JPS60164596A - 熱伝導体を利用した破壊工法 - 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】 本発明は膨張性破砕剤と水とを混練させることにより発
生する膨張圧により被破砕物を破壊する破壊工法に係り
、特に、加熱手段を用いることにより安全にかつ短時間
で被破砕物を破砕することが可能な破壊工法に関する。

一般に、コンクリート構造物や岩石、地山の解体、破砕
に酸化カルシウム（Ｃａｎ）を主要な成分とする膨張性
破砕剤が広く用いられている。

即ち、ＣａＯと水との反応により発生する水和１膨張圧
を利用しコンクリート構造物並びに岩石等を破壊するも
のであるが、一方でＣａＯの水利反応が急速に進んだ場
合に発熱によりスラリー温度の急激な上昇を原因とする
噴出現象が起こることがあり危険性を伴うと共に、破砕
効果を失うことになるので、このような噴出現象が生じ
ない条件下において、スラリーや湿潤ケークを充填し破
砕するものである。

しかし、ＣａＯの温度が高い程、水利反応も促進され、
１膨張圧の発現速度は早くなるものであるが、同時に噴
出現象を招き易くなり、このような噴出現象を抑制しつ
つ、被破砕物を破砕するためには半日又は−日という長
時間を要してしまう、という欠点が存していた。

このような欠点に対処するものとして、水和熱による温
度の上昇を活用し穴内に膨張性破砕剤を充填し、穴上部
へ引き続き超速硬セメントもしくはこれに匹敵する性能
の急結性セメントのペースト、モルタル、あるいはコン
クリ−１・をタンピングし、１時間〜゛５時間の短時間
で被破砕物を破砕できる破壊工法が提案されて°いた。

しかし、このような破壊工法にあっても、噴出現象を抑
制し、破砕に要する時間を短縮するためには、被破砕物
自体の温度、外気温度、穿設された穴径等の諸条件に応
じて膨張性破砕剤の成分及び粒度を調整しなければなら
ず、予め成分等を調整した多種類の膨張性破砕剤を常に
用意しておかねばならない、という不具合があった。

即ち、膨張性破砕剤を用いた破壊工法にあっては、膨張
性破砕剤の主成分である酸化カルシウムの水利反応によ
り膨張圧が発現するため、被破砕物の温度、外気温度等
により膨張圧発現速度が著しく変化する。例えば低温下
では、膨張性破砕剤の充分な反応が得られないため破砕
が難しく、いかなる環境下にあっても所定時間内に破砕
作業を行うためには、成分が調整された多柱類の膨張性
破砕剤を予め用意し、季節や作業現場の状況や温度環境
に応じて適切に選択し、破壊作業に用いなければならず
、きわめて煩雑であるという欠点が存していた。

本発明はこのような従来の欠点に鑑みなされたものであ
って、その目的とするところは、破壊作業現場の状況や
温度影響をうけることがないと共に、安全にかつ短時間
に被破砕物を破砕することが可能な破壊工法を提供する
ことにある。

かかる目的を達成するため第一発明にあっては、水との
反応により発生する水和膨張圧によりコンクリート構造
物、岩岩等を破壊する膨張性破砕剤を水と混合しスラリ
ー状態又は湿潤ケーク状態で被破砕物に開設された穴に
充填し、膨張圧により被□破砕物を破砕する破壊工法に
おいて、熱伝導性を有する素材からなる充填物が混入さ
れた膨張性破砕剤スラリー又は湿潤ケークを被破砕物に
開設された穴内に充填し、該膨張性破砕剤スラリー又は
湿潤ケークを穴開口部から外部加熱手段により、例えば
生石灰、仮焼ドロマイト、アルミン酸塩含有鉱物等の水
和に伴なう化学反応熱、電熱線等の電気による発生熱、
ガスバーナ、トーチバーナ、たき火等による発生熱　１
．により加熱し。

該発生熱を充填物を介して穴内部の破砕剤スラリー又は
湿潤ケークへ伝達させることにより穴内部へ熱を伝達き
せることにより、膨張性破砕剤スラリー又は湿潤ケーク
の反応を促進させ、被破砕物を破砕するように構成され
ており、一方、第二発明にあっては、水との反応により
発生する水利膨張圧によりコンクリート構造物、岩石等
を破壊する膨張性破砕剤を水と混合しスラリー状態又は
湿潤ケーク状態で被破砕物に開設された穴に充填し、膨
張圧により被破砕物を破砕する破壊工法において、該穴
内に細長状に形成された熱伝導体を上端部が膨張性破砕
剤スラリー又は湿潤ケークから突出すると共に下端部が
底部近傍へ到達するように配置し、１−温熱伝導体の突
出部を加熱して穴内部へ熱を伝達させることにより膨張
性破砕剤スラリー又は湿潤ケークの反応を促進させ、被
破砕物を破砕するように構成されている。

