JPS60844A - 静的破砕剤を用いた破砕工法 - 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】 不発明は、岩石やコンクリート構造物ン静旧に破砕する
破砕工法に関する。

従来、岩盤、岩石、鉄筋コンクリートやコンクリート構
造物等の破砕、解体作業には、火薬や大型（幾・１威類
が用いられてδ７こが、都市あるいはその周辺で作業τ
行なうにめに騒音、振動、＠塵、飛石などが少ない女全
な破砕工法の開発が要望されていた。そこで開発された
のが石灰系無機化合物？主成分とする静的破砕剤の水土
１及応による体積膨張現象ン利用し、岩石、コンクリー
ト咎τ破砕する静的破砕工法である。

この破砕工法の概略イ説明すると、この工法は、被破砕
物としての岩盤やコンク’）−ト（４遺物に孔ゼ穿赦し
、孔の内部にスラリー化し定面的破砕剤（以下、破砕剤
と略記する）を元項して行なうもので、水ン含んだ破砕
剤が水和反応に序って膨張τ起こし、孔τ押し拡げるカ
τ発揮して被破砕物τ徐々に破砕する。従ってこの工法
によれば、騒音、＃塵等がほとんど洋ゎない破砕作業が
可能である。

しかしながら、この種の破砕剤ン用いた破砕工法では、
破砕剤の主成分である酸化カルシウムの水和反応によっ
て膨張圧が発現するＫめ、反応温度丁なわち気温や岩盤
温度てよって膨張圧発現速度が著しく変化する。７従っ
て、従来の工法において所定の破砕時間ン確保する定め
には、季節や現場の逆境温度に応じ１こ配合・ともっ破
砕メ１リン、適切に選択して施工に用い７．Ｃければ７
ｊｌうないという煩雑さが、５）つ１こ。ま１こ、特に
温度条件が厳しい場合には、破砕工法が適＃目できない
、　Ｔｙよりら、極低温下でに、破砕剤の充分な反応が
得られないため破砕が難しく、尚温下では反応速度が過
大となって噴出現象τ起こ千などの問題ゼ生じていＴこ
。さらに、従来の工法においては、破砕剤の充填かも破
砕までに半日〜１日程度の時間ン要した１こめ、工事サ
イクルの短い工事での使用には不適当であるという欠点
ぞ有し、加えて破砕完了の時期馨梢度良（予想すること
ができない定め、工事計画の立案が難しいという間祖点
ン有していた＠本発明は、上記事情に鑑みてなされ瓦も
ので、作業現場の逆境温度の影＃ン受は難（常に安定し
に破砕力・ど発揮させることができ、短時間での破砕が
可能で、かつ破砕完了時期の予想あるいな工破砕完了時
期の任意な設定が可能な破砕工法ン提供することン目的
とする。

以下、不発明の詳細な説明する。

本発明の破砕工法のうち、第１の破砕工法は、被破砕物
に穿設された孔の内部に静的破砕剤ン充填し、この静的
破砕剤の体積膨張現象により前記被破砕ｖｌＪゼ破砕す
る破砕工法において、前記孔内部に充填された静的破砕
剤中に、熱媒流通管の中間部分ン埋設し、前記熱媒流通
′ａの内部に熱媒体ン流通せしめてこの熱媒体とＡｉｌ
記静的破砕剤とτ熱的に接触させ、この静口９破砕剤の
温度調節２行なうことτ￥ｊｅ、とするっ また、第２の破砕工法は、被破砕物に穿設された孔の内
部に静的破砕剤イ充填して′ｒｒな５破砕工法において
、ＩｆｉＩ記札内部に充填された静的破砕剤中に、熱媒
流通管の中間部分ン埋設し、さらに、前記孔の開ロ部乞
タンピング材で封止すると共に、必要に応じて前記タン
ピング相中にタンピング材用流通管の中間部分ン埋設し
、前記熱媒流通管の内部及びタンピング材用流通管の内
部に熱゛媒体ン流通せしめて、熱媒体と前記静１！〕破
砕剤及びタンピング材とン熱的に接触させ、前記静的破
砕剤及び必要に応じてＭＩ記タンピング材の温度調節ン
行なうことτ特徴とする。

