JP4804885B2

JP4804885B2 - セメント系混合物の吹付け工法

Info

Publication number: JP4804885B2
Application number: JP2005332105A
Authority: JP
Inventors: 泰良藤嶋; 勝弘杉本; 暁裕須一; 卓雄大倉
Original assignee: Nisshoku Corp
Current assignee: Nisshoku Corp
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-11-16
Also published as: JP2007138488A

Description

本発明は、モルタル又はコンクリートの骨材とセメントミルクをノズルよりも上流側に配置した混合装置まで別々に圧送し、当該混合装置で混合されたセメント系混合物をノズルから施工対象に吹き付けるセメント系混合物の吹き付け工法に関するものである。

本出願人は、骨材とセメントミルクを別々に圧送するセメント系混合物（モルタルやコンクリート）の吹き付け工法を開発し、既に特開２００１−２４８１６４号公報（特許文献１）で提案している。この工法は、水とセメントと骨材を事前に混練して圧送する一般的な吹き付け工法に比べると、搬送途中での材料分離やそれによる強度低下を発生させること無く長距離・高揚程圧送が可能になる等の利点を有している。

しかしながら、吹き付け機械よりも吹き付け場所（施工対象）が下方にある場合、図５に示すように、セメントミルク２の搬送途中に重力の影響でセメントミルク搬送ホース１０内にエアａが入って、セメントミルク２の定量供給に支障を来たすことがあった。即ち、セメントミルク２をポンプ９で下方に向けて圧送する際、ポンプ９による搬送速度が遅いと、空のホース１０内をセメントミルク２が重力によって自由落下し、エアａの混入された状態で搬送先へと送り込まれることになる。そのため、吹き付け初期の段階では、セメントミルク２の定量供給ができず、骨材１との混合比率が変化して、吹き付け施工されたモルタル・コンクリート構造物の品質を確保することが困難であった。

特開２００１−２４８１６４号公報

本発明は、上記の点に留意して成されたものであって、セメントミルクをポンプで下方に向けて圧送する際、エアを咬ますことなく圧送して、確実にセメントミルクを定量供給できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明が講じた技術的手段は、次の通りである。即ち、請求項１に記載の発明は、モルタル又はコンクリートの骨材とセメントミルクをノズルよりも上流側に配置した混合装置まで別々に圧送し、当該混合装置で混合されたセメント系混合物をノズルから施工対象に吹き付けるセメント系混合物の吹き付け工法において、セメントミルクをポンプで下方に向けて前記混合装置に圧送するにあたり、セメントミルク搬送ホース内にセメントミルクを堰き止め得る詰め物を挿入し、セメントミルク濃度を１０〜４５％に設定しセメントに対する重量比で２．０％以下の量の減水剤を添加したセメントミルクを、詰め物の後ろから詰め物ごと圧送し、施工対象の近くで試し吹きを行って詰め物がノズルから排出されたことを確認した後にセメント系混合物をノズルから施工対象に吹き付けることを特徴とするセメント系混合物の吹付け工法を提供する。

詰め物としては、セメントミルクを堰き止めることが可能で且つポンプによる圧送が可能であるものであれば、例えば、不織布、織布、編布等の布帛を丸めたもの、紙を丸めたもの、ゴムまり、スポンジ状体、表面がスポンジ等の軟らかい弾性層に形成された硬質の球体等を用いることができる。尚、この効果を発揮する物体であれば、収縮前の形状は球状でなくとも良いことは言うまでもない。

請求項２に記載の発明では、詰め物としてホース内径よりも大きなスポンジ状体を用いている。スポンジ状体としては、内部に無数の独立気泡が形成された通気性のないものであってもよく、連続気泡が形成された通気性を有するスポンジ状体であってもよい（請求項３）。

請求項１に記載の発明によれば、セメントミルクを下方に向けてポンプ圧送するにあたり、ホース内に詰め物があるため、重力によるセメントミルクの自由落下が起こらず、ホース内を完全にセメントミルクで充填した状態で圧送することが可能となる。従って、セメントミルクを搬送先に確実に定量供給できる。すなわち、吹き付け機械よりも吹き付け場所（施工対象）が下方にある場合、セメントミルクを骨材との混合装置までエアを咬ますことなく圧送できるため、セメントミルクが定量供給されて、骨材との混合比率が変化せず、高品質のモルタル・コンクリート構造物を造成できる。

また、一旦、ホース内がセメントミルクで充填されてしまえば、圧送し続ける限りはエアが混入して不定量となることは無い。これは、セメントミルクにある程度の粘性があるため、エアの逆流を防げるからである。また、粘性度をより高めるために、水セメント比を変えて水の量を少なくしたり、減水剤を少量にすることは、エアの逆流を防ぐ上で効果的である。セメントミルク濃度（水セメント比）については、現在までに本出願人が行ってきた各種試験結果により、セメントミルク濃度を１０％未満とすると、粘性度は高くなるものの搬送性及び品質が著しく低下し、４５％より高く設定すると、搬送性は向上するものの粘性度が低くなりエアの逆流を防ぐことができない事が判明している。従って、セメントミルク濃度（水セメント比）は１０〜４５％に設定した。尚、一般的に使用されるポンプの能力等を勘案すると、２０〜３５％に設定することがより好適である。また、減水剤については、その添加量をセメントに対する重量比で２．０％以下（より好ましくは１．０％以下）に留める。また、施工途中で吹き付けを休止する場合は、混合装置直前のセメントミルク搬送ホースに設けられたコック（栓）を閉めることで、ホース内をセメントミルクで充填した状態にて休止することができ、吹き付けの再開直後からセメントミルクが定量供給され、骨材との混合比率が一定に維持されることになる。

