JP2613774B2

JP2613774B2 - 吹付けコンクリート用添加剤

Info

Publication number: JP2613774B2
Application number: JP26269487A
Authority: JP
Inventors: 哲廣瀬; 晃太郎藤田; 和久井上; 和人吉森; 之典山崎
Original assignee: 日本セメント株式会社
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH01108137A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は吹付けコンクリート用添加剤に関する。

［従来の技術］掘削されたトンネルや地山の露出面に、コンクリート
を吹付けてライニングし、該面の落盤、風化による剥落
などを防止する方法が広く実施されている。

該コンクリートを吹付ける方法には、乾式工法と湿式
工法とがある。乾式工法は空練りしたセメント、骨材お
よび急結剤の混練物を吹付け装置に供給し、圧搾空気で
輸送しながら、その途中で水を添加混合し、ノズルによ
って施工面に吹きつける工法であり、一方湿式工法はセ
メント、骨材および水の混練物を圧搾空気で輸送しなが
ら、その途中で急結剤を添加混合し、ノズルによって施
工面に吹付ける工法である。

上記各工法で用いる急結材としては、カルシウムアル
ミネート、炭酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウムから
なる組成物（特公昭56−27457）、アルカリ炭酸塩、カ
ルシウムアルミネートからなる組成物（特公昭60−414
9）仮焼明ばん石、石灰、アルカリ金属炭酸塩からなる
組成物（特開昭60−260452）、仮焼明ばん石、アルカリ
金属アルミン酸塩、アルカリ金属炭酸塩および石灰から
なる組成物（特開昭61−26538）などが知られている。

また、上記の他に、炭酸ナトリウムおよびアルミン酸
ナトリウムからなる組成物（たとえば、商品名;QP−50
0）が知られている。

急結剤使用割合はコンクリート中のセメントに対し
て、乾式工法によるときは４〜６重量％、湿式工法によ
るときは５〜10重量％になるように添加されるのが一般
的である。

［発明が解決しようとする問題点］通常、吹付けコンクリート施工を行うと粉じんが発生
し、視界を悪くする。粉じん濃度は、たとえば、デジタ
ル粉じん計を用いて測定し、１分間当たりのカウント数
（cpm）で表示されるが、その濃度が300〜500cpmの範囲
では、特別な照明器具を用いないと施工面が目視でき
ず、500cpm以上になると、著しく視界が悪くなり作業能
率をさらに悪くする。ところが、従来の急結剤を用いた
乾式工法では、その粉じん濃度は、大凡600〜700cpmと
非常に高く、作業能率は極めて悪い。そのため、乾式工
法に代って湿式工法が開発されたのであるが、この工法
でも400〜500cpm程度は発じんし、決して好ましいもの
でなかった。

その上、はねかえり率（吹付け施工時のコンクリート
のはねかえり量および吹付け後露出面から剥落した量の
合量を、吹付けに要したコンクリート量で割った重量百
分率）が、乾式工法、湿式工法共に30〜50％もあった。
そのはねかえったコンクリートは数分以内に凝結を開始
するため、そのコンクリートを吹付けコンクリートとし
て再使用することは、ほとんどの場合不可能であるの
で、廃棄するしかなく、この点の改善も望まれていた。

このように従来の急結剤は充分なものでなく、粉じん
濃度、はねかえり率のより改良された急結剤の開発が要
望されていた。

［問題点を解決するための手段］そこで、本発明者らは、吹付けコンクリートに、従来
の急結剤とともに特定の物質を添加することにより、前
記欠点が解消できるものについて研究した結果、特定物
質として、非晶質ないし低結晶質アルミナが有効である
ことを見い出し、それに基づいて本発明を完成した。

すなわち、本発明は非晶質ないしは低結晶質アルミナ
からなる吹付けコンクリート用添加剤を要旨とするもの
である。

本発明において非晶質ないし低結晶質アルミナとは、
水または水の存在下で急結剤やセメントとただちに反応
するような活性の高いゲル状のアルミナもしくは結晶度
の低いアルミナ鉱物である。具体的には乾燥アルミナゲ
ル、ベーマイトゲルのほかγ−アルミナなどが例示され
る。

非晶質ないし低結晶質アルミナは使用にあたり、１種
類だけで用いてもよく、また２種類以上を併用してもよ
い。

該アルミナは、反応性が高いほど望ましいが、使用す
る急結剤、吹付け方法または施工現場の状況により一概
には決められない。

通常のトンネル工事の吹付けに使用する場合には、ア
ルミナゾルを500℃以下の温度で乾燥してえられたアル
ミナゲルおよびベーマイトゲルが適当である。比表面積
はBTE法で10m²/g以上、好ましくは、100m²/g以上であれ
ば、充分な効果が得られる。また、細かさは100μｍ以
下の粒度のものが適当である。

これら非晶質ないし低結晶質アルミナと同様に、粉じ
んの低減およびはねかえり率の低減に効果のある物質と
して、ホワイトカーボン、コロイダルシリカなどとよば
れる微粒子状ケイ酸塩があるが、これらは、コンクリー
トの凝結を遅らせるので、好ましくない。