まず、第１の破砕工法について詳しく説明すると、この
工法においては、破砕用の孔に充填された破砕剤中に熱
媒体イ導くための熱媒流通管が用いられる。この流通管
としては、銅パイプ、鉄パイプ等の盆属パイプや、塩化
ビニルパイプ等の合成樹脂パイプ、紙パイプ７よどが適
用できる。これらのうちでも、前記熱媒体とスラリー状
の破砕剤との間の熱父挾の効率ン向上するためには、熱
伝導率が人ぎい銅パイプが好適であり、まに、パイプ乞
１１ｇ１の使用後に破砕剤と共に廃棄する工法τ採用す
る場合には、紙バイブがコスト的に有利である。

上記流通管の形状は、被破砕物に穿設された孔の形状に
より制限され、まに、孔内部に充填された破砕剤の全体
にわたって極力均一な温度分布乞もたせ得る形状が好ま
しい。

この流通曾τ設置するにあたっては１通常、破砕用の孔
内部に流通管ンあらかじめ挿入しておき、仄いでスラリ
ー状としに破砕剤ン孔に元ＪＡすることにより、流通管
の中間部分・ど破砕剤中に埋設する方法が、憚られるが
、流通管として金属パイプ等の強度の高いものτ用いる
場合には、孔内部に破砕剤・ど充填し７：後に、４通曾
の甲間部分省破砕剤中に挿入することもＩｊＪ能である
。

また、この破砕工法に用いる熱媒体としては、種々の流
体が適用可り目であるが、英用土の取扱いや処理が容易
／よ点に’Ｍいて、水（温水、市水、水蒸気）や空気が
好適である。この熱媒体（工、用いるＵＩＬ俸の状態や
及求される温度に応じて選択されに温度調節手段により
、所望の温度に調整され之うえで、前記流通省に４かれ
る。

次に、不破砕工法に」６ける破砕剤の温度調整方法につ
いて説明する。

通常、破砕剤は、その成分の配合割合により使用に適切
な温度範囲（以下、設定温度と略称する）が設定されて
いる。本発明の破砕工法において（工。

破砕剤τ使用可能な温度範囲の上限近傍となるように温
度調節することが好ましい。これは、破砕剤スラリーの
温度ン噴出現象が発生し７Ｌい範囲で極力高く保つこと
により、破砕剤の水和反応速度ン速め・短時間で破砕ン
行ない得る点で有利となるからである。

従って、温度調節にあＫつて作業現場の環境温度が、用
いる破砕剤の設定温度の上限より低い場合には、熱媒体
として温水や高温度の水蒸気等ン流１１！！管に流通せ
しめ、破砕剤に熱ン与えてこの破砕剤ぞ光分に高温度に
保つようにする。一方、県境温度が破砕剤の設定温度よ
り商い場合に（工、熱媒体として冷水や低温度の空気？
流通管に流通せしめ、破砕剤力）ら熱ゼ奪って破砕剤’
ａｌ’噴出現象が生じない程度の温度まで冷却する。

しかして、を記のＭｘの破砕工法によれば、被破砕物の
破砕用の孔に破砕剤ゼ充填した状態で、破砕剤の温度調
節ゼ任意に行なうことができるため１作業現場の環境温
度に左右されることなく良好な破砕力ｊａｌ′発揮させ
得る破砕工法が可能となる。

また、従来は破砕剤が使用できなかったれ温度の環境や
低温度の環境においても、静的な破砕工法の適用が可能
となる。マニ、破砕剤の温度ン噴出現象τ生じない範囲
で極力高く保つことができるため、短時間で膨張圧イ発
現させて短時間での破砕がｉ］北となり、これに伴って
、破砕カゼ最大限に引き出して、従来より少量の破砕剤
を用いての施工が０１龍となる。更には、従来は幅広い
作業環境温度に対して、それぞれ異なる槙々の設定温度
ゼもった多棟類の破砕剤により河応していたが、使用時
における破砕剤の温度調節が可能となるため、種々の温
度条件に対して少数の品種の破砕剤で対応することがで
き、従って破砕剤の品種乞少数として入量生産ン図り、
もってコストの低減ン図ることができる等の利点が得ら
れる。

