JPS6040179A - 破壊材組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、破壊性能の改良された経済的な破壊材組成物
［−ｐＡｊる。詳しくは酸化カルシウム系膨張材を利用
した膨張性破壊材組成物において、破壊性能を改良し、
かつ取扱いの容易にした水和膨張性破壊材組成物に関す
る。

〔従来技術〕

酸化カルシウム系膨張性破壊材は、脆性物体の破壊のた
めに用いられてきた。例えば、老朽化の或は不要となっ
たコンクリート構築物鉄筋コ１７リートを、或は、岩石
、煉瓦などの脆性物体を静的に破壊するために用いられ
る。このような破壊材は、単なる水利膨張性を有するか
、自硬性がないため、ある程度の硬化性を付与する必要
がある。

即ち、膨張速度の副側のため、又、を抜上の便宜のため
に、ある程度の硬化性を付与することが必要である。即
ち、（１）孔に充填しｔ（破壊材が、開口部の方へ膨張
が逃げてしまうことを抑えるため、（２）水利発熱、温
度上昇に起因する噴出現象？抑えるため、（３）横孔、
上は孔、水中への充填を容易にさせる為等の目的で破壊
材に自硬性を付与することが提案さねて来た。この上う
な自硬性付与のための材料としては、ポルトランドセメ
ント、高炉セメント、アルミナセメント、急結セメント
等の水硬性物質が提案されている。

従来、との自硬性付与法としては、ポ／ｌ−）ランドセ
メント、高炉セメント、アルミナセメント、急結セメン
ト等の水硬性物質を添加ツーるものが大部分であった。

しかし乍ら、以上のような水硬性物質では、破壊材の破
壊性能に十分役立つ自硬性を得る仁とは困難であった。

即ち、従来の提案された水硬性物質では、酸化カルシウ
ムの水利膨張と平行して、水利硬化が進行するものでは
ないために、酸化カルシウムの水利時期と、硬化時期の
タイミングを図る仁とができなかった。セメントのよう
な水硬性物質でも、添加量の増加と共に、膨張圧が低減
するものであシ、結果として充分な破砕効果を達成する
ことが困難である。

〔発明の目的〕

このような従来の欠点を改善する為に、本発明がなされ
たのである。即ち、粗粒率０．５〜３．５の高炉水砕ス
ラグ粗粒子を、破壊材の構成材料として利用することに
よって、以上のような従来の欠点を解決したものである
。

従来高炉水砕スラグは潜在水硬性を冶することが知られ
ておシ、その適用としてセメント混合材としての利用は
広く普及している。

しかし、潜在水硬性を発揮せしめるには・粉末度ブレー
ン値通常３０００ｄ／ａ程度以上の微粉末にしなければ
なら表い。

一方、本発明者ら岐、水硬性を期待できない高炉水砕ス
ラグ粗粒子が多量の生石灰存在下で、破壊材の自硬性付
与に貢献し、特に、膨張開始時期と、硬化時期のタイミ
ングが一致され、それによって膨張圧が被破壊体へ効果
的に伝播され、膨張圧力の発現で優わた特性をイｊする
ことを見出した。

又、破壊材をスラリー状で充填する場合にセメントに代
表されろ水酸性物質や、潜在水硬性を有する高炉水砕ス
ラグ粉末でに、クリンカー粉末への添加ターと共にスラ
リーの混線可能な所要水／クリンカー粉末の比率が増大
するのに対して、高炉水砕スラダ粗粒子では、かなシの
添加量の範囲迄水／クリンカー粉末の比率を舷添加の場
合と同じ値に保持できるので、膨張圧が確保できること
Ｙ見出し、不発ＢＡを完成するに至った。

〔発明の構成〕

本発明の破壊材組成物は、酸化カルクラム含有率が３０
チ以上のクリンカー粉末膨張材３０〜９５重量部と粗粒
率０．５〜３．５の高炉水砕スラグ粗粒子５−７０重ぢ
部とからなる渭合物１００重量部に対して混和剤０．０
５〜５重景部重量合することを特徴とする。

