JPH0472585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、水和膨張性物質からなる水和膨張性
破砕剤を用いて、岩石、コンクリート建造物等を
破砕するに当たり、水和膨張性破砕剤を加熱する
ために用いる加熱具及びそれを用いた破砕方法に
関するものである。 （従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点） 一般に、水和膨張性破砕剤は、それが水と反応
することによつて発生する膨張圧を利用し、岩石
やコンクリート建造物等を飛石、振動及び騒音の
問題を生ずることなく静かに破砕することができ
る点に特徴があり、近年使用されるようになつて
きた。 この水和膨張性破砕剤は、膨張体の主成分が微
粉末の生石灰で、生石灰と水との水和反応が、高
熱を発することなく極めてゆつくりと進行するよ
うに調節されているので、穿孔内の全水和膨張性
破砕剤が、完全に膨張し破砕能力を十分に発揮す
ることができる。しかし、水和反応の速度が制御
されずに一部に高温状態が生じた場合、含有する
水分を沸とうさせ、発生する高圧の水蒸気圧によ
つて、高圧部位より穿孔の開口部側に位置するす
べての水和膨張性破砕剤を、一気に激しく穿孔外
に飛散させてしまういわゆる鉄砲現象を発生する
ことがあつた。この鉄砲現象は、穿孔内の水和膨
張性破砕剤の量を減少させ破砕を不能とするのみ
ならず、人体を直撃すれば、特に目に対し重大な
傷害を与え、また、周囲に強アルカリ性の物質を
まき散らすので極めて危険であつた。 そこで、従来からこの鉄砲現象の発生を防ぐた
めに、生石灰の水和反応をたとえ一部であつても
高温とならないように、均一に制御する方法が
種々考えられて来た。例えば、特開昭58−160384
号に記述されているように、生石灰の50重量％以
下を風化させたもの、また、特開昭58−147480号
に記載されているように、生石灰にリン分を0.5
重量％以上含有させたもの、さらには、特開昭58
−141276号に見られるように、酸化鉄及びケイ酸
及び／又はマグネシアをフラツクスとして生石灰
に配合し焼成したもの等があるが、いずれも破砕
待時間が10〜24時間であることは大きな欠点であ
り、そのため、一部の使用にとどまり、広範な普
及には至つていなかつた。 （問題点を解決するための手段） 本発明者は、この鉄砲現象の防止と破砕待時間
の短縮という二つの目的を達成するために鋭意研
究を進めた結果、水和膨張性破砕剤の水和反応を
熱的に促進する加熱剤として生石灰を用い、その
粒度、それに添加される水和反応遅延剤の量、そ
れらを収納する容器、加熱剤への水の含浸方法及
び加熱具の穿孔内への充填位置等を特定すること
によつて、鉄砲現象を発生させることなく破砕待
時間の短縮が可能であることを見いだし、本発明
を完成させるに至つた。 すなわち、本発明の水和膨張性破砕剤用加熱具
は、水透過性の容器に、１〜20mmの粒径のものを
50重量％以上含有する生石灰と、生石灰に対して
0.5〜10重量％の水和反応遅延剤とを収納してな
るものであり、本発明の破砕方法は、被破砕物に
設けられた穿孔内に、水を含浸させた水和膨張性
破砕剤を充填し、さらに、それに接して水に浸漬
した上記加熱具を充填して破砕を行なう方法であ
る。 本発明において加熱剤として用いられる生石灰
は、１〜20mmの粒径のものを50重量％以上含有す
るものでなければならない。１mm未満の粒径のも
のが50重量％を超える場合、加熱具内の空隙が少
なくなるので、単位体積当たりの発熱量が大きく
なり、加熱効率はよくなるが、加熱具に水を含浸
させて発熱させた時、発生する水蒸気の逃げ道が
なくなり、一気に容器開口部側の生石灰を吹き出
すので、かえつて加熱効果が半減する可能性が大
きい。また、20mmを超える粒径のものが50重量％
を超える場合、加熱具容器へ収納する際の作業性
が悪くなり、また、水和反応遅延剤を添加するに
当たつて、均一な混合が困難となるので、その遅
延効果にバラツキを生ずる。 これらに反し、生石灰の粒径が本発明の範囲内
にあるときは、生石灰の吹き出しはなく、かつ、
吹き出しのない範囲内では、生石灰が水和膨張性
破砕剤と接する部分の温度が最も高くなり、水和
膨張性破砕剤を確実に100℃以上に加熱すること
ができる。 また、生石灰は、理論量の水と反応して
15kcal／molの反応熱を発生するが、加熱具の発
熱量は、当然生石灰の重量に関連し、破砕待時間
を左右する。発熱量が多い程破砕待時間は短くな
るが、ある限界量を超えて発熱量を増大させて
