JP2000063159A - 高流動吹付けコンクリート用セメント - Google Patents

高流動吹付けコンクリート用セメント

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JP2000063159A
JP2000063159A JP10236610A JP23661098A JP2000063159A JP 2000063159 A JP2000063159 A JP 2000063159A JP 10236610 A JP10236610 A JP 10236610A JP 23661098 A JP23661098 A JP 23661098A JP 2000063159 A JP2000063159 A JP 2000063159A
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cement
concrete
shotcrete
furnace slag
blast furnace
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JP10236610A
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English (en)
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Yutaka Nakajima
裕 中島
Akinori Sugiyama
彰徳 杉山
Takashi Ayada
隆史 綾田
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • C04B7/147Metallurgical slag
    • C04B7/153Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/17Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium oxide containing activators
    • C04B7/19Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146Sprayable or pumpable mixtures
    • C04B2111/00155Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吹付けコンクリートの品質を安定化させるこ
とができ、さらに、リバウンド率も小さくさせることが
できる吹付けコンクリート用セメントを提供すること。 【解決手段】 高流動コンクリートからなるベースコン
クリートに急結剤を添加して吹付け施工を行うのに用い
るセメントであって、ブレーン比表面積が3000cm2/g以
上の高炉スラグと普通ポルトランドセメントとの重量比
が2:8〜6:4である高炉スラグ−普通ポルトランドセメン
ト混合物からなる高流動吹付けコンクリート用セメン
ト。該混合物がJIS規格における高炉セメントB種で
ある高流動吹付けコンクリート用セメント。さらに、高
流動吹付けコンクリートのベースコンクリートのスラン
プフローが450〜750mmである高流動吹付けコンクリート
用セメント。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベースコンクリー
トとして、高流動コンクリートを用いる湿式吹付け施工
方法に適した高流動吹付けコンクリート用セメントに関
し、特に、ポンプ圧送途中で急結剤を添加しても、吹付
けコンクリートの品質を安定化させることができ、さら
に、リバウンド率も小さくさせることができる高流動吹
付けコンクリート用セメントに関する。
【0002】
【従来の技術およびその課題】掘削されたトンネルや地
下空間の建設工事では、露出面にコンクリートを吹付け
てライニングし、該露出面の崩落を防止する方法が広く
実施されている。コンクリート吹付け工法としては、乾
式工法と湿式工法が知られているが、湿式工法は、乾式
工法に比べて、粉塵の発生が少ないという利点を有する
ため、吹付け工法の主流となっている。
【0003】湿式工法では、ベースコンクリートを輸送
パイプを通して圧送し、先端の吹付けノズルから吹き出
し、掘削された露出面にコンクリートを吹き付けてライ
ニングする。また、ベースコンクリートだけでは、急結
性が得られないので、急結剤を圧送途中で添加混合して
いる。
【0004】しかしながら、カルシウムアルミネート系
鉱物を主体とした粉末急結剤を添加した場合、ベースコ
