JP2020180440A - 住宅建造物への既調合モルタルの施工法 - Google Patents

Abstract

【課題】左官工事における湿式吹付け法及び乾式吹付け法の双方の利点を利用した、即ち吐出量の調整が容易で、工事の中断時や工事後の洗浄及び清掃も容易である住宅建造物への既調合モルタルの施工法を提供する。【解決手段】本発明は、モルタルを含む原料乾燥粉末を、搬送、貯留した地点から施工する現場付近に設置したミキサーまで圧送する第１の工程と、現場付近に設置したミキサーにおいて、圧送された原料乾燥粉末に適量の水分や液体材料を混合して練り込む第２の工程と、前記第２の工程にて調製された混練り組成物を、現場へ圧送し、吹き付け施工する第３の工程と、からなり、前記第３の工程にて吹き付け施工される混練り組成物の消費速度に応じて前記第２の工程での調製速度が設定され、該調製速度に応じて前記第１の工程での原料乾燥粉末の圧送速度が設定されることで、前記第１〜第３の工程を連続的に行うことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、左官工事における湿式吹付け法及び乾式吹付け法の双方の利点を利用した、即ち吐出量の調整が容易で、工事の中断時や工事後の洗浄及び清掃も容易である住宅建造物への既調合モルタルの施工法に関する。

従来、左官工事は、現場で砂とセメントを混ぜる現場調合から、工場で品質管理された既調合品に変わり、品質向上や現場施工が改善されてきた。
これらは、現場でミキサーを用いて、水と既調合製品を混ぜ、バケツ等で作業足場まで人が運び、コテ等で壁に塗り付けて施工されている。
また、ミキサーで混ぜたモルタルを圧送ポンプを用いて、作業足場まで運ぶ方法やポンプの先端に吹き付けノズルを取り付けて壁にそのまま吹き付ける湿式吹付け方法が用いられている。

例えばこの湿式吹付け法を用いた提案としては、特許文献１に記載の施工法がある。
この特許文献１に記載の工法は、各種窯炉の新設内張り及び補修を目的とするため、早期に高い強度を発現させることを目的としている。なお、この湿式吹付け法は、後述する乾式吹付け法に比べ、吹付け時の粉塵の発生や飛散が少なく、吐出量の調整も容易であるという利点を有する。

一方、施工面積が広く、吹き付け施工量が多い箇所や短時間で施工が必要になる箇所で用いられる工法としては、乾式吹付け法が用いられる。この乾式吹付け法は、モルタルを大型コンプレッサを用いて空気圧送し、圧送された粉末状のモルタルにノズル部で水を添加し、これをノズルを通じて吹出する施工法であるため、搬送管の閉塞が起こり難く、搬送管内部の清掃も容易であり、搬送が容易で長距離搬送も可能等の利点があるため、多くの大型構造物の施工、例えばトンネルの耐火被覆、橋脚の耐震補強工事などで用いられている。

この乾式吹付け法を用いた提案としては、特許文献２〜９に記載の工法が提案されている。
まず、特許文献２に記載の提案は、ゲル化剤やウレタンエマルジョンを含有する水を混合することにより、乾式吹付け作業時の粉塵を大幅に低減しようとするものである。
また、特許文献３，４に記載の提案は、ノズルに送られるモルタル等に別ラインから適正量の水を供給することで、適正な品質管理を行おうとするものである。
特許文献５は、耐火性粉体に複合繊維を混合することにより、吹付け施工体の剥離を防止しようとするものである。
特許文献６は、ノズルに送られるモルタル等に別ラインから多段階で水を供給することで、安定な吐出と粉塵の発生を抑えようとするものである。
特許文献７は、吹き付けノズルについて、流動摩擦を高めることで、圧送速度を低減させ、吹き付け物の密度を改善しようとするものである。
特許文献８は、搬送路の途中に回転式エアロック機構を介在させることにより、粉塵の発生等を抑えようとするものである。
特許文献９は、耐火組成物について、粉塵の発生が少なく、優れた耐火性を形成しようとするものである。

特開２０１７−１４１１３９号公報 特開２００５−３２０１７７号公報 特開２００４−２９３１１０号公報 特開２００８−３０３５８５号公報 特開２００９−４０６１６号公報 特開２００６−２２０３４８号公報 特開２００８−３０２２７５号公報 特表２０１３−５２９１６２号公報 特開２００４−２９９９５９号公報

