JPH10265247A

JPH10265247A - 急結性吹付セメントコンクリート

Info

Publication number: JPH10265247A
Application number: JP9074965A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Araki; 昭俊荒木; Kenkichi Hirano; 健吉平野; Katsuhiko Yazawa; 克彦矢澤; Isao Terajima; 寺島　　勲
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-06
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JP3979696B2

Abstract

(57)【要約】【課題】材齢２８日後の強度の低下率が小さく、高強
度化できる急結性セメントコンクリート。【解決手段】カルシウムアルミネート、セッコウ、並
びに、アルミン酸塩及び／又は硫酸アルミニウムを含有
する吹付工法用急結剤をセメント１００重量部に対して
５重量部以上含有し、長期圧縮強度低下率が１５％以下
であることを特徴とする急結性吹付セメントコンクリー
ト。

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
る時に使用する吹付工法用急結剤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配合した急
結性コンクリートの吹付工法が行われている（特公昭６
２−４１４９号公報）。この工法は、通常、掘削工事現
場に設置した計量混合プラントで、セメント、骨材、及
び水を混合して吹付コンクリートを調製し、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と
しては、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等を混合したものが使用
されていた。この急結性吹付コンクリートは、初期凝結
が促進し、コンクリートが速やかに硬化するので、崩落
の危険がある地山面を保護できるけれども、材齢２８日
後の長期強度は、急結剤を添加しない吹付コンクリート
と比較すると、３０％前後低下するという欠点があっ
た。このように、急結剤の添加により強度低下が起こる
けれども、比較的安定した地山では地山を保護するのに
は充分な強度であり、かなり不安定な地山においては、
吹付厚さを大きくすることにより対処されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吹付厚
さを大きくすることは、吹付材料の使用量が多くなるの
で経済的に好ましくなく、作業時間も長くなるという課
題があった。近年、長期強度低下のない高強度吹付コン
クリートが求められるようになった。特に、大断面トン
ネルの施工においては、地山の露出面積が大きくなり、
吹付材料の使用量も多くなることから、より高い強度発
現性が期待できる急結剤及びそれを用いた吹付材料の需
要が大きくなりつつあった。本発明者は、鋭意検討を重
ねた結果、ある特定の吹付工法用急結剤を使用し吹付け
を行うことにより、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。

【０００４】

【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、セッコウ、並びに、アルカリ金属ア
ルミン酸塩及び／又は硫酸アルミニウムを含有してなる
吹付工法用急結剤をセメント１００重量部に対して５重
量部以上含有してなり、長期圧縮強度低下率が１５％以
下であることを特徴とする急結性吹付セメントコンクリ
ートであり、アルカリ金属アルミン酸塩の強熱減量が５
重量％以下であることを特徴とする該急結性吹付セメン
トコンクリートであり、さらに、減水剤、増粘剤、繊維
状物質、及び超微粉の群から選ばれる一種又は二種以上
の混和材を含有してなることを特徴とする該急結性吹付
セメントコンクリートである。

【０００５】

【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やコンクリートを総
称してセメントコンクリートという。

【０００６】本発明では、カルシウムアルミネート、セ
ッコウ、並びに、アルカリ金属アルミン酸塩及び／又は
硫酸アルミニウムを含有する吹付工法用急結剤（以下本
急結剤という）を、セメント１００重量部に対して５重
量部以上使用した急結性吹付セメントコンクリートが、
本急結剤を使用しない吹付セメントコンクリートに対し
て、長期圧縮強度低下率が１５％以下（吹付セメントコ
ンクリートの圧縮強度と同じ又は大きくなる場合も含
む）であることを特徴とする。但し、長期圧縮強度と
は、材齢２８日以降の圧縮強度をいい、圧縮強度を比較
する場合の吹付セメントコンクリートと急結性吹付セメ
ントコンクリートの配合量は同じものとする。急結性吹
付セメントコンクリートの圧縮強度の低下率を１５％以
下にすることにより、急結性吹付セメントコンクリート
の吹付厚さを小さくでき、初期強度が大きいために、不
安定な地山へ吹付けた場合に、吹付け後直ちに安定性が
大きくなるという特徴を有する。

【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、セメントコ
ンクリートを練り置いた後のポンプ圧送性が良好な点
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には、スランプの低下が
大きく、セメントコンクリート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。吹付けに要求されるリ
バウンド、粉塵、圧送性、強度性状、及び施工条件等の
性能により適したセメントを選択できる。

