JPH03176565A - 急結性吹付材の吹付方法 - 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、セメントを結合材とする急結性吹付材の吹付
方法、さらに詳しくは、セメント急結材を粉末状で添加
する急結性吹付材の吹付方法に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来より、吹付工事には、材料のリバウンド防止、肌落
ち防止、短時間強度の発現を主たる目的として、セメン
ト急結材を配合した急結性吹付材が用いられている。

一般に、その吹付法は、吹付機にセメント、砂、砂利の
空練り混合物をベルトコンベアにて供給する一方、別の
ベルトコンベアからセメント急結材を供給し、あとは水
を加えるだけで急結性吹付材となるインスタント混合物
を混合しながらノズルに向けて圧送し、ノズル先端近く
で水と合流させて施工されている。

吹付工事は、通常、吹付機からノズルまでの距離が、数
十ｍ１場合によっては、百ｍをこえて行なわれているの
が実情であり、そのため、砂、砂利に水分が５％程度以
上含まれているとインスタント混合物がその圧送途中で
反応して圧送ホースを詰まらせて施工ができなかったり
急結性の強い材料を十分に使用できないという欠点があ
った。

このため、トンネル内壁への吹付工事においてトンネル
内に湧水があると工事ができなくなるのが現状で、止水
材の注入工事や水抜きポーリングを行なう必要があり、
この間工期の延長および大幅な工事費の上昇を余儀なく
されていた。さらには、セメント急結材の使用量を多く
必要とし経済的でないばかりか、吹付材の長期強度の低
下があり実用上大きな問題があった。

又、セメント、砂、砂利にあらかじめ水を加えて混練り
したモルタルコンクリートを吹付けるいわゆる湿式吹付
工法においては、モルタルコンクリートには水が混合さ
れているためこれに急結剤を混合すると直ちに凝結し吹
付施工ができないという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、これらの問題点を解決するために種々検討
した結果、カルシウムアルミネートを含有するセメント
強力な急結材粉末を空練り混合物又は湿式混合物の送給
圧力よりも０．１〜３気圧高い圧力で空気圧送し、吹付
ノズルから４０ｍ１２Ｊ内の任意の位置で、セメントを
含む空練り混合物又は湿式混合物の流れに対し１０〜６
０度の角度で合流させる際にカルシウムアルミネートを
圧送する空気として脱水空気又はドレンぬきを充分に行
なった高圧空気を用いればよいことを見い出し、本発明
を完成したものである。セメントの空練り混合物にカル
シウムアルミネートを含有するセメント急結材粉末を加
える場合同時にまたは前後に水を混合するのは当然であ
る。

すなわち、本発明は、吹付ノズルに向けて送給されてい
る、必要に応じて骨材を含有するセメントの空練り混合
物又は湿式混合物に、吹付ノズル先端より４０ｍ以内に
任意の位置でセメント空線混合物又は湿式混合物の送給
圧力より０．１〜３気圧高い圧力で定量的に空気圧送さ
れてくるカルシウムアルミネートを含有するセメント急
結材粉末を、セメントを含む空練り混合物又は湿式混合
物の流れに対し１０〜６０度の角度で混合し、ついで必
要に応じて水を混合し、連続的に急結性吹付材を調製し
ながら吹付ノズルから噴射させて急結性吹付材を吹付け
る方法において、カルシウムアルミネートを圧送する空
気として脱水空気又はドレンぬきを充分に行った高圧空
気を用いることを特徴とする急結性吹付材の吹付方法で
ある。

以下、本発明方法を詳しく説明する。

本発明法で使用されるカルシウムアルミネートとしては
、Ｃａｎ　’　Ａｌ２Ｏ，，１２ＣａＯ・７八１２０３
、ＣａＯ２八１２０３、３ＣａＯ”　　Ａｌ２Ｏ，、３
ＣａＯ・　３＾１２０．−ＣａＦ２．１１ＣａＯ・７Ａ
１２０３　・ＣａＦ２及びこれらカルシウムアルミネー
トの水和物、カルシウムアルミネート永和物の加熱脱水
物、カルシウムアルミネート永和物の加熱脱水無定形物
など、種々のカルシウムアルミネートを用いることがで
きるが、とくに、カルシウムアルミネートの溶融物を急
冷して得られる無定形カルシウムアルミネート、中でも
、１２ＣａＯ”　７Ａ１、０３又は１１［１’ａＤ・７
Ａ１２０３・ＣａＦｚの組成もしくはこれに近似した組
成を有する無定形カルシウムアルミネートは、急結性が
強いので好ましい。なお、これらカルシウムアルミネー
トに、炭酸ソーダ、アルミン酸ソーダ、硫酸ソーダ、ミ
ョウバン石、焼成ミョウバン石、半水層こう、セピオラ
イト等天然鉱物、カルシウムサルフォアルミネートを併
用することも可能である。とくに、無定形カルシウムア
ルミネートと炭酸ソーダなどのアルカリ炭酸塩の併用は
好ましい。

