JPS61122373A

JPS61122373A - 壁面の覆工方法

Info

Publication number: JPS61122373A
Application number: JP5956685A
Authority: JP
Inventors: 竹内　雄幸; 宮沢　健
Original assignee: Toagosei Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1986-06-10
Also published as: JPH0414229B2

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】（技術分野）本発明は、道路、水路、下水道、管渠等のトンネル築造
工事における掘削壁、山岳、丘陵、一般の地盤等の掘削
工事における掘削壁、建築物の外壁等の壁面の覆工方法
に関する。

（従来技術）掘削壁、外壁等の壁面をセメントを含む覆工材により被
覆して前記壁面に覆工壁を設ける覆工方法としては、一
般に、前記覆工材に前記セメントを急速に凝結させる急
結剤および水を混合し、該混合物を吹付はノズルから壁
面へ向けて吹付けるいわゆる吹付は工法が行なわれてい
る。

このような吹付は工法には、特開昭５８−２７９９２号
、特開昭５７−２０９３８１１１号、特開昭５８−１４
３０９８号等の公報に記載のように、セメントおよび骨
材から成る覆工材を水により混合した液状の混合物すな
わちスラリと、前記急結剤の水溶液とを吹付はノズルで
合流させて吹付ける湿式１法、前記覆工材（セメント、
骨材）および急結剤から成る粉状の混合物と、水とを吹
付はノズルで合流させて吹付ける乾式１法がある。この
ような吹付は工法に用いられる急結剤としては、アルミ
ン酸カルシウム、アルミン酸アルカリ、炭酸アルカリ等
を主成分とするものが汎用されている。

しかし、従来の吹付は工法は、湧水、流水等、覆工すべ
き壁面から′ＴＬ離したいわゆる遊離水のない壁面に覆
工壁を設けることはできるが、前記遊離水の多い壁面に
覆工壁を設けることは困難である。これは、従来の急結
剤を用いた従来の吹付は工法では、セメントの硬化時間
が１分前後と長いこと、壁面に対する覆工材の接着性が
不十分であることに起因している。

このため、従来の急結剤を用いる従来の吹付は工法では
、前記遊離水の多い壁面に覆工壁を設けるためには、前
記遊離水を一時的に遮断する処理をした後に施行しなけ
ればならず、その作業が煩雑である。また、たとえ前記
処理をした後施行しても、濡れた壁面に対する接着性が
不十分であるため、従来の工法では、覆工材および急結
剤が壁面から剥落し易く、材料の歩留りが悪い。

アクリル酸塩またはメタクリル酸塩がセメントスラリー
の凝結時間の短縮に有用なこと、すなわちセメントの急
結剤として有用なことは公知である。しかし、これらの
薬剤はセメントを含む覆工材の吹付は工法用の急結剤と
して実際に用いられた例はなく、特に特定の使用方法に
おいてその工法に適した急結剤になり得ることは全く知
られていなかった。

（発明の目的）本発明は、乾燥した壁面および遊離水が多量に存在する
壁面のいずれにも、これらの壁面に遊離水のための前処
理をすることなく、安定な覆工壁を形成することができ
る覆工方法を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明は、セメントを含む覆工材と、アクリル酸塩およ
びメタクリル酸塩から選ばれる急結剤と、触媒である酸
化剤とを吹付はノズルから壁面へ向けて吹付けることに
より前記壁面を被覆する覆工方法であって、前記酸化剤
を前記覆工材および急結剤の少なくとも一方に加え、前
記覆工材お。

