(57)【要約】【解決手段】  膨張物質及び低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むことを特徴とする静的破砕材。【効果】  本発明の静的破砕材によれば、高性能の破砕能力を有し、低温時においても短時間で岩石又はコンクリートの破砕が可能である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張物質及び低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むことを特徴とする静的破砕材。
【請求項２】
膨張物質が、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3及びＣａＳＯ4を含む請求項１記載の静的破砕材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に土木・建築業界において使用される岩石又はコンクリートの静的破砕材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、岩石又はコンクリート等の脆性物体を爆発や機械的な衝撃を与えずに破砕する、いわゆる静的破砕方法として、岩石又はコンクリートに予め孔を空けておき、この孔の中に膨張性スラリーを充填し、その膨張力により破砕する方法が提案されている。例えば、生石灰は水和の際の膨張力が大きいので、これを破砕材として使用することが試みられている。
しかし、生石灰単独では、水和速度が非常に速く、水と練り混ぜると直ちに水和膨張し、流動性が急激に低下して孔への注入が困難となり、注入できたとしても、急激な発熱反応のため水蒸気爆発のようなものが生じ、孔の上部より吹き出してしまう、いわゆる鉄砲現象により十分な破砕効果が得られなかった。
【０００３】
生石灰を利用した静的破砕材として、生石灰の結晶をエーライトの結晶に包含した鉱物粉末に減水剤を添加したものや硬焼生石灰粉末に水硬性物質と混和剤を添加したものを水で練りペーストとし、これを岩石又はコンクリートの孔中に注入する方法が提案されている（特許文献１，２：特開昭５５−１４２８９４号公報、特開昭５６−６７０５９号公報参照）。
しかし、これらの方法では、特に１０℃以下の低温になると、生石灰の水和反応性が低下し、破砕に２〜３日を要することもしばしばであり、５℃以下になると破砕に１週間以上もかかるという問題があった。これらに対して、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3及びＣａＳＯ4を含む混合物を熱処理して生成する膨張物質を利用することも提案されているが（特許文献３：特開平７−３０５０４７号公報参照）、岩石又はコンクリートを破砕するのに半日程度の時間がかかるので、更に短時間での破砕が可能な静的破砕材が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−１４２８９４号公報
【特許文献２】特開昭５６−６７０５９号公報
【特許文献３】特開平７−３０５０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、高性能の破砕能力を有し、低温時においても短時間で岩石又はコンクリートを破砕することができる静的破砕材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】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、膨張物質及び低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含む静的破砕材が前記の課題の解決に有用であることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【０００７】
従って、本発明は、膨張物質及び低置換度ヒドロキシプロピルセルロースを含むことを特徴とする静的破砕材を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の静的破砕材によれば、高性能の破砕能力を有し、低温時においても短時間で岩石又はコンクリートの破砕が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の静的破砕材に用いる低置換度ヒドロキシプロピルセルロースは、特開昭４８−３８８５８号公報、特開昭５７−５３１００号公報に開示されるような公知の方法によって合成することができる。一般に、ヒドロキシプロピルセルロースは、グルコースユニット（Ｃ6Ｈ10Ｏ5）当たりヒドロキシプロポキシル基の平均置換モル数が２．０〜４．２のものをいい、平均置換モル数が０．１１〜０．３９のものは、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースという。
【００１０】
