JP3547326B2

JP3547326B2 - Quick setting material and quick setting sprayed cement concrete

Info

Publication number: JP3547326B2
Application number: JP29186198A
Authority: JP
Inventors: 寺島　　勲; 健吉平野
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: JPH11199287A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、道路、鉄道、及び導水路等のトンネルにおいて、露出した地山面へ吹付ける時に使用する急結材及び急結性吹付セメントコンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル掘削等露出した地山の崩落を防止するために急結材をコンクリートに配合した急結性吹付コンクリートの吹付工法が行われている（特公昭６０−４１４９号公報）。
【０００３】
この吹付工法は、通常、掘削工事現場に設置した計量混合プラントで、セメント、骨材、及び水を混合して吹付コンクリートを調製し、アジテータ車で運搬し、コンクリートポンプで圧送し、その途中に設けた合流管で、他方から圧送した急結材と混合し、急結性吹付コンクリートとして地山面に所定の厚みになるまで吹付ける工法である。この吹付工法で使用する急結材としては、カルシウムアルミネートに、アルカリ金属アルミン酸塩やアルカリ金属炭酸塩等を混合したものが使用されていた。
【０００４】
この急結性吹付コンクリートは、凝結が速く、コンクリートが速やかに硬化するので、崩落の危険がある地山面を保護できるが、材齢２８日後の長期強度は、急結材を添加しない吹付コンクリートと比較すると、３０％前後低下するという課題があった。
【０００５】
このように、急結材の添加により強度低下が起こるが、比較的安定した地山では、地山を保護するのには充分な強度であり、かなり不安定な地山においては、吹付厚さを厚くすることにより対処されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吹付厚さを大きくすることは、吹付材料の使用量が多くなるので経済的に好ましくなく、作業時間も長くなるという課題があった。
【０００７】
近年、大断面トンネルの施工においては、地山の露出面積が大きくなり、吹付材料の使用量も多く必要とすることから、より高い強度発現性が期待できる急結材及びそれを用いた吹付材料の需要が大きくなりつつあり、長期強度低下のない高強度の急結性吹付コンクリートが求められるようになった。
【０００８】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ある特定の急結材を使用し吹付けを行うことにより、上記課題を解決できる知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、カルシウムアルミネート４０〜６０重量％、硫酸塩としてセッコウ６０〜４０重量％、及びカルシウムアルミネートと硫酸塩の合計１００重量部に対して１０重量部未満、１重量部以上の粉末状アルカリ金属アルミン酸塩を含有してなる吹付材料用急結材。そして、セメントと、該吹付材料用急結材とを含有してなることを特徴とする急結性吹付セメントコンクリートであり、さらに、減水剤、増粘剤、超微粉、及び繊維状物質からなる群より選ばれる一種又は二種以上の混和材を含有してなる該急結性吹付セメントコンクリートである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本発明ではペースト、モルタル、及びコンクリートを総称してセメントコンクリートという。
【００１１】
本発明で使用するセメントとしては、通常市販されている普通、早強、中庸熱、及び超早強等の各種ポルトランドセメント、並びに、これらのポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグ等を混合した各種混合セメント等が挙げられ、これらを微粉末化して使用してもよい。吹付けに要求されるリバウンド率や粉塵量の低減、圧送性、強度発現性、及び施工条件等の性能により適したセメントを選択できるが、一般的に使用できる普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメントが好ましい。
【００１２】
又、フルオロカルシウムアルミネートを含有するフルオロセメントも使用できる。さらに、ＣａＯをＣ、Ａｌ_２Ｏ_３をＡ、ＳｉＯ_２をＳ、及びＦｅ_２Ｏ_３をＦとすると、Ｃ_２Ｓ、Ｃ_３Ｓ、Ｃ_３Ａ、及びＣ_４ＡＦと示されるセメント中の鉱物組成の含有量を変更して焼成したクリンカーに、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、及び硫酸ナトリウム等の硫酸塩を併用した特殊セメントも使用できる。
【００１３】
本発明使用する「カルシウムアルミネート類」とは、カルシアを含む原料と、アルミナを含む原料とを混合して、キルンでの焼成や、電気炉での溶融等の熱処理をして得られる、ＣａＯとＡｌ_２Ｏ_３とを主たる成分とし、水和活性を有する「カルシウムアルミネート」を意味する。
【００１４】
カルシウムアルミネート類の中では、反応活性の点で、非晶質のカルシウムアルミネートが好ましく、１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３（Ｃ_１２Ａ_７）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。
【００１５】
カルシウムアルミネート類の粒度は、ブレーン値で５０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましい。５０００ｃｍ^２／ｇ未満だと急結性や初期強度発現性が低下するおそれがある。
【００１６】
カルシウムアルミネート類の使用量は、カルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量％中、４０〜６０重量％が好ましく、４５〜５５重量％がより好ましい。４０重量％未満だと初期凝結が遅れ、地山に対する付着性が小さくなり、６０重量％を越えると長期強度発現性が小さくなるおそれがある。
【００１７】
本発明で使用する硫酸塩は、強度発現性を向上するために使用するものである。硫酸塩としては、硫酸ナトリウムや硫酸カリウム等のアルカリ金属硫酸塩、硫酸マグネシウムやセッコウ等のアルカリ土類金属硫酸塩、並びに、硫酸アルミニウム等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用してもよい。これらの中では、強度発現性の点で、セッコウが好ましい。
【００１８】
本発明で使用する硫酸塩は、強度発現性を向上するために使用するものである。セッコウとしては、無水セッコウ、半水セッコウ、及び二水セッコウ等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用してもよい。これらの中では、強度発現性の点で、無水セッコウが好ましい。
【００１９】
セッコウの粒度は、強度発現性の点で、ブレーン値で２５００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ^２／ｇ以上がより好ましい。２５００ｃｍ^２／ｇ未満だと強度発現性が低下するおそれがある。
【００２０】
硫酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量％中、６０〜４０重量％が好ましく、５５〜４５重量％がより好ましい。４０重量％未満だと長期強度発現性が小さく、６０重量％を越えると初期凝結が遅れ、地山に対する付着性が小さくなるおそれがある。
【００２１】
本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、セメントの初期凝結を促進するもので、例えば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、乾燥して粉末状として得られるものである。
【００２２】
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してもよい。これらの中では、凝結性の点で、アルミン酸ナトリウムが好ましい。
【００２３】
アルミン酸塩の９０％粒子径は０．３ｍｍ以下が好ましく、０．０５〜０．２ｍｍがより好ましい。０．０５ｍｍ未満だと吸湿して貯蔵安定性が小さくなるおそれがあり、０．３ｍｍを越えると急結性が低下するおそれがある。
【００２４】
これらのアルミン酸塩は、製造条件により無水物又はこれらに結晶水を持つもの等が調製でき、いずれも使用できるが、カルシウムアルミネート類と混合したときの貯蔵安定性が向上する点で、無水物が好ましい。
【００２５】
特に、カルシウムアルミネート類と混合したときの貯蔵安定性が向上する点で、アルミン酸塩の強熱減量が１０重量％以下が好ましく、５重量％以下がより好ましい。１０重量％を越えるとカルシウムアルミネート類と混合した場合に貯蔵安定性が低下し、品質が低下するおそれがある。なお、強熱減量とは、アルミン酸塩を電気炉中で１０００℃、２４時間加熱し、〔１−（加熱後の重量）／（加熱前の重量）〕×１００（重量％）の式から算出したものをいう。
【００２６】
アルミン酸塩の使用量は、カルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対して、１０重量部未満であり、２〜６重量部が好ましい。１０重量部以上だと長期強度発現性が低下するおそれがある。
【００２７】
本発明の急結材は、カルシウムアルミネート類、硫酸塩、及びアルミン酸塩を含有するものである。
【００２８】
急結材の使用量は、セメント１００重量部に対して、５〜３０重量部が好ましく、７〜２０重量部がより好ましい。５重量部未満だと初期凝結が十分に得られないおそれがあり、３０重量部を越えると、長期強度発現性が低下し、配管等が閉塞し、経済的に不利になるおそれがある。
【００２９】
