JPS6389440A - 高アルミナ・セメント組成物カプセルおよびペ−スト - Google Patents

高アルミナ・セメント組成物カプセルおよびペ−スト

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JPS6389440A
JPS6389440A JP62087885A JP8788587A JPS6389440A JP S6389440 A JPS6389440 A JP S6389440A JP 62087885 A JP62087885 A JP 62087885A JP 8788587 A JP8788587 A JP 8788587A JP S6389440 A JPS6389440 A JP S6389440A
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JP62087885A
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ロデリック　マクドナルド　スマート
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    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • F16B13/141—Fixing plugs in holes by the use of settable material
    • F16B13/143—Fixing plugs in holes by the use of settable material using frangible cartridges or capsules containing the setting components
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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、自己硬化性組成物の反応性成分がカプセルの
懐されるまでは別々の隔室に納められているような反応
性成分を納めたカプセルに係る。このようなカプセルは
、例えば帯出の坑道の天井、のような試掘穴にエレメン
トを固定するのに使用する。
〔従来の技術〕
この種のカプセルは公知であるし、又自己硬化性組成物
の性質によって各種に分類できる。本組成物は、ポリエ
ステル系のような有機物のこともあれば、セメント質系
のような無機物のこともある。本発明は、その反応性混
合物がセメント／水又はセメント／セメント用触媒より
成るセメント質を納めたカプセルに係るものである。こ
の反応性成分は一般的には基幹成分（セメント）と触媒
成分でできている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
セメント質組成物は普通ポルトランド・セメント（以下
ＯＰＣと略す）をベースとしている。このものは硬化速
度が遅いという欠点がある。高アルミナ・セメント（以
下ＨＡＣと略す）をペースにしたセメント質組成物を納
めたカプセルに関する我々のヨーロッパ特許第０．１１
３，５９３号（ケースＣＢＰ　１３９）ＩＣは、その硬
化速度が制御可憐なものを特許請求している。ＨＡＣの
使用には限界があり、殊に水利セメントはＨＡＣ転移を
受は易く、この転移が強度低下により斉らされる問題点
を誘起することがある。
〔問題を解決するための手段〕
本発明の目的は、こういう欠点のないＨＡＣを使用でき
るという利点を持ったセメント質組成物を納めたカプセ
ルを提供することである。殊に、貯蔵寿命が長くなり、
硬化速度が制御出来、しかも極限強度に本質的な低下も
逆効果も見られない。
本発明は、基幹成分中の他の成分に対しては本質的に不
活性ではあるが、各成分を混合する時は触媒成分によっ
て活性化されるようなフィラーを基幹成分中に混入する
ことが、この利点を現実化するという事実に基づくもの
である。
本発明を概述すると、自己硬化性セメント質組成物の反
応性成分を別々の隔室に納めた懐れ易いカプセルの提供
にあり、更にこの反応性成分の一つは基幹成分で、高ア
ルミナ・セメン）　（ＨＡＣ）　、反応遅延剤、水より
成り、他の一つは触媒成分で、石灰と水より成るもので
、該基幹成分は又セメントの水利時水和されたポルトラ
ンドセメントの水利相を形成するに充分な量のＣａＯと
ＳｉＯ２を有することを特徴とするものの提供にある。
このＣａＯとＳｉＯ２は別々の供給源から供給されても
、単一供給源を使用してもよい。好ましい単一供給源は
粉砕フライ・アッシュ、シリカ微粉末、トリボ＋）　’
ｒｒ’ｉ、ｐ○１１（米国で市販）等のポゾラン、及び
叶いそう土がある。
この添加物が水と反応しないような形で供給されるのが
