JPS63236741A - 吹付け用急結剤 - 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、モルタル又はコンクリートの吹付は用急結剤
に関する。

［従来の技術］ セメント材料やコンクリート材料に、少量の急結剤を添
加して、これをトンネルや建築物等の壁面に吹付は固化
させる吹付は工法が、一般に採用されてい仝。

従来、吹付は用急結剤としては、アルミン酸塩、アルカ
リ炭酸塩、カルシウムアルミネートが、単独に又は組み
合わせて使用されている。

しかし、アルミン酸塩、アルカリ炭酸塩の使用は、単独
９組み合わせのいずれにおいても急結性がシャープでな
い為、湧水個所の施工等において問題が多かった。又、
急結剤のセメントに対する最適添加量の範囲が狭く、実
際の施工現場での管理が難しいという問題があった。更
に吹付は後のモルタルやコンクリートの強度発現性が悪
く、特に若材令時での強度が低く、又、長期強度の伸び
が低いという欠点を有していた。アルミン酸塩はアルミ
ン酸ナトリウムが代表的な材料であるが、通常使用され
ているものは吸湿性が高く、長期安定性が非常に悪いと
いう欠点もあった。

一方、カルシウムアルミネートを主成分とした物は前者
に比較して急結性はシャープであり、強度発現は十分で
あるが、セメントやコンクリートに添加する量を多量に
要するという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来の吹付は用急結剤の有する欠点を解消し
、下記の条件を満足する急結剤を提供することを目的と
する。

■　急結性がシャープである。

■　低添加量で硬化時間が短い。

■　添加量に比例して硬化時間が短縮する。

■　初期強度及び長期強度が高い。

■　望ましくは取り扱いが容易であり、かつ変質しない
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者は、上記条件を満足する急結剤を開発すべく鋭
意検討を重ね、超速硬セメントとアルミナセメントと消
石灰とアルミン酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムを特定
の構成比で組み合わせたものが急結剤として極めて優れ
ていることを見出し、本発明を完成した。

本発明になる吹付は用急結剤は超速硬セメント２０〜６
０重量％、アルミナセメント１０〜４０重世％、アルカ
リ炭酸塩５〜３５重量％、アルミン酸ナトリウム５〜３
０重曾％、消石灰１〜２０重量％からなる吹付は用急結
剤である。

ここで超速硬セメントとしては、ジェットセメント等の
名前で市販されている３　Ｃａ　ＯＳ　ｉ　Ｏ２とＣａ
５Ｏとｉｉｃ　ａ　０　・７　ＡＤ　２０　ｓ　　　−
ＣａＦｚを主要化合物として含有するものが使用できる
。このセメントは１１Ｃａ０・７　Ａ　１　０　−Ｃａ
　Ｆ　２ならびにＣａ　Ｓ　Ｏ４の水和反応により数時
間のうちに十分な強さを発現するので、主として緊急工
事用等に使用されている。

アルミナセメントも、この名称で市販されておりＣａ　
Ｏ−Ａ　ＩＩ　２０　ｓを主要化合物とし、硬化速度が
大きいので、緊急工事用等に使用される。

アルカリ炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム等が一般的である。

本発明に使用する消石灰及びアルカリ炭酸塩は工業的用
途に通常使用されるものでよい。

尚、市販されている代表的なジェットセメントの化学成
分を第１表に示す。

第　　　１　　　表 又、市販されている代表的なアルミナセメントの化学成
分を第２表に示す。

（以下余白） 第　　　２　　　表 化学成分（重量％） アルミン酸ナトリウムはＮａ　　ＯとＡｌ２０３を主成
分として構成されており、水溶液と粉末の２種類がある
。通常は、Ａｌ　Ｏ／Ｎａ２Ｏのモル比が１未満のもの
が使用されている。しかし、粉末の場合Ｎａ２Ｏリッチ
のアルミン酸ナトリウムは、潮解性が高いため吸湿し易
く、長期安定性に欠ける。従って、本発明において使用
するアルミン酸ナトリウムは、Ａｎ　２　ｏ３／Ｎａ　
２０のモル比が１以上、好ましくは１〜５であることが
望ましい。

