JPH0269343A - 粉塵結合剤 - 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、粉瞑結合剤および空気を用いてフンクリート
を打ち込む方法に関する。

［従来の技術］ 骨材、水およびセメントからなる新しいコンクリートを
型枠または型内でつき固めまたは注型し、そのまま放置
して凝結させる従来のコンクリート打込み法に加えて、
コンクリートを空気を用いた方法により打込み得ること
か知られている。空気打込みコンクリートは、建築産業
の数多くの分野、例えば、建物の玄関の改修、傾斜の水
平化、および特に重要なものとして、地下工事（トンネ
ル工事、採鉱）において穴を堅固にするために使用され
る。空気打込み法は、既に混合した新しいコンクリート
をポンプにより（濃厚流）または圧縮空気により（希薄
流）、導管を通してスプレーノズルに送出するいわゆる
湿潤法と、乾燥法に分けられる。

乾燥法においては、まず、実質的に乾燥している骨材お
よびセメントから混合物を調製し、次に、それを、圧縮
空気により、導管を通してスプレーノズルに送出する。

乾燥空気打込み法においては、混合水は別の導管を通し
て送出され、スプレーノズルにおいてしか添加されない
ので、ノズルと適用表面間の短い距離においてのみ乾燥
混合物と水か混合される。これに対して、湿潤空気打込
み法においては、全ての混合水か、導管による送出のま
えに実質的に混入される。空気を用いた迅速な希薄流送
出には、比較的乾燥した混合物か選択され、ｌ農厚流送
出には比較的湿潤した混合物か要求される。

空気打込みコンクリートの多くの用途、例えばトンネル
工事において、とりわけ水平または張出表面の天井コン
クリート工事には、コンクリートの初期強度か非常に重
要である。高度の初期強度を得るために、いわゆる凝結
促進剤が添加される。

凝結促進剤の大部公示、通常、セメントと骨材の乾燥予
備混合物に粉末としてまたは湿潤混合物もしくはａ９水
に液体として添加される強アルカリ性の無機物質である
。

乾燥空気打込みは、湿潤空気打込みよりも小さいガンを
用いて行うことができ、建築工事での融通性か高い。更
に、セメントと骨材の乾燥混合物は、湿潤空気打込みに
より適用される湿潤混合物よりも長期間貯蔵することが
できる。空気打込みコンクリートの製造および打込みの
更に詳細な説明は、専門の文献、例えば、ブルクス（Ｇ
、　Ｂ　ｒｕｘ）、ツエメント・ラント・ベトン（Ｚｅ
ｍｅｎｔ　ｕｎｄ　Ｂｅｔ。

ｎ）、第２２巻（４）、１６０〜１７４頁（１９７７年
）および西ドイツスタンダードＤＩＮ　　１８　５５１
号（１９７９年）になされている。

乾燥空気打込み法の重大な不利益は、湿潤空気打込み法
と比べて粉塵の放出量が明らかに多い点にある。とりわ
け、作業場所の換気が困難な場合、粉塵の量を生理学的
に許容できる限界内に保持し、工事中の保護に関する現
行の指針および法律に応じることは困難である。この点
について特に重要なものは、肺に入ることのできる粒径
が５μｍより小さい微粉塵成分および珪肺症を誘発する
粉塵の石英成分である。

しかしながら、程度はかなり低いが、希薄流湿潤法によ
るコンクリートの空気打込みにおいても粉塵が放出され
、ここでも同様の理由から安全予防策を講じなければな
らない。しかしながら、これらの予防策は、乾燥空気打
込み法よりはかなり低い要求を満たすのみでよい。

コンクリートの空気打込みにおいて、粉塵結合剤の添加
により粉塵の放出量を明らかに減少させることができる
。しかしながら、現状では通常メチルセルロース系であ
るこの粉塵結合剤は、多くの場合、凝結促進剤の初期強
度向上の効果をはとんとまたは完全に無効にするという
欠点を伴う。

