JPS6094155A - タンピング材 - 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、安全かつ確実に岩石やコンクリート体等を破
砕するためのタンピング材に関する。

タンピング材とは、岩石やコンクリート体等の被破砕物
の破砕効果を向上させるために、穿孔に、ダイナマイト
等の爆薬や水和によって膨張を示すようないわゆる静的
破砕剤といわれている物質を充填したのち、その上部開
口部を填塞するための込め物である。従来、タンピング
材としては、砂、水、粘土、岩石粉、水硬性物質等種々
のものが提案されているが、破砕効果等が十分でなかっ
た。

すなわち、 １）タンピング材の被破砕物との接着強奪が小さいので
、その分タンピング長を極めて長くとる必要がある。ま
た、そのように長くとれない被破砕物の場合には問題が
大きい。

２）タンピングに長時間を要し、また、従来の水硬性物
質では硬化時間７’＋３おそいのでタンピング後所要強
電を発現するまでに長い間まっていなければならず、作
業能率が悪った。

ろ）静的破砕剤が穿孔径や岩質、使用温喀等の条件によ
って鉄砲現象を起こすことがないように遅延成分等を添
加し、使用条件に応じて多種のものを揃えておく必要が
あった。

本発明者は、これらの欠点を解決するには、水硬性物質
として、従来のセメントを主成分としたもののかわりに
カルシウムアルミネート又はエトリンガイト前駆物を用
いればよいことを見い出し本発明を完成したものである
。

すなわち、本発明は、水硬性物質を結合材とするタンピ
ング材において、該水硬性物質の主成分を、可溶性アル
ミニウム、又は可溶性アルミニウムと無機硫酸塩との混
合物とすることを特徴とするタンピング材である。

以下、さらに詳しく本発明について説明する。

本発明でいう可溶性アルミニウムとは、無機硫酸塩と水
和反応して高硫酸塩型カルシウムサルフォアルミネート
水和物（エトリンがイト）３０ａＯ・Ａｔ２０３−ろＯ
ａＥ＋０４　・３２　”２ｏ又は低硫酸塩型カルシウム
サルフォアルミネート水和物３０ａＯ−Ａｔ２０３−　
Ｃａ５Ｏ，−１２Ｈ２’Ｏ等を生成するものである。具
体的な化合物としては、ＣはＯａＯ，ＡはＡｔ２０３、
Ｘはハロゲン、元素を表わすものとして、アルミナセメ
ント、ＯＡ％０．２Ａ、、Ｃ３Ａ、ＣＡ２、Ｃ３Ａ３Ｃ
ａＸ２．０１１Ａ、０ａＸ２、Ｏ，ＡＦｔ２０３ならび
Ｋこれらの成分割合を有する無定形物である。粉末度は
プレーン値で１，０００〜１０，０００ｃｍ”、Ｑ　８
度が実用的であり、この範囲において粉末度を調節する
ことによって水利反応速度をコントロールすることがで
きる。反応速度をはやめたいときＫは、可溶性アルミニ
ウムとして、Ｏ，Ａフ又は０１１　Ａ７　Ｃ！ａ　Ｘ２
ならびにこれらの無定形の１種以上を用い、その粉末度
を細かくすればよい。

一方、無機硫酸塩としては、可溶性アルミニウムと水利
反応してカルシウムサルフォアルミネート水和物を生成
するものであれば種類は問わない。

具体的には、無水石膏、半水石膏、２水石膏、硫酸ナト
リウム、硫酸マグネシウム等が使用される。

強度面では無水石膏が好ましい。これらの無機硫酸塩は
、本発明においては必須成分ではない。しかし、カルシ
ウムサルフォアルミネート水和物を生成する際の膨張力
を利用してタンピング効果を高めるために可溶性アルミ
ニウムと併用するのが好ましい。その混合量は、可溶性
アルミニウム１重量部あたり無機硫酸塩０．１〜１０重
量部とするのがよく、作業性と強度発現性を満足する。

すなわち、無機硫酸塩が０．１重量部未満では初期接着
強度は充分であるが硬化時間が早くタンピング作業がや
りずらくなる。また、１０重量部をこえると強度発現が
悪くなる。好ましい割合は０．５〜５重量部特に１〜３
重量部である。