請求項２に記載の発明によれば、詰め物としてホース内径よりも大きなスポンジ状体を用いているので、スポンジ状体の伸縮性（高い形状変形率）を利用し、スポンジ状体をホース内に強引に詰め込むことで、ホース内を完全に塞ぐことができる。また、スポンジ状体は伸縮性に富むので、セメントミルクを圧送するポンプとして、スクイーズ式ポンプを用いる場合、ポンプの吸入口側にスポンジ状体を詰め込み、後続するセメントミルクと一緒にポンプ内に吸引して、吐出口からホース内に送り出すことができ、ポンプの吐出口より下流側でホース内にスポンジ状体を詰め込む場合よりも、ホース内への詰め込み操作が単純であり、容易である。

また、ポンプの吐出口より下流側でホース内にスポンジ状体を詰め込む場合、請求項３に記載の発明のように、通気性のあるスポンジ状体を用いることにより、スポンジ状体の詰め込み位置とポンプとの間に空気があっても、ポンプによるセメントミルクの圧送に伴って、この空気がスポンジ状体を通過し、スポンジ状体の後ろ（上流側）にセメントミルクが充填されることになるので、ホース内を完全にセメントミルクで充填した状態で圧送することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るセメントミルク圧送方法が採用されたセメント系混合物の吹付け工法を示す。この吹付け工法は、モルタル又はコンクリートの骨材１とセメントミルク２をノズル３よりも上流側の近傍部に配置した可搬式の混合装置４まで別々に圧送し、当該混合装置４で混合されたセメント系混合物（モルタル又はコンクリート）５をノズル３から施工対象（例えば法面）に吹き付けて、施工対象にモルタル又はコンクリートの構造物（例えば、法枠、法面保護層等）を築造するように構成されている。６は吹き付け機械であり、骨材１の圧送機７とそれに接続されたエアコンプレッサー８、セメントミルク圧送用のポンプ９等で構成される。１０はセメントミルク搬送ホース、１１は骨材搬送ホース、１２はセメント系混合物搬送ホースである。２ａはセメント、２ｂは水である。

尚、図１は、吹き付け機械６よりも吹き付け場所（施工対象）が下方にある場合を模式的に示している。

前記混合装置４は、混合用筒体１３を主体に構成されている。この混合用筒体１３は、図２に示すように、その内径Ｄが骨材搬送ホース１１の内径ｄよりもやゝ大径であって、一端側（吐出口１４側）を順次絞り気味にして、その吐出口１４の外周面部に、セメント系混合物搬送ホース１２を同芯状に接続するための雄ねじ部１５を形成する一方、他端側にも、骨材搬送ホース１１を同芯状に接続するための雄ねじ部１６を形成してある。混合用筒体１３における骨材搬送ホース１１の接続部近傍の筒壁１３ａには、セメントミルク２の注入コック１７を接続するための雌ねじ部１８を形成して、このコック１７にセメントミルク搬送ホース１０を接続するようにしている。

そして、前記雌ねじ部１８の筒体内方への延長軸線Ｐを、筒体軸線Ｑを通す状態で且つ筒体軸線Ｑに対して例えば４０度の角度θで傾斜させて、筒体１３内に圧送される骨材１に対してセメントミルク２を斜め後方から供給するように構成する一方、雌ねじ部１８による筒体１３内へのセメントミルク２の注入口部を筒体１３の軸線方向で絞って、この絞り口部によってセメントミルク２を膜状に拡散させるようにしている。

尚、前記ポンプ９としては、図３にその概要を示すように、ローター１９の回転によりポンピングチューブ２０を弾性変形させて、被搬送物（セメントミルク２）のポンピングチューブ１９への吸入と、吸入した被搬送物（セメントミルク２）のポンピングチューブ１９からの吐出とを行うスクイーズ式ポンプが使用されている。

この実施形態では、上記のセメント系混合物の吹付け工法において、セメントミルク２をポンプ９で前記混合装置４に圧送するにあたり、次のようなセメントミルク圧送方法を用いている。即ち、図３に示すように、セメントミルク搬送ホース１０内にセメントミルク２を堰き止め得る詰め物Ａを挿入し、詰め物Ａの後ろからセメントミルク２を詰め物Ａごと圧送するようにしている。