しかしながら、多くの用途において高度の初期強度か必
須であるので、凝結促進剤を添加しないですませること
は不可能であり、粉塵結合剤は非常に限られた程度でし
か使用することができない。

［発明の目的］ 従って、本発明の目的は、凝結促進剤を使用する場合に
も、その効果を損なうことなく使用することができる粉
塵結合剤を開発することにある。

［発明の開示］ この目的は、特定のポリビニルアルコールにより達成さ
れ得ることがわかった。

すなわち、本発明は、乾燥空気打込み法または希薄流湿
潤空気打込み法によるコンクリートの打込みにおいて用
いる、ビニルアルコールと酢酸ビニルのコポリマーを含
んでなる粉塵結合剤を提供するものである。

凝結促進剤を添加した場合にも、上記フボリマ−か好ま
しく使用される。本発明のコポリマーは、好ましくは５
０〜９９重量％、より好ましくは７５〜９０ｆｆｉｆｆ
ｉ％のビニルアルコールを含有する。

４％水溶液の場合、２０°Ｃにおける粘度は好ましくは
、５〜５ＱｍＰａ、ｓ、より好ましくは１０〜３０ｍＰ
ａ、ｓである。このコポリマー自体は既知であり、代表
的には酢酸ポリビニルの部分的加水分解により調製され
る。

本発明の粉塵結合剤の効果は、コンクリートを混合する
ために使用される原料には殆ど依存しない。その凝結促
進剤との適合性は、地下での用途に特に有利である。初
期強度は、粉塵結合剤の存在によって殆ど影響を受けな
い。同様に、コンクリートの極限強度は実質的に影響を
受けない。本発明の粉塵結合剤のもう一つの利点は、沈
積する微小粉塵の合計量が減少するのみでなく、肺に多
重に沈着する粒径が約０．５〜２μｍの成分が同程度に
減少することである。粉塵の減少により珪肺症の原因と
なる粉塵中の石英含量もｉｔ少する。

粉塵結合剤は、溶液としてまたは固体として添加するこ
とができる。溶液として使用する場合、それは給水施設
に添加することができ、または例えば計量ポンプを用い
て流動水に連続的に導入することができる。対照的に、
粉塵結合剤を固体として使用する場合、それは、セメン
トと骨材の混合中の強制循環ミキサーまたはコンクリー
ト打込みガンに直接導入することができる。本発明の粉
塵結合剤は、通常、セメント重量基準で０．３〜３重量
％、好ましくは０．５〜２重量％使用することができる
。粉塵結合剤は、乾燥混合物またはその成分に、そのま
ままたは他のコンクリート添加剤と一緒に添加すること
ができる。必要な添加工程の数が増えず、凝結促進剤と
粉塵結合剤との所望の１比か維持されるので、粉塵結合
剤を粉末状凝結促進剤と混合し、次に得られる混合物を
追加することが特に有利である。従って、本発明は、凝
結促進剤と粉塵結合剤の粉末状混合物にも関する。この
固体混合物は、好ましくは、ｆ髪結促進剤と本発明のポ
リブーを、１０：１〜１：２の重量比で含有する。実際
の活性物質に加えて、助剤およびキャリヤー、例えば鉱
物粉末を、混合物に対して６０重量％まで、好ましくは
３０重量％まで含有することもできる。

本発明は、希薄流湿潤空気打込み法、および好ましくは
、本発明の粉塵結合剤を使用する乾燥空気打込み法にも
関する。

ビニルアルコールと酢酸ビニルのコポリマーを粉塵結合
剤として使用する本発明の空気打込み法用の出発物質は
、従来の空気打込み法において通常使用されるいかなる
原料でもよい。

セメントとしてポルトランドセメントおよびブラスト高
炉セメントが好ましく使用されるが、特別の場合には、
これらのセメントの代わりにまたは一緒に池の種類のセ
メントも使用することができる。セメント使用量は、使
用する骨材の粒径により、好ましくは約２４０〜４５０
　ｋｇ／ｍ’、乾燥空気打込み法においては、特に３３
０〜３８０ｋｇ／ｍ″′である。

