JPH10259047A

JPH10259047A - 急結剤、セメント組成物、吹付材料、及びそれを用いた吹付工法

Info

Publication number: JPH10259047A
Application number: JP9062720A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Araki; 昭俊荒木; Kenkichi Hirano; 健吉平野; Tsumoru Ishida; 積石田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカリ骨材反応を抑制できる急結剤、セメ
ント組成物、吹付材料、及びそれを用いた吹付工法の提
供。【解決手段】カルシウムアルミネートと無水硫酸アル
ミニウムを含有してなることを特徴とする急結剤。カル
シウムアルミネート、硫酸アルミニウム、及び、カルシ
ウムアルミネートと硫酸アルミニウムの合計１００重量
部に対して、アルカリ性物質０．０１〜５重量部を含有
してなることを特徴とする急結剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路、鉄道、及び
導水路等のトンネルにおいて、露出した地山面へ吹付け
る際に使用する急結剤、セメント組成物、吹付材料、及
びそれを用いた吹付工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネル掘削等露出した地山の崩
落を防止するために急結剤をコンクリートに混合した急
結コンクリートの吹付工法が行われている（特公昭６０
−４１４９号公報）。この工法は、通常、掘削工事現場
に設置した、セメント、骨材、及び水の計量混合プラン
トで吹付コンクリートを作り、それをアジテータ車で運
搬し、コンクリートポンプで圧送し、途中に設けた合流
管で、他方から圧送した急結剤と混合し、急結性吹付コ
ンクリートとして地山面に所定の厚みになるまで吹付け
る工法である。この吹付工法に使用する急結剤は、一般
に、カルシウムアルミネートに、アルカリ金属アルミン
酸塩やアルカリ金属炭酸塩を混合したものであり、カル
シウムアルミネートに対して、アルカリ金属アルミン酸
塩やアルカリ金属炭酸塩が合計で１０重量％以上含有し
ている。ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩が存
在するとアルカリ骨材反応を促進する傾向があり、使用
する骨材中の反応性シリカの含有量が多いと顕著にこの
アルカリ骨材反応が進行する。その結果、コンクリート
にひびが入り、コンクリートを早期に劣化させてしまう
という欠点があった。

【０００３】現状では、吹付コンクリートにより掘削面
を覆い（一次巻き）、さらに、防水シートによりその表
面を覆って型枠をあてがった後に、セメント自体以外に
はアルカリ金属塩を含有しないコンクリートを流し込む
場合（二次巻き）が多かった。この場合、吹付コンクリ
ートがアルカリ骨材反応によりひびわれを生じても二次
巻きしたコンクリートにより保護されていた。しかしな
がら、近年になり一次巻きしか行わないシングルシェル
構造のトンネルが増加しつつあり、その際長期にわたり
アルカリ金属を含有する吹付けコンクリートが露出する
ことになる。従って、アルカリ骨材反応によるひびわれ
を生じないためにアルカリ骨材反応を抑制できる急結剤
が求められるようになった。従来、アルカリ骨材反応抑
制型急結剤としては硫酸アルミニウムを含有するものが
知られている。例えば、結晶水を持った含水硫酸アルミ
ニウムとアルミン酸カルシウムの混合物を使用する吹付
方法が提案されている（特開平８−４８５５３号公
報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、含水硫
酸アルミニウムとアルミン酸カルシウムからなる急結剤
を使用した場合、１日後の強度発現性が従来の急結剤と
比べて極端に小さくなるおそれがあるという課題があっ
た。このため、安定した地山へは問題なく吹付けできる
けれども、不安定な地山へ吹付けた場合、コンクリート
の自重によるコンクリートの剥落等の危険性が生じるお
それがあるという課題があった。又、アルカリ金属アル
ミン酸塩とアルカリ金属炭酸塩を併用した急結剤が提案
されている（特公平５−５３７４２号公報）。しかしな
がら、この急結剤は、アルミン酸カルシウムと硫酸アル
ミニウムの合計１００重量部に対して、アルカリ金属ア
ルミン酸塩とアルカリ金属炭酸塩の合計量が少なくとも
１８重量部以上使用するため、吹付コンクリートに対し
てアルカリ金属塩の含有量が多すぎ、アルカリ骨材反応
を抑制できないおそれがあるという課題があった。本発
明者は、鋭意検討を重ねた結果、ある特定の急結剤を使
用することにより、上記問題点を解決できる知見を得て
本発明を完成するに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、カルシ
ウムアルミネートと無水硫酸アルミニウムを含有してな
ることを特徴とする急結剤であり、カルシウムアルミネ
ート、硫酸アルミニウム、及び、カルシウムアルミネー
トと硫酸アルミニウムの合計１００重量部に対して、ア
ルカリ性物質０．０１〜５重量部を含有してなることを
特徴とする急結剤であり、さらに、セッコウを含有して
なることを特徴とする該急結剤である。そして、セメン
トと該急結剤を含有してなることを特徴とするセメント
組成物であり、セメントと必要に応じてセッコウを含有
してなるセメントモルタルと、該急結剤とを含有してな
ることを特徴とする吹付材料であり、該吹付材料を使用
してなることを特徴とする吹付工法である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明ではセメントモルタル、ドライセメントモ
ルタル、コンクリート、及びドライコンクリートを総称
してセメントモルタルという。

