JPS62136253A - 岩石、コンクリ−ト構造物等の破砕方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水和膨張性破砕剤を用いた岩石、コンクリー
ト構造物等の破砕方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、水和膨張性破砕剤は、水和反応により発生する
膨張圧を利用し、岩石やコンクリート構造物等を騒音や
振動の問題を生ずることなく静かに破砕することができ
る点に特長があり、近年コンクリート構造物の破壊等に
広く用いられている。

しかし、常温下では膨張圧の増加速度が非常に小さく、
通常、岩石やコンクリート構造物等に亀裂が発生するま
でには、水和膨張性破砕剤を被破砕物に設けられた穿孔
内に充填後およそ１０〜２４時間という長時間を要し、
破砕待時間の面で、爆薬や機械を使用する破砕方法に劣
っている６しかし、水和膨張性破砕剤を加熱下で水和す
れば、その膨張圧の増加速度は余りに大きくなり鉄砲現
象がみられる。

一般に、鉄砲現象は、人体に対して危険であることのほ
かに、水和膨張性破砕剤の量そのものが減少してしまう
ため破砕を不能にするという問題点を有している。

そのため、少なくとも止栓作用だけは確保して鉄砲現象
を防止し、たとえ長時間となっても破砕だけは行なって
おく必要がある。

酸化カルシウムに止栓作用を持たせるためには。

酸化カルシウムが鉄砲現象による噴出によって減少しな
いこと、及び膨張により穿孔壁との付着力を一定以上に
発揮することが必要である。

本発明者は、これらの問題点を解決するために鋭意研究
を進めた結果、被破砕物に設けられた穿孔に水を含浸さ
せた水和膨張性破砕剤を充填して、被破砕物を破砕する
にあたり、穿孔内の水利膨張性破砕剤に接して適当サイ
ズの生石灰を敷設し、酸化カルシウムの急激な水和反応
によって発生する高温及び膨張を利用して、穿孔開口部
端に位置する水和膨張性破砕剤を加熱し、加熱された水
和膨張性破砕剤自身が発熱し、加熱剤となって隣接する
水利膨張性破砕剤を穿孔底へ向かって次から次へと加熱
して行き、水和膨張性破砕剤の噴出現象いわゆる鉄砲現
象を発生することなしに破砕待ち時間を短縮することが
できることを発明し、この発明を特願昭５９−１１３６
０１号で特許出願した。

この発明は、穿孔開口部端の水和膨張性破砕剤自身が加
熱剤となり、かつ穿孔開口部端の水和膨張性破砕剤自身
が止栓となるという二つの作用を含むものであって、そ
の発明の要旨は被破砕物に設けられた穿孔内に、水を含
浸させた水和膨張性破砕剤を充填し、その水和膨張性破
砕剤に接して、全量が５ｍ目のふるいを通過し、しかも
１ｍ目のふるいを通過しないものを８０重重量以上含有
する酸化カルシウムを、その充填長と穿孔径との比が、
水和膨張性破砕剤がカプセルタイプの場合は１．０以上
、バルクタイプの場合は、１．５　以上となるように充
填した後、酸化カルシウムの重量の１０〜７０％の水を
添加して酸化カルシウムを発熱させ、その発熱により水
和膨張性破砕剤を加熱して破砕を行なうことを特徴とす
る破砕方法である。

この結果、該発明においては、粒度を限定した酸化カル
シウムを加熱剤として利用し、それを穿孔内の水和膨張
性破砕剤に接して充填し発熱させることにより、水利膨
張性破砕剤が穿孔開口部から噴出することなく、しかも
短時間で破砕を完了することを可能ならしめたものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記発明も破砕待ち時間は縮少でき、かつ鉄砲
現象の発生をみることを少くし得たが、破砕力が十分で
なく、また高価な水和膨張性破砕剤を多量に用いるので
、被破砕物に多数の穿孔数を設ける場合コストが高くな
る問題が残されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、該水和膨張性破砕剤の破砕力を向上させる
ため、水和膨張性破砕剤を使用した破砕方法を鋭意検討
した結果、水和膨張性破砕剤と、特定粒度の酸化カルシ
ウムを特定量使用することによって初めてこれら問題点
を解決し得ることを見いだし、本発明を完成させるに至
った。

すなわち、本発明の要旨は、被破砕物に設けられた穿孔
内に、鉄砲現象が１０分から３時間後に発生する水利膨
張性破砕剤を水を含浸させて充填し、その水和膨張性破
砕剤に接して、粒径が５１ｍより太きく１０＋ｍ以下の
ものを８０重量％以上含有する酸化カルシウムを充填し
た後、水を添加して酸化カルシウムを膨張発熱させ、そ
の膨張によって鉄砲現象を防止する止栓を形成するとと
もに発熱により水和膨張性破砕剤を加熱して破砕を行な
うことを特徴とする破砕方法に関するものである。