本発明においては、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースにおけるヒドロキシプロポキシル基の平均置換モル数は、グルコースユニット当たり０．０１〜０．３９、特に０．１１〜０．３５が好ましい。ヒドロキシプロポキシル基の平均置換モル数が、グルコースユニット当たり０．０１未満だと膨潤力が不足して崩壊時間が延長し、０．３９を超えると、ヒドロキシプロピルセルロースのような高置換度部分である水溶性の成分が増加して、水への浸透が妨げられてしまい、崩壊時間が延長する場合がある。
なお、グルコースユニット当たりの平均置換モル数は、第１４改正日本薬局方の低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの定量法に従い、ヒドロキシプロポキシル基の置換％を求め、これを換算することにより求められる。
【００１１】
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの平均粒径は、水に分散して流動できる程度であれば特に限定されないが、１０〜１００μｍが望ましい。
また、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの重合度は、適切な強度を保つ程度であれば特に限定しないが、２００〜３，０００が好ましい。
低置換度ヒドロキシプロピルセルロースの静的破砕材への添加量は、静的破砕材として水を添加して使用する際の水を含む総重量に対して１０〜７０質量％、好ましくは２０〜５０質量％である。添加量が１０質量％より少ないと膨潤効果が少なく破砕効果が出にくく、７０質量％を超えるとスラリーとしての添加が困難となる場合がある。
【００１２】
本発明で使用する膨張物質としては、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3及びＣａＳＯ4を含むものが好ましく、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3及びＣａＳＯ4を含む膨張物質の原料は、純度やコストにより、任意に選択され得るものであり、特に限定されるものではないが、例えばＣａＯ原料としては、石灰石や消石灰等のＣａＣＯ3やＣａ（ＯＨ）2等が、またＡｌ2Ｏ3原料としては、ボーキサイトやアルミ残灰等が、更にＣａＳＯ4としては、無水セッコウ、半水セッコウ、二水セッコウ等が挙げられる。
【００１３】
原料中に存在するＳｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＣａＦ2、ＭｇＯ及びＴｉＯ2等の不純物の混入は、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲内であれば特に限定されるものではないが、ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3モル比が７．５〜１８、特に８〜１２、ＣａＳＯ4／Ａｌ2Ｏ3モル比が１．６〜４、特に２〜３が好ましい。また、これらの膨張物質については、特開平７−３０５０４７号公報に記載の如く、焼成処理したものを使用することもできる。
【００１４】
かかる膨張物質の粒度は特に限定されるものではないが、ブレーン値で１，５００〜５，０００ｃｍ2／ｇが好ましい。１，５００ｃｍ2／ｇ未満では破砕時間が遅延する場合があり、５，０００ｃｍ2／ｇを超えると十分な流動性や作業性が得られない場合がある。
【００１５】
上記低置換度ヒドロキシプロピルセルロースと膨張物質の配合割合は、質量比として低置換度ヒドロキシプロピルセルロース／膨張物質＝７０／３０〜５０／５０が好ましく、低置換度ヒドロキシプロピルセルロースが少なすぎると、低温時の破砕性が低下し、多すぎると、短時間の破砕が困難となる場合がある。
【００１６】
更に、本発明においては、必要に応じて水硬性物質及び／又は潜在水硬性物質を併用することもできる。
ここで、水硬性物質とは、セメントや急硬材等の水と反応して硬化するものである。セメントとしては、例えば普通、早強及び超早強等の各種ポルトランドセメントやアルミナセメント等が挙げられる。急硬材としては、例えばＣａＯをＣ、Ａｌ2Ｏ3をＡとすると、ＣＡ、Ｃ12Ａ7、Ｃ2Ａ、Ｃ3Ａ、Ｃ11Ａ7・ＣａＦ2、Ｃ3Ａ3・ＣａＳＯ4等と記載される結晶質あるいは非晶質のカルシウムアルミネート類、これらカルシウムアルミネート類に無水セッコウ等の無機硫酸塩を配合したセメント急硬材、セメントにセメント急硬材を添加した急硬性セメント等が挙げられる。
【００１７】
また、潜在水硬性物質としては、例えば高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフラワー等が挙げられる。
【００１８】
更に、水硬性物質と潜在水硬性物質の混合物として、ポルトランドセメントにスラグ等を混合した各種混合セメントが使用可能である。
【００１９】
本発明では、これらの水硬性物質や潜在水硬性物質のうちの一種又は二種以上使用することが可能であるが、特に急硬材を用いることが好ましい。
【００２０】
膨張物質に水硬性物質及び／又は潜在水硬性物質を併用する場合の膨張物質の添加量は、膨張物質と水硬性物質及び／又は潜在水硬性物質からなる結合材１００質量部中９０〜９５質量部であることが好ましい。
【００２１】