ンクリートへの急結剤の混合分散性が安定せず、安定し
た品質(急結性、強度等)の吹付けコンクリートが得ら
れ難かった。また、吹付けた際のリバウンド率も大きか
った。
【0005】一方、近年においては、大断面のトンネル
やより大型の地下空間の建設が益々増加している。それ
に伴い、吹付けコンクリートの品質の安定化、さらに
は、工費の削減が、より一層求められている。そこで、
本発明では、概して、ベースコンクリートへの混合分散
性が良くない上記粉末急結剤を用いても、吹付けコンク
リートの品質を安定化させることができ、さらに、リバ
ウンド率も小さくさせることにより工費の削減を図るこ
とができる吹付けコンクリート用セメントを提供するこ
とを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく種々のベースコンクリートについて鋭意
研究した結果、ベースコンクリートを高流動コンクリー
トとし、そのセメントとして、特定の比率からなる高炉
スラグと普通ポルトランドセメントとの混合物を用いれ
ば、急結剤が添加されてなる吹付けコンクリートの品質
を安定化させることができ、さらに、吹付けた際のリバ
ウンド率も小さくさせることができることを見いだし、
本発明を完成させたものである。
【0007】即ち、本発明は、高流動コンクリートから
なるベースコンクリートに急結剤を添加して吹付け施工
を行うのに用いるセメントであって、ブレーン比表面積
が3000cm2/g以上の高炉スラグと普通ポルトランドセメ
ントとの重量比が2:8〜6:4である高炉スラグ−普通ポル
トランドセメント混合物からなることを特徴とする高流
動吹付けコンクリート用セメント(請求項1)である。
さらに、本発明は、高炉スラグ−普通ポルトランドセメ
ント混合物がJIS規格における高炉セメントB種であ
る請求項1記載の高流動吹付けコンクリート用セメント
(請求項2)である。さらに、本発明は、高流動吹付け
コンクリートのベースコンクリートのスランプフローが
450〜750mmである請求項1又は2記載の高流動吹付けコ
ンクリート用セメント(請求項3)である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳し
く説明する。まず、本発明で用いるセメントについて説
明する。本発明では、ブレーン比表面積が3000cm2/g以
上、急結性を考慮して、好ましくはブレーン比表面積が
3500cm2/g以上の高炉スラグと普通ポルトランドセメン
トとの重量比が2:8〜6:4である高炉スラグ−普通ポルト
ランドセメント混合物からなるセメントを用いる。該混
合物を高流動吹付けコンクリート用セメントとして用い
ることで、高炉スラグを含まない普通ポルトランドセメ
ント単味を用いた場合等と比べ、ベースコンクリートで
ある高流動コンクリートへの急結剤の混合分散性が良好
となり、吹付けコンクリートの品質を安定化させること
ができ、さらに、リバウンド率も小さくさせることがで
きるものである。普通ポルトランドセメントと併用する
高炉スラグのブレーン比表面積が3000cm2/g未満では、
圧縮強度の変動が大きくなる傾向にある。すなわち、吹
付けコンクリートの品質を安定化し難くなる。さらに、
リバウンド率を小さくさせることが困難となるので好ま
しくない。なお、ブレーン比表面積が10000cm2/gを超え
る細かさのものは、製造に要する労力が大きく実用的で
はないため、高炉スラグのブレーン比表面積は10000cm2
/g以下とするのが好ましい。
【0009】高炉スラグ−普通ポルトランドセメント混
合物中の高炉スラグの重量比が2割未満では、圧縮強度
の変動が大きくなる傾向にある、またリバウンド率を小
さくさせることが困難となるので好ましくない。一方、
高炉スラグの重量比が6割を超えると、急結性が低下す
る。またリバウンド率を小さくさせることが困難となる
ので好ましくない。
【0010】普通ポルトランドセメントは市販されてい
るものを使用することができる。高炉スラグも所定のブ
レーン比表面積を有するものであれば、市販されている
ものを使用しても良いし、高炉スラグを粉砕したものを
使用してもよい。なお、高炉スラグは、水砕品を使用す
ることが好ましい。高炉スラグと普通ポルトランドセメ
ントの混合方法については、特に限定するものではな
く、例えば、予め高炉スラグ及び普通ポルトランドセメ
ントを所定の割合で混合しておき、これをコンクリート
の製造時に使用しても良いし、コンクリートの製造時に
それぞれ計量してミキサーに投入しても良い。なお、所
定の重量比を有する高炉スラグと普通ポルトランドセメ
ントの混合物で市販されているものとしては高炉セメン
トB種が挙げられる。セメントとして、高炉セメントB