仄に、本発明の第２の破砕工法についてより詳しく説明
すると、第２の破砕工法は第１の破砕工法と同様な破砕
剤の温度調節ケ行なう点に加え。

破砕剤が充填された孔の開ロ部乞タンピング材で封止し
て、破砕剤が発生する膨張圧の同上と噴出現象の防止と
乞図り、更に（工必要に応じて前記タンピング材中にタ
ンピンク材用流通′＃馨埋設してタンピング材の温度調
整方法なうようにして（・る。

この第２の破砕工法に用いるタンピング材としては、ポ
ルトランドセメント、混合セメント、超速硬セメント（
例えばジェットセメント、商品名）、アルミナセメント
、急結着、硬性セメント（例えばキューストップ、商品
名；住友セメント株式会社製）１石膏プラスターなどン
あげることができる。このタンピング材は、被破砕物に
穿設されに孔の内部に破砕剤？充填し、この破砕剤中に
流通管’ａｌ’埋設した後に、孔の開口部分に充填して
用いるもので、このタンピング材の硬化によって、孔の
開口部が強固に封止される。

また、上記タンピング材中には、必要に応じてタンピン
グ材用流通管が埋設される。このタンピング材用流通管
は、前述しに破砕剤用の流通管とは独立して設けられ、
タンピング材の温度調節と破砕剤の温度調節とが互いに
独立して行ない得るように設矩される。

上記タンピング材用流通管に供給する熱媒体としては、
前述した破砕剤用の熱媒体と同様なものが適用できる。

次に、第２の破砕工法における温圧調整方法の例ン、（
５）タンピング材の温度ａｌｌ整馨行なわない場合と、
１８１行なう場合とに分けて説明する。なお、以下のい
ずれの例においても、先ずタンピング材の硬化馨図って
孔開口部乞封止し、その後に破砕剤の膨張圧が発現され
るよう調節することが基本となる。

ＩＡＩ　まずタンピング材用流通管を設けず、従ってタ
ンピング材の温度ｔＡｍを行なわない場合について説明
するっ ■　環境温度が破砕剤の設定温圧より低い場合には、タ
ンピング材の充填後、このタンピング材が硬化して充分
な強度をもつｒｓＨに、流通管に温水等を流通させて破
砕剤の昇温を図り、水和反応を促進する。このとき、破
砕剤がタンピング材により孔内部に封じ込められた状態
にあるため、破砕剤・をその設足温度σ２上限より若干
高く設定しても噴出現象を防止することができ、これに
より短時間で破砕力を発現させて破砕力の向上を図るこ
とがｕＪ能となる。

■　県境温度が破砕剤の設定温度より高い場合には、破
砕用の孔の内部に先ず流通°ｕを配置し、この流通管に
冷水等の低温熱媒体を流通させた状態で、破砕剤の充填
を行なって、破砕剤の水イ°０反応を抑制しておくこと
が望ましい。破砕剤の充填後に、タンピング材で孔開口
部を閉塞する。この場合、環境温度が市いにめ、タンピ
ング材の硬化速度は速く、短時間で充分なり度に達する
。その後、破砕剤の温度を上げる定め、■流通管への低
温度熱媒体の流通′？：停止して、被破砕物のもつ熱に
より破砕剤ヲ〃ロ温する、■流通・ａに供給する熱媒体
の温度ン上げて破砕剤Ｙ〃口温する等の手段を、上は境
温度に応じて選択し、破砕剤の温度を噴出現象を起こさ
ない範囲で極力高い温度にｉＡ［し、もって破砕剤の水
和反応を促進する。この場合にも、タンピング材の封止
効果により噴出現象が防止され、かつ短時間で膨張圧を
発現させて爾い破砕力を得ることができる◇ 上記のようにタンピング材の温度調節を行なわない破砕
工法は、高温度の環境に適用し定場合にタンピング材が
その同曲から得る圧熱で硬化が促進される点において特
に有利な工法である。