本発明ではセメントコンクリートの凝結硬化前のスランプ等の特性や凝結硬化後の強度特性等を改善するために、減水剤、増粘剤、超微粉、及び繊維状物質からなる群より選ばれる一種又は二種以上の混和材を使用することが好ましい。
【００３０】
減水剤とは、セメントコンクリートの流動性や急結材の分散安定性を改善するために使用するものをいい、液状や粉状のものいずれも使用できる。減水剤としては、ポリオール誘導体、リグニンスルホン酸塩やその誘導体、及び高性能減水剤等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用してもよい。これらの中では、高強度発現性や分散安定性の点で、高性能減水剤が好ましい。
【００３１】
高性能減水剤により、急結材の使用量を少なくでき、又、粉塵の発生量、及びリバウンド率が極めて少なくできる。
【００３２】
高性能減水剤としては、アルキルアリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、及びポリカルボン酸系高分子化合物等が挙げられ、液状や粉状のものいずれも使用でき、これらの一種又は二種以上を使用してもよい。これらの中では、効果が大きい点で、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、及びポリカルボン酸系高分子化合物が好ましい。
【００３３】
減水剤の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．０５〜３重量部が好ましく、０．１〜２重量部がより好ましい。０．０５重量部未満では効果がなく、３重量部を越えるとセメントコンクリートの流動性は大きくなるが、セメントコンクリートに粘性を生じ、セメントコンクリートが圧送管やミキサーの回転羽根に付着して施工性が低下したり、強度が低下したりするおそれがある。
【００３４】
増粘剤とは、セメントコンクリートに粘性を与え、吹付直後のダレを防止し、リバウンド率を小さくし、粉塵発生を抑制するものをいう。増粘剤としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、及びヒドロキシエチルエチルセルロース等のセルロース類、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、β−１，３−グルカン、プルラン、グアガム、カゼイン、及びウェランガム等の多糖類、酢酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、メタクリル酸、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、及び不飽和カルボン酸等のビニル重合体やこれらの共重合体、並びに、酢酸ビニル重合体やその共重合体をケン化しポリビニルアルコール骨格に変性したもの等のエマルジョン類等が挙げられ、これらの一種又は二種以上を使用してもよい。これらの中では、初期凝結を阻害しにくい点で、セルロース類が好ましい。
【００３５】
増粘剤の使用量は、セメント１００重量部に対して、０．００１〜０．５重量部が好ましく、０．００５〜０．３重量部がより好ましい。０．００１重量部未満ではセメントコンクリートの粘性が小さく吹付けたときにダレが生じ、リバウンド率が大きくなり、０．５重量部を越えるとセメントコンクリートの粘性が大きくなり、セメントコンクリートの圧送性に支障を生じ、強度発現性を阻害するおそれがある。
【００３６】
超微粉とは平均粒径１０μｍ以下のものをいい、セメント量、粉塵量、及びリバウンド率を少なくし、セメントコンクリートの圧送性を向上する効果がある。超微粉としては、微粉スラグ、微粉フライアッシュ、ベントナイト、メタカオリオン、及びシリカフューム等が挙げられ、これらの中では、強度発現性の点でシリカフュームが好ましい。
【００３７】
超微粉の使用量は、セメント１００重量部に対して、１〜５０重量部が好ましく、２〜３０重量部がより好ましい。１重量部未満では効果がなく、５０重量部を越えると凝結や硬化が遅延するおそれがある。
【００３８】
繊維状物質はセメントコンクリートの耐衝撃性や弾性を向上させるものであり、無機質や有機質いずれも使用できる。
【００３９】
無機質の繊維状物質としては、ガラス繊維、炭素繊維、ロックウール、石綿、セラミック繊維、及び金属繊維等が挙げられ、有機質の繊維状物質としては、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアクリル繊維、セルロース繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアミド繊維、パルプ、麻、木毛、及び木片等が挙げられる。これらの中では経済性の点で、金属繊維やビニロン繊維が好ましい。
【００４０】
繊維状物質の長さは圧送性や混合性等の点で、５０ｍｍ以下が好ましく、３０ｍｍ以下がより好ましい。５０ｍｍを越えると圧送中にセメントコンクリートが閉塞するおそれがある。
【００４１】
繊維状物質の使用量は、セメントコンクリート１００容量部中、０．５〜３容量部が好ましく、０．７〜２容量部がより好ましい。０．５容量部未満だと効果がなく、３容量部を越えると圧送性が低下し、効果がなくなるおそれがある。
【００４２】
さらに、本発明では、セメントコンクリートの凝結時間を遅延させるために、有機酸又はその塩、有機酸又はその塩と炭酸塩の混合物、リン酸塩、ホウ酸又はその塩、及びアルコール類等の凝結遅延剤を使用してもよい。
【００４３】
本発明の吹付セメントコンクリートにおける水の使用量は、強度発現性の点で、水／セメント比で３５％以上が好ましく、４０〜６０％がより好ましい。３５％未満だとセメントコンクリートが十分に混合できず、６０％を越えると強度発現性が小さくなるおそれがある。
【００４４】
本発明で必要に応じて使用する骨材は吸水率が低くて、骨材強度が高いものが好ましく、細骨材率や骨材の最大寸法は吹付けできれば特に制限されるものではない。
細骨材としては、川砂、山砂、石灰砂、及び珪砂等が使用でき、粗骨材としては、川砂利、山砂利、及び石灰砂利等が使用できる。
【００４５】
本発明の吹付工法においては、従来使用の吹付設備等が使用できる。
本発明の吹付工法としては、要求される物性、経済性、及び施工性等に応じた種々の吹付工法が可能である。
【００４６】
本発明の吹付工法としては、乾式吹付工法も施工できるが、粉塵量が多くなるおそれがあるので、急結材を使用する前に予め水をセメントコンクリート側に加えて混練りした湿式吹付工法を使用することが好ましい。
【００４７】
湿式吹付工法としては、セメント、細骨材、粗骨材、及び水を加えて混練して吹付コンクリートとしたものを空気圧送し、途中にＹ字管を設け、その一方から急結材供給装置により急結材を空気圧送し、合流混合して急結性湿式吹付コンクリートとしたものを吹付ける方法が挙げられる。
【００４８】
混和材は、セメントコンクリート側、急結材側のどちらにも添加でき、片側のみに使用してもよく、両側に併用してもよいが、強度向上、リバウンド防止、及び凝結コントロールの点で、セメントコンクリート側に添加することが好ましい。特に単位水量を小さくし、強度発現性を向上させる点で、減水剤を予めセメントコンクリート側に添加して使用することがより好ましい。最終的にこれらの材料を混合した急結性吹付セメントコンクリートが吹付けられれば問題はない。
【００４９】
本発明の吹付工法においては、従来使用の吹付設備等が使用できる。通常、吹付圧力は２〜５ｋｇ／ｃｍ^２、吹付速度は４〜２０ｍ^３／ｈである。
【００５０】
吹付設備は吹付けが十分に行われれば、特に限定されるものではなく、例えば、吹付セメントコンクリートの圧送にはアリバー社商品名「アリバー２８０」等が、急結材の圧送には急結材圧送装置「ナトムクリート」等が、それぞれ使用できる。
【００５１】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【００５２】
（実施例１）
各材料の単位量を、セメント４５０ｋｇ／ｍ^３、細骨材１００２ｋｇ／ｍ^３、粗骨材６７１ｋｇ／ｍ^３、及び水２２５ｋｇ／ｍ^３として吹付コンクリートを調製し、これをコンクリート圧送機「アリバー２８０」により空気圧送した。
吹付コンクリートの空気圧送の途中に設けたＹ字管の一方より、表１に示す量のカルシウムアルミネート類と硫酸塩、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対してアルミン酸塩６重量部からなる急結材を、セメント１００重量部に対して１０重量部となるように、急結材添加装置「ナトムクリート」により吹付コンクリートに添加して急結性吹付コンクリートを調製した。
この急結性吹付コンクリートについて評価した。結果を表１に示す。
【００５３】
（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値３２００ｃｍ^２／ｇ、比重３．１６
細骨材：新潟県青海産石灰砂、表面水率３．１％、比重２．６４
粗骨材：新潟県糸魚川市姫川産川砂利、表乾状態、比重２．６５、最大骨材寸法１０ｍｍ
カルシウムアルミネート類：Ｃ_１２Ａ_７組成に対応するもの、非晶質、ブレーン値６０５０ｃｍ^２／ｇ
硫酸塩ａ：市販無水セッコウの粉砕品、ブレーン値５９００ｃｍ^２／ｇ
硫酸塩ｂ：市販二水セッコウの粉砕品、ブレーン値５２００ｃｍ^２／ｇ
硫酸塩ｃ：市販硫酸アルミニウムの粉砕品、ブレーン値５９００ｃｍ^２／ｇ
アルミン酸塩：アルミン酸ナトリウム、市販品、強熱減量２．１重量％、９０％粒子径０．２ｍｍ
【００５４】
（測定方法）
圧縮強度：材齢１時間の圧縮強度は幅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吹付コンクリートで被覆し、型枠の裏側よりピンを引き抜き、その時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）の式から圧縮強度を算出した。材齢１日以降の圧縮強度は幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの型枠に急結性吹付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トン耐圧機で測定し、圧縮強度を求めた。
【００５５】
【表１】

