急結剤スラリー化装置及び急結性コンクリートの吹付け方法
【課題】粉塵低減効果が向上した急結性コンクリートの吹付け方法の提供。
【解決手段】粉体急結剤をエア圧送する供給管、添加水をミストにしてエア圧送する供給管、及び粉体急結剤とミストが混合された急結剤スラリーの吐出管からなる急結剤スラリー化装置において、２つの供給管と吐出管が接続され、間隙よりミストを圧入して急結剤スラリーを連続製造する構造体からなり、構造体の後方１ｍ〜２０ｍの位置から供給管Ｃまで、添加水のミストをエア圧送するミスト圧送管からなる急結剤スラリー化装置、さらに、（粉体急結剤の供給管の内径）／（急結剤スラリーの吐出管の内径）が０．３〜０．９５である急結剤スラリー化装置。該急結剤スラリー化装置で製造した急結剤スラリーをコンクリートに添加して急結性コンクリートとし、急結性コンクリートをノズルから吹き付ける吹付け方法を構成とする。
【解決手段】粉体急結剤をエア圧送する供給管、添加水をミストにしてエア圧送する供給管、及び粉体急結剤とミストが混合された急結剤スラリーの吐出管からなる急結剤スラリー化装置において、２つの供給管と吐出管が接続され、間隙よりミストを圧入して急結剤スラリーを連続製造する構造体からなり、構造体の後方１ｍ〜２０ｍの位置から供給管Ｃまで、添加水のミストをエア圧送するミスト圧送管からなる急結剤スラリー化装置、さらに、（粉体急結剤の供給管の内径）／（急結剤スラリーの吐出管の内径）が０．３〜０．９５である急結剤スラリー化装置。該急結剤スラリー化装置で製造した急結剤スラリーをコンクリートに添加して急結性コンクリートとし、急結性コンクリートをノズルから吹き付ける吹付け方法を構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、トンネル掘削工事における地山の補強や、掘削面の安定化のために用いる急結性コンクリートの吹付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル掘削工事における地山の補強や、掘削面の安定化のためにコンクリートの吹付け方法が行われており、例えば、ピストンポンプなどにより送られるコンクリートを輸送する輸送管内に、コンプレッサーから送られる圧縮空気を供給し、コンクリートを空気輸送するとともに、急結剤を供給してコンクリートと急結剤を混合した後、ノズルよりコンクリートを吹付ける方法が一般的に行われている。
【０００３】
例えば、コンクリート供給管内を圧送される混練りコンクリートに、コンクリート供給管経路中に設けられた混合攪拌部で急結剤スラリーを合流混合させ、コンクリート供給管経路端のノズルから所定の圧力で吐出させるようにした吹付け方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、エア圧送された粉体急結剤と、粉体急結剤の供給管と急結剤スラリーの吐出管との間隙の円周方向から圧入される水とを混合して、急結剤スラリーを連続的に製造する急結剤スラリーの連続製造装置や、粉体急結剤に高圧霧を混合して急結剤スラリーを製造する急結剤スラリーの連続製造装置が提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００５】
しかし、これらの吹付け方法は、スラリーの連続製造装置で圧縮空気と水で霧状にして粉体急結剤と混合して急結剤スラリーを連続製造する方法であるため、施工条件の変動を受けると装置内部に急結剤がスケーリングして固化してスラリー化されない場合があり、さらに安定してスラリー化する方法が望まれていた。
【０００６】
また、コンクリートに粉体急結剤を添加する先で水を０．５〜７ＭＰａの噴射圧で噴射して粉塵リバウンドを低減させる吹付けコンクリート施工装置が提案されている（特許文献４参照）。
【０００７】
しかし、この吹付方法は、充分な粉塵低減効果が得られず、より粉塵低減効果の向上が望まれていた。
【特許文献１】特開平１０−３１７６７１号公報
【特許文献２】特開２００２−３３２７９８号公報
【特許文献３】特開２００１−０３８１８１号公報
【特許文献４】特開２００４−０９２２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
即ち、本願発明の目的は、安定して急結剤スラリーを製造することにより、粉塵やリバウンドを低減する効果を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、粉体急結剤をエア圧送する供給管Ａ、添加水をミストにしてエア圧送する供給管Ｃ、及び供給管Ａと間隙ｂを介して対峙する、粉体急結剤とミストが混合された急結剤スラリーの吐出管Ｂからなる急結剤スラリー化装置において、供給管Ｃに供給管Ａと吐出管Ｂが接続され、間隙ｂよりミストを圧入して急結剤スラリーを連続製造する構造体からなり、供給管Ａの内径ｄが吐出管Ｂの内径Ｄより小さく、構造体の後方１ｍ〜２０ｍの位置から供給管Ｃまで、添加水のミストをエア圧送するミスト圧送管（符号９）からなる急結剤スラリー化装置であり、（粉体急結剤の供給管Ａの内径ｄ）／（急結剤スラリーの吐出管Ｂの内径Ｄ）が０．３〜０．９５である急結剤スラリー化装置であり、急結剤スラリー化装置を用いて、粉体急結剤の輸送圧より最大０．５ＭＰａ高く、流量０．５〜５ｍ３／ｍｉｎの圧縮空気を用いて、添加水のミストをエア圧送することを特徴とする急結剤スラリー化方法であり、急結剤スラリー化方法で製造した急結剤スラリーを、急結剤スラリー化装置の吐出管Ｂの前方に連なる混合管（符号３）にて、輸送管ａ（符号２）内に圧送されたコンクリートに添加して急結性コンクリートとし、急結性コンクリートをノズル（符号７）から吹き付ける吹付け方法であり、粉体急結剤が、カルシウムアルミネート類１００質量部、石膏２０〜１５０質量部、アルカリ金属アルミン酸塩１０〜５０質量部を含有する吹付け方法であり、さらに粉体急結剤が芳香族スルホン酸類を含有する吹付け方法であり、コンクリートがポリアルキレンオキサイドを含有する吹付け方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、安定して急結剤スラリーを製造することで、粉塵やリバウンドを低減する効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本願発明を詳細に説明するが、本願発明はこれに限られるものではない。
【００１２】
図１は、本願発明で用いる急結性コンクリートの吹付装置の一構成例を示したものである。
【００１３】
本願発明で、コンクリート（符号１）は、市販のミキサーにより水と練り混ぜられた後、ピストンポンプに供給される。途中で圧縮空気を挿入しながら、輸送管ａ（符号２）内を空気輸送され、急結剤スラリーを添加するために、混合管（符号３）まで輸送される。
【００１４】
別途、急結剤スラリー化装置（符号４）で製造された急結剤スラリーは、混合管（符号３）でコンクリート（符号１）に添加され、急結性コンクリートとして、さらに輸送管ｂ（符号８）を通り、ノズル（符号７）から排出され、吹付け面である地山等へ吹き付けられる。
【００１５】