しかしながら、前述の特許文献１のような湿式吹付け法では、練り混ぜたモルタルを圧送ポンプや圧送スクリュー等を用いて搬送管内を圧送するため、工事の中断時や工事後の清掃作業は搬送管内を水洗浄する必要があり、清掃作業には時間と労力が必要となり現場負担が大きくなるという問題があった。また、圧送距離が長い場合、混練物の可使時間が短い場合、混練物の粘性が不適切である場合などには、搬送管内で閉塞を起こすことがあった。
また、前記特許文献２〜９のような乾式吹付け法では、モルタルを空気圧送するので、前述の湿式吹付け法に比べて工事の中断時や工事後の洗浄及び清掃は容易であるが、モルタル吹付け時に施工面から跳ね返ったり粉塵が飛散するという問題があった。また、特に一般住宅工事等の狭小箇所の施工では、塗布量が極端に多く付いてしまったり、吐出圧力が高すぎるという問題もあった。

そこで、本発明は、左官工事における湿式吹付け法及び乾式吹付け法の双方の利点を利用した、即ち吐出量の調整が容易で、工事の中断時や工事後の洗浄及び清掃も容易である住宅建造物への既調合モルタルの施工法を提案することを目的とする。

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、モルタルを含む原料乾燥粉末を、搬送、貯留した地点から施工する現場付近に設置したミキサーまで圧送する第１の工程と、現場付近に設置したミキサーにおいて、圧送された原料乾燥粉末に適量の水分や液体材料を混合して練り込む第２の工程と、前記第２の工程にて調製された混練り組成物を、現場へ圧送し、現場にて吹き付け施工する第３の工程と、からなり、前記第３の工程にて吹き付け施工される混練り組成物の消費速度に応じて前記第２の工程での調製速度が設定され、該調製速度に応じて前記第１の工程での原料乾燥粉末の圧送速度が設定されることで、前記第１〜第３の工程を連続的に行うことを特徴とする住宅建造物への既調合モルタルの施工法に関するものである。なお、現場付近とは、例えば、現場より半径１０〜２０メートル程度のエリア、長くても半径３０メートルを超えない程度のエリアをいう。適量とは、圧送性や流動性等を加味した量をいう。

また、本発明は、前記施工法において、第１の工程にて圧送される距離に対し、第３の工程にて圧送される距離は１割以下であることを特徴とする住宅建造物への既調合モルタルの施工法をも提案する。

本発明の住宅建造物への既調合モルタルの施工法は、左官工事における乾式吹き付け法と湿式吹き付け法との双方の利点を利用したものであり、吐出量の調整が容易で、工事の中断時や工事後の洗浄及び清掃も容易である。

また、第１の工程にて圧送される距離に対し、第３の工程にて圧送される距離は１割以下である場合には、前記第１〜第３の工程にて用いられる送出ポンプやミキサー、吹付け機等の各装置として特殊な機器ではなく、比較的広範に用いられている汎用品を用いることができる。

本発明の吹付けシステムの一例を示す概略図である。

本発明は、住宅建造物の内外壁等を施工する際に用いられる既調合モルタルの施工法であり、左官工事における乾式吹き付け法と湿式吹き付け法との双方の利点を利用したものである。
なお、住宅建造物の内外壁の施工は、橋梁や高層ビル等の巨大建造物の施工とは異なり、例えば前記特許文献２〜９のような乾式吹付け法が必ずしも有効に適用されない。換言すると、これらの乾式吹付け法では、モルタル等を含む原料乾燥粉末を数百メートルにも達する極めて長尺で頑強な管材を用いた施工を行うので、巨大建造物の施工に好適であるのに対し、住宅建造物の内外壁の施工では、施工現場から好ましくは１０〜２０メートル程度、長くても１００メートルを超えない位置に、材料等や各種装置を持ち込んで施工を行うということができる。

本発明における第１の工程は、モルタルを含む原料乾燥粉末を、搬送、貯留した地点から施工する現場付近に設置したミキサーまで圧送する工程である。
また、第２の工程は、現場付近に設置したミキサーにおいて、圧送された原料乾燥粉末に適量の水分や液体材料を混合して練り込む工程である。
さらに、第３の工程は、前記第２の工程にて調製された混練り組成物を、現場へ圧送し、吹き付け施工する工程である。
そして、前記第３の工程にて吹き付け施工される混練り組成物の消費速度に応じて前記第２の工程での調製速度が設定され、該調製速度に応じて前記第１の工程での原料乾燥粉末の圧送速度が設定されることで、前記第１〜第３の工程を連続的に行うことを特徴とする。