【０００８】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、初期にセメントコンクリ
ート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、Ｃ₁₂Ａ₇ 、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挙げられる。これら
の中では、反応活性の点で、非晶質のカルシウムアルミ
ネートが好ましく、Ｃ₁₂Ａ₇ 組成に対応する熱処理物を
急冷した非晶質のカルシウムアルミネートがより好まし
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・ＣａＸ₂ （Ｘはフッ素等のハ
ロゲン）、ＳＯ₃成分を含むＣ₄ Ａ₃・ＳＯ₃も同様に
使用できる。更に、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５０００ｃｍ²／ｇ以上
が好ましい。５０００ｃｍ²／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】本発明で使用するセッコウは、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、無水セッコウ
が好ましい。セッコウの粒度は、強度発現性の点で、ブ
レーン値で３０００ｃｍ²／ｇ以上が好ましく、５００
０ｃｍ²／ｇ以上がより好ましい。３０００ｃｍ²／ｇ
未満だと強度発現性が低下するおそれがある。

【００１０】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、２０〜２００重量部が好ま
しく、５０〜１５０重量部がより好ましい。２０重量部
未満だと長期強度発現性が小さく、２００重量部を越え
ると初期凝結が遅れ、地山に対する付着性が小さくなる
おそれがある。

【００１１】本発明で使用するアルカリ金属アルミン酸
塩は、水酸化アルミニウムとアルカリ金属水酸化物を混
合溶融し、乾燥して粉末状として得られるものであり、
セメントの初期凝結を促進する作用がある。アルカリ金
属アルミン酸塩としては、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が挙げら
れ、これらの一種又は二種以上を使用してもよい。これ
らの中では、凝結性の点で、アルミン酸ナトリウムが好
ましい。これらのアルカリ金属アルミン酸塩は、製造条
件により無水物又はこれらに吸着水を持つもの等が調製
でき、いずれも使用できるが、カルシウムアルミネート
と混合したときの貯蔵安定性が向上する点で、アルカリ
金属アルミン酸塩の強熱減量が１０重量％以下が好まし
く、５重量％以下がより好ましい。１０重量％を越える
とカルシウムアルミネートと混合した場合に貯蔵安定性
が低下し、品質が劣化するおそれがある。

【００１２】本発明で使用する硫酸アルミニウムは、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。
硫酸アルミニウムは無水物及び含水物いずれもが使用で
き、無水物と含水物を併用してもよい。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。

【００１３】硫酸アルミニウムはセメントの初期凝結を
促進する一方で、アルカリ骨材反応を促進しないという
特徴がある。アルカリ金属アルミン酸塩はセメントの初
期凝結を大きく促進し、地山面への付着力を大きくする
という特徴がある。又、アルカリ金属アルミン酸塩と硫
酸アルミニウムを併用してもよい。

【００１４】アルカリ金属アルミン酸塩や硫酸アルミニ
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、１〜２０重量部が好ましく、３〜１５重量部
がより好ましい。１重量部未満だとセメントの初期凝結
を促進しにくく、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。

【００１５】本急結剤の使用量は、セメント１００重量
部に対して、５〜２０重量部が好ましく、７〜１５重量
部がより好ましい。５重量部未満だと初期凝結を十分に
得られないおそれがあり、２０重量部を越えると、本急
結剤を使用しない吹付セメントコンクリートに対する材
齢２８日後の強度低下率を１５％以下に抑えられないた
めに急結剤の使用量が多くなってしまい、経済的に不利
になるおそれがある。

【００１６】本発明では、場合によって、さらに、減水
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。

【００１７】本発明で使用する減水剤とは、セメントコ
ンクリートの流動性や急結剤スラリーの分散安定性を改
善するために使用するものをいい、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、これらの一種又は二種以上を併用し
てもよい。これらの中では、高強度発現性や分散安定性
の点で、高性能減水剤が好ましい。高性能減水剤によ
り、急結剤の使用量、粉塵の発生量、及びリバウンド率
が極めて少なくできる。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、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が好ま
しい。

【００１８】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、０．１〜２重量部が好ま
しく、０．３〜１重量部がより好ましい。０．１重量部
未満では効果がなく、２重量部を越えると強度発現性を
阻害するおそれがある。