モル比が１以上であると通常品に比較して潮解性が非常
に少なく取り扱いが容易であり、かつ長期保存性がすぐ
れている。

尚、モル比（ＡＮ　　Ｏ／　Ｎａ　２０）が１〜５のア
ルミン酸ナトリウムの製造法は特公昭５８−４６４５０
号公報、特開昭５８−１４５６１９号公報、及び特開昭
５８−１４０３１７号公報に記載されている。

超速硬セメントは、主として強度アップに効果があり、
アルミナセメントは、主として強度アップと凝結促進に
効果がある。炭酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、
消石灰は、いずれも凝結促進の効果をもつ。これら５成
分を特定の組成比で混合することにより、前述の条件■
〜■をバランスよくすべてを達成する急結剤が得られる
。超速硬セメントとアルミナセメントについては、通常
、粉末度（ブレーン値）　４０００〜６０００ｃｒＩ／
　ｇ程度のものが市販されているが超微粉（粉末度６５
００ｃｍ２／ｇ以上）のものが、急結剤の反応性を高め
凝結時間を一層短縮する意味から好ましい。市販品から
超微粉を作るには、振動ミル粉砕機、ボールミル粉砕機
、ジェットミル型粉砕機等通常使用される粉砕機により
乾式粉砕すればよい。粉砕の程度は、粒子径を細かくす
る程急結性能が向上して好ましいが、本発明の目的を達
成するには、粉末度が６５００ｃｍ２／　ｇ以上になれ
ば十分である。

［実施例及び比較例］ 本発明の効果を明瞭にするため、実施例及び比較例につ
いて説明する□が、本発明の技術的範囲はこれらの実施
例に限定されるものではない。

試験は（１）凝結試験ならびに（２）強度試験を行なっ
た。

（１）凝結試験、及び（２）強度試験はモルタルミキサ
ーを使用し、細骨材（鹿島産Ｆ　Ｍ２．７）１５００ｇ
に１次水９０ｇを加えて１分間空練りして含水率６重全
％とじた。

次にセメント５００ｇと所定量の急結剤をミキサーへ投
入して３０秒間空練りしたのち、２次水１６０　ｇを投
入して１５秒間混練し、直ちにこれを型枠につめ、ブロ
クター貫入抵抗試験（Ａ　Ｓ　ＴＭ　−Ｃ−４０３）及
び強度試験（ＪＩＳ　　Ｒ５２０１）を行った。

尚、試験は温度２０±３℃、湿度８０％以上の条件室で
行い、供試体は材令１日以降、温度２０±３℃の水中養
生に供した。なおブロクター貫入抵抗試験（凝結試験）
はブロクター貫入値（ＰＳＩ）が４０００Ｐ　Ｓ　Ｉを
終結時間とした。

（１）凝結試験 本発明品（実施例）と５成分の組成をかえた比較品及び
市販品（吹付は剤として市販されているもの）（比較例
）の急結剤添加量と終結時間の関係を調べた。使用した
材料は、超速硬セメントとアルミナセメントは、通常の
市販品及びこの市販品を粉砕して粉末度８５００ｃｍ２
／　ｇ以上にした超微粉と両方を使用した。

消石灰と炭酸カリウム・炭酸ナトリウムは市販品で純度
９９，５重量％以上の材料を使用した。アルミン酸ナト
リウムについては粒度１ｍｍ以下であり、モル比１以上
のもの（化学組成ＡＲ２０３７３，７重量％、Ｎａ　　
Ｏ２５，０重量％でＡ（！　２０ｓ　　／Ｎａ　２０の
モル比１．８）を使用した。

又、市販品はアルミン酸ナトリウムを主成分とした急結
材料である。

第１表に各組成の急結剤についての、終結時間を示す。

尚、サンプルＡ−Ｇは、原料として市販の超速硬セメン
ト、アルミナセメントを使用し、Ａ１゜Ｂ、、Ｃ，は市
販のセメントを粉末度８５００ｃｔｌ／　ｇ以上に粉砕
したものを使用した。