も、破砕待時間は、それ程短縮されず経済的に不
利である。逆に、発熱量が少ない場合には、当然
のことながら加熱具としての効果がなくなる。こ
の下限の量は、被破砕物の熱伝導率、熱容量、比
熱、温度、穿孔径、穿孔長、水和膨張性破砕剤の
種類及びそれに含浸させる水の温度等により左右
されるが、実用上は、総発熱量として夏は15kcal
以上、冬は45kcal以上であれば十分で、このよう
に使い分けるのが経済的である。 そして、本発明において加熱剤として用いられ
る生石灰は、一般に水和膨張性破砕剤の膨張体と
して用いられている生石灰とは異なる。すなわ
ち、本発明の生石灰は、前記のような粒度を有す
るものであるため、粒子間の空隙が多く、たとえ
これを水和膨張性破砕剤の膨張体に用いても、膨
張圧は低く実用にはならない。逆に、水和膨張性
破砕剤の膨張体として使用されている生石灰を本
発明の加熱剤に使用すると、粒子間の空隙が少な
いので前記の理由により発熱時に加熱剤が吹き出
すおそれがある。 本発明の加熱具における水和反応遅延剤の添加
量は、加熱具に水を含浸させた後、穿孔内へ充填
するまでの充填待時間によつて決定される。すな
わち、加熱剤として軟焼の生石灰を使用した場合
は、水を含浸させた直後に激しく発熱し膨張する
ので、穿孔内への充填が困難となる。そこで、水
を含浸させてから少なくとも１分間は膨張しない
ようにするため、少量の水和反応遅延剤が添加さ
れる。 しかしながら、その添加量は、生石灰の膨張を
１〜30分間程度遅延させるだけの量で十分で、そ
の後の生石灰の急激な発熱まで妨げるような量で
あつてはならない。そして、この点は、水和膨張
性破砕剤に使用される水和反応遅延剤とは、その
目的を異にし、その添加量も水和膨張性破砕剤に
対する水和反応遅延剤の添加量に比べて当然少量
である。 具体的な添加量は、生石灰に対して0.5〜10重
量％好ましくは１〜８重量％である。0.5重量％
未満では、水和反応の遅延時間にバラツキが生
じ、水を含浸させた後、直ちに充填しないと充填
不可能となることがあり、また、10重量％を超え
ると、遅延時間が60分間以上となり必要以上の遅
延となる。添加量が上記の範囲内であれば、その
遅延時間は１〜30分間程度となり、穿孔に充填す
るには十分に余裕のある時間であり、さらに、多
数の穿孔に充填する場合も、隣接する穿孔の遅延
時間を気にする必要もない。 本発明に用いられる水和反応遅延剤としては、
鉱物油、植物性油脂、多価アルコール、高級アル
コール、高級脂肪酸及びそれらの誘導体があげら
れる。 本発明の加熱具に用いる容器は、水が容易に内
部に浸入し得るものであればどのようなものでも
よいが、特に水の透過が容易な和紙あるいは小さ
な穴を多数設けたプラスチツクシート製の袋が好
ましく、これらは安価で、かつ、取り扱いが容易
であるという利点を有する。また、布製の袋も使
用可能で、このものは強度が大きいという利点が
ある。 一方、本発明の加熱具に水を含浸させるのは、
使用直前に加熱具を水に浸漬することにより行な
われるが、この水の含浸に時間がかかるようであ
ると、多数の穿孔の充填を行なう場合に長時間を
要することになるので、容器の水の透過に要する
時間は５秒以内であることが望ましく、上記の容
器はいずれもこの条件を満たしている。 さらに、これらの容器は、可撓性を有するの
で、穿孔内に充填後、装慎棒で押し付ければ、孔
径一杯に広がつて落下しなくなり、横向きあるい
は上向きの穿孔にも使用でき便利である。 （作用） 本発明においては、加熱具として、安価で安全
な生石灰を取り扱いが簡便なように容器に収納し
たものを用い、その加熱具に水を含浸させて発熱
させ、それを水を含浸させた水和膨張製破砕剤を
充填した穿孔の開口部側に充填することにより、
開口部側から水和膨張性破砕剤を加熱して、水和
反応を短時間のうちに完了させると共に、穿孔の
開口部側に水和膨張性破砕剤の強固な蓋を形成せ
しめ、鉄砲現象の発生を防止するという画期的な
効果を奏するものである。その理由としては次の
ように考えられる。 一般に、水を含浸させた水和膨張性破砕剤は、
100℃以上に加熱された場合、急激な水和反応を
起こし自ら発熱する。本発明においては、その発
熱により、隣接する水和膨張製破砕剤がさらに加
熱されて発熱するといつた連鎖反応が、水和膨張
性破砕剤全体にわたつて次々と伝わつて行き、短
時間で破砕を完了するものと思われる。加熱温度
が100℃未満の場合は、急激な連鎖反応は誘起さ
れず、加熱具の熱の伝わる範囲内で、その熱量に
相当する分だけ反応が加速されるが、穿孔壁への
