JPS60156561A - 静的破砕方法および静的破砕用膨脹性破砕剤 - 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】 本発明はコンクリートや岩石等の脆性物体に穿孔した装
填孔中に膨張物質を注入し、その膨張圧を利用して脆性
物体を静的に破砕する方法およびそれに利用される膨張
性破砕剤に関するものである。

従来、脆性物体を静的に破砕する破砕剤としては、例え
ば特開昭５８−７９０７１公報や特開昭５６−１４２８
９４号公報に記載されているように、生石灰を１ｌｌｉ
ｌｉ脹性成分とする膨唱性物質等が提案され、既に数種
のものが破砕剤として工業的に生産されている。かかる
破砕剤は主に粉末状のものであり、その使用方法は粉末
状の破砕剤をあらかじめ容器の中で水と混ぜ水性スラリ
ーとした後、被破砕物に穿孔された装填孔に充填する方
法が実用化されている。

しかし、かかる破砕剤および破砕方法には次のような欠
点がある。

１）破砕剤と水を混ぜるとすぐに主成分の生石灰と水和
反応が起り、水性スラリーの流動性が低下するためすば
やく装填孔への注入を行なわねばならず、気温や水温が
高い時には注入が困難になる。

２）市販の破砕剤には適用温度範囲があり、その上限を
越えて使用した場合、また適用温度範囲以内で使用した
としても装填孔の径が５０■φ以上の場合には、充填さ
れた膨張剤が装填孔外に爆発的に突出しく突出現象とが
鉄砲現象などと呼ばれている。以下突出現象という）、
破砕効果が得られないばかりでなく作業上非常に危険で
ある。さらに適用温度範囲内でかつ装填孔の径が５Ｏｎ
＋ｉφ以内で使用した場合でも、気温の変化の大きい時
や太陽熱などの影響などにより被破砕物の温度が高温に
なっていた時、あるいは練り混ぜ水が高温になっていた
時などは突出現象がしばしば発生する。

３）破砕効果が生ずるまでの時間は気温などの条件によ
って異なるが、１２〜２４時間と非常に長くかかり作業
性が悪い（膨張圧発現時間を早くするような膨張性物質
にすると突出現象が起りやすくなる）。

このため突出現象を防止する方法として、特開昭４８−
２５３３７号や特開昭４９−２１９２４号等に、装填孔
に破砕剤スラリーを充填した後、その上部にあたる部分
にモルタルまたは器具類によって密栓する方法が提案さ
れているが、これらの方法では作業性が悪く、またコス
トも高くなる欠点がある。

本発明はこのような欠点を改良し、膨張性物質の膨張力
を利用して岩石やコンクリート等の静的破砕を有効かつ
安全、迅速に行なわせる破砕方法と被破砕剤を提供する
ものである。

すなわち、本発明は、 （１）　膨張性物質の水和反応に伴う膨張圧を利用して
コンクリート等の脆性物体を静的に破砕するに当たり、
粉体状の膨張性破砕剤を圧縮成形してなる立体形の膨張
性錠剤もしくは膨張性顆粒を装填孔に充填した後、水を
注入することを特徴とする静的破砕方法、 （２１粉体状の膨張性破砕剤を圧縮成形してなる立体形
の膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒の体積が０．０５〜１
０Ｃ１である静的破砕用１ｉｉ１１ｉ性破砕剤、 Ｇ）　膨張性錠剤もしくはｍ服性顆粒の嵩比重が２．０
〜３．２である上記第（２１項記載の静的破砕用膨感性
破砕剤、 である。

このような膨張性破砕剤もしくは膨張性顆粒にして使用
することにより、従来の粉末状の破砕剤のようにあらか
じめ水性スラリー化して装填孔へ充填する必要がなくな
り、水性スラリーの流動性が低下し装填孔に注入できな
くなるという作業上の欠点がなくなる。さらに突出現象
の発生が抑えられるため、膨張圧の早い膨張性破砕剤、
例えば冬用（適用温度範囲１５〜５℃）としてつくられ
た粉末状の静的破砕剤を使用不可温度（１５℃以上）で
の使用が可能になり、破砕に要する時間を大巾に短縮で
きるといった特徴を有している。

次に本発明の実施態様を図面に従って詳述する。

第１図において、１はコンクリート等の被破砕物であり
、これに一定の間隔をおいて、一定の長さで、一定の孔
径の装填孔２を穿設し、その装填孔２に膨張性錠剤もし
くは膨張性顆粒３を充填した後、装填孔２の孔口４から
水を注入して膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒を水和、１
１＠させて被破砕物１を破砕する。

図中５は孔底である。

本発明の方法によれば被破砕物に充填された膨張性錠剤
もしくは膨張性顆粒が水和反応（発熱反応）に伴って発
生する水蒸気を膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒の間隙を
通って大気中に放出することにより、膨張性錠剤もしく
は膨張性顆粒内部の水蒸気圧が増大することを防止し、
装填孔径を５０ｍＩＩｌφ以上としても充填された膨張
性錠剤もしくは膨張性顆粒が孔外に突出することがなく
、膨張圧を有効に利用できるとともに、突出現象による
危険を防止できるため作業の安全性をより高めることが
できる。また従来の粉末状の破砕剤のように、あらかじ
め破砕剤と水を容器内で混合し、これを速やかに充填孔
に充填する作業がなくなり、装填孔に充填された膨張性
破砕剤に水のみを注入すればよ′いので作業が簡単にな
る。