【０００７】本発明で使用するセメントとしては、通常
市販されている普通、早強、中庸熱、及び超早強等の各
種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメン
トにフライアッシュや高炉スラグ等を混合した各種混合
セメント、並びに、フルオロカルシウムアルミネートを
含有するフルオロセメント等が挙げられ、これらを微粉
末化して使用してもよい。これらの中では、セメントモ
ルタルのスランプが急に小さくなりにくい点で、普通ポ
ルトランドセメントが好ましい。早強ポルトランドセメ
ントを使用した場合、スランプの低下が大きく、セメン
トモルタルを練り置いた後のポンプ圧送性が低下するお
それがある。

【０００８】本発明で使用する急結剤は初期にセメント
モルタルの凝結を起こさせるものであり、カルシウムア
ルミネートを含有する急結剤を使用する。本発明で使用
するカルシウムアルミネートとはＣａＯ原料やＡl₂Ｏ₃
原料等を混合したものを、キルンで焼成したり、電気炉
で溶融したりする等の熱処理をして得られるものをい
い、初期にセメントモルタルの凝結を起こさせる急結成
分である。カルシウムアルミネートの鉱物成分として
は、ＣａＯをＣ、Ａl₂Ｏ₃をＡとすると、Ｃ₃ Ａ、Ｃ₁₂
Ａ₇ 、ＣＡ、及びＣＡ₂ 等で示されるカルシウムアルミ
ネート熱処理物を粉砕したもの等が挙げられ、これらの
一種又は二種以上を併用してもよい。さらに、その他の
鉱物成分として、ナトリウム、カリウム、及びリチウム
等のアルカリ金属が一部固溶したカルシウムアルミネー
ト等が使用できる。これらの中では、反応活性の点で、
Ｃ₁₂Ａ₇ 組成に対応する熱処理物を急冷した非晶質カル
シウムアルミネートが好ましい。又、ＳｉＯ₂ を含有す
るアルミノケイ酸カルシウム、Ｃ₁₂Ａ₇ の１つのＣａＯ
をＣａＦ₂ 等のハロゲン化物で置き換えたＣ₁₁Ａ₇・Ｃ
ａＸ₂ （Ｘはフッ素等のハロゲン）、ＳＯ₃成分を含む
Ｃ₄ Ａ₃・ＳＯ₃もカルシウムアルミネートと同様に使
用できる。又、アルミナセメントも同様に使用できる。
カルシウムアルミネートの粒度は、急結性や初期強度発
現性の点で、ブレーン値で３０００ｃｍ² ／ｇ以上が好
ましく、４０００ｃｍ² ／ｇ以上がより好ましい。３０
００ｃｍ² ／ｇ未満だと急結性や初期強度発現性が低下
するおそれがある。

【０００９】本発明で使用する無水硫酸アルミニウムと
は初期凝結を促進するものであり、セメントの水和反応
過程でアルミニウムイオンを供給し、セメントやカルシ
ウムアルミネート由来のカルシウムイオンと反応してカ
ルシウムアルミネート水和物を生成し、さらに硫酸イオ
ンと反応して早期にカルシウムスルホアルミネート水和
物を生成し、初期強度発現性の向上に寄与するものであ
る。又、本発明では後述するアルカリ性物質と併用する
場合、硫酸アルミニウムの無水物及び含水物両方が使用
でき、無水物と含水物を併用してもよい。特に、アルカ
リ性物質を併用しない場合には、結晶水があると凝結促
進効果が小さくなるので、無水物が好ましい。さらに、
無水及び含水硫酸アルミニウムは水に溶解させて水溶液
としてセメント組成物と混合してもよい。

