JPS59227969A - 脆性物体の破砕剤及び破砕方法 - Google Patents

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、コンクリート、煉瓦などの所謂脆性物
体を火薬類を用いることなく破砕するための破砕剤およ
び該破砕剤を使用する破砕方法に関する。

脆性物体を破砕する方法として、従来、生石灰その他の
水和による膨張力を利用する多くの方法が捉案されてい
る。具体的には脆性物体に孔を穿設し、その孔中に生石
灰その他の水和により膨張力を発現する粉末状混合物を
水性スラリーとして充填し、その膨張力により脆性物体
を破砕する方法（以下水性スラリー法と称す）、あるい
は、該孔中に該粉末状混合物の透水性容器に充填したも
のを短時間水に浸漬し吸水させた後挿入する方法（以下
カプセル法と称す）などがある。

水性スラリー法において（よ、該粉末状混合物を水と共
に混練する必要があるため攪拌混合の手゛段を要するこ
と、混線後該孔中への充填作業を正常に行うためには適
度な流動性を最低３０分程度、好ましくは６０分程度確
保出来ねばならない乙と、さらに降雨などにより該孔中
が浸水した場合には水を排除するかまたは水を徐々にス
ラリーと置換する必要があるため作業能率が著しく低下
するなど多くの欠点がある。一方、カプセル法では水性
スラリーとして孔に充填する必要がないため流動性保持
時間（以下、可使時間と称す）については特に重視する
必要はないが、孔に充填する場合特に孔が深い場合、多
大の労力を要して圧入しなければならないという欠点が
ある。

本発明は混線攪拌若しくは圧入などの面倒な充填作業が
不要であり且つ可使時間の確保の必要なく、簡単に使用
でき作業能率の良好な脆性物体の破砕剤及び該破砕剤を
使用した破砕方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、生石灰を主成分として含む粉末状原料
を加圧成形または転勤成形により直径１５ｍ乃至１５胴
に造粒したことを特徴とする粒状の脆性物体破砕剤が提
供される。

また、本発明によれば、生石灰を主成分として含む粉末
状原料を加圧成形または転勤成形により直径１．５ｎ＋
＋ｎ乃至１５ｍに造粒してなる粒状の破砕剤を、脆性物
体に形成した孔に充填し、しかる浸水と接触させ、充填
後に水和反応を前記孔内において生しさせることを特徴
とする脆性物体の破砕方法が提供される。

以下、本発明につき更に詳細に説明する。

本発明の脆性物体の破砕剤は生石灰を主成分として含む
粉末状原料を造粒することにより製造することができる
。本発明では原料生石灰として硬焼生石灰のみでなく軟
焼生石灰をも使用できる。

一般に、水性スラリー法における生石灰系破砕剤におい
ては可使時間を確保する必要上、生石灰原料として所謂
硬焼生石灰を使用する必要があるが、本発明の方法にお
いては通常工業的に生産される所謂軟焼生石灰を使用す
ることが出来る点に大きな特徴がある。これは本発明で
はスラリー状にて充填しないため可使時間の確保が不要
であり、脆性物体に形成した孔に造粒した破砕剤を充填
後、水と接触させ充填後孔内において水和反応を生じさ
せるためである。

本発明では粉末状原料調製時に、生石灰の活性度、粒状
破砕剤の使用条件たとえば適用温度、破壊すべき脆性物
体の強度などを考慮して、水和反応遅延剤、水和反応遅
延助剤、部分消化剤としての水を添加することができる
。たとえば、生石灰が軟焼生石灰で活性度が高い場合に
は、水和反応遅延剤及び／又は水和反応遅延助剤及び／
又は部分消化剤としての水を添加するのが望ましい。

水和反応遅延剤としてはオキシカルボン酸またはその塩
類が使用でき、例えばグルコン酸、グルコヘプトン酸、
アラポン酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、粘液酸、糖
酸、サリチル酸、などまたは水の存在下にオキシカルボ
ン酸に転化し得るオキシカルボン酸のラクトンまたはそ
れらの塩類があげらねる。これらのオキシカルボン酸の
塩類としては例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などの
アルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などの
アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、トリメチルアミ
ン塩、トリエチルアミン塩、ジェタノールアミン塩、ト
リエタノールアミン塩などの有機塩が挙げられる。これ
らのオキシカルボン酸またはその塩は単独で用いてもよ
く、あるいは２種以上を併用して用いてもよい。またさ
らに水和反応遅延剤として市販のコンクリート用化学混
和剤のうち遅延形減水剤あるいは遅延形ＡＥ減水剤、例
えばナフタリンスルホン酸ホルマリン高縮合物、ポリオ
ール複合体、リグニンスルポン酸塩などが挙げられる。