即ち、本発明は、従来セメント化学分野でみられた高炉
セメントや高硫酸垣スラグセメント等に於ける高炉水砕
スラグ粉末の利用あるいはコンクリートにかける高炉水
砕スラグ細骨材の利用とは著しく技術ｈＭを異にブーる
ものである。

従来技術ｆ一対して、本発明の破壊材組成物は次の如き
顕著な技術的効果を有している。

第１に、水和膨張時期と水硬時期を調和できる。

即ち、セメントに代表壊れる″水硬性″′物質では、酸
化カルシウム系クリンカー共存下で水和か行なわれる場
合、酸化カルシウム系クリンカーの水利とははソ無関係
に水和か進行する為、該クリンカーの水利時ルｊ、硬化
時期のタイミングを図ることが離くなる。この結果とし
て、例えはセメントの硬化ｔ・早過さたＩ４合は、該ク
リンカーの水利膨張を利用するための膨張量、＃張圧の
ジを現が遅ｔ】てしまうか或は弱くなる。逆に硬化が遅
くなると、硬化性付与の本来の目的であるＣ（１０部へ
の膨張の逃けや噴出を抑えることができなくなシ、又、
自硬性がなくなシ取扱いが困難となる。こわに対して＊
発明で用いる高炉水砕粗粒子では、多量の酸化カルシウ
ムの水利にともなう温度効果によって。

水硬性が発現してくる為に、酸化カルシウム系クリンカ
ーの水和膨張時ルＪと硬化時期のタイミングがうまく合
致することができる。即ち、膨張時期と硬化時期を調和
できる為に効果的な膨張発現を得ることができる。

第２Ｋ、添加材の添加可能な鉛が比較的に大きくするこ
とができる。即ち、セメントに代表さｎる水硬性物質＃
ｉ、例えは、ＪＩＳＲ５２０２で粉末度比表ｉ￥１！積
ブレーン値を普通ポルトランドセメントでは２５００以
上、高炉セメントでは３０００以上の程度の細い粉末に
しなければ、十分な水硬性を発現できない。このような
細い粉末では、生石灰への添加ｉヶ増大すると、膨張圧
は低下し、添加量の極ぐ少ない範囲でしか実用的な膨張
圧を確立できない欠点があった。これに対して、本発明
では、硬化性付与材なる高炉水砕スラグ粗粒子を多量配
合しても膨張圧が維持されるか或は、低下したとしても
、その度合が従来技術に比べ著しく少ないものである。

第３に、添加材の素を増加せしめた場合でも、水和に必
要な水の刃がそれｔｌと増やす必要がない。

即ち、上記のように、不発明においては、破壊材中のク
リンカー粉末の配合比が小さ過ぎない範囲では、水／ク
リンカー粉末の量比が同じであれば、破壊材中のクリン
カー粉末が添加材で希釈されても、膨張圧が保持される
。そして、セメントのような水硬性物質では、クリンカ
ー粉末への添加量の増大と共に、スラリーの混線可能な
ＰＪ′ｒ要水／クリンカー粉末比が増大するのであるが
、これに対して、本発明で用いた潜在水硬性物質たる高
炉水砕スラグ粗粒子では、クリンカー粉末に添加されて
も、無添加の場合と、＃１とんど同じ水必侠割合であシ
、又、添加量を増大した場合、水／クリンカー粉末比は
、それ程増加せず、増加する割合も、従来技術の水硬性
物質に比べれば、比較にならない＃１ど少々い。従って
、以上によシ１本発明では、水利に要する水のすを比較
的に増やすことなく、実用的な膨張圧を確保できる。添
加量の範囲を従来技術に比べ、著しく拡大することがで
きる。

第４に、比較的に経済的な破壊材７＆：得ることができ
る。本発明によって用いることができる高炉水砕スラグ
粗粒子は、製鉄所で副産される原材料であり、原価はセ
メントに比べ、著しく安価である。従って、原材料費用
が安くなシ、経済的効果は大きい。

本発明においては、を炉水枠スラグ粗粒子又は（及び）
混和剤は、予めクリンカー粉末にプレミックスしてもよ
いし、或は工亨楊所、け１場においてクリンカー粉末、
又はクリンカー粉末とスラグ、クリンカー粉末と混和剤
の７０レミックス品及び水と混合することができる。