よび急結剤を別々の経路を経て前記吹付はノズルに供給
し、前記覆工材、急結剤および酸化剤を前記吹付はノズ
ルから前記壁面へ向けて同時に吹付けることを特徴とす
る。

本発明は、また、セメントを含む覆工材と、アクリル酸
塩およびメタクリル酸塩から選ばれる急結剤と、酸化剤
と、還元剤とを吹付はノズルから壁面へ向けて吹付ける
ことにより前記壁面を被覆する覆工方法であって、前記
酸化剤および還元剤ｉ　　　の一方を前記覆工材に他方
を前記急結剤にそれぞれ加え、前記覆工材および急結剤
を別々の経路を経て前記吹付はノズルに供給し、前記覆
工材、急結・剤、酸化剤および還元剤を前記吹付はノズ
ルから前記壁面へ向けて同時に吹付けることを特徴とす
る。

本発明は、さらに、セメントを含む覆工材と。

アクリル酸塩およびメタクリル酸塩から選ばれる急結剤
と、酸化剤と、還元剤とを吹付はノズルから壁面へ向け
て吹付けることにより前記壁面を被覆する覆工方法であ
って、前記酸化剤および還元剤のそれぞれを前記覆工材
または前記急結剤にそれぞれ加え、前記覆工材および急
結剤を別々の経路を経て前記吹付はノズルに供給し、前
記覆工材、急結剤、酸化剤および還元剤を前記吹付はノ
ズルから前記壁面へ向けて同時に吹付けることを特徴と
する。

（発明の効果）本発明によれば、アクリル酸塩およびメタクリル酸塩か
ら選ばれる急結剤を用いるため、セメントの硬化時間が
短く、また壁面に対する覆工材の接着力が強く、さらに
硬化後の覆工壁の強度が大きい、したがって、湧水、流
水等の遊離水が豊富な壁面に、前記遊離水のための処理
をすることな　　　′しに、強固かつ安定な覆工壁を設
けることができ、作業能率が向上し、廉価になる。また
、急結剤と覆工材とを吹付はノズルに別々に供給し、該
吹付はノズルで両者を合流させるため、吹付は作業が容
易である。

遊離水の多い壁を本発明方法により覆工すると、アクリ
ル酸塩またはメタクリル酸塩、は酸化剤により重合して
ポリアクリル酸塩またはポリメタクリル酸塩となると同
時にセメントを硬化させ、さらに遊離水が壁面に多量に
存在するにも関わらず、その壁面に付着して覆工壁を作
成し、遊離水の噴出を防止する。

（実施例）セメントセメントとしては、ポルトランドセメント、アルミナセ
メント、高炉セメント、白色セメント、等各種のセメン
トを上げることができるが、入手の容易性から一般的な
ポルトランドセメントが好ましい。

覆工材セメントを含む覆工材は、セメントの外に、砂、砂利等
の骨材を含むことが多い０本発明においては、骨材の有
無に関わらず、セメントを含む覆工材は、水と混合され
た液状の混合物すなわちスラリーおよび粉状の混合物の
いずれの形でも用いることができる。しかし、セメント
の硬化時間、硬化物すなわち覆工壁の強度、壁面に対す
る接着強度等の面から、覆工材、特にセメントは、粉状
の混合物の形で用いることが好ましい。

急結剤急結剤は、酸化剤が混入されることにより重合してポリ
アクリル酸塩またはポリメタクリル酸塩を形成するアク
リル酸塩およびメタクリル酸塩のいずれかである。これ
ら薬剤中の塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ出金
属塩、アルミニウム塩等があり、本発明にはマグネシウ
ム塩が好ましい。

アクリル酸塩またはメタクリル酸塩は、水溶液の形で用
いることが好ましい、また、覆工壁のための組成物中の
アクリル酸塩またはメタクリル酸塩の濃度は、セメント
、骨材等の不溶解物質を除いた溶液中の１０〜５０重量
％であると好適であり、特に１５〜４５重量％であると
より好適である。

前記溶液中のアクリル酸塩またはメタクリル酸塩の濃度
が１０％より少ないと、壁面に対する接着力が不十分で
あり、また硬化後の初期強度が弱くなるため、得られた
覆工壁がそのＩＩ　ｉｔｓを有さない、前記濃度が５０
％を越えると、粘度が大きくなり、またアクリル酸塩ま
たはメタクリル酸塩の結晶が析出し、使用しにくくなる
ため、好ましくない。