全ての種類の砂に加えて、使用する骨材は、特に、砂利
、バラストおよびチッピングである。通常、球状の骨材
が好ましい。骨材の粒径は、好ましくは１６ｍｍを越え
ず、特に８ｍｍを越えない。粒径が４１１ＩＬＩ＋を越
えない場合、混合物は全体としてモルタルということも
できる。この特別の状態も、本発明におけるコンクリー
トと見なされる。発泡クレーおよび比重の低い類似の物
質を、軽量コンクリート製造用の骨材として使用するこ
とができる。同様に、Ｂ　ａ　Ｓ　Ｏ４のような比重の
高い骨材が重質コンクリートの製造に使用される。骨材
の量は、コンクリートの種類により広範囲に変化させる
ことができ、通常は５００〜２５００ｋｇ／ｍ’、およ
び普通のコンクリートの場合、約１６００〜２０００ｋ
ｇ／ｍ３である。

個々の場合において、いわゆるコンクリート添加剤を、
空気打込みコンクリート混合物に混入することができる
。このような添加剤は、通常、コンクリートの打込みを
改良することのできる微粉砕物質であると解され、例え
ば、充分に大きな粉粒含量を得るために使用される不溶
性鉱物コンクリート添加剤を含む。「粉粒」という用語
は、セメントおよび粒径が０．２５ｍｍより小さい全て
の微小物の両方を包含する。適当な添加剤は、例えば、
トラスおよび石炭フライアッシュのような鉱物粉末であ
る。添加剤の使用世は、通常、粉拉含ｌが３５０〜５５
０ｋｇ／ｍ’となるように選択される。

コンクリート添加剤は粉末または液体であり、コンクリ
ートの特性を変化させるために、通常、セメント基準で
５重１％を越えない少量でしかコンクリートに添加され
ない。従来のコンクリート工事方法において、例えばコ
ンクリート可塑剤、Ａｌ＋Ｉ、コンクリートシーリング
剤、凝結抑制剤およびグラウト助剤が一般的に使用され
るが、これらの添加剤のいずれも乾燥空気打込み法また
は希薄流湿潤空気打込み法において使用されない。

これに対して、凝結促進剤の使用は初期強度を向上させ
、比較的厚い層を一回の工程で形成させる。

従来の促進剤は、凝結促進剤として、主に、炭酸塩１．
珪酸塩およびアルミン酸塩のようなアルカリ反応を示す
無機物質を、要すれば助剤およびキャリヤー（例えば鉱
物粉末）と−緒に含む。好ましい活性物質は、アルミン
酸ナトリウムおよびカリウム、炭酸ナトリウムおよびカ
リウム、珪酸ナトリウムならびに水酸化ナトリウムおよ
びカリウムである。乾燥空気打込み法においては、凝結
促進剤は、特に粉末として使用され、乾燥混合物に添加
される。しかしながら、促進剤水溶液を混合水または湿
潤混合物に直接添加することもできる。

乾燥空気打込み法用の乾燥混合物調製の出発物質は、乾
燥ないしせいぜい土くらい湿分を含む状態で使用される
。骨材中の湿分含量は、通常、約２〜５％である。出発
物質は、強制循環ミキサー中、好ましくは、乾燥混合物
が更に加工され得る高い回転速度で混合される。乾燥混
合物は、乾燥混合物が機械により添加される圧縮空気流
により、適当な導管を通ってスプレーノズルに輸送され
る。

コンクリートの凝結および壁への接着のために必要な混
合水が、スプレーノズル中またはスプレーノズルにおい
て乾燥混合物に添加される。多くの場合、スプレーノズ
ル内に配置されておりスプレー流の回りに水ジャケット
を形成させる環状ノズルを通して水が添加される。水の
量は、ノズルを操作する者が手動により、送出速度およ
び適用表面の特性に適合するように決める。水−セメン
ト値（水対セメントの比）は、通常、コンクリートの所
望の強度により０．３５〜０．５５である。水の量を計
算する際、原料中に既に存在している湿分を常に考慮し
なくてはならない。

