JPH0468429B2

JPH0468429B2 -

Info

Publication number: JPH0468429B2
Application number: JP59149066A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tomikawa
Original assignee: ENG RESOURCES DEV OFFICE
Current assignee: ENG RESOURCES DEV OFFICE
Priority date: 1984-07-18
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1992-11-02
Also published as: JPS6128670A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はコンクリート等の湿式吹付け方法に関
するものである。

（従来の技術）コンクリートやモルタルなどの水硬性資料の吹
付け方法として、乾式法と湿式法がある。後者は
前者に較べ一般的に粉塵やリバウンドが少なく、
強度の良好な被覆層を形成できる利点があるとこ
ろから、トンネルや法面などの工事に広く利用さ
れている。

この湿式吹付け方法は、従来一般に、セメント
と骨剤および水の配合を混練した湿状資料を、圧
送ポンプによりホース中を濃密搬送し、ホース先
端の吹付けノズルで圧縮エアを添加して施工面に
噴射する手法が採用されていた。

（本発明が解決しようとする問題点）しかしながら、この方法では、湿状資料がホー
ス内面との摩擦の影響を受け、しかもホースの弾
性による膨縮でくびれ現象が生じるため、それら
により搬送途中で詰りが生じやすく、搬送距離が
大きく制限されるという問題があつた。これを改
善するにはランプ値を高くしたりセメント量を増
加しなければならず、その結果良質の被覆層が形
成されないという問題があつた。

また、吹付けノズル部位で圧縮エアを添加する
ため湿状資料に十分スピードがでないまま吹付け
られ、そのため施工面に対する付着力が弱く、ト
ンネルのアーチ部や垂直部などにおいては剥落が
生じ易いという問題があつた。

湿式吹付け法としては、本出願人の提案にかか
る特開昭59−55370号公報がある。この先行技術
においては、湿状資料をポンプから加圧容器に連
続吐出させ、ここで常に湿状資料を蓄え攪拌しな
がら容器内と容器吐出口に圧縮エアを供給して湿
状資料をホースで気流搬送し、吹付けノズルの手
前で急結剤を添加するようにしていた。

しかし、この先行技術は、湿状資料の供給機構
として、圧送ポンプと加圧容器型吹付け機を併用
するというものであり、第１に攪拌機能を持つた
圧力容器を用いるためシステムのコストやランニ
ングコストが非常に高くなり、第２に、システム
が大型化し、大きな圧力容器をいちいち現場に持
ち込まなければならないためトンネル工事などに
おいて不都合が生ずるとともに、吹付け終了時に
いちいち圧力容器の内部清掃を要するため作業が
煩雑化する。第３に圧力容器内と圧力容器出口で
圧縮エアを添加するため過剰なエア添加量となり
やすく、圧力容器から吹付けノズルまで気流搬送
する過程で骨材とペースト分の分離を起しやすい
という欠点があつた。

さらに、湿式吹付けにおいては、初期強度を得
るため急結剤を添加することが多いが、従来の方
法では、他の配合に添加して圧送すると、搬送中
に反応して詰り助長し、吹付けノズル位置で添加
すると湿状資料に十分混合されぬまま吹付けられ
るため、粉塵発生量が増し、作業環境を悪化させ
るなどの問題があつた。

（問題点を解決するための手段）本発明は前記のような従来の湿式吹付け法の問
題点を解消し、簡易、安価なシステムを用いても
低スランプ資料を詰りを生じさせず容易に長距離
搬送して吹付けを行うことができ、しかも粉塵や
リバウンドの発生を低く抑え、付着力や強度の良
好な被覆層を施工することのできる湿式吹付け法
を提供しようとするものである。

この目的を達成するため本発明は、湿状資料を
剛性管路を使つて吹付けノズルより下記所定距離
上流位置までポンプ圧送し、その位置で管路に添
加ノズルから圧縮エアを添加して吹付けノズルま
で気流搬送させ、吹付けノズル位置またはその近
傍位置で混和剤を添加して吹付けるようにしたも
のである。

上記した吹付けノズルより所要距離上流の位置
とは、本発明者が実地に検討したところによれ
ば、概ね吹付けノズルより20ｍの位置までであ
り、この位置まで金属パイプなどの剛性管により
ポンプ圧送し、エア添加部以降をゴムホースで気
流搬送するのが最も効果的である。