セメント急結材の粉末度は、ブレーン値で３、０００　
ｃｍ２／ｇ程度以上、好ましくは、４．５００〜７．０
００　ｃｍ２／ｇとするのが、反応性と経済性の点で好
ましい。

本発明では、前記した従来の問題点を解消するために、
カルシウムアルミネートを含有するセメント急結材を特
定の条件下に、脱水空気又はドレンぬきを十分に行った
高圧空気を用いて空気圧送し、混合するところに主たる
特徴を有するものであるが、これの圧送中に配合材料が
比重差、粒度差により分離し、セメントの急結反応がバ
ラツクことかあるので、これを解決するには、急結材中
の成分の比重差が０．１増加するごとに、セメント急結
材の粉末度を２００〜３００　ｃｍ２７Ｈの割合で微粉
砕すればよい。

セメント急結材の空気圧送機については、通常使用され
ている定量圧送が可能なものであればよく、乾式吹付機
や粉末吹付機の別なく使用できる。その圧送条件は、種
々検討を加えた結果、セメントを含む空練り混合物、又
は湿式混合物の送給圧力よりも０．１〜３気圧高くして
圧送合流させるのがよいことを見いだした。とくに、こ
の条件は後者の湿式混合物とセメント急結材とを合流さ
せる際に好適となり、セメント急結材粉末の圧送圧力が
前記空練り混合物又は湿式混合物の送給圧力よりも低い
とセメントや骨材が急結剤圧送管へ逆流してセメントや
骨材中の水分によりカルシウムアルミネートが固化する
ので詰りやすくなる。

セメント急結材の圧送用ホースの径としては、１０〜５
０ｍｍ程度、とくに２０〜３０ｍｍ程度が好ましい。圧
送用ホース径があまりにも太すぎると流速が遅くなって
詰りやすくなるし、またセメント急結材の分離が起りや
すくなる。一方、ホース径があまりにも細すぎると、圧
力損失が大きくなって好ましくない。

セメント急結材の圧送空気としては、脱水空気又はドレ
ーンぬきを充分に行なった高圧空気を使用するのが好ま
しい。空気が多量の水分を含有していると、本発明で用
いるカルシウムアルミネートは、セメントに対し急硬性
を付与すると共にそれ自身水に接触すると急硬性を有す
る物質があるが故に、セメント急結材がホース内で詰っ
たり、硬化したりすることがある。従って、セメント急
結材を圧送する空気としては、脱水空気を用いるのが好
ましく、特に空気を圧縮する場合、空気中の湿分が結露
するので、十分にドレーンぬきするのが好ましい。セメ
ント急結材粉末と前記空練り混合物又は湿式混合物との
合流には、Ｙ字管を使用するのが望ましい。

Ｙ字管の角度は１０〜６０度好ましくは２０〜４５度と
するのが詰り防止と空練り混合物又は湿式混合物との混
合性向上の点で好ましい。また、Ｙ字管の断面積は圧送
量に比例させておくと逆流を防止できる。

Ｙ字管の取付は位置は、吹付ノズル先端よりも４０ｍ以
内の任意の位置、好ましくは５〜２０ｍに設置するのが
、混合性と詰り防止の点でよい。吹付ノズル先端よりも
４０ｍをこえた位置にＹ字管を設置したのでは、急結性
吹付材が骨材中の水分と反応して詰りやすくなり、また
１ｍ程度よりも著しく吹付ノズルに近接した位置であっ
ては、セメント急結材の混合性が悪くなる。

本発明で送給される空練り混合物又は湿式混合物は、例
えば、リグニンスルホン酸塩、β−ナフタレンスルホン
酸塩ホルマリン縮合物、スルホン化メラミンなどを主成
分とするセメント減水剤等が添加されたものであっても
よい。

このような本発明方法を採用することによって、吹付材
のホースでの詰りかなくなり、前記した従来法の問題を
解消できる。

なお、空練り混合物又は湿式混合物を送給するための機
械やその輸送ホースについては、従来使用されているも
のが使用され、送給機械としては、通常の吹付機や粉体
吹付機、輸送ホース径としては、ｌＯ〜１００ｍｍ程度
、その送給圧力は２〜１０　ｋｇ／ｃｍ”程度である。

又、本発明方法はコンクリート以外の用途にも使用可能
である。例えば耐火物の吹付にも使用可能である。この
場合セメントのかわりにアルミナセメント等の耐火物バ
インダーが使用できる。又バインダーが少量の場合はバ
インダーと急結材を混合して同時に吹付機で吹付むこと
かできる。

