JP2810605B2 - 圧送コンクリートへの添加材の混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンクリート圧送管
により圧送されるコンクリートに混和剤等の早強性添加
材を混合するための圧送コンクリートへの添加材の混合
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、山岳トンネル等において、コン
クリートやモルタルなどによる覆工体を形成すべくコン
クリート等の打設工事や吹き付け工事を行なう場合に
は、当該コンクリート等を早期に硬化させてその強度を
発現させるため、急結剤等の混和剤や急硬材などの液体
状もしくは粉体状の早強性添加材を添加する。

【０００３】この際に、前記添加材はこれの効果を効率
良く発現させるべく、コンクリート等に均一に混合する
必要がある。そして、前記吹き付け工事を行なう場合に
は、コンクリート等が圧縮空気によって所要箇所に噴出
され、当該吹き付け面に衝突することになるため、予め
添加されている添加材がかかる噴出及び衝突によりコン
クリート等と適度に混合されて望ましい添加材の効果が
効率良く発揮される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
いわゆる先受け工法等において、切羽前方に予め覆工体
を構築するがごとく、コンクリートポンプからコンクリ
ート圧送管を用いて給送したコンクリートを掘削溝に注
入打設するコンクリートの打設工事の場合には、コンク
リート圧送管の途中で添加材を注入混合する必要がある
が、かかる添加材の注入よって混合する方法では、注入
された添加剤が注入箇所にそのまま溜まった状態で圧送
されたり、管内壁と圧送されるコンクリートとの摺動面
におけるモルタル分や水分の多い抵抗の少ない箇所に回
り込んだりするため、添加材をコンクリート中に均一に
混合することが困難であるという問題があった。

【０００５】また、十分に混合させるためには早い段階
で添加材を添加し、撹拌混合した後に圧送する方法が考
えられるが、かかる早強性添加材は、管路が長いと圧送
管内においてコンクリートが硬化し、輸送ができなくな
るという問題が生ずる。

【０００６】この発明は以上の問題点を解決するもので
あって、コンクリート圧送管により圧送されるコンクリ
ートに早強性添加材を容易に分散混合して、管路の途中
において、早強性添加材が均一に混合されたコンクリー
トを容易に得ることのできる圧送コンクリートへの添加
材の混合装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明の圧送コンクリートへの添加材の混合装置
は、一端をコンクリート圧送ポンプに接続されたコンク
リート圧送管の吐出口近傍において管路途中に合流して
早強性添加材を供給する注入ノズルと、該注入ノズルよ
り下流側にあって、前記コンクリート圧送管に同軸かつ
回転可能に接続されるとともに、内周に突設するロッド
を有する回転管と、該回転管を回動させる回転駆動手段
とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】ここで、前記コンクリートは、セメント，
水，骨材を主成分とし、セメントと水との水和反応によ
って硬化する材料の総称を意味し、例えばモルタル等の
材料も含まれる。

【０００９】

【作用】上記構成を有する混合装置によれば、圧送管内
に吐出口近傍において合流する注入ノズルから早強性添
加材を注入されたコンクリートは、その圧送方向下流側
に移動して回転管内を通過する。そして、回転管内を通
過するコンクリートは、回転管の内周に突設するロッド
により撹拌されるとともに、回転管の回転により圧送方
向と直角の方向に回転せん断力を受けることにより、早
強性添加材との混合が促進される。したがって、これら
の作用により、コンクリート圧送管による管路が長い場
合であっても、コンクリートを硬化させることなく、早
強性添加材が均一に混合されたコンクリートが容易に形
成される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。図１はこの発明を、トンネル覆工体を先受
け工法により構築する際に使用するコンクリート圧送プ
ラントに適用した場合の全体構成を示すもので、一端を
コンクリート供給タンク１およびコンクリート圧送ポン
プ２に接続したコンクリート圧送管３の吐出口３ａは、
切羽４の外周をトンネルの断面形状に沿って掘削した掘
削溝４ａに挿通され、掘削溝４ａ内にコンクリート５を
供給打設している。

