JPH1160318A

JPH1160318A - 長期低強度型瞬結性組成物

Info

Publication number: JPH1160318A
Application number: JP9211793A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Aoki; 茂青木; Kouichirou Sawa; 弘一朗佐波
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-03-02

Abstract

(57)【要約】【課題】吹付け形成する覆工層の過大設計を避けるこ
と。【解決手段】吹付け装置は、微粉末供給装置１０と、
瞬結剤供給装置１２と、吹付け管１４とを備えている。
主成分Ａ，酸化剤Ｃ，硬化促進剤Ｄが装置１０から吹付
け管１４に送り出され、管１４の先端側に向けて移送さ
れ、ノズル２３の近傍で、接着性成分Ｂと混合されて瞬
結性組成物が生成される。組成物の硬化過程において、
主成分Ａは、硬化体の核となるものであって、覆工層
は、分散した活性微粉末の間にポリアクリル酸塩または
ポリメタクリル酸塩が介在していて、活性微粉末をこれ
らの物質で接着した形態になる。覆工層が形成された後
に、高炉スラグ，フライアッシュからなる主成分Ａは、
硬化体を生成する。硬化促進剤Ｄは、主成分Ａの硬化を
促進し、その添加量により、覆工層の強度調整が可能に
なり、材齢１０分での圧縮強度を２Ｎ／ｍｍ²程度発揮
した後、長期的に数倍程度まで強度増進させることがで
きる。

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、長期低強度型瞬
結性組成物に関し、特に、仮押え，仮設構造物などで、
極短時間に硬化（材齢１０分での圧縮強度度が２Ｎ／ｍ
ｍ²程度）することが必要で、長期的に強度の伸びが不
必要な掘削面に吹付ける場合に好適な長期低強度型瞬結
性組成物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、掘削直後に吹付けコンクリー
ト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】吹付けコンクリートによる一次覆工は、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コンク
リートには、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よれ
ば、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。

【０００６】しかしながら、この公報に示されている吹
付け工事用組成物には、以下に説明する課題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、掘削壁面に
覆工層を形成する場合、例えば、仮押え，仮設構造物な
どで、極短時間に硬化（材齢１０分での圧縮強度が２Ｎ
／ｍｍ²程度）することが必要で、長期的に強度の伸び
が不必要な場合がある。

【０００８】例えば、トンネルの一次覆工において、比
較的短時間に二次巻き層を形成する場合、この二次巻き
層を形成する間だけ、前述した機能が得られれば十分で
ある。

【０００９】ところが、上記公報に開示されている組成
物では、Ａ剤にセメントを用いているので、セメントの
水和反応の継続により、長期的に強度の伸びが発揮さ
れ、短期的に掘削面の仮保護を必要としている場合に
は、過大設計となりコスト高となるという問題があっ
た。

【００１０】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、必
要な機能を必要とする期間だけ確保することにより、経
済的な設計が可能になる長期低強度型瞬結性組成物を提
供することにある。

【００１１】

【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、掘削壁面に吹付けられて覆工層を形成す
る長期低強度型瞬結性組成物であって、高炉スラグ微粉
末、およびまたは、フライアッシュから選択される活性
微粉末からなる主成分と、アクリル酸塩またはメタクリ
ル酸塩の水溶液からなる接着性成分とを有し、前記主ま
たは接着性成分のいずれか一方に酸化剤を含有させると
ともに、前記主成分にセメント系の硬化反応促進剤を添
加した。このように構成した瞬結性組成物では、アクリ
ル酸塩またはメタクリル酸塩が酸化剤により重合して、
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。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。
この硬化過程において、活性微粉末からなる主成分は、
硬化体の核となるものであって、形成される覆工層は、
分散した活性微粉末の間にポリアクリル酸塩またはポリ
メタクリル酸塩が介在していて、活性微粉末をこれらの
物質で接着した形態になる。このような構造の覆工層が
形成された状態において、高炉スラグは、セメントのよ
うにそれ自体水和反応をしないが、アルカリ刺激を受け
て自硬するとともに、フライアッシュは、セメントのよ
うにそれ自体水和反応をしないが、水酸化カルシウムと
ポラゾン反応を起こして硬化体を生成する。つまり、本
発明のセメント系硬化促進剤は、セメントの水和反応に
より硬化体の強度を長期的に確保するために使用するの
ではなく、高炉スラグないしはフライアッシュの硬化を
促進するために添加している。従って、本発明の瞬結性
組成物では、セメント系硬化促進剤の添加量により、形
成される覆工層の強度調整が可能になり、例えば、重合
したポリマーの接着効果により、材齢１０分での圧縮強
度を２Ｎ／ｍｍ²程度発揮した後、長期的に数倍程度ま
で強度増進させることができる。前記活性微粉末は、紛
体のまま用いることもできるし、水と混練してスラリー
状にしても使用することができる。前記アクリル酸塩ま
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。前記酸化剤は、アクリル酸塩またはメタク
リル酸塩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こと
ができる。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。前記セメント系硬化促進剤に
は、ポルトランドセメント，アルミナセメント，高炉セ
メント，白色セメントを用いることができる。

