JPH025704B2 - - Google Patents

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け
コンクリークの製造方法とそのコンクリートの吹
付け方法に関するものである。

（従来技術とその問題点） 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つて、或いはこれ
と併用して吹付け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。

この吹付けコンクリートの役割は、掘削直後に
施工して周辺地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
の表面が外気に触れて風化するのを防止するこ
と、さ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け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
康や労働意欲を与えないことである。

このための方法として、本発明の出願人は、特
願昭57−23280号特開昭58−143098に記載してい
るように、粘着性を有する溶液を細骨材、粗骨材
に付着させたのち、充分な量のセメントをまぶし
てドライミツクス状態の材料を形成し、しかるの
ち、この材料に適量の水と急結剤を添加すること
を特徴とする吹付けコンクリートの製造方法、及
び前記ドライミツクス状態の材料を吹付け機の供
給し、適量の水と急結剤とを添加して生コンクリ
ート化しながら吹付けを行う方法を開発した。

しかしながら、この方法によれば、細骨材、粗
骨材に粘着性を有する溶液を付着させた後にセメ
ントをまぶすので、セメントをまぶす前に骨材同
士が粘着している状態となつてこの状態からセメ
ントをまぶしても個々の骨材の全表面にセメント
を付着させることができず、このため、骨材が塊
状となつて吹付機で圧送、吹付けを行うに際して
マテリアルホース内で脈動が生じたり、該ホース
が閉塞したりして吹付作業が困難となる欠点があ
る。又、骨材個々の全表面にセメントを付着させ
るにはミキサーの回転を高速にしなければならず
その所要時間も長くかかる等の問題点があつた。

（発明の目的） 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたも
ので、個々の骨材表面に略均一にセメントを付着
させることができ、且つ吹付時における粉塵の発
生を極めて少なくすることができる吹付けコンク
リートの製造方法及びそのコンクリートの吹付け
方法を提供するものである。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明による吹付
けコンクリートの製造方法は、コンクリート材料
となる骨材にカルボン酸含有アクリル共重合体の
エマルジヨンとセメント粉末とを同時に又は別々
に添加して撹拌混合することにより、骨材表面に
前記カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジヨ
ンを介してセメント粉末を付着させたドライミツ
クス状の骨材を形成し、次いで、該骨材に生コン
クリート化するための適量の水と急結剤を添加す
ることを特徴とするものであり、又、このコンク
リートの吹付け方法としては、前記ドライミツク
ス状の骨材を吹付機に供給し、該吹付機による圧
送途中において骨材に生コンクリート化するため
の適量の水と急結剤を添加しながら圧縮空気によ
つて吹付けを行うことを特徴とするものである。

（作用） カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジヨン
は酸性を有しており、これがアルカリ性を有する
セメントの水溶液と混合して中和すると、粘性を
発揮する性質がある。従つて、骨材にカルボン酸
含有アクリル共重合体エマルジヨンとセメント粉
末を混合すると、粘性化したカルボン酸含有アク
リル共重合体エマルジヨンによつて骨材表面にセ
メント粉末が容易に付着し、ドライミツクス状の
骨材が得られる。

この骨材を吹付機によつて吹付けを行う際に、
適量の水と急結剤を添加して生コンクリート化す
るものである。

（実施例の説明） 本発明の実施例を図面について説明すると、ま
ず、細骨材ｓと粗骨材ｇとをミキサー１に投入し
て両骨材ｓ，ｇを充分に撹拌混合する。

次いで、これらの混合骨材ｓ，ｇにカルボン酸
含有アクリル共重合体のエマルジヨンｋを加えて
撹拌しながら所定量のセメントｃを一度に又は
従々に添加する。

カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジヨン
は、前述したように、酸性を呈しており、アルカ
リ性水溶液と中和すると粘性を発揮する性質を有
する。そして、セメントの水溶液はアルカリ性を
呈するので、これが前記骨材に付着したカルボン
酸含有アクリル共重合体エマルジヨンｋと混合す
ると、中和反応を起こして粘性を有するエマルジ
ヨンとなり、従つて、個々の骨材表面にこの粘性
エマルジヨンを介してセメントが容易に付着する
ものである。