第３表より、本発明になる急結剤を使用したものは、比
較例のものに比べて、凝結終結時間が短かいことがわか
る。

（以下余白） 次に急結剤のセメントに対する添加量（重量％）と凝結
終結時間との関係を測定した。第４表に、Ａｔ（実施例
）及び市販品（比較例）についての測定結果を示す。実
施例のものは、添加量の増加につれて終結時間が短縮す
るが、比較例のものは、添加量を増加しても、終結時間
が短縮しない。

第４表 なおアルミン酸ナトリウムについては、Ａｌ２Ｏ３／Ｎ
ａ２Ｏのモル比１以下の市販品（モル比０．８５のもの
）についてもテストしたが、終結時間は、実施例Ａ、Ａ
　　、Ｂ、Ｂ　　、　　Ｃ。

ｃ、と大差がなかった。

（２）強度試験 強度が高い程、良い急結剤であることはいうまでもない
。しかし、一般的に急結剤を添加したモルタル又はコン
クリートは急結剤無添加のモルタル又はコンクリートに
比較して初期強度は良好であるが、長期強度は大幅に低
下する。

実施例（Ａ１）と比較例（市販品）を用いて、急結剤の
添加量の増減における圧縮強度の測定を材令３時間、１
日、７日、２８０について実施した。

この結果を第５表に示す。

（以下余白） 第　　　５　　　表 実施例と比較例とを比べて若材令時（３時間）、長期材
令時（２８日）の強度は実施例のものが優れている。

又、急結剤の添加量が増加するに従い、市販品は強度が
低下しているのに比して実施例は低下していない。

尚、アルミン酸ナトリウムについて Ａｌ２Ｏ３／Ｎａ２Ｏのモル比が１以下のものについて
も測定したがモル比１以上のものと強度に大差はなかっ
た。

アルミン酸ナトリウムにおいてＡｌ２Ｏ３／Ｎａ２Ｏの
モル比１以上のものと（改良品）と通常の市販品につい
て、取り扱い性及び長期安定性についての比較を実施し
た。モル比１以上のものとして化学組成がＡＮ　２０３
７３．７重量％、Ｎａ　　０２５．０重量％であり、Ａ
Ｘ）　２０３　　／Ｎａ２Ｏのモル比が１６８のものを
使用し、市販品として化学組成がＡＩ　２０３５３．０
重量％、Ｎａ０３８．０重量％であり、Ａｌ２Ｏ３／Ｎ
ａ２Ｏのモル比が０．８５のものを使用した。

市販品は潮解性が非常に高く、屋内に１日間放置すると
、空気中の水分を吸湿して、べたべたとなり取り扱いが
困難であった。しかしモル比が１以上のものは潮解性が
殆んどなく取り扱いに問題はなかった。また、乳ばちや
各種粉砕機で粉砕したが、明らかに差異が見られ、モル
比１以上のものは粉砕性は良好であるが、市販品は粉砕
後べたべたとなった。

これらの結果よりモル比１以上のものは、モル比１未満
のものに比べ、取り扱いが容易であり、長期的に品質が
安定していると言える。

［発明の効果］ 本発明による吹付は用急結剤は、急結性がシャープであ
り、低添加量で硬化時間が短かく、添加量に比例して硬
化時間が短縮するため、現場の施工管理が容易である。

又、実用性に問題がない強度を発現する。さらに、アル
ミン酸ナトリウムとしてＡｌ２Ｏ３／Ｎａ　２０が１〜
５のものを使用すれば、取り扱いが容易であり、かつ材
料が変質しにくいため長期安定性にすぐれている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超速硬セメント２０〜６０重量％、アルミナセメン
   ト１０〜４０重量％、アルカリ炭酸塩５〜３５重量％、
   アルミン酸ナトリウム５〜３０重量％、消石灰１〜２０
   重量％からなる吹付け用急結剤。 ２、アルミン酸ナトリウムのＡｌ＿２Ｏ＿３／Ｎａ＿２
   Ｏのモル比が１〜５である事を特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の吹付け用急結剤。 ３、超速硬セメントが粉末度（ブレーン値）６５００ｃ
   ｍ＾２／ｇ以上の超微粉であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の吹付け用急結剤。 ４、アルミナセメントの粉末度（ブレーン値）６５００
   ｃｍ＾２／ｇ以上の超微粉であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の吹付け用急結剤。