本願発明で使用するコンクリートは、通常のコンクリートが使用可能であり特に限定されるものではない。また、鋼繊維を含有したコンクリートも使用可能である。
【００１６】
予め水を混練したコンクリート中のセメント量は、特に限定されるものではないが、通常、セメント単位量で３００〜５００ｋｇ／ｍ３が好ましく、３５０〜４５０ｋｇ／ｍ３がより好ましい。コンクリート中の水／セメント比は４０〜６５質量％が好ましく、４２〜６０質量％がより好ましい。
【００１７】
混合管（符号３）の位置は、ノズル（符号７）から後方３ｍ以内が好ましく、１〜２ｍがより好ましい。１ｍ以内であるとコンクリートと急結剤との混合性が不良で粉塵やリバウンドが多くなる場合がある。３ｍ以上であると急結コンクリートがミスト圧送管（符号９）内で滞留しやすくなるため、閉塞する危険性がある。
【００１８】
粉体急結剤をスラリー化するために使用する水（符号５）は、急結剤スラリー化装置（符号４）の後方１〜２０ｍの位置で、ミスト圧送管（符号９）を流れる圧縮空気に圧入してミスト化し急結剤スラリー化装置（符号４）まで圧送する。水を圧入する位置が１ｍ以内であると、混合管のコンクリートの吹付け圧の影響を受けやすくなり、粉体急結剤やミストが滞留するため、安定してスラリー化できない場合があり、２０ｍ以上であると空気量が多くなり、ミスト圧送管（符号９）内に水が滞留しやすくなるため好ましくない。
【００１９】
圧縮空気の流量は、大気圧換算で０．５〜５ｍ３／ｍｉｎが安定してスラリー化できる。流量が少ないとコンクリート吹付け圧の影響を受けやすく、粉体急結剤やミストが滞留するため、安定してスラリー化できない場合がある。流量が大きいと粉塵やリバウンドが多くなるため好ましくない。
【００２０】
水（符号５）をミスト化して圧送する圧縮空気の圧力は、粉体急結剤の輸送圧より最大０．５ＭＰａ高くすることが好ましく、０．０５１〜０．３ＭＰａ高いことがより好ましい。粉体急結剤の輸送圧より低いと安定してスラリー化できにくく、０．５ＭＰａを超えると粉塵やリバウンドが多くなるため好ましくない。
【００２１】
本願発明で使用する急結剤スラリー化装置（符号４）は、ミストを供給するミスト供給管Ｃ、粉体急結剤を供給する供給管Ａとミストが合流する吐出管Ｂから成り、供給管Ａの内径／吐出管Ｂの内径比（ｄ／Ｄ）が０．３〜０．９５が好ましい。内径比（ｄ／Ｄ）が小さいと供給管Ａと吐出管Ｂの間隙に急結剤が滞留して固化して閉塞する場合があり、内径比（ｄ／Ｄ）が大きいとミストが安定して供給されにくいため、粉体急結剤を安定してスラリー化することができずに固化して閉塞する場合がある。
【００２２】
圧縮空気に水（符号５）を添加しミスト化して圧送するミスト圧送管（符号９）としては、例えば３／４Ｂ又は１Ｂのホースを用いることが可能である。また、粉体急結剤の輸送配管としては、例えば、口径が３／４Ｂ又は１Ｂのホースを用いることが可能である。
【００２３】
粉体急結剤は、カルシウムアルミネート類１００質量部、石膏２０〜１５０質量部、アルカリ金属アルミン酸塩１０〜５０質量部を含有することが好ましい。
【００２４】
本願発明で使用するカルシウムアルミネート類は、カルシア原料とアルミナ原料を混合して、キルンでの焼成或いは電気炉での溶融等の熱処理をして得られるＣａＯとＡｌ２Ｏ３とを主成分とする水和活性を有する物質の総称である。ＣａＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡと略記すると、Ｃ３Ａ、Ｃ１２Ａ７、Ｃ１１Ａ７・ＣａＦ２、Ｃ１１Ａ７・ＣａＣｌ２、Ｃ２Ａ・ＳｉＯ２、ＣＡ、及びＣ２Ａ等が挙げられ、さらにＣａＯやＡｌ２Ｏ３の一部が、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等と置換した化合物、あるいは、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３とを主成分とするものに、これらが少量固溶した化合物も使用できる。
【００２５】
カルシウムアルミネート類の形態は、結晶質、非晶質のいずれも使用可能である。これらの中では、反応活性の面で、非晶質のカルシウムアルミネート類が好ましく、Ｃ１２Ａ７組成に対応する熱処理物を急冷した非晶質のカルシウムアルミネートがより好ましい。
【００２６】
カルシウムアルミネート類の粒度は、急結性や初期強度発現性の面で、ブレーン比表面積（以下、ブレーン値という）３，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、５，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。ブレーン値が小さいと、急結性コンクリートの急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。
【００２７】
本願発明で使用する石膏としては、無水石膏、半水石膏、及び二水石膏が使用可能である。これらの中では、凝結性や強度発現性の面で無水石膏の使用が好ましい。
【００２８】
石膏の粒度は、通常、セメント等に使用される程度でよいが、急結性コンクリートの急結性や初期強度発現性の面で、ブレーン値３，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましい。ブレーン値が小さいと、急結性コンクリートの凝結性や強度発現性が低下する場合がある。
【００２９】
石膏の使用量は、カルシウムアルミネート類１００質量部に対して、２０〜１５０質量部が好ましく、２５〜１００質量部がより好ましい。石膏の使用量が少ないと、急結性コンクリートの凝結性が低下し、長期強度発現性を促進しにくい場合があり、石膏の使用量が多いと、初期凝結が遅れ、初期強度発現性が低下する場合がある。
【００３０】
本願発明で使用するアルカリ金属アルミン酸塩（以下、アルミン酸塩という）は、水酸化アルミニウムとアルカリ金属水酸化物を混合溶解し、乾燥し、粉末状として得られるものである。
【００３１】
アルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リチウム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用することが可能である。これらの中では、急結性コンクリートの凝結性や初期強度発現性の面で、アルミン酸ナトリウムの使用が好ましい。
【００３２】
アルミン酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート類１００質量部に対して、１０〜５０質量部が好ましく、１５〜４５質量部がより好ましい。アルミン酸塩の使用量が少ないと、初期凝結が遅れ、初期強度発現性が低下する場合があり、アルミン酸塩の使用量が多いと、急結性コンクリートの長期強度発現性が低下する場合がある。
【００３３】
本願発明で使用する粉体急結剤は、さらに、芳香族スルホン酸類を含有することが好ましい。
【００３４】
芳香族スルホン酸類は、吹付け時の急結性コンクリートの付着性を向上し、リバウンド率や粉塵量を低減するものであり、液体や粉体いずれの使用も可能である。
