JPH01268999A - 吹付けコンクリートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトンネル掘削面などに層着する吹付はコンクリ
ートの製造方法に関するものである。

〔従来技術とその課題〕

トンネル工事においては、近年、従来から行われている
鋼アーチ支保工に代わって或いはこれと併用して吹付は
コンクリートにより周辺地山の崩壊を防止することが行
われている。

この吹付はコンクリートの役割は、掘削直後に施工して
周辺岩盤の表面の凹凸を平滑にすることにより応力集中
の発生を防止すること、及び岩盤表面が外気に触れて風
化するのを防止すること、ざらに支保工部材の一部とし
て地山の崩落を防止すると共に地圧に対して抵抗力を持
たせること等である。

又、トンネル内での吹付はコンクリート工法の望ましい
条件は、吹付けに伴う粉塵が作業員の健康や労働意欲に
影響を与えない程度であること、トンネル内の作業が輻
較しないように施工機械はできるだけ小さいこと、吹付
は材料の運搬及び吹付は機への供給が円滑に行なえるこ
と、その他、特に吹付は後のコンクリートの品質が確保
されること、等である。

吹付はコンクリート工法としては、従来から主として乾
式１法が採用され、又、湿式１法も時には採用されてい
る。

乾式１法はトンネル工事において最も一般的に利用され
ているものであり、第４図に示すように細骨材（ａ）、
粗骨材（ａ）゛　とセメント（ｂ）とをミキサー（Ｃ）
でドライミックスし、これをアジテータカーを介して吹
付は機械（ｄ）に供給する際に急結剤（ｅ）を添加し、
しかるのちコンプレッサーげ）からの圧縮空気を吹付は
機械（ｄ）に導入してマテリアルホース（網内にドライ
ミンク材料を圧送し、その途上で水（ハ）をホース先端
のノズル（ｉ）においてノズルマンの操作により加えな
がら岩盤面に吹付けるものである。

しかしながら、この工法によれば、添加する水の量を吹
付は面の状態に応じて調節するものであるから、均等質
のコンクリートを得るのが困難であり、又、ドライミッ
クスの状態であるから骨材とセメントとが充分に付着し
ておらず、セメントが粉末の状態で圧送されることがあ
り、さらに水と骨材及びセメントとの混合がノズル部近
傍だけで行われるので、混合時間が短かく、混合が不充
分となって岩壁面に吹付は衝突した際に跳返りや粉塵の
発生が多くて材料の紛失や作業環境が悪くなる等の問題
点を有する。その反面、材料がドライミックスの状態で
あるので、圧縮空気による圧送が容易で長距離圧送がで
きるという長所を有している。

一方、湿式１法は第５図に示すように、細、粗骨材（ａ
）（ａ）　’　とセメント（ｂ）、水（５）等の全材料
をミキサー（Ｃ）中で混練しておいたのちアジテータ−
力を介して吹付は機械（ｄ）に供給し、コンプレッサー
（ｆ）からの圧縮空気中に急結剤（ｅ）を１共給しなが
らノズル（ｉ）から吹付けるものである。

この工法によれば、圧送前に材料を完全に混練してお（
ので、品質の管理が容易であると共に材料の分離も殆ん
ど生じなく、従って、吹付は時における粉塵の発生や材
料の跳返りが少ないという長所を有するが、材料の圧送
距離が短かいこと、吹付はホース内が材料により閉塞さ
れる場合が生じること、施工機械が大型化すること、予
め、骨材、水、セメント等の全材料を混練するので、混
練してから吹付けるまでの時間に制約を受けること、小
面積を何回にも分けて吹付ける場合には材料のロスが多
くなること等の欠点を有する。

このため、最近では上記乾式、湿式１法の両者の長所を
取入れた工法が開発され、例えば、第６図に示すように
、細、粗骨材（ａ）　（ａ）　’　とセメント（ｂ）と
をミキサー（Ｃ）でドライミックスしたものを吹付は機
械（ｄ）に供給し、その出口部分で必要水量を添加し、
その直後にコンプレッサー（ｆ）からの圧縮空気により
圧送する方法、或いは、圧縮空気中に必要水量を添加し
ておき、ホース中でドライミックスの材料として圧送す
る方法がある。