前記第１の工程は、前述のようにモルタルを含む原料乾燥粉末を、搬送、貯留した地点から施工する現場付近に設置したミキサーまで圧送するが、左官工事における乾式吹付け法における粉末圧送とほとんど同様に行うことができる。異なる点は、住宅建造物の内外壁等の施工に要する容量を圧送するので、巨大建造物等の施工に用いるものに比べると、小型のものが好適に用いられる。そして、当該ミキサーには、モルタルを含む原料乾燥粉末を圧送する１０〜２０メートル程度（好ましくは）、長くても５０メートルを超えない程度に達する長尺な管と、水分や液体材料を送る長尺な管とが別々に連絡されるが、工事の中断時や工事後に、それぞれの管の洗浄及び清掃が極めて容易である。因みに巨大建造物等の施工には数１００メートルにも達する極めて長尺で頑強な管が用いられるが、圧送のための管としても、比較的簡易な管を用いることができる。

また、第２の工程は、前述のように現場付近に設置したミキサーにおいて、圧送された原料乾燥粉末に適量の水分や液体材料を混合して練り込むが、左官工事における湿式吹付け法における吹付け用組成物の作製とほとんど同様に行うことができる。そのため、当該ミキサーとしては、撹拌効率や混練効率に優れたコンパクトタイプのミキサーを用いるようにする。このコンパクトタイプのミキサーには、混練した組成物を送出する１〜２メートル程度（好ましくは）、長くても５メートルを超えない管が連絡されるため、このミキサー自体に貯留しておくためのタンク（容量）は小さくてよく、少なくとも数人の作業者で運搬可能なものが用いられる。
本発明に用いられるミキサーは、たとえばPutzmeister のミキシングポンプが望ましいが、これに限られるものではない。

さらに、第３の工程は、前述のように前記第２の工程にて調製された混練り組成物を、現場にて吹き付け施工するが、左官工事における湿式吹付け法における吹付けとほとんど同様に行うことができる。そのため、吹付け時の粉塵の発生や飛散が少なく、吐出量の調整も極めて容易であり、早期に高い強度を発現させることも可能である。また、これらの第２，第３の工程にて用いられた１〜２メートル程度（好ましくは）の管は、例えば洗浄液を満たした洗浄バットに入れた状態で容易に洗浄及び清掃できる。
ここで、第２から第３の工程で用いられる管は、直径１インチ以上３インチ以下が好ましく、より好ましくは１．５インチ以上２インチ以下である。吐出量は、１Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下が好ましく、より好ましくは２Ｌ／ｍｉｎ以上１２Ｌ／ｍｉｎ以下である。

このように前記第１〜第３の工程は、手法としては何れも従来の左官工事の技術を用いてほとんど同様に行うことができるが、前記第３の工程にて吹き付け施工される混練り組成物の消費速度に応じて前記第２の工程での調製速度が設定され、該調製速度に応じて前記第１の工程での原料乾燥粉末の圧送速度が設定されることで、前記第１〜第３の工程を連続的に行うことができる。

これらの原料乾燥粉末の圧送速度（第１の工程）の設定、混練り組成物の調製速度（第２の工程）の設定、混練り組成物の消費速度（第３の工程）の設定は、各速度をそれぞれ検知して設定した速度を制御、管理してフィードバックする方式が最も好ましい。
例えばミキサーに、混練り組成物の調製量や貯留量、送出量を検知する機器を取り付けておき、該機器にて検知した数値を第１の工程の送出ポンプや第３の工程の吹付け装置に連絡するようにすればよい。第１の工程の送出ポンプを担当する作業者や、第３の工程の吹付け装置を担当する作業者は、検知された数値に基づいて、それぞれの作業が円滑に進行するように例えば１０％程度の余裕を見込んで作業速度を調整すればよい。

第１の工程にて圧送される距離に対し、第３の工程にて圧送される距離は１割以下である場合、前記第１〜第３の工程にて用いられる送出ポンプやミキサー、吹付け機等の装置として比較的広範に用いられている汎用品を用いることができる。なお、本発明は、住宅建造物の内外壁等を施工する際に用いられる既調合モルタルの施工法であるから、第１の工程にて圧送される距離が１００メートルを超えること自体が一般的にはあり得ない。また、第２の工程にて圧送される距離も５メートルを超えることはあり得ない。

本発明を次の実施例、比較例により説明するが、本発明はかかる実施例、比較例により、何ら制限して解釈されない。

次に表１に示す三種の既調合モルタルを用いて、図１に示す吹付けシステムにより、吹付けを実施し、吹付前後のモルタル練り上がり比重及び１分間当たりの吐出量（消費速度）の測定を実施した。
図１中のミキサーに、混練り組成物の調製量や貯留量、送出量を検知する機器を取り付けておき、該機器にて検知した数値を乾粉供給役の作業者、吹付け役の作業者、及び成形役の作業者に連絡するようにしている。各作業者は、検知された数値に基づいて、それぞれの作業が円滑に進行するように１０％程度の余裕を見込んで作業速度を調整するようにした。
また、鋼製型枠（４０×４０×１６０ｍｍ：ＪＩＳ Ｒ ５２０１のモルタル供試体成形用型）内に吹付け、供試体を採取し、曲げ強度及び圧縮強度を測定した。
曲げ強度及び圧縮強度は、４週間養生後、ＪＩＳ Ａ ６９１８及びＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定した。得られた吹付前後のモルタル練り上がり比重、１分間当たりの吐出量及び曲げ強度、圧縮強度を表２に示す。