本発明は、以上の成分を主成分として含んでなるものを
結合材としたタンピング材であるｉｌｓ、β−ナフタレ
ンスルホン酸酸塩ホルマリン合金物の９＋１ｌｌＬｔリ
ビニルアルコール、メチルセルロース、ポリエチレンオ
キサイＶ等の増粘剤、及びクエン酸、グルコン酸、酒石
酸などのオキシカルビン酸又はその塩やアルカリ炭酸塩
等の遅延剤の少量を添加すればそれ相当の好結果を持た
らし、さらには、砂等の増量剤や、可溶性アルミニウム
に対して３０重量φ程度までのセメント、消石灰、生石
灰、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２等を配合することによって
、タンピング効率をさらに高めることもできる。

次に、本発明の使用法について説明すると、通常は、少
量づつ押し込むか、又は前記成分に適切醍の水を加えて
流動性を付与し爆薬又は静的破砕剤を装填した後の上部
開口部に流し込み固化させる。しかし、タンピング作業
性を高め、かつ、少ない使用水量でより接着強度を高め
るために、紙、有孔プラスチックス等の通水性容器に本
発明に係る水硬性物質を入れておき、使用時に水に浸し
吸水させてから使用することは好ましい。また、通水性
容器のかわりにタンピンＰ（通常は棒でつついて行う）
の際に、容易に破れる程度の破壊性を有する容器に、前
記した水とのねり物を入れ、それを使用することもでき
る。以上の２例は、タンぎンゲ材をカプセル化したもの
であり、それによって、孔の開口向きに関係なく、かつ
、短時間に作業を終えることができるという利点があｉ
・。

以上説明した通り、本発明のタンピング材は、従来の水
硬性物質のかわりに、可溶性アルミニウム、又は可溶性
アルミニウムと無機硫酸塩の混合物を主材として用いる
ものであって、本発明によれば、次のすぐれた効果を発
揮するものである。

１）短時間で高い接着強度を発現するためタンピング後
すぐに爆破が可能である。

２）タンピング後を極めて短くすることができる。

３）爆薬量又は静的破砕剤量を軽減することができるの
で経済的かつ被破砕物の飛散が小さくなる。

４）低爆発力の破砕器を使用することによって安全かつ
確実に破砕することができる。

５）カプセル化することにより、孔の開口方向に関係な
く確実にタンピングすることができる。

６）孔径が４０朋φ以上の太径の破砕工事を静的破砕剤
を用いて行っても吹出しがない。

７）低温用の静的破砕剤が高温においても使用できる。

８）静的破砕剤の鉄砲現象を阻止するために添加されて
いた遅延成分や硬化成分を少量とすることができるので
、経済性が向上しかつ膨張力も大きくなる。

以下、実施例をあげてさらに具体的に説明する。

実施例１ 直径約１．２ｍの石灰石転石の中央に４Ｑｍｍφ×長さ
７０ｃｒｆＬの装薬孔を穿設し、岩盤破砕器（日本化薬
社製ＩＰ−６Ｊ）を装填後タンピング材の種類と長さを
かえて充填し２０分後に点火した。その結果を第１表に
示す。本発明品の場合は、タンピング長１０ｃｍでも破
砕することができた。

第１表 注）本発明品は、無定形０，２Ａｙ　（ブレーン値４．
５００ｃｍ２／Ｅ　’）　１重量部と無水石膏（プレー
ン値５，５００ｃＴＬ２／、！ｉ’　）　０．５電縫部
からなる混合物１００重量部に水 ４０重量部を混和したものであり、硬 化時間は約３分である。セメント、水 及び水ガラスの混合品の硬化時間は約 １分である。

次に、本発明品を６２ｍｍφＸ２００ｍ＋１１のポリエ
チレン製袋に入れ、すばやくタンピングしながら袋を破
壊した。タンピング長は第１表と同様にした。その結果
も破砕することができた。

実施例２ 実施例１と同様な材料、すなわち、無定形０１２Ａ、　
１重帯部と無水石膏０．５重量部からなる混合物を、直
径３２朋φ×長さ１００朋の和紙製袋に入れ、カプセル
化したタンピング材をつくった。

石灰石転石゛（直径約１．５　ｍ　）の中央部に直径４
０關φ×長さ７０ｃ１ｒＬの穴を堀った。この穴の畢深
部に日本化薬社製破砕器ｒＰ−６Ｊをセットし、前記カ
プセルをクエン酸１チ水溶液に２０秒間浸漬してからタ
ンピングしてつめた。セット後１５分で点火し爆破した
。その結果、タンピング材長１０ａでも破壊された。