本発明における種々の数値限定は次に述べる理由による
。

水和膨張性破砕剤の鉄砲現象の発生待ち時間を、１０分
以上としたことは、実際の施工上、余裕を持って水利膨
張性破砕剤を水に含浸させてから穿孔に充填し、口元に
酸化カルシウムを設置して止栓を形成するには５分程度
は必要で、さらに５分間で加熱された水和膨張性破砕剤
の膨張による止栓をある程度の長さに形成しておく必要
があるからである。

その前に穿孔内の全ての水和膨張性破砕剤が一斉に反応
して水蒸気を発生した場合には１口元の酸化カルシウム
の止栓だけでは力が弱くて内部の圧力に耐え切れずに鉄
砲現象が発生する。

又、３時間以内とした理由は、３時間を超えるような反
応の遅いものでは、膨張力が弱く先願の破砕方法と破砕
力の点で有為差が見出せなくなるためである。

一般に水和膨張性破砕剤は、何らかの方法で鉄砲現象を
防止した場合、反応時間が短ければ短いほど膨張力、即
ち破砕力が強いと云われている。

これは、膨張力のもとである酸化カルシウムの含有斌が
多ければ多いほど、反応性が高いという比例関係がある
からである。

酸化カルシウムの粒径については、酸化カルシウムの粒
径が５ｍｍより太きく１０ｍｍ以下のものが８０重量％
未満で粒径１０ｍｎ＋以上の粒径のものが多い場合は、
充填密度が低くなるので全体的に。

止栓効果が小さくなる。

さらに、酸化カルシウムの単位重量当たりの表面積が小
さくなり、添加された水が酸化カルシウムに吸着されず
に下方に流れてしまうために、上部では、水が不足して
発熱及び膨張が不十分となり、下部では、逆に水が過剰
の状態となるため発熱量が水によって奪われて加熱効果
が減少する。

このような状態では、鉄砲待ち時間が１０分から３時間
後のような反応性の高い水和膨張性破砕剤でも止栓化を
伴うような連鎖反応を引き起こすことは出来ず一定の時
間が経過した後、孔内の水和膨張性破砕剤が一斉に反応
して、鉄砲現象を発生する。

一方、５ｍより大きく１０順以下の粒径のものが８０重
量％未満で特に粒径１ｍ未満の粉末が多い場合は、添加
された水は、酸化カルシウムの上部のみに吸着されてし
まって全体に行き渡らず、発熱反応が上部のみで終わっ
てしまい水和膨張性破砕剤を加熱することができない。

また、水がある程度の範囲に行き渡っても、水を吸着し
た酸化カルシウムがち密なスラリー又はペースト状とな
っているために、発生した水蒸気の逃げ道がなくなって
蓄積し、ある圧力となったときに一気に酸化カルシウム
が噴出するという鉄砲現象が、止栓効果を発揮する前に
発生する。

その結果、酸化カルシウムの量が減少して止栓が形成さ
れなくなり、鉄砲現象が発生する。

これに反し、酸化カルシウムの粒径が前記の範囲内にあ
るときは、発生する水蒸気を粒子間のすき間から連続的
に逃して水蒸気圧の蓄積を防止し。

しかる後に自ら膨張して十分な長さで止栓となることが
可能である。

したがって酸化カルシウム自体に鉄砲現象がないために
、使用したすべての酸化カルシウムが加熱剤及び止栓と
しての機能を果すことができる。

上記の粒度の酸化カルシウムの場合、先願の粒径と比較
して粒径の大きいものまで含んでいるので止栓効果は若
干低いが、反応性の高い水和膨張性破砕剤と組合せてい
るために隣接した水和膨張性破砕剤自体の止栓化で補わ
れ、結局鉄砲現象が防止できる。

一方、加熱効果に関しては、次のとおりであるが、酸化
カルシウムは、水と反応して１５ｋｃａ１１５６ｇの反
応熱を発生するが、発熱量は、当然、酸化カルシウムの
重斌に比例し、破砕待ち時間を左右する。

一般に、水和膨張性破砕剤は、１００℃以上に加熱され
た場合に、急激な水和反応を起こし自ら発熱する。

そして、この発熱によりさらに内側の水和膨張性破砕剤
が加熱され、急激な反応を起こすといった連鎖反応が発
生する。

逆に、加熱温度が１００℃未満の場合は、急激な連鎖反
応は起こらず、加熱剤の熱量の伝わる範囲でその熱量に
相当する分だけ反応が加速されるが、通常は穿孔壁への
伝導による熱損失で温度が低下し、連鎖反応が途中で止
まってしまう。