また、混和剤のエア添加は、本発明者の実験に
よれば、中間エア添加と一定の関係によつて行う
べきであり、具体的には、混和剤の添加圧力P₂
を中間エア添加圧力P₁より大とし、しかもそれ
ら圧力P₂とP₁の差圧を約0.5〜2.0Kg／cm²にとつて
行うのが適当である。

（作用）上記のような構成を採用したときには、まず、
剛性管により濃密搬送を行うことにより管内摩擦
抵抗や膨縮によるくびれ抵抗が生じないためスラ
ンプや水セメント比を小さくしてもスムーズに長
い距離搬送することができる。しかも吹付けノズ
ル後方所定位置で圧縮エアを添加して気流搬送に
移行するため、湿状資料を高速高圧で吹付けるこ
とができ、かつまた、圧縮エア添加位置が適切な
ため、湿状資料の分離現象すなわち、ペースト分
と骨材分とが分離する状態を生じさせない。気流
搬送をゴムホースで行うことから吹付けに必要な
振回し操作を容易に行うことができる。

そして、中間のエア添加圧と混和剤の添加圧と
を前記のように規定するため、混和剤をきわめて
良好に混合することができると共に、混和剤添加
部の付着、詰りが生じず、スムーズに施工を行え
る。

（実施例）以下本発明による湿式吹付け方法を添付図面に
基いて説明する。

第１図は本発明の実施例を示すもので、１は湿
状資料の圧送ポンプ、２は圧送ポンプ１に接続さ
れたポンプ圧送路（濃密搬送路）であり、金続パ
イプあるいはこれに滑面材を内張りしたものなど
からなる鋼性管を、ビクトリツクジヨイントのご
とき管継手３により直列に接続したものからなつ
ている。

４は気流搬送路で、ゴムホースのごとき可撓管
からなつており、先端に吹付けノズル５が取付け
られている。気流搬送路４はポンプ圧送路２より
路径が小さいものが好ましい。６は気流搬送路４
とポンプ圧送路２の境界部位に介在接続された圧
縮エア添加ノズルであり、この圧縮エア添加ノズ
ル６は、吹付けノズル５の後方所要位置に設けら
れる。

すなわち具体的には、吹付けノズルから上流約
20ｍの位置までである。このようにエア添加位置
を限定したのは本発明者により実地に検討を重ね
た結果によるもので、上記位置より上流でエア添
加しても、濃密搬送から気流搬送に移行させるこ
とはできるが、湿状資料がペースト分と骨材分に
完全に分離され、吹付けても所期する被覆層が形
成されないからである。

圧縮エア添加ノズル６はエアコンプレツサやレ
シーバタンクなどのエア供給源８とエア管路９に
より接続され、エア管路９に設けた圧力計１０と
制御バルブ１１により圧力と流量がコントロール
される。なお、エア管路９には水などの用液供給
源１２からの管路１３をバルブ１４を介して接続
してもよい。これによれば、施工面の状況に応じ
て簡便に水やセメント比を調整できる。

１５は吹付けノズル５またはこれの近傍（通常
の場合、最大で約４ｍ後方の位置まで）に取付け
た混和剤添加ノズルで、供給ホース１６により混
和剤供給装置１７と接続され、圧縮エアにより混
和剤すなわち通常の場合急結剤を気送するように
なつている。

前記圧送ポンプ１は湿状資料を濃密搬送すなわ
ち圧縮エアを添加せず資料を分散させないで圧送
し得るものであれば種々のタイプのものを用いる
ことができる。すなわちスクイーズ式のもの、ス
クリユータイプのもの、ピストンタイプのものな
ど任意である。

図示するものでは、吐出口１８を前壁に設けた
有底ホツパ１９と、この有底ホツパ１９の背壁側
に設けた２本のピストンシリンダ２０，２０′と、
一端を吐出口背口に常時連通させ他端をピストン
シリンダ２０，２０′の開溝２１，２１′と交互に
接続するように揺動アーム２３で支架された筒状
切換バルブ２２とからなるダブルピストン型の圧
送ポンプを用いている。

