JPS6286081A - 膨張性破砕剤 - 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、岩山、地山、コンクリートなどの脆性物体を
破壊するためのＰ＃張張設破砕剤関する。

〈従来の技術〉 従来、岩山、地山、コンクリートなどの脆性物体を破壊
する工法の一つとして、脆性物体に予め穿孔し、この孔
中に粉末状膨張性破砕剤と水とを混練シして造ったスラ
リーを注入し、該粉末状膨張性破砕剤が水和する過程で
発生する膨張圧を利用して脆性物体を破壊する工法が知
られている。ここで用いられる粉末状膨張性破砕剤は、
膨張性破砕剤製造用焼結体をプレーン比表面ｆ）ｉｔ　
２０００〜２５００ｃＴｌ／’１程度に粉砕したもので
あり、通常、予め水と混練りしてスラリーとした後脆性
物体に穿設し、この場合には次のよつな問題があった。

１）スラリー注入直前に粉末状膨張性破砕剤の秤故・混
深シが必要であり、作業上程が煩雑となる。

２）粉末状膨張性破砕剤のスラリーヲそのまま放置する
と水和反応が運行し、これに伴って発熱して危険である
。

３）孔径が犬の場合あるいは使用温度が高温の場合など
においては、水和反応に伴って発生する水和熱が孔中に
蓄熱されて混纏水が水蒸気化し、この蒸気圧によりスラ
リーが孔の開口より噴出することがあシ危険である。

４）破壊すべき脆性物体が河川あるいは海中にある場合
、又は孔中に湧水が生じた場合、さらには穿孔淡の降雨
などによ）孔中に水が溜った場合などにおいては、孔中
に注入したスラリーが水によって希釈されて有効な膨張
圧を発揮させることができないため、孔中に予めポリエ
チレン類の袋などを挿入した後にこの袋の中にスラリー
を光横するなどしなければならず、作業がさらに煩雑に
なる。しかも、この方法によっても水中あるいは海水に
おける破壊は困難である。

５）粉末状膨張性破砕剤と水とを混練シしたスラリーに
よ）脆性物体を破壊するには安全面よシ反応時間を調節
しているので１０〜２０時間を要し、火薬あるいは重機
械類による破壊工法に比較して長時間を匿してしまう。

このため、作業工程が長くなり工事日数が延び、また作
業員の待ち時間か生じるなど経済性の面で劣る。

６）破壊時間を短縮するために、粉末状膨張性−破砕剤
に塩化カルシウムなどの水和促進剤を添加したシ、粉末
状膨張性破砕剤の粒状をさらに細かくしたりすると、水
和反応が促進されて水和熱が蓄熱し、スラリーの噴出現
象が発生しゃすくな９、危険がさらに増大する。

そこで、このような欠点を解消するものとして、粉末状
膨張性破砕剤をブリケットマシンやロールプレスなどで
カロ圧成形し、さらに一定粒度範囲にしたものを孔中に
充填した抜水？注入して破壊を行うという工法が行われ
ている、 〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし乍ら、上述したような加圧成型膨張性破砕削全用
いる場合には次のような問題がある０ １）加圧成型膨張性破砕剤は、加圧成型し、さらに整粒
機により一定粒度範囲に粒度調整されて製造されるため
、製造工程が煩雑であり、コスト高となる。

２）成型圧に限界があり、一定強度以上の粒が得られな
いので、輸送あるいは貯蔵中に壊れて微粉化し易い− ３）微粉倫が多くなると、孔中に充填した抜水を注入す
る場合には水が浸透しにくくなり、破砕１’ｉｉｌ全体
に水が行きわたらず、１だ、水が予め入っている孔中に
充填する場合には微粉が孔上層に多く集って充填が不均
一となり、共に均一な膨張圧が生じない。

