JP2003003794A - 湿式吹付け施工方法 - Google Patents

湿式吹付け施工方法

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JP2003003794A
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Morio Yamamoto
盛男 山本
Yoji Ogawa
洋二 小川
Akinori Sugiyama
彰徳 杉山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉塵濃度を大幅に低減させることができる湿
式吹付け施工方法を提供する。 【解決手段】 ベースコンクリートを輸送管を通して圧
送し、吹付け直前に急結剤を添加して吹付けノズルから
吹き付ける湿式吹付け施工方法において、ベースコンク
リートとしてスランプフローが40〜80cmの高流動コンク
リートを使用し、かつ急結剤の添加位置が吹付けノズル
の先端より1〜6mの位置である湿式吹付け施工方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル、地下空
間等の建設工事に適する湿式吹付け施工方法に関し、特
に、粉塵の発生を大幅に低減した湿式吹付け施工方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】掘削されたトンネルや地下空間の建設工
事では、露出面にコンクリートを吹付けてライニング
し、該露出面の崩落を防止する方法が広く実施されてい
る。コンクリート吹付け工法としては、乾式吹付け工法
と湿式吹付け工法が知られているが、現在では、湿式吹
付け工法が吹付け工法の主流となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、湿式吹付け工法
では、吹付けコンクリートの付着性を重視して、スラン
プが10〜22cm程度のある程度粘りのあるコンクリートを
ベースコンクリートとし、該ベースコンクリートを輸送
管を通して圧送し、先端の吹付けノズルから吹き出し、
掘削された露出面にコンクリートを吹き付けてライニン
グしている。また、ベースコンクリートだけでは、急結
性が得られないので、吹付け直前(吹付けノズルの先端
より1〜3mの位置)に急結剤を添加混合している。
【0004】しかしながら、従来の湿式吹付け工法で
は、施工現場の粉塵濃度が高くなるという問題があり、
改善が求められていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の湿
式吹付け工法では、スランプが10〜22cm程度のある程度
粘りのあるコンクリートをベースコンクリートとしてい
たため、急結剤との混合が不十分となりやすくなり、ベ
ースコンクリートと混合されなかった急結剤が粉塵の原
因のひとつになると考え、ベースコンクリートと急結剤
の混合性を向上させるべく鋭意研究した結果、ベースコ
ンクリートとして高流動コンクリートを使用すること、
及び急結剤の添加位置を特定することにより前記課題を
解決できることを見いだし、本発明を完成させたもので
ある。
【0006】即ち、本発明は、ベースコンクリートを輸
送管を通して圧送し、吹付け直前に急結剤を添加して吹
付けノズルから吹き付ける湿式吹付け施工方法におい
て、ベースコンクリートとしてスランプフローが40〜80
cmの高流動コンクリートを使用し、かつ急結剤の添加位
置が吹付けノズルの先端より1〜6mの位置であることを
特徴とする湿式吹付け施工方法(請求項1)である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳し
く説明する。本発明は、ベースコンクリートを輸送管を
通して圧送し、吹付け直前に急結剤を添加して吹付けノ
ズルから吹き付ける湿式吹付け施工方法において、ベー
スコンクリートとして特定のスランプフローの高流動コ
ンクリートを使用すること、及び急結剤の添加位置を特
定することを特徴とする湿式吹付け施工方法である。
【0008】まず、本発明の湿式吹付け施工方法におけ
るベースコンクリートについて説明する。本発明の湿式
吹付け施工方法では、ベースコンクリートとして、スラ
ンプフローが40〜80cm、圧送性や急結性、強度発現性を
考慮して好ましくはスランプフローが45〜75cm、より好
ましくはスランプフローが47〜70cmの高流動コンクリー
トを使用する。スランプフローが40〜80cmの高流動コン
クリートをベースコンクリートとして使用することによ
り、湿式吹付け施工方法において、ベースコンクリート
と急結剤との混合性が向上し、粉塵濃度を大幅に低減す
ることができる。
【0009】本発明において、ベースコンクリートとし
て使用する高流動コンクリート(以降、ベースコンクリ
ートと称す)のスランプフローが40cm未満では、ベース
コンクリートと急結剤との混合性が低下し、粉塵濃度が
大きくなるので好ましくない。また、急結剤添加後のコ
ンクリートが輸送管内で閉塞しやすくなるので好ましく
ない。一方、ベースコンクリートのスランプフローが80
cmを超えると、圧送中にベースコンクリートの材料分離
