JP2002144324A - 可塑性モルタル供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばトンネル覆工の裏込めを行う場合など
に用いる可塑性モルタルの供給装置に係り、添加した可
塑化材を良好に撹拌混合して均質な可塑性エアモルタル
等の可塑性モルタルを供給できるようにする。 【解決手段】 モルタル生成手段１と、そのモルタル生
成手段で生成されたモルタルを圧送するモルタル圧送手
段５と、そのモルタル圧送手段で圧送されたモルタルに
可塑化材を添加して強制的に撹拌混合する可塑化材添加
混合手段１０とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可塑性モルタルの供
給装置に関する。更に詳しくは、例えばトンネル覆工の
裏込めを行う場合などに適する可塑性モルタル供給装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来たとえばトンネル覆工の裏込めを行
う場合、裏込めすべき空洞にエアモルタルを注入する方
法が知られている。エアモルタルは、練り上げた生モル
タルに、発泡機で生成した気泡を投入し、それをさらに
グラウトミキサー等で撹拌したものであり、これをスク
イーズポンプやピストンポンプ等で圧送して注入を行
う。

【０００３】注入施工に際しては、エアモルタルの比重
やフロー値等に所定値を設定することにより品質管理が
行われているが、地山に亀裂があったり、湧水がある場
合には、エアモルタルの逸走が懸念されるために、エア
モルタルに可塑性をもたせる、すなわち塑性状態にする
ことにより流動しにくくして自立性をもたせることが要
求される場合がある。

【０００４】そこで、エアモルタルに可塑化材を添加し
て可塑性を持たせることが提案されている。すなわち、
エアモルタルに可塑化材を添加することによってモルタ
ル中のセメントの水和反応を刺激して瞬間的に凝結を起
こさせ、流動性を低下させてモルタルを引き締めるもの
である。

【０００５】上記のような可塑化材は、施工箇所へのエ
アモルタルの圧送途中で添加するのが一般的であり、例
えば図７に示すように、グラウトミキサー５１で混練中
のモルタル内に発泡機５２で生成したエア（気泡）を供
給することによって生成されたエアモルタルを、ホッパ
５３および給送管５４を介してスクイーズポンプ５５で
圧送供給する際に、圧送供給管５６の途中に可塑化材供
給ポンプ５７から略Ｙ字形の合流管５８等を介して可塑
化材を添加している。また単に添加しただけでは、可塑
化材が混ざらないので、上記供給管５６の途中にスタテ
ィックミキサー５９を設けて撹拌混合させるようにして
いる。

【０００６】ところが、スタティックミキサーは、その
内部に薄板等で形成したスパイラル状の通路内に、上記
の可塑化材を混入したエアモルタルを単に通過させて撹
拌混合させるものであるから効率が悪く、例えばトンネ
ル裏込めのようにエアモルタルを大量に圧送供給する必
要がある場合には、非現実的な相当に長いスタティック
ミキサーを用いない限りは充分に撹拌混合することがで
きない。そのため均質な可塑性エアモルタルを供給する
のが大変困難である等の問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
に鑑みて提案されたもので、添加した可塑化材を良好に
撹拌混合して均質な可塑性エアモルタル等の可塑性モル
タルを供給することのできる可塑性モルタル供給装置を
提供することを目的とする。又それによって、モルタル
の流動性を示すフロー値や、亀裂などにモルタルが逃げ
ない隙間逸脱防止性、および湧水でモルタルが流れてし
まわないような水中分離性等を改善することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による可塑性モルタル供給装置は、以下の構
成としたものである。

【０００９】即ち、モルタル生成手段と、そのモルタル
生成手段で生成されたモルタルを圧送するモルタル圧送
手段と、そのモルタル圧送手段で圧送されたモルタルに
可塑化材を添加して強制的に撹拌混合する可塑化材添加
混合手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による可塑性モルタ
ル供給装置を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明
する。図１は本発明による可塑性モルタル供給装置の一
実施形態を示す概略構成の説明図である。