ｔＢ）　仄に、破砕剤とタンピング材とに対してそれぞ
れ温度調節を行なう場合について説明する。

■　環境温度が用いる破砕剤の設定温度より低い場合に
は、まず充填後のタンピング材を、温水、水蒸気等の尚
温度の熱媒体により加温して、硬化の促進９図る。タン
ピング材が充分な強度奮発現した後に、破砕剤ケ温水等
の高温度の熱媒体で所定温度に〃口温し、その水和反応
の促進を図る。この場合には、環境温度が低いにもかか
わらず、タンピング材及び破砕剤は、短時間で各々の性
能を発揮することができる。

■　琲境温度が破砕剤の設定温度より高い場合には、破
砕剤用の流通管に冷水等を流通させ破砕剤を低温度に保
ちつつ、タンピング材の充填を行なう。この場合にも、
先ずタンピング材を加温し℃その硬化を促し１次いで破
砕剤を加温して膨張圧の発現を図る。

を記のようＩＬ破砕剤とタンピング材とをそれぞれ独立
させて温度調節を行なう破砕工法は。

特に低温度の環境条件での施工に適用して大巾な工期の
短縮を図ることができる点で効果が大きいつ しかして、上記第２の破砕工法によれば、前述しに第１
の破砕工法と同様に、 ■県境温度に左右さ沿、ない破砕工法が用詣であること
、 ■短時間で破砕を行なうことがｈ］北となること、■種
々の作業温度争件に対して少数の品種の破砕剤で対応す
ることが可能と７．Ｃす、少数品種の大量生産によるコ
ストダウンを図ることができるなどの利点に３口え、タ
ンピング材によって破砕剤を孔内部に封じ込め、先ずタ
ンピング材に充分な封止強度をもたせ、その後に破砕剤
の膨張圧を発現させるように温度調節を行なうため。

破砕剤を前記第１の工法より高温度に調節しに場合にも
噴出現象を防止することかでさ、従って破砕に要する時
間の一鳩の短縮がｉｊＪ能と７よると共に、この破砕時
間の積度の艮い制岬がｔｌＩＪ能となる。また、これに
伴つ℃、工事サイクルの短い工事への適用も可能となる
と共に、工事計画の立案が容易となる等の効果が得られ
る。

仄に、実施例を示して本発明を更に具体的に説明する。

〔実施例１；第ｌの破砕工法〕 第１図に示すように一辺が１ｍの立方ｔａ＝のコンクリ
ート供試体ｌに径５５ｍｍ、４さ９Ｃｃｍの孔２を穿設
し、これをｇＩＬ夏５６ＣのＩ氾温室に１日放置して温
度の安定化２図りに。引続ぎ恒温室内部で、前記孔２の
内部に、径１ｇｉｎｍの塩化ビニル樹脂梨のパイプｆｆ
Ｕ字状に成形した流通管３ン配置し、水比２２チのスラ
リーとして調製し定破砕剤（８−−マイトｖｌ！ｊｌ；
住友セメント株式会社製、＊破砕体・の温度適用信性１
．０’ｃ以下）Ｓを孔２の口部まで充填した。充填後、
流通管３に温度５０°Ｃの温水を流通させ定場合と、温
度４０’Ｃの温水を流通させた場合とについて、破砕に
至るまでの時間ケ測定した。ま范比較のために温水を供
給しない場合についても破砕時間を測定した。

その結果を第２図に熱媒体温度と破砕時間の関係を示す
グラフとして示し定。

第２図に示す結果から明らかなように、破砕剤の温度調
節を行なうことによって破砕時間を著しく短縮できるこ
とが分かる。

〔実／ｉＩｇ−リ２；渠２の破砕工法〕実施例１と同様
なコンクリート供試体を用い、温度・５・９Ｃ°の恒温
室内で、第３図に示すように実施例１と同じ流通管３″
＋一孔２内に配置すると共に水比２２チの破砕剤スラリ
ー（実施例と同じもの）Ｓを開口部から２９ｃｍ余して
充填し、更に孔２の開口部まで、タンピング材（ジェッ
トセメントモルタル）Ｔを充填した。元事恢１時間でタ
ンピング材′ｒは、圧縮強度約５０　ｋ　ｇ　ｆ　／　
ｃ　ｎ１２の充分ｌよ強度に達し１こ。次いで、流通管
３に温度８０°Ｃの温水ｋｔＡＵ通させた場合と、７０
°Ｃの温水乞流通させた場合とについて、破砕時間の測
に及び生じた亀裂幅の測定を行７ＬっＬ０熱媒体温度と
破砕時間との関１糸を８ｆＪ４図に、破砕時間と１ハ裂
幅との関１系を第５図にボ丁。