混和剤供給装置１７は混和剤が液体の場合には
ポンプが用いられ、供給ホース１６に接続した圧
縮エア供給源８′からの圧縮エアにより添加ノズ
ル１５に気送される。

図示するものは混和剤として粒体を用いている
ため、混和剤供給装置１７は、混和剤を収容する
タンク２４と、このタンク内底部に回転自在に設
けられたロータ２５とロータ２５の一側に対峙さ
れた吐出部２６とこの吐出部２６の近傍に配され
たエア吹込み部材２７とからなる定量切出し方式
のものを用いている。

圧縮エア添加ノズル６の構造は問わないが、本
実施例では、第２図と第３図に示すように、直筒
部３０とテーパ筒部３１を連成した本体２９と、
本体２９のまわりを取囲む環状管３２と、環状管
３２から本体２９の直筒部好ましくはテーパ筒部
との境界に近い位置に接続された複数の斜状吹込
み管３３からなつている。

各斜状吹込み管３３は、直筒部３０に対し約25
〜35°の傾きを有し、かつ平面的に見てノズル中
心から約10〜20°の如き傾きを有し、従つて吹込
み方向が求心方向でなく接線方向に近い角度とな
つている。

この構造のものを用いた場合には、圧縮エアが
湿状資料の搬送路にスパイラル状の高速気流を形
成するため、濃密搬送により生じた層化現像、す
なわち管壁にペースト分が集まり、その内層に粒
径の小さい骨材が集まり、管中心に粒径の大きな
骨材が集まる状態を効果的にほぐし、粗骨材のま
わりにこれを核としてペースト分や細骨材が付着
するように再混合することが可能となる。

しかして、本発明は混練した湿状資料を圧送ポ
ンプ１に投入し、これにより所定の量と圧力でポ
ンプ圧送路２に送出する。ポンプ圧送路２が剛性
管であるため湿状資料がスランプ値の小さいもの
である場合もスムーズに濃密搬送される。

このように濃密搬送が吹付けノズル５の後方所
要位置まで行われたところで圧縮エア添加ノズル
６から圧縮エアを添加する。これにより湿状資料
は浮力が与えられ、可撓性の気流搬送路４を高速
で希薄流搬送される。本発明の場合、スランプ値
の小さい湿状資料を用いることができるため、良
好な搬送状態が得られる。

そして、吹付けノズル５またはその近傍の位置
で混和剤添加ノズル１５により混和剤がエア添加
される。このときの添加条件は、中間添加エア圧
をP₁とし、混和剤のエア添加圧力をP₂とした場
合、P₂＞P₁とすることが必要であり、しかもP₂
−P₁が約0.5〜2.0Kg／cm²の範囲になるようにコン
トロールすることが必要である。

これは本発明者が実験から知見した結果であ
り、P₂とP₁の差圧が少なすぎると混和剤添加ノ
ズル１５の部分で混和剤が管内付着し、これが時
間の経過とともに成長して閉塞を起す。逆にP₂
とP₁の差圧が大きすぎると、搬送気流が大きく
乱れ、混和剤が十分に湿状資料と接触しないまま
施工面に吹付けられ、粉塵及びリバウンド量が大
となる。差圧を上記範囲に設定した場合には、十
分な混合が行われると共に添加部領域での付着や
詰りが生じない。

上記のようにして混和剤の添加された湿状資料
は吹付けノズル５により高圧噴射され、これによ
り、圧送ポンプ１を現場から遠い位置に配した条
件下で、スランプの小さい良質の湿状資料を、粉
塵及びリバウンドを少なくしかつ付着力を良くし
て吹付けることができる。

次に本発明の具体例を示す。

直径約20ｍのトンネル切羽に本発明によりコン
クリート吹付けを行つた。配合はセメント380
Kg／m³、Ｓ／ａ：60％、Ｗ／ｃ：53％、Ad：0.9
％、S1：８±２cm、最大骨材15ｍ／ｍ、FM：
2.85とした。

上記湿状資料をダブルピストン式ポンプによ
り、吐出量６m³／ｈ、吐出圧30〜40Kg／cm²で圧送
した。

ポンプ圧送路は管径100mmφのスチールパイプ
を多段継ぎした全長長さ30ｍのものとし、この端
部に圧縮エア添加ノズルを接続し、該ノズルの前
端からホース径62.5mmφ、長さ10ｍのゴムホース
で気流搬送路を作り、この気流搬送路の端にＹ状
管からなる混和剤添加ノズルを接続し、該ノズル
から2.5ｍの位置に吹付けノズルを接続した。

