JPS5879071A

JPS5879071A - 破砕剤

Info

Publication number: JPS5879071A
Application number: JP17676181A
Authority: JP
Inventors: Akira Saito; 彰斎藤; Seiichi Nakatani; 中谷　清一; Isao Yagi; 八木　勲
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1983-05-12
Also published as: JPH0116279B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、岩石やコンクリートなどの脆性物体に設けた
穿孔に充てんし、その膨張圧を利用して脆性物体を破砕
する際−使用する破砕剤に関する。

従来、この株の破砕剤としては、例えば特開昭５６−６
７０５９号公報に記載されているように、生石灰と水硬
性物質を主材とするものが提案されている。しかし、こ
のような破砕剤を使用する方法には次のような欠点があ
る。

（１）　　破砕剤を穿孔に住人容易なスラリーとするに
は多量の水と混合する必要があるので、膨張圧が小さく
なる。

（２）　　水利速度が非常に速く、水と練りまぜると同
時に急激な発熱を伴いスラリーの軟度が低下し孔への注
入が困難である。

（３）　　スラリーの自硬性か小さいために、その膨張
圧は孔の開口部から逃げ、効率的な破砕はできないか又
は全く破砕できない。

本発明者は、これらの欠点を解決する目的で種々検討し
た結果、生石灰と水硬性物質を主材とする破砕剤におい
て、水硬性物質として非晶質カルシウムアルミネートと
無機硫酸塩の混合物を用いると共に１さらに特定量の珪
砂を配合したものを主材とすることにより、少量の使用
水で流動性に優れ、かつ膨張圧を最大限利用できる破砕
剤か得られることを見い出し、本発明を完成したもので
ある。

すなわち、本発明は、生石灰５０〜７０優、珪砂・１０
〜４０優、非晶質カルシウムアルミネートと無機硫酸塩
を主成分とする混合物ｃ以下、急硬材という）１０〜４
０％の割合からなる主材１００部に対し、減水剤３部以
下と凝結遅延剤１５部以下を含有させてなる破砕剤であ
る。

以下さらに本発明の詳細な説明する。

本発明は、生石灰、珪砂、急硬材、減水剤と凝結遅延剤
を含有させたもので、生石灰５０〜７０転珪砂１０〜４
０１急硬材１０〜４０１０割合で配合した材料を主材と
するものである。

生石灰は、ブレーン値１５００〜５０００傭２／９程度
にしたものをそのまま使用できる。しかし、これをステ
アリン酸、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸ソー
ダ、パルミチン酸等の脂肪酸金属塩類で被覆したもの、
例えばマイクロカプセル化処理したものは、生石灰の水
利反応を抑制することができるので好適である。

珪砂については、特に制限はないが、粒径５００μ罵以
下の細砂は材料分離が生じないので好之しい。その理由
は、５００μ罵よりも著しく粗大であると、材料分離を
起し大きな膨張圧が得られなくなるからである。珪砂は
破砕剤スラリーの流動性を改善し、水比を小さくして大
きな膨張圧を得るために必要な成分である。

急硬材は、１２ｃａｏ＠７　Ａｌ２Ｏ３，５０ａＯ＠Ａ
１□０３．０ａＯｅＡ１２０３．１１　ｃａｏ＊７　Ａ
１２０３ｅＣ！ａＦｇ　１５０ａＯ・５　ｉｌ、ｏ３・
Ｏａν２　などの組成割合を有する非晶質カルシウムア
ルミネートと無水石膏、２水石膏、半水石膏、硫酸ソー
ダなどの無機硫酸塩を主成分とする混合物であり、その
粉末麿は、ブレーン値で５．０００〜７．０００　ｃｍ
２／　１１程度のものが使用される。非晶質カルシウム
アルミネートと無機硫酸塩の配合割合は、重量で前者１
に対し後者０．３〜５、特に０．５〜１．５　としたも
のが好ましい。また、なかでも非晶質カルシウムアルミ
ネートは１２０ａＯ・７ムＩＲ０３組成を有するカルシ
ウムアルミネートであり無機硫酸塩を無水石膏とした急
硬材は最も大きな膨張圧を得ることができる。なお、非
晶質カルシウムアルミネートは、石灰分とアルミナ分を
前記組成にほぼ量論的に混合したものを加熱溶融し、そ
の融体な急冷することによって得られる。

本発明において、主材の成分を前記のように特定した理
由は、次の通りである。生石灰は、５０憾未満では膨張
圧が小さく破砕に時間がかかりすぎ、また、７０憾をこ
えると生石灰の消化反応が大きく、破砕剤をスラリーと
して脆性物体の穿孔中に注入した場合、注入口から噴出
し、その膨張圧は破砕力とならないからである。