４）また、微粉着が多くなると空隙が少なくなって水和
熱によって生じる蒸気がぬけにくくなり、噴出現象が生
じ易く危険である。

５）加圧成型物は水との接触により容易に型状が崩壊し
てしまうため、充填初期に存在した空隙がなくなって蒸
気がぬけにくくなり、噴出現象が生じ易く危険である。

６）添加水ｆｔを一定量以下にして水と破砕剤との接触
を抑制することにより空隙を残し、水和熱によって生じ
る蒸気を逃がして噴出現象を防止しようとする工法がる
るか、この場合には水量不足のため充填されている破砕
剤の中に水和反応しないものがでてくるため、破砕に必
安な膨張圧が得られない場合がある。

よって、本発明は上記問題点に鑑み、製造が容易であり
、取り扱い・作業性が良好であり、しかも噴出現象の発
生する心配がなく安全で、大きな膨張破壊力が発現する
膨張性破砕剤を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための予設〉 前記目的を達成する本発明の構成は、脆性物体に穿設さ
れた孔中で水和・膨張することＫよシ前記脆性体を破壊
する膨張性破砕剤において、仮焼あるいは焼結すること
によって得られる膨張性破砕剤製造用焼結体を粗砕した
ものであって、その最大粒径が前記孔の直径の１／３以
下でろり且つ粒径０．３ｕ収下の微細粒粉が全重電の１
０％以下おることを特徴とする。

本発明に用いる膨張性破砕剤用焼結体とは、石灰石を仮
焼あるいは焼結することによって得られる生石灰、また
は石灰石を主成分とし、これに酸化珪Ｘ　（ＳｉＯ□）
、酸化アルミニウム（Ａ／２０３）、酸化ｉ二鉄（Ｆｅ
ｚＯａ）　、ｍ化マグネシウム＜ＷＯ）などの成分１ｒ
：會む粘土、及び硫酸カルシウム（ＣａＳ０４）の１ａ
ｌまたは２８ＸＵ上の混合物を仮焼または焼結して祷ら
れるものなどであり、本発明ではこのような膨張性破砕
剤製造用焼結体を粗砕して膨張性破砕剤とする。

また、上記膨張性破砕剤製造用焼結体は、必要に応じて
、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムなど
の塩化物、硝酸カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリ
ウムなどの硝酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなど
の炭酸塩などの水和反応促進剤が添加されているもので
もよい。さらに、これらの水和反応促進剤は、本発明に
かかる膨張性破砕剤に別途添加して用いてもよい。この
水和膨張剤の割合は帆２〜５％程度がよい。

このように本発明にかかる膨張性破砕ＡＩＪ　＆よ、仮
焼あるいは焼結によって得られる堅固な膨張性破砕剤を
粗砕して得られるもので、堅固なものであシ、運搬や貯
蔵中に崩れることはない。また本発明の膨張性破砕剤の
粒度は、最大粒径が破壊すべき脆性物体に穿設された孔
の直径の１７３以下で且つ０．３鵡以下の微細粒粉が金
塩はの１０係以下、好ましくは５％頃下、さらに好まし
くはこの部分が除かれるのがよい。これは、最大粒径が
孔径の１７３を超えると充填時にたなかき等の晶９が生
じ十分な充填ができなくなり、また、微細粒粉が全重電
の１０９６ｉ−超えると充填したときの空隙率が低下し
てしまい、噴出現象が発生し易くな９好ましくないから
である。

また、本発明の膨張性破砕剤は、孔に充填した場合の実
積率、つまり孔中で破砕剤の占める体積の割合が０．３
　ｇ〜０．４８であることが好ましい。これは、揮々の
粒度を有する本発明の膨張性破砕剤について、その破砕
力及び噴出現象の発生を試験した結果によるものであり
、充填計が１．２〜１．５Ｋｆ／ｌのときが破砕力が優
れるとともに噴出現象の発生の心配のない９隙が得られ
ていた。よって、膨張性破砕ル１の平均比重は３．１〜
３．４であることを考慮すると、実積率は０．３５〜０
．４８、始ましくけ帆４１〜０．４６がよい。

