JP3494244B2 - セメント組成物、セメント硬化体とその製造方法、及び場所打ちライニング工法 - Google Patents
セメント組成物、セメント硬化体とその製造方法、及び場所打ちライニング工法Info
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- JP3494244B2 JP3494244B2 JP30473394A JP30473394A JP3494244B2 JP 3494244 B2 JP3494244 B2 JP 3494244B2 JP 30473394 A JP30473394 A JP 30473394A JP 30473394 A JP30473394 A JP 30473394A JP 3494244 B2 JP3494244 B2 JP 3494244B2
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に、土木・建築業界
において使用されるセメント組成物、それを使用してな
るセメント硬化体、その製造方法、及びトンネルの場所
打ちライニング工法に関する。
において使用されるセメント組成物、それを使用してな
るセメント硬化体、その製造方法、及びトンネルの場所
打ちライニング工法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、例えば、ヒューム管や
ボックスカルバートなどのコンクリート管、パイルやポ
−ルなどの遠心力鉄筋コンクリ−ト製品、及び鋼管コン
クリ−ト複合体などの遠心力コンクリ−ト製品に代表さ
れるセメント硬化体の製造は、一般に、普通ポルトラン
ドセメントを主材料とし、材令１日程度で脱型可能とす
るため蒸気養生を行って生産性を向上していた(コンク
リ−ト工学ハンドブック 朝倉書店発行)。
ボックスカルバートなどのコンクリート管、パイルやポ
−ルなどの遠心力鉄筋コンクリ−ト製品、及び鋼管コン
クリ−ト複合体などの遠心力コンクリ−ト製品に代表さ
れるセメント硬化体の製造は、一般に、普通ポルトラン
ドセメントを主材料とし、材令１日程度で脱型可能とす
るため蒸気養生を行って生産性を向上していた(コンク
リ−ト工学ハンドブック 朝倉書店発行)。
【０００３】しかしながら、蒸気養生を行うためには、
蒸気養生室の設置、蒸気養生室への製品の搬入や搬出、
ボイラ−の保守管理、及び排ガス処理装置の設置等が必
要であり、そのため、コスト高となり、また、製造ライ
ンが複雑化するなどの課題があった。
蒸気養生室の設置、蒸気養生室への製品の搬入や搬出、
ボイラ−の保守管理、及び排ガス処理装置の設置等が必
要であり、そのため、コスト高となり、また、製造ライ
ンが複雑化するなどの課題があった。
【０００４】一方、トンネルの施工方法として、シ−ル
ド工法、掘削した断面を吹き付けコンクリ−トで固めな
がら堀り進めるＮＡＴＭ工法、並びに、推進とともに覆
工コンクリ−トを打設する場所打ちライニング工法等が
知られている。
ド工法、掘削した断面を吹き付けコンクリ−トで固めな
がら堀り進めるＮＡＴＭ工法、並びに、推進とともに覆
工コンクリ−トを打設する場所打ちライニング工法等が
知られている。
【０００５】このうち、場所打ちライニング工法は、ヨ
−ロッパにおいて開発され、日本に導入されたトンネル
の施工方法であり、コンクリ−ト打設時に、２kgf/cm2
程度の圧力をかけるため、コンクリ−トが地山と密着し
て地山のゆるみを無くすことができ、地盤沈下を最小限
にすることが可能となる方法である。即ち、場所打ちラ
イニング工法は、掘削装置と推進装置からなり、型枠機
構を装備したシ−ルド機後部で、直接覆工コンクリ−ト
を打設する方法であり、地山により異なるが、シ−ルド
機の推進と同時に、コンクリ−トを、導入管から、通
常、40〜50cm程度のコンクリ−ト厚になるように設置さ
れた、巻立てコンクリ−ト型枠の中へ流し込み、連続的
に加圧し、打設して覆工するものである。
−ロッパにおいて開発され、日本に導入されたトンネル
の施工方法であり、コンクリ−ト打設時に、２kgf/cm2
程度の圧力をかけるため、コンクリ−トが地山と密着し
て地山のゆるみを無くすことができ、地盤沈下を最小限
にすることが可能となる方法である。即ち、場所打ちラ
イニング工法は、掘削装置と推進装置からなり、型枠機
構を装備したシ−ルド機後部で、直接覆工コンクリ−ト
を打設する方法であり、地山により異なるが、シ−ルド
機の推進と同時に、コンクリ−トを、導入管から、通
常、40〜50cm程度のコンクリ−ト厚になるように設置さ
れた、巻立てコンクリ−ト型枠の中へ流し込み、連続的
に加圧し、打設して覆工するものである。
【０００６】この場所打ちライニング工法で使用される
コンクリ−トは、例えば、混練後のスランプ値が20cm以
上のように、型枠内に十分充填されるだけの流動性が必
要であり、しかも、混練後、コンクリ−トポンプを使用
して打設するので、一定時間、その流動性を保持するこ
とが必要である。さらに、シ−ルド機を数百メ−トル／
月程度の割合で前進させるため、例えば、１日圧縮強度
が100kgf/cm2以上と、早期強度の発現性に優れていなけ
ればならない。
コンクリ−トは、例えば、混練後のスランプ値が20cm以
上のように、型枠内に十分充填されるだけの流動性が必
要であり、しかも、混練後、コンクリ−トポンプを使用
して打設するので、一定時間、その流動性を保持するこ
とが必要である。さらに、シ−ルド機を数百メ−トル／
月程度の割合で前進させるため、例えば、１日圧縮強度
が100kgf/cm2以上と、早期強度の発現性に優れていなけ
ればならない。
【０００７】このように、場所打ちライニング工法に
は、流動性や良好な初期強度の発現性が要求されるが、
従来のコンクリ−トでは、流動性を一定時間保持させる
と強度発現が遅れ、そのため、施工の能率が著しく悪く
なるという課題があった。
は、流動性や良好な初期強度の発現性が要求されるが、
