調整される。中和度は吸水
能、安全性を考慮して６０〜８５％が好ましい。また水
溶液中の単量体濃度は３５〜７５重量％、好ましくは４
０〜７０重量％がよい。

また、吸水性ポリマを製造する範囲内で、アクリル酸と
そのアクリル酸アルカリ金属塩単量体と共重合し得る不
飽和単量体を共重合させてもよい。

アクリル酸とそのアルカリ金属水溶液を逆相懸濁重合さ
せろ際、重合開始剤としては、架橋剤単量体を用いない
自己架橋型であるため、過硫酸カリウム、過硫酸アンモ
ニウムの如き水溶性過硫酸塩や、過酸化水素が好ましい
。重合開始剤の使用量は単量体に対し０．１〜２．０重
量％、好ましくは０．２〜１．０重量％がよい。

逆相懸濁重合の脂肪族炭化水素溶媒としては、ｎ−ペン
タン、ｎ−ヘキサン、ｎ−へブタン、ｎーオクタン等の
脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ン、デヵリン等の脂環式炭化水素などがあげられるが、
好ましくはｎ−ヘキサン、ｎ−へブタン、シクロヘキサ
ンが適当である。

吸水性ポリマを製造する際、特に重要なもう一つの要件
として、逆相懸濁重合終了後、無機物質存在または不存
在下架橋剤で架橋反応させろことである。

架橋剤は、カルボキシル基（又はカルボキシレート基）
と反応しうる官能基を２個以上有する化合物であればよ
い。かかる架橋剤としては、例えばエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル等
のポリグリシジルエーテル；エピクロルヒドリン、α−
メチルクロルヒドリン等のハロエボキシ化合物；グルタ
ールアルデヒド、グリオキザール等のポリアルデヒド類
などがあげられるが、好ましくはエチレングリコールグ
リシジルエーテルが適当である。

架橋剤の添加量は架橋剤の種類及び分散剤の種類によっ
ても異なるが、通常アクリル酸とそのアルカリ金属塩単
量体に対して０．０５〜２重量％が適切な範囲である。

前記架橋剤使用量が０．０５重量％未満では吸水時の粒
子独立性、粒子の強度が悪く、２重量％より多くすると
架橋密度が高くなりすぎ、吸水能の著しい低下をきたす
。

架橋反応させる際、無機物質を加えると、いっそう吸水
時の粒子独立性が増す。無機物質としてはホワイトカー
ボン、タルク、ハイドロタルサイト、微粉シリカなどが
ある。また、この時、界面活性剤を添加してもよく、従
来公知のノニオン系界面活性剤などが用いられろ。

架橋反応の方法は、従来から知られている共沸脱水や減
圧加熱乾燥時に架橋剤を加えればよく、共沸脱水時の添
加が容易である。

本発明で用いられる吸水性ポリマは市販のポリマと異な
り吸水すると粒子独立性を示すが、その理由として、分
散剤であるアクリル共重合体の（ａｌ成分が多いほど、
また架橋剤が多いほど効果的なことから、吸水したポリ
マのすべりが関係していると推定される。分散剤の（ａ
）成分は吸水したポリマの撥水性を上げ、架橋剤はポリ
マの架橋度を高めることで吸水速度のアップとともに表
面のべたつきを減少させる。これらの効果により、吸水
したビーズ状のポリマはバインダとしての水が少ないた
め、お互いすべりあい、空隙が発生し、粒子独立性と流
動性を発現している。

本発明は、前記吸水性ポリマに必要量の水を吸水させ、
独立した微粒状を保つ状態で凍結させて使用してもよい
ことは勿論である。吸水できろ水の量Ｃよポリマの吸水
能（イオン交換水で吸水性ポリマ重量に対し１００〜２
００倍）まで可能である。また、前記吸水性ポリマに必
要量の水を吸水させるだけでもよいが、独立した微粒状
を保つ上で吸水できる水の量はポリマの吸水能の半量以
下が望ましい。

吸水状態のポリマの粒径は吸水性ポリマの粒径と吸水さ
せる水の量により、０．０３〜３．０一の範囲で自由に
変えられ、破砕剤混合時の作業条件に合わせて選ぶこと
ができる。