上記の構成によれば、吹き付け機械６よりも吹き付け場所（施工対象）が下方にあるにもかかわらず、セメントミルク２を骨材１との混合装置４までエアを咬ますことなく圧送できるため、セメントミルク２が定量供給されて、骨材１との混合比率が変化せず、高品質のモルタル・コンクリート構造物を造成できる。

即ち、セメントミルク２を下方に向けてポンプ圧送する場合でも、ホース１０内に詰め物Ａがあるため、重力によるセメントミルク２の自由落下が起こらず、ホース１０内を完全にセメントミルク２で充填した状態で圧送することが可能となる。従って、セメントミルク２を搬送先である混合装置４に確実に定量供給できる。

尚、吹き付け作業は、施工対象の近くで試し吹きを行い、詰め物Ａがノズル３から排出されたことを確認した後で行われることになる。この場合、一旦、ホース１０内がセメントミルク２で充填されてしまえば、圧送し続ける限りはエアａが混入して不定量となることは無い。これは、セメントミルク２にある程度の粘性があるため、エアａの逆流を防げるからである。施工途中で吹き付けを休止する場合は、混合装置４直前のセメントミルク搬送ホース１０に設けられたコック１７を閉めることで、ホース１０内をセメントミルク２で充填した状態にて休止することができ、吹き付けの再開直後からセメントミルク２が定量供給され、骨材１との混合比率が一定に維持されることになる。

詰め物Ａとしては、セメントミルク２を堰き止めることが可能で且つポンプ９による圧送が可能であるものであれば、例えば、不織布、織布、編布等の布帛を丸めたもの、紙を丸めたもの、図４の（Ａ）に示すような中実のスポンジ状体、図４の（Ｂ）に示すようなゴムまり、図４の（Ｃ）に示すような表面がスポンジ等の軟らかい弾性層２１に形成された硬質の球体２２等を用いることができ、詰め物Ａの形状も球状に限定されないが、図３に示した実施形態では、詰め物Ａとして、直径がセメントミルク搬送ホース１０の内径よりも大きな球状のスポンジ状体が用いられている。

従って、スポンジ状体の伸縮性（高い形状変形率）を利用し、スポンジ状体をホース１０内に強引に詰め込むことで、ホース１０内を完全に塞ぐことができる。また、スポンジ状体は伸縮性に富むので、スクイーズ式ポンプ９の吸入口側にスポンジ状体（詰め物Ａ）を詰め込み、後続するセメントミルク２と一緒にポンプ内に吸引して、吐出口からホース１０内に送り出すことができる。

尚、詰め物Ａとして、どのような物を用いるにしても、収縮させない状態における詰め物Ａの長径部分の断面積（詰め物Ａが持つ最も大きい断面積）は、ホース内部断面積（流路の断面積）の１．１〜９．０倍（より好ましくは３．０〜６．０倍）であることが望ましい。

また、セメントミルク圧送用のポンプ９として、プランジャー式のポンプを用いる場合、ポンプ９の吸入口側にスポンジ状体等の詰め物Ａを詰め込むと、ポンプ９の弁孔を通過することが困難であるから、ポンプ９の吐出口より下流側でホース１０内に詰め物Ａを詰め込むことが望ましい。この場合、詰め物Ａとして通気性のあるスポンジ状体を用いることにより、スポンジ状体の詰め込み位置とポンプ９との間に空気があっても、ポンプ９によるセメントミルク２の圧送に伴って、この空気がスポンジ状体を通過し、スポンジ状体の後ろ（上流側）にセメントミルク２が充填されることになるので、ホース１０内を完全にセメントミルク２で充填した状態で圧送することが可能となる。

本発明に係るセメント系混合物の吹き付け工法を説明する斜視図である。骨材とセメントミルクを混合する混合装置の断面図である。本発明に係るセメントミルク圧送方法を説明する概略断面図である。詰め物を例示する断面図である。従来例の問題点を説明する概略断面図である。

Ａ詰め物
１骨材
２セメントミルク
３ノズル
４混合装置
５セメント系混合物
９ポンプ
１０セメントミルク搬送ホース

Claims

モルタル又はコンクリートの骨材とセメントミルクをノズルよりも上流側に配置した混合装置まで別々に圧送し、当該混合装置で混合されたセメント系混合物をノズルから施工対象に吹き付けるセメント系混合物の吹き付け工法において、セメントミルクをポンプで下方に向けて前記混合装置に圧送するにあたり、セメントミルク搬送ホース内にセメントミルクを堰き止め得る詰め物を挿入し、セメントミルク濃度を１０〜４５％に設定しセメントに対する重量比で２．０％以下の量の減水剤を添加したセメントミルクを、詰め物の後ろから詰め物ごと圧送し、施工対象の近くで試し吹きを行って詰め物がノズルから排出されたことを確認した後にセメント系混合物をノズルから施工対象に吹き付けることを特徴とするセメント系混合物の吹付け工法。
詰め物としてホース内径よりも大きなスポンジ状体を用いることを特徴とする請求項１に記載のセメント系混合物の吹付け工法。
通気性を有するスポンジ状体であることを特徴とする請求項２に記載のセメント系混合物の吹付け工法。