従来のコンクリ−トでは、流動性を一定時間保持させる
と強度発現が遅れ、そのため、施工の能率が著しく悪く
なるという課題があった。
【０００８】そして、場所打ちライニング工法に、従来
のセメント急硬材や超速硬セメントを含有したコンクリ
−トを用いた場合は、強度発現性が十分であっても、一
定時間流動性を保持することが難しく、コンクリ−トが
ポンプ内で硬化してしまう場合もあり、特別な混合機を
必要として実用的ではないという課題があった(特開平3
- 88754号公報)。
のセメント急硬材や超速硬セメントを含有したコンクリ
−トを用いた場合は、強度発現性が十分であっても、一
定時間流動性を保持することが難しく、コンクリ−トが
ポンプ内で硬化してしまう場合もあり、特別な混合機を
必要として実用的ではないという課題があった(特開平3
- 88754号公報)。
【０００９】本発明者は、前記課題を解決すべく種々努
力を重ねた結果、特定のセメント組成物を使用すること
により、蒸気養生をしなくても早期に脱型が可能で、非
常に強度発現性が良好なセメント硬化体が得られるこ
と、また、その混練物の流動性を一定時間保持し、しか
も、早期の強度発現が可能で高強度が得られるとの知見
を得て本発明を完成するに至った。
力を重ねた結果、特定のセメント組成物を使用すること
により、蒸気養生をしなくても早期に脱型が可能で、非
常に強度発現性が良好なセメント硬化体が得られるこ
と、また、その混練物の流動性を一定時間保持し、しか
も、早期の強度発現が可能で高強度が得られるとの知見
を得て本発明を完成するに至った。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、３CaO
・SiO２含有量６０重量％以上でブレーン値が３ , ５００
〜７ , ０００ cm ２ /gのポルトランドセメント１００重量
部、無水セッコウ１〜５重量部、硫酸アルミニウムを無
水物換算で０．２〜３重量部、アルミン酸アルカリ金属
塩０．１〜０．８重量部、及びアルカリ金属又はアルカ
リ土類金属の硝酸塩及び／又は亜硝酸塩０．５〜５重量
部を含有してなるセメント組成物であり、さらに、減水
剤を含有してなるセメント組成物であり、該セメント組
成物を使用してなるセメント硬化体で及びその製造方法
であり、該セメント組成物を含有するコンクリ−トを打
設し、それを加圧し、硬化後、型枠を移動して打継ぎす
るトンネルの場所打ちライニング工法である。
・SiO２含有量６０重量％以上でブレーン値が３ , ５００
〜７ , ０００ cm ２ /gのポルトランドセメント１００重量
部、無水セッコウ１〜５重量部、硫酸アルミニウムを無
水物換算で０．２〜３重量部、アルミン酸アルカリ金属
塩０．１〜０．８重量部、及びアルカリ金属又はアルカ
リ土類金属の硝酸塩及び／又は亜硝酸塩０．５〜５重量
部を含有してなるセメント組成物であり、さらに、減水
剤を含有してなるセメント組成物であり、該セメント組
成物を使用してなるセメント硬化体で及びその製造方法
であり、該セメント組成物を含有するコンクリ−トを打
設し、それを加圧し、硬化後、型枠を移動して打継ぎす
るトンネルの場所打ちライニング工法である。
【００１１】以下、本発明をさらに詳しく説明する。
【００１２】本発明で使用するポルトランドセメント
は、3CaO・SiO2含有量が60重量％以上のポルトランドセ
メントである。3CaO・SiO2含有量は66重量％以上が好ま
しく、通常は、市販の早強ポルトランドセメントが使用
可能である。3CaO・SiO2含有量が60重量％未満では十分
な初期強度が得られない場合がある。本発明のポルトラ
ンドセメントのブレ−ン値は、3,500〜7,000cm2/gが好
ましく、4,000〜5,000cm2/gがより好ましい。3,500cm2/
g未満では十分な初期強度が得られない場合があり、7,0
00cm2/gを超えるとコンクリ−トのスランプロスが大き
くなる場合がある。
は、3CaO・SiO2含有量が60重量％以上のポルトランドセ
メントである。3CaO・SiO2含有量は66重量％以上が好ま
しく、通常は、市販の早強ポルトランドセメントが使用
可能である。3CaO・SiO2含有量が60重量％未満では十分
な初期強度が得られない場合がある。本発明のポルトラ
ンドセメントのブレ−ン値は、3,500〜7,000cm2/gが好
ましく、4,000〜5,000cm2/gがより好ましい。3,500cm2/
g未満では十分な初期強度が得られない場合があり、7,0
00cm2/gを超えるとコンクリ−トのスランプロスが大き
くなる場合がある。
【００１３】本発明で使用する無水セッコウは、無水物
であれば特に限定されるものではなく、天然に産出する
天然無水セッコウや、半水セッコウ又は二水セッコウを
熱処理して得られる無水セッコウの他、工業副産物とし
て発生する無水セッコウ等の使用が可能である。無水セ
ッコウの粒度は、ブレ−ン値で2,500cm2/g以上が好まし
く、4,000cm2/g以上がより好ましい。2,500cm2/g未満で
は長期材令において未水和の残存セッコウによる膨張破
壊が発生する場合がある。無水セッコウの使用量は、ポ
ルトランドセメント100重量部に対して、１〜５重量部
であり、３〜４重量部が好ましい。１重量部未満では初
期強度の発現性が悪く、５重量部を超えると長期材令に
おいて未水和の残存セッコウによる膨張破壊が発生する
場合がある。
であれば特に限定されるものではなく、天然に産出する
天然無水セッコウや、半水セッコウ又は二水セッコウを
熱処理して得られる無水セッコウの他、工業副産物とし
て発生する無水セッコウ等の使用が可能である。無水セ
ッコウの粒度は、ブレ−ン値で2,500cm2/g以上が好まし
く、4,000cm2/g以上がより好ましい。2,500cm2/g未満で
は長期材令において未水和の残存セッコウによる膨張破
壊が発生する場合がある。無水セッコウの使用量は、ポ
ルトランドセメント100重量部に対して、１〜５重量部
