JPH09227199A - 中込め充填材 - Google Patents

中込め充填材

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JPH09227199A
JPH09227199A JP8063734A JP6373496A JPH09227199A JP H09227199 A JPH09227199 A JP H09227199A JP 8063734 A JP8063734 A JP 8063734A JP 6373496 A JP6373496 A JP 6373496A JP H09227199 A JPH09227199 A JP H09227199A
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JP
Japan
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fly ash
cement
water
filler
mixed
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Pending
Application number
JP8063734A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Noguchi
雅朗 野口
Masaru Shirasaka
優 白坂
Nobuaki Morishita
宣明 森下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Chichibu Onoda Cement Corp
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Publication date
Application filed by Chichibu Onoda Cement Corp filed Critical Chichibu Onoda Cement Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な流動性を有し、ブリージングが少な
く、長距離圧送を容易とした、充填性に優れ、乾燥収縮
の小さい1液性の中込め充填材を提供する。 【解決手段】 セメントとフライアッシュと流動化剤と
水を混合したスラリーからなり、セメントとフライアッ
シュとを50:50〜5:95、硬化材に対し、流動化
剤を0.1〜1.5重量%、水を50〜90重量%で混
合したことことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、中込め充填材、
特にシールドトンネル工事の二次施工に用いられる中込
め充填材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】構造物の中空部に充填する中込め充填
材、例えばシールド工法の二次施工において、シールド
トンネル内の上水管、下水管などを固定したり、水平面
を築くために充填される中込め充填材は、通常、5イン
チ以下の、ガス管、鉄管、塩ビ管等により、施工箇所ま
でコンクリートポンプで圧送される。したがって、中込
め充填材には圧送性に優れた材料である事が要求され、
従来、セメントを水に混練した1液性のセメント系スラ
リー液やセメント系スラリー液と水ガラスからなる2液
性の中込め充填材が使用されてきた。
【0003】しかしながら、1液性のセメント系スラリ
ー液は高粘性で流動性が悪く、高圧での圧送が要求さ
れ、非常に危険を伴うものになっている。しかも、圧送
距離は1000m以上の長距離に及ぶことも多く、実質
的に圧送できないことが多い。この長距離圧送性を改善
するには水量を多くすれば良いが、水量が多いと、強度
特性が悪くなるばかりか、ブリージングの発生が多くな
り、これがそのまま材料分離になり好ましくない。
【0004】これに対して、セメント系スラリー液と水
ガラスの各液をそれぞれ圧送し、充填直前で混合する2
液性の中込め充填材は、セメント系スラリー液で発生す
るブリージングも水ガラスを混合することにより無くな
るので、流動性の良いセメント系スラリー液を使用する
ことができる。このように2液性の中込め充填材は、流
動性がよく長距離圧送性に優れているものの、一方で乾
燥収縮による亀裂を生じ、所要の強度が得られないこと
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、十分な流
動性を有し、ブリージングが少なく、長距離圧送を容易
とし、充填性に優れ、乾燥収縮の小さい1液性の中込め
充填材を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の中込め充填材によれば、セメントとフラ
イアッシュと流動化剤と水を混合したスラリーからなる
こと(請求項1)、セメントとフライアッシュとを5
0:50〜5:95の割合で混合した硬化材に対し、流
動化剤を0.1〜1.5重量%、水を50〜90重量%
