(57)【要約】【課題】定量供給装置のホッパーに付着し難い粉末状粉塵低減剤を提供すること。【手段】水溶性セルロースエーテルと特定の粉末状消泡剤を特定の割合で含有することにより、前記課題を克服することができる。液体消泡剤及び液体消泡剤以外の有機質液体を特定の割合で無機質粉末に担持させた粉末状消泡剤と、水溶性セルロースエーテルを含有し、粉末状消泡剤と水溶性セルロースエーテルの合計１００質量部に対し、粉末状消泡剤が５〜３０質量部、水溶性セルロースエーテルが９５〜７０質量部である粉末状粉塵低減剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体消泡剤１０〜６０質量部、及び液体消泡剤以外の有機質液体５〜５０質量部を無機質粉末２０〜５０質量部に担持させてなる粉末状消泡剤と、水溶性セルロースエーテルを含有し、粉末状消泡剤と水溶性セルロースエーテルの合計１００質量部に対し、粉末状消泡剤が５〜３０質量部、水溶性セルロースエーテルが９５〜７０質量部である粉末状粉塵低減剤。
【請求項２】
上記液体消泡剤以外の有機質液体が、ポリオキシアルキレンエーテル及び／又は鉱油である請求項１記載の粉末状粉塵低減剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末状粉塵低減剤に関し、詳しくは、吹付けコンクリートのベースコンクリート製造時に定量供給装置で効率よくコンクリートの材料に供給できる粉末状粉塵低減剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
吹付けコンクリートや吹付けモルタル等の吹付け材料は、トンネル、特にＮＡＴＭ工法による山岳トンネルに多く用いられている。しかし、吹付け材料を吹き付ける場合に用いる圧搾空気等のため、吹付け施工時にコンクリート（本発明においてはモルタルを含む意味である。）に由来する粉塵が発生する。この粉塵は、高いアルカリ性で人体に悪影響を与えるおそれがあり、この粉塵の発生を抑制する混和剤、即ち粉塵低減剤が提案されている（例えば特許文献１〜特許文献５参照）。吹付け施工時の作業環境改善に粉塵低減剤は高い効果が得られるため、近年吹付け施工現場で使用されることが多くなったきた。
【０００３】
粉塵低減剤は、水溶性セルロース等のコンクリートの粘性を増大させる物質を有効成分としている。しかし、粉塵低減効果を向上させる目的、施工性を改善する目的又は硬化後のコンクリート強度を増大させる目的等のために、粉塵低減剤に、ポリカルボン酸系重合体やリグニンスルホン酸塩等の減水剤の有効成分及び消泡剤から選ばれる１種又は２種以上を更に含有することがある。吹付けコンクリートに粉塵低減剤を混和させる場合、通常粉塵低減剤は、急結剤を添加する前のベースコンクリートの製造時に、ベースコンクリートの材料となる骨材，セメント，他の混和材料又は水、又は混練したベースコンクリートに添加される。このとき、例えば図１〜図３の概略図で表される定量供給装置が使用される。しかし、水溶性セルロース及び粉末状消泡剤を含有する粉末状粉塵低減剤を定量供給装置でベースコンクリート又はその材料に添加する場合に、粉末状粉塵低減剤が定量供給装置のホッパーに付着する量が多く、時には定量供給装置内で閉塞してしまうことがあった。
【特許文献１】特開２００８−５６５３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１５４２３９号公報
【特許文献３】特開２００５−１５４２４０号公報
【特許文献４】特開２００２−１８９５２９号公報
【特許文献５】特開平５−１０５４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前記問題の解決、即ち、定量供給装置のホッパーに付着し難い粉末状粉塵低減剤を提供することを目的とする。より詳しくは、定量供給装置のホッパーに付着し難い、水溶性セルロース及び粉末状消泡剤を含有する粉末状粉塵低減剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前記課題解決のため鋭意検討した結果、水溶性セルロースエーテルと特定の粉末状消泡剤を含有することにより、前記課題を克服することができることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下の（１）及び（２）で表す粉末状粉塵低減剤である。