【００１９】本発明で使用する増粘剤とは、セメントコ
ンクリートに粘性を与え、吹付直後のダレを防止し、リ
バウンド率を小さくし、粉塵発生を抑制するものをい
う。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、カゼイン、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
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、初期凝結を阻害しにくい点で、
セルロース類が好ましい。

【００２０】増粘剤の使用量は、セメント１００重量部
に対して、０．００１〜０．５重量部が好ましく、０．
００５〜０．３重量部がより好ましい。０．００１重量
部未満ではセメントコンクリートの粘性が小さく吹付け
たときにダレが生じたり、リバウンド率が大きくなった
りし、０．５重量部を越えるとセメントコンクリートの
粘性が大きくなり、セメントコンクリートの圧送性に支
障を生じるおそれがある。

【００２１】本発明で使用する繊維状物質はセメントコ
ンクリートの耐衝撃性や弾性を向上する効果があり、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、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
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、３０ｍｍ以
下が好ましく、１５ｍｍ以下がより好ましい。３０ｍｍ
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。

【００２２】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重量部を越えると強度発現性を阻害し、効果が
なくなるおそれがある。

【００２３】本発明で使用する超微粉とは、平均粒径１
０μｍ以下のものをいい、セメント量、粉塵量、及びリ
バウンド率を少なくし、セメントコンクリートの圧送性
を向上する。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、メタカオリン、及びシリカフ
ューム等が挙げられ、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、強度発現性の点でシリカ
フュームが好ましい。

【００２４】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。

【００２５】さらに、本発明では、セメントコンクリー
トの凝結時間を遅延させるために、有機酸、有機酸とア
ルカリ金属炭酸塩の混合物、リン酸塩、ホウ酸又はその
塩、及びアルコール類等の凝結遅延剤を使用してもよ
く、又、流動性の改善や凍害の防止等のためにＡＥ剤を
使用してもよい。

【００２６】本発明で使用するセメントの単位量は、よ
り高強度化する点で、３６０ｋｇ／ｍ³以上が好まし
く、３６０〜５００ｋｇ／ｍ³がより好ましい。３６０
ｋｇ／ｍ³未満だと強度発現性が小さく、５００ｋｇ／
ｍ³を越えるとセメントコンクリートの圧送性に支障を
きたすおそれがある。

【００２７】本発明の水の使用量は、強度発現性の点
で、水／セメント比で３５％以上が好ましく、４０〜５
５％がより好ましい。３５％未満だとセメントコンクリ
ートが十分に混合できず、５５％を越えると強度発現性
を阻害するおそれがある。

【００２８】本発明で使用する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。本発明での細骨材率は、リバウンド率低減や
ポンプ圧送性の点で、６０％以上が好ましく、７０〜８
５％がより好ましい。６０％未満だとリバウンド率が多
くなり、８５％を越えるとセメントコンクリートが圧送
管に付着し、圧送性が低下するおそれがある。本発明の
骨材の最大寸法は、リバウンド率低減の点で、１５ｍｍ
以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましい。１５ｍ
ｍを越えるとリバウンド率が多くなるおそれがある。細
骨材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が使用
できる。粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂
利等が使用できる。

【００２９】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。本発明の吹付工法では、要求
される物性、経済性、及び施工性等からセメントコンク
リートとして吹付けできる。本発明の吹付工法は、乾式
吹付法でもよいが、粉塵量が多くなるおそれがあるの
で、本急結剤を使用する前に予め水を加え混練りした湿
式吹付セメントコンクリートを使用することが好まし
い。本発明の湿式吹付工法としては、セメント、細骨
材、粗骨材、及び水を加えて混練し、空気圧送し、途中
にＹ字管を設け、その一方から急結剤供給装置により本
急結剤を空気圧送し、合流混合して急結性湿式吹付コン
クリートとしたものを吹付ける方法が挙げられる。

【００３０】混和材はセメントコンクリート側と本急結
剤側のどちら側にも混合でき、片側のみに使用してもよ
く、両側に併用してもよいが、強度向上、リバウンド防
止、及び凝結コントロールの点で、セメントコンクリー
ト側に添加することが好ましい。特に単位水量を小さく
し、強度発現性を向上させる点で、減水剤を予め吹付セ
メントコンクリートに添加して使用することがより好ま
しい。最終的にこれらの材料を混合した急結性吹付セメ
ントコンクリートが吹付けられれば問題はない。