きらに、本発明にかかる膨張性破砕剤は、上述したよう
に堅いものであるが、その堅ざの度合としては、膨張性
破砕剤の中から任意抽出した２、５〜５ｍｍの粒状物に
対してＪＩＳ　Ａ１１２１ｒロサンゼルス試験機による
粗骨材のすジヘシ試験方法」を準用し、０．６襲篩通過
分の全重電に対する割合で表すすりへり減量が１５％以
下、好ましくはｌＯ係以下がよい。これは、上記すりへ
り減量が１５係を超えた場合にはその膨張性破砕剤は、
取扱い時に形状が崩れ易く、微粉量が増加してしまい、
ｌだ水和反応時における粗砕粒間相互の競り合いが弱く
、充分な膨張圧が発現できず好ましくないからでおる。

ここで、上記すυへり減量の測定例を示す。

試料 Ａ：石灰石を１３５０℃で２４時間焼成して得られた生
石入魂をソヨークラッシャーで粗砕したもののうち２．
５〜５ｍの粒径のもの。

Ｂ：石灰石８８　ＢＥ　５４部、粘土１０重置部及び石
コウ２重鮭部の混合粉末を１４５０　で焼成して得た焼
結体をインペラルブレーカーで粗砕したもののうち２．
５〜５ｍの粒径のもの。

比較品：Ｂと同様の焼結体を粉砕して得たプレーン比表
面積２５００ｉ／ｊ’　　の粉末を３　ｊＱＶ備のロー
ルプレス成型で加圧成型した２、５〜５ｓｍの粒状物。

試験方法 上記各試料５匂をロサンゼルス試験機 に投入して５００回転させた後の各試料について、０．
６　ａｌｌｌｌ過通過分０．３襲以下の篩通過分の全重
量に対する割合を測定した。

この結果を以下に示す。

０．６襲篩通過分　０．３脇部通過分 試料Ａ　　　　９．９チ　　　　　６．４係試料Ｂ　　
　　５．０係　　　　　２．９係比較品　　　　６３．
１％　　　　３８．２チ上述のように本発明にかかる膨
張性破砕剤は、脆性物体の孔に充填したときに内部に適
度な空隙ができ、しかも粒が堅いため水和初期において
も空隙が存在しているので、水和熱によって生じる蒸気
がこの空隙を伝って逃げるので、噴出などの危険がない
。よって、本発明にかかる膨張性破砕剤では、水和反応
の速度を速めることが可能であシ、これによシ短時間で
急激な膨張による破壊力が得られる。

膨張性破砕剤の水和反応は、温度の影響を受けるので、
低温の場合、又は孔径が小さく水和熱が放熱してしまう
割合が多い場合などには、上述したような水和反応促進
剤を用いる必要がある。例えば気温５℃のとき、孔径が
４０語の場合には、孔径がＳＯＷの場合に比べて単位充
填計当シの放熱表面積が２倍になυ、水和熱が放熱され
やすいため、孔径８０鵬の場合の最高温度が１８０℃で
あるのに対し、孔径４０ｍの場合の最高温度は８０℃で
ある。このとき、孔径４０鳳の孔にＣａＣ１２ｔｌ−２
％添加した膨張性破砕剤を用いると、最高温度が１２０
℃まで上昇し、これにより２０分間で蒙壊が可能となる
。

さらに本発明の膨張性破砕剤は、水と混線した混合物を
孔中に充填しうろことは当然であるが、膨張性破砕剤を
孔中に充填した後に水を注入してもよい。また水が入っ
ている孔中に膨張性破砕剤を充填してもよい。つます脆
性物体の孔中に湧水が生じている場合、穿孔後に降雨な
どにより孔中に水が胡った場合、さらには脆性物体が河
川又は海中にある場合にも使用することができるっこれ
らの場合にも、膨張性破砕剤をそのまま充填すればよい
ため作業性が良好であり、しかも大きな膨張破壊力を発
揮させることができる。