これらの結果１Ｊ）も、孔σ目口部をタンピング材で閉
基することにより、イ１８ｉ：砕剤スフリーが噴出しな
いための上限（約５０°Ｃ）より高温度に、Ｊ［しても
噴出現象を防止することができ、この定め、極めて短時
間で破砕を行えることが確認できた。

ま定、第５図に示すようにより短時間で破砕を行なった
場合により幅の広い亀裂音生じ、従って短時間で膨張さ
せに場合に大きい破砕力ン得ることができγこ。

〔実施Ｉ＋ｌ１３；第２の破砕工法〕 実施列２と同様な条件で、破砕剤スラ１７　８を孔２に
充填した後、４６図に示すように螺旋状のタンピング材
用流１巾管５を埋設した状態で、実施例２と剥じタンピ
ング材Ｔ　７光填した。充填と同時にタンピング材用流
通管５に温度６　（１０，Ｃの温水を流通させ、タンピ
ング材の強度発ＪＡを促進させたところ、１５分後に圧
縮強度で約５Ｑｋｇｆ／　ｃ　ｍ　に達しＴこ。仄いで
、流通管３に温度８゜０Ｃの温水を流通させて破砕剤を
加温し定ところ。

コンク’Ｊ　−ト供試体は充填後２時間で破砕され。

破砕時間を大幅に短縮することができた。

〔実施同４；第１の破砕１反〕 実ＩＵｆＨＪ　］と同様な条件で第１図に示すように破
砕剤スラＩＪ−８を充填し、仄いで流通管３に温度１０
０°Ｃ以上の蒸気を通して破砕剤を加熱し定。

その結果、コンクリート供試体を約２時間で破砕するこ
とができた。

〔実施例５；第１の破砕工法〕 温度を４０°Ｃに１場った恒温室内で、実ｍ列ｌと同様
な供試体１及び流通管３を用い、孔２内部に設定温度１
０〜３０°Ｃの破砕剤スラリー（水比２２俤）８ｆｔ充
填した。次いで、流通管３に温度５°Ｃの冷水を流通さ
せに場合と、流通させない場合とについて、スラリー温
度の経時変化及び破砕時間の測定を行なった。

スラリー温度の経時変化？第７図に示す。

上記の測定において、冷却を行なわなかった破砕剤は、
ｍ７図に示すように充填後約２時間１０分後に噴出現象
を起こした。これに対して、冷却水により温度調節を行
ＴＫつた場合には、スラリー温度が約４０°Ｃに保たれ
、元項後約５時間後に供試体を破砕できた。

〔実施例６；第２の破砕工法〕 実施例１と同様なコンクＩＪ−ト供試体ｌに径Ｉｇｇｍ
ｍ、ｉさ８０Ｃｍの孔ｌを穿設し、この供試体を温１ｆ
ｆｉ　５°Ｃに保った恒温室内に置いに０この供試体】
の孔！内部に、第８図に示すように塩化ビニル樹脂から
なり、基部１３）ら先端部に向けて徐々に縮径された螺
旋状のｏｉｔ通管６を配置し、仄いで孔グ内部に実施例
１と同様な破砕剤スラリーＳを充填すると共にタンピン
グ、材Ｔで開口部を封じた。

前記流通管６に、温度９０°Ｃの温水を流通させたとこ
ろ、供試体１は、１時間後に破砕された。

上記のよう゛な流通′け６によれば、タンピング材単位
衰あＫりにＲ−ｒる流通管６の接触面積が広いため、タ
ンピング材が充分に加温されて急速に硬化し、大きい破
砕力を発現させろことができる。