希薄流湿潤空気打込み法においては、セメント、骨材、
水および他の添加物から比較的乾燥した混合物が調製さ
れ、正確な水−セメント値に合わせることができる。濃
厚流湿潤空気打込み法と対照的に、その値は決して０．
４４を越えず、コンクリート粒子を迅速に空気流中に送
出することができる（大部分が飛んでいる。）。

粉塵結合剤として酢酸ビニル／ビニルアルコールコポリ
マーを用いる本発明の空気打込み法は、特にコンクリー
トを換気困難な場所に打込み迅速に凝結させなくてはな
らない場合に、従来の空気打込み法に対して利益がある
。従って、トンネル工事および採鉱での用途に特に適し
ているが、空気打込みコンクリートの使用が適当である
建造物の建築および土木工事の任意の場所においてもも
ちろん使用することができる。

［実施例コ 以下の全ての実施例において、空気打込みコンクリート
は以下の方法により製造した。

新しいコンクリートｌ　ｍ３当たりセメント３５０ｋｇ
およびＤＩＮ　　１０４５の粒度曲線Ｂ　８に類似した
砂／砂利混合物（最大粒径８ｎ＋＋ｎ、湿分含量３重里
％）である骨材１８５０ｋｇを含む乾燥混合物を、１５
０Ｑ強制循環ミキサー中で予備混合し、コンクリート打
込みガンＡＬＩＶＡ　ＡＬ−２８０に送出した。このガ
ンの処理量は、長さ４０ｍ。

直径５０ｍｍおよび送出圧２．２バールの送出ホース（
空気容積約１２ｎ＋３／分）に対して約４ｍ’／ｈであ
る。混合水約３００Ｃ／ｈを、内部環状ノズルを通して
スプレーノズルに送出した。液体添加剤を、自動計量ポ
ンプにより環状ノズルの手前で混合水に添加した。

実際の空気打込みは、狭い方の壁から１　、５　ｍａｌ
れた高さ１ｍの位置にスプレーノズルが設置された、長
さ６ｍｓ高さ２．４ｍ、幅２．４ｍの試験室内で行った
。衝突式採集器および粉塵計用装置グラビフンＶＣ２５
を、ノズルオリフィスの後方２゜５ｍ、１．６ｆｆｌの
高さに設置した。

実施例１．微粉塵濃度の決定 吸入し得る微粉塵（粒径５＃Ｉｌ以下）の全濃度を、粉
塵収集器グラビコンｖｃ　　２５により測定した。

遭数の試験の結果を第１表に示す。下記添加剤を、固体
として乾燥混合物に混入した： 粉塵結合剤（セメント基準で１１１！ｍ％）：Ａ：２１
重量％の酢酸ビニルを含みヘプラー粘度が１３ｇ＋Ｐａ
、ｓ（４％、２０℃）であるポリビニルアルコール Ｂ：２１重量％の酢酸ビニルを含みヘプラー粘度が２５
ｍＰａ、ｓ（４％、２０℃）であるポリビニルアルコー
ル 凝結促進剤（セメント基準で５正置％）トリフサールＴ
　Ｉ（Ｔｒｉｃｏｓａｌ　Ｔ　ｌ　：登録商標）（アル
ミン酸ナトリウム／炭酸ナトリウム系）第１表 結果は、促進剤が存在してもしなくても粉塵が大きく減
少することを示している。

実施例２１粒径分布の決定 ボルトランドセメントアネリーゼ（Ａｎｎｅｌｉｅｓｅ
）ＰＺ　　４５　　Ｆ系のコンクリート混合物を用いた
エア打込み試験において、粉塵結合剤Ａ（実施例１のも
の）添加時または無添加時の粉塵組成を決定した。測定
はカスケード衝突式採集器により行い、第２表に示す結
果を得た。