次に本発明の膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒について詳
述する。

膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒は粉末状の膨張性破砕剤
を成形してつくることができる。

粉末状の膨張性破砕剤を構成する成分は膨張性を発現す
る膨張性成分（主に生石灰が用いられている）であり、
これに反応調整剤や、さらにその他の添加剤を組合せた
ものから構成されている。例えば特開昭５８−７９０７
１号公報にあるように生石灰に珪砂、非晶性カルシウム
アルミネートと無ｌｌ硫酸塩、減水剤および凝結遅延剤
からな′るもの、特開昭５６−８１７７９号公報にある
ように遊離石灰および遊離マグネシアとカルシウムアミ
ノフェライトから成るクリンカーを粉砕したもの、さら
に特開昭５５−１４２８９４号公報にある３ＣａＯ・５
ｉＯｚ、ＣａＯ結晶粒、およびＣａＳＯ４から成るクリ
ンカーの粉末等が具体例としてあげることができる。よ
り具体的には既に市販されている粉末状の破砕剤を１１
１＠性錠剤もしくは１ｌａｔｌｌｌｉ性顆粒をつくる原
材料として用いることができる。

かかる粉末状の膨張性破砕剤は前もって均一に混合した
後、打錠機やブリケットマシーン等を用いて立体形の錠
剤や顆粒状に成形することができる。その際、特に成形
性を良くするために成形助剤（ｉｌｌ型剤）等の潤たく
剤を前もって粉末状の混合物の中へ添加しておくことが
好ましい。膨張性顆粒をつくる場合は上述の方法の外に
、粉末状の静的破砕剤をシートもしくはブロック状に圧
縮成形した後に粉砕してつくることもできる。

膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒の体積は装填孔へ充填す
る際の充填のしやすさ、および装填孔に充填された後の
充填密度から考えて、装填孔の孔径が３０〜１００＋＋
＋ｍφの場合、０．０５〜１０Ｃ１の大きさが最も破砕
効果が大きい。

０．０５ｃ１未満にすると突出現象は発生しないが破砕
効果が減少することになり、さらに破砕に要する時間も
長くなり好ましくない。

膨張性錠、剤もしくは膨張性顆粒の嵩比重は取扱い時に
錠剤がこわれにくい硬さで、かつ装填孔に充填された後
、水を注入して水和、膨謳反応が始まり、初期の反応で
発生する水蒸気を膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒の間隙
を通って大気中に放出されるまで錠剤や顆粒の形がこわ
れない硬さが必要であり、嵩比重で２．０〜３．２が好
ましい。嵩比重が２．０未満の場合は取扱い時に形がこ
われたり、膨張の際にａ＠圧が不充分で被破砕物が完全
に破砕されにくい。他方嵩比重が３．２を越えるものは
製造がむずかしく、また［１＋１Ａ性錠剤もしくは膨張
性顆粒の内部への浸透がおそくなりすぎ好ましくない。

本発明の方法によると被破砕物に充填された膨張性錠剤
もしくは膨張性顆粒が、水和反応に伴って発生する水蒸
気を膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒の間隙を通って人気
中に放出することにより、膨張性錠剤もしくは膨張性顆
粒内部の水蒸気圧が増大することを防止し、装填孔５０
Ｉｌｌｌφ以上としても充填された膨張性錠剤もしくは
膨張性顆粒が孔外に突出覆ることなく、膨張性錠剤もし
くは膨張性顆粒の膨張圧を有効に利用でき、また従来の
膨張剤のようにあらかじめ膨張剤と水を容器内で混合し
、これを速やかに装填孔に充填する作業がなくなり、水
のみを装填孔に充填された膨張性錠剤もしくは膨張性顆
粒に注入すれば良いので、作業の効率化および経済効果
の大きい破砕作業が可能となり、かつ突出による危険を
防止することができるため作業上の安全性をより高める
ことができる。また破砕作業において装填孔径５０＋ｎ
＋＋＋φ以上の大きな孔径で膨張剤が使用できるため、
一孔当りの膨張剤の充Ｗ４ｍをより多く使用することが
でき、このため破砕力が増大するために孔の間隙を大き
くとれるので破砕に必要な孔数の削減が可能であり、破
砕作業を効率的かつ経済的にする効果がある。また突出
現象が起こりにくいため、膨眼圧発現の早い破砕剤が可
能となった、以下実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。

実施例１、比較例１ 直径３００１ＩＩｌ、高さ５００ｍｍの円柱状の無筋コ
ンクリートに孔径６０ｍｍ、深さ４５０ｍｍの孔を中央
に１個所穿設したものを被破砕物とした。