この状態からさらにセメントｃを加えると、粘
性化したエマルジヨンの表面にセメントをまぶし
た状態となり、骨材ｓは個々に分離した状態、即
ち、ドライミツクス状態となる。

このようにして、粘性エマルジヨンとセメント
ｃが表面に付着したドライミツクス状態の骨材
s′，g′を得たのち、次ぎに、この骨材s′，g′をベ
ルトコンベア等の運搬手段２によつてミキサー１
から吹付機３にまで搬送し、吹付機３に投入す
る。この運搬手段２による運搬中に急結剤４を骨
材量に対して一定量、均等に添加する。

吹付機３には、その骨材出口部に、別途に設け
たコンプレツサー５から送られる圧縮空気を送入
するエアーホース６を連結、連通させていると共
に骨材をトンネル壁面７まで送輸するマテリアル
ホース８を接続してあり、吹付機３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
ようになつている。又、マテリアルホース８の先
端には、先端を大気中に解放している吹付ノズル
９が取付けられている。

吹付機３に投入された骨材s′，g′は、吹付機３
の出口から定量的に排出され、且つコンプレツサ
ー５からの圧縮空気がマテリアルホース８を通じ
てノズル９の解放端に向かつて高速で流通し、こ
の空気流中に骨材s′，g′が導入されて、該骨材s′，
g′は該空気流に乗つてマテリアルホース８からノ
ズル９に流送されるものである。その流送途中、
即ち吹付機３とノズル９間におけるマテリアルホ
ース８の適宜部位又はノズル９に、コンクリート
を形成するに必要な単位水量の水１０を適宜手段
により供給する。なお、第１図においては、該水
１０を吹付機３の出口部近傍のマテリアルホース
８に供給している。

この水１０は、骨材s′，g′の表面に付着してい
るセメントｃをセメントペースト状にする役割を
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７に吹付けられる。

壁面７に吹付けられた細骨材s′は、その表面に
粘着性を有するエマルジヨンと、該エマルジヨン
の内部及び表面にセメントｃを付着した層を形成
してあり、且つそのセメントは水１０によつて層
の表面でセメントペースト化しているので、エマ
ルジヨン及びセメントペーストの粘着性により、
さらにエマルジヨンとセメントからなる被覆層が
クツシヨンとなることによつて、跳返ることなく
確実に壁面７に付着するものである。

又、粗骨材g′においても細骨材ｓと同様に反発
エネルギーを失い、さらに壁面７に付着した細骨
材表面の粘着性によつて互いに付着して壁面から
跳返る率は非常に少なくなる。

第３図は本発明の吹付け方法と従来の乾式によ
り吹付け方法との粉塵発生量の比較を示すもの
で、本発明による吹付け方法Ａ，Ｂは従来の方法
Ｃに比べて粉塵の発生が極めて少ないことが理解
できる。

なお、以上の実施例においては、細骨材ｓと粗
骨材ｇとを共にミキサー１に投入して混合した
が、第２図に示すように、これらの骨材ｓ，ｇを
夫々別個のミキサー１ａ，１ｂに投入して適量の
エマルジヨンｋとセメントｃとを夫々のミキサー
１ａ，１ｂに添加し、撹拌混合して細骨材s′と粗
骨材g′を形成したのち、これらをミキサー１ｃに
送り込んで撹拌混合してもよい。又、壁面７への
吹付けをモルタルのみで行う場合には、細骨材
s′を形成するだけでよい。

又、急結剤の添加は、水１０に急結剤４を溶解
させた状態にして添加してもよく、さらに、水１
０とは別個にマテリアルホース８或いはノズル９
に供給してもよい。

上記方法において、使用するカルボン酸アクリ
ル共重合体としては、例えば、メタクリ酸と（メ
タ）アクリル酸のアルキル（アルキル基の炭素数
１〜４）エステルとの重合体がある。

この重合体のエマルジヨンは、上記２種の単量
体と水とを乳化剤（例えば、硫酸エステル塩）を
用いて混合し、乳化または分散させて重合させる
ことにより得ることができ、重合体の固形分濃度
が20〜30％である重合体エマルジヨンの粘度は、
通常、３〜20cps（30℃、Ｂ型粘度計を使用して毎
分12回転で測定）である。