であり、３〜４重量部が好ましい。１重量部未満では初
期強度の発現性が悪く、５重量部を超えると長期材令に
おいて未水和の残存セッコウによる膨張破壊が発生する
場合がある。
【００１４】本発明で使用する硫酸アルミニウムは、通
常、０〜20モル前後の結合水を含有する塩であり、特に
限定されるものではなく、いずれの結合水を含有する塩
も使用可能である。硫酸アルミニウムの使用量は、ポル
トランドセメント100重量部に対して、無水物換算で0.2
〜３重量部であり、１〜２重量部が好ましい。0.2重量
部未満では初期強度の発現性が悪く、３重量部を超える
と作業性が悪くなる場合がある。
常、０〜20モル前後の結合水を含有する塩であり、特に
限定されるものではなく、いずれの結合水を含有する塩
も使用可能である。硫酸アルミニウムの使用量は、ポル
トランドセメント100重量部に対して、無水物換算で0.2
〜３重量部であり、１〜２重量部が好ましい。0.2重量
部未満では初期強度の発現性が悪く、３重量部を超える
と作業性が悪くなる場合がある。
【００１５】本発明で使用するアルミン酸アルカリ金属
塩は、使用量はわずかではあるが、初期、中期、及び長
期の強度発現性を向上させるために不可欠なものであ
り、成分的に特に限定されるものではなく、アルミン酸
ナトリウムやアルミン酸カリウムの使用が可能であり、
そのうち、アルミン酸ナトリウムを使用することが経済
的に好ましい。アルミン酸アルカリ金属塩の使用量は、
ポルトランドセメント100重量部に対して、0.1〜0.8重
量部であり、0.3〜0.8重量部が好ましい。0.1重重量部
未満では十分な強度発現性が得られない場合があり、0.
8重量部を超えると作業性が悪くなる場合がある。
塩は、使用量はわずかではあるが、初期、中期、及び長
期の強度発現性を向上させるために不可欠なものであ
り、成分的に特に限定されるものではなく、アルミン酸
ナトリウムやアルミン酸カリウムの使用が可能であり、
そのうち、アルミン酸ナトリウムを使用することが経済
的に好ましい。アルミン酸アルカリ金属塩の使用量は、
ポルトランドセメント100重量部に対して、0.1〜0.8重
量部であり、0.3〜0.8重量部が好ましい。0.1重重量部
未満では十分な強度発現性が得られない場合があり、0.
8重量部を超えると作業性が悪くなる場合がある。
【００１６】本発明の硝酸塩類は、無水セッコウ、硫酸
アルミニウム、及びアルミン酸アルカリ金属塩と併用す
ることにより相乗効果を発揮し、ポルトランドセメント
の水和を加速的に促す作用を有するものであり、成分的
に特に限定されるものではないが、硝酸塩や亜硝酸塩の
一種又は二種以上からなるものであり、具体的には、硝
酸塩や亜硝酸塩のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩
が挙げられ、そのうち、ナトリウム塩、カリウム塩、及
びカルシウム塩の使用が経済的に好ましい。硝酸塩類の
使用量は、ポルトランドセメント100重量部に対して、
0.5〜５重量部が好ましく、１〜３重量部がより好まし
い。0.5重量部未満では初期強度促進効果が十分に得ら
れない場合があり、５重量部を超えると流動性の保持が
困難となる場合がある。
アルミニウム、及びアルミン酸アルカリ金属塩と併用す
ることにより相乗効果を発揮し、ポルトランドセメント
の水和を加速的に促す作用を有するものであり、成分的
に特に限定されるものではないが、硝酸塩や亜硝酸塩の
一種又は二種以上からなるものであり、具体的には、硝
酸塩や亜硝酸塩のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩
が挙げられ、そのうち、ナトリウム塩、カリウム塩、及
びカルシウム塩の使用が経済的に好ましい。硝酸塩類の
使用量は、ポルトランドセメント100重量部に対して、
0.5〜５重量部が好ましく、１〜３重量部がより好まし
い。0.5重量部未満では初期強度促進効果が十分に得ら
れない場合があり、５重量部を超えると流動性の保持が
困難となる場合がある。
【００１７】本発明で使用する減水剤は、特に限定され
るものではなく、一般に市販される減水剤、ＡＥ減水
剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、及び流動化剤が
使用可能であるが、これらのうち、高性能減水剤、高性
能ＡＥ減水剤、及び流動化剤の使用が好ましく、高性能
減水剤の使用がより好ましく、ポリカルボン酸系の高性
能減水剤の使用が最も好ましい。高性能減水剤、高性能
ＡＥ減水剤、及び流動化剤は大別して、ナフタリン系、
メラミン系、ポリカルボン酸系、及びアミノスルホン酸
系等に大別される。その代表例としては、ナフタリン系
として花王社製商品名「マイティ2000WH」、電気化学工業
社製商品名「デンカFT-500」や「デンカFT-80」などが挙げ
られ、メラミン系として昭和電工社製商品名「メルメン
トF-10」や日本シ−カ社製商品名「シ−カメント1000H」な
どが挙げられ、ポリカルボン酸系としてデンカグレ−ス
社製商品名「ダレックスス−パ−100PHX」や「ダレックス
ス−パ−200」、ＮＭＢ社製商品名「レオビルドSP-8HS」、
並びに、竹本油脂社製商品名「チュ−ポ−ルHP-11」等が
挙げられ、アミノスルホン酸系として藤沢薬品工業社製
商品名「パリックFP-100U」等が挙げられる。その他、日
本ゼオン社、神戸材料社、日本製紙社、福井化学工業
社、及び第一工業製薬社等各社より同等の減水剤が市販
されている。減水剤の使用量は、メ−カ−指定の範囲で
十分であるが、ナフタリン系やメラミン系の減水剤の場
合は、ポルトランドセメント、無水セッコウ、硫酸アル
ミニウム、アルミン酸アルカリ金属塩、及び硝酸塩類か
らなる結合材100重量部に対して、１〜４重量部が好ま
しく、ポリカルボン酸系やアミノスルホン酸系の減水剤
の場合は、結合材100重量部に対して、１〜３重量部が
好ましい。
るものではなく、一般に市販される減水剤、ＡＥ減水
剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、及び流動化剤が
使用可能であるが、これらのうち、高性能減水剤、高性
能ＡＥ減水剤、及び流動化剤の使用が好ましく、高性能
減水剤の使用がより好ましく、ポリカルボン酸系の高性
能減水剤の使用が最も好ましい。高性能減水剤、高性能
ＡＥ減水剤、及び流動化剤は大別して、ナフタリン系、
メラミン系、ポリカルボン酸系、及びアミノスルホン酸
系等に大別される。その代表例としては、ナフタリン系
として花王社製商品名「マイティ2000WH」、電気化学工業
社製商品名「デンカFT-500」や「デンカFT-80」などが挙げ
られ、メラミン系として昭和電工社製商品名「メルメン
トF-10」や日本シ−カ社製商品名「シ−カメント1000H」な
どが挙げられ、ポリカルボン酸系としてデンカグレ−ス
社製商品名「ダレックスス−パ−100PHX」や「ダレックス
ス−パ−200」、ＮＭＢ社製商品名「レオビルドSP-8HS」、
並びに、竹本油脂社製商品名「チュ−ポ−ルHP-11」等が
挙げられ、アミノスルホン酸系として藤沢薬品工業社製
商品名「パリックFP-100U」等が挙げられる。その他、日
本ゼオン社、神戸材料社、日本製紙社、福井化学工業
社、及び第一工業製薬社等各社より同等の減水剤が市販
されている。減水剤の使用量は、メ−カ−指定の範囲で
十分であるが、ナフタリン系やメラミン系の減水剤の場
合は、ポルトランドセメント、無水セッコウ、硫酸アル
ミニウム、アルミン酸アルカリ金属塩、及び硝酸塩類か
らなる結合材100重量部に対して、１〜４重量部が好ま
しく、ポリカルボン酸系やアミノスルホン酸系の減水剤
の場合は、結合材100重量部に対して、１〜３重量部が
好ましい。
【００１８】本発明では、前記セメント組成物の他に、
砂や砂利などの骨材、凝結調整剤、ＡＥ剤、増粘剤、セ
メント膨張材、防錆剤、防凍剤、水酸化ナトリウム等の
可溶性アルカリ塩、酸化カルシウムや水酸化カルシウム
などのカルシウム化合物、硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸
アルカリ金属塩、及び重亜硫酸アルカリ金属塩等の硫酸
塩、無機リン酸塩、ホウ酸、ベントナイトやモンモリロ
ナイト等の粘土鉱物、ゼオライト、ハイドロタルサイ
ト、及びハイドロカルマイト等のイオン交換体、並び
に、高分子エマルジョン等の内の一種又は二種以上を本
発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが
可能である。
砂や砂利などの骨材、凝結調整剤、ＡＥ剤、増粘剤、セ
メント膨張材、防錆剤、防凍剤、水酸化ナトリウム等の
可溶性アルカリ塩、酸化カルシウムや水酸化カルシウム
などのカルシウム化合物、硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸
アルカリ金属塩、及び重亜硫酸アルカリ金属塩等の硫酸
塩、無機リン酸塩、ホウ酸、ベントナイトやモンモリロ
ナイト等の粘土鉱物、ゼオライト、ハイドロタルサイ
ト、及びハイドロカルマイト等のイオン交換体、並び
に、高分子エマルジョン等の内の一種又は二種以上を本
発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することが
可能である。
【００１９】本発明のセメント組成物の混練に使用する
混合装置としては、既存のいかなる撹拌装置も使用可能
であり、例えば、傾胴ミキサ−、オムニミキサ−、Ｖ型
ミキサ−、ヘンシェルミキサ−、及びナウタ−ミキサ−
等が使用可能である。また、混合は、それぞれの材料を
施工時に混合してもよいし、あらかじめ一部を、あるい
は全部を混合しておいても差し支えない。
混合装置としては、既存のいかなる撹拌装置も使用可能
であり、例えば、傾胴ミキサ−、オムニミキサ−、Ｖ型
ミキサ−、ヘンシェルミキサ−、及びナウタ−ミキサ−
等が使用可能である。また、混合は、それぞれの材料を
施工時に混合してもよいし、あらかじめ一部を、あるい
は全部を混合しておいても差し支えない。
【００２０】本発明で使用する水量は、使用する材料の
種類や配合によって一義的に決定されるものではない
が、水／結合材比で25〜50重量％が好ましく、30〜40重
量％がより好ましい。25重量％未満では十分な作業性が
得られない場合があり、50重量％を超えると十分な強度
発現性が得られない場合がある。
種類や配合によって一義的に決定されるものではない
が、水／結合材比で25〜50重量％が好ましく、30〜40重
量％がより好ましい。25重量％未満では十分な作業性が
得られない場合があり、50重量％を超えると十分な強度
発現性が得られない場合がある。
【００２１】本発明において、セメント硬化体を製造す
る際の成形方法は、型枠内にセメント組成物と水の混練
物であるセメント混練物が正常に充填されれば、特に限
定されるものではなく、また、形状や大きさによっても
異なるので一義的には決定できないが、例えば、ヒュ−
ム管、ポ−ル、及びパイル等は遠心力成形が一般的に行
われており、ボックスカルバ−トやＵ字型コンクリ−ト
溝などでは、セメント混練物を型枠内にバイブレ−タ等
により締め固めたり、あるいは、セメント混練物自体を
高流動化して流し込み、締め固めせずに、または微振動
で締め固めを行うことにより成形することができる。こ
こで、遠心力成形条件は、セメント硬化体の種類により
異なり、３段階に分けて遠心力を負荷することもあり、
通常、１〜50Ｇの重力加速度程度で行うことが好まし
い。本発明のセメント硬化体は早期に脱型が可能であ
り、材令12時間程度から実用強度を発揮するが、脱型
前、脱型後ともに養生管理することが品質の向上や制御
の面から好ましい。
る際の成形方法は、型枠内にセメント組成物と水の混練
物であるセメント混練物が正常に充填されれば、特に限
定されるものではなく、また、形状や大きさによっても
