JPH0375706B2 - - Google Patents

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JPH0375706B2
JPH0375706B2 JP5796989A JP5796989A JPH0375706B2 JP H0375706 B2 JPH0375706 B2 JP H0375706B2 JP 5796989 A JP5796989 A JP 5796989A JP 5796989 A JP5796989 A JP 5796989A JP H0375706 B2 JPH0375706 B2 JP H0375706B2
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JP
Japan
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concrete
rock
water
destructive
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JP5796989A
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JPH01304275A (ja
Inventor
Masao Sato
Masaaki Ichimura
Kunio Sato
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Sumitomo Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Cement Co Ltd
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Publication date
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  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は破壊方法、特に膨張性クリンカの水和
反応によつて生じる膨張圧力を利用し、格別の拘
束手段、例えば拘束板や急硬性セメントによる密
栓を用いることなくコンクリートや岩石等の耐久
性構造物を破壊する方法に関するものである。 従来、たとえばコンクリート構造物や岩盤を破
壊する方法としては、重錘の衝撃による機械的方
法あるいはダイナマイトのような爆薬の爆発力を
利用した方法が、通常採用されている。しかしな
がら、これらの方法は安全性、騒音、粉塵、振動
等の理由から、たとえば人家の近接した場所での
使用ができないなど、その実際の使用において多
くの制約を伴う。また、本願発明と同様に、特殊
な組成物の水和反応によつて生ずる膨張力を利用
する方法も数多く提案されているが、これら従来
方法では単に組成物を破壊対象物体の孔の中で開
放状態で水和反応を行わせただけでは膨張力が有
効に該物体に伝播できないという欠点がある。こ
のため、施工に際しては特別の拘束手段を使つ
て、膨張応力を塞じ込めている。しかしながら、
実際上拘束手段の施工に手間どる。 本発明の目的は上記した従来方法の欠点を除去
することにあり、具体的には安全かつ容易に、し
かも公害を生ぜしめることなく安価な方法によつ
て、コンクリートや岩石等の耐久性構造物を破壊
する方法を提供しようとすることにある。 本発明者等はこのような目的にしたがつて鋭意
研究を重ねた結果、特定の焼成温度及び特定の組
成をもつCaO−Al2O3−Fe2O3−MgO系のクリン
カが水和反応によつて非常に大きな膨張を示し、
しかもその水性スラリーが流動性を失つた状態で
膨張力を発現することを見出し、この膨張力を利
用することによつて格別の拘束手段を用いること
なく容易にコンクリートや岩石を破壊できること
を見出して本発明を完成した。本明細書におい
て、焼成とは広義の焼成を指称し、溶融状態での
熱反応も含む。 本発明に係る破壊方法の第1の特徴は、コンク
リートや岩石等の耐久性構造物に1又は2以上の
孔を穿孔し、この孔に特定の焼成温度及び特定の
組成のクリンカの粉砕物からなる破壊用組成物を
入れ、この破壊用組成物と水との反応によつて生
ずる破壊力を利用して前記コンクリートや岩石等
の耐久性構造物を破壊することにある。 ここで用いられる破壊用組成物としては、1200
℃以上の温度で焼成され、かつカルシウムアルミ
ノフエライト固溶体1.0ないし40.0重量パーセン
ト、遊離石灰及び遊離マグネシアを合量で60.0な
いし99.0重量パーセント含有するクリンカの粉砕
物である。 上記したクリンカは石灰質原料(たとえば石灰
石)又は/及びドロマイト質原料(たとえばドロ
マイト)、並びに鉄原料(たとえばハンマースケ
ール)又は鉄原料とアルミナ質原料(たとえばボ
ーキサイト)を含む調合原料混合物を1200ないし
1800℃の温度で焼成して製造することができる。
クリンカの焼成温度を1200℃以上に規定した理由
は、1200℃より低い焼成温度では、所望のハンド
リングタイム並びにワーカビリテイをもつ破壊用
組成物が得られないからである。 このクリンカ中のカルシウムアルミノフエライ
ト固溶体含有量が1.0重量パーセント未満では石
灰結晶を充分成長させることができないため、反
応が速過ぎ、充分なハンドリングタイム及び注入
後の破壊力が得られない。また40.0重量パーセン
トを越えると、遊離石灰及び遊離マグネシアの合
量が60.0%以下となつてしまうため、これらの水
和膨張によつて得られる破壊力が実用値以下にな
つてしまう。 次に、遊離石灰と遊離マグネシア含有量を合量
で60.0ないし99.0重量パーセントと規定した理由
は、それが60重量パーセント未満では実用的な破