酸化剤酸化剤は、前記アクリル酸塩またはメタクリル酸塩のイ
オン交換反応のための重合触媒であり、過酸化水素もし
くは過酸化水素を生成する水溶性、　　　　の化合物で
ある。過酸化水素を生成する化合物としては、過炭酸ソ
ーダ、過ホー酸ソーダ、過酸化ナトリウム、過酸化カル
シウム、過酸化バリウム、過酸化アンモニウム等の過酸
他項、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩
等である。しかし、過硫酸アンモニウムは、アンモニア
を副生ずるので、換気の悪い場所での使用は避けること
が好ましい。

酸化剤は、アクリル酸塩またはメタクリル酸塩の水溶液
に添加しておいてもよいし、セメントを含む覆工材に添
加しておくこともできる。

酸化剤と還元剤の併用酸化剤は、単独でアクリル酸塩またはメタクリル酸塩を
重合させることが可能であるが、硬化時間をより短縮し
た場合、作業現場の温度等により硬化時間が長い場合等
還元剤と併用することが望ましい。

酸化剤と還元剤とを併用する際には、アクリル酸塩また
はメタクリル酸塩の水溶液に酸化剤を添加し、セメント
を含む覆工材に還元剤を添加することが好ましいが、そ
の逆であってもよく、また酸化剤および還元剤の両者を
覆工材または急結剤の一方のみに加えておいてもよい、
覆工材に酸化剤または還元剤を添加するときは、それら
と覆工材とを混合しておくと好適であり、特に覆工材を
粉末の状態で用いる場合は両者を十分に空練りしておく
と好適である。

還元剤酸化剤と併用する還元剤は、水溶性であるものが好まし
く、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン、ヒド
ラジン、ヒドロキシルアミン、ジエチルアミノプロピオ
ニトリル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミツ
ブロバノール、ピペラジン、モルホリン等のアミン類や
その塩、第１鉄塩、亜硫酸アルカリ、チオ硫酸塩、チオ
尿素、エリソルビン酸ナトリウム、ロンガリット等の１
種以上を用いる。酸化剤と還元剤との組み合せおよびそ
れらの使用量は、覆工壁の硬化時間、壁面に対する覆工
壁の接着強度、覆工壁の強度等に影響するため、作業現
場の地質、環境、温度等の条件により選択する。

配合割合セメントと急結剤の好ましい配合割合は、セメントを粉
末の状態で使用する（乾式１法）か、スラリーの状態で
使用する（湿式１法）かにより異なる。

セメントを粉末の状態で使用することは、本発明におい
てはセメントと急結剤とを吹付はノズルで合流させるた
め、特に好適である。セメントを粉末の状態で使用する
と、セメントおよび急結剤の混合物の流動性は、問題に
ならない、このため、セメントの粉末に対する急結剤の
溶液の比率は、小さくてよく、体積比で０．０５〜７、
好ましくはＯ０１〜５である。前記体積比が０．０５よ
り小さいと、セメントや骨材の表面を濡らすことができ
ないため、強固な覆工壁を得ることができず、また得ら
れた覆工壁に空隙が多く、止水性に乏しく、さらに岩盤
や地盤に対する接着力が弱くなる恐れがある。前記体積
比が７を越えると、止水性、接着性の問題はないが、重
合した急結剤（ポリメタアクリル酸塩またはポリメタク
リル酸塩）がゲル化する傾向が顕著に表われるため、弾
力性に富む覆工壁を得ることはできるが、強固な覆工壁
を得ることができなくなる恐れがある。