【００１１】本実施形態の可塑性モルタル供給装置は、
モルタル生成手段として、モルタル材料を撹拌して生モ
ルタルを製造するグラウトミキサー１が用いられ、また
本実施形態においては、トンネル裏込め用のエアモルタ
ルを生成するために、発泡機２で生成したエア（気泡）
をグラウトミキサー１に供給して混合させている。

【００１２】上記のようにしてグラウトミキサー１で生
成させたエアモルタルは、ホッパ３および給送管４を介
してモルタル圧送手段としてのスクイーズポンプ５に給
送され、そのスクイーズポンプ５により供給管６を経て
可塑化材添加混合手段１０に圧送供給される。その可塑
化材添加混合手段１０は、上記グラウトミキサー１によ
り既に混練状態にあるエアモルタルを強制的に撹拌する
リミキサー１１を有しており、そのリミキサー１１に、
可塑化材供給ポンプ１２から供給される可塑化材を、前
記スクイーズポンプ５から圧送されたエアモルタルとと
もに合流管１３を介して供給する構成である。

【００１３】上記の可塑化材としては、セメントの水和
反応を刺激し、凝結を瞬間的に起こし流動性を低下させ
るものであれば特に限定されるのもではなく、無機塩
系、有機質系、セメント鉱物系等の可塑化材を用いるこ
とができる。無機塩系としては例えばアルミン酸ソー
ダ、炭酸ソーダ、珪酸ソーダ等のアルカリ金属塩、硫酸
マグネシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩や塩化マグ
ネシウム、塩化アルミニウム等の塩化物．各種明礬類等
を挙げることができる。また有機質系としては、エタノ
ールアミン等のアミン類、ぎ酸、酢酸、アクリル酸等の
有機酸の金属塩、グリセリン等をあげることができる。
さらにセメント鉱物系としては、カルシウムアルミネー
ト類、カルシウムサルホアルミネート類等がある。

【００１４】また可塑化材の使用方法は、特に限定され
るものではないが、凝結を瞬間的に起こし流動性が低下
するため、図のようにリミキサー近傍でＹ字形合流管等
により添加する、あるいはリミキサー内に直接投入する
のが望ましい。さらに上記のような可塑化材には粉状の
ものと液状のものとがあり、給送のしやすい液状のもの
が好ましいが、粉状のものでも水に懸濁して用いること
ができる。これらの使用量は種類によって異なり、特に
限定されるものではないが、通常、液状のものであれ
ば、セメントに対して２〜１５重量％、粉状のものであ
れば、９〜３０重量％の範囲で用いればよい。

【００１５】前記の可塑化材供給ポンプ１２は、上記リ
ミキサー１１へのエアモルタルの供給量に応じて液状ま
たは粉状の可塑化材を適時もしくは連続的にリミキサー
１１に定量供給するように構成されており、本実施形態
においては出来上がりエアモルタル１ｍ³当たり３０ｋ
ｇの液状可塑化材を供給するように構成されている。

【００１６】上記のようにしてリミキサー１１に供給さ
れた可塑化材は上記エアモルタルとともにリミキサー１
１内の図に省略した混練釜内に導かれ、モータ等で回転
する撹拌翼により強制的に撹拌混合される。それによっ
て可塑化材がエアモルタル中に万遍なく且つ確実に撹拌
混合されて均質な可塑性エアモルタルが生成されるもの
である。

【００１７】そのリミキサー１１内で生成された可塑性
エアモルタルは、引き続き供給排出管１４によって施工
現場等に供給されるもので、例えばトンネル裏込め作業
にあっては、それに適するフロー値や隙間逸脱防止性お
よび水中分離性を有する均質な可塑性エアモルタルを良
好に供給することが可能となるものである。図中、１５
はスクイーズポンプ５から供給管６を介してリミキサー
１１に圧送されるエアモルタルの給送圧力を測定するた
めの圧力計である。