壊力が得られず、また99.0重量パーセントを越え
るとカルシウムアルミノフエライト固溶体が1%
未満となり、石灰結晶を充分発達させることがで
きず、反応が速過ぎて充分なハンドリングタイム
及び注入後の破壊力が得られないからである。 遊離石灰と遊離マグネシアの含有比率は通常、
60:40から99:1の範囲にすることが望ましい。
その理由は、1200℃〜1300℃程度の比較的低温度
焼成では、MgOの水和膨張時期が適度である為、
実用的破壊力が得られるのでドロマイト単味使用
による遊離石灰と遊離マグネシアの含有比率(約
60:40)でよいが、より高温度焼成の場合は
MgOの水和膨張が遅くなり過ぎ、実用的破壊力
が得られないので石灰石単味使用による遊離石灰
と遊離マグネシアの含有比率(約99:1)でよ
い。 次に、本発明の破壊方法においては、先ず破壊
しようとするコンクリートや岩石等の耐久性構造
物にドリル等の穿孔機を使つて孔をあける。この
孔は、破壊する構造物の大きさや強さに応じて1
個あるいはそれ以上形成する。 本発明方法は、上記した破壊用組成物を孔に入
れ、この組成物と水との反応によつて生ずる破壊
力を利用してコンクリートその他の耐久性構造物
を破壊するものであるが、その実施にあたつては (イ) 破壊用組成物と水の水性スラリーを直接、孔
に注入する方法、 (ロ) 破壊用組成物と水の水性スラリーをビニー
ル、ポリエチレンその他のプラスチツクチユー
ブ等の容器に入れ、この容器を孔に挿入する方
法、または (ハ) 破壊用組成物を粉末状態で孔に入れ、しかる
後注水する方法、 を採用することができる。これらのうち、いずれ
の方法を選択するかは、破壊しようとする構造物
の種類、大きさあるいは施工場所によつて個別的
に判断すべきである。たとえば、構造物の性質
上、垂直方向に孔を形成できない場合には、水平
方向に孔をあけて上記(ロ)の方法を採用することが
有効である。1つの構造物に上記(イ)、(ロ)および(ハ)
の方法を組み合せて施工することができるのは勿
論である。 本発明方法において使用される破壊用組成物は
上記クリンカ粉砕物のみから構成されてもよい
が、さらに膨張反応性や作業性を改善するため、
反応調節剤が添加されてもよい。すなわち、本発
明に係る破壊方法の第2の特徴は、コンクリート
や岩石等の耐久性構造物に1又は2以上の孔を穿
孔し、この孔内に、1200℃以上の温度で焼成さ
れ、かつカルシウムアルミノフエライト固溶体
1.0ないし40.0重量パーセント、遊離石灰及び遊
離マグネシアを合量で60.0ないし99.0重量パーセ
ント含有するクリンカ粉砕物に所定量の反応調節
剤を混合してなる破壊用組成物を入れ、該破壊用
組成物と水との反応によつて生ずる破壊力を利用
して前記コンクリートや岩石等の耐久性構造物を
破壊することにある。反応調節剤としてはセツコ
ウ、糖類及び多価アルコール類があり、それぞれ
単独にあるいは2以上任意に組み合せて上記した
クリンカと混合される。ここでセツコウとは二水
セツコウ、半水セツコウ及び無水セツコウを意味
し、天然のものに限らず副産セツコウであつても
よい。クリンカに対するセツコウの添加量は5.0
ないし40.0重量パーセント(無水物換算値)であ
る。5.0重量パーセント未満では充分なハンドリ
ングタイムが得られず、また40.0重量パーセント
を越えると遊離石灰と遊離マグネシアの含有量が
60%未満と少なくなり実用的破壊力が得られなく
なる為である。 次に、糖類としてはたとえばシヨ糖、ブドウ
糖、果糖、廃糖密などが使用でき、また多価アル
コールとしてはたとえばソルビトール、マンニト
ール、キシリトールなどが使用できる。グリセリ
ンのような液体状の多価アルコールも使用するこ
とが可能であるが、このような液状多価アルコー
ルを使用する場合には混練水中に溶解して用いる
ことが必要である。上記したクリンカに対する糖
類及び多価アルコールの効果は、活性石灰粒子表
面にこれら糖類及び多価アルコールの比較的離溶
性カルシウム錯塩被膜を形成せしめ生石灰の水和
を一時抑制する点にある。またその添加量は0.1
ないし5.0重量パーセントである。0.1重量パーセ
ント未満では抑制効果が不充分であり、又5.0重
量パーセントを越えて添加しても、それ以上の効
果が得られず、むしろ過剰添加となる。 上記したクリンカにセツコウと、糖類又は/及
び多価アルコールを混合してなる破壊材は、クリ
ンカ単独で構成される破壊材と比較してハンドリ
ングタイムをかなりの巾を持つて任意に調節する
ことができる為、現場の施工要求に充分に応える
ことができる、という点において格段に優れ、ま
たクリンカと、糖類又は/及び多価アルコール類
とから構成される破壊材と比較して、ハンドリン
グタイム調節巾が広くなる、という点において非
常に優れている。 次に、本発明方法で使用される破壊用組成物を
調製し、その膨張性と作業性を試験した。この試
験に使用したクリンカは、次のようにして調製さ
れた:石灰石、ドロマイト、ハンマースケール及
びボーキサイトを各別に粉砕し、各原料粉末を
種々の割合で混合して調合原料を調製し、ペレツ
ト状に成形した後電気炉中で種々の温度で焼成し
てクリンカを製造し、これをボールミルで粉砕し
た。この粉末の一部はさらに反応調節剤と混合さ
れ、他種の破壊用組成物が調製された。 反応調節剤を含有しない破壊用組成物、すなわ
ちクリンカの鉱物組成、及び粒度分布を第1表に
示す。そしてこれらの破壊材を水と混合し、その
ときの作業性と線膨張率を調べた。この試験の結
果を第2表に示した。 第2表のデータから判るように、本発明で使用
される破壊用組成物はハンドリングタイム、ワー
カビリチー、線膨張率の各物性値について良好な
結果を示し、充分実用に供し得ることがわかる。
これに対して比較例の焼成品は、ハンドリングタ