以下、参考例及び実施例をあげてさらに詳しく説明する
。

参考例１ 第１表に示すコンクリート配合となるように、材料を供
給し、吹付試験を行なった。使用材料のセメントは、商
品名「デンカ普通ポルトランドセメント」、砂及び砂利
は姫用産、セメント急結材として、カルシウムアルミネ
ートノ無定形物を主材と、し、その粉末度がブレーン値
４、５００　ｃｍ”／ｇ程度である商品名「デンカナト
ミックＴ−５」　（電気化学工業■製）を用いた。

試験は、砂の表面水を、３％、５％、７％。

及び９％と変化させて、それぞれ５ｍ３吹付けた。

吹付方法は、吹付材料としてのセメント、砂、砂利の空
練り混合物を吹付機（アリパー■製アリバー４００〉で
、その送給条件を、ホース内径５０ｍｍ、ホース長さ１
００ｍ、空気圧６ｋｇ／Ｃｍ２、空気量５ｍ３／分とし
て吹付ノズルに向けて送給すると共に、吹付ノズル先端
より１０ｍ手前に吹付材料の流れ方向とセメント急結材
の流れ方向との角度が４５度のＹ字管を設置し、そこで
セメント急結材粉末と合流させたのち、さらに水と合流
させて吹付けた。

セメント急結材粉末の圧送合流には、空気圧送方式の「
ブロマート」（技術資源開発■製）を用い、その圧送条
件は、ホース内径３０ｍｍ、ホース長さ１００　ｍ　ｓ
空気圧７　ｋｇ／ｃｍ’にして、圧送し、前記空練り混
合物と合流させた。

比較のため、従来法として、前記空練り混合物ヲ「アリ
パー４００」にベルトコンベアーにより供給すると共に
、そのベルトコンベアー上にセメント急結材を自動散布
する方法により供給し、このインスタント混合物を「ア
リバー４００」を用いて前記条件で吹付ノズルに向、Ｕ
て圧送すると共に、吹付ノズル先端付近で水を合流配合
して吹付けた。

その結果、従来法では、表面水が５％までは問題なく施
工できたが、表面水が７％、９％の砂を用いたときには
、ホースが詰まり圧送することができなかった。これに
対し、本発明方法においては、詰りかなく施工でき、ト
ンネル内の湧水（２トン／分）に対しても問題なく施工
できた。

また、本発明方法では、砂の表面水の多いもの程、リバ
ウンド量とセメントの粉塵発生が少なかった。そのリバ
ウンド量の測定結果を第２表に示す。

第　　２　　表 参考例２ 参考例１と同様の方法において、セメント急結材粉末の
合流位置にもとづく吹付材の急結性状をみるため、吹付
ノズル先端より０．５．Ｉ。

３．５，１．０，１５，２０．４０．５０．６０ｍのそ
れぞれの位置にＹ字管を設置し、表面水７％の砂を使用
して、それぞれ３ｍ″吹付した。

その結果、０．５ｍの位置にＹ字管を設置したものは、
充分に混合されずに急結性状にバラツキが生じたが、１
〜４０ｍに設置したものは急結性状にバラツキがなく施
工でき、とくに５〜２０ｍに設置したものでは、すぐれ
た急結性状を示した。

５０ｍ以遠に設置したものは、ホースに詰りか起り、圧
送空気量を増やしてみても圧送することが困難であった
。又、１ｍ以内での混合を良くするためにパイプにねじ
りを入れたり、管内に混合機（例えばラインミキサー）
を入れたり、吹付み口を二ケ所以上としたり、これら手
段を組合せたりすることにより急結材の吹込み口をノズ
ル先端からｌＱｃｍ程度まで短縮できた。

参考例３ 参考例１において、「ブロマート」のかわりに「アリバ
ー４００ｊを用いて吹付けた。セメント急結材粉末と空
練り混合物の圧送条件を共に６　ｋｇ／ｃｍ２にして吹
付けたところ、５ｍ３の施工量でＹ字管に詰りか生じた
が、直ちに、セメント急結材粉末の圧送条件を７　ｋｇ
／ｃｍ’にしたところ、その詰りを解除することができ
た。

又、急結材とセメント混合物の圧送圧力を変化させて各
１ｍ３の吹付試験を行った。その結果を第３表に示す。

第　　３　　表 急結材の圧送圧力がセメ ン ト混合物の圧送圧 力と同等以下では急結付側のホース及びセメント混合物
側の両ホースの混合部につまりが生じ、急結材の圧送圧
力が１１　ｋｇ／ｃｍ’ではセメント混合物のホースの
混合部より圧送機側につまりが生じた。この結果より急
結材の圧送圧力はセメント混合物の圧送圧力よりも０．
１〜３　ｋｇ／ｃｍ”高い場合につまりがなく好ましい
ことがわかる。