異なるので一義的には決定できないが、例えば、ヒュ−
ム管、ポ−ル、及びパイル等は遠心力成形が一般的に行
われており、ボックスカルバ−トやＵ字型コンクリ−ト
溝などでは、セメント混練物を型枠内にバイブレ−タ等
により締め固めたり、あるいは、セメント混練物自体を
高流動化して流し込み、締め固めせずに、または微振動
で締め固めを行うことにより成形することができる。こ
こで、遠心力成形条件は、セメント硬化体の種類により
異なり、３段階に分けて遠心力を負荷することもあり、
通常、１〜50Ｇの重力加速度程度で行うことが好まし
い。本発明のセメント硬化体は早期に脱型が可能であ
り、材令12時間程度から実用強度を発揮するが、脱型
前、脱型後ともに養生管理することが品質の向上や制御
の面から好ましい。
【００２２】一方、場所打ちライニング工法に使用され
るセメント組成物に要求される物性は、混練直後、スラ
ンプ20cmに練り上げたコンクリ−トが、１時間程度まで
スランプ18cm程度以上保持できること、混練から６時間
後の圧縮強度が10kgf/cm2以上であること、並びに、24
時間後の圧縮強度が100kgf/cm2以上であることの全てを
満足することであり、本発明の場所打ちライニング工法
に使用されるセメント組成物は、特に、短時間での強度
発現性に富んでおり、６時間後に50kgf/cm2以上、12時
間後には200kgf/cm2の強度を発現することができる。脱
型強度は、トンネルの大きさや形状や、使用材料の配合
によって異なるため、一般的に限定することができない
が、型枠を移動してもモルタル又はコンクリ−トが脱落
しない強度、例えば、30kgf/cm2程度以上が好ましい。
型枠に流し込まれた本発明のセメント組成物を使用した
モルタル又はコンクリ−トは、４〜６時間程度の短時間
で脱型することができ、次のスパンへ型枠を移動するこ
とができる。
るセメント組成物に要求される物性は、混練直後、スラ
ンプ20cmに練り上げたコンクリ−トが、１時間程度まで
スランプ18cm程度以上保持できること、混練から６時間
後の圧縮強度が10kgf/cm2以上であること、並びに、24
時間後の圧縮強度が100kgf/cm2以上であることの全てを
満足することであり、本発明の場所打ちライニング工法
に使用されるセメント組成物は、特に、短時間での強度
発現性に富んでおり、６時間後に50kgf/cm2以上、12時
間後には200kgf/cm2の強度を発現することができる。脱
型強度は、トンネルの大きさや形状や、使用材料の配合
によって異なるため、一般的に限定することができない
が、型枠を移動してもモルタル又はコンクリ−トが脱落
しない強度、例えば、30kgf/cm2程度以上が好ましい。
型枠に流し込まれた本発明のセメント組成物を使用した
モルタル又はコンクリ−トは、４〜６時間程度の短時間
で脱型することができ、次のスパンへ型枠を移動するこ
とができる。
【００２３】本発明のセメント組成物を用いてセメント
硬化体を製造する際の養生は、特に蒸気養生する必要は
なく、水中又は散水などのように水分の涸渇を防止しな
がら養生することが好ましく、保温養生等を行うことは
さらに好ましい。養生温度は、10〜30℃が好ましく、15
〜25℃がより好ましい。10℃未満ではセメント硬化体の
強度発現性が十分に発揮されない場合があり、30℃を越
えるとセメント混練物が硬化する前に水分の涸渇が激し
くなり、寸法安定性が不良になるおそれがある。養生時
の湿度は、水分の涸渇を防止する面から、高いほうが好
ましい。また、型枠から露出した部分にシート等を被覆
することも可能である。養生時間は、養生温度により異
なるが、混練から約６〜12時間で脱型が可能であり、脱
型後は、水分の涸渇を防止できる養生のもとで、１日以
上養生することが好ましく、３日以上養生することがよ
り好ましい。脱型後の養生が１日未満では、乾燥収縮に
より、寸法安定性が悪化する場合がある。
硬化体を製造する際の養生は、特に蒸気養生する必要は
なく、水中又は散水などのように水分の涸渇を防止しな
がら養生することが好ましく、保温養生等を行うことは
さらに好ましい。養生温度は、10〜30℃が好ましく、15
〜25℃がより好ましい。10℃未満ではセメント硬化体の
強度発現性が十分に発揮されない場合があり、30℃を越
えるとセメント混練物が硬化する前に水分の涸渇が激し
くなり、寸法安定性が不良になるおそれがある。養生時
の湿度は、水分の涸渇を防止する面から、高いほうが好
ましい。また、型枠から露出した部分にシート等を被覆
することも可能である。養生時間は、養生温度により異
なるが、混練から約６〜12時間で脱型が可能であり、脱
型後は、水分の涸渇を防止できる養生のもとで、１日以
上養生することが好ましく、３日以上養生することがよ
り好ましい。脱型後の養生が１日未満では、乾燥収縮に
より、寸法安定性が悪化する場合がある。
【００２４】また、本発明のセメント組成物を用いた場
所打ちライニング工法における養生は、通常のモルタル
又はコンクリートと同様でよく、保温養生等を行うこと
がさらに好ましい。
所打ちライニング工法における養生は、通常のモルタル
又はコンクリートと同様でよく、保温養生等を行うこと
がさらに好ましい。
【００２５】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００２６】実施例１
セメント100重量部、無水セッコウ４重量部、無水物換
算の硫酸アルミニウム１重量部、アルミン酸ナトリウム
0.5重量部、及び硝酸塩類ａ２重量部よりなる結合材を
使用し、コンクリ−ト中の単位量を、結合材526kg/m3、
水168kg/m3、細骨材551kg/m3、及び粗骨材1,117kg/m3と
したコンクリ−トを調製し、そのコンクリ−トを22kgづ
つ、内径200×外径300×長さ500mmの鋼製遠心力成形型
枠に投入し、ＧNo.4.7(230rpm)で２分、ＧNo.７(275rp
m)で２分の低速、ＧNo.12(375rpm)の中速で４分、ＧNo.