で混合したこと(請求項2)、フライアッシュの粒度が
44μmふるい残分30重量%以下であること(請求項
3)、シールドトンネル工事における二次施工用の中込
め充填材であること(請求項4)、を特徴とする。以
下、この発明を詳細に説明する。
【0007】
【発明の実施の形態】この発明の中込め充填材は、硬化
材としてセメントと石炭火力発電所から発生するフライ
アッシュを併用して使用する。セメントとしては、普
通、早強、超早強、中庸熱などの各種ポルトランドセメ
ントや、高炉セメント、フライアッシュセメントなどの
混合セメントのいずれも使用できるが、特に普通、及
び、早強ポルトランドセメントが強度発現性に優れ、好
適に使用される。また、フライアッシュとしては、JI
S規格品、及び規格品外のいずれのものを用いることが
できるが、後述するスラリー液のブリージング率を小さ
くし、安定した材料とする上でJIS規格品もしくはフ
ライアッシュを44μmふるい残分30重量%以下に分
級した分級フライアッシュを用いることが好ましい。
【0008】前述したように、中込め充填材の長距離圧
送性を改善するために水量を多くすると、ブリージング
率が著しく悪化するが、硬化材としてフライアッシュを
混合することにより、良好な中込め充填材とすることが
できる。すなわち、フライアッシュを使用することで長
期材令の強度発現に寄与するほか、フライアッシュは球
状の微粉末で、ベアリング効果により流動性を高くす
る。また、セメント粒子中にフライアッシュ微粉末が均
一に分散し、粒子同士の凝集を抑制し、ブリージング率
・材料分離を少なくすることができる。これらの効果
は、前記分級フライアッシュを用いた場合に顕著であ
り、より好適な中込め充填材とすることができる。
【0009】セメントとフライアッシュは、重量比で5
0:50〜5:95、好ましくは40:60〜10:9
0の混合割合とする。セメント量が50重量%を越える
と、著しくブリージングが高くなり好ましくない。ま
た、セメント量が50重量%未満でフライアッシュ量を
増加するにしたがってブリージングを少なくすることが
できるが、セメント量が5重量%より下回ると、強度発
現が少ない上、逆にブリージング率も上昇し好ましくな
い。
【0010】次に、この発明は流動化剤を添加する。流
動化剤は、セメントおよびフライアッシュの粒子に吸着
し、粒子同士を分散することで充填材の流動性を高くす
ることができる。このため、前記フライアッシュ混合効
果と相俟ってスラリーの水分量を大幅に減少させ、高い
強度が確保できる上に、低圧での圧送が可能で、圧送距
離も長くできる。流動化剤としては、ナフタレンスルホ
ン酸系、オキシカルボン酸系、リグニンスルホン酸系、
グルコン酸系などの各種界面活性剤を使用することがで
きる。流動化剤の添加量は、硬化材(セメントとフライ
アッシュの合計量)に対して0.1〜1.5重量%添加
する。これが0.1重量%を下回ると流動性が悪く、ま
た、1.5重量%を越えると硬化が遅くなり好ましくな
い。
【0011】また、流動化剤の添加による水分量の減少
は、粉体量を多くし、乾燥による収縮が小さく、乾燥条
件下でもクラックの発生を防ぎ、強度低下を抑制するこ
とができる。水分量としては、前記硬化材に対し50〜
90重量%とすることが好ましい。水の量が50重量%
を下回ると流動性が悪く、また、90重量%を越えると
ブリージング量が多くなり好ましくない。
【0012】以上説明したこの発明の中込め充填材は、
上記各材料の適切な選定及び配合、これらの相乗効果作
用によって、ブリージングが少なく、長距離圧送性に優
れた中込め充填材とすることができるものであり、以
下、さらに実施例に基づいて説明する。
【0013】
【実施例】
(実施例1)表1の配合に従って、水に流動化剤を混合
し、この溶液にあらかじめ混合したセメントとフライア
ッシュからなる硬化材混合物を加え2分間混合し、中込
め充填材スラリーを得た。この未硬化のスラリーについ
て、フロー値、ブリージングを測定した。フロー値の測
定は、水平板上に高さ8cm、直径8cmのシリンダー
を置き、スラリーを充填して、シリンダーを引き上げた
時のスラリーの広がりを測定した。ブリージングは、1
000ccのメスシリンダーに500ccのスラリーを
入れ、1日静置し、ブリージング水を測定し、ブリージ
ング率を求めた。測定結果を表2〜4に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】表2は、セメントとフライアッシュの配合
比によるフロー値及びブリージング率を示す。フロー値
は、いずれも40cm以上となり、良好な流動性を示す
が、ブリージング率は、フライアッシュの混合割合が多
くなるにしたがってブリージングは減少するも、セメン
ト:フライアッシュ=5:95のようにフライアッシュ
が多くなり過ぎると逆にブリージング率は増加する。ブ
リージング率は10%以下、好ましくは5%以下が望ま
しく、セメント:フライアッシュの配合比はセメント:
フライアッシュ=50:50〜5:95、好ましくは4