【００３１】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、吹付セメントコンクリートの圧送には
アリバー社商品名「アリバー２８０」等が、本急結剤の
圧送には急結剤圧送装置「ナトムクリート」等が、それ
ぞれ使用できる。

【００３２】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。

【００３３】実施例１各材料の単位量をセメントａ４５０ｋｇ／ｍ³、細骨材
１００２ｋｇ／ｍ³、粗骨材６７１ｋｇ／ｍ³、水２２
５ｋｇ／ｍ³として吹付コンクリートを調製し、これを
コンクリート圧送機「アリバー２８０」により空気圧送
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Ａ１００重量部、アルカリ金属アルミン酸塩
を１０重量部、及び表１に示す量のセッコウからなる急
結剤を、セメントａ１００重量部に対して１０重量部と
なるように、急結剤添加装置「ナトムクリート」により
添加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。（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：新潟県青海町産石灰砂、表面水率３．１％、比
重２．６４粗骨材：新潟県糸魚川市産川砂利、表乾状態、比重２．
６５、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６０５０ｃｍ ²／ｇセッコウＩ：無水セッコウ粉砕品、ブレーン値５９００
ｃｍ²／ｇセッコウＩＩ：二水セッコウ粉砕品、ブレーン値５２０
０ｃｍ²／ｇアルカリ金属アルミン酸塩：アルミン酸ナトリウム、
市販品、強熱減量２．１重量％（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１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。強熱減量：アルカリ金属アルミン酸塩を電気炉中で１１
００℃、２４時間加熱し、〔１−（加熱後の重量）／
（加熱前の重量）〕×１００（重量％）の式から算出し
た。強度低下率：（強度低下率）＝〔１−（急結剤を添加し
た急結性吹付コンクリートの２８日後の圧縮強度）／
（急結剤を添加しない吹付コンクリートの２８日後の圧
縮強度）〕×１００（％）の式から算出した。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例２カルシウムアルミネート１００重量部、セッコウＩ１０
０重量部、及び表２に示す量のアルカリ金属アルミン酸
塩と硫酸アルミニウムからなる急結剤を、セメント１０
０重量部に対して１０重量部を使用して急結性吹付コン
クリートと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。（使用材料）アルカリ金属アルミン酸塩：アルミン酸カリウム、市
販品、強熱減量２．１％硫酸アルミニウムＡ：無水硫酸アルミニウム、市販品硫酸アルミニウムＢ：硫酸アルミニウム１８水和物、市
販品

【００３６】

【表２】

【００３７】実施例３カルシウムアルミネート１００重量部、セッコウＩ１０
０重量部、及び表３に示す強熱減量のアルカリ金属アル
ミン酸塩１０重量部からなる急結剤を、セメント１００
重量部に対して１０重量部を使用して急結性吹付コンク
リートと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。（測定方法）貯蔵安定性：調製した急結剤を直ちに３５℃、湿度９０
％の恒温恒湿室に貯蔵した。恒温恒湿室に搬入した日を
０日とし、５日毎に急結剤を取り出して急結性吹付コン
クリートとし、１時間後の圧縮強度を求めた。

【００３８】

【表３】

【００３９】実施例４カルシウムアルミネート１００重量部、セッコウＩ１０
０重量部、及びアルカリ金属アルミン酸塩１０重量部か
らなる急結剤を、セメント１００重量部に対して表４に
示す量を使用して急結性吹付コンクリートとしたこと以
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）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、非晶質、ブレーン値５９００ｃｍ²／ｇ

【００４０】

【表４】

【００４１】実施例５セメント１００重量部に対して表４に示す量の高性能減
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、セッコウＩ１００重量部、及び
表５に示す量のアルカリ金属アルミン酸塩と硫酸アル
ミニウムＡからなる急結剤を、セメント１００重量部に
対して１０重量部を使用して急結性吹付コンクリートと
したこと以外は実施例１と同様に行った。なお、吹付コ
ンクリートについてスランプを測定した。結果を表５に
示す。（使用材料）高性能減水剤ａ：市販ポリカルボン酸系高分子化合物高性能減水剤ｂ：市販ナフタレンスルホン酸塩ホルマリ
ン縮合物系（測定方法）スランプ：ＪＩＳＡ１１０１に準じた。