なお、本発明において水硬性組成物としてセメントを用いる場合には、炭酸カリウムや炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルミン酸アルカリ金属塩、硫酸アルミニウム、クエン酸や酒石酸等の有機酸又はその塩、デキストリン、糖類、ホウ酸等の凝結遅延材を添加使用することもできる。
【００２２】
本発明の静的破砕材を水に分散させてコンクリートや岩石に注入する際の流動化材として、ナフタリン系、メラミン系、ポリカルボン酸系及びアミノスルホン酸系等に分類される流動化材、又は無機及び有機粒子の流動性を改善し、必要な添加水量を減らせる減水材とも呼ばれる界面活性剤系の添加材を添加することもできる。例えばナフタリン系流動化材として、マイティ２０００ＷＨ（花王（株）製）等やデンカＦＴ−５００、デンカＦＴ−８０（電気化学工業（株）製）等、メラミン系流動化材として、メルメントＦ−１０（（株）昭和電工製）、シーカメント１００Ｈ（日本シーカ（株）製）等、ポリカルボン酸系流動化材として、ダーレックススーパー１００ｐＨ、ダーレックススーパー２００（グレースケミカルズ（株）製）、レオビルドＳＰ−８Ｓ（（株）エヌエムビー製）等、アミノスルホン酸系流動化材として、パリックＦＰ−１００Ｕ（藤沢薬品工業（株）製）等が挙げられる。その他、日本ゼオン社、神戸材料社、日本製紙（株）、竹本油脂（株）、福井化学工業（株）及び第一工業製薬（株）等各社より市販されている同様の減水剤を用いることができる。
【００２３】
また、最近では、これら減水剤を粉末化したものが製品化されており、例えばマイティ１００（花王（株）製）、バニレソクス（日本製紙（株）製）、シーカメントＦＦパウダー（日本シーカ（株）製）、ウルトラジン（ボクスイブラウン社製）等が挙げられ、これら粉末状減水剤を使用することが施工作業簡素化の面から好ましい。
【００２４】
これらの流動化材又は減水剤の添加量は、特に限定されるものではないが、膨張物質と水硬性物質及び／又は潜在水硬性物質からなる結合材１００質量部に対して、ナフタリン系やメラミン系の場合は０．１〜４質量部が、ポリカルボン酸系やアミノスルホン酸系の場合には０．１〜３質量部が好ましい。
【００２５】
本発明において、各材料の混合方法は特に限定されるものでなく、それぞれの材料を施工時に混合してもよいし、予め一部又は全部を混合しても差し支えない。
【００２６】
混合装置としては、既存の撹拌装置が使用可能であり、例えば傾胴ミキサー、オムニミキサー、Ｖ型ミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサーや粉体と水を同時に混合する（株）粉研パウテックス製のフロージェットミキサーを好適に用いることができる。
【００２７】
更に、本発明では、必要に応じて砂や砂利等の骨材及び炭酸カルシウム等の無機粉末等を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用することも可能である。
【００２８】
本発明の静的破砕材を用いて岩石又はコンクリート等の脆性物体を破砕する方法は、公知の方法が採用し得、具体的には、単独では化学膨張剤工法、併用法としてはウォータージェット工法、機械式破砕工法により破砕することができる。
【００２９】
これにより、本発明においては、３〜１０℃程度の低温度下においても３０分〜５時間程度の短時間で破砕することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３１】
［実施例１〜４］
低置換度ヒドロキシプロピルセルロース（信越化学工業（株）製、ヒドロキシプロポキシル基の平均置換モル数が０．０４）及びＣａＯ原料として石灰石粉を、Ａｌ2Ｏ3原料としてアルミ残灰を、ＣａＳＯ4原料として天然無水セッコウを使用し、表１に示す低置換度ヒドロキシプロピルセルロースと膨張物質との合計１００質量部と水４０質量部を（株）粉研パウテックス製の内径３０ｍｍのフロージェットミキサーシステムにより混合した後、すぐにそのスラリーを７０×７０×７０ｃｍの無筋コンクリート硬化体のφ２×深さ６０ｃｍの孔中に注入し、１０℃における破砕時間（コンクリートが破損し始めてから破砕完了までの時間）を測定した。その結果を表１に示す。
なお、膨張物質の組成は、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０２に従って、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3及びＳＯ3量を分析し、更にＳＯ3量をＣａＳＯ4に換算してＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3／ＣａＳＯ4のモル比で求めた。
【００３２】
［比較例１］
膨張物質を添加しない以外は、実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００３３】
［比較例２］
市販の静的破砕材（小野田セメント社製「ブライスター」、主成分生石灰系静的破砕材）を使用して実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2006176687.tif 000002