JP2571186B2

JP2571186B2 - 空気圧送式湿式吹付モルタル

Info

Publication number: JP2571186B2
Application number: JP5314023A
Authority: JP
Inventors: 建三斉藤; 和夫木内; 哲也安藤
Original assignee: DENKA GUREESU KK; OKABE KK
Current assignee: DENKA GUREESU KK; OKABE KK
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPH07138961A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は山間部の法面など工事が
困難な施工箇所に混練・空気圧送機を用いて、コンクリ
ート層或いはモルタル層を設ける工法に使用する空気圧
送式湿式吹付モルタルに関する。

【０００２】

【従来の技術】山間部の崖面を保護し、崖崩れを防止す
るためには崖面に鉄筋コンクリートの擁壁を構築するこ
とが好ましいが、元来、足場の悪い場所であるため、こ
のような作業を行うための場所を確保することすら困難
であった。より場所を取らない方法として、セメント配
合物を予め混練し、圧送された空気によりこのセメント
配合物を直接崖面に吹付けて施工する方法が採用されて
いる。この吹付工法を利用した特殊法面工法としては、
鉄製、木製、樹脂製、布製又は紙製の枠体を前もって法
面に配置し、この枠体に混練した湿式モルタルを吹付け
ることにより実質的に鉄筋コンクリートに相当する強度
のコンクリート層で崖面を保護する工法がある。鉄製枠
体には種々の枠体があり、金網、コイル枠、パンチング
メタル、丸棒、角材、板材、Ｈ鋼等を単独で或いは２種
以上を組合わせて用いたものがある。

【０００３】この方法は例えば、図１に示すように、ホ
ッパーと駆動部と混練部と吐出口を有するガンと呼ばれ
る混練・空気圧送機を設置し、ガン１の吐出口とノズル
２をホース３で連結し、作業者が崖上からロープで身体
を保護しながら崖に上り、崖面４にコンクリートやモル
タルを吹付けるものである。５は骨材であり、計量器６
で計量しながら一定量をベルトコンベアでミキサー７に
送る。ミキサー７にセメント８を投入し、骨材とセメン
トを混合し、更にベルトコンベアでガン１のホッパーに
投入する。ガン１においては水槽９から一定量の水を加
え、骨材とセメントとの混合物に水を加えて混練する。
この混練物をコンプレッサー１０から供給される圧搾空
気により吐出し、上記ホース３を介してノズル２から崖
面に噴射させて施工するものである。また、ミキサーを
使用することなく、ベルトコンベアーから直接ガン１に
原料を投入する方法も一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記工
法によっても吹付機械一式の重量は約４トンに達し、こ
の機械一式をセットするためにはある程度の広さの平坦
地を要する。また、少なくとも崖下から崖上に達するま
での長さのホースを必要とする。このホースは長ければ
長い程、一回の吹付機械のセットで施工できる面積が増
大し、作業性の面で好ましいものであり、吹付機械をセ
ットする場所も得難い作業現場であれば、無理をしてで
も長いホースで作業しなければならない実情にある。

【０００５】しかし、現実にはホースが長すぎるとホー
ス内で材料の分離が生じ、ある部位では骨材が異常に多
い混練物を吐出し、或る部位ではセメント成分が異常に
多い混練物を吐出するといった現象が生じ、吹付物全体
の均一性が損なわれ品質、主に圧縮強度の低下が著し
い。更に、このように材料分離したセメント混練物では
ホースの脈動が生じる。内径４２〜５０mmのホースを使
用し、セメントや骨材を含有する成分を高圧空気で吹付
けているため、この脈動のエネルギーは大きく、人間が
吹き飛ばされる事故が発生することもある。

【０００６】吹付機械の設置場所が得られない場合に
は、上記の問題があっても長いホースを使用せざるを得
ず、作業能率向上のためにモルタル硬化後の品質を無視
して水を添加して水／セメント比を大きくしたり、細骨
材の量を増大させたり、比重が小さく明らかにモルタル
の品質、特に圧縮強度を低下させるような細骨材を使用
したりしている。