【００５６】
（実施例２）
カルシウムアルミネート類５０重量部、硫酸塩ａ５０重量部、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対して表２に示す量のアルミン酸塩からなる急結材を、セメント１００重量部に対して１０重量部使用して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００５７】
【表２】

【００５８】
（実施例３）
カルシウムアルミネート類５０重量部、硫酸塩ａ５０重量部、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対してアルミン酸塩６重量部からなる急結材を、セメント１００重量部に対して表３に示す量を使用して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】

【００６０】
（実施例４）
セメント１００重量部に対して、減水剤を表４に示す量混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネート類５０重量部、硫酸塩ａ５０重量部、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対してアルミン酸塩６重量部からなる急結材を、セメント１００重量部に対して１０重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行い、スランプを測定した。結果を表４に示す。
【００６１】
（使用材料）
減水剤ア：市販ナフタレンスルホン酸塩系ホルマリン縮合物
減水剤イ：市販ポリカルボン酸系高分子化合物
【００６２】
（測定方法）
スランプ：ＪＩＳＡ１１０１に準じた。
【００６３】
【表４】

【００６４】
（実施例５）
セメント１００重量部に対して、増粘剤を表５に示す量混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネート類５０重量部、硫酸塩ａ５０重量部、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対してアルミン酸塩６重量部からなる急結材を、セメント１００重量部に対して１０重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行い、粉塵量、ダレ、及び圧送性を測定した。結果を表５に示す。
【００６５】
（使用材料）
増粘剤ｉ：メチルセルロース
増粘剤ｉｉ：ヒドロキシプロピルセルロース
【００６６】
（評価方法）
粉塵量：急結性吹付コンクリートを４ｍ^３／ｈの吹付速度で３０分間、鉄板でアーチ状に製作した高さ３．５ｍ、幅２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた。１０分毎に吹付場所より３ｍの定位置で粉塵量を測定し、得られた測定値の平均値を示した。
ダレ：急結性吹付コンクリートを４ｍ^３／ｈの吹付速度で３０分間、鉄板でアーチ状に製作した高さ３．５ｍ、幅２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた後の状態を観察した。ダレが生じなかったものを◎とし、ダレが少し生じたものを○とし、ダレが多く生じたものを×とした。
圧送性：急結性吹付コンクリートを４ｍ^３／ｈの吹付速度、４ｋｇ／ｃｍ^２の吐出圧力で、３０分間圧送管を用いて吹付け、圧送管内の圧力を測定した。圧送管内の圧力が４．０〜５．５ｋｇ／ｃｍ^２である場合を◎、圧送管内が閉塞しやすくなる６．０ｋｇ／ｃｍ^２以上になっても、圧送管に衝撃を与えることにより４．０〜５．５ｋｇ／ｃｍ^２になる場合を○、圧送管が閉塞し、圧送管に衝撃を与えても４．０〜５．５ｋｇ／ｃｍ^２とならない場合を×とした。
【００６７】
【表５】

【００６８】
（実施例６）
セメント１００重量部に対して、超微粉を表６に示す量混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネート類５０重量部、硫酸塩ａ５０重量部、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対してアルミン酸塩６重量部からなる急結材を、セメント１００重量部に対して１０重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行い、リバウンド率を測定した。結果を表６に示す。
【００６９】
（使用材料）
超微粉α：市販シリカフューム、平均粒径１０μｍ以下
超微粉β：市販メタカオリン、平均粒径１０μｍ以下
【００７０】
（測定方法）
リバウンド率：急結性吹付コンクリートを４ｍ^３／ｈの吹付速度で３０分間、高さ３．５ｍ、幅２．５ｍの模擬トンネルに吹付けた。吹付終了後、付着せずに落下した急結性吹付コンクリートの量を測定し、（リバウンド率）＝（吹付けの際に模擬トンネルに付着せずに落下した急結性吹付コンクリートの重量）／（吹付に使用した急結性吹付コンクリートの重量）×１００（％）の式より算出した。
【００７１】
【表６】

【００７２】
（実施例７）
コンクリート１００容量部中表７に示す量の繊維状物質を混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネート類５０重量部、硫酸塩ａ５０重量部、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対してアルミン酸塩６重量部からなる急結材を、セメント１００重量部に対して１０重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行い、耐衝撃性を測定した。結果を表７に示す。
【００７３】
（使用材料）
繊維状物質Ａ：ビニロン繊維、繊維長１０ｍｍ
繊維状物質Ｂ：スチール繊維、繊維長３０ｍｍ
【００７４】
（評価方法）
耐衝撃性：材齢１時間後の吹付けコンクリートを幅２０ｃｍ、長さ２０ｃｍ、厚さ２ｃｍの型枠に吹付けし、底面を取り外し、平らにならした標準砂の上に置き、重さ５０ｇの球体を５０ｃｍの高さから落下させた。落下回数が５回以内でひびが入って破壊したら×、ひびは入ったが破壊しなかったら○、ひびが入らなかったら◎とした。
【００７５】
【表７】

【００７６】
（実施例８）
１００重量部に対して、減水剤イ０．５重量部、表８に示す量の増粘剤ｉと超微粉α、及び、コンクリート１００容量部中表８に示す量の繊維状物質Ａを混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネート類５０重量部、硫酸塩ａ５０重量部、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対してアルミン酸塩６重量部からなる急結材を、セメント１００重量部に対して１０重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行い、スランプ、リバウンド率、及び耐衝撃性を測定した。結果を表８に示す。
【００７７】
【表８】

【００７８】
（実施例９）
セメント４５０ｋｇ／ｍ^３、細骨材率６０％、及び吹付コンクリート中の水の使用量をセメント１００重量部に対して表９に示す量とし、セメント１００重量部に対して、減水剤イ０．５重量部とを混合して吹付コンクリートとし、カルシウムアルミネート類５０重量部、硫酸塩ａ５０重量部、及びカルシウムアルミネート類と硫酸塩の合計１００重量部に対してアルミン酸塩６重量部からなる急結材を、セメント１００重量部に対して１０重量部混合して急結性吹付コンクリートとしたこと以外は実施例１と同様に行い、スランプを測定した。結果を表９に示す。
【００７９】
【表９】