【００１８】上記実施形態は、可塑化材添加混合手段１
０として、可塑化材供給ポンプ１２から供給される可塑
化材と、前記スクイーズポンプ５から圧送されるエアモ
ルタルとを合流管１３を介してリミキサー１１に供給し
て撹拌混合するようにしたが、可塑化材供給機能付きの
リミキサーを用いることもできる。

【００１９】図２および図３はその一例を示すもので、
本実施形態は可塑化材添加混合手段２０として可塑化材
供給機能付きリミキサー２１を用いたものである。その
リミキサー２１の上部には、液状の可塑化材を滴下供給
する可塑化材供給機２２と、その供給機２２から供給し
た可塑化材をリミキサー２１内に導入する導入口２３と
が設けられている。その導入口２３から導入された可塑
化材は、図３に示すように供給管路２４を介して、リミ
キサー２１の撹拌翼３０を駆動するモータ２５の中空駆
動軸２６の上端開口２６ａ内に所定量づつ滴下される。

【００２０】その駆動軸２６内に滴下した可塑化材は、
駆動軸２６の中空部内を通って、駆動軸２６の下端部に
設けた複数個の吐出孔２６ｂから混練釜２７内に供給す
る構成であり、本実施形態においては駆動軸２６の下端
部の上下２箇所に周方向に各々４つの吐出孔２６ｂが設
けられている。２６ｃは駆動軸２６の下端開口を閉塞す
る栓である。

【００２１】上記のようにして混練釜２７内に供給され
た可塑化材は、モルタル供給管２８から上記混練釜２７
内に供給されたエアモルタルに添加されて撹拌翼３０に
より強制的に撹拌混合される。その撹拌翼３０は、本実
施形態においては駆動軸２６と一体に回転する平面円形
の支持基板３１と、その支持基板３１に溶接等で取付け
た撹拌棒３２とよりなる。その撹拌棒３２は支持基板３
１の周方向に所定の間隔をおいて複数個取付けられ、支
持基板３１はそれと一体的に設けた取付ボス３３を介し
てナット３４により駆動軸２６に締め付け固定されてい
る。

【００２２】前記駆動軸２６の上下２箇所に設けた吐出
孔２６ｂのうち上側の吐出孔は、上記支持基板３１より
も上方に位置し、その吐出孔２６ｂから吐出した可塑化
材は基板３１の上面側から半径方向外方の周縁側に移動
してエアモルタルと撹拌混合される。また下側の吐出孔
から吐出した可塑化材は、支持基板３１の下側の混練釜
２７の中心付近でエアモルタルと撹拌混合され、それに
よって混練釜２７中のエアモルタル全体に可塑化材が万
遍なく撹拌混合される。その撹拌混合された可塑性エア
モルタルは排出管２９から排出されて使用に供されるも
のである。他の構成は前記実施形態と同様である。

【００２３】上記の構成により、可塑化材のさらなる定
量的な添加可能となり、しかもポンプ等を要せずに、可
塑化材を投入することができる。又その可塑化材は上記
混練釜２７内でエアモルタルと万遍なく且つ確実に撹拌
混合されて良好な可塑性エアモルタルを生成することが
可能となるものである。

【００２４】上記混練釜２７や該混練釜内への可塑化材
の供給構造および撹拌翼３０の構成等は適宜変更可能で
あり、図４および図５はその一例を示すものである。即
ち、図４は撹拌翼３０の支持基板３１を、上面に多数の
突起３１ａを有するしま鋼板等で形成し、その支持基板
３１の上面中央部にゴム円板３５を設けると共に、その
ゴム円板３５の上部の駆動軸２６の周面に、該駆動軸２
６に形成した吐出孔２６ｂを覆うようにして下面側が開
口した伏せ鉢状のケーシング３６を嵌合保持させた構成
である。