【００１０】無水及び含水硫酸アルミニウムの使用量
は、カルシウムアルミネート１００重量部に対して、５
〜１００重量部が好ましく、１０〜５０重量部がより好
ましい。５重量部未満だと初期凝結を促進することが難
しく、１００重量部を越えると長期強度発現性を阻害す
るおそれがある。

【００１１】本発明で使用するアルカリ性物質とは水に
溶解させるとアルカリ性を示す物質であり、硫酸アルミ
ニウムと併用することにより初期凝結性と強度発現性が
飛躍的に向上する。アルカリ性物質としては、アルミン
酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リ
チウム等のアルカリ金属アルミン酸塩、炭酸リチウム、
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、及
び重炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化
カルシウム等のアルカリ水酸化物、ケイ酸リチウム、ケ
イ酸ナトリウム、及びケイ酸カリウム等のアルカリ金属
ケイ酸塩、並びに、モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノー
ルアミン、ジイソプロパノールアミン、及びトリイソプ
ロパノールアミン等のアルカノールアミン類等が挙げら
れる。これらの中では、初期凝結力及び強度発現性の点
でアルカリ金属アルミン酸塩やアルカリ金属炭酸塩が好
ましい。

【００１２】本発明で使用するアルカリ性物質の使用量
は、カルシウムアルミネートと無水物に換算した硫酸ア
ルミニウムの合計１００重量部に対して、０．０１〜５
重量部であり、０．１〜３重量部が好ましい。０．０１
重量部未満だと初期凝結力や強度発現性が飛躍的に向上
せず、５重量部を越えるとアルカリ分が多くなり、アル
カリ骨材反応を促進するおそれがある。

【００１３】本発明で使用するセッコウとは、セメント
モルタルの強度発現性を向上するために使用するもので
ある。セッコウとしては、無水セッコウ、半水セッコ
ウ、及び二水セッコウ等が挙げられ、これらを併用して
もよい。これらの中では強度発現性の点から無水セッコ
ウが好ましい。セッコウの粒度は通常セメント等に使用
される程度が良く、例えばブレーン値で３０００ｃｍ²
／ｇ程度が好ましく、さらに３０００ｃｍ² ／ｇを越え
るように微粉末化することが好ましい。

【００１４】急結剤側へ添加する場合のセッコウの使用
量は、カルシウムアルミネート１００重量部に対して、
１０〜２００重量部が好ましく、５０〜１５０重量部が
より好ましい。１０重量部未満では長期強度発現性が小
さく、２００重量部を越えると初期凝結性が遅れ、地山
に対する付着性が小さくなるおそれがある。

【００１５】又、セメントモルタル側へセッコウを使用
してもよい。セメントモルタル側へ添加する場合のセッ
コウの使用量は、セメント１００重量部に対して、１〜
２５重量部が好ましく、５〜２０重量部がより好まし
い。１重量部未満だと初期や長期の強度発現性が小さ
く、２５重量部を越えるとセメントの初期凝結性が遅れ
たり、長期間経過すると膨張破壊を起こしたりするおそ
れがある。

【００１６】なお、場合によっては、セメントモルタル
側と急結剤側の両方にセッコウを併用してもよい。

【００１７】急結剤の使用量は、セメント１００重量部
に対して、２〜２０重量部が好ましく、５〜１５重量部
がより好ましい。２重量部未満だと初期凝結性を促進し
くく、２０重量部を越えると長期強度発現性を阻害する
おそれがある。

【００１８】本発明ではセメントモルタルの物性を改良
する点で、減水剤、凝結遅延剤、増粘剤、繊維状物質、
及び超微粉からなる群より選ばれる一種又は二種以上の
混和材を使用してもよい。