25(525rpm)の高速で５分の条件で遠心力成形を行い、遠
心力成形体を作製し、その圧縮強度と外圧強度を測定し
た。結果を表１に示す。
算の硫酸アルミニウム１重量部、アルミン酸ナトリウム
0.5重量部、及び硝酸塩類ａ２重量部よりなる結合材を
使用し、コンクリ−ト中の単位量を、結合材526kg/m3、
水168kg/m3、細骨材551kg/m3、及び粗骨材1,117kg/m3と
したコンクリ−トを調製し、そのコンクリ−トを22kgづ
つ、内径200×外径300×長さ500mmの鋼製遠心力成形型
枠に投入し、ＧNo.4.7(230rpm)で２分、ＧNo.７(275rp
m)で２分の低速、ＧNo.12(375rpm)の中速で４分、ＧNo.
25(525rpm)の高速で５分の条件で遠心力成形を行い、遠
心力成形体を作製し、その圧縮強度と外圧強度を測定し
た。結果を表１に示す。
【００２７】＜使用材料＞
セメントα：電気化学工業社製早強ポルトランドセメン
ト、3CaO・SiO2含有量66重量％、ブレ−ン値4,460cm2/g セメントβ：電気化学工業社製普通ポルトランドセメン
ト、3CaO・SiO2含有量53重量％、ブレ−ン値3,340cm2/g 無水セッコウ：天然無水セッコウ、ブレ−ン値4,120cm2
/g 硫酸アルミニウム：水沢化学工業社製粉末硫酸バンド、
Al2O317重量％、含水率43％ アルミン酸ナトリウム：試薬１級、ブレ−ン値3,690cm2
/g 硝酸塩類ａ：試薬１級硝酸カルシウム 細骨材 ：新潟県姫川産川砂、比重2.62 粗骨材 ：新潟県姫川産川砂利、比重2.67、Gmax＝20
mm 水 ：水道水
ト、3CaO・SiO2含有量66重量％、ブレ−ン値4,460cm2/g セメントβ：電気化学工業社製普通ポルトランドセメン
ト、3CaO・SiO2含有量53重量％、ブレ−ン値3,340cm2/g 無水セッコウ：天然無水セッコウ、ブレ−ン値4,120cm2
/g 硫酸アルミニウム：水沢化学工業社製粉末硫酸バンド、
Al2O317重量％、含水率43％ アルミン酸ナトリウム：試薬１級、ブレ−ン値3,690cm2
/g 硝酸塩類ａ：試薬１級硝酸カルシウム 細骨材 ：新潟県姫川産川砂、比重2.62 粗骨材 ：新潟県姫川産川砂利、比重2.67、Gmax＝20
mm 水 ：水道水
【００２８】＜測定方法＞
圧縮強度 ：JIS R 5201に準じて測定
曲げ引張強度σbt：遠心力成形体のひびわれ荷重Ｐcrか
ら、σbt＝Ｍ／20t2、Ｍ＝0.318Ｐcr・r＋0.238Ｗ・r、こ
こで、Ｍ：外圧試験荷重載荷時管底部に生じる曲げモ−
メント(kgf・cm)、ｔ：管厚(cm)、Ｐcr：ひびわれ荷重(k
gf/m)、Ｗ：管自重(kgf/m) 、及びｒ：管厚中心までの
半径(cm)
ら、σbt＝Ｍ／20t2、Ｍ＝0.318Ｐcr・r＋0.238Ｗ・r、こ
こで、Ｍ：外圧試験荷重載荷時管底部に生じる曲げモ−
メント(kgf・cm)、ｔ：管厚(cm)、Ｐcr：ひびわれ荷重(k
gf/m)、Ｗ：管自重(kgf/m) 、及びｒ：管厚中心までの
半径(cm)
【００２９】
【表１】
【００３０】実施例２
セメントαを使用し、無水セッコウの使用量を表２に示
すように変化したこと以外は実施例１と同様に行った。
結果を表２に併記する。
すように変化したこと以外は実施例１と同様に行った。
結果を表２に併記する。
【００３１】
【表２】
【００３２】実施例３
セメントαを使用し、無水物換算の硫酸アルミニウムの
使用量を表３に示すように変化したこと以外は実施例１
と同様に行った。結果を表３に併記する。
使用量を表３に示すように変化したこと以外は実施例１
と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００３３】
【表３】
【００３４】実施例４
セメントαを使用し、アルミン酸ナトリウムの使用量を
表４に示すように変化したこと以外は実施例１と同様に
行った。結果を表４に併記する。
表４に示すように変化したこと以外は実施例１と同様に
行った。結果を表４に併記する。
【００３５】
【表４】
【００３６】実施例５
セメントαを使用し、硝酸塩類の種類と使用量を表５に
示すように変化したこと以外は実施例１と同様に行っ
た。結果を表５に併記する。
示すように変化したこと以外は実施例１と同様に行っ
た。結果を表５に併記する。
【００３７】＜使用材料＞
硝酸塩類ｂ：試薬１級亜硝酸カルシウム
硝酸塩類ｃ：試薬１級硝酸ナトリウム
硝酸塩類ｄ：試薬１級亜硝酸ナトリウム
硝酸塩類ｅ：硝酸塩類ａと硝酸塩類ｂを等量混合したも
の
の
【００３８】
【表５】
【００３９】実施例６
セメント100重量部、無水セッコウ４重量部、無水物換
算の硫酸アルミニウム１重量部、アルミン酸ナトリウム
0.5重量部、及び硝酸塩類ａ２重量部よりなる結合材を
使用し、コンクリ−ト中の単位量を、結合材350kg/m3、
水125kg/m3、細骨材832kg/m3、及び粗骨材1,022kg/m3と
し、結合材100重量部に対して、減水剤２重量部添加し
たコンクリ−トを調整して、そのスランプと圧縮強度を
測定した。結果を表６に示す。
算の硫酸アルミニウム１重量部、アルミン酸ナトリウム
0.5重量部、及び硝酸塩類ａ２重量部よりなる結合材を
使用し、コンクリ−ト中の単位量を、結合材350kg/m3、
水125kg/m3、細骨材832kg/m3、及び粗骨材1,022kg/m3と
し、結合材100重量部に対して、減水剤２重量部添加し
たコンクリ−トを調整して、そのスランプと圧縮強度を
測定した。結果を表６に示す。
【００４０】＜使用材料＞
セメントγ：電気化学工業社製早強ポルトランドセメン
ト54重量部と、普通ポルトランドセメント46重量部の混
合品、3CaO・SiO2含有量60重量％、ブレ−ン値3,870cm2/
g 減水剤 ：デンカグレ−ス社製商品名「ダレックスス
ーパー200」、主成分ポリカルボン酸系化合物
ト54重量部と、普通ポルトランドセメント46重量部の混
合品、3CaO・SiO2含有量60重量％、ブレ−ン値3,870cm2/