なお、不発明では、局炉水砕スラグの粒度構成をコンク
リート標準示方書に定義されている粗粒率で０．５〜３
．５とｆＩ７１ｊ限している。

これは粗粒率が０．５未満ではスラリーの混線性も粉末
に近くなって添加貴地にともなう水／クリンカー粉末の
増加割合が急激になってくる為である。又、３．５を越
えると、硬化性付与が困難になってくる為である。

混和剤としては、ショ糖、ブドウ糖β−ナフタリンスル
ホン酸ホルマリン縮合物系のものヲ一種または二種以上
混合して使用され得る。混和剤は、水と、酸化カル７ウ
ム系クリンカー粉末膨張材又は添加材との反応の時期を
調整し、或は抑制するために混和されるものである。

酸化カルシウム系クリンカー粉末膨張材中の酸化カルク
ラムの含有率を３０％以上としたのは、３０％未満では
脆性体を破壊する為の所要膨張圧が得られない為である
。

本発明の破壊材組成物において、クリンカー粉末の配合
比３０重量部未満では脆性体を破壊するためのル「散膨
張圧が高られなく、又、高炉水砕スラグ粗粒子の配合比
は、５重量部未満では、必要な硬化性付与が得られず、
開口部への膨張の逃けが生じる。従って、酸化カルシウ
ム系クリンカー粉末膨張材と、高炉水砕スラグ粗粒子の
合計１００重量部に対して該クリンカー膨張材の範囲は
３０〜９５重量部であシ、高炉水砕スラグ粗粒子の範囲
は、５〜７０重景部重量る。

本発明で用いるクリンカー粉末は、水／クリンカー粉末
比を低く抑える為に、比較的に高温度で焼成し、結晶の
平均大きさが、１０μ〜１００μ程度に発達したものが
好適であり、効果が一層大きくなる。又、用いられる酸
化カルシウム系クリンカーには、例えば、硬焼生石灰（
又はカルシアクリンカ−）、ＣａＯ−ＭｒＯ−カルシウ
ムアルミノ７エライトの固溶体系クリンカー、　ＣａＯ
−３ＣａＯ８ｉＯｚ−Ｃａ　ＳＯ，系のクリンカーがあ
る。

クリンカー膨張材と高炉水砕スラグ粗粒子の合計】００
重量部に対して、上記の混和剤や範囲は０．０５〜５重
量部である。混和剤０．　ｏ　ｓ　ｍ′ｊｉｋ部未満で
は、クリンカーの水利抑制効果が不光分であシ、又、５
．０重１ｉ−ＷＩ５　ｆｒ越えて添加しても、それ以上
の効果が得られず、むしろ、過剰添加となる。

本発明において、用いるクリンカー粉末は、好適には、
比較的に高温度で焼成し、結晶の大きさが１０μ〜１０
０μ′程度に発達した硬焼性生石灰である。このような
生石灰が一層大きな破壊性能をもたらす。この場合、硬
焼性生石灰の粉末度は反応を促すように、比表面積ブレ
ーン値１０００以上であることが必要である。

〔実施例〕

次に実施例を挙げて本発明の破壊材組成物の効果を説明
する。

実施例ｌ ＣａＯ結晶の大きさが数」−μ２７比表面積プレーン値
２０００ｃｄｌ／　ｔｏ硬焼生石灰粉末を用いて、蔗糖
０．３％、マイティ（花王石けん製ナフタレンスルホン
酸ホルマリン高縮合物系減水剤）１．０１を配合して、
水／生石灰比３０チの割合で水を加え、日本道路公団型
フロート流動性試験法によって穿孔中への流下時ＩｕＪ
　ｋ　５〜７秒で、発熱温度の走１１定からめた反応開
始時間を約２時間に調節した組成物に対して、浦在水硬
性物質としての高炉水砕スラグ粗粒子（粗粒率２．５）
を添加した場合の膨張圧力を測定した結果と、水硬性物
質として代表的な普通ポルトランドを添加した場合の膨
張圧力を測定した結果とを併せて図に示した。