種を使用することは、コストの点や、コンクリートの製
造の際の計量の手間を低減できる等の点から好ましいも
のである。
【0011】ベースコンクリートに用いるセメント以外
の材料について説明する。高性能減水剤としては、アル
キルアリルスルホン酸系、ナフタレンスルホン酸系、メ
ラミンスルホン酸系、ポリカルボン酸系等の高性能減水
剤(高性能AE減水剤も含む)が挙げられ、液状又は粉
末状どちらでも使用可能である。細骨材としては、川
砂、海砂、山砂、砕砂およびこれらの混合物が挙げられ
る。粗骨材としては、川砂利、海砂利、砕石およびこれ
らの混合物が挙げられる。また、必要に応じて、アクリ
ル系やセルロース系の増粘剤を使用することは差し支え
ない。
【0012】本発明において、使用する急結剤も特に限
定するものではなく、カルシウムアルミネートと石膏を
組み合わせた急結剤やカルシウムアルミネートと石膏と
さらにアルミン酸アルカリとを組み合わせた急結剤、さ
らには、カルシウムアルミネートとアルミン酸アルカリ
及び/又は炭酸アルカリを組み合わせた急結剤を使用す
ることができる。急結剤の添加量としては、急結性およ
びコストを考慮して、セメントに対して、3〜10重量
%が好ましい。なお、本発明でいう吹付けコンクリート
とは、ベースコンクリートに急結剤を添加してなるもの
であり、高流動吹付けコンクリートとは、該吹付けコン
クリートのうち、ベースコンクリートのスランプフロー
が400mm以上の吹付けコンクリートをいう。
【0013】次に、本発明のセメントが適用しうるベー
スコンクリートについて説明する。本発明のセメントで
は、ベースコンクリートとして、スランプフローが400m
m以上の高流動コンクリートを使用する必要がある。な
お、当然ながら、該高流動コンクリートは、スランプフ
ロー試験で材料分離を起こさない実用に供しうるコンク
リートである。好ましいのは、スランプフローが450〜7
50mmの高流動コンクリートである。スランプフローが40
0mm未満のコンクリートでは、圧縮強度の変動が大きく
なる傾向にある。さらに、リバウンド率を小さくさせる
ことが困難となるので好ましくない。スランプフローが
750mmを超えると、リバウンド率が高くなる傾向にあ
り、急結剤の添加量も多くなるので、コスト等の点から
あまり好ましいものではない。
【0014】高流動コンクリートとしては、前記スラン
プフローの範囲であれば、いわゆる「粉体系高流動コン
クリート」や、「増粘剤系高流動コンクリート」のどち
らでも用いることができる。これら高流動コンクリート
の配合は、特に限定するものではないが、セメント量は
450〜700kg/m3、単位水量は160〜200kg/m3、水/セメン
ト比は28〜40重量%、粗骨材量は0.20〜0.26m3/m3、細
骨材率は55〜65容量%、増粘剤を使用する場合は2〜8kg
/m3とすることが、ポンプ圧送性等の点から、好ましい
ものである。なお、品質の安定性を欠かない範囲で、必
要に応じて、無水石膏や珪石粉や石灰石粉末等の混和材
や収縮低減剤や膨張剤等の混和剤を添加してもよい。
【0015】ベースコンクリートの調製方法は、特に限
定するものではなく、慣用のミキサーで混合すれば良
い。また、吹付けコンクリートの施工方法については、
通常行われている湿式工法が任意に適用することができ
る。吹付け装置も、従来より用いられている装置を適用
することができる。
【0016】
【試験例】以下、試験例により本発明を説明する。 1. 使用材料 セメント ;高炉セメントB種(日本セメント(株)製) 普通ポルトランドセメント(日本セメント(株)製) 早強ポルトランドセメント(日本セメント(株)製) 高炉スラグ ;A:「ファインセラメント20A」(第一セメント(株)製、ブ レーン比表面積6000cm2/g) B:高炉スラグ粉砕物(ブレーン比表面積2500cm2/g) 高性能減水剤;「NT-1000S」((株)エヌエムビー製) 増粘剤 ;「アサノHF」(日本セメント(株)製) 細骨材 ;北九州市小倉南区産砕砂(比重:2.69):長崎県壱岐郡郷ノ浦 沖合海砂(比重:2.59)=3:7(重量比)混合品 粗骨材 ;北九州市門司区鹿喰産砕石(比重:2.80) 水 ;水道水 急結剤 ;A:「アサノスーパーナトム」(日本セメント(株)製) B:「デンカナトミックType-5」(電気化学工業(株)製)
【0017】ベースコンクリートの配合を表1に示す。
ベースコンクリートの混練は、2軸強制練りミキサー
(0.1m3)を用いて、90秒間混練した。
【0018】
【表1】
【0019】上記ベースコンクリートに表1に示す種類
および量の急結剤を添加し、内側にラスボートを張り付
けた幅2.5×奥行き3.0×高さ3.0mのボックスカルバー