【００１９】本発明で使用する減水剤はセメントモルタ
ルの流動性を改善するために使用するもので、液状や粉
状のものいずれも使用できる。減水剤としては、ポリオ
ール誘導体、リグニンスルホン酸塩やその誘導体、及び
高性能減水剤等が挙げられ、これらを併用してもよい。
これらの中では、高強度発現性や流動性改良の点で高性
能減水剤が好ましい。高性能減水剤としては、アルキル
アリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ナフタレンス
ルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩
のホルマリン縮合物、及びポリカルボン酸系高分子化合
物等が挙げられ、液状や粉状のものいずれも使用でき、
これらの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの
中では、効果が大きい点で、ナフタレンスルホン酸塩の
ホルマリン縮合物やポリカルボン酸系高分子化合物が好
ましい。

【００２０】高性能減水剤の使用量は、固形分換算でセ
メント１００重量部に対して、０．０５〜３重量部が好
ましく、０．１〜２重量部がより好ましい。０．０５重
量部未満だと効果がなく、３重量部を越えるとセメント
モルタルの粘性が大きすぎて施工性が低下したり、強度
発現性を阻害したりするおそれがある。

【００２１】本発明で使用する凝結遅延剤とは、セメン
トモルタルの凝結を遅延するものである。凝結遅延剤と
しては、有機酸類や、有機酸類とアルカリ炭酸塩類を併
用したもの等が挙げられる。

【００２２】有機酸類としては、クエン酸、酒石酸、グ
ルコン酸、リンゴ酸、乳酸、及びこれらのナトリウム塩
やカリウム塩等が挙げられ、これらの一種又は二種以上
を併用してもよい。これらの中では強度発現性の点でク
エン酸が好ましい。アルカリ金属炭酸塩類としては、炭
酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素
カリウム、及び炭酸水素ナトリウム等が挙げられ、これ
らの一種又は二種以上を併用してもよい。これらの中で
は、強度発現性の点で、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム
が好ましい。凝結遅延剤の中では、遅延後の強度発現が
良好な点で、有機酸類とアルカリ金属炭酸塩類の併用物
が好ましい。この場合の有機酸類とアルカリ金属炭酸塩
類の併用割合は、アルカリ金属炭酸塩類１００重量部に
対して、有機酸類１０〜７００重量部が好ましく、２０
〜５００重量部がより好ましい。１０重量部未満では効
果がなく、７００重量部を越えると硬化が遅延しすぎて
硬化不良となるおそれがある。

【００２３】凝結遅延剤の使用量は、セメント１００重
量部に対して、０．１〜３重量部が好ましく、０．５〜
２重量部がより好ましい。０．１重量部未満だとセメン
トモルタルの凝結を抑制することが難しく、３重量部を
越えると強度発現性を阻害するおそれがある。

【００２４】本発明で使用する増粘剤は、セメントモル
タルに粘性を与え、吹付直後のダレを防止し、リバウン
ド率や粉塵量を少なくするものである。増粘剤として
は、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒ
ドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピル
メチルセルロース、及びヒドロキシエチルエチルセルロ
ース等のセルロース類、アルギン酸、アルギン酸ナトリ
ウム、β−１，３グルカン、プルラン、グアガム、及び
ウェランガム等の多糖類、酢酸ビニル、エチレン、塩化
ビニル、メタクリル酸、アクリル酸、アクリル酸ナトリ
ウム、及び不飽和カルボン酸等のビニル重合体やこれら
の共重合体、並びに、酢酸ビニル重合体やその共重合体
をケン化しポリビニルアルコール骨格に変性したもの等
のエマルジョン類が挙げられ、これらの一種又は二種以
上を併用してもよい。これらの中では、初期凝結を阻害
しにくい点で、セルロース類が好ましい。

【００２５】増粘剤の使用量は、セメント１００重量部
に対して、０．００５〜０．５重量部が好ましく、０．
０５〜０．３重量部がより好ましい。０．００５重量部
未満ではセメントモルタルの粘性が小さく吹付けたとき
にダレが生じ、０．５重量部を越えるとセメントモルタ
ルの粘性が大きくなり、セメントモルタルの圧送性に支
障が生じたり、強度発現性を阻害したりするおそれがあ
る。