第２表 第３表 得られた結果は、最も大きな粉塵減少率の範囲が、肺に
最も多量に沈着する粒径範囲（約１μｊＩ）も含むこと
を示している。

実施例３．微粉塵の石英含量の決定 粉塵採集器グラビコン（Ｇｒａｖｉｃｏｎ）　ＶＣ２５
により採集した粉塵試料の石英含量を赤外線分光により
決定することができる。

複数の試験の結果を第３表に示す。試験において、固体
促進剤および粉塵結合剤（実施例１のもの）をセメント
基準でそれぞれ５重量％および１重１％添加した。

結果は、微粉塵の石英含量が全微粉塵と固定度に減少し
たことを示している。

実施例４、コンクリートの初期強度 ボルトランドセメントシュヴエンクＰ２　４５Ｆを用い
て行った試験において、種々の固体促進剤を、個々に（
セメント基準で５重量％）または粉塵結合剤Ａと予備混
合（実施例１のもの、重量比５：Ｌ合Ｒ＋でセメントに
対して６重量％）して、乾燥混合物に添加した。コンク
リート打込み後８時間経過時に、圧縮強度をカインドウ
ルーマイコテスター（Ｋａｉｎｄｌ−Ｍａｉｃｏ　ｔｅ
ｓｔｅｒ）を用いて決定第５表 した（第４表）。

結果は、本発明の粉塵結合剤の添加によって初期強度か
あまり影響を受けないことを示している。

実施例５　凝結コンクリートの２８日後圧縮強度の決定 この試験においては、促進剤を、個々に（セメント基準
で５重１％）または粉塵結合剤Ａと予備〆見合（実施例
１のもの、重量比５：１、合計でセメントに対し６重量
％）して乾燥混合物に添加した。２８日後、直径１００
ｍｍのドリルファの上で圧縮強度を測定した。結果（３
または４つの個々の測定の平均値）を第５表に示す。

この値は、本発明の粉塵結合剤の添加か、２８日後のコ
ンクリート圧縮強度にはとんと影響を与えないことを示
している。

特許用Ｅｌ　人　　ヘンケル・コマンディソトゲセルシ
ャフト・アウフ・アクチェン 代理　人弁理士青山　葆　はか１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、乾燥空気打込み法または希薄流湿潤空気打込み法に
   よるコンクリートの打込みにおいて用いる、ビニルアル
   コールと酢酸ビニルのコポリマーを含んでなる粉塵結合
   剤。 ２、凝結促進剤も含んでなる請求項１記載の粉塵結合剤
   。 ３、コポリマーがビニルアルコールを５０〜９９重量％
   、好ましくは７５〜９０重量％含む請求項１または２記
   載の粉塵結合剤。 ４、粘度が５〜５０ｍＰａ．ｓ、好ましくは１０〜３０
   ｍＰａ．ｓの４％コポリマー水溶液である請求項１また
   は２記載の粉塵結合剤。 ５、乾燥セメントに対するポリマーの量を０．３〜３重
   量％、好ましくは０．５〜２重量％として用いられる請
   求項１または２記載の粉塵結合剤。 ６、凝結促進剤とコポリマーを含んでなる固体予備混合
   物であり、乾燥コンクリート予備混合物に添加される請
   求項２記載の粉塵結合剤。 ７、ビニルアルコールと酢酸ビニルのコポリマーを含ん
   でなる粉塵結合剤を添加する乾燥コンクリート空気打込
   み法。 ８、ビニルアルコールと酢酸ビニルのコポリマーを含ん
   でなる粉塵結合剤を添加する湿潤希薄流コンクリート空
   気打込み法。 ９、促進剤およびビニルアルコールと酢酸ビニルのコポ
   リマーを、活性物質の重量比で１０：１〜１：２の比で
   含む固体コンクリート添加剤。