この工法によれば、吹付はホース内で圧送中に水とドラ
イミックスした材料とが充分に混合されて粉塵の発生が
少なくなり、圧送距離も多少長くなるが、岩盤面に吹付
は衝突した際の跳返りは改善されていない。そこで、添
加水中にポリエチレンオキサイド等の粘着性の材料を溶
かしておき、吹付けによって岩盤面に衝突した際に骨材
粒子が粘着剤により壁面に付着するようにした工法が開
発されたが、ホース内を圧送中に粘着剤がホース内壁内
に付着すると共に更にその粘着剤に細骨材とセメントと
が付着して粗骨材が分離する状態となり、従って、両骨
材が均等にノズルから噴出せずに粗骨材のみが先に噴出
して吹付初期に特に跳返りが多くなる。又、ホース内に
付着した細骨材が間欠的に固まって噴出する現象が生じ
てその反動でノズルマンに強い衝撃を与えることがある
。

この現象は、ホース等の管体を流れる空気等の流体の流
速分布は、管体の中心部が速（周辺部が遅いため、断面
積が大きくて圧力を受は易い粗骨材は中心部に流れ、細
骨材やセメントは周辺部に流れるために生じるものであ
る。

なお、トンネル内での吹付はコンクリートにおいて、上
向きの施工時に壁面に付着したコンクリートが自重によ
って剥離するのを防ぎ、さらに軟弱な他山では、吹付は
コンクリートの施工後、短時間で地圧に抵抗できる強度
にし、硬岩においても次の掘削のための発破が行われる
ことにより他山の崩落防止のために短時間で強度発現を
させる必要があることから、急結剤（ｅ）の使用が不可
欠であることは前記全ての工法に共通するものである。

本発明は上述した従来工法の問題点をなくすることを目
的とする吹付はコンクリートの製造方法を提供するもの
である。

〔課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の吹付はコンクリー
トの製造方法は、コンクリート材料となる細骨材と粗骨
材とにポリアクリルアミド等の高分子物質を水に溶かし
てなる粘着性溶液を添加して撹拌混合することによりこ
れらの骨材同士を固まり状態に付着させ、次いでセメン
ト粉末を添加して撹拌混合することにより独立の骨材に
分離させることなく骨材同士が付着し且つ表面にセメン
ト粉末を付着させた団粒状態のドライミックス状の固ま
りを形成し、しかるのち、この固まりを急結剤と共に吹
付は機に投入し、該吹付は機からマテリアルホース内を
吹付はノズルに向がって送給する途中で生コンクリート
化するための適量の水を添加することを特徴とするもの
である。

［作　　　用］ 細骨材と粗骨材とに粘着性溶液を添加して撹拌混合する
と、粘着性溶液が細骨材と粗骨材との表面全面にその粘
着力によって厚みのある液層状態に付着すると共に該粘
着液層を介して骨材同士が互いに接着し固まり状態とな
る。

次いで、セメント粉末を添加して撹拌混合すると、粗骨
材の周囲に細骨材が付着した状態又は細骨材或いは粗骨
材同士が付着した状態で夫々その表面に厚みのあるセメ
ント層を含んだ独立した団粒状態のドライな固まりとな
る。

この固まりを急結合剤と共に吹付は機に投入したのち、
マテリアルホース内を吹付はノズルに向かって送給する
と、ドライミックスされた骨材と同じ状態であるからホ
ースの内壁に付着することなくホース内を円滑に流動し
、その流動途中で適量の二次水を添加することによって
品質のよい吹付はコンクリートを製造できる。

この吹付はコンクリートをノズルから壁面に吹付ける時
に、粘着性溶液による骨材同士の強固な接着力によって
粗骨材が分離するのを防止され、ノズルマンに衝撃を与
えることなく吹付は作業が行えると共に壁面に良く付着
して跳返りが著しく減少し、又、粉塵の発生も殆どなく
なるものである。

〔実　施　例］ 本発明の実施例を図面について説明すると、まず、細骨
材（１）と粗骨材（２）とをミキサー（３）内に投入し
て両骨材（１０２）を充分に撹拌混合する。次いで、例
えばポリアクリルアミドのような高分子物質の増粘剤か
らなる粘着性を有する溶液（４）を−火水としてミキサ
ー（３）内に適量添加し、両骨材（１）（２）と共に撹
拌混練する。