【００２６】本発明で使用する繊維状物質は、セメント
モルタルの耐衝撃性や弾性を向上させるために使用する
ものであり、無機質や有機質いずれも使用できる。無機
質の繊維状物質としては、ガラス繊維、炭素繊維、ロッ
クウール、石綿、セラミック繊維、及び金属繊維等が挙
げられ、有機質の繊維状物質としては、ビニロン繊維、
ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリル
繊維、セルロース繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポ
リアミド繊維、パルプ、麻、木毛、及び木片等が挙げら
れる。これらの中では経済性の点で、金属繊維やビニロ
ン繊維が好ましい。繊維状物質の長さは圧送性や混合性
等の点で、５０ｍｍ以下が好ましく、３０ｍｍ以下がよ
り好ましい。５０ｍｍを越えると圧送中にセメントモル
タルにより圧送管が閉塞するおそれがある。

【００２７】繊維状物質の使用量は、セメント１００重
量部に対して、０．５〜１０重量部が好ましく、１〜５
重量部がより好ましい。０．５重量部未満では効果がな
く、１０重量部を越えると圧送性を阻害するおそれがあ
る。

【００２８】本発明で使用する超微粉とは平均粒径１０
μｍ以下のものをいい、セメント量や粉塵量を少なく
し、セメントモルタルの圧送性を向上する効果がある。
超微粉としては、微粉スラグ、微粉フライアッシュ、ベ
ントナイト、メタカリオン、及びシリカフューム等が挙
げられ、これらの中では、強度発現性の点でシリカフュ
ームが好ましい。

【００２９】超微粉の使用量は、セメント１００重量部
に対して、１〜５０重量部が好ましく、２〜３０重量部
がより好ましい。１重量部未満では効果がなく、５０重
量部を越えると凝結や硬化が遅れるおそれがある。

【００３０】本発明で使用する水の使用量は、セメント
１００重量部に対して、３５〜６５重量部が好ましく、
４０〜６０重量部がより好ましい。３５重量部未満だと
十分に混合できず、６５重量部を越えると強度が出にく
く、急結剤の使用量が多くなるおそれがある。

【００３１】本発明で使用される粗骨材や細骨材等の骨
材は吸水率が低くて、骨材強度が高いものが好ましい
が、特に制限されるものではない。粗骨材としては最大
寸法１５ｍｍ以下が好ましく、リバウンド率低減の点
で、１０ｍｍ以下がより好ましい。１５ｍｍを越えると
吹付けたときのリバウンド率が大きくなるおそれがあ
る。粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等
が挙げられる。細骨材としては、川砂、山砂、石灰砂、
及び珪砂等が挙げられる。

【００３２】本発明で使用する吹付工法では、要求され
る物性、経済性、及び施工性等からセメントモルタルと
して吹付けすることができる。吹付工法としては、セメ
ントモルタルと急結剤を別々に圧送し、合流混合した急
結性吹付セメントモルタルを吹付ける吹付工法が好まし
く、乾式吹付法や湿式吹付法が使用できる。これらの中
で、粉塵量が少ない点で、湿式吹付法が好ましい。乾式
吹付法としては、セメント、必要によりセッコウ、骨
材、及び急結剤を混合し、空気圧送し、途中で、例えば
Ｙ字管の一方から水を添加して、湿潤状態で吹付ける方
法等が挙げられる。湿式吹付法としては、セメント、必
要によりセッコウ、骨材、及び水を混合して混練し、空
気圧送し、途中で、例えば、Ｙ字管の一方から急結剤を
添加して吹付ける方法等が挙げられる。

【００３３】本発明の吹付工法においては、従来使用の
吹付設備等が使用できる。通常、吹付圧力は２〜５ｋｇ
／ｃｍ² 、吹付速度は４〜２０ｍ³ ／ｈである。吹付設
備は吹付けが十分に行われれば、特に限定されるもので
はなく、例えば、セメントモルタルの圧送にはアリバー
社商品名「アリバー２８０」等が、急結剤の圧送には急
結剤圧送装置「ナトムクリート」等が使用できる。