熱伝導による熱損失により温度が低下するに従
い、反応の加速度も低下して、最終的には途中で
止まつてしまうことがある。しかし、本発明にお
いては、常に100℃以上に加熱されるので、その
ようなおそれはない。 一方、穿孔内で急激な反応が発生しているにも
かかわらず、鉄砲現象が発生しないことについて
は、穿孔の開口部側から水和膨張性破砕剤の膨張
が起こつていることによるものと考えられる。す
なわち、連鎖反応が内部に進行するに従つて、そ
の後方の開口部側に次々と反応した水和膨張性破
砕剤からなる強固な蓋が形成されて行くからと考
えられる。したがつて、本発明においては、鉄砲
現象の発生防止のための、穿孔開口部における急
硬化性セメントや機械的密閉装置の使用といつた
手間のかかる操作は、一切必要としない。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明の水和膨張性破砕
剤用加熱具は、次のような特徴を有する。 (1) 有害物質を含まず有害ガスも発生しないの
で、作業者の健康を害することがない。 (2) 発熱の最高温度も内部で300℃程度であり、
しかも、火炎を発生しないので、メチン等の可
燃性ガスの存在する場所における破砕作業に向
いており、特に炭鉱内等の作業に適している。 (3) 取り扱いが簡単で、水に浸漬してから１〜30
分間経過後に発熱し膨張し始めるので、１分間
に10本近く充填することができる。したがつ
て、多数の穿孔に同時に充填する場合であつて
も、充填後破砕が始まるまでに現場を離れるこ
とができるので、被破砕物の破片等が落下する
危険性のある現場における破砕作業に好適であ
る。 さらに、この加熱具を使用した本発明の破砕方
法は、簡単な方法で鉄砲現象の発生がなく、しか
も、10〜60分間程度の短時間で破砕を完了するこ
とを可能ならしめた画期的な方法である。 （実施例及び比較例） 次に、実施例及び比較例によつて本発明の効果
を明らかにする。なお、実験に用いた被破砕物の
コンクリートブロツク及び水和膨張性破砕剤等の
条件は、すべて共通で下記のとおりである。実験
は、すべて２回づつ繰り返し、結果を第１表にま
とめた。 Γコンクリートブロツク 大きさ：縦40cm、横40cm、高さ１ｍ 穿孔の形状：直径36mmφ、深さ80cm、上向角度
30゜ 穿孔内の温度：20℃ Γ水和膨張性破砕剤 20〜35℃の周囲温度で破砕待時間が12〜24時
間のもの（日油技研工業株式会社製、商品名：
カームマイトカプセルＳ型） Γ水和膨張性破砕剤に含浸させた水の温度：18〜
20℃ Γ気温：18〜20℃ 実施例 １ 温度20℃の穿孔内に、穿孔の口元から10cmを残
して、水を含浸させたカームマイトカプセルＳ型
を充填し、その上に厚さ4.2mg／cm²の和紙の袋
（直径30mmφ、深さ10cmに、粒径１〜20mmのもの
100重量％からなる軟焼の生石灰にグリセリン0.5
重量％を添加したものを60ｇ収納した加熱具を、
水に５秒間浸漬した後に、カームマイトカプセル
Ｓ型に接して充填し、コンクリートブロツクに亀
裂が発生するまでの破砕待時間を測定した。 実施例２〜８、比較例１〜５ 実施例１における条件を第１表に示されるよう
に変更した点に除いては、実施例１に準じた条件
で行なつた。

【表】

【表】 注 (1) 生石灰は、すべて軟焼である。
(2) 和紙の厚みは4.2mg／cm²、穴あきポリエチ
レンシートの厚みは
40μである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の加熱具の実施の態様を示す
断面説明図、第２図は、本発明の加熱具の使用の
態様を示す断面説明図である。 １：結束用テープ、２：生石灰、３：容器、
４：穿孔、５：水を含浸させた水和膨張性破砕
剤、６：水を含浸させた本発明の加熱具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水透過性の容器に、１〜20mmの粒径のものを
   50重量％以上含有する生石灰と、生石灰に対して
   0.5〜10重量％の水和反応遅延剤とを収納してな
   る水和膨張性破砕剤用加熱具 ２ 被破砕物に設けられた穿孔内に、水を含浸さ
   せた水和膨張性破砕剤を充填した後、水透過性の
   容器に、１〜20mmの粒径のものを50重量％以上含
   有する生石灰と、生石灰に対して0.5〜10重量％
   の水和反応遅延剤とを収納してなる水和膨張性破
   砕剤用加熱具を水に浸漬し、次いで水和膨張性破
   砕剤に接して充填し、破砕を行なう破砕方法。