JPH11209158A - 瞬結性吹付けモルタル - Google Patents

瞬結性吹付けモルタル

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JPH11209158A
JPH11209158A JP10012725A JP1272598A JPH11209158A JP H11209158 A JPH11209158 A JP H11209158A JP 10012725 A JP10012725 A JP 10012725A JP 1272598 A JP1272598 A JP 1272598A JP H11209158 A JPH11209158 A JP H11209158A
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mortar
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JP10012725A
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Yutaka Hosokawa
裕 細川
Masayuki Hiura
雅行 樋浦
Tsutomu Kaneda
勉 金田
Shigeru Aoki
茂 青木
Kouichirou Sawa
弘一朗 佐波
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Obayashi Corp
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Obayashi Corp
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/46Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 管内閉塞を防止すること。 【解決手段】 吹付け装置は、粉体供給装置10と、瞬
結剤供給装置12と、圧送管14とを備えている。装置
10には、セメントCと、細骨材Sと、管内閉塞防止用
粗骨材Gと、酸化剤Bとが投入される。圧送管14は、
その全延長長さが100m以上になっていて、先端に
は、吹付けノズル23が設けられている。装置12に
は、アクリル酸塩またはメタクリル酸塩の水溶液からな
る瞬結剤Aが投入される。掘削壁面30に覆工層を形成
する際には、セメントC,細骨材S,粗骨材Gおよび酸
化剤Bが装置10から圧送管14に送り出される。細骨
材Sは、表面水率が6%以下の状態で圧送管14に送り
出される。粗骨材Gは、その最大粒径が13〜15mm
であって、生成されるモルタル中の容積比で10〜30
%になるように混入する。

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、瞬結性吹付けモ
ルタルに関し、特に、長距離区間を管内圧送する瞬結性
モルタルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】掘削面の崩落を防止する方法として、掘
削面にコンクリートやモルタルの吹付けにより覆工層を
形成する工法が知られている。この種の工法において、
例えば、トンネル内壁面においては、掘削直後に吹付け
モルタルにより一次覆工を行い、その後に、一次覆工の
内面側に二次巻き層をコンクリートで形成する。
【0003】吹付けモルタルによる一次覆工は、通常、
掘削面の凹凸を平滑化して、応力集中を防止するととも
に、掘削面が大気に触れることによる岩盤の風化を防止
するために行われる。
【0004】このような目的で施工される吹付けモルタ
ルは、できるだけ早期に硬化し、壁面に強固に接着する
機能を有していることが望ましい。そこで、このような
機能を備えた吹付け工事用組成物として、例えば、特公
平2−27209号公報には、セメントからなるA剤
と、アクリル酸塩またはメタクリル酸塩の水溶液からな
るB剤とを備え、A剤またはB剤のいずれか一方に酸化
剤を含有させた瞬結性の組成物が提案されている。
【0005】この公報に開示されている組成物には、細
骨材や粗骨材を混入することや、組成物の構成材料をス
ラリー化し、吹付けノズルの先端近傍で混合して吹付け
る湿式法ないしは組成物の構成材料を粒状のままで圧送
し、吹付けノズルの先端近傍で混合して吹付ける乾式法
の何れにも対応することができる。
【0006】また、この公報に開示されている組成物
は、吹付けられた組成物が、30秒以下で硬化し、岩盤
や地盤に強硬に接着するので、水の豊富な掘削面でも強
固な覆工層を形成することができる。
【0007】ところで、トンネル工事おける一次覆工で
は、早期硬化の要請とともに、吹付け時のリバウンド量
の低減も極めて重要な要件であるが、一次覆工にコンク
リートを用いると、粗骨材のリバウンドが極めて顕著に
なり、経済的な不利益が非常に大きくなるという問題が
あった。
【0008】しかしながら、このような従来の吹付け用
モルタルを、特に、乾式法に適用する際には、以下に説