が生じやすく実用的でない。
【0010】前記スランプフローが40〜80cmである高流
動コンクリートとしては、「粉体系高流動コンクリー
ト」や、「増粘剤系高流動コンクリート」のどちらでも
用いることができるが、高流動コンクリートの製造時の
手間や製造コスト等を考慮して「粉体系高流動コンクリ
ート」を用いることが好ましい。これら高流動コンクリ
ートの配合は、圧送性や急結性、強度発現性等を考慮し
て、単位セメント量は360〜700kg/m3、単位水量は160〜
230kg/m3、水/セメント比は24〜64質量%、減水剤(A
E減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤も含む)/
セメント比は0.1〜3.0質量%、粗骨材量は0.20〜0.35m3
/m3、細骨材率は55〜70容量%とすることが好ましく、
より好ましい配合は単位セメント量が450〜650kg/m3
単位水量が180〜225kg/m3、水/セメント比が28〜45質
量%、減水剤(AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE
減水剤も含む)/セメント比が0.2〜2.5質量%、粗骨材
量が0.22〜0.32m3/m3、細骨材率が55〜70容量%であ
る。なお、増粘剤を使用する場合は、その添加量は2〜8
kg/m3とすることが好ましい。
【0011】ベースコンクリートに使用する材料につい
て説明する。セメントとしては、普通、早強、中庸熱、
低熱ポルトランドセメント等の市販されているポルトラ
ンドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメン
ト等の市販されている混合セメント、さらには、都市ゴ
ミ焼却灰・下水汚泥焼却灰等の廃棄物を原料として利用
したエコセメントを使用することができる。また、前記
セメントの一部を石灰石粉末、シリカヒューム、メタカ
オリンで置換したセメントや、前記セメントに石膏を添
加したセメントも使用することができる。減水剤(AE
減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤も含む)とし
ては、アルキルアリルスルホン酸系、ナフタレンスルホ
ン酸系、メラミンスルホン酸系、ポリカルボン酸系等の
減水剤を使用することができる。なお、減水剤は、液状
又は粉末状どちらでも使用可能である。粗骨材として
は、川砂利、海砂利、砕石又はこれらの混合物を使用す
ることができる。細骨材としては、川砂、海砂、山砂、
砕砂又はこれらの混合物を使用することができる。増粘
剤としては、アクリル系、セルロース系等の増粘剤を使
用することができる。
【0012】本発明においては、ベースコンクリートに
遅延剤を配合することは差し支えない。特に、夏期の吹
付け等施工現場の気温が高い場合や、ベースコンクリー
トを練り置きする必要がある場合は、遅延剤を配合する
ことが好ましい。遅延剤としては、モノカルボン酸、オ
キシカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、又はこれらの塩
(ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、マグ
ネシウムなど)を使用することができる。遅延剤の配合
量は、急結性やリバウンド率等を考慮して、セメントに
対して0.5質量%以下が好ましく、0.01〜0.2質量%がよ
り好ましい。
【0013】また、本発明においては、吹付け後のコン
クリートの曲げ荷重に対する抵抗性を向上させるため
に、ベースコンクリートに繊維を配合することが好まし
い。繊維としては、鋼繊維等の金属繊維、ビニロン繊維
等の有機質繊維を使用することができる。繊維は、ベー
スコンクリートの圧送性や、吹付け後のコンクリートの
曲げ荷重に対する抵抗性の向上の効果等を考慮して、径
0.3〜0.6mm、長さ30〜60mmのものを使用するのが好まし
い。繊維の配合量は、ベースコンクリートの圧送性や、
吹付け後のコンクリートの曲げ荷重に対する抵抗性の向
上の効果等を考慮して、セメントに対して3.0容積%以
下が好ましく、0.5〜2.0容積%がより好ましい。
【0014】本発明において、ベースコンクリートの調
製方法や混練装置は、特に限定するものではなく、生コ
ン工場や工事現場に設置した慣用のミキサで慣用の方法
で混練すれば良い。ベースコンクリートの圧送装置は、
従来より用いられている装置を使用することができる。
ベースコンクリートの輸送管も、従来より用いられてい
る輸送管を使用することができる。
【0015】次に、本発明の湿式吹付け施工方法におけ
る急結剤の添加位置について説明する。本発明の湿式吹
付け施工方法では、急結剤は、吹付けノズルの先端より
1〜6mの位置で、粉塵濃度の低減、急結剤添加後のコン
クリートの圧送性を考慮して、好ましくは3〜5mの位置
で、ベースコンクリートに添加する。急結剤を吹付けノ
ズルの先端より1〜6mの位置でベースコンクリートに添
加することにより、粉塵濃度を大幅に低減することがで
きる。
【0016】本発明において、急結剤の添加位置が吹付