本発明の更に好ましい特徴で、この目的から我々は粉砕
造粒高炉スラツグを使用した。高炉スラツグは公知のど
んなタイプのものでもよく、市販のどの供給者から入手
してもよい。粒子の大きさは大きくバランいてもよいが
、大きさはセメント粒子の大きさと相関性がなげればな
らない。粉砕造粒高炉スラツグは最小微粒度が２７５　
ｍ２Ａｇ、嵩密度１２００　ｋｇ／ｍ３、概算比重約２
．９であることが好ましい。このようなスラツグは指示
粒度にまで粉砕した高炉スラツグを急冷して造られてい
る。
硬化したＯＰＣセメントの水利相は、一般的には次のよ
うなものである。（セメント化学式で表示） ＳＨ Ｃ、ＡＨ１３ Ｃａ　（ＯＨ）　２ ２ＡＳＨ８ 一方、硬化したＨＡＣセメント中では、水和相は一般に
次のようになっている。
ＣＡＨｌ。
２ＡＨ８ ３ＡＨ６ Ｃ２ＡＳＨ８（少量） ＨＡＣセメントに充分な量のＣａＯとＳｉＯ２源を加え
ると、ＯＰＣの一般的な水利相ができる。
この効果は後記の酸化物ダイヤグラムに図示されている
。セメント系中に発生する３種の主要酸化物とはＣａＯ
（石灰）、Ａ１２０３（アルミナ）　、ＳｉＯ２　　（
シリカ）である。ＯＰＣ中、及びフラッグ中の酸化物相
は比較的ｕ　２　ｏ　３が少いことが知られているが、
ＨＡＣ中では高いことが知られている。本発明によれば
、フラッグ中に大量のＨＡＣを加えると、硬化したセメ
ントがＯＰＣのごく一般的な酸化物組成を持つようにな
る。これまで我々は、と＼に記した効果がまだ誰にも評
価されていないと確信している。高炉スラツグはＯＰＣ
組成物に頻用される公知の反応性フィラーであるが、我
々の知る所では市販のＨＡＣ組成物ではまだ経験してい
ない。例えば英国承認局（ｔｈｅ　Ｂｒ１ｔｉｓｈＢｏ
ａｒｄ　ｏｆ　Ａｇｒｅｍｅｎｔ　）の承認書第８２７
１０２３号のセムセープ（ＯＥＭＳＡＶＥ　）という粉
砕造粒高炉スラツグにはこの材料が併用できるセメント
がリストアツブしであるがＨＡＣについては記載がなか
った。本発明の申請の日までにヨーロッパ特許庁で行な
った調査では、次のような調書の記述があった。
ＵＳ−Ａ−１，８０３，５８２：　Ｃ２Ｓを含む造粒鋳
鋼スラツグをアルミナ・セメントに添加し、セメントの
性質改良の記述。
ＦＲ−Ａ−７９７，４９３：ＨＡＣと適当な処理をし選
別した高炉セメントよりなる組成物の記述。
ＤＥ　−Ａ　　１，１９８．７２３　：　ＣａＯを任意
に添加したＯＰＣとＨＡＣの両者よりなる組成物の記述
。
これらの調書はいずれも本申請の発明のことを記載して
いなかった。即ち、ＨＡＣ、微粉ＣａＯとＳｉＯ２及び
水よりなるペーストを、石灰、触媒及び水よりなるペー
ストと反応させると、水和ＯＰＣの水和相よりなる硬化
セメントが構成されるという本申請の発明のことについ
ては何ら記載がなかった。
セメント成分が本質的にはＯＰＣを含まないこと、でな
げれば反応性成分の硬化速度が不適当となることも本発
明の特徴の一つである。基幹成分が触媒成分と反応する
ことも本発明の一つの特徴である。
更に又、高炉スラツグの割合が反応組成物の硬化速度に
本質的に影響を及ぼすことなく、ＨＡＣに対して大巾に
変えることができることも本発明の特徴の一つである。
本組成物は１５分以内に、理想的には約４分で、初期硬
化を起すことも本発明の好ましい特徴の一つである。我
々の評価では、我々は重量比で約１：１〜約８：１の割
合まで使用でき、硬化速度も好ましいタイム・スケール
内に保持することができた。
本発明のカプセルの一つの特徴は、貯蔵寿命を少くとも
６ケ月間、しばしば１年間にも延長できることである。
反応組成物は初期硬化時間を約１〜１０分に、好ましく
は約３〜５分にすることができる。又、３０分後の硬化
組成物は、せん断強度が約７．５　Ｎ／ｍｒｎ２、圧縮
強度が約１７　Ｎ／ｍｒｎ２もある。
本組成物のセメント質材料はいわゆる高アルミナ・セメ
ントである。この材料は世界中の各国で、種々の名の下
に知られており、例えば６セメント・ホンデュ（Ｃｅｍ
ｅｎｔ　Ｈｏｎｄｕｅ）″とか６アルミナ・セメント　
（Ａｌｕｍｉｎａ　Ｃｅｒｎｅｎｔ）”とか”スーパー
・アルミナ・セメント（ＳｕｐｅｒＡｌｕｍｉｎａ　Ｃ
ｅｍｅｎｔ　）　”がある。このセメント中のアルミナ
含有量は国によって異っており、時には３０チ以下とい
うこともあれば、７７チ以上ということもある。本発明
は、このようなアルミナ・セメントの凡てに対して適用
可能である。
触媒組成物は、石灰のような基幹材料と水とのペースト
からできていることだけが必要条件である。しかし、迅
速な硬化速度を達成するためには、セメント用の触媒を
含んでいることが望ましい。高アルミナ・セメント用の
触媒は好ましくはリチウム塩で、例えば炭酸リチウム、
硫酸リチウム、水酸化リチウム等が好ましい。もし水溶
性で、他の成分と共存できるものであれば、どんなリチ
ウム塩でも使用できる。石灰の濃厚ペースト化を防ぐ、