（１）液体消泡剤１０〜６０質量部、及び液体消泡剤以外の有機質液体５〜５０質量部を無機質粉末２０〜５０質量部に担持させてなる粉末状消泡剤と、水溶性セルロースエーテルを含有し、粉末状消泡剤と水溶性セルロースエーテルの合計１００質量部に対し、粉末状消泡剤が５〜３０質量部、水溶性セルロースエーテルが９５〜７０質量部である粉末状粉塵低減剤。（２）記液体消泡剤以外の有機質液体が、ポリオキシアルキレンエーテル及び／又は鉱油である上記（１）の粉末状粉塵低減剤。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、定量供給装置のホッパーに付着し難い粉末状粉塵低減剤が得られる。より詳しくは、定量供給装置のホッパーに付着し難い、水溶性セルロース及び粉末状消泡剤を含有する粉末状粉塵低減剤が得られる。本発明の粉末状粉塵低減剤は、定量供給装置のホッパーに付着し難いので、定量供給装置を用いてベースコンクリートに安定して供給できる。このことにより、本発明の粉末状粉塵低減剤を混和したベースコンクリート及び吹付けコンクリートの品質が安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に用いる水溶性セルロースエーテルとしては、ヒドロキシエチルセルロース （ＨＥＣ），ヒドロキシプロピルセルロース （ＨＰＣ）、ヒドロキシメチルセルロース（ＨＭＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロース （ＨＥＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース （ＨＰＭＣ）、ヒドロキシエチルエチルセルロース （ＨＥＥＣ）等が挙げられる。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が好ましい。水溶性セルロースエーテルは、一種単独または二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの水溶性セルロースエーテルに、グリオキザールを添加したものを用いても良い。本発明に用いる水溶性セルロースエーテルは、２重量％水溶液の粘度が２０℃において３００００〜１０００００ｍＰａ・ｓであると好ましい。粘度が３００００ｍＰａ・ｓよりも小さいと、粉塵を抑制するために粉塵低減剤を多く添加する必要がある。また、粘度が１０００００ｍＰａ・ｓを超えると水への溶解速度が小さくなること等から粉塵が多い場合がある。粉塵を抑制する効果及び吹付けたコンクリートの圧縮強度の点で、４００００〜８００００ｍＰａ・ｓであるのがより好ましい。水溶性セルロースエーテルの水溶液の粘度は、ブルックフィールド社製デジタル粘度計ＤＶ−Ｉ＋を用いて測定する。組み合わせる場合は、組み合わせたものを２重量％水溶液としたときの粘度が、２０℃において３００００〜１０００００ｍＰａ・ｓであると好ましい。
【０００８】
本発明の粉末状粉塵低減剤中の水溶性セルロースエーテルの含有量は、水溶性セルロースエーテルと粉末状消泡剤の合計１００質量部に対し、７０〜９５質量部とする。７０質量部未満では、吹付けコンクリートの粉塵を抑制し難い。９５質量部を超えると、吹付けコンクリートの強度が低下する。吹付けコンクリートの粉塵を抑制し、ベースコンクリートに気泡が入り難く且つホッパーに付着し難いことから水溶性セルロースエーテル及び粉末消泡剤の合計１００質量部に対し、８０〜９０質量部とすることが好ましい
【０００９】