珪砂は、１０幅未満ではスラリーの流動性を改善する効
果が小さく、また、４０憾をこえても流動性はそれ鵬向
上せず、かえって膨張圧が小さくなる。

急硬材は、水で練りまぜると短時間で硬化しカルシウム
サルホアルミネート水和物を生成する。

この急硬材を主材に１０〜４０ｔｌＩ存在させ、スラリ
ーとして脆性物体の穿孔中に注入すると、注入口より噴
出することなく膨張圧を大きくすることができる−これ
は、短時間で硬化する自硬性つまり針状ないし板状結晶
の水和物生成により孔中の壁面との間に大きな摩擦力を
生じ、噴出が防止される。すなわち、急硬材が１０畳未
満では、注入口からスラリーか噴出するのを防止する効
果は小さく、また４０憾をこえては流動性が低下する。

破砕剤スラリーは、水比な小さくする程より大館な膨張
圧か得られるものである。以上のような本発明に係る主
材を使用すれば、水比を小さくしたままでスラリーの流
動性を高めることができる°ので、大きな膨張圧を得る
ことができ、これは本発明の大きな特長である。

本発明の破砕剤は、主材にさらに減水剤と凝結遅延剤を
存在させたものである。減水剤としては高性能の本のが
好ましく、例えば、リグニンスルホン酸塩系、水溶性メ
ラミン樹脂系、高級多価アルコールのスルホン酸塩系、
β−ナフタリンスルホン酸ナフタリン縮合物系などがあ
げられ、これを１種以上使用する。減水剤を使用す４る
ことｋより、流動性が向上するほか水量を減少させるこ
とができるので、膨張圧が増大し一層強力にすることが
できる。減水剤の配合量は主材１００部に対し多くても
３部、好ましくは１〜２部であり、３部をこえるとこの
効果は小さくなる。減水剤を主材に存在させる方法とし
ては、生石灰の粉砕時に混入する方法、各材料の混合時
に添加する方法、また液状の場合には破砕剤の練りまぜ
時に水とと４に混合する方法などがあり、どの方法を用
いてもその効果は変らない。凝結遅延剤は、本発明圧お
ける主材の消化反応を抑制し、作業に必要な可使時間の
２０〜６０分を得るために必要な成分であり、公知の全
てのものが使用可能である。その通常の具体例としては
、炭酸カリウム、炭酸ソーダ、重炭酸カリウム、重炭酸
ソーダ等の無機炭酸塩やクエン酸、酒石酸、クエン酸ソ
ーダ、グルコの配合量は、生石灰と急硬材の品質やブレ
ーン比表面積によって若干の差異があるが、温度４０°
Ｃｋおいて、主材１００部に対し多くても１５部であり
、それをこえる添加量は可使時間が長すぎるため好まし
くない。その下限値には特に制限はなく、存在させさえ
すれば効果がある。

本発明の破砕剤の膨張圧は、水比及び穿孔径によって異
なるが、少なくとも２０００　ｃ　／　ｔａｇ　以上の
膨張圧を発現することができる。

以上の本発明の破砕剤を用いれば、流動性に優れ、かつ
膨張圧の大なるスラリーを調整できるので、脆性物体を
効率よく破砕できるという効果を発現する。

以下、実施例をあげてさらに本発明の詳細な説明する。

なお、本明細書に記載の部及び憾はいずれも重量基準で
示した。

実施例１ブレーン比表面積３２００　ａｎ”／　１１の生石灰４
０〜８０係、１２　ａａｏｓ７　Ａｍ２０３の組成を有
する非晶質カルシウムアルミネー九型無水石膏の等重量
混合物であるｌ急硬材６０〜２０係からなる主材１００
部に対し、凝結遅延剤（炭酸カリウム７０１１グルコン
酸ソーダ１５憾、クエン酸１７憾の混合物）５部とりゲ
ニンスルホン酸カルシウムを主成分とする市販の減水剤
（商品名「ウルトラジン」）２部を配合した破砕剤１０
０部に３０部の水で練りまぜたスラリーを用い、室温２
０℃で膨張圧を測定した。その結果を第１図に示す。

ｍ１図より、生石灰７０憾をこえると消化反応速度が速
すぎるため、注入口より破砕剤スラリーが噴出し、また
、生石灰５０憾未満では膨張圧は極端に小さくなり破砕
効果は小さいことがわかる。

次に１生石灰６０係、珪砂２０１ｓ、急硬材２０憾から
なる主材１００部に対し凝結遅延剤５部と減水剤２部を
配合した本発明の破砕剤を用い、水比を変化させて膨張
圧を測定したところ、水比の小さいものほど高い膨張圧
を示した。その結果な鎮２図に示す。