圧縮エア添加ノズルは、全長600mm、直筒部200
mm、テーパ筒部400mmで、斜状吹込み管は４本と
し、それぞれ直筒部に対し30°、中心線に対する
傾き15°にした。

圧縮エア添加ノズルでのエア添加は、圧力1.8
〜2.0Kg／cm²、流量９〜10Nm³／minとし、混和剤
添加ノズルから粉状急結剤を圧力3.0Kg／cm²、吹
込量6.8％（セメント量に対し）となるようにコ
ントロールして吹込んだ。

その結果、さきのように低スランプであるにも
かかわらず、粉塵量は、切羽直近で４〜５Kg／
m³、切羽より10ｍの位置で２mg／m³ときわめて少
なく、リバウンド量もアーチ部で約25％、側壁部
で約14％と非常に少なく、強度、付着性のよいラ
イニング層が得られた。

なお、中間添加エア圧と混和剤添加圧との差圧
を0.5Kg／m²未満にしたところ混和剤添加部から
先に詰りが生じ、差圧を2.0Kg／cm²を越える値に
したところ粉塵及びリバウンド量が急激に増し
た。混和剤添加ノズル位置は、吹付けノズルより
約４ｍ以内の位置としたときに最もよい結果が得
られた。

なお本発明はコンクリート、モルタルの吹付け
に好適であるほか、不定形耐火物類の湿式吹付け
にも適用できるのは勿論である。

（効果）以上説明した本発明によれば、湿状資料を吹付
けるにあたり、湿状資料をポンプから剛性管路を
使つて吹付けノズルより最大20ｍ上流位置までポ
ンプ圧送し、前記吹付けノズルより最大20ｍ上流
位置の管路に設けた添加ノズルから湿状資料に圧
縮エアを添加して吹付けノズルへと気流搬送し、
吹付けノズル位置またはその近傍で、混和剤を、
添加ノズルでの圧縮エア圧P₁に対し混和剤添加
圧P₂をP₂＞P₁かつP₂−P₁を0.5〜2.0Kg／cm²の関係
にとつて添加し吹付けるようにしたものであり、
剛性管路で吹付けノズルから20ｍ上流まで湿状資
料をポンプ圧送するため、スランプや水／セメン
ト比を小さくしてもスムーズに搬送でき、この剛
性管路の末端（吹付けノズルから20ｍ上流）で添
加ノズルから圧縮エアを添加するため、ペースト
分と骨材分を分離させないで気流搬送することが
でき、そして、その気流搬送中の湿状資料に上記
特定の条件で混和剤を添加するため、ホースの閉
塞を起させず、また搬送流を大きく乱さず、しか
も前記のようなエア添加位置の設定でペースト分
と骨材分が分離していないため、確実かつ十分に
混合できる。そのため、スランプの小さい良質な
湿状資料を詰りを生じさせずかつ粉塵やリバウン
ドを少なくして長距離搬送・高圧吹付けすること
ができ、ことに急結剤添加による問題を生じさせ
ず、そのメリツトをフルに発揮させることがで
き、しかも湿状資料の供給についてポンプと圧力
容器という２段供給方式をとらないため、システ
ム構成を簡単、小型かつ安価なものにすることが
でき、トンネル内の吹付け等に適した実用的な吹
付け法を提供できるなどのすぐれた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る湿式吹付け方法の一実施
例を示すフロシート、第２図は本発明における中
間エア添加ノズルの一例を示す部分切欠側面図、
第３図は同じく縦断面図である。１……圧送ポンプ、２……ポンプ圧送路、４…
…気流搬送路、５……吹付ノズル、６……圧縮エ
ア添加ノズル、１５……混和剤添加ノズル。

Claims

【特許請求の範囲】

１湿状資料を吹付けるにあたり、湿状資料をポ
ンプから鋼性管路を使つて吹付けノズルより最大
20ｍ上流位置までポンプ圧送し、前記吹付けノズ
ルより最大20ｍ上流位置の管路に設けた添加ノズ
ルから湿状資料に圧縮エアを添加して吹付けノズ
ルへと気流搬送し、吹付けノズル位置またはその
近傍で、混和剤を、添加ノズルでの圧縮エア圧
P₁に対し混和剤添加圧P₂をP₂＞P₁かつP₂−P₁を
0.5〜2.0Kg／cm²の関係にとつて添加し吹付けるこ
とを特徴とする湿式吹付け方法。