ニトリロ３酢酸３ソーダをベースに対し約０．５〜２部
の割合で用いることも好ましいことである。我々のヨー
ロッパ特許第０．１１３．５９３（ＣＢＰ　　１３９）
にも示したように金属イオン封鎖剤等が人っていてもよ
い。
基幹組成物は好ましくはＰＨが約８．５のオーダーであ
る。この組成物を混合すると硬化組成物のＰＨは約１１
のオーダーとなる。
本組成物には、水、還元剤、膨張剤、表面活性剤、着色
剤、ラテックスエマルジョン、消泡剤、可塑剤等の他成
分が混入していてもよい。前述したようにｏｐｃは避け
なげればならない。例えば、炭酸ソーダ、硫酸ソーダ、
塩化カルシウム、苛性ソーダ、硫酸第１鉄、硫酸、酢酸
、石こう等の他の促進剤があっても構わない。特に頭上
の用途や岩の割れ目への使用時に重要となる貯蔵中の水
分の逸出やグラウト組成物のロスを最小にするため、揺
変剤、増粘剤、空気連行剤（ＡＥ剤）等が混入されてい
てもよい。繊維素エーテル、ポリアクリルアミド、ポリ
エチレンオキサイドのような高分子添加剤やモンモリロ
ナイト型粘土が使われてもよい。
カプセルは、２種の反応性成分を貯蔵中別別の隔室に納
めている限り、どんな適当な形のものであってもよい。
必要が起れば公知の方法で、錨型の治具を使ってこのカ
プセルを壊し、隔室を開いて反応組成物を混合させる。
カプセルは直径が２０〜４０ｍｍ、長さが２００〜６０
０間のものでよく、直径が約２５〜５０朋に及ぶせん孔
に使用できる。このせん孔は炭鳩、金φ、鉄鋳石紘１山
、採石所及び土木工事構造物の壁や屋根に開けたもので
もよい。
更に本発明は、基幹組成物が高アルミナ・セメントと水
のペースト、及びセメントの水利時に水利ポルトランド
セメントの水和相形酸に必要な量のＣａＯとＳｉＯ２よ
り成ることを特徴とする、石灰と水より成る触媒成分と
反応性の基幹成分を含んだものである。
本発明を充分に理解するために、以下のような実例を参
考にしながら、実施例で説明を加えることにする。本実
施例中で特に記載のないものは使用量が重量部で示され
ている。
〔実施例〕
（１）　　触媒成分は次表のペーストとして調製した。
１連の基幹組成物を第１表に示したように調製した。こ
の組成物を数カ月間貯蔵してから反応 成分　　　　　　　　使用量 消石灰　　　　　　　５３．１ 水　　　　　　　　　　　　　　３５．４水酸化リチウ
ム　　　６．６ セルがより良い性質を与へることがわかる。
硫酸マグネシウム　　　２．７ ニトリロ３酢酸３ソーダ　１．８ くえん酸　　　　　　　０４ 性成分を混入した。硬化時間、せん断強度、を測定し、
第２表、第３表に示した。これらの結果から硬化組成物
が優れた性質を持っていることは明らかであった。
（２）実施例（１）の中の選ばれた組成に基づいてカプ
セルを作り、２種の市販カプセルと比較しながら硬化さ
せた。
ロックセット・ＬＦ６　　特許Ｅｐ　ＯＯ４６０３７に
準拠して調 製 ＥＣＰＨＩＸ　　Ｗ　　　　セ＃タイト社（Ｃｅ１ｔｉ
ｔｅ　Ｌｔｄ。
Ａｌｆｒｅｔｏｎ、Ｄｅｒｌｙ− ｓｈｉｒｅ、　Ｅｎｇｌａｎｄ） より購入 せん断強度と強度進展率をそれぞれ第４表、第５表に示
した。この表から本発明のカプ第５表　実施例２の場合
の種々のカプセルによる強度図面の浄書（内容に変更な
し） 第１図 ＣａＯ”２０３ ２、発明の名称 高アルミナ・セメント組成物カプセルおよびペースト３
、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　　フオスロツタ　インターナショナル　リミテ
ッド７、補正の内容 （１）　明細書第２２頁の後に下記の文言を加入する。
記
【図面の簡単な説明】
第１図は各種セメント組成を示す酸化物ダイヤグラムで
ある。 ＨＡＣ・・・・・・高アルミナセメント、ＯＰＣ・・・
・・・普通ポルトランドセメント、５ＬＡＧ・・・高炉
スラツグ、 Ａｌ２Ｏ３・・・アルミナ、Ｃａｏ・・・石灰、ＳｉＯ
２・・・シリカ。 （２）　明細書第２３頁の各種セメント組成図を別紙に
示すとうり浄書する。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）一成分が基幹成分で、高アルミナ・セメントと硬
    化遅延剤と水とより成り、他成分が触媒成分で石灰と水
    とより成る自己硬化性セメント組成物の反応性成分を別
    々の隔室に収納した懐れ易いカプセルにおいて、 基幹成分が、反応性成分の反応時に水和ポルトランド・
    セメントの水和相を形成するのに充分な量のＣａＯとＳ
    ｉＯ＿２とを含んでいることを特徴とするカプセル。
  2. （２）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが単一の供給源から供給さ
    れることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