【００３４】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。

【００３５】実施例１各材料の単位量をセメント３６０ｋｇ／ｍ³ 、細骨材１
１１０ｋｇ／ｍ³ 、粗骨材６９１ｋｇ／ｍ³ 、及び水２
００ｋｇ／ｍ³ として吹付コンクリートとし、これをコ
ンクリート圧送機「アリバ−２８０」を用いて圧送し
た。途中に設けたＹ字管の一方より、カルシウムアルミ
ネート１００重量部と表１に示す量の硫酸アルミニウム
からなる急結剤を、セメント１００重量部に対して１０
重量部となるように、急結剤添加機「デンカナトムクリ
ート」で圧送し、合流混合して急結性吹付コンクリート
を調製した。この急結性吹付コンクリートについて評価
した。結果を表１に示す。（測定方法）圧縮強度：調製した急結性吹付コンクリートを吹付けし
た。材齢１時間は幅２５ｃｍ×長さ２５ｃｍのプルアウ
ト型枠で作成した供試体を使用し、プルアウト型枠表面
からピンを急結性吹付コンクリートで被覆し、型枠の裏
側よりピンを引き抜き、その時の引き抜き強度を求め、
（圧縮強度）＝（引き抜き強度）×４／（供試体接触面
積）の式から圧縮強度を算出した。材齢７日以降は幅５
０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの型枠から採取し
た直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍの供試体を２０トン耐圧機
で測定し、圧縮強度を求めた。（使用材料）セメントａ：普通ポルトランドセメント、市販品、ブレ
ーン値３２００ｃｍ²／ｇ、比重３．１６細骨材α：新潟県糸魚川市産川砂、表面水率３．６％、
比重２．６１粗骨材：新潟県上越市産川砂利、表乾状態、比重２．６
５、最大寸法１０ｍｍカルシウムアルミネートＡ：主成分Ｃ₁₂Ａ₇、非晶質、
ブレーン値６０００ｃｍ ²／ｇ硫酸アルミニウムＡ：無水硫酸アルミニウム、市販品

【００３６】

【表１】

【００３７】実施例２カルシウムアルミネート１００重量部と硫酸アルミニウ
ム２０重量部からなる急結剤を、セメント１００重量部
に対して表２に示す量を使用したこと以外は実施例１と
同様に行った。結果を表２に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】実施例３カルシウムアルミネート１００重量部、硫酸アルミニウ
ムＢ２０重量部、及び、カルシウムアルミネートと無水
物に換算した硫酸アルミニウムの合計１００重量部に対
して表３に示す量のアルカリ性物質からなる急結剤を、
セメント１００重量部に対して１０重量部を混合したこ
と以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。（使用材料）硫酸アルミニウムＢ：硫酸アルミニウム１８水和物、市
販品アルカリ性物質：アルミン酸ナトリウム、市販品アルカリ性物質：炭酸ナトリウム、市販品アルカリ性物質：水酸化ナトリウム、市販品アルカリ性物質：ケイ酸ナトリウム、市販品アルカリ性物質：トリエタノールアミン、市販品

【００４０】

【表３】

【００４１】実施例４カルシウムアルミネート１００重量部、硫酸アルミニウ
ム２０重量部、表４に示す量のセッコウ、及び、カルシ
ウムアルミネートと無水物に換算した硫酸アルミニウム
の合計１００重量部に対してアルカリ性物質０．５重
量部からなる急結剤を、セメント１００重量部に対して
１０重量部を混合したこと以外は実施例１と同様に行っ
た。結果を表４に示す。（使用材料）セッコウＩ：無水セッコウ粉砕品、ブレーン値５８００
cm²/g セッコウＩＩ：二水セッコウ粉砕品、ブレーン値３５０
０ｃｍ²／ｇ

【００４２】

【表４】

【００４３】実施例５セメント１００重量部に対して表５に示す量のセッコウ
を使用して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネ
ート１００重量部、硫酸アルミニウム２０重量部、及び
アルカリ性物質０．５重量部からなる急結剤を、セメ
ント１００重量部に対して１０重量部を混合したこと以
外は実施例１と同様に行った。結果を表５に示す。

【００４４】

【表５】

【００４５】実施例６カルシウムアルミネート１００重量部、硫酸アルミニウ
ム２０重量部、セッコウＩ１００重量部、及び、カルシ
ウムアルミネートと無水物に換算した硫酸アルミニウム
の合計１００重量部に対してアルカリ性物質０．５重
量部からなる急結剤を、セメント１００重量部に対して
表６に示す量を使用したこと以外は実施例１と同様に行
った。結果を表６に示す。（使用材料）カルシウムアルミネートＢ：アルミノケイ酸ナトリウ
ム、市販品、ブレーン値５９００ｃｍ²／ｇ