g 減水剤 ：デンカグレ−ス社製商品名「ダレックスス
ーパー200」、主成分ポリカルボン酸系化合物
【００４１】＜測定方法＞
スランプ ：JIS A 1101に準じて測定
圧縮強度 ：JIS A 1108に準じて測定
【００４２】
【表６】
【００４３】実施例７
セメントαを使用し、無水セッコウの使用量を表７に示
すように変化したこと以外は実施例６と同様に行った。
結果を表７に併記する。
すように変化したこと以外は実施例６と同様に行った。
結果を表７に併記する。
【００４４】
【表７】
【００４５】実施例８
セメントαを使用し、無水物換算の硫酸アルミニウムの
使用量を表８に示すように変化したこと以外は実施例６
と同様に行った。結果を表８に併記する。
使用量を表８に示すように変化したこと以外は実施例６
と同様に行った。結果を表８に併記する。
【００４６】
【表８】
【００４７】実施例９
セメントαを使用し、アルミン酸ナトリウムの使用量を
表９に示すように変化したこと以外は実施例６と同様に
行った。結果を表９に併記する。
表９に示すように変化したこと以外は実施例６と同様に
行った。結果を表９に併記する。
【００４８】
【表９】
【００４９】実施例１０
セメントαを使用し、硝酸塩類の種類と使用量を表１０
に示すように変化したこと以外は実施例６と同様に行っ
た。結果を表１０に示す。
に示すように変化したこと以外は実施例６と同様に行っ
た。結果を表１０に示す。
【００５０】
【表１０】
【００５１】実施例１１
セメント100重量部、無水セッコウ４重量部、無水物換
算の硫酸アルミニウム１重量部、アルミン酸ナトリウム
0.5重量部、及び硝酸塩類ａ２重量部よりなる結合材を
使用し、コンクリ−ト中の単位量を、結合材440kg/m3、
水167kg/m3、細骨材773kg/m3、及び粗骨材879kg/m3、及
び減水剤13.2kg/m3としたコンクリートを調製した。調
製したコンクリートを、JIS G 3112で規定された10cmと
13cmの異形鉄筋を配筋した型枠に流し込んで、20℃、湿
度70％の恒温室内で養生し、８時間後脱型した。脱型後
は水中養生を行い、1,200×1,500mm、厚さ100mmのボッ
クスカルバートを製造し、各材令におけるひび割れ荷重
を測定した。結果を表１１に示す。
算の硫酸アルミニウム１重量部、アルミン酸ナトリウム
0.5重量部、及び硝酸塩類ａ２重量部よりなる結合材を
使用し、コンクリ−ト中の単位量を、結合材440kg/m3、
水167kg/m3、細骨材773kg/m3、及び粗骨材879kg/m3、及
び減水剤13.2kg/m3としたコンクリートを調製した。調
製したコンクリートを、JIS G 3112で規定された10cmと
13cmの異形鉄筋を配筋した型枠に流し込んで、20℃、湿
度70％の恒温室内で養生し、８時間後脱型した。脱型後
は水中養生を行い、1,200×1,500mm、厚さ100mmのボッ
クスカルバートを製造し、各材令におけるひび割れ荷重
を測定した。結果を表１１に示す。
【００５２】＜測定方法＞
ひび割れ荷重：ボックスカルバートの底板の側壁中立軸
下の２点をピン支持し、頂板中央１点載荷して測定。
下の２点をピン支持し、頂板中央１点載荷して測定。
【００５３】
【表１１】
【００５４】実施例１２
直径5.3ｍの円形トンネルで、コンクリ−ト厚40cm、コ
ンクリ−ト巻立て長さ10ｍのコンクリ−ト打設を、セメ
ントαを配合した実施例６で使用したコンクリートを用
いて実施した。なお、打設には、極東開発工業社製モル
タルポンプを用いた。その結果、型枠への充填性は良好
であり、４時間後に脱型したところ、型枠との離型性も
良好であった。また、このトンネルの一部をコアリング
し、10φ×20cmのコンクリ−ト供試体を採取して圧縮強
度を測定した。結果を表１２に示す。
ンクリ−ト巻立て長さ10ｍのコンクリ−ト打設を、セメ
ントαを配合した実施例６で使用したコンクリートを用
いて実施した。なお、打設には、極東開発工業社製モル
タルポンプを用いた。その結果、型枠への充填性は良好
であり、４時間後に脱型したところ、型枠との離型性も
良好であった。また、このトンネルの一部をコアリング
し、10φ×20cmのコンクリ−ト供試体を採取して圧縮強
度を測定した。結果を表１２に示す。
【００５５】
【表１２】
【００５６】
【発明の効果】本発明のセメント組成物を使用すること
により、蒸気養生を行わなくても初期の強度発現が良好
なセメント硬化体が得られる、初期の強度発現や流動性
の保持が良好なコンクリ−トが得られ、能率の良い場所
打ちライニング工法が可能となるなどの効果を奏する。
により、蒸気養生を行わなくても初期の強度発現が良好
なセメント硬化体が得られる、初期の強度発現や流動性
の保持が良好なコンクリ−トが得られ、能率の良い場所
打ちライニング工法が可能となるなどの効果を奏する。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｚ
// Ｃ０４Ｂ 103:14 Ｃ０４Ｂ 103:14
(56)参考文献 特開 平４−160042（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−252338（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−293360（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−88754（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−257955（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−59319（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−247153（ＪＰ，Ａ)
特公 昭55−11630（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 2/00 - 32/02