【００３５】
芳香族スルホン酸類としては、ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、ビスフェノールＡスルホン酸、フェノールスルホン酸、トリフェノールスルホン酸、４−フェノキシベンゼン４‘−スルホン酸、メチルジエニルエーテルスルホン酸、及びアントラセンスルホン酸の芳香族スルホン酸、並びにこれらの芳香族スルホン酸のホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。これらの中では、コンクリートの流動性を改善し、吹付け時の急結性コンクリートの付着性を向上し、リバウンド率や粉塵量を低減する効果が大きい点で、芳香族スルホン酸のホルムアルデヒド縮合物が好ましく、ナフタレンホルマリン縮合物類、及びビスフェノールＡスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物類からなる群のうちの１種類以上がより好ましい。
【００３６】
芳香族スルホン酸類の使用量は、粉体急結剤１００重量部に対して、０．０５〜５質量部が好ましく、０．１〜３質量部がより好ましい。芳香族スルホン酸類の使用量が少ないと吹付け時の急結性コンクリートの付着性が低下し、リバウンド率や粉塵量を低減する効果が小さくなるおそれがあり、芳香族スルホン酸類の使用量が多いとリバウンド率が大きく、粉塵量が多くなり、強度発現性を阻害するおそれがある。
【００３７】
さらに本願発明では、リバウンド率や粉塵低減の点で、コンクリート側にポリアルキレンオキサイドを使用することが好ましい。
【００３８】
本願発明で使用するポリアルキレンオキサイド（以下ＰＡＯという）は、コンクリートに粘性を与え、吹付け直後の吹付け面からのコンクリートのダレを防止し、リバウンド率や粉塵量を低減するものである。ポリアルキレンオキサイドとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びポリブチレンオキサイド等が挙げられる。これらの中では、コンクリートに粘性を与え、吹付け時のリバウンド率や粉塵量を低減する効果が大きい点で、ポリエチレンオキサイドが好ましい。
【００３９】
ＰＡＯの分子量は、１００〜５００万が好ましい。ＰＡＯの分子量が少ないとコンクリートの粘性が小さく、吹付け直後の吹付け面からのコンクリートのダレを防止できないおそれがあり、ＰＡＯの分子量が多いと強度発現性を阻害し、急結剤とコンクリートを混合した時、急結性コンクリートの圧送性が低下するおそれがある。
【００４０】
ＰＡＯの使用量は、セメント１００重量部に対して、０．００１〜０．２質量部が好ましく、０．００５〜０．１質量部がより好ましい。ＰＡＯの使用量が少ないと急結性コンクリートの粘性が小さく、粉塵量が多く、リバウンド率が大きくなるおそれがあり、ＰＡＯの使用量が多いとコンクリートの粘性が大きく、粉塵量が多く、急結剤とコンクリートを混合した急結性コンクリートの圧送性が低下するおそれがある。
【００４１】
本願発明で使用する炭酸アルカリとは、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、及び炭酸水素カリウム等が挙げられる。これらの中では、初期凝結促進の面で、炭酸ナトリウムが好ましい。
【００４２】
炭酸アルカリの使用量は、カルシウムアルミネート類１００質量部に対して、１５〜４５質量部が好ましく、２０〜４０質量部がより好ましい。炭酸アルカリの使用量が少ないと、初期凝結が遅れ、初期強度発現性が低下する場合があり、炭酸アルカリの使用量が多いと、急結性コンクリートの長期強度発現性が低下する場合がある。
【００４３】
粉体急結剤の使用量はコンクリート中のセメント１００質量部に対し、３〜１５質量部が好ましく、５〜１０質量部がより好ましい。１５質量部を超えて使用しても、目的とする吹付け効果が得られない場合がある。
【００４４】
本願発明で使用する急結剤スラリー中の水量は、粉体急結剤１００重量部に対して５０〜１３０重量部が好ましく、７０〜１００重量部がより好ましい。５０重量部未満では急結剤スラリーのゲル化時間が短くなり、急結剤スラリーの粘度が上昇して吐出管内でスケーリングして固結し閉塞する場合がある。１３０重量部を超えると凝結性や強度発現性が低下する場合がある。
【００４５】
本願発明において、ノズル（符号７）までコンクリートを空気輸送する圧縮空気の総量は、大気圧換算で５〜２０ｍ３／ｍｉｎが好ましく、７〜１２ｍ３／ｍｉｎがより好ましい。圧縮空気の総量が少ないと圧送空気量が不足するため、吹付け面に対するコンクリートの圧密が低下し、強度が得にくい場合がある。また、コンクリートの圧送性が悪くなり、配管内でコンクリートが閉塞したりする場合がある。圧縮空気の総量が多いと圧送空気量が過剰となるため、リバウンドや粉塵が多くなる場合がある。
【００４６】
以下、実施例により本願発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００４７】
実施例１
図１に本発明の急結性コンクリートの吹付け方法の一例を示す。
【００４８】
粉体急結剤（符号６）は、デンカＮＡＴＭクリートに配管口径１Ｂのホースを取付け、混合管（符号３）に取り付けた急結剤スラリー化装置（符号４）まで０．４ＭＰａの圧力で空気輸送した。混合管（符号３）から１０ｍ後方で、表１に示す空気圧と空気量の圧縮空気に水（符号５）を圧入してミスト化して圧送した。
急結剤スラリー化装置（符号４）の吐出管の内径／供給管の内径比（ｄ／Ｄ）は０．７とし、混合管（符号３）からノズル（符号７）までの輸送管ｂ（符号８）の長さは３ｍとした。
ノズル（符号７）は、入口径６５ｍｍから出口径５０ｍｍに絞ったものを使用した。
コンクリート（符号１）は、セメント４００ｋｇ／ｍ３、水２２０ｋｇ／ｍ３、及び細骨材率６０％からなり、セメント１００重量部に対してＰＡＯ０．０２重量部を添加してコンクリートポンプで圧送し、圧縮空気で輸送管ａ内を空気輸送した。コンクリート（符号１）のスランプ値は１６ｃｍであった。
【００４９】
粉体急結剤（符号６）は、カルシウムアルミネート類１００質量部に対し、石膏３５質量部、炭酸アルカリ３０重量部、芳香族スルホン酸類２重量部に、表１に示すアルカリ金属アルミン酸塩を配合した。
粉体急結剤（符号６）は、コンクリート（符号１）中のセメント１００質量部に対して、７質量部使用し、スラリー化に使用する水（符号５）は粉体急結剤（符号６）１００重量部に対して８０重量部でスラリー化してコンクリート（符号１）に添加して吹付けを行い、粉塵量、リバウンド率、及び圧縮強度を測定し、輸送性と仕上げ面の評価を行い、さらに、急結剤スラリー化装置（符号４）のスケーリング状態の評価を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント、ブレーン比表面積値３，２００ｃｍ２／ｇ、比重３．１５
細骨材：新潟県姫川産川砂、表面水率５．２％、比重２．６２
粗骨材：新潟県姫川産川砂利、表乾状態、比重２．６４、最大寸法１３ｍｍ
カルシウムアルミネート類：Ｃ１２Ａ７組成に対応するもの、非晶質、ブレーン値６，３００ｃｍ２／ｇ