【００２５】そのケーシング３６とゴム円板３５との間
には僅かな隙間が形成され、ゴム板３５と支持基板３１
との間の隣り合う突起３１ａ・３１ａ間にも隙間が形成
されている。上記吐出孔２６ｂから吐出した可塑化材
は、ケーシング３６内に流入したのち上記の隙間を通っ
て支持基板３１およびゴム円板３５の上面に滲み出し、
その支持基板３１およびゴム円板３５の回転による遠心
力で順次支持基板３１の周縁側に移動する。

【００２６】それによって、モルタル供給管２８から混
練釜２７内に供給されたエアモルタルと上記の可塑化材
とが撹拌混合されるもので、特に本実施形態においては
供給管２８を混練釜２７の上面側に開口させてエアモル
タルを支持基板３１上に供給する構成であり、その支持
基板上に供給されたエアモルタルは、先ず該基板３１上
を移動する可塑化材と、支持基板３１の上側の撹拌棒３
２により撹拌混合される。次いで、支持基板３１の周縁
部から混練釜２７の底部側に移動して支持基板３１の下
側の撹拌棒３２によって再度撹拌混合されるもので、効
率よく撹拌混合させることができる。

【００２７】又その際、吐出孔２６ｂの周囲をケーシン
グ３６で覆ったことにより、支持基板３１上に供給した
エアモルタルが万一駆動軸２６側に移動しても吐出孔２
６ｂがエアモルタルで塞がれるのを防止することもでき
るものである。なお上記のようにして撹拌混合されたエ
アモルタルは、略漏斗状に形成した混練釜２７の底部中
央部に連通する排出管９を介して排出供給する構成であ
り、他の構成は前記例と同様である。

【００２８】また図５は支持基板３１の取付ボス３３を
断面コ字形に形成して、その内側の駆動軸２６に吐出孔
２６ｂを設け、上記取付ボス３３に形成した連通孔３３
ａに管材よりなる撹拌棒３２ａの一端を連通接続させる
と共に、その撹拌棒３２ａの他端側に吐出孔３２ｂを設
けた構成である。

【００２９】上記吐出孔２６ｂから出た可塑化材は、断
面コ字形の取付ボス３３内に流入したのち上記連通孔３
３ａおよび管材よりなる撹拌棒３２ａ内を通って上記吐
出孔３２ｂから混練釜２７内に供給される構成であり、
その吐出孔３２ｂの位置を適宜変更することによって混
練釜２７内の所望の位置に可塑化材を供給することがで
きるものである。他の構成は前記例と同様である。

【００３０】なお上記各実施形態においては、可塑化材
を導入口２３から駆動軸２６内に滴下させるようにした
が、該駆動軸２６内もしくは混練釜２７内に、先端を縮
径したノズル等を設けておいて、可塑化材を噴射しなが
ら吐出させるように構成することもできる。

【００３１】また上記各実施形態においては、発泡機２
で生成したエアをグラウトミキサー１に供給するように
したが、リミキサー１１に供給するようにしてもよい。
図６はその一例を示すもので、グラウトミキサー１で生
成したモルタルをホッパ３やスクイーズポンプ５等を介
して前記図１の実施形態と同様の可塑化材添加混合手段
１０としてのリミキサー１１に供給すると共に、そのリ
ミキサー１１に発泡機２で生成したエアと、可塑化材供
給ポンプ１２からの可塑化材とを供給して撹拌混合させ
る構成である。

【００３２】さらに図には省略したが、前記図２〜図５
に示すような可塑化材供給機能付きリミキサー２１のモ
ルタル供給口２８に、発泡機で生成したエアを、前記可
塑化材と共に混連釜２７内で撹拌混合し得る形で導入し
てもよく、あるいはモルタル供給口２８とは別にエア専
用の導入口を設けてそこからリミキサー２１内にエアを
導入して撹拌混合するようにしてもよい。上記いずれの
場合にも前記と同様の効果が得られる。

【００３３】なお上記各実施形態においては、モルタル
生成装置としてグラウトミキサー１を用いたが、これに
限らず各種の生成装置が使用可能であり、例えばコンク
リートミキサー車等により施工現場以外で製造された生
モルタルもしくはエアモルタルを使用することもでき
る。