【００１２】

【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、本発明にかかる長期低強度型瞬結性組成物を用いる
吹付け装置の一例を示している。

【００１３】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、微粉末供給装置１０と、瞬結剤
供給装置１２と、吹付け管１４とを備えている。微粉末
供給装置１０は、吹付け管１４の後端に連通接続され
た、微粉末供給ホース１６を有している。

【００１４】微粉末供給装置１０のホッパーには、活性
微粉末からなる主成分Ａと酸化剤Ｃと、セメント系硬化
促進剤Ｄとが投入される。主成分Ａは、高炉スラグまた
はフライアッシュを、単独ないしは併用する。

【００１５】酸化剤Ｃは、アクリル酸塩またはメタクリ
ル酸塩からなる接着性成分Ｂ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。

【００１６】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。セメント系硬化促進剤Ｄに
は、例えば、普通ポルトランドセメントを用いる。

【００１７】瞬結剤供給装置１２には、一端が吹付け管
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。吹付け管１４の先端には、吹付けノズル２３
が設けられている。

【００１８】微粉末供給装置１０には、コンプレッサー
２４とエアドライヤー１８とに接続されたエア供給ホー
ス２６が設けられている。

【００１９】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接着性
成分Ｂが投入される。この接着性成分Ｂ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。

【００２０】掘削壁面に覆工層を形成する際には、主成
分Ａと酸化剤Ｃおよび硬化促進剤Ｄとが微粉末供給装置
１０から吹付け管１４に送り出される。

【００２１】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吹付け管１４の先端
側に向けて移送され、吹付けノズル２３の近傍で、瞬結
剤供給装置１２から送り出された接着性成分Ｂと合流混
合されて瞬結性組成物が生成される。

【００２２】このようにして生成された瞬結性組成物が
吹付けノズル２３の先端から掘削壁面に吹付けられる。

【００２３】図２に瞬結性組成物の吹付けにより形成さ
れた覆工層の一部を拡大して示している。本実施例の長
期低強度型の瞬結性組成物は、アクリル酸塩またはメタ
クリル酸塩からなる接着性成分Ｂが、酸化剤Ｃ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。

【００２４】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。

【００２５】この硬化過程において、活性微粉末からな
る主成分Ａは、硬化体の核となるものであって、形成さ
れる覆工層は、分散した活性微粉末の間にポリアクリル
酸塩またはポリメタクリル酸塩が介在していて、活性微
粉末をこれらの物質で接着した形態になる。

【００２６】このような構造の覆工層が形成された状態
において、高炉スラグは、セメントのようにそれ自体水
和反応をしないが、アルカリ刺激を受けて自硬するとと
もに、フライアッシュは、セメントのようにそれ自体水
和反応をしないが、水酸化カルシウムとポラゾン反応を
起こして硬化体を生成する。

【００２７】つまり、本発明のセメント系硬化促進剤Ｄ
は、セメントの水和反応により硬化体の強度を長期的に
確保するために使用するのではなく、高炉スラグないし
はフライアッシュの硬化を促進するために添加してい
る。

【００２８】従って、本発明の瞬結性組成物では、セメ
ント系硬化促進剤Ｄの添加量により、形成される覆工層
の強度調整が可能になり、重合したポリマーの接着効果
により、材齢１０分での圧縮強度を２Ｎ／ｍｍ²程度発
揮した後、長期的に数倍程度まで強度増進させることが
できる。

【００２９】このことから、例えば、仮押え，仮設構造
物などで、極短時間に硬化することが必要で、長期的に
強度の伸びが不必要な掘削面に吹付ける場合に好適なも
のとなる。

【００３０】また、例えば、トンネルの一次覆工層に本
実施例の瞬結性組成物を採用すると、過大設計を回避す
ることができる。

【００３１】なお、上記実施例では、活性微粉末を紛体
のままで供給する方式について説明したが、活性微粉末
をスラリーの状態で使用することもできる。また、本発
明の長期低気用度型瞬結性組成物には、粗骨材およびま
たは細骨材を混入してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる長期低強度型瞬結性組成物によれば、必
要な機能を必要とする期間だけ確保することにより、経
済的な設計が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる瞬結性組成物を用いて覆工層を
形成する際の吹付け装置の説明図である。

【図２】本発明にかかる瞬結性組成物により形成される
覆工層の一部拡大説明図である。

【符号の説明】

１０微粉末供給装置１２瞬結剤供給装置１４吹付け管Ａ主成分Ｂ接着性成分Ｃ酸化剤Ｄ硬化促進剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０４Ｂ 24:26） 103:14 103:44 111:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削壁面に吹付けられて覆工層を形成す
る長期低強度型瞬結性組成物であって、高炉スラグ微粉末、およびまたは、フライアッシュから
選択される活性微粉末からなる主成分と、アクリル酸塩
またはメタクリル酸塩の水溶液からなる接着性成分とを
有し、前記主成分または接着性成分のいずれか一方に酸化剤を
含有させるとともに、前記主成分にセメント系の硬化反
応促進剤を添加したことを特徴とする長期低強度型瞬結
性組成物。
【請求項２】前記酸化剤は、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であることを特徴とす
る請求項１記載の長期低強度型瞬結性組成物。