【００１１】前記圧送管３には叶出口３ａ側の比較的近
くに、早強性混和剤等の早強性添加材を添加するための
注入ノズル６が合流し、圧送管３の内部に連通してい
る。この注入ノズル６はホース７を通じて早強性混和剤
供給タンク８および定量ポンプ９に接続し、圧送管３を
通じて輸送されるコンクリート量に応じた量の混和剤を
圧送管３内に供給する。

【００１２】注入ノズル６の先端すなわち下流側には、
圧送管３の途中に、前記注入ノズル６とともに混合装置
５０を構成する攪拌混合装置１０が圧送管３と同軸に配
置されている。

【００１３】この撹拌混合装置１０は、圧送管３と同軸
であってこれに回転可能に軸受された回転管１１と、回
転管１１を回転させるための駆動モータ１２を備えてい
る。そして、図２にさらに詳しく示すように、前記回転
管１１は両端を水密回転継手部１４を介して前記圧送管
３の連結端部に回転可能に連結されている。また前記圧
送管３の回り止め用固定ブラケット１６の一端には台座
１７が設けられ、この台座１７上に前記駆動モータ１２
が固定されている。

【００１４】駆動モータ１２は、回転継手部１４の回転
側においてフランジ結合されたギア１８に、ピニオン１
９を介して連結し、駆動モータ１２の回転方向に応じて
前記回転管１１を回転駆動する。

【００１５】回転管１１の内部には、図３にも示すよう
に、それぞれ４本の撹拌ロッド２０が、管軸方向に間隔
をおくとともに周方向に９０°位相をずらせて、中心に
向けて突設されている。

【００１６】この各撹拌ロッド２０は回転管１１の回転
に伴い回転し、圧送管３を通じて送られてくるコンクリ
ートを攪拌するもので、注入ノズル６を通じて圧送管３
内に定量注入された早強性混和剤はこの撹拌作用によっ
てコンクリート内部に均一に混合分散される。また、回
転管１１は、その回転駆動により、回転連結部におい
て、回転管１１内を通過するコンクリートにその圧送方
向とは直角の面に沿った大きな回転せん断力を付与し、
これによって撹拌効果はより一層高まる。そして、回転
管１１を通過したコンクリートは早強性混和剤が一様に
分散した状態となり、この状態で掘削溝３ａ内に充填打
設される。この結果、充填された打設コンクリート５は
早強性混和剤の作用により急速に硬化し、早期に強度を
発現できることになる。

【００１７】ここで、前記回転管１１の回転数は、一分
あたり８０〜１６０回転程度とすることが好ましい。８
０回転以下では攪拌効率が劣るため攪拌効果が低下し、
１６０回転を越える回転数を与えても攪拌効果の伸びは
認めらず、いたずらに装置を大型化するだけの結果とな
る。

【００１８】また、前記回転管１１の内部に突出する撹
拌ロッド２０の突出長は、回転管１１の管径の１／３〜
１／２とすることが好ましい。突出長が管径の１／３よ
り短いと攪拌効率が劣ってコンクリートの流れの中心部
に添加材が混入していない部分を生じ、管径の１／２よ
り長いと撹拌混合装置１０内でコンクリートが閉塞しや
すくなる。

【００１９】次に以上の装置における混合効果を確認す
るために、前記回転管１１の回転数と混合効果との関
係、および撹拌ロッド２０の突出量と混合効果との関
係、をそれぞれ調査したところ、次の結果を得られた。

【００２０】回転数と混合効果との関係：圧送管３並
びに回転管１１の管径を１００mmとし、コンクリートポ
ンプとしてスクイズ式ポンプを使用し、撹拌ロッド２０
の突出量を回転管１１の管径の１／４（２５ｍｍ）に固
定して回転数をそれぞれ４０，８０，１２０，１６０，
２００（回転／分）とし、それぞれの回転数により得ら
れたサンプルを圧縮強度試験用モールドに採取し、５分
後に脱型したのち、目視観察並びに硬化状況を調査した
ところ、表１に示す結果を得られた。