本発明に用いる粉末状消泡剤は、液体消泡剤１０〜６０質量部、及び液体消泡剤以外の有機質液体５〜５０質量部を無機質粉末２０〜５０質量部に担持させたものである。ここで用いる液体消泡剤としては、市販のセメント用消泡剤、市販のセメントモルタル用消泡剤又は市販のコンクリート用消泡剤の他、トリブチルフォスフェート、ポリジメチルシロキサン又はポリオキシアルキレンアルキルエーテル系非イオン界面活性剤が挙げられる。消泡剤は、一種または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１０】
粉末状消泡剤中の液体消泡剤の含有量は、液体消泡剤、液体消泡剤以外の有機質液体及び無機質粉末の合計１００質量部に対し、１０〜６０質量部とする。１０質量部未満では消泡剤の効果が得られ難く、６０質量部を超えるとホッパーに付着し易くなる。消泡剤の添加する効果が得られ且つホッパーに付着し難いことから、粉末状消泡剤中の液体消泡剤の好ましい含有量は、液体消泡剤、液体消泡剤以外の有機質液体及び無機質粉末の合計１００質量部に対し、２０〜５５質量部とする。
【００１１】
本発明において使用する液体消泡剤以外の有機質液体（以下、単に「有機質液体」ということがある。）としては、例えば、ポリオキシアルキレンエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、アルコール、鉱油等が挙げられ、ポリオキシアルキレンエーテル及び鉱油から選ばれる１種又は２種以上を用いることが好ましい。より好ましくは、ポリオキシアルキレンエーテル及び鉱油からそれぞれ１種又は２種以上を用い、ポリオキシアルキレンエーテルと鉱油を併用する。
【００１２】
粉末状消泡剤中の有機質液体の含有量は、液体消泡剤、有機質液体及び無機質粉末の合計１００質量部に対し、５〜５０質量部とする。５質量部未満ではホッパーに付着し易く、５０質量部を超えるとベースコンクリートに気泡が入り易くなる。ベースコンクリートに気泡が入り難く且つホッパーに付着し難いことから、粉末状消泡剤中の有機質液体の好ましい含有量は、液体消泡剤、有機質液体及び無機質粉末の合計１００質量部に対し、１０〜４５質量部とする。粉末状消泡剤中の有機質液体の含有量をこの範囲（１０〜４５質量部）とすることで、粉末状粉塵低減剤の安息角が５０°未満になり、よりホッパーに付着し難くなることから好ましい。
【００１３】
本発明において使用する無機質粉末としては、液体消泡剤及び有機質液体を合計で自分と同じ質量の液体消泡剤及び有機質液体を担持させても粉末状であるものであれば良く、例えば非晶質シリカ、セピオライト、タルク、マイカ、珪藻土、ゼオライト、パーライト等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を使用することができる。
【００１４】
粉末状消泡剤中の無機質粉末の含有量は、液体消泡剤、有機質液体及び無機質粉末の合計１００質量部に対し、２０〜５０質量部とする。２０質量部未満では消泡剤が粉末状にならないことがあり、５０質量部を超えるとベースコンクリートに気泡が入り易い又はポッパーに付着し易くなる。消泡剤が粉末状となり、ベースコンクリートに気泡が入り難く且つホッパーに付着し難いことから、粉末状消泡剤中の無機質粉末の好ましい含有量は、液体消泡剤、有機質液体及び無機質粉末の合計１００質量部に対し、３０〜４０質量部とする。
【００１５】
本発明の粉末状粉塵低減剤中の粉末消泡剤の含有量は、水溶性セルロースエーテル及び粉末消泡剤の合計１００質量部に対し、５〜３０質量部とする。５質量部未満ではベースコンクリートに気泡が入り易い又はポッパーに付着し易くなる。３０質量部を超えると、吹付けコンクリートの粉塵を抑制し難い。吹付けコンクリートの粉塵を抑制し、ベースコンクリートに気泡が入り難く且つホッパーに付着し難いことから水溶性セルロースエーテル及び粉末消泡剤の合計１００質量部に対し、粉末消泡剤の含有量を１０〜２０質量部とすることが好ましい。
【００１６】