【００８０】
【発明の効果】
本発明の急結材を使用することにより、材齢２８日後の強度が低下しにくい吹付材料とすることができ、高強度化することができる。従って、不安定な地山への吹付材料として最適であり、吹付厚さを薄くできるので経済的である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a quick-setting material and quick-setting spray concrete used for spraying on an exposed ground surface in a tunnel such as a road, a railroad, and a headrace.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to prevent collapse of an exposed ground such as tunnel excavation, a method of spraying quick-setting spray concrete in which a quick-setting material is mixed with concrete has been performed (Japanese Patent Publication No. Sho 60-4149).
[0003]
In this spraying method, usually, a mixing and mixing plant installed at the excavation work site mixes cement, aggregate, and water to prepare sprayed concrete, transports it with an agitator truck, pumps it with a concrete pump, and in the middle of it This is a construction method in which the combined pipe is mixed with the quick-setting material fed from the other side and sprayed as a quick-setting sprayable concrete on the ground surface to a predetermined thickness. As a quick-setting material used in this spraying method, a mixture of calcium aluminate, alkali metal aluminate, alkali metal carbonate and the like has been used.
[0004]
This quick-setting shotcrete quickly sets and cures quickly, so it can protect the ground surface where there is a risk of collapse. There is a problem that it is reduced by about 30% as compared with.
[0005]
As described above, although the strength is reduced by the addition of the quick-setting material, the strength is sufficient to protect the ground in a relatively stable ground, and the spraying thickness in a considerably unstable ground. Has been dealt with by making it thicker.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, increasing the spray thickness is economically undesirable because the amount of the spray material used increases, and there is a problem that the working time is prolonged.
[0007]
In recent years, in the construction of large section tunnels, the exposed area of the ground has become large and the amount of spraying material used has become large, so a quick setting material that can be expected to have higher strength and a spraying material using it As the demand for concrete is increasing, there is a need for a high-strength quick-setting shotcrete that does not decrease in long-term strength.
[0008]
As a result of intensive studies, the present inventor has obtained a finding that can solve the above-mentioned problem by performing spraying using a specific quick-setting material, and has completed the present invention.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides 40 to 60% by weight of calcium aluminate, 60 to 40% by weight of gypsum as a sulfate, and less than 10 parts by weight and 1 part by weight or more based on a total of 100 parts by weight of calcium aluminate and sulfate. Quick-setting material for spraying materials containing powdered alkali metal aluminate. And it is a quick-setting sprayable cement concrete characterized by containing cement and the quick-setting material for the spraying material, and further comprises a water reducing agent, a thickener, an ultrafine powder, and a fibrous substance. The quick-setting sprayed cement concrete containing one or more admixtures selected from the group.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, paste, mortar, and concrete are collectively referred to as cement concrete.
[0011]
Examples of the cement used in the present invention include various types of Portland cement which are usually commercially available, such as ordinary, early-strength, moderate heat, and ultra-high-strength, and various mixtures obtained by mixing these portland cements with fly ash, blast furnace slag, and the like. Cement and the like may be mentioned, and these may be used after pulverized. Cement suitable for performance such as reduction of rebound rate and dust amount required for spraying, pumpability, strength development, construction conditions etc. can be selected, but generally available ordinary Portland cement and early strength Portland cement are available. preferable.
[0012]
Also, a fluorocement containing fluorocalcium aluminate can be used. Further, if CaO is C, Al ₂ O ₃ is A, SiO ₂ is S, and Fe ₂ O ₃ is F, the cement in the cement indicated as C ₂ S, C ₃ S, C ₃ A, and C ₄ AF will be described. A special cement in which sulfates such as calcium sulfate, potassium sulfate, and sodium sulfate are used in combination with clinker fired while changing the content of the mineral composition can also be used.
[0013]
The “calcium aluminates” used in the present invention are CaO obtained by mixing a raw material containing calcia and a raw material containing alumina, and baking in a kiln or performing heat treatment such as melting in an electric furnace. And “Al ₂ O _3” as main components, and means “calcium aluminate” having hydration activity.
[0014]
Among calcium aluminates, amorphous calcium aluminate is preferable in terms of reaction activity, and amorphous calcium aluminate obtained by quenching a heat-treated product corresponding to 12CaO · 7Al ₂ O ₃ (C ₁₂ A ₇ ) composition is preferred. Aluminates are more preferred.
[0015]
The particle size of calcium aluminates is preferably 5000 cm ² / g or more in terms of Blaine value. If it is less than 5000 cm ² / g, the quick setting property and the initial strength expression property may be reduced.
[0016]
The use amount of calcium aluminates is preferably from 40 to 60% by weight, more preferably from 45 to 55% by weight, based on the total of 100% by weight of calcium aluminates and sulfate. If it is less than 40% by weight, the initial setting may be delayed and the adhesion to the ground may be reduced. If it exceeds 60% by weight, the long-term strength development may be reduced.
[0017]
The sulfate used in the present invention is used for improving the strength development. Examples of the sulfate include alkali metal sulfates such as sodium sulfate and potassium sulfate, alkaline earth metal sulfates such as magnesium sulfate and gypsum, and aluminum sulfate, and one or more of these are used. Is also good. Among these, gypsum is preferred in terms of strength development.
[0018]
The sulfate used in the present invention is used for improving the strength development. Examples of the gypsum include anhydrous gypsum, hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum, and one or more of these may be used. Among them, anhydrous gypsum is preferable in terms of strength development.
[0019]
The particle size of the gypsum, in terms of strength development, preferably 2500 cm ² / g or more in Blaine value, 5000 cm ² / g or more is more preferable. If it is less than 2500 cm ² / g, the strength expression may be reduced.
[0020]