【００２１】なお、硬化状況の調査は、水道水による洗
いだし試験により実施し、洗い出される部分については
早強性混和剤の混合が不十分であるとした。

【００２２】

【表１】 表１から、回転数は８０〜１６０回転程度が撹拌効果が
高く、８０回転以下では撹拌効果が低下し、１６０回転
を越える回転を与えても効果の伸びが無いことを確認し
た。

【００２３】撹拌ロッド２０の突出量と混合効果との
関係：の結果から最適回転数に固定し、撹拌ロッド２
０の突出量を管径の１／３，１／２，３／４に代えて前
記と同様の調査を行ったところ、表２に示す結果を得ら
れた。

【００２４】

【表２】 表２から、撹拌ロッド２０の突出量は管径の１／３〜１
／２が撹拌効率が良く、１／２を越えると圧送管内部で
コンクリートが閉塞することが確認された。

【００２５】すなわち、以上の装置において十分な混合
効果を得るためには、回転管１１の回転数を一分あたり
８０〜１６０回転，撹拌ロッド２０の突出量を回転管１
１の管径の１／３〜１／２とすることが望ましい。

【００２６】

【発明の効果】以上実施例によって詳細に説明したよう
に、この発明の圧送コンクリートへの添加材の混合装置
によれば、コンクリート圧送管に同軸かつ回転可能に接
続される、内周に突設するロッドを有する回転管と、回
転管を回転させる回転駆動手段とを備えるので、回転管
を通過するコンクリートをロッドにより攪拌するととも
に、回転管の回転によりコンクリートの圧送方向と直角
の方向に回転せん断力を生じさせ、これらによって早強
性添加材との混合を促進することにより、コンクリート
圧送管による管路が長い場合であっても、コンクリート
を硬化させることなく、早強性添加材が均一に混合され
たコンクリートを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の混合装置を適用した一実施例を示す
全体説明図である。

【図２】同圧送管における撹拌混合装置の要部断面図で
ある。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

２ コンクリート圧送ポンプ ３ コンクリート圧送管 ６ 混和剤注入ノズル １０ 攪拌混合装置 １１ 回転管 １２ 駆動モータ １８，１９ 動力伝達機構（１８ ギア，１９ ピニオ
ン） ２０ 撹拌ロッド ５０ 混合装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000231198 日本国土開発株式会社 東京都港区赤坂４丁目９番９号 (73)特許権者 000140982 株式会社間組 東京都港区北青山２丁目５番８号 (73)特許権者 000005924 株式会社三井三池製作所 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 (73)特許権者 000003296 電気化学工業株式会社 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号 (72)発明者 安達 徑治 静岡県富士市大淵2842−１ 社団法人日 本建設機械化協会建設機械化研究所内 (72)発明者 松島 博之 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株式会社大林組東京本社内 (72)発明者 武内 秀木 東京都文京区後楽２−２−８ 五洋建設 株式会社内 (72)発明者 岩崎 礼栄雄 神奈川県横浜市緑区荏田北１−19−40 (72)発明者 鴨志田 文 東京都港区赤坂４−９−９ 日本国土開 発株式会社内 (72)発明者 谷口 裕史 東京都港区北青山２−５−８ 株式会社 間組内 (72)発明者 鶴元 順 東京都中央区日本橋室町２−１−１ 株 式会社三井三池 (72)発明者 大塚 哲雄 新潟県西頸城郡青海町大字青海2209 電 気化学工業株式会社青海工場内 (56)参考文献 特開 平６−101342（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−203565（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−173450（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−183414（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−69704（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−2163（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04G 21/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端をコンクリート圧送ポンプに接続さ
   れたコンクリート圧送管の吐出口近傍において管路途中
   に合流して早強性添加材を供給する注入ノズルと、該注
   入ノズルより下流側にあって、前記コンクリート圧送管
   に同軸かつ回転可能に接続されるとともに、内周に突設
   するロッドを有する回転管と、該回転管を回動させる回
   転駆動手段とを備えたことを特徴とする圧送コンクリー
   トへの添加材の混合装置。