別に、前記カプセルを吸水後５ＣｒｒＬφ×１０ＣＩｒ
Ｌの型枠に入れて、１０分、２０分、６０分の強度を測
定シタトコ口、ツレツレ、７　Ｑ　Ｖ４ｆ／ｃＴＬ２．
１１０Ｋｇｆ／ｃｍ２．１５０Ｋｇｆ／Ｃ１ｒＬ２であ
り、その水和物は、多隈のエトリンがイトで構成されて
いることをＸ線回折で確認した。

実施例６ 可溶性アルミニウムの種卸と無水石膏の配合割合をかえ
た以外は実施例２と同様にして破砕試験を行った。別に
、カプセルを吸水後、内径４０朋φ×長さ５Ｑｍｍの鉄
パイプにつめ、１０分後の押し抜き荷重を測定した。

それらの結果を第２表と第３表に示す。

第２表　可溶性アルミニウム別破砕試験（注）可溶性ア
ルミニウム：無水石膏との混合割合は重量比で１＝１で
ある。

第６表　無水石膏の配合量別破砕試験 米急結性が強くクンピングがむずかしかった。

実施例４ 無定形Ｃｌ２Ａ７　（プレーン値４．５００　Ｃｒｒｔ
２．Ｑ　’）と無水石膏（プレーン値６，０００ｃｒｒ
Ｌ２／ｇ）との等ｉｔ混合物を、直径２８闘φ×長さ２
５０　ｍｍの和紙製袋に入れ、カプセル化したタンピン
グ材をつくった。

１　ｍ×１　ｍＸ　１　ｍのコンクリートブロック（圧
縮強度４５０　Ｋｆｆ／ｃｒｒｔ”　）　ｆ）それぞれ
Ｋ、直径６４朋φ、４２關φ、６０隨φの孔を中心部６
５ｃ！ｒＬの深さで穿設した。これらのそれぞれのブロ
ックに、重版の静的破砕剤（生石灰を主成分とする常温
用）５　Ｋｐと水２ｔを混合して得られたスラリーを孔
の底部より４０ｃｍ高さまで充てんしたところ約１０分
で表面が固まったので、前記タンピング材を水に浸漬し
て３０係の水を吸水させてから、こめ棒でタンピングし
た。気温は２０℃であった。

その結果、３４朋φのものは１２時間で、４２ｍｍφで
は６時間で、６０朋φでは１時間でそれぞれ亀裂が発生
した。

なお、前記カプセルは、吸水後１分より硬化を開始し、
１０分後８０に９ｆ／ＣＴＬ２．３０分後１５０Ｋｐｆ
／ｃｎｔ２．６０分後２１０に９ｆ／ｃＴＬ２の圧縮強
度を発現した。

叱較のため、クンピングなしで行ったところ、５４ｍｍ
φのものは１８時間で亀裂が発生したが、４２朋φでは
１時間で、６０Ｔｎｍφでは３５分でスラリーが吹出し
、亀裂は発生しなかった。

実施例５ 実施例４と同様な条件で低温用静的破砕剤を用いて試験
を行った。その結果、クンピングしないものは２０〜４
０分ですべての孔からスラリーが吹出し、コンクリート
ブロックには亀裂が生じなかった。これに対し、クンピ
ング１７たものは吹出しせず、６４關φで７時間、４２
ｔＲＴπφで６時間、６３　ｍｍφで５０分にそれぞれ
亀裂が生じた。

実施例６ 砕試験を行った。このカプセルは、吸水後６０級で硬化
開始１〜．１０分後１８２にりｆ／ｃＴＩＬ２．６０分
後２７３　Ｋｆｆ／ｃｒｎ”、６０分後３１５　Ｋｇｆ
／ｃｍ”　ノ圧縮強変な示した。無定形ＯＡに対して１
重量係のクエン酸を添加することにより硬化開始時間を
６分まで延長することができた。

コンクリートブロックの破砕結果は、クエン酸の添加の
有無を問わず、ろ４朋φのものは１０時間程度、４２ｍ
ｍφでは５時間程度、６０朋φでは２時間程度でそれヂ
れ亀裂が発生した。

特許出願人　電気化学工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水硬性物質を結合材とするタンピング材において、該水
   硬性物質の主成分を、可溶性アルミニウム、又は可溶性
   アルミニウムと無機硫酸塩との混合物とすることを特徴
   とするタンピング材。