なお、高炉水砕スラグ粗粒子、普通ポルトランドセメン
トを添加した時の混線時添加水量は、フロート流下時間
が５〜７秒に々るようにして定めた。Ａは本発明の破壊
材（高炉水砕スラグ粗粒子添加）を示し、Ｂは従来の破
壊材（普通ポルトランドセメント添加）を示す。

図の結果から水硬性物質である普通ポルトランドセメン
トでは、その添加率の増加にともなって、発現する膨張
圧が著しく低下してしまい、３０チを越えると、実用的
な膨張圧が得られなくなる、これに対して、本発明の高
炉水砕スラグ粗粒子を用いた破壊材組成物では得られる
に張圧の低減の度合が少いことが分る。そして、高炉水
砕スラグ粗粒子７０％の場合でも、実用的な膨張圧が得
られる。

以上の逆シ、不発明の高炉水砕スラグ粗粒子を添加材と
して用いた破壊材組成物は、破壊性能の指標となる膨張
圧の発現に対して、従来の普通ポルトランドセメント添
加のものとけ、顕著な差を示す優位性が認められた。

実施例２ ＣａＯ結晶の平均大きさが数十μ、比表面積ブレーン値
２０００ｃｔ！／ｆの７１生石灰クリンカー粉末に、ン
ヨｌＰｇ０．３％、マイティー１．０チを配合して、水
／生石灰比３０％の添加水量で、日本道路公団型フロー
ト流動性試験法で流下時間を５０秒に、又、発熱温度の
測定からめた反応開始時間を約２時間に調節した混合物
に高炉水砕スラグ粗粒子及び各種水硬性物質を、各３（
＋：ｇｊ−ｉ部添加した時の硬化性付与（特に膨張開始
時間を硬化時間との関係）、２４時間後の膨張圧、開口
部への膨張の逃げの度合等を観測し、比較し′に結果を
第１表に示す。なお、混線水量は、コロート流下＋１ｉ
間が５〜７秒になるように定めた。

以下余白 第１表の結果に示されるｍＤ、水硬性物質では、例えば
、超速硬セメントの場合、硬化開始時間が速く、且つ膨
張開始時間が遅い為に、開口部への膨張の逃げは少ない
ものの２４時間後の膨張圧はかなシ小さい値になってい
る。

アルミナセメント使用の場合、硬化開始時間と、膨張開
始時間が比較的一致していて、開口部への膨張の逃げは
少ないが、膨張開始時間が遅く、又水／生石灰比が高い
為に膨張圧は低くなっている。

普通ポルトランドセメント、高炉セメントでは、膨張開
始時間は比較的速いが、硬化開始時間が遅い為に、開口
部への膨張の逃げが大きい。又、水／生石灰比も高い為
に、２４時間の膨張圧は低い。

これに対して、本発明の高炉水砕スラグ粗粒子を用いた
破壊材組成物では、膨張開始時間と硬化開始時間が一致
しておシ、又、水／生石灰比も小さい為に、開口部への
膨張の逃けは少なく、且つ２４時間後の膨張圧は高い。

以上の笑験結果から、不発明の従来技術に対し、顕著ガ
優位性が示された。

実施例３ ＣａＯ結晶の平均大きさが数十μ、比表面積ブレーン値
２５００ｃｄ／ｆの硬焼生石灰粉末１００重量部に対し
て、１０５〜１１０℃で恒分迄乾燥して粗粒率２，５の
高炉水砕スラグ粗粒子を５００重量部配し、さらにショ
糖を０．３重量部配合して、全体を均一に混合し破壊材
を得た。該破壊材に対して、水／生石灰比３０チの水添
加弁で２０℃の混練水を添加し、均一なスラリーを得た
。