石膏：市販無水石膏粉砕品、ブレーン値６，０００ｃｍ２／ｇ
アルカリ金属アルミン酸塩：アルミン酸ナトリウム、市販品、強熱減量１．８％、９０％粒子径０．２ｍｍ
炭酸アルカリ：炭酸ナトリウム、市販品
芳香族スルホン酸類：ビスフェノール縮合物、市販品
ＰＡＯ：ポリエチレンオキサイド、分子量２００万、市販品
【００５１】
＜評価方法＞
粉塵量：吹付け１０分後に吹付け場所より３ｍの定位置で測定した。
リバウンド率：調製した急結性コンクリートを１０ｍ３／ｈｒの吹付け速度で、１ｍ３の吹付けを行った。吹付け終了後、床面に敷いたビニールシートに、付着せずに落下した急結性コンクリートの量を測定し、リバウンド率＝（吹付けの際に付着せずに落下した急結性コンクリートの質量）／（吹付けに使用した急結性コンクリートの総質量）×１００（％）の式から算出した。
輸送性：急結性コンクリートの輸送状況を観察した。混合管や輸送管が詰まらない場合を○、詰まり気味であり急結性コンクリートが断続的に排出される場合を△、合流管や輸送管が詰まって吹付けができない場合を×とした。
仕上げ面：急結性コンクリートの仕上げ面を観察した。急結性コンクリートの厚さが均一で平滑な場合を○、急結性コンクリートの仕上げ面が部分的に凸凹の場合を△、急結性コンクリートの仕上げ面が凸凹している場合を×とした。
圧縮強度：材齢１時間と１日の圧縮強度は、幅２５ｃｍ×長さ２５ｃｍのプルアウト型枠に設置したピンを、プルアウト型枠表面から急結性コンクリートで被覆し、型枠の裏面よりピンを引き抜き、そのときの引き抜き強度を求め、圧縮強度＝（引き抜き強度）×４／（供試体接触面積）の式から算出、また、材齢７日と２８日の圧縮強度は、幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの型枠に急結性コンクリートを吹付け、採取した直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍの供試体を２０トン耐圧機で測定。
急結剤スラリー化装置のスケーリング：急結剤スラリー化装置（符号６）の吐出管内のスケーリング状態を観察した。急結剤が固結してない場合を○、急結剤が多少固結している場合を△、急結剤が固結して管径が細くなっている場合を×とした。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１によれば、本発明により、安定してスラリー化が可能となり、粉塵低減効果、リバウンド率低減効果、輸送性、仕上げ面が向上し、また、初期強度、長期強度が増進するという効果を奏することが分かる。
【００５４】
実施例２
粉体急結剤（符号６）が、カルシウムアルミネート類１００質量部、アルカリ金属アルミン酸塩３０重量部、炭酸アルカリ３０重量部、芳香族スルホン酸類２重量部に、表２に示す石膏を配合し、実施例１のコンクリート配合から粗骨材を除いたモルタルで２０℃のプロクター貫入抵抗値から、凝結時間の始発時間と終結時間を測定した。それ以外は実施例１と同様に吹付け試験を行った。結果を表２に示す。
【００５５】
＜評価方法＞
プロクター貫入抵抗値：ＪＳＣＥ Ｄ−１０２−１９９９に準じて測定。
【００５６】
【表２】
【００５７】
表２によれば、本発明により、石膏を配合することで凝結性と長期強度発現性が向上するという効果を奏することが分かる。
【００５８】
実施例３
粉体急結剤（符号６）が、カルシウムアルミネート類１００質量部、石膏３５重量部、アルカリ金属アルミン酸塩３０重量部、炭酸アルカリ３０重量部と、表３に示す芳香族スルホン酸類を配合し、実施例１と同様なコンクリート配合に表３に示すＰＡＯを添加したコンクリートを用いたこと以外は実施例１と同様な方法で吹付け試験を行った。結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
【００６０】
表３によれば、本発明により、芳香族スルホン酸類とＰＡＯを添加することで粉塵量とリバウンド率が低下するという効果を奏することが分かる。
【００６１】
実施例４
図２に急結剤スラリー化装置（符号４）の部分拡大図を示す。
【００６２】
符号５の水を圧入する圧縮空気の圧力を０．６ＭＰａ、空気量を３ｍ３／ｍｉｎとし、表４に示す急結剤スラリー化装置（符号４）の供給管の内径／吐出管の内径比と、ノズル（符号７）と混合管（符号３）の位置を変えたこと以外は実施例１と同様にコンクリートの吹付け試験を行った。結果を表４に示す。
【００６３】
【表４】
【００６４】
表４によれば、本発明により、急結剤スラリー化装置（符号４）の供給管内径、およびノズル（符号７）から混合管（符号３）の長さを適正化することで施工性が向上するという効果を奏することが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本願発明によれば、粉塵低減効果、リバウンド率低減効果、輸送性、仕上げ面が向上し、また、粉体急結材とコンクリートの混合性が向上し、初期強度、長期強度が増進するという効果を奏する。添加する水の量を調整することにより、吹付け時の閉塞によるトラブルを低減するといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】急結性コンクリートの吹付け方法の一例を示す説明図である。
【図２】急結剤スラリー化装置の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ コンクリート
２ 輸送管ａ
３ 混合管
４ 急結剤スラリー化装置
５ 水
６ 粉体急結材
７ ノズル
８ 輸送管ｂ
９ ミスト圧送管
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、トンネル掘削工事における地山の補強や、掘削面の安定化のために用いる急結性コンクリートの吹付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル掘削工事における地山の補強や、掘削面の安定化のためにコンクリートの吹付け方法が行われており、例えば、ピストンポンプなどにより送られるコンクリートを輸送する輸送管内に、コンプレッサーから送られる圧縮空気を供給し、コンクリートを空気輸送するとともに、急結剤を供給してコンクリートと急結剤を混合した後、ノズルよりコンクリートを吹付ける方法が一般的に行われている。
【０００３】
例えば、コンクリート供給管内を圧送される混練りコンクリートに、コンクリート供給管経路中に設けられた混合攪拌部で急結剤スラリーを合流混合させ、コンクリート供給管経路端のノズルから所定の圧力で吐出させるようにした吹付け方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、エア圧送された粉体急結剤と、粉体急結剤の供給管と急結剤スラリーの吐出管との間隙の円周方向から圧入される水とを混合して、急結剤スラリーを連続的に製造する急結剤スラリーの連続製造装置や、粉体急結剤に高圧霧を混合して急結剤スラリーを製造する急結剤スラリーの連続製造装置が提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００５】