本発明の粉末状粉塵低減剤には、本発明の効果をそこなわない範囲で必要に応じて、上記水溶性セルロースエーテル及び粉末状消泡剤以外の任意成分を含んでいてもよい。任意成分としては、例えば、ポリカルボン酸系重合体やリグニンスルホン酸塩等の減水剤（高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤を含む。）、凝結調整剤、増量材、膨張材、防錆剤、収縮低減剤、顔料、繊維、撥水剤、白華防止剤等が挙げられる。これらの任意成分は、１種または２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
本発明の粉末状粉塵低減剤を製造する方法は、特に限定されず、例えば、重力式コンクリートミキサ、ヘンシェル式ミキサ、ナウターミキサ、レーディゲミキサ、Ｖ型混合器、リボンミキサ等のミキサを使用し、所定量の本発明の粉末状粉塵低減剤の各材料を混合することで製造することができる。このとき用いるミキサは、連続式ミキサでもバッチ式ミキサでも良い。各材料のミキサ内への投入順序は特に限定されない。一種ずつ添加してもよく、一部又は全部を同時添加してもよい。また、袋やポリエチレン製容器等の容器に各材料を計り取り投入する方法により、本発明の粉末状粉塵低減剤を製造することもできる。
【００１８】
本発明の粉末状粉塵低減剤は、通常の粉末状粉塵低減剤と同様に使用でき、急結剤を添加する前のベースコンクリートの製造時に、ベースコンクリートの材料となる骨材，セメント，他の混和材料又は水、又は混練したベースコンクリートに添加される。このとき、例えば図１〜図３の概略図で示される定量供給装置が使用される。ベースコンクリートは、常用の方法により混練され製造される。混練に用いる器具や混練装置も特に限定されないが、ミキサを用いることが量を多く混練できるので好ましい。用いることのできるミキサとしては連続式ミキサでもバッチ式ミキサでも良く、例えばパン型コンクリートミキサ、パグミル型コンクリートミキサ、重力式コンクリートミキサ、グラウトミキサ、ハンドミキサ、左官ミキサ等が挙げられる。製造された本発明の粉末状粉塵低減剤が含有するベースコンクリートは、常用のコンクリートの吹付け装置を用い且つ常用の急結剤を用いてトンネルの覆工面やコンクリート製浄化槽の壁面等に吹付けられる。
【実施例】
【００１９】
［実施例１］
９０質量部の水溶性セルロースエーテルと１０質量部の粉末状消泡剤Ａとを、レーディゲミキサにより３分間混合することで、粉末状粉塵低減剤（略号：ＡＤ−Ａ）を作製した。このときの使用材料を以下に示す。作製した粉末状粉塵低減剤の品質試験を以下に示す通り行った。その結果を表１に示した。また、作製した粉末状粉塵低減剤をセメント１００質量部に対し０．１質量部混和したベースコンクリート（水セメント比：６０％、細骨材率：６０％）をパン型コンクリートミキサで９０秒間混練し製造した。スランプ及び空気量の経時変化を測定し、作製したベースコンクリートを用いて吹付け試験を行い、粉塵発生量を測定し、粉塵低減剤無添加のベースコンクリートを用いたときの粉塵発生量を１００とした、粉塵発生量の相対比を求めた。使用した材料及び試験方法を以下に示し、コンクリート試験の結果を表２に示した。
【００２０】
＜使用材料＞
粉末状消泡剤Ａ：非晶質シリカ３５質量部に、ポリオキシアルキレンエーテル５質量部、非イオン界面活性剤からなる市販の消泡剤４５質量部及び鉱油１５質量部を担持させた粉末状消泡剤
水溶性セルロースエーテル：グリオキザールを添加したヒドロキシプロピルメチルセルロース（ブルックフィールド社製デジタル粘度計ＤＶ−Ｉ＋（スピンドル；ＲＶ−７（ＲＶ／ＨＡ／ＨＢ−７）、回転数；１０ｒ．ｐ．ｍ．）を用いた２０℃における２重量％水溶液の粘度；４９６００ｍＰａ・ｓ、市販品）
セメント：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
細骨材：静岡県産陸砂（表乾密度；２．５７ｋｇ／ｃｍ３、粗粒率；２．６０）
粗骨材：茨城県産砕石（表乾密度；２．６２ｋｇ／ｃｍ３、粗粒率；６．０２）
水：水道水
【００２１】
＜品質試験方法＞
・粉体流動性試験