非晶質ないし低結晶質アルミナの急結剤に対する割合
も、前記の反応性の所で述べた理由から、場合に応じて
適宜に添加すればよいが、通常の吹付けにおける好まし
い割合は１〜20重量％である。１重量％未満の場合は、
使用する吹付け機の種類によっては混合が不充分な場合
があり、また20重量％を超えると、コンクリートの吹付
け直後の急結性が悪くなるので、吹付け直後の急結性
を、さほど考慮しなくてもよい限られた箇所への使用に
制限される。

次に非晶質ないしは低結晶質アルミナとともに使用さ
れる急結剤は、従来から知られている急結剤（例えば、
前述のカルシウムアルミネート、炭素ナトリウムおよび
アルミン酸ナトリウム系）のいずれをも使用することが
できる。

ついで本発明の非晶質ないしは低結晶質アルミナの添
加方法を説明する。該アルミナは、水と接触後、直ちに
吹付けられる方法であれば、いずれの方法を採用しても
よく、本発明では、特にその方法を限定しないが、あら
かじめ急結剤と混合しておく方法が、最も実用的であ
る。コンクリートの輸送ホースの途中で圧入添加する方
法、急結剤の輸送ホースの途中で圧入添加する方法も考
えられるが、精度良く添加することは困難であり、実用
的でない。

［実施例］実施例１〜5,比較例１添加剤の割合を種々かえて、湿式工法で吹付け試験を
行なった。

添加剤、急結剤およびコンクリートは下記の要領で準
備した。

（イ）添加剤アルミナゾルを200℃で乾燥したアルミナゲルを用い
た。Ｘ線回折の結果、非晶質であった。

BET比表面積 150m²/g 粒度 90μｍ篩全通（ロ）急結剤カルシウムアルミネート（主としてC₃A、C₁₂A₇、ガラ
ス相からなる）70重量％、無水炭酸ナトリウム（徳山曹
達社製ライトソーダ灰）25重量％、アルミン酸ナトリウ
ム（和光純薬工業社製）５重量％を混合してつくった急
結剤を用いた。

（ハ）生コンクリート第１表に示すコンクリート原料および単位量に従って
慣用の方法で混練して生コンクリートを製造した。

前記コンクリートを吹付け装置に供給し、ホースで輸
送した。ホースの先端のノズルより3.7mのところであら
かじめ添加剤を第２表に示す割合で急結剤に添加した混
合物を、セメントに対して７重量％の添加率となるよう
に圧入し、該生コンクリートと混合させながら輸送し、
半径約5mの抗道の岩盤面の円周方向に、幅1m厚さ約20cm
に吹付けた。

上記吹付け試験は、各水準について日をかえて行っ
た。粉じん濃度測定は、吹付け箇所より5mはなれた地点
で行った。測定は、デジタル粉じん計を用いて、吹付け
開始より終了まで、１分間隔で行いて、１分間のカウン
ト数を平均したものを平均粉じん濃度とした。また、各
試験ごとに、はねかえり率を測定した。得られた結果を
第２表に併記した。

なお、別途に添加剤の凝結時間への影響を調べるた
め、下記要領でモルタルによる試験を行なった。

使用材料、つまり添加剤、急結剤、セメントおよび砂
は前途の吹付け試験に用いたものを使用した。

セメント／砂＝1/3、水／セメント＝1/2の配合物をモ
ルタルミキサーで３分間混練し、30分間静置したのち、
あらかじめ添加剤と急結剤を第２表に示す割合で混ぜて
作った各混合物を、セメントに対して７重量％となるよ
うに前記混練物に添加し、素早く20秒間激しく混練し
て、各水準のモルタルを得た。

それぞれのモルタルをJIS A6204（ブロクター貫入試
験法）に準じて凝結時間を測定し、結果を第２表に併記
した。

実施例6,比較例２市販急結剤を用いた場合について、乾式吹付け試験を
行った。

（イ）添加剤実施例１と同じアルミナゲルを用いた。

（ロ）急結剤カルシウムアルミネート系の市販品（ハ）コンクリート原料および単位量第３表に示した。

添加剤を結剤に対し、第４表に示す割合で配合し、そ
の混合物をセメントに対し外割で、５重量％となるよう
に添加して、同表に示す単位量に従った配合物をミキサ
ーに投入して混合し、ドライコンクリートを作った。混
合後直ちに、該コンクリートを吹付け装置に供給し、ホ
ースで圧送する途中にノズル先端より、3.7m手前のところで、混練水
を圧入し、ホース中でドライコンクリートと混練させな
がら輸送し、比較例１に隣接する岩盤面に同じ仕様で吹
付けた。なお、水量は、吹付け状況を観察しながらコン
トロールした。

吹付けのさい、実施例１と同様の測定を行い、得られ
た結果を第４表に併記した。

［発明の効果］本発明はコンクリート吹付け施工で発生する粉じん
や、はねかえりを改善するために用いる添加剤に関する
ものであり、従来法のようにコンクリートと急結剤を用
いただけの場合に比し、前記２特性を著しく改善でき
る。その結果、作業環境は著しく改善され、材料ロスは
減少し、もって工期を短縮すると共に経済上のメリット
も大きい。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非晶質ないし低結晶質アルミナからなるこ
とを特徴とする吹付けコンクリート用添加剤