    カプセル。
  3. （３）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが、フライアッシュ微粉末
    、シリカ微粉末、ポゾラン又はけいそう土より供給され
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載のカ
    プセル。
  4. （４）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが、水と非反応性の材料と
    して供給されることを特徴とする、特許請求の範囲第１
    項から第３項のいずれかに記載のカプセル。
  5. （５）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが、造粒高炉スラツグより
    供給されることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に
    記載のカプセル。
  6. （６）造粒高炉スラツグが、最小微粒度２７５ｍ＾２／
    ｋｇ、嵩密度１２００ｋｇ／ｍ＾３、概算比重２．９を
    有することを特徴とする、特許請求の範囲第５項に記載
    のカプセル。
  7. （７）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが、高アルミナ・セメント
    に対して約１：１から約８：１の重量混合比で存在する
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第６項ま
    でのいずれかに記載のカプセル。
  8. （８）基幹成分が、ペーストを構成するのに充分な量の
    水を含んでいることを特徴とする、特許請求の範囲第１
    項から第７項までのいずれかに記載のカプセル。
  9. （９）触媒成分が石灰と水と水溶性リチウム塩より成る
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第８項ま
    でのいずれかに記載のカプセル。
  10. （１０）自己硬化性組成物の反応性成分の製造に使うた
    め、該成分が高アルミナ・セメントと水とのペースト、
    及びセメント水和時に水和したポルト・ランド・セメン
    トの水和相が形成できるのに充分な量のＣａＯとＳｉＯ
    ＿２、とより成ることを特徴とする、基幹成分を構成し
    、石灰と水より成る触媒成分と反応性を有する成分。
  11. （１１）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが単一の供給源から供給
    されることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項に記
    載のペースト。
  12. （１２）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが、フライアッシュ微粉
    末、シリカ微粉末、ポゾラン、又はけいそう土から供給
    されることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項又は
    第１１項に記載のペースト。
  13. （１３）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが、水と非反応性の材料
    として供給されることを特徴とする、特許請求の範囲第
    １０項から第１２項までのいずれかに記載のペースト。
  14. （１４）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが、造粒高炉スラツグか
    ら供給されることを特徴とする、特許請求の範囲第１３
    項に記載のペースト。
  15. （１５）造粒高炉スラツグが、最小微粒度２７５ｍ＾２
    ／ｋｇ、嵩密度１２００ｋｇ／ｍ＾３、概算比重２．９
    を有することを特徴とする、特許請求の範囲第１４項に
    記載のペースト。
  16. （１６）ＣａＯとＳｉＯ＿２とが、高アルミナ・セメン
    トに対して約１：１から約８：１の重量混合比で存在す
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項から第１
    ５項までのいずれかに記載のペースト。
JP62087885A 1986-04-10 1987-04-09 高アルミナ・セメント組成物カプセルおよびペ−スト Pending JPS6389440A (ja)

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