なお、膨張圧は、内径５６Ｗ１長さ６００ｍ１＋の配管
用炭素鋼鋼管の底部に鋼板を熔接し、その鋼管表面の高
す中央部Ｋｒ−ジ長さ１０ｍのペーパーストレインゲー
ジを円周方向と軸方向に貼付した鋼管内にスラリーを充
てんし、鋼管の歪みから算出したものであり、２０℃室
温、２４時間における値である。

実施例２ブレーン比表面積５．２００　ｃｍ２／　１１生石灰（
ム）の割合を６０’ｌＫ固定し、残り４０優内で珪砂（
Ｂ）と急硬材（０）の比率を変化させ、この主材１００
部に対し凝結遅延剤５部と減水剤２部を配合した破砕剤
に１３０部の水を練りまぜてスラリーとし、室温２０℃
で流動性（フロー）を測定した。その結果を第３図に示
す。また膨張圧は５５００ｔ／Ｆｌｕ”程度得られた。

なお、フロー試験は、内径５８　ｍ。

高す５５ｍの円筒容器に破砕剤スラリーを流し込み、靜
かに容器を抜き去った時の広がりの直径（ｗ、　）で示
す。

実施例３実施例１の本発明の破砕剤において、減水剤の配合量を
変化させてフローを測定した。水量は破砕剤１００部に
対し５０部である。その結果を第４図に示す。また膨張
圧はいずれも３５０　Ｑｔ／ｍ２程度得られた。

実施例４実施例１０本発明の破砕剤において、凝結遅延Ｉｔの配
合量を変化させ、水量を破砕剤１００部に対し３０部と
して温度別の可使時間を測定した。

その結果を第５図に示す。

なお、可使時間は、注水から流動性がなくなるまでの所
要時間で示す。

また、膨張圧を測定したところ、可使時間が２０〜６０
分のものにおいては５０００ｔ／肩２以上の膨張圧が得
られた。

実施例５実施例１０本発明の破砕剤において、生石灰粉末をステ
アリン酸ソーダで処理したものを使用し、水量を破砕剤
１００部に対し３０部とし、２０℃における可使時間を
測定した。生石灰の処理は、ステアリン酸ソーダの添加
率を変化させ、温度５５℃で１５分間熱処理したもので
ある。その結果を第６図に示す。

また、膨張圧を測定したところ、いずれも５０００　ｔ
／罵２　以上を得た。

実施例６原石採掘場において火薬爆発により生じた約１．５ｍ角
の石灰石に直径５６１１１１１深さ１０００ｍの孔を３
本穿設し、破砕剤スラリーを充填した。

外気温１９〜２５℃条件下で放置したところ、約６時間
で亀裂が発生し、１０時間後には小塊に破壊した。なお
、充てんした破砕剤スラリーは実施例３の減水剤２部を
配合した吃のである。

実施例７１ｍ角（１ｍ３　）のコンクリートに直径ろ０朋、深す
４３０ｍの孔を花形模様に施し、実施例６で用いた破砕
剤スラリーを充てんしたところ、約１０時間後に無数の
亀裂が発生し、約１５時間後には孔と孔を結ぶ亀裂幅は
１０〜２０鱈に達し容易に解体することができた。なお
、このコンクリートの圧縮強度は３８０に９ｆ／の２、
引張強度は３８　ｋＩｉｆ／　ｃｒｎ２であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は主材の生石灰濃度とスラリー充填後２４時間に
おける膨張圧との関係線図、１４２図は、水比と膨張圧
との関係線図、第３図は、主材の生石灰（ム）濃度を一
定とし、珪砂ＩＢＩと急硬材（Ｃ１Ｏ比を変化させたと
きのフロー線図、第４図は、減水剤の添加量とフローと
の関係線図、第５図は、凝結遅延剤の添加量と可使時間
との関係を温度別に示した線図、第６図は、ステアリン
酸ソーダで熱処理した生石灰を用いたときのステアリン
酸ソーダ添加率と可使時間との関係線図である。特許出願人　電気化学工業株式会社キＩＦＪＸ４０　　５０　　６０　　７０　　８０賭いｏｏ”Ｉｔ
（瞭１翔５ｉｔ（”ｔｔ４ν）ｆ−執り禍会（電１％）

Claims

【特許請求の範囲】

生石灰５０〜７０重量優、珪砂１０〜４０重量係、非晶
質カルシウムアルミネートと無機硫酸塩を主成分とする
混合物１０〜４０重量係の割合からなる主材１００重量
部に対し、減水剤３重量部以下と凝結遅延剤１５重量部
以下を含有させてなる破砕剤。