一方、破砕すべきコンクリート又は岩盤等には、破砕剤
混合物を充填する充填穴を穿設し、該穴に粉体混合され
た静的破砕混合物を充填し、締め固める。この際、破砕
剤混合物は粉体なので、取り扱いが容易であり、充填穴
への該混合物の充填も、穴の大きさや穿設方向に拘わり
無く、簡単に行うことが出来る。なお、破砕剤混合物中
の吸水性ポリマに包接された状態の水は、充填穴に該混
合物を充填するまではその包接状態が維持されるので、
破砕剤混合物は依然として乾燥状態を維持することが出
来る。なお、破砕剤混合物は、その混合時に実質的に乾
燥状態で混合されるので、吸水性ポリマは破砕剤に対し
て均一な状態で混合される。

こうして、充填穴に破砕剤混合物を充填する際には、突
き棒、パイブレータ等を用いて破砕剤混合物を締め固め
ながら充填する。すると、該締め固め動作により、破砕
剤混合物中の吸水性ポリマに包接された水が締め固めの
際に生じる圧力により外部に放出され、周囲の破砕剤と
永和反応を生じる。吸水性ポリマは既に述べたように、
破砕剤に対して実質的に乾燥状態で均一に混合されてい
るので、締め固めに際してポリマ内部から放出される水
は破砕剤全体に均一に供給される。従って、吸水性ポリ
マに含まれる水の量が破砕剤の永和に最低限必要な理論
水和量に近い値であっても、水は破砕剤に対して過不足
無く供給され、水和反応は円滑に進行することが出来る
。また、ポリマ内の水が破砕剤に対して供給され、破砕
剤の水和反応が開始されると、破砕剤は凝固するととも
に膨張し、充填穴の穿設されたコンクリート、岩盤等を
その体積膨張に伴う圧力により破砕する。この際の、破
砕力は、破砕剤が、充填穴に粉末状態で注入充填されろ
ことから、スラリー状にして充填する方法に比して、そ
の充填密度が大幅に高まり、高い破砕力を発揮するここ
とが出来ろ。

（ｇ）．発明の効果以上、説明したように、本発明によれば、吸水状態でな
お粒子独立性を保つ吸水性ポリマを吸水させた状態で静
的破砕剤と粉体混合し、該粉体混合された破砕剤混合物
を破砕すべきコンクリート、岩盤等の破砕対称物に穿設
された充填穴に充填して締め固め、該締め固めに際して
作用する圧力により破砕剤混合物内の吸水性ポリマに、
該吸水性ポリマに吸水された状態の水を外部に排出させ
、該排出された水と静的破砕剤を水和凝固させ、該凝固
に伴う体Ｗｉ膨張を利用して破砕対称物を破砕するよう
にして構成したので、破砕すべき破砕対称物の充填穴に
は破砕剤混合物を粉体の状態で充填することが可能とな
り、締め固めにより高密度の破砕剤を充填することが出
来る。また、充填穴への充填は、粉末状態で行われるの
で、取り扱いが簡単で施工性に富み、充填穴の径、位置
、方向等の変化に容易に対応することが出来る。しかも
、粉体混合されろ吸水ポリマ内に水を包接させた状態で
供給することから、吸水ポリマを実質的に乾燥状態で破
砕剤に対して均一状態で混合すること出来る。従って、
締め固めに際して、ポリマ内の水が破砕剤に均一な状態
で供給されるので、ポリマの吸水量を、破砕剤の理論永
和量に近い量にした状態で破砕剤に供給しても、永和反
応を円滑に進行させることが出来、前述の高密度充填と
相俟って低水分量で大きな破砕力を発揮させることが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は各単量体のガラス転移点を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】吸水状態でなお粒子独立性を保つ吸水性ポリマを吸水さ
せた状態で静的破砕剤と粉体混合し、該粉体混合された破砕剤混合物を破砕すべき破砕対称物
に穿設された充填穴に充填して締め固め、該締め固めに際して作用する圧力により破砕剤混合物内
の吸水性ポリマに、該吸水性ポリマに吸水された状態の
水を外部に排出させ、該排出された水と静的破砕剤を水
和凝固させ、該凝固に伴う体積膨張を利用して破砕対称
物を破砕するようにして構成した静的破砕剤の使用方法
。