この溶液（４）は、骨材（１）（２）の表面水と前記増
粘剤を溶かした水の量との緩和が、所望の生コンクリー
トに必要な単位水量（所望の単位コンクリートを形成す
るのに必要な水の重量）の′Ａ、、ｊ／、に等しい水量
に増粘剤を溶かしたものである。

骨材（１）（２）と溶液（４）とが撹拌混練すると、細
骨材（１）及び粗骨材（２）の表面に第２図に示すよう
に溶液（４）が付着し、該溶液（４）の粘着性のために
両骨材（１）（２）が溶液（４）を介して付着して固ま
り（５）を形成し、或いは細骨材（１）同志が固まり（
６）を形成するなどして全体の骨材は互いに接着した状
態となる。

次に、このような状態になった骨材に、セメントの粉末
（７）をミキサー（３）で撹拌されている骨材に対して
所望の生コンクリートに必要な単位量の全量を一度に或
いは徐々に添加すると、骨材の表面に付着した粘着性を
有する溶液（４）の中にセメント（７）が次第に混合さ
れ、ついにはセメント（７）が骨材表面に付着した溶液
（４）の層の外表面に第３図に示すように現われ、粘着
性溶液（４）により粗骨材（２）の周囲に細骨材（１）
が付着した状態又は細骨材、粗骨材同志が付着した状態
で夫々その表面にセメントを含んだ溶液被膜層０９）を
有し且つ該被膜層表面にセメント（７）が付着してなる
独立した団粒状態（８）（９）となる。

二のような状態は、溶液（４）の星とセメント（７）の
量との割合及びミキサー（３）の撹拌能力によって生じ
るものであり、望ましくは団粒化した骨材の大きさが略
均等でノズルまでの圧送に支障とならない程度であれば
よく、その表面にセメント混入溶液被膜層０９）を有し
、且つ該被膜層表面にセメント層が付着したドライミッ
クス状態のものがよい。

このようにして、乾式法により溶液（４）とセメント（
７）が表面に付着したドライミックス状態の骨材（１）
“（２）゛の団粒化物（８）　（９）を得たのち、次に
、この団粒化物（８）　（９）をベルトコンベア等の運
搬手段００）によってミキサー（３）から吹付は機（１
１）まで搬送し、吹付は機（１１）に投入する。この運
搬手段０ωによる運搬中に急結剤０２）を骨材量に対し
て一定量、均等に添加する。

吹付は機（１１）には、その骨材出口部に、別途に設け
たコンプレッサー０３）から送られる圧縮空気を送通す
るエアーホース０４）を連結、連通させていると共に骨
材をトンネル壁面０５）まで送輪するマテリアルホース
００を接続してあり、吹付は機（１１）に投入した骨材
を出口から所定量、定量的に連続して排出するようにな
っている。又、マテリアルホースｑＧ）の先端には、先
端を大気中に開放している吹付はノズル０′７）が取付
けられである。

吹付は機（１１）に投入された団粒化物（８）　（９）
は、吹付は機（ＩＩ）の出口から定量的に排出され、且
つコンプレッサー側からの圧縮空気がマテリアルホース
０ωを通じてノズル０７）の開放端に向かって高速で流
通し、この空気流中に団粒化物（８）　（９）が導入さ
れて、該団粒化物（８）　（９）は該空気流に乗ってマ
テリアルホース０ωからノズル０７１に流送されるもの
である。その流送途中、即ち、吹付は機（１１）とノズ
ル０７）間におけるマテリアルホースθωの適宜部位に
、生コンクリートを形成するに必要な単位水量（前述し
た水量の残量であるｚ−′／４）の水０８）を二次水と
して適宜手段により供給する。なお、第１図においては
該二次水０８）を吹付は機（ＩＯの出口部近傍のマテリ
アルホース０ωに供給している。

この二次水０８）は、団粒化物（８）　（９）の表面層
を形成でいるセメント（７）をセメントペースト状ＱＯ
にする役割を果たすものである。

この状態にしてノズル先端開口部からトンネル壁面０５
）に吹付けられる。この際、粘着性溶液（４）によって
粗骨材（２）の周囲に細骨材（１）が付着しており、或
いは細骨材、粗骨材同士が付着している団粒化物（８）
　（９）は、マテリアルホース０ω内で分離することな
くそのま＼壁面に吹付けられる。