この重合体エマルジヨンは酸性（PH1.5〜3.5）
を呈し、これをカセイソーダで中和すると粘性、
曳糸性が発現し、第４図に示すように、例えば、
重合体の純分0.25％のカルボン酸アクリル共重合
体の場合、約1cpsから約40cpsまで増粘し、PH８
近傍で最大の粘度を示す。そして、重合体の純分
が増加するにしたがつて中性域での粘度と指数関
数的に増加する。

又、セメントｃとしては、普通ポルトランドセ
メント、高炉セメント、早強セメント等を使用す
ると共にこのセメントの急結剤４としては、アル
ミン酸カリウム、カルシウムアルミネート等が適
宜使用される。

本発明の吹付け方法は、このようにカルボン酸
含有アクリル共重合体エマルジヨンがアルカリ性
溶液と反応した時にのみ粘度が大きくなる性質を
利用したもので、骨材に粘性剤を混合するのでは
なく、このエマルジヨンによつて骨材表面を湿潤
状態にしたのちにセメントを混合することにより
エマルジヨンに粘性を発揮させて骨材表面に確実
にセメントを付着させ、さらにセメントをまぶす
ことによつて骨材全体をドライミツクス状態にす
るものである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、コンクリート材
料となる骨材にカルボン酸含有アクリル共重合体
のエマルジヨンとセメント粉末とを添加して撹拌
混合させるものであるから、カルボン酸含有アク
リル共重合体エマルジヨンはセメントと反応する
までは粘性や曳糸性を有しないので、このエマル
ジヨンを骨材に混合させた場合、骨材同志を付着
させることなく個々の骨材の表面を均一に湿潤状
態にすることができ、この状態でセメントの添加
により該セメントと反応して始めて粘性を生じる
ものであるから、個々の骨材表面に粘性化したエ
マルジヨンを介してセメントを均一に付着させる
ことができるものである。

さらに、骨材に対するカルボン酸含有アクリル
共重合体エマルジヨンとセメントとの混合撹拌
は、特別に高速回転の混合ミキサーを使用するこ
となく通常のミキサーによつて短時間で容易且つ
均一に混練することができる。

又、骨材表面にカルボン酸含有アクリル共重合
体のエマルジヨンを介してセメント粉末を付着さ
せたドライミツクス状の骨材に形成しているの
で、吹付け機に供給して吹付けを行う際に、マテ
リアルホース等の圧送通路内に詰つたり脈動が生
じたりすることなく、円滑に吹付け作業を行うこ
とができ、その上、粉塵の発生を少なくして良好
な作業環境を維持できるものである。

【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
吹付けコンクリートの製造工程から吹付けまでの
ブロツク線図、第２図は本発明の別の実施例を示
すブロツク線図、第３図は粉塵発生量の比較表図
第４図はカルボン酸含有アクリル共重合体エマル
ジヨンのPH−粘度線図である。 ｓ，ｇ……骨材、ｃ……セメント粉末、ｋ……
カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジヨン、
１……ミキサー、３……吹付機、８……マテリア
ルホース、１０……水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンクリート材料となる骨材にカルボン酸含
   有アクリル共重合体のエマルジヨンとセメント系
   粉末とを同時に又は別々に添加して撹拌混合する
   ことにより、骨材表面に前記カルボン酸含有アク
   リル共重合体エマルジヨンを介してセメント粉末
   を付着させたドライミツクス状の骨材を形成し、
   次いで、該骨材に生コンクリート化するための適
   量の水と急結剤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。 ２ コンクリート材料となる骨材にカルボン酸含
   有アクリル共重合体エマルジヨンとセメント粉末
   とを同時に又は別々に添加して撹拌混合すること
   により、骨材表面に前記カルボン酸含有アクリル
   共重合体エマルジヨンを介してセメント粉末を付
   着させたドライミツクス状の骨材を形成し、次い
   で、該骨材を吹付機に供給し、吹付機による圧送
   途中において該骨材に生コンクリート化するため
   の適量の水と急結剤を添加しながら圧縮空気によ
   つて吹付けを行うことを特徴とするコンクリート
   の吹付け方法。