セメントをスラリーの状態で使用する場合は、セメント
および骨材、必要に応じて還元剤等の混合物に水を加え
て流動性を有するスラリーとし、該スラリーと急結剤（
アクリル酸塩またはメタクリル酸塩）の水溶液とを吹付
はノズルで合流させる。このため、セメントをスラリー
の状態で使用する場合の固体部分に対する液体部分の比
率の下限は、乾式１法よりも大きくなり、固体部分に対
する液体部分の比率は、体積比で１〜７．好ましくは１
〜５である。前記体積比が１より小さいと、スラリーと
急結剤の水溶液との混合が不十分になるため、均質な覆
工壁を得ることができない、前記体積比が７を越えると
、強固な覆工壁を得ることができない。

覆工壁の硬化時間は、吹付は工法においては、一般に、
３０秒以下、好ましくは１０秒以下であも　　　ること
が望まれているため、酸化剤および還元剤の種類および
それらの量（濃度）を調整することにより、約１秒まで
自由に設定することができるＪ前記硬化時間は、作業現
場の温度によっても左右される。

施工方法本発明においては、覆工材と急結剤とを吹付はノズルに
別々に供給して該吹付はノズルで両者を合流させる。

セメントを粉状の状態で使用するときは、前記セメント
を含む覆工材および急結剤の水溶液の一方に酸化剤を含
ませ、覆工材を十分に空練りし、該覆工材と急結剤の水
溶液とを吹付はノズルで合流させて壁面へ向けて同時に
吹付ける。この場合、水を前記吹付はノズルに供給して
合流させると好適である。還元剤を併用するときは、覆
工材または急結剤の一方に酸化剤を、他方に還元剤を加
えればよい。

セメントをスラリーの状態で使用するときは、セメント
を含む覆工材に水を加えて十分に混練し、混練した覆工
材と急結剤の水溶液とを吹付はノズルで合流させて壁面
に向けて同時に吹付ければよい、この場合も酸化剤は、
覆工材または急結剤の水溶液のいずれかに含ませる。

本発明を実゛施するための装置としては、ＮＡＴＭ　（
Ｎｅｗ　Ａｕ５ｔｒｉａｎ　Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　Ｎｅ
ｔｈａｄ）と称されているトンネル築造工法に用いられ
ている乾式または湿式の吹き付は機械を使用することが
できる。

覆工すべき壁面の状況によっては、ロックボルトの設置
する補助作業、補強用の鉄筋または金網の設置する補助
作業を行なうこともできる。

吹付けの厚さすなわち覆工壁の厚さは、工事の目的によ
り異なる。前記厚さが２〜３ｃｍを越える場合は、複数
回に分けて吹付けるいわゆる重ね吹付けをすることが好
ましい。

施工例１アクリル酸マグネシウム３４％および過硫酸ナトリウム
３％を含む水溶液１０Ｌ（１２Ｋｇ）と、ポルトランド
セメント１７Ｋｇおよびエリソルビン酸ナトリウム０．
０２ＫｇをＢＬＯ水により混練して成るセメントスラリ
ーとを吹付はノズルで合流させて流水のある壁面に吹付
け、覆工壁を得た。このとき、吹付けられた組成物の硬
化時間は、約１．２秒（２４度Ｃ）、硬化物の圧縮強さ
は、硬化１時間後で１５Ｋｇｆ／ｃｍ２であり、モルタ
ル壁土で硬化した組成物は、前記モルタル壁に強固に付
着し、容易には剥落しなかった。

なお、吹付けられた組成物の固体部分に対する溶液部分
の体積比は、３．３である。ただし、セメントの比重は
３．１である。

施工例２アクリル酸マグネシウム２５％、アクリル酸カルシウム
９％、過硫酸ナトリウム３％を含む水溶液１０Ｌ（１２
Ｋｇ）と、ポルトランドセメント１７Ｋｇ、川砂１７Ｋ
ｇおよびエリソルビン酸ナトリウム０．０２Ｋｇを１１
Ｌの水により混練して成るセメントスラリーとを吹付は
ノズルで合流させて流水のある壁面に吹付け、覆工壁を
得た。