これらは前記オキシカルボン酸またはその塩類と混合使
用してもよい。

水和反応遅延助剤としては炭酸塩を用いる。炭酸塩とし
ては炭酸または重炭酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カ
リウム塩などのアルカリ金属塩、トリエチルアミン塩、
ジェタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩などの
有機塩基塩が挙げられる。これらの炭酸塩は単独で用い
てもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。

本発明ではさらに、粉末状原料調製時に、生石灰の部分
消化剤としての水を添加することもできる。水の添加は
生石灰の活性度が高い場合、粒状破砕剤の使用温度が高
い場合に行うが、脆性物体に形成する孔の孔径、添加す
る水和反応遅延剤、水和反応遅延助剤の量などを考慮し
て行うのが望ましい。

水和反応遅延剤、水和反応遅延助剤及び水はそれぞれ単
独で添加しても、また併用して添加してもよい。添加割
合は必ずしも臨界的なものではないが生石灰１００重量
部に対し、水和反応遅延剤００１〜５重量部、水和反応
遅延助剤００５〜５重景部、水０１〜５重景部を添加す
るのが一般的である。

水和反応遅延剤及び／又は水和反応延助剤が上記範囲未
満の場合には遅延効果が発現しない場合があり、一方、
上記範囲を越えると水和反応が遅延しすぎて膨張圧が低
下することがある。

また、水の添加量が上記範囲未満の場合は生石灰の活性
部分の消化量が少なすぎるため孔に充填した粒状破砕剤
に水を加えた場合の水和反応の進行が激しく鉄砲現象を
呈することがあり、一方、上記範囲を越えると孔中で水
和すべき生石灰の量が減少しすぎているため膨張圧が低
下することがある。

本発明にて用いる粉末状原料は８８μｍ篩残分１ｏ〜６
０重量％程度に粉砕するのが望ましい。

８８μｍｗＪ残分が上記範囲未満の場合は粒状破砕剤に
水を加えｔコ場合の水和反応が激しく進行するため水和
反応遅延剤、水和反応遅延助剤、部分消化のための水を
前記範囲を越えて多量に使用する必要があり、コスト面
及び膨張圧の面から好ましくなく、一方、上記範囲を越
えて粗くすれば生石灰粒子の水和反応の進行が不均一か
つ不充分となり膨張圧発現に好ましくない影響を与える
。

本発明の粒状破砕剤は加圧成形または転勤成形により直
径１．５＋＋＋ｍ〜１５閣に造粒する。造粒は通常回転
加圧式錠剤機により加圧成形するか、あるいは。パン型
まｔこはドラム型造粒様により破砕剤の水和に関与しな
いバインダ、たとえばセメント製造時に粉砕助剤として
使用される液状のジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、トリエタノールアミンなどを混入して転勤
成形するのが普通である。直径が１．５ｍ＋ｎ未満では
水の注入に際しての抵抗が大なるｔコめ水の浸透が不均
一となリ一様な膨張圧力を発揮し難くなり、使用できな
い。

また一方直径が１５ｍｍを越えると、破壊すべき脆性物
体に形成した充填用孔径の小さい場合には破砕剤の充填
が不均一かつ不充分となり空隙も°大きくなり、注入水
量が破砕効果の発揮に好適な２０〜５０重景％よりも多
くなり破砕圧力が充分発揮されないので使用できない。

直径が異なるものを混合して用いても差支えない。この
場合には粒状破砕剤の充填密度が向上するため、破砕圧
力の発揮に好結果を与える。

本発明では、上述のようにして製造された粒状の破砕剤
を破壊すべき脆性物体に形成した孔に充填し、しかる浸
水と接触させ、充填後に水和反応を前記孔内において生
しさせる。水と接触させる最も一般的な方法は、破壊す
べき脆性物体が陸上にある岩石、コンクリート、レンガ
等の構築物などの場合には、脆性物体に孔を穿設し、該
孔に水を注入する。水には前記水和反応遅延剤及び／又
は前記水和反応遅延助剤を溶解してもよい。水和反応遅
延剤及び／又は水和反応遅延助剤の水への添加量は破砕
剤の種類、活性度、破壊すべき脆性物体の強度、注入水
の温度、気温等の条件により異なるが、通常０２〜１０
．０重量％の溶液とする。水和反応遅延剤、水和反応遅
延助剤の水への添加量が上記範囲未満の場合は粒状破砕
剤の種類、破砕剤の使用条件などによっては水和反応の
進行が激しく鉄砲現象を呈する乙とがあり、一方上記範
囲を越える場合は膨張圧が低下することがある。