このスラリーを６５ｃｒｎ立方のコンクリートの中央部
に穿った孔径４０％孔長６ｏ口の孔に注入し、破砕テス
トを行なった。なお、コンクリートは、材令約１月を経
、その圧縮強度は４００Ｋｔｔ／Ｃ１１であった。破壊
テストに当ル、前日から２０℃恒温室に放置し、２０℃
下で破砕テストを行なった。結果は、約３時間で亀裂が
入シ始め、８時間後には割裂した□ 実施例４ ＣａＯ結晶の平均大きさが数十μ、比表面積ブレーン値
２８００ｃＡ／ｆの硬焼生石灰粉末１００重量部に対し
て、ショ糖を０．４重量部配合して混合し、破壊材中間
組成物を得た。

鯖 これを花嵐岩岩盤ペンチの破砕施工現場に運び、該破壊
材中間品１００重量部に対し湿分４チの湿った高炉水砕
スラグ粗流子を１００重量部粗粒率３．２配合して本発
明破壊材組成物となし、同時に混練水３０重量部を注水
して均一なスラリーを得た。

この「ラリー全孔径６５Ｘ１孔長６ｍ、孔間隔１．３ｍ
の正方配置で穿孔した３孔７１列×３列合計９孔に充填
し、破砕テストを行なった。

なお、花嵐岩岩盤よシコア抜きした組成体の圧縮強度は
８５０　ＫｆｆＡＪ　引張シ強度は７８にりｆ／ｃｒｔ
ｌであった。又、外気温は平均１８℃であった。テスト
の結果は約３時間で亀裂が入り始め、２０時間後にはペ
ンチ面に平行に、平均約３０への亀裂が入った。

実施例５ １５００℃で焼成した第２表の組成のカルシウムアルミ
ノ７エライト固溶体、遊離石灰、遊離マグネットを含有
するクリンカーについて、比表面積ブレーン値２．００
０ｃｄ／ｆ に粉砕後肢クリンカー粉末１００重量部に対して無水せ
つこう５重量部、乾燥した。粗粒率０．８、高炉水砕ス
ラブ粗粒子を３０重号部、ショ糖を０゜３重量部配合し
て、全体を均一に混合し、破壊材を得た。該破壊材に対
して、水／クリンカー粉末比３０％の量で２０℃の混線
水を添加し、均一なスラリーを得た。このスラリー全圧
縮強度４００Ｋｒｆ／ｃＡ　の６５１Ｍ立方体コンクリ
ートの中央部に穿った孔径４０嶌、孔長６０ｃｒｎの孔
に注入し破砕テストを行なった。破砕テストに当シ、前
日から２０℃恒温室に放置し、２０℃で破砕テストヲ行
なった。

結果は約１時間で亀裂が入シ始め、５時間後には害Ｕ裂
した。

実施例６ １４５０℃で焼成した第３表の組成の３０ａＯ８ｉＯ，
結晶、ＣａＯ結晶、Ｃａ５Ｏ，を含有するクリンカーに
ついて、 比表面積ブレーン飴３３４０ｃｎｉ／　ｆＶｃ＠砕した
もの１００重量部に対して乾燥した粗粒率２．０、晶炉
水砕スラグ粗粒子を５０重量部、混和剤メルメント粉末
（昭和電工製主成分は水溶性メラミン樹脂系）１重量部
添加したものを破壊材として、この破壊材を水／クリン
カー粉比３０饅の量の水で混線したものを、圧縮強度４
００１（グｆ／ｃｒＡの６５ｍ立方体コンクリートの中
央部に穿った孔径４０％孔長６０ｃｒｎの孔に注入し破
砕テストに行なった。

破砕テストに当たシ、前日から試験体’ｔ２０℃恒温室
に放置し、２０℃で破砕テストを行なった。

結果は約６時間で亀裂が入り始め１８時間後には割裂し
た。

【図面の簡単な説明】

図は、不発明の破壊材組成物と、従来技術の破壊材との
発現膨張圧を比較したものである。 特許出願人　住友セメント株式会社 代　理　人　弁理士　倉　持　裕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化カルシウムの含有率が３０１以上のクリンカー粉末
   膨張材３０〜９５重量部及び粗粒率が０゜５〜３．５の
   高炉水砕スラグ粗粒子５〜７０重量部とからなる混合物
   合計１００重を部に対して混和剤０．０５〜５重量部を
   配合することを％徴とする膨張破壊材組成物。