しかし、これらの吹付け方法は、スラリーの連続製造装置で圧縮空気と水で霧状にして粉体急結剤と混合して急結剤スラリーを連続製造する方法であるため、施工条件の変動を受けると装置内部に急結剤がスケーリングして固化してスラリー化されない場合があり、さらに安定してスラリー化する方法が望まれていた。
【０００６】
また、コンクリートに粉体急結剤を添加する先で水を０．５〜７ＭＰａの噴射圧で噴射して粉塵リバウンドを低減させる吹付けコンクリート施工装置が提案されている（特許文献４参照）。
【０００７】
しかし、この吹付方法は、充分な粉塵低減効果が得られず、より粉塵低減効果の向上が望まれていた。
【特許文献１】特開平１０−３１７６７１号公報
【特許文献２】特開２００２−３３２７９８号公報
【特許文献３】特開２００１−０３８１８１号公報
【特許文献４】特開２００４−０９２２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
即ち、本願発明の目的は、安定して急結剤スラリーを製造することにより、粉塵やリバウンドを低減する効果を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、粉体急結剤をエア圧送する供給管Ａ、添加水をミストにしてエア圧送する供給管Ｃ、及び供給管Ａと間隙ｂを介して対峙する、粉体急結剤とミストが混合された急結剤スラリーの吐出管Ｂからなる急結剤スラリー化装置において、供給管Ｃに供給管Ａと吐出管Ｂが接続され、間隙ｂよりミストを圧入して急結剤スラリーを連続製造する構造体からなり、供給管Ａの内径ｄが吐出管Ｂの内径Ｄより小さく、構造体の後方１ｍ〜２０ｍの位置から供給管Ｃまで、添加水のミストをエア圧送するミスト圧送管（符号９）からなる急結剤スラリー化装置であり、（粉体急結剤の供給管Ａの内径ｄ）／（急結剤スラリーの吐出管Ｂの内径Ｄ）が０．３〜０．９５である急結剤スラリー化装置であり、急結剤スラリー化装置を用いて、粉体急結剤の輸送圧より最大０．５ＭＰａ高く、流量０．５〜５ｍ３／ｍｉｎの圧縮空気を用いて、添加水のミストをエア圧送することを特徴とする急結剤スラリー化方法であり、急結剤スラリー化方法で製造した急結剤スラリーを、急結剤スラリー化装置の吐出管Ｂの前方に連なる混合管（符号３）にて、輸送管ａ（符号２）内に圧送されたコンクリートに添加して急結性コンクリートとし、急結性コンクリートをノズル（符号７）から吹き付ける吹付け方法であり、粉体急結剤が、カルシウムアルミネート類１００質量部、石膏２０〜１５０質量部、アルカリ金属アルミン酸塩１０〜５０質量部を含有する吹付け方法であり、さらに粉体急結剤が芳香族スルホン酸類を含有する吹付け方法であり、コンクリートがポリアルキレンオキサイドを含有する吹付け方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、安定して急結剤スラリーを製造することで、粉塵やリバウンドを低減する効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本願発明を詳細に説明するが、本願発明はこれに限られるものではない。
【００１２】
図１は、本願発明で用いる急結性コンクリートの吹付装置の一構成例を示したものである。
【００１３】
本願発明で、コンクリート（符号１）は、市販のミキサーにより水と練り混ぜられた後、ピストンポンプに供給される。途中で圧縮空気を挿入しながら、輸送管ａ（符号２）内を空気輸送され、急結剤スラリーを添加するために、混合管（符号３）まで輸送される。
【００１４】
別途、急結剤スラリー化装置（符号４）で製造された急結剤スラリーは、混合管（符号３）でコンクリート（符号１）に添加され、急結性コンクリートとして、さらに輸送管ｂ（符号８）を通り、ノズル（符号７）から排出され、吹付け面である地山等へ吹き付けられる。
【００１５】
本願発明で使用するコンクリートは、通常のコンクリートが使用可能であり特に限定されるものではない。また、鋼繊維を含有したコンクリートも使用可能である。
【００１６】
予め水を混練したコンクリート中のセメント量は、特に限定されるものではないが、通常、セメント単位量で３００〜５００ｋｇ／ｍ３が好ましく、３５０〜４５０ｋｇ／ｍ３がより好ましい。コンクリート中の水／セメント比は４０〜６５質量％が好ましく、４２〜６０質量％がより好ましい。
【００１７】
混合管（符号３）の位置は、ノズル（符号７）から後方３ｍ以内が好ましく、１〜２ｍがより好ましい。１ｍ以内であるとコンクリートと急結剤との混合性が不良で粉塵やリバウンドが多くなる場合がある。３ｍ以上であると急結コンクリートがミスト圧送管（符号９）内で滞留しやすくなるため、閉塞する危険性がある。
【００１８】
粉体急結剤をスラリー化するために使用する水（符号５）は、急結剤スラリー化装置（符号４）の後方１〜２０ｍの位置で、ミスト圧送管（符号９）を流れる圧縮空気に圧入してミスト化し急結剤スラリー化装置（符号４）まで圧送する。水を圧入する位置が１ｍ以内であると、混合管のコンクリートの吹付け圧の影響を受けやすくなり、粉体急結剤やミストが滞留するため、安定してスラリー化できない場合があり、２０ｍ以上であると空気量が多くなり、ミスト圧送管（符号９）内に水が滞留しやすくなるため好ましくない。
【００１９】
圧縮空気の流量は、大気圧換算で０．５〜５ｍ３／ｍｉｎが安定してスラリー化できる。流量が少ないとコンクリート吹付け圧の影響を受けやすく、粉体急結剤やミストが滞留するため、安定してスラリー化できない場合がある。流量が大きいと粉塵やリバウンドが多くなるため好ましくない。
【００２０】
水（符号５）をミスト化して圧送する圧縮空気の圧力は、粉体急結剤の輸送圧より最大０．５ＭＰａ高くすることが好ましく、０．０５１〜０．３ＭＰａ高いことがより好ましい。粉体急結剤の輸送圧より低いと安定してスラリー化できにくく、０．５ＭＰａを超えると粉塵やリバウンドが多くなるため好ましくない。
【００２１】
本願発明で使用する急結剤スラリー化装置（符号４）は、ミストを供給するミスト供給管Ｃ、粉体急結剤を供給する供給管Ａとミストが合流する吐出管Ｂから成り、供給管Ａの内径／吐出管Ｂの内径比（ｄ／Ｄ）が０．３〜０．９５が好ましい。内径比（ｄ／Ｄ）が小さいと供給管Ａと吐出管Ｂの間隙に急結剤が滞留して固化して閉塞する場合があり、内径比（ｄ／Ｄ）が大きいとミストが安定して供給されにくいため、粉体急結剤を安定してスラリー化することができずに固化して閉塞する場合がある。
【００２２】
圧縮空気に水（符号５）を添加しミスト化して圧送するミスト圧送管（符号９）としては、例えば３／４Ｂ又は１Ｂのホースを用いることが可能である。また、粉体急結剤の輸送配管としては、例えば、口径が３／４Ｂ又は１Ｂのホースを用いることが可能である。
【００２３】
粉体急結剤は、カルシウムアルミネート類１００質量部、石膏２０〜１５０質量部、アルカリ金属アルミン酸塩１０〜５０質量部を含有することが好ましい。
【００２４】