Claims (5)
- 【請求項１】 ３CaO・SiO２含有量６０重量％以上でブ
レーン値が３ , ５００〜７ , ０００ cm ２ /gのポルトランド
セメント１００重量部、無水セッコウ１〜５重量部、硫
酸アルミニウムを無水物換算で０．２〜３重量部、アル
ミン酸アルカリ金属塩０．１〜０．８重量部、及びアル
カリ金属又はアルカリ土類金属の硝酸塩及び／又は亜硝
酸塩０．５〜５重量部を含有してなるセメント組成物。 - 【請求項２】 ３CaO・SiO２含有量６０重量％以上でブ
レーン値が３ , ５００〜７ , ０００ cm ２ /gのポルトランド
セメント１００重量部、無水セッコウ１〜５重量部、硫
酸アルミニウムを無水物換算で０．２〜３重量部、アル
ミン酸アルカリ金属塩０．１〜０．８重量部、アルカリ
金属又はアルカリ土類金属の硝酸塩及び／又は亜硝酸塩
０．５〜５重量部、及び減水剤を含有してなるセメント
組成物。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のセメント組成物を
使用してなるセメント硬化体。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載のセメント組成物を
混練し、成形してなるセメント硬化体の製造方法。 - 【請求項５】 請求項２記載のセメント組成物を含有す
るコンクリ−トを打設し、それを加圧し、硬化後、型枠
を移動して打継ぎすることを特徴とするトンネルの場所
打ちライニング工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30473394A JP3494244B2 (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | セメント組成物、セメント硬化体とその製造方法、及び場所打ちライニング工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30473394A JP3494244B2 (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | セメント組成物、セメント硬化体とその製造方法、及び場所打ちライニング工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165154A JPH08165154A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3494244B2 true JP3494244B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=17936565
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30473394A Expired - Fee Related JP3494244B2 (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | セメント組成物、セメント硬化体とその製造方法、及び場所打ちライニング工法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3494244B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3494246B2 (ja) * | 1994-12-20 | 2004-02-09 | 電気化学工業株式会社 | セメント組成物 |
| JP4650966B2 (ja) * | 2000-04-20 | 2011-03-16 | 太平洋セメント株式会社 | 湿式吹付けコンクリート |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511630B1 (ja) * | 1971-06-02 | 1980-03-26 | ||
| JPH02293360A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-04 | Denki Kagaku Kogyo Kk | トンネルの施工方法 |
| JP2882815B2 (ja) * | 1989-09-01 | 1999-04-12 | 電気化学工業株式会社 | 場所打ちライニングコンクリート組成物及びその施工法 |
| JP2928312B2 (ja) * | 1990-03-01 | 1999-08-03 | 電気化学工業株式会社 | 場所打ちライニング工法用セメント組成物及びそれを使用したトンネルの施工方法 |
| JP2631764B2 (ja) * | 1990-10-24 | 1997-07-16 | 電気化学工業株式会社 | セメント混和材 |
| JPH07247153A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-09-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セメント組成物 |
| JP3763855B2 (ja) * | 1994-03-23 | 2006-04-05 | 電気化学工業株式会社 | 場所打ちライニング工法 |
| JP3549579B2 (ja) * | 1994-08-11 | 2004-08-04 | 電気化学工業株式会社 | セメント混和材及びセメント組成物 |
-
1994
- 1994-12-08 JP JP30473394A patent/JP3494244B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08165154A (ja) | 1996-06-25 |
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