The amount of the sulfate used is preferably 60 to 40% by weight, more preferably 55 to 45% by weight, of the total of 100% by weight of the calcium aluminates and the sulfate. If it is less than 40% by weight, the long-term strength development is small, and if it exceeds 60% by weight, the initial setting is delayed, and the adhesion to the ground may be reduced.
[0021]
The alkali metal aluminate (hereinafter referred to as aluminate) used in the present invention promotes the initial setting of cement. For example, aluminum hydroxide and an alkali metal hydroxide are mixed and dissolved, and dried to form a powder. It is obtained.
[0022]
Examples of the aluminate include sodium aluminate, potassium aluminate, lithium aluminate, and the like, and one or more of these may be used. Among these, sodium aluminate is preferred in terms of coagulability.
[0023]
The 90% particle diameter of the aluminate is preferably 0.3 mm or less, more preferably 0.05 to 0.2 mm. If it is less than 0.05 mm, it may absorb moisture and the storage stability may be reduced, and if it exceeds 0.3 mm, the quick setting property may be reduced.
[0024]
Depending on the production conditions, these aluminates can be prepared as anhydrides or those having water of crystallization, and any of them can be used.However, in view of improving storage stability when mixed with calcium aluminates, anhydrous aluminates are used. Are preferred.
[0025]
In particular, the ignition loss of the aluminate is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, from the viewpoint of improving storage stability when mixed with calcium aluminates. If the content exceeds 10% by weight, the storage stability is reduced when mixed with calcium aluminates, and the quality may be reduced. In addition, the ignition loss is obtained by heating the aluminate in an electric furnace at 1000 ° C. for 24 hours, and calculating from [1- (weight after heating) / (weight before heating)] × 100 (% by weight). Refers to the calculated value.
[0026]
The amount of the aluminate used is less than 10 parts by weight, preferably 2 to 6 parts by weight, based on 100 parts by weight of the calcium aluminate and the sulfate in total. If the amount is more than 10 parts by weight, the long-term strength development may be reduced.
[0027]
The quick-setting material of the present invention contains calcium aluminates, sulfates, and aluminates.
[0028]
The use amount of the quick setting material is preferably 5 to 30 parts by weight, more preferably 7 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of cement. If the amount is less than 5 parts by weight, sufficient initial coagulation may not be obtained. If the amount exceeds 30 parts by weight, the long-term strength development may be reduced, the pipes and the like may be clogged, and economically disadvantageous.
[0029]
In the present invention, in order to improve properties such as slump before setting and hardening of cement concrete and strength properties after setting and hardening, a water reducing agent, a thickener, an ultrafine powder, and one or more selected from the group consisting of fibrous substances. It is preferred to use two or more admixtures.
[0030]
The water reducing agent refers to one used to improve the fluidity of cement concrete and the dispersion stability of the quick-setting material, and any of liquid and powdery agents can be used. Examples of the water reducing agent include polyol derivatives, lignin sulfonates and derivatives thereof, and high-performance water reducing agents. One or more of these may be used. Among these, a high-performance water reducing agent is preferred in terms of high strength development and dispersion stability.
[0031]
By using a high-performance water reducing agent, the amount of quick-setting material used can be reduced, and the amount of generated dust and the rebound rate can be extremely reduced.
[0032]
Examples of the high-performance water reducing agent include a formalin condensate of an alkyl allyl sulfonate, a formalin condensate of a naphthalene sulfonate, a formalin condensate of a melamine sulfonate, and a polycarboxylic acid polymer compound. Any of powdery materials can be used, and one or more of these may be used. Among these, a formalin condensate of a naphthalene sulfonate, a formalin condensate of a melamine sulfonate, and a polycarboxylic acid-based polymer compound are preferable in terms of great effect.
[0033]
The amount of the water reducing agent is preferably 0.05 to 3 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of cement. Less than 0.05 parts by weight has no effect. If it exceeds 3 parts by weight, the fluidity of cement concrete increases, but the cement concrete becomes viscous and adheres to the pumping pipes and the rotating blades of the mixer, resulting in workability. May decrease, or the strength may decrease.
[0034]
The thickener is one that gives viscosity to cement concrete, prevents dripping immediately after spraying, reduces the rebound rate, and suppresses dust generation. Examples of the thickener include celluloses such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, and hydroxyethylethylcellulose, alginic acid, sodium alginate, β-1,3-glucan, pullulan, and guar gum. , Casein, and polysaccharides such as welan gum, vinyl polymers such as vinyl acetate, ethylene, vinyl chloride, methacrylic acid, acrylic acid, sodium acrylate, and unsaturated carboxylic acids, and copolymers thereof, and vinyl acetate polymer. Emulsions, such as those obtained by saponifying a copolymer or a copolymer thereof and modifying the copolymer into a polyvinyl alcohol skeleton, and the like, may be used, and one or more of these may be used. Among these, celluloses are preferable because they hardly inhibit initial setting.
[0035]
The amount of the thickener used is preferably 0.001 to 0.5 part by weight, more preferably 0.005 to 0.3 part by weight, based on 100 parts by weight of cement. If it is less than 0.001 part by weight, the viscosity of the cement concrete is small and dripping occurs when sprayed, and the rebound rate increases. If it exceeds 0.5 part by weight, the viscosity of the cement concrete increases and the pumping property of the cement concrete increases. There is a possibility that a hindrance will be caused and the strength expression will be impaired.
[0036]
The ultrafine powder refers to a powder having an average particle diameter of 10 μm or less, and has an effect of reducing the amount of cement, the amount of dust, and the rebound rate, and improving the pumpability of cement concrete. Examples of the ultrafine powder include fine powder slag, fine powder fly ash, bentonite, metakaorion, and silica fume. Among these, silica fume is preferable in terms of strength development.
[0037]
The use amount of the ultrafine powder is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 2 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of cement. If the amount is less than 1 part by weight, there is no effect, and if it exceeds 50 parts by weight, the setting and the curing may be delayed.
[0038]