粉末状粉塵低減剤の試料１００ｇをポリ袋に入れ、１０回手で振り混ぜた後に４５°に傾けた。このときの試料の崩れる様子を目視により確認し、評価した。このとき、塊で崩れるものを「不良」、流れるように崩れるものを「良好」と評価した。
・安息角測定
ホソカワミクロン社製「パウダーテスター」（商品名）により、作製した粉末状粉塵低減剤の安息角を２回測定し、その平均値をその粉末状粉塵低減剤の安息角とした。
・排出率測定試験
作製した粉末状粉塵低減剤を図１〜図３の概略図で表される定量供給装置のホッパーに８ｋｇ投入後に排出し続け、吐出口から試料が出なくなるまでに排出した粉末状粉塵低減剤の総排出量をｇ単位で測定し、下式（１）により排出率を求めた。
排出率（％）＝（（総排出量）／８０００）×１００        （１）
【００２２】
＜コンクリート試験＞
・スランプ試験
ＪＩＳ  Ａ  １１０１−１９９８「コンクリートのスランプ試験方法」に従い、ベースコンクリートの練り混ぜ終了から９０分後までのスランプを測定した。
・空気量試験
ＪＩＳ  Ａ  １１２８−１９９９「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法（空気室圧力法）」に従い、ベースコンクリートの練り混ぜ終了から９０分後までの空気量を測定した。
・吹付け試験
ベースコンクリートを富士物産社製のコンクリート圧送機「アリバ２６０」を用いて圧送した。途中で設けた合流混合部の一方より、セメント鉱物系粉末急結剤(太平洋マテリアル社製「ショットマスター」)を日本プライブリコ社製の急結剤添加装置「Ｑガン」で圧送し、セメント１００重量部に対して７重量部の割合で合流混合部において混合し、急結性吹付けコンクリートを作製した。この急結性吹付けコンクリートを３ｍ３／ｈの吹付け量で３分間、高さ３ｍ×幅５ｍの模擬トンネルに吹き付けた。
・粉塵量測定
上記模擬トンネルをシートで密閉し、１分毎に吹付け場所より３ｍの位置で光散乱式デジタル粉塵計（日本カノマックス社製モデル３４１１）により粉塵量（カウント数）を測定し、粉末状粉塵低減剤無添加の場合のカウント数を１００としたときの相対値を、粉塵量の相対比として示した。
【００２３】
【表１】
2010155756.tif 000002
【００２４】
【表２】
2010155756.tif 000003
【００２５】
［比較例１］
粉末状消泡剤として、以下に示す粉末状消泡剤Ｂを用い、９０質量部の上記の水溶性セルロースエーテルと１０質量部の粉末状消泡剤Ｂとを、レーディゲミキサにより３分間混合することで、粉末状粉塵低減剤（略号：ＡＤ−Ｂ）を作製し試験に用いた以外は、実施例１と同様の試験を行った。その結果を表１〜表３に実施例１の結果と合わせて示した。
＜使用材料＞
粉末状消泡剤Ｂ：非晶質シリカ３５質量部に、非イオン界面活性剤からなる市販の消泡剤６５質量部を担持させた粉末状消泡剤
【００２６】
本発明の実施例に当たる実施例１の粉末状粉塵低減剤（ＡＤ−Ａ）は、安息角が５０°未満であったので、排出率が９１％と非常に高かった。また、この粉末状粉塵低減剤（ＡＤ−Ａ）は、吹付けコンクリートの粉塵を充分に低減していた。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の粉末状粉塵低減剤を用いた吹付けコンクリートは、発生する粉塵が少なく、トンネルの覆工面やコンクリート製浄化槽の壁面等に吹付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】定量供給装置の概略正面図である。
【図２】定量供給装置の概略平面図である。
【図３】定量供給装置の概略側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    定量供給装置
２    ホッパー
３    制御操作ボックス
４    吐出口
５    モータ
６    スクリューフィーダ
【図１】
2010155756.tif 000004
【図２】
2010155756.tif 000005
【図３】
2010155756.tif 000006