以下、本発明の詳細な説明する。まず、第一発明にあっ
ては、熱伝導性を有する素材からなる充填物を予め膨張
性破砕剤スラリー又は湿潤ケーク中に混入しておき、被
破砕物に開設された穴内に充填し、該膨張性破砕剤スラ
リー又は湿潤ケークを加熱して、水和反応を促進させ、
被破砕物を破砕するものである。この場合、熱、。

伝導性を有する素材としては、鉄、銅、アルミニウム等
が用いられ、充填物の形態としては板材、棒状体、粒も
しくは粉末等が用いられるものであり、製鉄所における
廃棄物であるハンマースケール、銅の製錬時に排出され
るいわゆる銅ガラミ等を使用することも可能である。ま
た、これらの充填物の混入量は使用される膨張性破砕剤
の量に対して１０−１００容量部が適当である。一方、
膨張性破砕剤スラリー又は湿潤ケークを加熱する方法と
しては、生石灰に水を加え水和反応に伴い発生する熱を
利用する方法や、ガスバーナー等を利用する方法等の化
学反応により発生する熱を用いる方法が考えられる。

また、第二発明にあっては、被破砕物に開設された穴内
に細長状に形成された熱伝導体を配置し、上記熱発生手
段により発生した熱により、Ｌ温熱伝導体を加熱して穴
内部へ熱を伝達させることにより、膨張性破砕剤スラリ
ー又は湿潤ケークの反応を促進させ、被破砕物を破砕す
るものである。この場合、熱伝導体の素材としては、第
一発明の場合と同様に、鉄、銅、アルミニウム等の熱伝
導率の高い素材が用いられ、熱伝導体の形状としては、
細長い筒状に形成されたもの、細長い板状に形成された
もの等が用いられる。また、この熱伝導体を加熱する方
法としては第一発明の場合と同様、生石灰に水を加えた
場合の水和反応により発生する熱を用いる方法が考えら
れる。

そして、上記熱伝導体は、加熱し易いように１一端部が
１彰張性破砕剤スラリー又は湿潤ケークから突出すると
共に、熱が膨張性破砕剤スラリー又は湿潤ケークの隅々
にまで伝わるようにド端部が穴の底部近傍へ到達するよ
うに配置されている。

次に、第一発明の詳細な説明する。

−辺がｌ■に形成された無筋コンクリート供試体ｌを室
温θ℃の恒温室に入れ、該コンクリート供試体ｌが０℃
になるまで予め冷却しておき、第１図に示すように、該
コンクリート供試体ｌに直径４０ｍｍ、長さ９０ｃｍの
穴２を穿設する。

そして、該コンクリート供試体ｌに穿設された穴２内へ
予め銅ガラミ３を２０．４０容量部、ハンマースケール
４を２０．４０容量部混入し、水／破砕剤比２５％で混
練されたＳ−マイトスラリー５（住友セメント株式会社
製膨張性破砕剤、Ｓ型、適用温度５〜２０℃）を流し込
む。その後、該穴２内へ膨張性破砕剤スラリーを充填し
た後、生石灰２００ｇの入ったカプセル状容器８を膨張
性破砕剤スラリー５の−Ｌ面に載置し、１００ｃｃの水
を加えて発熱させ、膨張性破砕剤スラリー５を加熱した
。その結果、以下の表に示す時間で亀裂が生じ、供試体
ｌを破砕することができた。

尚、比較のために生石灰の入った容器を用いずに破砕実
験を行ったが、注水後２４時間後に亀裂が生じ、３０時
間後に破砕することができた。

次に第二発明の詳細な説明する。

＝−辺が１１１に形成された無筋コンクリート供試体７
を室温０°Ｃの恒温室に入れ、該コンクリート供試体が
０°Ｃになるまで予め冷却しておき、第２図（３）（４
）に示すように、該コンクリート供試体７に直径４０ｍ
ｍ、長さ９０ｃｍの六８を穿設する。そして、該コンク
リート供試体７に穿設された六８内へ、水／破砕剤比２
５％で混練したＳ−マイトスラリー８　（住友セメント
株式会社製膨張性破砕剤、Ｓ型、適用温度５〜２０°Ｃ
）を流し込む。その後、第２図（１）に示すような鉄を
素材として円筒状に形成された熱伝導体ｌＯ１及び第２
図（２）に示すような鉄を素材とする４枚の板材１１を
鉄パイプ材１２の周囲に十字状に突設して形成した熱伝
導体１３を、夫々、第２図（３）Ｕ）に示すように、上
端部１３ａが膨張性破砕剤スラリー５から突出すると共
に下端部１３ｂが六８の底部近傍へ到達するように配置
する。

そして、生石灰２００ｇの入ったカプセル状容器１４を
熱伝導体ｌＯの上端部１０ａ及び熱伝導体１３の上端部
１３ａを抱持するように穴８の上部に配置し、該カプセ
ル状容器１４内に水１００ｃｃを加えて発熱させ、熱伝
導体を加熱した。その結果、第２図（１）に示す円筒状
に形成された熱伝導体ｌＯを使用した場合には、注水後
、３０分で亀裂が生じ、約４０分後に供試体を破砕する
ことができた。一方、第２図（２）に示す４枚の板材を
十字状に突設して形成した熱伝導体１３を使用した場合
には、注水後２０分で亀裂が生じ、約３０分後°に該供
試体を破砕することができた。