く夷　施　例〉 以下、実施例、比較例によりさらに本発明の詳細な説明
する。

実施例１ 石灰石を１３５０℃で２４時間焼成して得られた生石入
坑をソヨークラツシャーで粗砕し、５ｗＩＬと０．３　
ａｌｌの間の気中間物を膨張性破砕剤とした。なお、こ
のもののすシへｊｌ減■は９．９％である。

この膨張性破砕剤を、５Ｑｃ＋＋＋立方体の無筋コンク
リートの上正中部部より深さ５０ｅｆｆｌで穿設した直
径４０ａ１の孔に充填した。このときの充填計は１．４
に９／ｌであジ、実積率は０．４２である。その抜水を
孔口まで注入したところ、噴出現象もなく、試験体を１
５分間で３つの塊に破壊することができた。

比較のため、同一の試験体に、市販の粉末状膨張性破砕
剤（商品名「プライスター」、／」・野田セメント■製
ニブレーン比表面積２５００ｃｍ’　／ｙ　）を水比３
０チで混練したスラリーを充填した。この場合には４つ
の塊に破壊するのに８時間を要した。

実施例２ 石灰石８８重量％、粘度１０重ｔ％及び５３９２重量％
を混合した粉末を１４５０℃で焼成して得た焼結体をイ
ンペラルブレーカーで粗砕し、１５′Ｉｍと０．３　ｍ
の篩中間物を膨張性破砕剤とした。このもののすりへり
減量は５．０チである。

この膨張性破砕剤を、花崗岩のベンチで自由面より５０
備奥のベンチに６０譚間隙に孔径４５１Ｅｌｌで穿設さ
れた孔に充填した。このときの充填量は１．３８に９／
ｌであり、実積率は０．４３である。その後直ちに水を
孔口まで注入したところ、２０分後に亀裂が生じ始め、
１時間後には５＋ｗの亀裂幅となった。

比較のため、上記焼結体をプレーン比表面積２５００ｃ
ｎ４／ｆ！　に粉砕し、３　ｔｏｎ／ｃｍのロールプレ
ス成型で成型して１５１１８から０．３語の粒径に調整
したもの造った。このもののすりへり減量は６３チであ
る。この加圧成型物を上記と同じ試験体の孔に充填し、
その抜水を注入した。この水の注入により加圧成型物は
崩れてベトベトとなって空隙が塞がれ、充填物が噴出し
てしまった。

〈発明の効果〉 μ上、実施例とともに具体的に説明したように、本発明
Ｋかかる膨張性破砕剤は、製造が容易でコスト安である
と同時に使用する場倉の作業性が良好であり、しかも噴
出現象が発生する心配がなく、短時間で大きな膨張破壊
力を得ることができる。また、この膨張性破砕剤は、そ
れ自体の強度が大きいので、輸送・貯蔵中の壊れが少な
いので、水浸透性、膨張圧発現にくろいが生じず、上記
効果を女定して得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）脆性物体に穿設された孔中で水和・膨張することに
   より前記脆性体を破壊する膨張性破砕剤において、仮焼
   あるいは焼結することによつて得られる膨張性破砕剤製
   造用焼結体を粗砕したものであつて、その最大粒径が前
   記孔の直径の１／３以下であり且つ粒径０．３ｍｍ以下
   の微細粒粉が全重量の１０％以下であることを特徴とす
   る膨張性破砕剤。 ２）前記孔に充填したときの実積率（容積占有率）が０
   ．３５〜０．４８である特許請求の範囲第１項記載の膨
   張性破砕剤。 ３）任意抽出した粒径２．５〜５ｍｍの粒状物のすりへ
   り減量、すなわちＪＩＳ　Ａ　１１２１「ロサンゼルス
   試験機による粗骨材のすりへり試験方法」を準用したと
   きの０．６ｍｍ篩通過分の全重量に対する割合が１５％
   以下である特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の
   膨張性破砕剤。