このとき、吹付けられた組成物の硬化時間は、約１．３
秒（２５度Ｃ）、硬化物の圧縮強さは、硬化１時間後で
ｌＯＫｇｆ／ｃｍ２であり１モルタル壁土で硬化した組
成物は、前記モルタル壁に強固に付着し、容易には剥落
しなかった。

なお、吹付けられた組成物の固体部分に対する溶液部分
の体積比は、１．８である。ただし、砂の比重は２，６
である。

施工例３アクリル酸マグネシウム２５％および過硫酸ナトリウム
３％を含む水溶液３３Ｌ（４ｏＫｇ）と、ポルトランド
セメント６７Ｋｇ、川砂６７Ｋｇ、１〜５ｍｍの砕石１
３０Ｋｆｔ３よびエリソルビン酸ナトリウム０．０７Ｋ
ｇを空練りして成る混合物とを吹付はノズルで合流させ
て流水のある掘削岩盤面に吹付け、覆工壁を得た。この
とき、吹付けられた組成物の硬化時間は、１秒以下（２
０度Ｃ）、硬化物の圧縮強さは、硬化１時間後で７２Ｋ
ｇｆ／ａｍ２であり、岩盤上で硬化した組成物は、前記
岩盤に強固に付着し、容易には剥落しなかった。

へ　　　　　なお、吹付けられた組成物の固体部分に対
する溶液部分の体積比は、０．３である。

施工例４アクリル酸マグネシウム２０％および過硫酸アンモニウ
ム３％を含む水溶液３４Ｌ（４０’Ｋｇ）と、ポルトラ
ンドセメント１００Ｋｇおよびフライアッシュ２２Ｋｇ
を空練りして成る混合物とを吹付はノズルで合流させて
湿った掘削岩盤面へ吹付け、覆工壁を得た。このとき、
吹付けられた組成物の硬化時間は、１３秒以下（２４度
Ｃ）、硬化物の圧縮強さは、硬化１時間後で６４Ｋｇｆ
／　ｃ　ｍ　２であり、岩盤上で硬化した組成物は、前
記岩盤に強固に付着し、容易には剥落しなかった。

なお、吹付けられた組成物の固体部分に対する溶液部分
の体積比は、０．８である。ただし、フライアッシュの
比重は、２．６である。

比較例１セメン）ｌＯＫｇ、川砂３０Ｋｇ、市販の粉末状急結剤
０．５Ｋｇを空練りし、これを吹付はノズルで７．１Ｋ
ｇの水と合流させて流水のあるモルタル壁へ吹付けた。

吹付けられた組成物は、硬化開始時間が１．５〜２分の
ため、前記流水により流され、覆工壁を得ることができ
なかった。

覆工装置の実施例第１図に示す覆工装置ｌＯは、覆工材１２を空練りする
ための混合機１４と、吹付はノズル１６とを含む、１工
材１２は、セメント、骨材および還元剤から成り、混合
機１２により混合され、ベルトコンベア１８により吹付
は機２０へ移される。

吹付は機２０にはコンプレッサー２２からパイプ２４を
経て圧縮空気が送られており、吹付は機２０に移された
覆工材１２は吹付は機２０によりパイプ２６を経て吹付
はノズル１Ｂへ送られる。

吹付はノズル１６には、タンク２８内の水３０がブース
ターポンプ３２によりパイプ３４を経て送られ、またタ
ンク３６内の急結剤３８およびタンク４０内の酸化剤４
２がブースターポンプ４４によりパイプ４６を経て送ら
れており、さらに圧縮空気がコンプレッサー２２からパ
イプ４８を経て送られている。