トにコンクリートを吹付けた。なお、1回の吹付け量は
0.15m3とした。吹付け装置として、MEYCO Equipment
(株)製MEYCO Supremaを、急結剤の供給装置として日
本プライブリコ(株)製Qガンを用いた。
【0020】上記ベースコンクリート及び吹付けコンク
リートに対して以下の1)〜4)の特性を測定した。 1)スランプフロー;混練直後のベースコンクリートを
「JIS A 1101(コンクリートのスランプ試験
方法)」に準じてスランプコーンを引き上げた後、拡が
ったコンクリートの最大直径の長さとその直角方向の長
さを測定して、その平均値を算出した。 2)急結性;吹付け直後のコンクリートの状態を指触に
より調べ、握り潰せない場合を○、若干潰せる場合を
△、握り潰せる場合を×とした。 3)リバウンド率;吹付け終了後、付着せずに落下した
コンクリートの量を測定し、次式によりリバウンド率を
算出した。 4)圧縮強度およびそのバラツキ;30×40×20cmの木箱
にコンクリートを吹付け、φ5×10cmの供試体を採取
し、20℃で湿空気中養生(材令;3時間および28日)
後、「JISA 1108(コンクリートの圧縮強度試
験方法)」に準じて圧縮強度を測定した。なお、各材令
における圧縮強度は、3本の供試体の平均値とした。ま
た、圧縮強度のバラツキについては、各材令における供
試体3本の圧縮強度の変動係数(圧縮強度のバラツキを
示す指標)を求めた。それらの結果を表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】表2から明らかなように、ベースコンクリ
ートとして、高流動コンクリートを用いる湿式吹付け施
工方法において、本発明で規定するセメントを使用した
試験例では、リバウンド率を小さくさせることができ
た。また、圧縮強度の変動係数も小さく、品質の安定性
が優れているものであった。これに対して、本発明で規
定する以外のセメントを使用した試験例では、前記試験
例に比べて、リバウンド率や圧縮強度の変動係数が劣っ
ていた。一方、ベースコンクリートとして、スランプフ
ローが400mm未満のコンクリートを使用した試験例で
は、リバウンド率は大きく、また、圧縮強度の変動係数
も大きく、品質の安定性が低いものであった。
【0023】
【発明の効果】以上詳記したように、急結剤を用いた湿
式吹付け施工における吹付けコンクリートのベースコン
クリートとして、高流動コンクリートを用い、かつ、そ
のベースコンクリートに用いるセメントとして、本発明
で規定する高流動吹付けコンクリート用セメントを使用
することにより、種々の急結剤に対し、ベースコンクリ
ートへの混合分散性が良好となり、吹付けコンクリート
の品質を安定化させることができる。さらに、リバウン
ド率も小さくさせることができるので、より一層の工費
の削減を図ることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高流動コンクリートからなるベースコン
    クリートに急結剤を添加して吹付け施工を行うのに用い
    るセメントであって、ブレーン比表面積が3000cm2/g以
    上の高炉スラグと普通ポルトランドセメントとの重量比
    が2:8〜6:4である高炉スラグ−普通ポルトランドセメン
    ト混合物からなることを特徴とする高流動吹付けコンク
    リート用セメント。
  2. 【請求項2】 高炉スラグ−普通ポルトランドセメント
    混合物がJIS規格における高炉セメントB種である請
    求項1記載の高流動吹付けコンクリート用セメント。
  3. 【請求項3】 高流動吹付けコンクリートのベースコン
    クリートのスランプフローが450〜750mmである請求項1
    又は2記載の高流動吹付けコンクリート用セメント。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001302322A (ja) * 2000-04-20 2001-10-31 Taiheiyo Cement Corp 湿式吹付けコンクリート
JP2002037656A (ja) * 2000-07-26 2002-02-06 Taiheiyo Cement Corp 湿式吹付けコンクリート
KR100919745B1 (ko) * 2006-12-21 2009-09-29 한국건설기술연구원 산업부산물의 경제적 재활용과 시공품질 향상을 위한분말형 레디믹스트 숏크리트 및 이를 이용한 터널 숏크리트지보재의 시공방법

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