また、上記のような流通管６においては、＃、旋のピッ
チ及び径等を選択することにより、破砕力。

破砕時間等の調整が円曲である。

〔実施例７；第２の破砕工法〕 実施例６と同様な供試体１を温度３５°Ｃに保った恒温
室内に置いた。この供試体λ′の孔２′内部に、第９図
に示すように基部から先端部に向けて徐々に拡径されに
螺旋状の流通管７を配置し、仄いで孔ｌ内部に実施例６
と同様１よ破砕剤スラ１７−８を充填すると共に、タン
ピング材Ｔで開口部乞封じに０ 前記流通管７に温度５°Ｃのは水を１０分間流通さ・ぜ
て破砕剤を低温度に保った状態で、高温度雰囲気に曝さ
れ１こタンピング材の硬化を図り、仄いで流通管７に温
度５．０°Ｃの温水を流通させたところ、供試体ｌは９
０分後に破砕されたつ上記のような流通ｆ７によれば、
熱の逃げにくい供試体深部の温度調節ン充分に行なうこ
とができる定め、破砕剤の金座にわたって均一な温度分
布をもにせ、破砕剤の性能を充分に引き山王ことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１，４．５の方法を説明するための供
試体の断面図、第２図は実施９１１１において得られた
熱媒体温度と破砕時間との関係を示すグラフ、第３図は
実施例２の方法を説明するたｙ）の供試体の断面図、第
４図は実施例２において得られた熱媒体温度と破砕時間
との関係な示すグラフ、第５図は実施例２において得ら
れ定破砕時間と亀裂幅との関係馨示すグラフ、第６図は
、実施例３の方法を説明するための供試体の断面図、第
７図は、実施例５において得られたスラリー温度の経時
変化を示すグラフ、第８図は実施例６の方法を説明する
たど）の・供試体の断囲図、第９図は実施例７の方法を
説明する定めのＩＲ−試体のｂｊｔ面図で′ある。 １・・・供試体（被破砕′ｖ／Ｊ　）、２・・・孔、３
　、６　、　’７・・・流通管、・５・・・タンピング
；ｌ：ｌｌＪ　Ｉｌｌ流通管、Ｓ・・・破砕剤、Ｔ・・
・タンピング材。 出願人　住友セメント休式会社 第６図 第７図 ８寿間 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）　ｗＬ破砕物に穿設された孔の内部に静Ｈ″Ｊ破砕
   剤イ充填し、この静的破砕剤の体積膨張現象により前記
   被破砕物ン破砕する破砕工法において。 前記孔内部に充填されに静的破砕剤中に、熱媒流通管の
   中間部分ン埋設し、 ｍ射熱媒流通管の内部に熱媒体τ流通せしめてこの熱媒
   体と前記静的破砕剤とン熱的に接触させ、この静的破砕
   剤の温度調節ぞ行なうことン特徴とする静的破砕剤ゲ中
   いに破砕工法。 ２）　被破砕物に穿設されに孔の内部に靜旧破砕剤τ光
   填し、この静的破砕剤の体積膨張現象により前記被破砕
   物乞破砕する破砕工法において、 前記孔内部に充填され定静的破砕剤中に、熱媒流通管の
   中間部分τ埋設し、 前記孔の開口部ぞタンピング材で封止すると共に、会費
   に応じて前記タンピング材中にタンピング材用流通管の
   中間部分？埋設し。 前記熱媒流通管及びタンピング材用流通管の内部に熱媒
   体ン流通せしめて、熱媒体と前記静的破砕剤及びタンピ
   ング材とン熱旧に接触させ、前記静的破砕剤及び必要に
   応じて前記タンピング材の温度調節τ行１．ｃうことゼ
   特徴とする静的破砕剤ン用いた破砕工法０３）　前記静
   的破砕剤とタンピング材との温度調節にあ茫って、 まず前記タンピング材の温度ン調節してこのタンピング
   材の硬化τ計り、 仄いで、前記静的破砕剤の温度ゲ調節してこの静的破砕
   剤の膨張反応ぞ保工ことン特徴とする特Ｉｆｆ請求の範
   囲第２項に記載の靜釣破砕剤乞用いた破砕工法。