明する技術的な課題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、乾式法によ
りモルタルを吹付ける際には、モルタルの構成材料であ
るセメント,細骨材などは、粒状で圧送されることにな
るが、トンネル工事においては、その移送距離が、例え
ば、100mを越える場合もある。
【0010】ところが、モルタルをこのような長距離区
間移送すると、管内閉塞などのトラブル発生により施工
不能に陥ることが多かった。
【0011】この原因は、市販細骨材を使用すると、そ
の表面水率が10〜15%前後になっていて、表面水率
が高いので、圧送の途中で、細骨材から表面水が離脱
し、離脱した表面水が管内壁に付着し、この付着した表
面水にセメントが取込まれて硬化することにより、固化
した泥状物が生成されることに起因している。
【0012】生成された泥状物は、モルタルの圧送に伴
って徐々に成長し、管内圧送の有効な断面積が減少し、
最終的には、管内が閉塞されることになり、このような
管内閉塞が発生すると、長い配管の清掃などで長時間に
亙り作業を中止しなければならず、多大な労力を要する
ことになる。
【0013】このような問題に対しては、例えば、細骨
材の表面水率を低減する手段が考えられるが、細骨材の
表面水率を単に低減しても、低減した表面水率をそのま
ま維持することが困難である上に、乾燥設備などが必要
になり、経済的な面で不利益が大きくなる。
【0014】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、比
較的経済的な負担が少ない状態で管内閉塞を防止するこ
とができる瞬結性吹付けモルタルを提供することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、長距離区間を管内圧送され、掘削壁面に
吹付けられて覆工層を形成する瞬結性吹付けモルタルに
おいて、細骨材の表面水率を6%以下にし、所定粒径の
管内閉塞防止用粗骨材を混入するようにした。このよう
に構成した瞬結性吹付けモルタルによれば、細骨材の表
面水率が6%以下になっているので、管内圧送時の表面
水の離脱量を低減できるとともに、所定粒径の管内閉塞
防止用粗骨材を混入しているので、細骨材から離脱した
表面水とセメントとの結合により管内壁に付着成長する
泥状物を、粗骨材の運動エネルギー(粗骨材が圧送中に
管内壁に衝突するエネルギー)により、剥離させて、そ
の成長を阻止することができる。前記管内閉塞防止用粗
骨材は、前記モルタル中に容積比で10〜30%混入す
ることができる。管内閉塞防止用粗骨材の混入率が10
%未満になると、管内壁に付着成長する泥状物の剥離硬
化が十分得られず、確実に管内閉塞を防止することがで
きず、また、混入率が30%を越えると、吹付け時のリ
バウンドが大きくなり過ぎるので、容積比で10〜30
%の範囲内に収めることが望ましい。また、前記細骨材
は、その最大粒径が13〜15mmの範囲内が同様の理
由から望ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1
は、本発明にかかる瞬結性吹付けモルタルを用いる吹付
け装置の一例を示している。
【0017】同図に示した吹付け装置は、紛体を用いる
乾式用の装置であって、粉体供給装置10と、瞬結剤供
給装置12と、圧送管14とを備えている。粉体供給装
置10は、圧送管14の後端に連通接続されている。
【0018】粉体供給装置10のホッパーには、セメン
トCと、細骨材Sと、管内閉塞防止用粗骨材Gと、酸化
剤Bとが投入される。
【0019】酸化剤Bは、アクリル酸塩またはメタクリ
ル酸塩からなる瞬結剤Aの重合触媒となるものであり、
過酸化水素もしくは過酸化水素を生成する水溶性の化合
物を用いる。
【0020】過酸化水素を生成する水溶性の化合物とし
ては、過炭酸ソーダ,過ホウ酸ソーダ,過酸化バリウム
などを用いることができる。
【0021】紛体供給装置10には、エアードライヤ1
8とコンプレッサ20とが接続されている。瞬結材供給
装置12は、一端が圧送管14の先端側近傍で合流する
瞬結剤供給ホース22を備えている。
【0022】圧送管14は、その全延長長さが100m
以上になっていて、圧送管14の先端には、吹付けノズ
ル23が設けられている。
【0023】瞬結剤供給装置12のホッパーには、アク
リル酸塩またはメタクリル酸塩の水溶液からなる瞬結剤
Aが投入される。この瞬結剤Aのアクリル酸塩またはメ
タクリル酸塩は、アルカリ金属塩,アルミニウム金属
塩,マグネシウム金属塩,カルシウム金属塩の形態が好
ましい。
【0024】掘削壁面30に覆工層を形成する際には、
セメントC,細骨材S,管内閉塞防止用粗骨材Gおよび
酸化剤Bが粉体供給装置10から圧送管14に送り出さ
れる。
【0025】この場合、細骨材Sは、乾燥させることな
どによりその表面水率が調整され、表面水率が6%以下
の状態で圧送管14に送り出される。
【0026】また、管内閉塞防止用粗骨材Gは、その最
大粒径が13〜15mmであって、生成されるモタルタ
ル中の容積比で10〜30%になるように混入する。