【０００７】コンクリートの強度は一般に水／セメント
比に比例するといわれ、５５〜６０％以下に維持する必
要がある。また、セメント：細骨材比も１：４程度に押
さえるべきであるが、材料分離に起因する脈動を避ける
ためには水セメント比が６０％を越えるか、或いはセメ
ント：細骨材比が１：５〜１：７程度の吹付モルタルを
使用している現状である。このように、水や骨材の量を
増加させると当然に強度の低下が生じるが、機械設置場
所が確保できない現状から長すぎるホースを使用して作
業した部位は強度の不足したコンクリートで被覆されて
いることになる。一般に、充分な強度が得られるセメン
ト配合比の吹付モルタルを用いて使用できるホースの長
さの限界は１００〜１２０ｍ程度であった。

【０００８】本発明は、吹付機械から離れた部位であっ
ても、長いホースを用いて材料の分離や脈動を防止しな
がら作業することが可能であって、しかも充分な強度の
コンクリート、モルタル施工面が得られる空気圧送式湿
式吹付モルタルを提供することを目的とする。

【０００９】本発明の構成は、セメント、骨材及び水を
配合混練してなる吹付モルタルを、ホースを介して空気
圧送してノズル先端から吹付け、施工面にモルタル層を
設ける工法に使用する吹付モルタルであって、上記吹付
モルタルがセメント１００重量部に対し、オキシエチレ
ン基を有するポリカルボン酸系セメント減水剤成分、
０．０１〜０．３重量部と超微粉２〜７重量部が配合さ
れていることを特徴とし、好ましくはオキシエチレン基
を有するポリカルボン酸系セメント減水剤成分の、オキ
シエチレン基含有量が５０重量％以上であることを特徴
とする。

【００１０】本発明におけるセメントとは、ポルトラン
ドセメント、アルミナセメント、シリカセメント、スラ
グセメント、フライアッシュセメント、急硬性セメン
ト、膨張性セメントなど、水硬性物質といわれるもので
あり、ポルトランドセメントが一般的である。

【００１１】骨材としては、天然骨材、破砕骨材（砕
石、砕砂）、鉱さい、軽量骨材等一般に骨材といわれる
ものは使用できる。砂などの細骨材及びより大型の粗骨
材が使用されるが、空気圧送式の湿式吹付モルタルを使
用する本発明においては、ホースの内径は細骨材のみを
使用するモルタルではやや細く、直径４２mm程度であ
り、細骨材と粗骨材を使用するコンクリートではやや太
く、５０mm程度であり、この場合の粗骨材も径１５mm以
下のものを配合することが好ましい。

【００１２】本発明における吹付モルタル或いはモルタ
ルの用語は単に細骨材のみを使用した狭義のモルタルに
限定せず、やや小さめの粗骨材を使用したコンクリート
も包含する広い概念である。また、本発明におけるノズ
ル先端からの吹付けとは、ノズル先端またはホースその
ものからの吹付けを包含する概念である。

【００１３】本発明に使用する減水剤はポリカルボン酸
系セメント減水剤である。すなわちアクリル酸、メタク
リル酸、無水マレイン酸などの重合性カルボン酸と、こ
れと共重合できる他のモノマーとの共重合体であり、分
子中に多数のカルボキシル基を有するものである。重合
性カルボン酸としてはマレイン酸が好ましく使用され
る。遊離の酸として或いはアルカリ金属、アルカリ土類
金属などのカチオンの塩として使用される。本発明にお
いては、重合性カルボン酸と共重合できる他のモノマー
としてエチレンオキサイドを用いた減水剤を使用する。
必ずしも他のモノマーの全てがエチレンオキサイドであ
ることを必要としないが、重合体中のエチレンオキサイ
ド含有量が５０重量％以上であることが好ましい。この
ような重合体としては、日本触媒化学（株）製のＦＣ−
６００Ｓ、竹本油脂（株）製のチューポールＨＰ８など
の市販品を容易に入手することができる。

【００１４】エチレンオキサイドを含有するポリカルボ
ン酸系セメント減水剤は少量で顕著な効果を有し、特に
優れた減水剤である。その使用量はセメント１００重量
部に対し減水剤有効成分（上記市販品を使用する場合に
は固形分換算量と実質的に一致する）として０.0１〜
１.0重量部であり、好ましくは０.0４〜０.4５重量部、
より好ましくは０.0５〜０.2５重量部である。