本発明においては、先願のように温度上昇を厳しく制御
した水和膨張性破砕剤を使用せず、反応性の非常に高い
ものを使用するため、加熱温度が低い場合でも連鎖反応
が途中で止まることはなく、むしろ時間の経過とともに
加熱されていない部分でも自ら反応を始めてくる。

従って口元の一部だけでも止栓化しておけば鉄砲現象が
防止でき破砕時間の短縮は可能となる。

〔発明の効果〕

この結果１本発明においては１粒度を限定した酸化カル
シウムを加熱剤として利用し、それを穿孔内の水和膨張
性破砕剤に接して充填し発熱させることにより、水和膨
張性破砕剤が穿孔開口部から噴出することなく、シかも
短時間で破砕を完了することを可能ならしめる。

そして、この酸化カルシウムは、有害物質を含まず、ま
た有害ガスも発生せず、取り扱いが簡便で、しかも安価
であるので、本発明の加熱剤として最適なものである。

さらに、その発熱温度も最高３００℃で、火災を発生し
ないので、可燃性ガス又は可燃物の存在する場所での破
砕作業に適しており、特に炭鉱内等の破砕作業に最も適
している。

また、酸化カルシウムは、水を添加して約１分後に最高
温度に達し、それに伴い水和膨張性破砕剤は、数分後に
反応し始めるが、酸化カルシウムに対する水の添加に一
定量の計量カップ等を使用すれば、１分間に数十水の穿
孔に水を添加することができるので、破砕が始まるまで
に十分破砕現場を離れることができる。

このことは、被破砕物の破片等が落下する危険性のある
現場においては重要な利点となる。

〔実施例及び比較例〕

次に、実施例及び比較例によって本発明の実施態様を明
らかにする。実験に用いた被破砕物のコンクリートブロ
ックはすべて共通で下記に示すサイズのものを用い、そ
れぞれには下記サイズの穿孔を設けた。また、水和膨張
性破砕剤はそれぞれ第１表に示され、かつ下記記載のも
のを用いた。

結果を第１表にまとめた。

０コンクリートブロツク 大きさ：縦８０ａｍ、横８０国、高さ１ｍ穿孔の形状：
直径３８ｍｍφ、深さ８０ａ１（縦孔）穿孔内の温度：
２５℃ ０水和膨張性破砕剤 申−５〜５℃の周囲温度で破砕待時間が１２〜２４時間
のもの（日油技研工業株式会社製、商品名：カームマイ
トカプセルＬ型） 鉄砲現象発生時間（２５℃）１０〜３０分後申０〜１０
℃の周囲温度で破砕待時間が１２〜２４時間のもの（日
油技研工業株式会社製、商品名二カームマイトカプセル
Ｗ型） 鉄砲現象発生時間（２５℃）３０分〜３時間後傘１０〜
２０℃の周囲温度で破砕待時間が１２〜２４時間のもの
（日油技研工業株式会社製、商品名二カームマイトカプ
セルＭ型） 鉄砲現象発生時間（２５３℃）３〜１０時間後本２０〜
３５℃の周囲温度で破砕待時間が１２〜２４時間のもの
（日油技研工業株式会社製、商品名：カームマイトカプ
セルＳ型） 鉄砲現象発生なしく２５℃） ０水温　２５℃ ０気温　２５℃ 実施例１ 温度０℃でコンクリートブロックの穿孔内に。

穿孔の口元から２０ｃｍを残して、水を含浸させたカー
ムマイトＣ−Ｌ型を充填し、その上に５１１Ｉｌより大
きく１０ｎｗ以下のものを８０重量％含有する酸化カル
シウム１００ｇを充填した後、３０ｇの水を添加して、
コンクリートブロックに亀裂が発生するまでの破砕待時
間を測定した。

実施例２ 実施例１において水和膨張性破砕剤を第１表に示される
ように変更した点を除いては、実施例１に準じた条件で
行ない、破砕状況を観察し、その結果を第１表に示す。

比較例１〜４ 実施例１において条件を第１表に示されるように変更し
た点を除いては、実施例１に準じた条件で行ない、破砕
状況をｔｍＥ％し、得た結果を第１表に示す。

第１表 注１：１分後に酸化カルシウムが噴出し、１１分、１３
分後に水和膨張性破砕剤が鉄砲現象を発生した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被破砕物を穿孔し、その穿孔内に、鉄砲現象が１０分か
   ら３時間以内に発生する水和膨張性破砕剤に水を含浸さ
   せて充填し、その水和膨張性破砕剤に接して、粒径が５
   ｍｍより大きく１０ｍｍ以下のものを８０重量％以上含
   有する酸化カルシウムを充填した後、水を添加して酸化
   カルシウムを発熱させ、その発熱により水和膨張性破砕
   剤を加熱して破砕を行なうことを特徴とする破砕方法。