【００４６】

【表６】

【００４７】実施例７セメント１００重量部に対して表７に示す量の減水剤を
混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネー
ト１００重量部、硫酸アルミニウム２０重量部、セッコ
ウＩ１００重量部、カルシウムアルミネートと無水物に
換算した硫酸アルミニウムの合計１００重量部に対して
アルカリ性物質０．５重量部からなる急結剤をセメン
ト１００重量部に対して１０重量部を使用したこと以外
は実施例１と同様に行った。結果を表７に示す。なお、
吹付コンクリートについては、調製直後のスランプを測
定した。（使用材料）減水剤ア：市販ポリカルボン酸系高分子化合物減水剤イ：市販ナフタレンスルホン酸塩系ホルマリン縮
合物（測定方法）スランプ：ＪＩＳＡ１１０１に準じた。

【００４８】

【表７】

【００４９】実施例８セメント１００重量部に対して表８に示す量の凝結遅延
剤を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミ
ネート１００重量部、硫酸アルミニウム２０重量部、セ
ッコウＩ１００重量部、及び、カルシウムアルミネート
と無水物に換算した硫酸アルミニウムの合計１００重量
部に対してアルカリ性物質０．５重量部からなる急結
剤を、セメント１００重量部に対して１０重量部を使用
したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表８に
示す。（使用材料）凝結遅延剤：クエン酸と炭酸カリウムの重量比で１：
１の混合物、市販品凝結遅延剤：クエン酸、市販品

【００５０】

【表８】

【００５１】実施例９セメント１００重量部に対して表９に示す量の増粘剤を
混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネー
ト１００重量部、硫酸アルミニウム２０重量部、セッコ
ウＩ１００重量部、及び、カルシウムアルミネートと無
水物に換算した硫酸アルミニウムの合計１００重量部に
対してアルカリ性物質０．５重量部からなる急結剤
を、セメント１００重量部に対して１０重量部を使用し
たこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表９に示
す。（使用材料）増粘剤ｉ：メチルセルロース増粘剤ii：ヒドロキシプロピルメチルセルロース（測定方法）粉塵量：急結性吹付コンクリートを４ｍ³／ｈの吹付速
度で３０分間、鉄板でアーチ状に製作した高さ３．５
ｍ、幅２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた。１０分毎に
吹付場所より３ｍの定位置で粉塵量を測定し、得られた
測定値の平均値を示した。ダレ：急結性吹付コンクリートを４ｍ³／ｈの吹付速度
で１分間、高さ３．５ｍ、幅２．５ｍの模擬トンネルに
吹付け、吹付直後にダレなければ◎、ダレが少し見られ
たら○、ダレが相当見られたら×とした。圧送性：急結性吹付コンクリートを４ｍ³ ／ｈの吹付速
度、４ｋｇ／ｃｍ²の圧送圧力で、３０分間圧送管を用
いて吹付け、圧送管内の圧力を測定した。圧送管内の圧
力が４．０〜５．５ｋｇ／ｃｍ²である場合を◎、圧送
管内が閉塞しやすくなる６．０ｋｇ／ｃｍ²以上になっ
ても、圧送管に衝撃を与えることにより４．０〜５．５
ｋｇ／ｃｍ²になる場合を○、圧送管が閉塞し、圧送管
に衝撃を与えても４．０〜５．５ｋｇ／ｃｍ²とならな
い場合を×とした。

【００５２】

【表９】

【００５３】実施例１０セメント１００重量部に対して表１０に示す量の繊維状
物質を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアル
ミネート１００重量部、硫酸アルミニウム２０重量部、
セッコウＩ１００重量部、及び、カルシウムアルミネー
トと無水物に換算した硫酸アルミニウムの合計１００重
量部に対してアルカリ性物質０．５重量部からなる急
結剤を、セメント１００重量部に対して１０重量部を使
用したこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表１
０に示す。（使用材料）繊維状物質ａ：ビニロン繊維、繊維長１０ｍｍ繊維状物質ｂ：スチール繊維、繊維長３０ｍｍ（評価方法）耐衝撃性：急結性吹付コンクリートを幅２０ｃｍ、長さ
２０ｃｍ、厚さ１ｃｍの型枠に吹付けし、材齢１時間後
に底面を取り外し、平らにならした標準砂の上に置き、
重さ１００ｇの球体を５０ｃｍの高さから落下させた。
落下回数が５回以内でひびが入って破壊したら×、ひび
は入ったが破壊しなかったら○、ひびが入らなかったら
◎とした。