けノズルの先端より1m未満では、ベースコンクリートと
急結剤との混合性が低下し、粉塵濃度が大きくなるので
好ましくない。一方、急結剤の添加位置が吹付けノズル
の先端より6mを超えると、急結剤添加後のコンクリート
が輸送管内で閉塞しやすくなるので好ましくない。
【0017】本発明において、急結剤は特に限定するも
のではなく、例えば、カルシウムアルミネート系鉱物を
主体とした粉体急結剤等を使用することができる。市販
されているものとしては、電気化学工業(株)製「デン
カナトミック type5」や「デンカナトミック type1
0」、太平洋マテリアル(株)製「アサノスーパーナト
ム」等が挙げられる。急結剤の添加量としては、急結
性、強度発現性、コスト等を考慮して、セメントに対し
て4.0〜10.0質量%が好ましい。
【0018】本発明において、吹付け装置や急結剤の供
給装置は、従来より用いられている装置を使用すること
ができる。
【0019】
【試験例】以下、試験例により本発明を説明する。 1. 使用材料 以下に示す材料を使用した。 セメント;A:普通ポルトランドセメント(太平洋セメント(株)製) B:早強ポルトランドセメント(太平洋セメント(株)製) 高性能減水剤;「NT-1000S」((株)エヌエムビー製) 細骨材;海砂(比重:2.56)と石灰石砕砂(比重:2.66)の6:4(質量比)の混 合物 粗骨材;6号砕石(比重:2.72) 水;水道水 急結剤;A:電気化学工業(株)製「デンカナトミック type5」 B:電気化学工業(株)製「デンカナトミック type10」 C:太平洋マテリアル(株)製「アサノスーパーナトム」
【0020】2.ベースコンクリートの配合 ベースコンクリートの配合とスランプフロー(又はスラ
ンプ)を表1に示す。ベースコンクリートの混練は、2
軸強制練りミキサ(3.0m3)を用いて、60秒間混練し
た。
【0021】
【表1】
【0022】3.コンクリートの吹き付け及び粉塵濃度
の測定 上記ベースコンクリートを吹付け装置(MEYCO Equipmen
t(株)製「MEYCO Suprema」)を使用して約0.25MPaの
圧力で圧送した。一方、表2に示す種類の急結剤を急結
剤供給装置(日本プライブリコ(株)製「Qガン」)を
使用して0.3MPaの圧力で圧送し、セメントに対して7.0
質量%となるように、表2に示す位置(吹付けノズルの
先端までの長さ)で、圧送途中のベースコンクリートに
添加し、断面積が60m2、奥行き9.0mの模擬トンネルに吹
き付けた(吹付け量:2m3/回)。そして、吹き付け直
後の模擬トンネル内の粉塵濃度を測定した。その結果を
表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】表2から明らかなように、スランプフロー
が40〜65cmの高流動コンクリートをベースコンクリート
として使用し、かつ急結剤を吹付けノズルの先端より1
〜5mの位置で添加した試験例1〜23の湿式吹付け施工方
法では、模擬トンネル内の粉塵濃度が低かった。一方、
スランプフローが40cm未満のコンクリートをベースコン
クリートとして使用した湿式吹付け施工方法において
は、急結剤を吹付けノズルの先端より3mの位置で添加し
た場合は模擬トンネル内の粉塵濃度が高く(試験例24、
26)、急結剤を吹付けノズルの先端より5mの位置で添加
した場合は急結剤添加後のコンクリートが輸送管内で閉
塞した(試験例25、27)。また、スランプフローが47.5
cmの高流動コンクリートをベースコンクリートとして使
用した場合でも、急結剤を吹付けノズルの先端より1m未
満の位置で添加した試験例28の湿式吹付け施工方法で
は、模擬トンネル内の粉塵濃度が高かった。さらに、急
結剤を吹付けノズルの先端より6mを超える位置で添加し
た試験例29の湿式吹付け施工方法では、急結剤添加後の
コンクリートが輸送管内で閉塞した。
【0025】
【発明の効果】以上詳記したように、湿式吹付け施工方
法において、ベースコンクリートとして、スランプフロ
ーが40〜80cmの高流動コンクリートを使用し、かつ急結
剤の添加位置を吹付けノズルの先端より1〜6mの位置と
することにより、粉塵濃度を大幅に低減させることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2D055 DB02 KA02 KA08 KA09 KA10 KA11 LA10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベースコンクリートを輸送管を通して圧
    送し、吹付け直前に急結剤を添加して吹付けノズルから
    吹き付ける湿式吹付け施工方法において、 ベースコンクリートとしてスランプフローが40〜80cmの
    高流動コンクリートを使用し、かつ急結剤の添加位置が
    吹付けノズルの先端より1〜6mの位置であることを特徴
    とする湿式吹付け施工方法。
  2. 【請求項2】 急結剤の添加位置が、吹付けノズルの先
    端より3〜5mの位置である請求項1記載の湿式吹付け施
    工方法。
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