【００４２】

【表５】

【００４３】比較例１セメント１００重量部に対して減水剤ａ０．５重量部を
混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネー
トとアルカリ金属アルミン酸塩を主成分とする市販の急
結剤を、セメント１００重量部に対して１０重量部を使
用して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例
１と同様に行い、材齢２８日後の圧縮強度を実施例４の
実験Ｎｏ．４−３と比較した。その結果、材齢２８日後
の圧縮強度は２５．５Ｎ／ｍｍ²であり、急結剤を使用
しない吹付コンクリートに対する強度低下率は４６．３
％であった。

【００４４】実施例６セメント１００重量部に対して表６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、セッコウＩ１００重量部、及びアルカ
リ金属アルミン酸塩１０重量部からなる急結剤を、セメ
ント１００重量部に対して１０重量部を使用して急結性
吹付コンクリートと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）増粘剤ｉ：メチルセルロース、市販品増粘剤ｉｉ：ヒドロキシプロピルメチルセルロース、市
販品（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。

【００４５】

【表６】

【００４６】実施例７セメント１００重量部に対して表７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、セッコウＩ１００重量部、及びア
ルカリ金属アルミン酸塩１０重量部からなる急結剤を、
セメント１００重量部に対して１０重量部を使用して急
結性吹付コンクリートと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。（使用材料）繊維状物質ア：ビニロン繊維、繊維長１０ｍｍ繊維状物質イ：スチール繊維、繊維長１０ｍｍ（測定方法）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。

【００４７】

【表７】

【００４８】実施例８セメント１００重量部に対して表８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、セッコウＩ１００重量部、及びアルカ
リ金属アルミン酸塩１０重量部からなる急結剤を、セメ
ント１００重量部に対して１０重量部を使用して急結性
吹付コンクリートと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）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。

【００４９】

【表８】

【００５０】実施例９表９に示す量のセメントの単位量、細骨材率６０％、及
び水／セメント比５０％と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、セッコウＩ１０
０重量部、及びアルカリ金属アルミン酸塩１０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
量部を使用して急結性吹付コンクリートとしたこと以外
は実施例１と同様に行った。結果を表９に示す。（使用材料）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

【００５１】

【表９】

【００５２】実施例１０セメント４５０ｋｇ／ｍ³、細骨材率６０％、及び、水
の量を、セメント１００重量部に対して表１０に示す量
とし、セメント１００重量部に対して減水剤ａ０．５重
量部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、セッコウＩ１００重量部、及び
アルカリ金属アルミン酸塩１０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
て急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と
同様に行った。結果を表１０に示す。

【００５３】

【表１０】

【００５４】実施例１１セメントと水の単位量を一定とし、表１１に示す量の細
骨材率と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、セッコウＩ１００重量部、及びア
ルカリ金属アルミン酸塩１０重量部からなる急結剤を、
セメント１００重量部に対して１０重量部を使用して急
結性吹付コンクリートと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。

【００５５】

【表１１】

【００５６】実施例１２表１２に示す最大寸法の粗骨材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、セッ
コウＩ１００重量部、及びアルカリ金属アルミン酸塩１
０重量部からなる急結剤を、セメント１００重量部に対
して１０重量部を使用して急結性吹付コンクリートとし
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。

【００５７】

【表１２】

【００５８】

【発明の効果】本発明の吹付工法用急結剤を使用するこ
とにより、材齢２８日後の強度の低下率が小さい吹付材
料とすることができ、高強度化することができる。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
厚さを小さ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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺島勲新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地電気化学工業株式会社青海工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルシウムアルミネート、セッコウ、並
びに、アルカリ金属アルミン酸塩及び／又は硫酸アルミ
ニウムを含有してなる吹付工法用急結剤をセメント１０
０重量部に対して５重量部以上含有してなり、長期圧縮
強度低下率が１５％以下であることを特徴とする急結性
吹付セメントコンクリート。
【請求項２】アルカリ金属アルミン酸塩の強熱減量が
５重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の急
結性吹付セメントコンクリート。
【請求項３】さらに、減水剤、増粘剤、繊維状物質、
及び超微粉の群から選ばれる一種又は二種以上の混和材
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
急結性吹付セメントコンクリート。