【００３４】また本発明はトンネルの裏込めに限らず、
他の用途にも適用可能であり、またエアモルタルに限ら
ず通常のモルタルに可塑性を持たせる場合にも適用でき
る。その場合には上記の発泡機２によるエアの供給は省
略することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明による可塑性
モルタル供給装置は、上記の構成であるから、モルタル
生成物に可塑化材を良好に添加して撹拌混合することが
でき、この結果、例えばトンネル裏込めのように大量の
可塑性エアモルタルもしくは可塑性モルタルを圧送供給
する必要がある場合でも、モルタル全体に均質な可塑性
をもたせることができる。又それによって、モルタルの
流動性を示すフロー値や、亀裂などにモルタルが逃げな
い隙間逸脱防止性、および湧水でモルタルが流れてしま
わないような水中分離性等を良好に改善した裏込めに適
する可塑性モルタルを大量に供給することが可能となる
等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による可塑性モルタル供給装置の一実施
形態を示す概略構成の説明図。

【図２】本発明による可塑性モルタル供給装置の他の実
施形態を示す同上図。

【図３】上記実施形態に用いた可塑化材供給機能付きリ
ミキサーの一部縦断正面図。

【図４】可塑化材供給機能付きリミキサーの変更例を示
す一部の縦断正面図。

【図５】可塑化材供給機能付きリミキサーの他の変更例
を示す一部の縦断正面図。

【図６】本発明による可塑性モルタル供給装置の他の実
施形態を示す概略構成の説明図。

【図７】従来の可塑性モルタル供給装置の一例を示す概
略構成の説明図。

【符号の説明】

１ モルタル生成手段（グラウトミキサー） ２ 発泡機 ３ ホッパ ４ 給送管 ５ モルタル圧送手段（スクイーズポンプ） ６ 供給管 １０、２０ 可塑化材添加混合手段 １１ リミキサー １２ 可塑化材供給ポンプ １３ 合流管 １４ 供給排出管 ２１ 可塑化材供給機能付きリミキサー ２２ 可塑化材供給機

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モルタル生成手段と、そのモルタル生成
   手段で生成されたモルタルを圧送するモルタル圧送手段
   と、そのモルタル圧送手段で圧送されたモルタルに可塑
   化材を添加して強制的に撹拌混合する可塑化材添加混合
   手段とを備えたことを特徴とする可塑性モルタル供給装
   置。
2. 【請求項２】 前記可塑化材添加混合手段として、前記
   モルタル生成手段で生成され前記モルタル圧送手段で圧
   送されたモルタルを再撹拌するリミキサーと、そのリミ
   キサーに前記モルタル圧送手段で圧送されたモルタルと
   ともに可塑化材を供給する可塑化材供給ポンプとを用い
   てなる請求項１記載の可塑性モルタル供給装置。
3. 【請求項３】 前記可塑化材添加混合手段として、可塑
   化材供給機能付きリミキサーを用いてなる請求項１記載
   の可塑性モルタル供給装置。
4. 【請求項４】 前記可塑化材供給機能付きリミキサー
   は、混練釜と撹拌翼とを備え、その撹拌翼を回転駆動す
   る中空の駆動軸を介して上記混練釜内に可塑化材を供給
   するように構成してなる請求項３記載の可塑性モルタル
   供給装置。
5. 【請求項５】 前記撹拌翼は、上面に多数の突起を有す
   る円板状の支持基板と、その支持基板上に載置したゴム
   円板とを備え、その支持基板とゴム円板との間の隣り合
   う突起間の隙間を介して可塑化材を混練釜の周辺部に導
   くように構成してなる請求項４記載の可塑性モルタル供
   給装置。
6. 【請求項６】 前記撹拌翼は、中空管状の撹拌棒を備
   え、その撹拌棒の中空部内を介して可塑化材を混練釜の
   周辺部に導くように構成してなる請求項４記載の可塑性
   モルタル供給装置。