【0027】送り出されこれらの各材料は、エア供給ホ
ース26から送出されるエアにより圧送管14の先端側
に向けて圧送され、吹付けノズル23の近傍で、瞬結剤
供給装置12から送り出された瞬結剤Aと合流混合され
て瞬結性モルタルが生成される。
【0028】このようにして生成された瞬結性モルタル
が吹付けノズル23の先端から掘削壁面30に吹付けら
れる。
【0029】吹付けられた瞬結性モルタルは、アクリル
酸塩またはメタクリル酸塩からなる瞬結剤Aが、酸化剤
Bにより重合して、ポリアクリル酸塩またはポリメタク
リル酸塩を生成する。
【0030】このポリアクリル酸塩またはポリメタクリ
ル酸塩は、いわゆる瞬間接着剤と同じ成分であって、吹
付けた後に30秒以下、通常の条件で10秒以下で硬化
する。
【0031】さて、以上のようにして掘削壁面30に瞬
結性吹付けモルタルを吹付ける場合には、100m以上
に及ぶ圧送管14内の管内閉塞が以下に説明することか
ら防止される。
【0032】すなわち、まず、本実施例の瞬結性モルタ
ルでは、細骨材Sの表面水率が6%以下になっているの
で、管内圧送時の表面水の離脱量を低減でき、これによ
り管内閉塞の可能性を低減させる。
【0033】また、本実施例の瞬結性モルタルでは、所
定粒径の管内閉塞防止用粗骨材Gを混入しているので、
細骨材Sから離脱した表面水とセメントCとの結合によ
り管内壁に付着成長する泥状物を、粗骨材の運動エネル
ギー(粗骨材が圧送中に管内壁に衝突するエネルギー)
により、剥離させて、その成長を阻止することができ、
表面水率の低減による防止効果との相乗により、確実に
管内閉塞を防止することができる。
【0034】また、本実施例の管内閉塞防止用粗骨材G
は、モルタル中に容積比で10〜30%混入され、その
最大粒径が13〜15mmの範囲内になっている。
【0035】粗骨材Gの混入率および最大粒径をこのよ
うな範囲に規制すると、管内壁に付着成長する泥状物の
剥離硬化を十分に発揮しつつ、吹付け時のリバウンドが
過大になることを防止できる。
【0036】図2は、本発明にかかる瞬結性モルタルを
実際に作製して吹付けにより覆工層を形成し、覆工層の
圧縮強度を測定した結果を示している。この覆工層の形
成に用いた瞬結性モルタルの構成材料を表1に、また、
その配合比率を表2にそれぞれ示している。
【0037】
【表1】
【表2】 図2に示した圧縮強度の測定結果から、本発明の瞬結性
吹付けモルタルの若材齢初期(材齢10分)において
3.6N/mm2という比較的大きな値が得られること
が確認されている。
【0038】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる瞬結性吹付けモルタルによれば、長距離
区間を管内圧送する際に管内閉塞を確実に防ぐことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる瞬結性吹付けモルタルを用いて
覆工層を形成する際の施工状態の説明図である。
【図2】本発明にかかる瞬結性吹付けモルタルの圧縮強
度を経時的に測定した測定結果のグラフである。
【符号の説明】
10 粉体供給装置 12 瞬結剤供給装置 14 圧送管 A 瞬結剤 B 酸化剤 C セメント S 細骨材 G 粗骨材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 103:12 (72)発明者 青木 茂 東京都千代田区神田司町2−3 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 佐波 弘一朗 東京都千代田区神田司町2−3 株式会社 大林組東京本社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長距離区間を管内圧送され、掘削壁面に
    吹付けられて覆工層を形成する瞬結性吹付けモルタルに
    おいて、 細骨材の表面水率を6%以下にし、所定粒径の管内閉塞
    防止用粗骨材を混入することを特徴とする瞬結性吹付け
    モルタル。
  2. 【請求項2】 前記管内閉塞防止用粗骨材は、前記モル
    タル中に容積比で10〜30%混入することを特徴とす
    る請求項1記載の瞬結性吹付けモルタル。
  3. 【請求項3】 前記粗骨材は、その最大粒径が13〜1
    5mmであることを特徴とする請求項1また2記載の瞬
    結性吹付けモルタル。
JP10012725A 1998-01-26 1998-01-26 瞬結性吹付けモルタル Pending JPH11209158A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001060760A1 (en) * 2000-02-16 2001-08-23 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Cement mortar and shooting material
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