【００５４】

【表１０】

【００５５】実施例１１セメント１００重量部に対して表１１に示す量の超微粉
を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネ
ート１００重量部、硫酸アルミニウム２０重量部、セッ
コウＩ１００重量部、及び、カルシウムアルミネートと
無水物に換算した硫酸アルミニウムの合計１００重量部
に対してアルカリ性物質０．５重量部からなる急結剤
を、セメント１００重量部に対して１０重量部を使用し
たこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表１１に
示す。（使用材料）超微粉α：市販シリカフューム、平均粒径１０μｍ以下超微粉β：市販メタカオリン、平均粒径１０μｍ以下（測定方法）リバウンド率：急結性吹付コンクリートを４ｍ³／ｈの
吹付速度で３０分間、高さ３．５ｍ、幅２．５ｍの模擬
トンネルに吹付けた。吹付終了後、付着せずに落下した
急結性吹付コンクリートの量を測定し、（リバウンド
率）＝（吹付けの際に模擬トンネルに付着せずに落下し
た急結性吹付コンクリートの重量）／（吹付に使用した
急結性吹付コンクリートの重量）×１００（％）の式よ
り算出した。

【００５６】

【表１１】

【００５７】実施例１２セメントａのかわりにセメントｂを使用したこと以外は
実施例１と同様に行い、吹付コンクリートについて、調
製直後と２０分後のスランプを測定した。結果を表１２
に示す。（使用材料）セメントｂ：早強ポルトランドセメント、市販品、ブレ
ーン値４０００ｃｍ²／ｇ、比重３．１４

【００５８】

【表１２】

【００５９】実施例１３表１３に示す実験Ｎｏの細骨材αを細骨材βに置き換え
た吹付コンクリートを使用したこと以外は実施例１と同
様に行った。結果を表１３に示す。尚、比較のために、
カルシウムアルミネートＡ１００重量部とアルミン酸ナ
トリウム２０重量部からなる急結剤を使用したこと以外
は、実施例１と同様に吹付けを行い、長さ変化を測定し
た。（使用材料）細骨材β：新潟県糸魚川市産川砂（比重２．６１）と、
アルカリ反応性骨材である鹿児島県喜界島産粉砕品のオ
パール質珪石（比重２．５８）とを、１：１の重量比で
混合したもの、表乾状態（測定方法）長さ変化：幅４ｃｍ×厚さ４ｃｍ×長さ１６ｃｍの型枠
に吹付けて脱型後、２０℃で所定期間水中養生し、各材
齢における長さ変化を測定した。

【００６０】

【表１３】

【００６１】

【発明の効果】本発明のセメント急結剤を使用すること
により、アルカリ骨材反応を抑制できる。又、アルカリ
骨材反応が起きない程度のアルカリ性物質を併用するこ
とにより１日後の強度発現性を向上でき、セッコウを併
用することにより、さらに初期や長期の強度発現性を向
上できる。従って、不安定な地山への吹付材料として最
適であり、吹付厚さを薄くできるので経済的である。
又、各種混和材を併用することにより、粉塵量やリバウ
ンド率の低減、耐衝撃性の向上、及び流動性の改善等が
でき、高付加価値な吹付材料とすることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルシウムアルミネートと無水硫酸アル
ミニウムを含有してなることを特徴とする急結剤。
【請求項２】カルシウムアルミネート、硫酸アルミニ
ウム、及び、カルシウムアルミネートと無水物に換算し
た硫酸アルミニウムの合計１００重量部に対して、アル
カリ性物質０．０１〜５重量部を含有してなることを特
徴とする急結剤。
【請求項３】さらに、セッコウを含有してなることを
特徴とする請求項１又は２記載の急結剤。
【請求項４】セメントと、請求項１〜３のうちの１項
記載の急結剤を含有してなることを特徴とするセメント
組成物。
【請求項５】セメントと必要に応じてセッコウを含有
してなるセメントモルタルと、請求項１〜３記載のうち
の１項記載の急結剤とを含有してなることを特徴とする
吹付材料。
【請求項６】請求項５記載の吹付材料を使用してなる
ことを特徴とする吹付工法。