上記表２について、実施例１〜実施例３は表１の既調合モルタルを吹付けシステムにより吹付け測定したものである。比較例１〜比較例３は表１の既調合モルタルを吹付けずにＪＩＳ Ａ ６９１８及びＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて測定したものである。比較例１は実施例１を吹付けずに測定したもので、以下同様である。
上記表２より、吹付けることで全ての曲げ強度、圧縮強度が向上する傾向が現れたことがわかる。吐出量においては、１分間あたり１０〜１２Ｌとなり、一般的な木造住宅建造物の外壁を対象とした場合、外壁面積は約１８０ｍ^２となり、既調合モルタルの使用量は約３０００Ｌであるため、吐出量として十分な性能を確保していることがわかる。

表３に吹付けシステムにおけるホースでの粉体圧送性、ミキサー部での混練性、混練り後のホース圧送によるモルタル流動性について、目視観測を行い、以下の評価基準にて判定した。
<粉体圧送性>
○：良好（ホースの脈動が無く、ホース内で詰まり無し。）
△：やや悪い（ホースの脈動が若干観られ、ホース内で詰まり無し。）
×：悪い（ホースの脈動が観られ、ホース内で詰まり有り。）
<混練性>
○：良好（短繊維や軽量骨材が均一に混ざり吐出されている。）
△：やや悪い（短繊維や軽量骨材が不均一に混ざり、若干練ダマが観られる。）
×：悪い（短繊維や軽量骨材不均一に混ざり、練ダマや短繊維のダマが観られる。）
<モルタル流動性>
○：良好（ホースの脈動が無く、ホース内で詰まり無し。）
△：やや悪い（ホースの脈動が若干観られ、ホース内で詰まり無し。）
×：悪い（ホースの脈動が観られ、ホース内で詰まり有り。）

表４に吹付けシステムにおけるホースでの粉体圧送速度と粉体圧送距離における粉体圧送性について、目視観察を行い、以下の評価基準にて判定した。
<粉体圧送性>
○：良好（ホースの脈動が無く、ホース内で詰まり無し。）
△：やや悪い（ホースの脈動が若干観られ、ホース内で詰まり無し。）
×：悪い（ホースの脈動が観られ、ホース内で詰まり有り。）

上記表４について、粉体圧送速度が速く、距離が長くなることで、ホースの脈動が若干観られたが、実験を行った１０〜６０ｍでは問題がなく、粉体圧送速度の調整が可能であることが確認された。特に粉体圧送距離が５０ｍ範囲内では問題が全くないことも確認された。

表５に吹付けシステムにおけるホースでの粉体圧送距離に対するモルタル圧送性について、目視観察を行い、以下の評価基準にて判定した。
<モルタル圧送性>
○：良好（ホースの脈動が無く、ホース内で詰まり無し。）
△：やや悪い（ホースの脈動が若干観られ、ホース内で詰まり無し。）
×：悪い（ホースの脈動が観られ、ホース内で詰まり有り。）

上記表５について、モルタルの圧送距離が、粉体の圧送距離に対して、１割以下のとき問題がないことが確認され、１割を超えるとホースの脈動が若干観られた。

Claims (2)

1. モルタルを含む原料乾燥粉末を、搬送、貯留した地点から施工する現場付近に設置したミキサーまで圧送する第１の工程と、
   現場付近に設置したミキサーにおいて、圧送された原料乾燥粉末に適量の水分や液体材料を混合して練り込む第２の工程と、
   前記第２の工程にて調製された混練り組成物を、現場へ圧送し、吹き付け施工する第３の工程と、からなり、
   前記第３の工程にて吹き付け施工される混練り組成物の消費速度に応じて前記第２の工程での調製速度が設定され、該調製速度に応じて前記第１の工程での原料乾燥粉末の圧送速度が設定されることで、前記第１〜第３の工程を連続的に行うことを特徴とする住宅建造物への既調合モルタルの施工法。
2. 第１の工程にて圧送される距離に対し、第３の工程にて圧送される距離は１割以下であることを特徴とする請求項１に記載の住宅建造物への既調合モルタルの施工法。