壁面０５１に吹付けられた団粒化物（８）　（９）は、
その表面に粘着性を有する溶液（４）と、該溶液の内部
及び表面にセメント（７）を付着した層を形成してあり
、且つそのセメントは水００によって層０９）の表面で
セメントペースト化しているので、溶液及びセメントペ
ーストの粘着性により、さらに溶液被膜Ｎ側がクツショ
ンとなることによって反発力を失い、跳返ることなく粘
着性によって確実に壁面θつに付着するものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の吹付はコンクリートの型造方法に
よれば、コンクリート材料となる細骨材と粗骨材とに粘
着性溶液を添加して撹拌混合するので、該粘着性溶液を
細骨材と粗骨材との表面全面にその粘着力によって厚み
のある液層状態に付着させることができると共に該粘着
液層を介して骨材同士を互いに接着させることができ、
次いでセメント粉末を添加して撹拌混合するので、粗骨
材の周囲に細骨材が付着した状態又は細骨材或いは粗骨
材同士が付着した状態で夫々その表面に厚みのあるセメ
ント層を含んだ独立した団粒状態のドライな固まりに形
成できるものである。

従って、この団粒化物は乾式１法で得られるドライミッ
クスされた骨材と同じ状態となってホースの内壁に付着
することなくホース内部を円滑に流動し、長尺のホース
を使用して団粒化物の圧送距離を長くすることができる
と共に団粒化物を形成している骨材同士の分離を粘着性
溶液によって防止した状態で均等に流動させろうことが
できるものである。

さらに、その流動途中で適量の二次水を添加することに
よって品質のよい吹付はコンクリートを製造することが
できると共にこの吹付はコンクリ−トをノズルから壁面
に吹付ける時に、粘着性溶液による骨材同士の強固な接
着力によって粗骨材が分離するのを防止され、ノズルマ
ンに衝撃を与えることなく円滑な吹付は作業が行えるも
のである。

又、前述したように、団粒化物が壁面に衝突した時に、
該団粒化物の骨材間の粘着性を有する溶液及び周囲のセ
メントペーストがクツションとなって団粒化物は反発力
を失い、又、その粘着性によって壁面に確実に付着させ
ることができるものであり、その上、セメントや極小の
細骨材はそれ自体、独立して吹付けられることがないの
で、粉塵の発生を防止することができるものである。

さらに、骨材の表面水と粘着性液体の水分及び生コンク
リート化するための水量との緩和が吹付けられる骨材に
必要な水量であり、ドライミックス状の団粒化物に形成
する前記表面水の量による単位水量の変動を粘着性液体
の含水量で調節することによって生コンクリート化する
ための水量が自動的に決定され、従って、ノズルマンに
より水量を調節しながら吹付ける従来工法よりも品質の
良好なコンクリートを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はその製造
工程から吹付けまでのブロック線図、第２図は第１図の
工程において吹付は骨材形成順序を示す説明図、第３図
はドライミックス状態の骨材の拡大断面図、第４図乃至
第６図は従来工法を示すブロック線図である。 （１）・・・細骨材、（２）・・・粗骨材、（３）・・
・ミキサー、（４）・・・溶ン夜、（７）・・・セメン
ト、（８）　（９）・・・団粒化物、（１１）・・・吹
付は機、０２）・・・急結剤、０ω・・・マテリアルホ
ース、θの・・・ノズル。 特許出願人　　株式会社　奥村組 ＶＷｒよ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、コンクリート材料となる細骨材と粗骨材とにポ
   リアクリルアミド等の高分子物質を水に溶かしてなる粘
   着性溶液を添加して撹拌混合することによりこれらの骨
   材同士を固まり状態に付着させ、次いでセメント粉末を
   添加して撹拌混合することにより独立の骨材に分離させ
   ることなく骨材同士が付着し且つ表面にセメント粉末を
   付着させた団粒状態のドライミックス状の固まりを形成
   し、しかるのち、この固まりを急結剤と共に吹付け機に
   投入し、該吹付け機からマテリアルホース内を吹付けノ
   ズルに向かって送給する途中で生コンクリート化するた
   めの適量の水を添加することを特徴とする吹付けコンク
   リートの製造方法。