The fibrous substance improves the impact resistance and elasticity of cement concrete, and any of inorganic and organic substances can be used.
[0039]
Examples of the inorganic fibrous substance include glass fiber, carbon fiber, rock wool, asbestos, ceramic fiber, and metal fiber, and examples of the organic fibrous substance include vinylon fiber, polyethylene fiber, polypropylene fiber, and polyacryl fiber. , Cellulose fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyamide fibers, pulp, hemp, wood wool, wood chips and the like. Among these, metal fibers and vinylon fibers are preferable in terms of economy.
[0040]
The length of the fibrous substance is preferably 50 mm or less, and more preferably 30 mm or less, from the viewpoint of pumpability, mixing property, and the like. If it exceeds 50 mm, the cement concrete may be blocked during the pumping.
[0041]
The amount of the fibrous substance to be used is preferably 0.5 to 3 parts by volume, more preferably 0.7 to 2 parts by volume, per 100 parts by volume of cement concrete. If the amount is less than 0.5 parts by volume, there is no effect. If the amount exceeds 3 parts by volume, the pumpability is reduced and the effect may be lost.
[0042]
Furthermore, in the present invention, in order to delay the setting time of cement concrete, the setting of an organic acid or a salt thereof, a mixture of an organic acid or a salt thereof and a carbonate, a phosphate, a boric acid or a salt thereof, and an alcohol or the like is performed. Retardants may be used.
[0043]
The amount of water used in the sprayed cement concrete of the present invention is preferably 35% or more, more preferably 40 to 60%, in terms of water / cement from the viewpoint of strength development. If it is less than 35%, cement concrete cannot be sufficiently mixed, and if it exceeds 60%, the strength development may be reduced.
[0044]
The aggregate used as necessary in the present invention preferably has a low water absorption and a high aggregate strength. The fine aggregate ratio and the maximum size of the aggregate are not particularly limited as long as they can be sprayed.
As fine aggregate, river sand, mountain sand, lime sand, silica sand, or the like can be used, and as coarse aggregate, river gravel, mountain gravel, lime gravel, or the like can be used.
[0045]
In the spraying method of the present invention, conventionally used spraying equipment and the like can be used.
As the spraying method of the present invention, various spraying methods according to required physical properties, economy, workability, and the like are possible.
[0046]
As the spraying method of the present invention, a dry spraying method can also be applied, but there is a possibility that the amount of dust increases, so a wet spraying method in which water is added and kneaded in advance to the cement concrete side before using the quick-setting material is used. It is preferred to use.
[0047]
As a wet spraying method, cement, fine aggregate, coarse aggregate, and water are added and kneaded to form sprayed concrete, which is air-poured, and a Y-shaped pipe is provided in the middle, and a quick-setting material supply device is provided from one of the pipes. A method in which the quick-setting material is pneumatically fed, mixed and mixed to form quick-setting wet-sprayed concrete, and sprayed.
[0048]
The admixture can be added to either the cement concrete side or the quick setting material side, may be used only on one side, or may be used on both sides, but in terms of improving strength, preventing rebound, and setting control, It is preferably added to the cement concrete side. In particular, it is more preferable to add a water reducing agent to the cement concrete side in advance and use it in order to reduce the unit water amount and improve the strength development. There is no problem as long as the quick-setting spray concrete containing these materials is finally sprayed.
[0049]
In the spraying method of the present invention, conventionally used spraying equipment and the like can be used. Usually, the spray pressure is 2 to 5 kg / cm ² and the spray speed is 4 to 20 m ³ / h.
[0050]
The spraying equipment is not particularly limited as long as the spraying is sufficiently performed. For example, Ariver's trade name “Alibr 280” or the like is used for pumping sprayed cement concrete, and quick-setting material is used for pumping quick-setting material. A pumping device "Natom Cleat" or the like can be used.
[0051]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
[0052]
(Example 1)
The unit quantity of each material, cement 450 kg / ^{m 3,} fine aggregates 1002kg / ^{m 3,} coarse aggregate 671kg / ^{m 3,} and a spraying concrete was prepared as a water 225 kg / ^{m 3,} which concrete pumping machine "Ariba 280 ”.
From one of the Y-tubes provided in the middle of pneumatic feeding of shotcrete, aluminate and calcium aluminate and sulfate in the amount shown in Table 1, and aluminate and calcium aluminate and sulfate in total 100 parts by weight The quick-setting material consisting of 6 parts by weight was added to the shotcrete by a quick-setting material addition device "NATOM CLEAT" so as to be 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of cement to prepare a quick-setting sprayable concrete.
This quick setting sprayed concrete was evaluated. Table 1 shows the results.
[0053]
(Material used)
Cement: ordinary Portland cement, commercial product, Blaine value 3200 cm ² / g, specific gravity 3.16
Fine aggregate: Lime sand from Aomi, Niigata Prefecture, surface water rate 3.1%, specific gravity 2.64
Coarse aggregate: Gravel from Himekawa, Itoigawa City, Niigata Prefecture, surface dry condition, specific gravity 2.65, maximum aggregate size 10mm
Calcium _{aluminates: C} 12 corresponds to _{A 7} composition, amorphous, Blaine 6050cm ² / g
Sulfate a: Commercially-pulverized anhydrous gypsum, Blaine value 5900 cm ² / g
Sulfate b: Commercially ground gypsum dihydrate, Blaine value 5200 cm ² / g
Sulfate c: pulverized product of commercially available aluminum sulfate, Blaine value 5900 cm ² / g
Aluminate: sodium aluminate, commercial product, loss on ignition 2.1% by weight, 90% particle size 0.2mm
[0054]
(Measuring method)
Compressive strength: Compressive strength for one hour of age is as follows. A pin installed on a pull-out mold having a width of 25 cm x a length of 25 cm is covered with quick-setting sprayable concrete from the surface of the pull-out mold, and the pin is pulled out from the back side of the mold. The pull-out strength at that time was determined, and the compressive strength was calculated from the formula of (compression strength) = (pull-out strength) × 4 / (sample contact area). The compressive strength after 1 day of material age is measured by spraying quick-setting spray concrete onto a mold 50 cm wide x 50 cm long x 20 cm thick, and collecting a sample of 5 cm diameter x 10 cm length with a 20-ton pressure machine. Then, the compressive strength was determined.
[0055]
[Table 1]