【００１５】超微粉とは水に不溶性或いは難溶性の平均
粒径が５μ以下の粉体であり、シリカヒューム、フライ
アッシュ、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化アルミニ
ウムなどが挙げられるが、シリコン、含シリコン合金製
造の際に副生するシリカヒュームが特に好ましい。超微
粉はセメント粒子とセメント粒子との間隙に充填され、
セメント凝固体を緻密化し、その強度を増大させる。本
発明の高性能セメント減水剤と併用すると水／セメント
比が大きくても充分な強度を発現することができ、ホー
スの長さをより延長することができる。その使用量はセ
メント１００重量部に対し２〜７重量部である。１０重
量部を越えると作業性が低下し、２重量部未満では効果
が不充分である。超微粉は前もって２０〜５０重量％の
スラリー或いはペースト状にしたものを用いると取扱い
が容易である。

【００１６】本発明に使用する吹付機械は特に限定はな
く、一般に市販されているものを使用できる。すなわ
ち、セメントと骨材の混合物を投入できるホッパーと、
投入された混合物に減水剤、超微粉スラリーなどの混和
剤を配合した水或いは通常の水を加えて混合する撹拌機
と撹拌スペースと、撹拌のための駆動モーターと得られ
た吹付モルタルをコンプレッサーから送られる圧縮空気
と共に圧送する吐出口とを備えたものであればよい。

【００１７】

【作用】本発明は空気圧送機の設置場所にも苦労する山
間部の法面などにコンクリート層やモルタル層を打設す
るに際し、スラリー圧送用の長いホースの使用を可能に
するものである。長いホース内においてはセメントスラ
リーの分離、ホースへの粘着性などに起因してホースの
脈動により人命の危険が生じる。本発明は、従来使用で
きなかった或いはたとえ使用しても材料配合比を変えて
吹付けられたモルタルやコンクリートの強度を低下させ
ていた長いホースを、充分な強度を維持しつつ、脈動を
防止して使用可能にしたものである。

【００１８】すなわち、高性能セメント減水剤の中でも
オキシエチレン基を有するポリカルボン酸系セメント減
水剤が、特に有効であることを見出して完成したもので
ある。オキシエチレン基を有するポリカルボン酸系セメ
ント減水剤は、その減水性能のみをみれば、他のポリカ
ルボン酸系セメント減水剤との間に有意の差が認められ
ないが、本発明のような長いホースを用いた湿式吹付に
使用する場合には、ホース内における材料分離を防止す
る特有の効果を有する。

【００１９】本発明の高性能減水剤に超微粉を併用する
ことにより、更に長いホースによる吹付けが強度を低下
させることなく可能になり、水／セメント比やセメン
ト：骨材比を適正に保ちつつ２５０ｍにも達する長いホ
ースを用いた湿式吹付モルタルの施工法によって高強度
のモルタルやコンクリートを打設することが可能になっ
た。

【００２０】

【実施例】実施例１及び比較例１普通ポルトランドセメント（比重３.1５）、細骨材（山
形県長井市寺泉産の川砂（比重２.5８）及び水道水を用
いて水／セメント比５６％、セメント：細骨材比１：４
の吹付モルタルを調製した。これは従来から使用されて
いた吹付モルタルであり、これを比較例１とした。水道
水に、ポリカルボン酸系セメント減水剤（日本触媒化学
（株）製ＦＣ−６００Ｓ）を配合した混練水を用い、比
較例１と同様の流動性が得られるように混練水量を増減
した以外は比較例１と同様にして表１に示す実験Ｎo.１
から実験Ｎo.８の吹付モルタルを調製した。

【００２１】混練・吹付機（ガン１）として、三和式Ｓ
４Ｃ−１Ｔ（空気圧送式）、容量１７.0ｍ³／分のコン
プレッサー、電動計量機及び７ｍのベルトコンベアを用
い、これらを１０ＫＶＡの発電機で駆動させた。先端に
ノズルを有する内径４２mmのホースを用い、幅３００m
m、高さ３００mm、長さ１０００mmの型枠をブルーシー
ト上に置き、各種配合のモルタルを上記ガンのノズル先
端より型枠が一杯になるまで吹付け、現場養生した。ホ
ースは長さ１００ｍと１６０ｍの２種のホースを用い
た。