本願発明で使用するカルシウムアルミネート類は、カルシア原料とアルミナ原料を混合して、キルンでの焼成或いは電気炉での溶融等の熱処理をして得られるＣａＯとＡｌ２Ｏ３とを主成分とする水和活性を有する物質の総称である。ＣａＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡと略記すると、Ｃ３Ａ、Ｃ１２Ａ７、Ｃ１１Ａ７・ＣａＦ２、Ｃ１１Ａ７・ＣａＣｌ２、Ｃ２Ａ・ＳｉＯ２、ＣＡ、及びＣ２Ａ等が挙げられ、さらにＣａＯやＡｌ２Ｏ３の一部が、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等と置換した化合物、あるいは、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３とを主成分とするものに、これらが少量固溶した化合物も使用できる。
【００２５】
カルシウムアルミネート類の形態は、結晶質、非晶質のいずれも使用可能である。これらの中では、反応活性の面で、非晶質のカルシウムアルミネート類が好ましく、Ｃ１２Ａ７組成に対応する熱処理物を急冷した非晶質のカルシウムアルミネートがより好ましい。
【００２６】
カルシウムアルミネート類の粒度は、急結性や初期強度発現性の面で、ブレーン比表面積（以下、ブレーン値という）３，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、５，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。ブレーン値が小さいと、急結性コンクリートの急結性や初期強度発現性が低下する場合がある。
【００２７】
本願発明で使用する石膏としては、無水石膏、半水石膏、及び二水石膏が使用可能である。これらの中では、凝結性や強度発現性の面で無水石膏の使用が好ましい。
【００２８】
石膏の粒度は、通常、セメント等に使用される程度でよいが、急結性コンクリートの急結性や初期強度発現性の面で、ブレーン値３，０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましい。ブレーン値が小さいと、急結性コンクリートの凝結性や強度発現性が低下する場合がある。
【００２９】
石膏の使用量は、カルシウムアルミネート類１００質量部に対して、２０〜１５０質量部が好ましく、２５〜１００質量部がより好ましい。石膏の使用量が少ないと、急結性コンクリートの凝結性が低下し、長期強度発現性を促進しにくい場合があり、石膏の使用量が多いと、初期凝結が遅れ、初期強度発現性が低下する場合がある。
【００３０】
本願発明で使用するアルカリ金属アルミン酸塩（以下、アルミン酸塩という）は、水酸化アルミニウムとアルカリ金属水酸化物を混合溶解し、乾燥し、粉末状として得られるものである。
【００３１】
アルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リチウム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用することが可能である。これらの中では、急結性コンクリートの凝結性や初期強度発現性の面で、アルミン酸ナトリウムの使用が好ましい。
【００３２】
アルミン酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート類１００質量部に対して、１０〜５０質量部が好ましく、１５〜４５質量部がより好ましい。アルミン酸塩の使用量が少ないと、初期凝結が遅れ、初期強度発現性が低下する場合があり、アルミン酸塩の使用量が多いと、急結性コンクリートの長期強度発現性が低下する場合がある。
【００３３】
本願発明で使用する粉体急結剤は、さらに、芳香族スルホン酸類を含有することが好ましい。
【００３４】
芳香族スルホン酸類は、吹付け時の急結性コンクリートの付着性を向上し、リバウンド率や粉塵量を低減するものであり、液体や粉体いずれの使用も可能である。
【００３５】
芳香族スルホン酸類としては、ナフタレンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、ビスフェノールＡスルホン酸、フェノールスルホン酸、トリフェノールスルホン酸、４−フェノキシベンゼン４‘−スルホン酸、メチルジエニルエーテルスルホン酸、及びアントラセンスルホン酸の芳香族スルホン酸、並びにこれらの芳香族スルホン酸のホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。これらの中では、コンクリートの流動性を改善し、吹付け時の急結性コンクリートの付着性を向上し、リバウンド率や粉塵量を低減する効果が大きい点で、芳香族スルホン酸のホルムアルデヒド縮合物が好ましく、ナフタレンホルマリン縮合物類、及びビスフェノールＡスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物類からなる群のうちの１種類以上がより好ましい。
【００３６】
芳香族スルホン酸類の使用量は、粉体急結剤１００重量部に対して、０．０５〜５質量部が好ましく、０．１〜３質量部がより好ましい。芳香族スルホン酸類の使用量が少ないと吹付け時の急結性コンクリートの付着性が低下し、リバウンド率や粉塵量を低減する効果が小さくなるおそれがあり、芳香族スルホン酸類の使用量が多いとリバウンド率が大きく、粉塵量が多くなり、強度発現性を阻害するおそれがある。
【００３７】
さらに本願発明では、リバウンド率や粉塵低減の点で、コンクリート側にポリアルキレンオキサイドを使用することが好ましい。
【００３８】
本願発明で使用するポリアルキレンオキサイド（以下ＰＡＯという）は、コンクリートに粘性を与え、吹付け直後の吹付け面からのコンクリートのダレを防止し、リバウンド率や粉塵量を低減するものである。ポリアルキレンオキサイドとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びポリブチレンオキサイド等が挙げられる。これらの中では、コンクリートに粘性を与え、吹付け時のリバウンド率や粉塵量を低減する効果が大きい点で、ポリエチレンオキサイドが好ましい。
【００３９】
ＰＡＯの分子量は、１００〜５００万が好ましい。ＰＡＯの分子量が少ないとコンクリートの粘性が小さく、吹付け直後の吹付け面からのコンクリートのダレを防止できないおそれがあり、ＰＡＯの分子量が多いと強度発現性を阻害し、急結剤とコンクリートを混合した時、急結性コンクリートの圧送性が低下するおそれがある。
【００４０】
ＰＡＯの使用量は、セメント１００重量部に対して、０．００１〜０．２質量部が好ましく、０．００５〜０．１質量部がより好ましい。ＰＡＯの使用量が少ないと急結性コンクリートの粘性が小さく、粉塵量が多く、リバウンド率が大きくなるおそれがあり、ＰＡＯの使用量が多いとコンクリートの粘性が大きく、粉塵量が多く、急結剤とコンクリートを混合した急結性コンクリートの圧送性が低下するおそれがある。
【００４１】
本願発明で使用する炭酸アルカリとは、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、及び炭酸水素カリウム等が挙げられる。これらの中では、初期凝結促進の面で、炭酸ナトリウムが好ましい。