この装填孔に表−１に示す組成、形状、体積、嵩比重の
ａＩＭ性錠剤を充填した後、水を注入し、コンクリート
の破砕状況を観察した。

また、比較のために実施例１と同一成分の粉末状のもの
を装填孔に直接充填した後、水を注入したもの、および
市販の破砕剤（粉末状ンのものをあらかじめ容器内で水
と混練しく水化０．３５）　、水性スラリーにしてから
装填孔に注入したものについても実施例１と同じ条件で
破砕実験を行った。

結果を表−１に示す。

表−１の結果から明らかなように、本発明の膨張性錠剤
を用いた場合は突出現象は発生せず、しかも短時間にコ
ンクリートの破砕が観察されたが、比較に行った実験例
ではいずれも突出現象が発生し、］ンクリートの破砕は
うまくいかなかった。

表−１ Ａｌ　２　（ｈ　１．４％、Ｆｅ　２０３−０．４％、
８０２３．５％、Ｉｇ、　１ｏｓｓ　２．７％、（粉末
Ｘ線回折ニよルとＣ３ＳＮＣａＯ％Ｃａ　ＡＦｌｌ［ｃ
ｓが観察された。）２）　温度２５℃での実験結果（５
時間後に観察）３）　温度１５℃の実験では、１２時間
後に破砕が観察された。

実施例２、比較例２ 成分として□　゛ Ｃａ　０９０．４％、Ｍｏ　Ｏ２，０％、ｓ；　０２０
．６％、ＡＩ　２　０３　１．６％、ＦｅｚＯ：＋１．
３％、ＳＯ３１，１％、ｉ　ｇｌｏｓｓ　２，３％（粉
末Ｘ線回折でＣａ　Ｏ，ＩＶＨＩ　Ｏ，Ｃ２Ｆ、ｕｃｓ
が観察された）からなる粉末状の静的破砕剤を、円柱状
（体積１．５ｃｎｕ　、嵩比重２．７）に成形だ膨張性
破砕剤を用いた点を除いて、他は実施例１と同じ条件で
破砕実験を行った。

比較のため同一成分で粉末状の静的破砕剤（比較例２）
を水性スラリー（水比０．３５）にして装填孔に充填し
た破砕実験を実施した。

実施例３、比較例３ 成分として ＣａＱ６８．０％、Ｍ（１００，５％、Ｓｉ　０２１２
．０％、Ａｌ２Ｏ：１４．２％、Ｆｅ２０３０．２％、
８０３　８．８％、ｌ　ｇｌｏｓｓ　４．６％（粉末Ｘ
線回折でＣａ　Ｏ，Ｓｉ　０２　、ｌＩｃ５等が観察さ
れた）からなる粉末状の静的破砕剤を、円盤状（体積３
ＣＩ１１３、嵩比重２．６）に成形した膨張性破砕剤を
用いた点を除いて、他は実施例１と同じ条件で破砕実験
を行った。

比較のため同一成分で粉末状の静的破砕剤（比較例３）
を水性スラリー（水化０．３５）にして装填孔に充填し
た破砕実験を行った。

実施例２．３および比較例２．３の結果を表−２に示す
。表−２から明らかなように、本発明の実施例では突出
現象は起こらず短時間で良好な亀裂が観察されたが、粉
末状静的破砕剤はいずれも突出現象が発生し、破砕は観
察されなかった。

剤１５℃で実験を行なった場合は、１昼夜後に亀裂の発
生が認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコンクリート等の静的破砕方法の
一実施態様の断面図、第２図（ａ　）　（ｂ’＞　（ｃ
　）はそれぞれ実施例の円柱体、円盤体、球体形態の膨
張剤の平面図、側面図である。 １・・・コンクリート等の被破砕物 ２・・・装填孔　３・・・膨張性錠剤 ４・・・装填孔２の孔口 ５・・・装填孔２の孔底 特許出願人　旭化成工業株式会社 代理人　弁理士　小　松　秀　岳 代理人　弁理士　旭　宏 第１図 イ 手続ネ…正書（方式） ％式％ １、事件の表示　昭和５８年特許願第１８９２１８号２
、発明の名称　静的破砕方法および静的破砕用膨張性破
砕剤名　称　（００３）旭化成工業株式会社５、補正命
令の日付　昭和６０年２月６日（発送日昭和６０年２月
２６日） ６、補正の対象　明細書中、図面の簡単な説明の欄。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）膨張性物質の水和反応に伴う膨張圧を利用してコ
   ンクリート等の脆性物体を静的に破砕するに当たり、粉
   体状のｉＩ＠性破砕剤を圧縮成形してなる立体形の膨張
   性錠剤もしくは膨感性顆粒を装填孔に充填した後、水を
   注入することを特徴とする静的破砕方法。
2. （２）粉体状の膨張性破砕剤を圧縮成形してなる立体形
   の膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒の体積が０．０５〜１
   ０ｃｍ３である静的破砕用膨張性破砕剤。 １３１　膨張性錠剤もしくは膨張性顆粒の嵩比重が２．
   ０〜３．２である特許請求の範囲第（２）項記載の静的
   破砕用膨張性破砕剤。