0:60〜10:90であることがわかる。
【0019】表3は、セメント:フライアッシュ=2
0:80一定で水分量を変化させて、フロー値およびブ
リージング率を測定した結果を示す。フロー値は、長距
離圧送性の面から25cm以上が好ましく、またブリー
ジング率の点から水分量は50〜90重量%が好ましい
ものであった。
【0020】表4は、流動化剤の量を変化させてフロー
値を測定した結果を示す。流動化剤の添加量が0.05
重量%ではフロー値が25cm下回った。また、流動化
剤を2.00重量%添加すると、フロー値はと大きいも
のの、3日後も硬化せずに中込め充填材として不適当で
あった。
【0021】(実施例2)粒度の異なる各種のフライア
ッシュを使用する以外は、実施例1と同様の材料を使用
し、表5の配合でスラリーの沈降性を調べた。沈降性
は、その差をより明確にするため、水分量900%の濃
度の薄いセメント−フライアッシュスラリーをビーカー
に入れ、30分静置した後、上部のスラリー部分を取り
除き、残留分の重量を測定することにより評価した。結
果を表5に併せて示す。
【0022】
【表5】
【0023】中込め充填材の長距離圧送では、圧送が停
止した場合、セメントスラリー中の固形分が沈降し、固
化し、圧送管を閉鎖する恐れがあるが、表5において、
フライアッシュの44μm残分が30%以下となると、
残留分が少なく好ましいことが分かる。
【0024】(実施例3)実施例1と同じ材料を使用
し、表6の配合に従って水に流動化剤を混合した。次い
で、この溶液にあらかじめ混合したセメントとフライア
ッシュからなる硬化材を添加し、2分間混合し、スラリ
ー液を作成の上、高さ10cm、直径5cmの型枠中へ
充填した。比較例として水ガラスを用いた2液性の材料
については、前記スラリー液に水ガラスを混合し、ゲル
化する直前に型枠中へ充填した。型枠中で2日間養生
後、脱型し、20℃の所定期間乾燥雰囲気下で養生して
各材令での一軸圧縮強度を測定した。尚、水ガラスは、
愛知珪酸工業社製(商品名SP−90)を使用した。
【0025】
【表6】
【0026】一軸圧縮強度試験の結果を表7に示す。水
ガラスを用いた試料は、3日の乾燥養生後には2N/m
2 の強度が得られたが、1週間後にはクラックが発生
し、1ヶ月後には完全に崩壊した。しかしながら、この
発明の中込め充填材では、3日後の強度は0.8N/m
2 程度の強度であったが、1ヶ月の乾燥養生後にもク
ラックの発生はなく、5N/mm2 程度の強度が得ら
れ、乾燥条件下でも問題なかった。また、3ヶ月以上の
乾燥雰囲気に放置しても、クラックの発生は見られなか
った。
【0027】
【表7】
【0028】(実施例4)表8の配合で、実施例1と同
様に充填材スラリーを調製した。スラリーは、内径5c
m、長さ1000mの圧送管を用いて、内径3m、長さ
5mの円形空間内の底部から1mまで充填した。スラリ
ーは、約1MPa/mm2 の圧送圧で1000mの距離
を問題なく圧送することができ、また、充填2日後に人
間が上部で作業できるまで硬化した。さらに3ヶ月大気
中に養生した結果、充填材は乾燥しているにもかかわら
ず、乾燥によるクラック等の発生がなく、乾燥条件でも
十分に強度が発現することが確認された。
【0029】
【表8】
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の中込め
充填材は、流動性が高く長距離圧送性に優れ、また、大
気乾燥条件でも乾燥によるクラックの発生がなく、強度
が確保できるものである。さらに1液性の充填材なの
で、2液性に比べて施工性にも優れており、シールドト
ンネル工事の二次施工用として好適に使用することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 103:30

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメントとフライアッシュと流動化剤と
    水を混合したスラリーからなることを特徴とする中込め
    充填材。
  2. 【請求項2】 セメントとフライアッシュとを50:5
    0〜5:95の割合で混合した硬化材に対し、流動化剤
    を0.1〜1.5重量%、水を50〜90重量%で混合
    したことを特徴とする請求項1記載の中込め充填材。
  3. 【請求項3】 フライアッシュの粒度が44μmふるい
    残分30重量%以下であることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の中込め充填材料。
  4. 【請求項4】 シールドトンネル工事における二次施工
    用の中込め充填材であることを特徴とする請求項1〜3
    いずれか記載の中込め充填材。
JP8063734A 1996-02-26 1996-02-26 中込め充填材 Pending JPH09227199A (ja)

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