破壊すべ９！−脆性物体が水中構築物であり、所定期間
経過後、破壊しなければならないような場合、たとえば
定置網漁法における定置網固定用の１０〜２０トンの重
量を持つ大型のコンクリート製ブロックがある。この定
置網は一般に数年毎に場所を移動し、移動後の該位置は
底引漁場などに解放されろため、該コンクリートブロッ
クは従来潜水作業により破砕することが行われていた。

本発明ではかような水中構築物を破壊する場合、予め構
造物の成形時に設けた孔若しくは穿孔することにより形
成した孔に破砕剤を水と接触しないよう遮断して充填し
、所定期間経過後に遮断を解放して水と破砕剤との接触
を行わせることができる。たとえば、水中構築物に破砕
剤が直接接触しないようにポリ塩化ビニルなどの耐アル
カリ性でかつ耐水性材料からなる下端を封止したパイプ
を該孔に挿入して隔壁とし、該パイプ中に粒状の脆性物
体破砕剤を水と遮断して予め充填しておき所定時期に遮
断を解放して水を侵入せしめ、破壊することができる。

なおこの場合、海中構築物を対象とする場合には予め挿
入するパイプは耐海水性であることが必要である。

本発明によれば、破砕剤の可使時間を考慮せずに、簡単
な操作で脆性物体を破壊することができ、しかも鉄砲現
象なしに高い膨張圧を発現する。

以下、本発明を実施例につき説明する。なお、％は及び
部は重量基準である。

実施例１ １０繭ふるい全通の粒度に粗砕した軟焼生石灰（活性度
：３１４）７５ｋｇにオキシカルボン酸塩系の水和反応
遅延剤０．３８ｋｇ、水和反応遅延助剤として炭酸ナシ
リウム０．０７ｋｇおよび生石灰の部分消化用水として
水０．７５ｋｇを加えて、ボールミルで８８μｍふるい
残分４０％になるまで粉砕して、粉末状の脆性物体の破
砕剤を調製した。

この粉末状破砕剤を回転加圧式錠剤機により全圧３トン
の圧力下に直径３．６．１０，１３．１５　ｍｍの粒状
体に成形して粒状の脆性物体の破砕剤を得た。なお、直
径１．５．１．０ｗｍのものはジエチレングリコールを
バインダとしてパン型造粒機により成形した。乙の粒状
破砕剤を２０℃の恒温室τこおいて鉄パイプ【こ充填し
、２０℃の水を粒状破砕剤の上面まで加えて膨張圧を測
定した。膨張圧の測定結果を第１表に示す。

なお、実施例において示した生石灰の活性度は次の方法
による１ｏ分値を示している。即ち、試料生石灰を１〜
５ｍに粗砕しその５０ｇを４０℃の渇水２０００ｍｊ中
に投入し一定条件で攪拌しっ、フェノールフタレインを
指示薬として４Ｎ−ＨＣｌで中和滴定する。試料投入後
５分と１０分後の４Ｎ−ＨＣｊの消費量（ｍｊ）を活性
度といい、５分値、１０分値として表す。また、膨張圧
の測定試験は次の方法によった。すなわち、ＪＩＳＧ３
４５４圧力配管用炭素＃Ｉ鋼管２５（Ａ）を４０ｃｍの
長さに切断したパイプの一端を鋼板に溶接し、開口部を
上にして鉛直に立てろ。パイプの外周２ケ所にペーパー
ストレンゲージを装着し、パイプの開口部から粒状成形
破砕剤を充填し、水を注入し、パイプ外壁を冷却しなが
らパイプの膨張静ひずみを測定し、計算によって膨張圧
（ｋｇｆ／ｃｉ）を求第　　１　　表 何れの試験においても所謂鉄砲現象はみられなかったが
、直径１．０ｍ＋ｎ（試験Ｎｏ、　１　）の場合は注水
の浸透が不均一で膨張圧の測定が困難であり実用に問題
があり、使用できない。また、直径１５ｍｍ（試験取７
）の場合は水量が過剰となり、膨張圧が低下してくるの
でこれを越えると実用上使用できない。混合して用いた
場合（試験Ｎｏ、　８．９）には水の浸透が均一で高い
膨張圧が得られることが判る。