又、急結材の吹付角度を変化させて、つまりゃ混合性を
試験した。結果を第４表に示す。

吹付角度が９０度より大きい角度ではりまりが生じ、９
０”以下ではつまりがなかったが、混合性は６０°〜１
０°の角度良好となり、急結材の量が少なくてもリバウ
ンドを少くすることができた。

参考例４ 参考例１と同じ材料を使用して、Ｗ／Ｃ＝０．５５のｌ
：３モルタルを混練した。このモルタルには、セメント
減水剤として「マイティ１５０Ｊ　　（花王石鹸■登録
商標）をセメントに対して１重量％添加した。このモル
タルのフロー値は２００ｍｍである。これをスクイズポ
ンプで吹付ノズルに向けて５　ｋｇ／ｃｍ２の圧力で圧
送すると共に、セメント急結材粉末を「ブロマート」に
より５．５　ｋｇ／ｃｍ２の圧力で圧送し、吹付ノズル
先端より１０ｍ手前で実施例１で用いたのと同じ７字管
で混合した。セメント急結材粉末の圧送量はセメントに
対して５重量％の割合である。

その結果、粉塵もなくリバウンド率１０％でトンネルの
吹付工事が可能であった。

参考例５ 耐火骨材としてマグネシアクリンカ−（５ｍｍ下）、バ
インダーとしてアルミナセメントをそれぞれ９３重量部
、７重量部混合して、吹付機により５．５　ｋｇ／ｃｍ
”の圧力で圧送した。又同時に急結材を別の吹付機にて
６．　Ｏｋｇ／ｃｍ’の圧力で圧送し、ノズル手前２ｍ
で参考例１で用いたのと同じ７字管を用いて合流させた
。

５００℃の炉内にこの混合物を吹付け、熱間吹付施工を
行ったところ、粉ジンも少なく、リバウンドも少なく、
すぐれた吹付施工が可能となった。

参考例６ 参考例１のコンクリート配合において、セメント急結剤
として、“デンカナトミックＴ−３”を使用して参考例
１と同様に吹付施工した。又、急結剤を除いて同じコン
クリート配合を使用して湿式コンクリート（スランプ１
０ｃｍ）を作り、同様に吹付コンクリート試験を行った
。

急結材は対セメント６％で粉ジンのない、吹付施工が可
能となった。作業性に優れ、多少の湧水でも施工が可能
であった。

実施例１ 参考例４記載の方法において急結付圧送用空気の脱水を
行なう試験を行なった。

脱水せずに連続的に使用すると数日に１回程度の詰まり
が生じ、また急結材の定量性も確保しにくかった。特に
湿度の高い時につまりが生じ６月の梅雨の時季には毎日
つまりが生じた。

このため除湿機（オリオン社製Ｒ八Ｘ　１９）及びドレ
ーンセパレーター（日本プライブリコ社製）により圧送
空気の除湿、脱水を行なったところ、１ケ月連続して吹
付を行ってもつまりは生ぜず、かつ、急結材の定量性も
確保された。

〔発明の効果〕

本発明においては、急結性に優れると共に、それ自体水
分に触れることにより硬化する性質を有するカルシウム
アルミネートを含有する急結材粉末を用いてセメントを
吹付する方法において、吹付ノズル先端より４０ｍ以内
の位置で、空練り混合物又は湿式混合物の送給圧力より
も０、１〜３気圧高い圧力で急結打粉を、空練り混合物
又は湿式混合物の流れに対し１０〜６０度の角度で混合
し且つ急結材を圧送する空気として脱水空気又はドレン
抜きを充分に行なった高圧空気を用いることにより、目
づまりを起こすことなく、セメント材料との混合性もよ
くかつ急結材の定量性も問題なく確保できるという優れ
た効果を奏するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吹付ノズルに向けて送給されている、必要に応じ骨
   材を含有するセメントの空練り混合物又は湿式混合物に
   、吹付ノズル先端より４０ｍ以内の任意の位置で、空練
   り混合物又は湿式混合物の送給圧力よりも０．１〜３気
   圧高い圧力で定量的に空気圧送されてくるカルシウムア
   ルミネートを含有するセメント急結材粉末を、空練り混
   合物又は湿式混合物の流れに対し１０〜６０度の角度で
   混合し、ついで必要に応じて水を混合して、連続的に急
   結性吹付材を調製しながら吹付ノブルから噴射させて急
   結性吹付材を吹付する方法において、カルシウムアルミ
   ネートを圧送する空気として脱水空気又はドレンぬきを
   充分に行なった高圧空気を用いることを特徴とする急結
   性吹付材の吹付方法。