尚、上記各実施例にあっては、膨張性破砕剤スラリー又
は熱伝導体を化学反応により発生する熱を用いて加熱す
るものであるが、電熱線ヒータ等の電気的手段により加
熱するもので　。

あってもよい。また、ガスバーナ、トーチバー　ｊす、
たき火等により発生する熱により加熱するものであって
もよい。さらに、本実施例にあっては、生石灰に水を加
えた場合に発生する熱により加熱する場合等を例に採り
説明したが、本実施例に限定されず、化学反応により発
生する　ｊ熱を利用するものであればよい。また、第二
発明に係る実施例にあっては、熱伝導体を円筒状　１に
形成した場合及び４枚の板材をパイプ材の周　１囲に十
字状に突設した場合を例に採り説明したが、熱伝導体の
形態は上記実施例に限定されな　ｊい。本発明では、上
記したように、水和反応により熱を発生する物質として
、生石灰について主に説明したが、これに限定されず、
生石灰、仮焼ドロマイト、アルミン酸塩含有鉱物のうち
少なくとも一種を使用してもよい。　［辷膨張性破砕剤
スラリーを加熱するように構成されているため、破壊作
業現場の温度環境に影響されることなく破砕作業を行う
ことができ、寺に厳冬期や寒冷地等の低温の温度状況下
にｂっても被破砕物を容易かつ短時間に破壊する＝とが
できると共に、従来のように、成分が様々に調整された
多種類の膨張性破砕剤を予め用毀し、季節や作業現場の
環境により選択して使目することが不要となり、破砕作
業の準備工数に低減できる。また、本発明にあっては、
膨張性破砕剤スラリーのＬ部から加熱するように構糺さ
れており、被破砕物に開設された穴に充填された膨張性
破砕剤スラリーの」二方から下方へ欣々に水和反応が促
進されると共に、水利反応＞（起った部位は硬化して一
種のポーラス状の栓叶して形成されるため、その後の水
利反応によ〕生ずる蒸気が閉塞されることがなく、噴出
現記が防止され、安全に破砕作業を行うことが“可能と
なる、という効果を奏するものである。

第１図は第一発明に係る実施例を示す説明図、第２図（
１）　ｔ’ｔｔ　（％’）は第二発明に係る実施例を示
す説明図である。

１．７・・・被破砕物 ２．８・・・穴 ３．４，１０．１３・・・熱伝導体 ５．８・・・膨張性破砕剤スラリー （Ｓ−マイトスラリー） 特許出願人　住友セメント株式会社 代　理　人　弁理士　土橋　皓 第１ＷＪ 第２図 （１１（２）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）水との反応により発生する水和膨張圧によりコン
   クリート構造物、岩岩等を破壊する膨張性破砕剤を水と
   混合しスラリー状態又は湿潤ケーク状態で被破砕物に開
   設された穴に充填し、膨張圧により被破砕物を破砕する
   破壊工法において、熱伝導性を有する素材からなる充填
   物が混入された膨張性破砕剤スラリー又は湿潤ケークを
   被破砕物に開設された穴内に充填し、該膨張性破砕剤ス
   ラリー又は湿潤ケークを穴開口部より加熱、し、穴内部
   へ熱を伝達させることにより、１膨張性破砕剤スラリー
   又は湿潤ケークの反応を促進させ、被破砕物を破砕させ
   ることを特徴とする熱伝導体を利用した破壊工法。
2. （２）化学反応により又は電気的に発生する熱がて伝達
   され上記膨張性破砕剤スラリー又は湿潤ケークを加熱す
   る９とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱伝導
   体を利用した破壊工法。
3. （３）　ｈ記充填物は膨張性破砕剤に対して１０〜１０
   ０容量部混入されていることを特徴とする特許４青求の
   範囲第１項記載の熱伝導体を利用した破壊工法。
4. （４）水との反応により発生する水和膨張圧によりコン
   クリート構造物、岩石等を破壊する膨張性破砕剤を水と
   混合しスラリー状態又は湿潤ケーク状態で被破砕物に開
   設された穴に充填し、膨張圧により被破砕物を破砕する
   破壊−ｒ法において、該穴内に細長状に形成された熱伝
   導体を上端部が膨張性破砕剤スラリー又は湿潤ケークか
   ら突出すると共に下端部が底部近傍へ到達するように配
   置し、上記熱伝導体の突出部を加熱して穴内部へ熱を伝
   達させることにより膨張性破砕剤スラリー又は湿潤るこ
   とを特徴とする熱伝導体を利用した破壊工法。
5. （５）　上記伝導体を化学反応により発生する熱により
   加熱することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   熱伝導体を利用した破壊工法。