【００４２】
炭酸アルカリの使用量は、カルシウムアルミネート類１００質量部に対して、１５〜４５質量部が好ましく、２０〜４０質量部がより好ましい。炭酸アルカリの使用量が少ないと、初期凝結が遅れ、初期強度発現性が低下する場合があり、炭酸アルカリの使用量が多いと、急結性コンクリートの長期強度発現性が低下する場合がある。
【００４３】
粉体急結剤の使用量はコンクリート中のセメント１００質量部に対し、３〜１５質量部が好ましく、５〜１０質量部がより好ましい。１５質量部を超えて使用しても、目的とする吹付け効果が得られない場合がある。
【００４４】
本願発明で使用する急結剤スラリー中の水量は、粉体急結剤１００重量部に対して５０〜１３０重量部が好ましく、７０〜１００重量部がより好ましい。５０重量部未満では急結剤スラリーのゲル化時間が短くなり、急結剤スラリーの粘度が上昇して吐出管内でスケーリングして固結し閉塞する場合がある。１３０重量部を超えると凝結性や強度発現性が低下する場合がある。
【００４５】
本願発明において、ノズル（符号７）までコンクリートを空気輸送する圧縮空気の総量は、大気圧換算で５〜２０ｍ３／ｍｉｎが好ましく、７〜１２ｍ３／ｍｉｎがより好ましい。圧縮空気の総量が少ないと圧送空気量が不足するため、吹付け面に対するコンクリートの圧密が低下し、強度が得にくい場合がある。また、コンクリートの圧送性が悪くなり、配管内でコンクリートが閉塞したりする場合がある。圧縮空気の総量が多いと圧送空気量が過剰となるため、リバウンドや粉塵が多くなる場合がある。
【００４６】
以下、実施例により本願発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００４７】
実施例１
図１に本発明の急結性コンクリートの吹付け方法の一例を示す。
【００４８】
粉体急結剤（符号６）は、デンカＮＡＴＭクリートに配管口径１Ｂのホースを取付け、混合管（符号３）に取り付けた急結剤スラリー化装置（符号４）まで０．４ＭＰａの圧力で空気輸送した。混合管（符号３）から１０ｍ後方で、表１に示す空気圧と空気量の圧縮空気に水（符号５）を圧入してミスト化して圧送した。
急結剤スラリー化装置（符号４）の吐出管の内径／供給管の内径比（ｄ／Ｄ）は０．７とし、混合管（符号３）からノズル（符号７）までの輸送管ｂ（符号８）の長さは３ｍとした。
ノズル（符号７）は、入口径６５ｍｍから出口径５０ｍｍに絞ったものを使用した。
コンクリート（符号１）は、セメント４００ｋｇ／ｍ３、水２２０ｋｇ／ｍ３、及び細骨材率６０％からなり、セメント１００重量部に対してＰＡＯ０．０２重量部を添加してコンクリートポンプで圧送し、圧縮空気で輸送管ａ内を空気輸送した。コンクリート（符号１）のスランプ値は１６ｃｍであった。
【００４９】
粉体急結剤（符号６）は、カルシウムアルミネート類１００質量部に対し、石膏３５質量部、炭酸アルカリ３０重量部、芳香族スルホン酸類２重量部に、表１に示すアルカリ金属アルミン酸塩を配合した。
粉体急結剤（符号６）は、コンクリート（符号１）中のセメント１００質量部に対して、７質量部使用し、スラリー化に使用する水（符号５）は粉体急結剤（符号６）１００重量部に対して８０重量部でスラリー化してコンクリート（符号１）に添加して吹付けを行い、粉塵量、リバウンド率、及び圧縮強度を測定し、輸送性と仕上げ面の評価を行い、さらに、急結剤スラリー化装置（符号４）のスケーリング状態の評価を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント、ブレーン比表面積値３，２００ｃｍ２／ｇ、比重３．１５
細骨材：新潟県姫川産川砂、表面水率５．２％、比重２．６２
粗骨材：新潟県姫川産川砂利、表乾状態、比重２．６４、最大寸法１３ｍｍ
カルシウムアルミネート類：Ｃ１２Ａ７組成に対応するもの、非晶質、ブレーン値６，３００ｃｍ２／ｇ
石膏：市販無水石膏粉砕品、ブレーン値６，０００ｃｍ２／ｇ
アルカリ金属アルミン酸塩：アルミン酸ナトリウム、市販品、強熱減量１．８％、９０％粒子径０．２ｍｍ
炭酸アルカリ：炭酸ナトリウム、市販品
芳香族スルホン酸類：ビスフェノール縮合物、市販品
ＰＡＯ：ポリエチレンオキサイド、分子量２００万、市販品
【００５１】
＜評価方法＞
粉塵量：吹付け１０分後に吹付け場所より３ｍの定位置で測定した。
リバウンド率：調製した急結性コンクリートを１０ｍ３／ｈｒの吹付け速度で、１ｍ３の吹付けを行った。吹付け終了後、床面に敷いたビニールシートに、付着せずに落下した急結性コンクリートの量を測定し、リバウンド率＝（吹付けの際に付着せずに落下した急結性コンクリートの質量）／（吹付けに使用した急結性コンクリートの総質量）×１００（％）の式から算出した。
輸送性：急結性コンクリートの輸送状況を観察した。混合管や輸送管が詰まらない場合を○、詰まり気味であり急結性コンクリートが断続的に排出される場合を△、合流管や輸送管が詰まって吹付けができない場合を×とした。
仕上げ面：急結性コンクリートの仕上げ面を観察した。急結性コンクリートの厚さが均一で平滑な場合を○、急結性コンクリートの仕上げ面が部分的に凸凹の場合を△、急結性コンクリートの仕上げ面が凸凹している場合を×とした。
圧縮強度：材齢１時間と１日の圧縮強度は、幅２５ｃｍ×長さ２５ｃｍのプルアウト型枠に設置したピンを、プルアウト型枠表面から急結性コンクリートで被覆し、型枠の裏面よりピンを引き抜き、そのときの引き抜き強度を求め、圧縮強度＝（引き抜き強度）×４／（供試体接触面積）の式から算出、また、材齢７日と２８日の圧縮強度は、幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの型枠に急結性コンクリートを吹付け、採取した直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍの供試体を２０トン耐圧機で測定。
急結剤スラリー化装置のスケーリング：急結剤スラリー化装置（符号６）の吐出管内のスケーリング状態を観察した。急結剤が固結してない場合を○、急結剤が多少固結している場合を△、急結剤が固結して管径が細くなっている場合を×とした。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１によれば、本発明により、安定してスラリー化が可能となり、粉塵低減効果、リバウンド率低減効果、輸送性、仕上げ面が向上し、また、初期強度、長期強度が増進するという効果を奏することが分かる。
【００５４】
実施例２
粉体急結剤（符号６）が、カルシウムアルミネート類１００質量部、アルカリ金属アルミン酸塩３０重量部、炭酸アルカリ３０重量部、芳香族スルホン酸類２重量部に、表２に示す石膏を配合し、実施例１のコンクリート配合から粗骨材を除いたモルタルで２０℃のプロクター貫入抵抗値から、凝結時間の始発時間と終結時間を測定した。それ以外は実施例１と同様に吹付け試験を行った。結果を表２に示す。
【００５５】
＜評価方法＞
プロクター貫入抵抗値：ＪＳＣＥ Ｄ−１０２−１９９９に準じて測定。
【００５６】
【表２】
【００５７】