イム、ワーカビリチー、線膨張率のいずれかの物
性値に於て不充分であるので、破壊用組成物とし
て使用することができない。
【表】
【表】 次に、第1表に示したクリンカ粉砕物(反応調
節剤を含まない破壊組成物)に反応調節剤を添加
し、上と同様の試験を行つた。この試験の結果を
第3表〜第5表に示した。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 第3表〜第5表の結果から次のことが理解され
る:石膏混合においては半、二水、無水石膏のい
ずれもがほぼ同様のハンドリングタイムの延長を
示し、又線膨張率に関してもほぼ同様の大きさで
ある。又石膏の配合率が増すにつれてハンドリン
グタイムが延長してゆく傾向が示される。 次に糖類や多価アルコールを添加した場合は、
微量の添加でハンドリングタイムが延長されるこ
とが認められる。さらに石膏と糖類を併用して混
合した場合は、各々の単独添加に比べて一層顕著
なハンドリングタイムの延長傾向が認められる。 次に、本発明方法をコンクリート等の構造物に
実際に適用して、これを破壊した例について説明
する。 実施例 1 約50cm四方の石灰石に孔径2cm、孔長20cmの孔
を穿孔し、これにクリンカ粉末(試料番号:5)
100部にソルビトール1.0%、水30%を添加して2
分間混練したものを孔に充填して放置した。3時
間後には硬化し、24時間後には石灰石は完全に破
壊していた。 実施例 2 直径20cm、高さ40cmのコンクリート円柱供試体
の上から、孔径2cm、孔長20cmの孔を穿孔し、こ
れにクリンカ(試料番号:1)70%、無水石膏30
%、シヨ糖0.4%から成る組成物を充分混合し、
水30%を添加して2分間混練したものを孔に充填
して放置した。1時間後には硬化し、6時間後に
はコンクリート供試体は4方向に破砕面を生じ完
全に破壊した。尚、供試体強度は500〜600Kg/cm2
と推定される。 実施例 3 硬質頁岩採掘場において、露天垂直面の奥行1
m及び2mの位置で垂直に深さ1m70cm、直径60
mmのボーリング孔を10mにわたり、1m間隔に2
列に穿孔した。これにクリンカ(試料番号:4)
70%、無水石膏30%、シヨ糖0.4%から成る組成
物を充分混合し、水30%を添加して10分間混練し
たものを孔に充填して放置した。1時間後には硬
化し、5時間後には孔のまわりに亀裂が入り、12
時間後にはブルドーザでリツピング可能な状態に
なつた。 以上のように、本発明方法によれば、格別の拘
束手段を用いることなく、安全かつ容易にコンク
リート等の耐久性構造物を破壊することができ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に1又
    は2以上の孔を穿孔し、 上記孔内に、下記組成の破壊用組成物:1200℃
    以上の温度で焼成され、かつカルシウムアルミノ
    フエライト固溶体1.0ないし40.0重量パーセント、
    遊離石灰及び遊離マグネシアを合量で60.0ないし
    99.0重量パーセント含有するクリンカ粉砕物: を入れ、 該破壊用組成物と水との反応によつて生ずる破
    壊力を利用して前記コンクリートや岩石等の耐久
    性構造物を破壊することを特徴とする破壊方法。 2 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿孔
    した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて水
    と反応させる方法が、該組成物の水性スラリーを
    直接注入することによつて行われることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿孔
    した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて水
    と反応させる方法が、該組成物の水性スラリーを
    ビニールチユーブ等の容器に入れ、この容器を挿
    入することによつて行われることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の方法。 4 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿孔
    した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて水
    と反応させる方法が、該組成物を粉末状で充填
    し、しかる後に注水することによつて行われるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 5 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に1又
    は2以上の孔を穿孔し、 上記孔内に、下記組成の破壊用組成物:1200℃
    以上の温度で焼成され、かつカルシウムアルミノ
    フエライト固溶体1.0ないし40.0重量パーセント、
    遊離石灰及び遊離マグネシアを合量で60.0ないし
    99.0重量パーセント含有するクリンカに、セツコ
    ウが5.0ないし40.0重量パーセント混合してなる
    粉砕物: を入れ、 該破壊用組成物と水との反応によつて生ずる破
    壊力を利用して前記コンクリートや岩石等の耐久
    性構造物を破壊することを特徴とする破壊方法。 6 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿孔
    した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて水