[0056]
(Example 2)
100 parts by weight of cement comprising 50 parts by weight of calcium aluminate, 50 parts by weight of sulfate a, and aluminate in the amount shown in Table 2 with respect to 100 parts by weight of the total of calcium aluminate and sulfate, The same procedure as in Example 1 was carried out except that 10 parts by weight of the concrete was used as a quick setting sprayable concrete. Table 2 shows the results.
[0057]
[Table 2]

[0058]
(Example 3)
50 parts by weight of calcium aluminates, 50 parts by weight of sulfate a, and a quick setting material consisting of 6 parts by weight of aluminate per 100 parts by weight of calcium aluminates and sulfate in total, and 100 parts by weight of cement The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the quick-setting spray concrete was used using the amounts shown in Table 3. Table 3 shows the results.
[0059]
[Table 3]

[0060]
(Example 4)
To 100 parts by weight of cement, a water reducing agent was mixed in an amount shown in Table 4 to give a shotcrete, and 50 parts by weight of calcium aluminates, 50 parts by weight of sulfate a, and a total of 100 parts by weight of calcium aluminates and sulfates The slump was measured in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of a quick-setting material consisting of 6 parts by weight of aluminate was mixed with 100 parts by weight of cement to give a quick-setting sprayable concrete. did. Table 4 shows the results.
[0061]
(Material used)
Water reducer a: Commercial naphthalene sulfonate-based formalin condensate water reducer a: Commercially available polycarboxylic acid-based polymer compound
(Measuring method)
Slump: According to JIS A 1101.
[0063]
[Table 4]