表２によれば、本発明により、石膏を配合することで凝結性と長期強度発現性が向上するという効果を奏することが分かる。
【００５８】
実施例３
粉体急結剤（符号６）が、カルシウムアルミネート類１００質量部、石膏３５重量部、アルカリ金属アルミン酸塩３０重量部、炭酸アルカリ３０重量部と、表３に示す芳香族スルホン酸類を配合し、実施例１と同様なコンクリート配合に表３に示すＰＡＯを添加したコンクリートを用いたこと以外は実施例１と同様な方法で吹付け試験を行った。結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
【００６０】
表３によれば、本発明により、芳香族スルホン酸類とＰＡＯを添加することで粉塵量とリバウンド率が低下するという効果を奏することが分かる。
【００６１】
実施例４
図２に急結剤スラリー化装置（符号４）の部分拡大図を示す。
【００６２】
符号５の水を圧入する圧縮空気の圧力を０．６ＭＰａ、空気量を３ｍ３／ｍｉｎとし、表４に示す急結剤スラリー化装置（符号４）の供給管の内径／吐出管の内径比と、ノズル（符号７）と混合管（符号３）の位置を変えたこと以外は実施例１と同様にコンクリートの吹付け試験を行った。結果を表４に示す。
【００６３】
【表４】
【００６４】
表４によれば、本発明により、急結剤スラリー化装置（符号４）の供給管内径、およびノズル（符号７）から混合管（符号３）の長さを適正化することで施工性が向上するという効果を奏することが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本願発明によれば、粉塵低減効果、リバウンド率低減効果、輸送性、仕上げ面が向上し、また、粉体急結材とコンクリートの混合性が向上し、初期強度、長期強度が増進するという効果を奏する。添加する水の量を調整することにより、吹付け時の閉塞によるトラブルを低減するといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】急結性コンクリートの吹付け方法の一例を示す説明図である。
【図２】急結剤スラリー化装置の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ コンクリート
２ 輸送管ａ
３ 混合管
４ 急結剤スラリー化装置
５ 水
６ 粉体急結材
７ ノズル
８ 輸送管ｂ
９ ミスト圧送管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体急結剤をエア圧送する供給管Ａ、添加水をミストにしてエア圧送する供給管Ｃ、及び供給管Ａと間隙ｂを介して対峙する、粉体急結剤とミストが混合された急結剤スラリーの吐出管Ｂからなる急結剤スラリー化装置において、供給管Ｃに供給管Ａと吐出管Ｂが接続され、間隙ｂよりミストを圧入して急結剤スラリーを連続製造する構造体からなり、供給管Ａの内径ｄが吐出管Ｂの内径Ｄより小さく、構造体の後方１ｍ〜２０ｍの位置から供給管Ｃまで、添加水のミストをエア圧送するミスト圧送管（符号９）からなる急結剤スラリー化装置。
【請求項２】
（粉体急結剤の供給管Ａの内径ｄ）／（急結剤スラリーの吐出管Ｂの内径Ｄ）が０．３〜０．９５である請求項１記載の急結剤スラリー化装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の急結剤スラリー化装置において、粉体急結剤の輸送圧より最大０．５ＭＰａ高く、流量０．５〜５ｍ３／ｍｉｎの圧縮空気を用いて、添加水のミストをエア圧送することを特徴とする急結剤スラリー化方法。
【請求項４】
請求項３記載の急結剤スラリー化方法で製造した急結剤スラリーを、急結剤スラリー化装置の吐出管Ｂの前方に連なる混合管（符号３）にて、輸送管ａ（符号２）内に圧送されたコンクリートに添加して急結性コンクリートとし、ノズル（符号７）から吹き付ける急結性コンクリートの吹付け方法。
【請求項５】
粉体急結剤が、カルシウムアルミネート類１００質量部、石膏２０〜１５０質量部、アルカリ金属アルミン酸塩１０〜５０質量部を含有する請求項４記載の急結性コンクリートの吹付け方法。
【請求項６】
さらに粉体急結剤が芳香族スルホン酸類を含有する請求項５記載の急結性コンクリートの吹付け方法。
【請求項７】
コンクリートがポリアルキレンオキサイドを含有する請求項４〜６のいずれか１項に記載の急結性コンクリートの吹付け方法。
【請求項１】
粉体急結剤をエア圧送する供給管Ａ、添加水をミストにしてエア圧送する供給管Ｃ、及び供給管Ａと間隙ｂを介して対峙する、粉体急結剤とミストが混合された急結剤スラリーの吐出管Ｂからなる急結剤スラリー化装置において、供給管Ｃに供給管Ａと吐出管Ｂが接続され、間隙ｂよりミストを圧入して急結剤スラリーを連続製造する構造体からなり、供給管Ａの内径ｄが吐出管Ｂの内径Ｄより小さく、構造体の後方１ｍ〜２０ｍの位置から供給管Ｃまで、添加水のミストをエア圧送するミスト圧送管（符号９）からなる急結剤スラリー化装置。
【請求項２】
（粉体急結剤の供給管Ａの内径ｄ）／（急結剤スラリーの吐出管Ｂの内径Ｄ）が０．３〜０．９５である請求項１記載の急結剤スラリー化装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の急結剤スラリー化装置において、粉体急結剤の輸送圧より最大０．５ＭＰａ高く、流量０．５〜５ｍ３／ｍｉｎの圧縮空気を用いて、添加水のミストをエア圧送することを特徴とする急結剤スラリー化方法。
【請求項４】
請求項３記載の急結剤スラリー化方法で製造した急結剤スラリーを、急結剤スラリー化装置の吐出管Ｂの前方に連なる混合管（符号３）にて、輸送管ａ（符号２）内に圧送されたコンクリートに添加して急結性コンクリートとし、ノズル（符号７）から吹き付ける急結性コンクリートの吹付け方法。
【請求項５】
粉体急結剤が、カルシウムアルミネート類１００質量部、石膏２０〜１５０質量部、アルカリ金属アルミン酸塩１０〜５０質量部を含有する請求項４記載の急結性コンクリートの吹付け方法。
【請求項６】
さらに粉体急結剤が芳香族スルホン酸類を含有する請求項５記載の急結性コンクリートの吹付け方法。
【請求項７】
コンクリートがポリアルキレンオキサイドを含有する請求項４〜６のいずれか１項に記載の急結性コンクリートの吹付け方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２７０２８２（Ｐ２００９−２７０２８２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１９７２３（Ｐ２００８−１１９７２３）
【出願日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【出願人】（０００００３２９６）電気化学工業株式会社 (1,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【出願人】（０００００３２９６）電気化学工業株式会社 (1,539)
【Ｆターム（参考）】
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