    と反応させる方法が、該組成物の水性スラリーを
    直接注入することによつて行われることを特徴と
    する特許請求の範囲第5項記載の方法。 7 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿孔
    した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて水
    と反応させる方法が、該組成物の水性スラリーを
    ビニールチユーブ等の容器に入れ、この容器を挿
    入することによつて行われることを特徴とする特
    許請求の範囲第5項記載の方法。 8 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿孔
    した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて水
    と反応させる方法が、該組成物を粉末状で充填
    し、しかる後に注水することによつて行われるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の方
    法。 9 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に1又
    は2以上の孔を穿孔し、 上記孔内に、下記組成の破壊用組成物:1200℃
    以上の温度で焼成され、かつカルシウムアルミノ
    フエライト固溶体1.0ないし40.0重量パーセント、
    遊離石灰及び遊離マグネシアを合量で60.0ないし
    99.0重量パーセント含有するクリンカに、糖類及
    び(又は)多価アルコール類が0.1ないし5.0重量
    パーセント混合してなる粉砕物: を入れ、 該破壊用組成物と水との反応によつて生ずる破
    壊力を利用して前記コンクリートや岩石等の耐久
    性構造物を破壊することを特徴とする破壊方法。 10 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿
    孔した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて
    水と反応させる方法が、該組成物の水性スラリー
    を直接注入することによつて行われることを特徴
    とする特許請求の範囲第9項記載の方法。 11 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿
    孔した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて
    水と反応させる方法が、該組成物の水性スラリー
    をビニールチユーブ等の容器に入れ、この容器を
    挿入することによつて行われることを特徴とする
    特許請求の範囲第9項記載の方法。 12 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿
    孔した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて
    水と反応させる方法が、該組成物を粉末状で充填
    し、しかる後に注水することによつて行われるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の方
    法。 13 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に1
    又は2以上の孔を穿孔し、 上記孔内に、下記組成の破壊用組成物:1200℃
    以上の温度で焼成され、かつカルシウムアルミノ
    フエライト固溶体1.0ないし40.0重量パーセント、
    遊離石灰及び遊離マグネシアを合量で60.0ないし
    99.0重量パーセント含有するクリンカに、セツコ
    ウが5.0ないし40.0重量パーセント及び、糖類及
    び(又は)多価アルコール類が0.1ないし5.0重量
    パーセント混合してなる粉砕物: を入れ、 該破壊用組成物と水との反応によつて生ずる破
    壊力を利用して前記コンクリートや岩石等の耐久
    性構造物を破壊することを特徴とする破壊方法。 14 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿
    孔した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて
    水と反応させる方法が、該組成物の水性スラリー
    を直接注入することによつて行われることを特徴
    とする特許請求の範囲第13項記載の方法。 15 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿
    孔した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて
    水と反応させる方法が、該組成物の水性スラリー
    をビニールチユーブ等の容器に入れ、この容器を
    挿入することによつて行われることを特徴とする
    特許請求の範囲第13項記載の方法。 16 コンクリートや岩石等の耐久性構造物に穿
    孔した1又は2以上の孔に破壊用組成物を入れて
    水と反応させる方法が、該組成物を粉末状で充填
    し、しかる後に注水することによつて行われるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第13項記載の方
    法。
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