【００２２】吹付３日経過後に、吹付体の表面の長さ方
向中心線を中心にして等間隔に４個の直径１００mmの円
筒状コアを表面から垂直に切り取り（長さ約３００m
m）、翌日に両端を切断して長さ２００mm、直径１００m
mの供試体を得、この供試体について圧縮強度を測定
し、表１に併記した。１週間後の強度は現場養生であ
り、４週間後の強度は長さ２００mm、直径１００mmの供
試体を上記方法で得た後、水中に浸漬して以後水中養生
した供試体の圧縮強度である。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１及び後述する表２、表３における分離
抵抗性はノズルから吐出したモルタルを吹付けてその均
一状態を目視して以下の基準で判定した。 ◎：きわめて均一な状態 ○：均一な状態 △：多少の分離がみられる状態 ×：作業不可能なまでに分離している状態また、作業性は次の基準で判定した。 ◎：ホースの脈動が全くなく、安心して作業ができる。 ○：わずかに脈動を感じるが作業に差支えない。 △：脈動はあるが、作業可能な程度である。 ×：作業不可能な程度に脈動がある。

【００２５】比較例２ポリカルボン酸系高性能減水剤として日本ゼオン（株）
製、ワーク５００（マレイン酸と炭素数５の不飽和炭化
水素との共重合体）をセメント１００重量部に対し０.2
０重量部配合した以外は実施例１と同様に試験を行い、
その結果を比較例１、実施例１の実験Ｎo.５と共に表２
に記載した。

【００２６】

【表２】

【００２７】実施例２超微粉としてシリカヒュームの２０％スラリーを用い、
このスラリーをセメント１００重量部に対し、表３に示
す割合で配合した以外は実施例１と同様にして吹付及び
試験を行い、その結果を表３に示した。

【００２８】

【表３】

【００２９】実施例３ホースの長さを２２０ｍとした以外は実施例１と同様の
機械器具を用い、比較例１及び実施例１の実験Ｎo.５の
配合の吹付モルタルを吹付けて実施例１と同様にして試
験を行った。比較例１の場合には材料の分離及び脈動が
著しく作業不可能であった。実施例１の実験Ｎo.５の場
合には材料分離が少なく、脈動を感じるが作業には影響
のない程度であった。吹付けたモルタルの圧縮強度を実
施例１と同様にして測定したところ、４週後の圧縮強度
は３３６ kgf／cm²であった。

【００３０】

【発明の効果】空気圧送式の湿式吹付モルタルにオキシ
エチレン基を有するポリカルボン酸系セメント減水剤を
配合する本発明により、長いホースを通過させても吹付
モルタルの均一性を維持できると共に、足場の悪い場所
においても安全に高強度のモルタルを吹付けることがで
きる。更に、超微粉を本発明のセメント減水剤と併用す
ることにより、より高強度のモルタルやコンクリート吹
付層を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は湿式吹付モルタルを用いた作業状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ガン２ノズル３ホース４崖面５骨材６計量器７ミキサー８セメント９水槽１０コンプレッサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特公平５−18972（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、骨材及び水を配合混練してな
る吹付モルタルを、ホースを介して空気圧送してノズル
先端から吹付け、施工面にモルタル層を設ける工法に使
用する吹付モルタルであって、上記吹付モルタルがセメ
ント１００重量部に対し、オキシエチレン基を有するポ
リカルボン酸系セメント減水剤成分が、０．０１〜０．
３重量部配合されていることを特徴とする空気圧送式湿
式吹付モルタル。
【請求項２】オキシエチレン基を有するポリカルボン
酸系セメント減水剤成分の、オキシエチレン基含有量が
５０重量％以上であることを特徴とする請求項１記載の
空気圧送式湿式吹付モルタル。
【請求項３】セメント、骨材及び水を配合混練してな
る吹付モルタルを、ホースを介して空気圧送してノズル
先端から吹付け、施工面にモルタル層を設ける工法に使
用する吹付モルタルであって、上記吹付モルタルがセメ
ント１００重量部に対し、オキシエチレン基を有するポ
リカルボン酸系セメント減水剤成分、０．０１〜１．０
重量部と超微粉２〜７重量部が配合されていることを特
徴とする空気圧送式湿式吹付モルタル。