[0064]
(Example 5)
To 100 parts by weight of cement, a thickener was mixed in an amount shown in Table 5 to give a shotcrete. 50 parts by weight of calcium aluminates, 50 parts by weight of sulfate a, and a total of 100 parts by weight of calcium aluminates and sulfates The procedure was the same as in Example 1, except that 10 parts by weight of a quick setting material consisting of 6 parts by weight of aluminate was mixed with 100 parts by weight of cement to give quick setting sprayable concrete. , Sagging, and pumpability were measured. Table 5 shows the results.
[0065]
(Material used)
Thickener i: methylcellulose thickener ii: hydroxypropylcellulose
(Evaluation method)
Dust amount: Quick-setting sprayed concrete was sprayed at a spraying speed of 4 m ³ / h for 30 minutes onto a simulated tunnel 3.5 m high and 2.5 m wide made of an iron plate in an arch shape. Every 10 minutes, the amount of dust was measured at a fixed position 3 m from the spray location, and the average value of the measured values was shown.
Sag: Rapid-setting sprayed concrete was sprayed at a spraying speed of 4 m ³ / h for 30 minutes onto a simulated tunnel 3.5 m high and 2.5 m wide made of an iron plate in an arched shape. ◎ indicates that no dripping occurred, ○ indicates that slight dripping occurred, and x indicates that dripping occurred a lot.
Pumpability: Quick-setting sprayed concrete was sprayed at a spraying speed of 4 m ³ / h at a discharge pressure of 4 kg / cm ² using a pressure pipe for 30 minutes, and the pressure in the pressure pipe was measured. In the case where the pressure in the pressure feeding pipe is 4.0 to 5.5 kg / cm ² , even when the pressure in the pressure feeding pipe becomes 6.0 kg / cm ² or more, the pressure is applied to the pressure feeding pipe. The case where the pressure was 0 to 5.5 kg / cm ² was rated as ○, and the case where the pressure feeding tube was closed and the pressure was not 4.0 to 5.5 kg / cm ² even when an impact was applied to the pressure feeding tube was rated as X.
[0067]
[Table 5]

[0068]
(Example 6)
100 parts by weight of cement was mixed with the ultrafine powder in the amount shown in Table 6 to give shotcrete, and 50 parts by weight of calcium aluminates, 50 parts by weight of sulfate a, and a total of 100 parts by weight of calcium aluminates and sulfates In the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of a quick-setting material consisting of 6 parts by weight of aluminate was mixed with 100 parts by weight of cement to give a quick-setting sprayable concrete, the rebound rate was reduced. It was measured. Table 6 shows the results.
[0069]
(Material used)
Ultrafine powder α: Commercial silica fume, average particle size of 10 μm or less Ultrafine powder β: Commercial metakaolin, average particle size of 10 μm or less
(Measuring method)
Rebound rate: Rapid-setting sprayed concrete was sprayed at a spraying speed of 4 m ³ / h for 30 minutes onto a simulated tunnel having a height of 3.5 m and a width of 2.5 m. After spraying, measure the amount of quick-setting spray concrete that fell without adhering, and (rebound rate) = (weight of quick-setting spray concrete that did not adhere to the simulated tunnel during spraying) / The weight was calculated from the formula of (weight of quick-setting spray concrete used for spraying) × 100 (%).
[0071]
[Table 6]

[0072]
(Example 7)
In 100 parts by volume of concrete, the fibrous substances in the amounts shown in Table 7 were mixed to give shotcrete, and 50 parts by weight of calcium aluminates, 50 parts by weight of sulfate a, and 100 parts by weight of calcium aluminates and sulfate in total On the other hand, the same procedure was performed as in Example 1 except that 10 parts by weight of a quick-setting material composed of 6 parts by weight of aluminate was mixed with 100 parts by weight of cement to obtain a quick-setting sprayable concrete. It was measured. Table 7 shows the results.
[0073]
(Material used)
Fibrous substance A: vinylon fiber, fiber length 10 mm
Fibrous substance B: steel fiber, fiber length 30 mm
[0074]
(Evaluation method)
Impact resistance: Shotcrete after 1 hour of age is sprayed onto a 20 cm wide, 20 cm long, 2 cm thick formwork, the bottom is removed and placed on flattened standard sand, weighing 50 g Was dropped from a height of 50 cm. When the number of drops was less than 5 times, cracking and breaking occurred were evaluated as X, cracked but not broken, ○, and cracking was evaluated as ◎.
[0075]
[Table 7]

[0076]
(Example 8)
0.5 part by weight of water reducing agent a, 100 parts by weight, a thickener i in the amount shown in Table 8 and ultrafine powder α, and fibrous substance A in an amount shown in Table 8 in 100 parts by volume of concrete were mixed. Then, a quick-setting material consisting of 50 parts by weight of calcium aluminate, 50 parts by weight of sulfate a, and 6 parts by weight of aluminate with respect to 100 parts by weight of calcium aluminate and sulfate in total is added to cement. Except that 10 parts by weight were mixed with 100 parts by weight to obtain a quick-setting sprayed concrete, the same procedure as in Example 1 was carried out, and the slump, rebound rate, and impact resistance were measured. Table 8 shows the results.
[0077]
[Table 8]

[0078]
(Example 9)
Cement 450 kg / m ³ , fine aggregate ratio 60%, and the amount of water used in shotcrete were as shown in Table 9 with respect to 100 parts by weight of cement. 5 parts by weight to give a shotcrete, consisting of 50 parts by weight of calcium aluminates, 50 parts by weight of sulfate a, and 6 parts by weight of aluminate per 100 parts by weight of calcium aluminate and sulfate in total. Slump was measured in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of the quick setting material was mixed with 100 parts by weight of cement to obtain quick setting sprayable concrete. Table 9 shows the results.
[0079]
[Table 9]

[0080]
【The invention's effect】
By using the quick-setting material of the present invention, it is possible to obtain a sprayed material whose strength after a material age of 28 days does not easily decrease, and to increase the strength. Therefore, it is most suitable as a spraying material for unstable ground, and it is economical because the spraying thickness can be reduced.

Claims

Contains 40 to 60% by weight of calcium aluminate, 60 to 40% by weight of gypsum , and less than 10 parts by weight and 1 part by weight or more of a powdered alkali metal aluminate based on 100 parts by weight of calcium aluminate and sulfate in total Quick-setting material for spray material.

A quick-setting sprayable cement concrete comprising cement and the quick-setting material for spraying material according to claim 1.

3. The quick-setting spray concrete according to claim 2, further comprising one or more admixtures selected from the group consisting of a water reducing agent, a thickener, an ultrafine powder, and a fibrous substance.