このため、覆工材１２、水２８．急結剤３８および酸化
剤４２は吹付はノズル１６において合流した後、吹付は
ノズル１６から覆工すべき壁面５０へ向けて同時に吹付
けられ、これにより壁面５０に覆工壁５２が形成される
。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の実施に用いて好適な覆工装置の概
略を示す図である。ｌＯ：覆工装置、　　　１２：覆工材、１４：混合機、
　　　　１６：吹付はノズル、２０：吹付は機、　　　
２２：コンプレッサー、３０：水、　　　　　　３８：
急結剤、４２二酸化剤、　　　　５０：覆工すべき壁面
、５２：覆工壁。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメントを含む覆工材と、アクリル酸塩およびメ
タクリル酸塩から選ばれる急結剤と、触媒である酸化剤
とを吹付けノズルから壁面へ向けて吹付けることにより
前記壁面を被覆する覆工方法であって、前記酸化剤を前
記覆工材または急結剤の少なくとも一方に加え、前記覆
工材および急結剤を別々の経路を経て前記吹付けノズル
に供給し、前記覆工材、急結剤および酸化剤を前記吹付
けノズルから前記壁面へ向けて同時に吹付ける、壁面の
覆工方法。
（２）前記覆工材は粉状の混合物であり、該混合物、前
記急結剤および水を前記吹付けノズルで合流させて吹付
ける、特許請求の範囲第（１）項に記載の覆工方法。
（３）前記覆工材は液状の混合物であり、該液状混合物
および前記急結剤を前記吹付けノズルで合流させて吹付
ける、特許請求の範囲第（１）項に記載の覆工方法。
（４）前記急結剤は水溶液である、特許請求の範囲第（
１）項、第（２）項または第（３）項に記載の覆工方法
。
（５）前記急結剤の水溶液と前記酸化剤の水溶液とを混
合し、その混合水溶液を前記吹付けノズルに供給する、
特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（３）
項に記載の覆工方法。
（６）前記混合水溶液を圧縮空気と共に前記吹付けノズ
ルに供給する、特許請求の範囲第（５）項に記載の覆工
方法。
（７）前記酸化剤を前記覆工材に混合する、特許請求の
範囲第（１）項、第（２）項または第（３）項に記載の
覆工方法。
（８）セメントを含む覆工材と、アクリル酸塩およびメ
タクリル酸塩から選ばれる急結剤と、酸化剤と、還元剤
とを吹付けノズルから壁面へ向けて吹付けることにより
前記壁面を被覆する覆工方法であって、前記酸化剤およ
び還元剤の一方を前記覆工材に他方を前記急結剤にそれ
ぞれ加え、前記覆工材および急結剤を別々の経路を経て
前記吹付けノズルに供給し、前記覆工材、急結剤、酸化
剤および還元剤を前記吹付けノズルから前記壁面へ向け
て同時に吹付ける、壁面の覆工方法。
（９）前記覆工材は粉状の混合物であり、前記急結剤の
水溶液と前記酸化剤の水溶液とを混合してその混合水溶
液、前記混合物および水を前記吹付けノズルで合流させ
て吹付ける、特許請求の範囲第（８）項に記載の覆工方
法。
（１０）前記覆工材は液状の混合物であり、前記急結剤
の水溶液と前記酸化剤の水溶液とを混合し、その混合水
溶液と前記スラリを前記吹付けノズルで合流させて吹付
ける、特許請求の範囲第（８）項に記載の覆工方法。
（１１）セメントを含む覆工材と、アクリル酸塩および
メタクリル酸塩から選ばれる急結剤と、酸化剤と、還元
剤とを吹付けノズルから壁面へ向けて吹付けることによ
り前記壁面を被覆する覆工方法であって、前記酸化剤お
よび還元剤のそれぞれを前記覆工材または前記急結剤に
それぞれ加え、前記覆工材および急結剤を別々の経路を
経て前記吹付けノズルに供給し、前記覆工材、急結剤、
酸化剤および還元剤を前記吹付けノズルから前記壁面へ
向けて同時に吹付ける、壁面の覆工方法。