実施例２ 実施例１記載の操作により得られた直径６＋＋＋＋ｎの
粒状破砕剤を鉄パイプに充填し、２０℃の恒温室におい
て２０℃の海水を粒状破砕剤の上面まで加えて膨張圧を
測定した。膨張圧の測定結果を第２表に示す。海水中に
はＮａＣｌ　、　ＭｇＳＯ４、ＮｇＣｌ　２、ＣａＳＯ
４、ＫＣＩなどの各種の塩類を含有するが、鉄砲現象は
認められず、膨張圧も正常に発現し、本破砕剤は海中構
築物の破砕にも安全に使用出来ることが認められた。

第　　２　　表 実施例３ 実施例１で使用した１０ｍ＋ｎふるい全通の粒度に粗砕
した生石灰７５ｋｇに、生石灰の部分消化用水として水
０．７５ｋｇを加えてボールミルで８８μｍふるい残分
３７％になるまで粉砕して、粉末状の脆性物体破砕剤を
調製した。これを実施例１記載の方法によって直径６ｍ
の粒状の脆性物体破砕剤に加圧成形した。

この粒状破砕剤を５℃〜２０℃および３５℃の恒温室に
おいて鉄パイプに充填し、それぞれ５℃、２０℃および
３５℃の第３表記載の組成の水溶液を粒状破砕剤の上面
まで加えて膨張圧を測定した。

膨張圧測定結果を第３表に示す。

第　　３　　表 いずれも、鉄砲現象は認められず、かつ、２４時間後の
膨張圧は２００ｋｇｆ／ａｔＩｒを上回り、脆性物体の
破砕剤として充分有効であることを示した。

即ち、軟焼生石灰の粉砕時に少量の水で部分消化し、更
に気温などの外的条件を考慮し、水または適切な水和反
応遅延剤、水和反応遅延助剤を添加した水を注水する乙
とにより安全に脆性物体を破砕できることが明らかであ
る。

実施例４ 市販の粉末状脆性物体の破砕剤Ａ（活性度７９の硬焼生
石灰よす得た春秋用破砕剤）および破砕剤Ｂ（クリンカ
ー系の春秋用破砕剤）をそれぞれ実施例１に記載の方法
により直径６ｍの粒状体に加圧成形し、実施例１記載の
方法に従って２０℃における膨張圧を測定して第４表記
載の結果を得た。なお、比較例として、同粉末状破砕剤
を水量３０％でｉ練したものについて２０℃における膨
張圧を測定し、その結果を第４表に併記した。

なお、破砕剤Ａ及びＢの化学分析値（％）を第５表に示
す。

何れも鉄砲現象は認められず、市販の粉末状破砕剤でも
それを粒状体に成形し孔中に充填後注水する本発明の方
法により水性スラリー法と同等な破砕効果が得られるこ
とが明らかである。

特許出願人　　三菱鉱業セメント株式会社手続補正書（
自発） 昭和５８年９月２８日 特許庁長官　若杉和夫殿 １事件の表示 昭、蜆、！ｉ％８年特許願第１０３７４０号２　発明あ
Σ各−称 脆性物体の破砕剤及び破砕方法 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 三菱鉱業セメント株式会社 ４代理人 ５補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の項 ６　補正の内容 別紙の通り 明細書を以下のように補正します。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）生石灰を主成分として含む粉末状原料を加圧成形
   または転勤成形により直径１５關乃至１５ｍに造粒した
   ことを特徴とする粒状の脆性物体破砕剤。
2. （２）生石灰を主成分として含む粉末状原料を加圧成形
   または転勤成形により直径１．５＋ｍｍ乃至１５＋ｗ＋
   ａに造粒してなる粒状の破砕剤を、脆性物体に形成した
   孔に充填し、しかる浸水と接触させ、充填後に水和反応
   を前記孔内において生じさせることを特徴とする脆性物
   体の破砕方法。
3. （３）前記粒状の破砕剤を前記孔に充填した後、水を前
   記孔に注入することにより水と破砕剤との接触を行わせ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の破砕
   方法。
4. （４）前記水に水和反応遅延剤及び／又は水和反応遅延
   助剤を溶解し、前記孔に注入することにより水と破砕剤
   との接触を行わせることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載の破砕方法。
5. （５）　前記粒状の破砕剤を水と接触しないよう遮断し
   て前記孔に充填し、前記脆性物体を水中に浸漬し、所定
   期間経過後に前記遮断を解放して水と破砕剤との接触を
   行わせることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の破砕方法。