JP3865511B2 - モルタルの吹付工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木、建築分野で使用されるモルタルの吹付工法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来、吹付工法は、コンクリ−トの分野でトンネル掘削にＮＡＴＭ工法が採用されることにより技術開発が進められ、一次覆工コンクリ−トの吹付けに広く採用されている。
この分野では、乾式混合した吹付材料に、吹付直前で水を混合して吹付ける乾式工法、湿式で混合した吹付材料を吹付ける湿式工法のいずれの吹付工法も用いられているが、トンネルア−チ部への跳ね返りの少ない吹付けや短時間での支保効果が要求されるため急結剤の併用が必要とされている。
【０００３】
また、モルタルは、土木建築分野で、法面防護やコンクリ−ト構造物の補修などに幅広く採用されており、この分野においても吹付工法は、乾式工法、湿式工法のいずれも用いられるが、跳ね返りによる材料損失や粉塵量低減の面から湿式工法が多く採用されている。
湿式工法は、跳ね返りによる材料損失や粉塵量が少ないが、モルタル圧送距離が乾式工法に比べ約半分程度短いことが知られている。
【０００４】
一方、吹付けたモルタルの接着強さを高める方法としては、モルタルに水性ポリマ−デイスパ−ジョンを混和することが知られており、湿式工法では法面防護やコンクリ−ト構造物の補修工事に使用されている（特開昭62−189218号公報等）。
また、合成樹脂エマルジョンを使用してリバウンドを低減する乾式工法が提案されている（特開昭60−144466号公報）。
【０００５】
近年、モルタル吹付工事において、足場の確保ができず吹付設備から吹付場所までの距離が長く湿式工法では対応できないケ−スがしばしば起きている。
また、モルタル性状も、接着やひび割れなどに対する耐久性向上が要求されるようになっており、水性ポリマ−ディスパ−ジョンの混和のみではその耐久性が不十分になるという課題があった。
このため、モルタル吹付工事において長距離圧送を可能とし、岩盤又はコンクリート構造物との接着性の大きな、また、ひび割れ耐久性の大きな施工が望まれていた。
【０００６】
本発明者は、前記課題を解消すべく種々検討を重ねた結果、特定の材料の使用により、前記課題が解決できる知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、セメント、セメント／細骨材の重量比で１／１〜１／３の粒径４ mm 以下の細骨材、セメント 100 重量部に対して３〜 10 重量部の粉末エマルジョン、及びセメントと細骨材の合計100重量部に対して0.3〜1.0重量部の長さが３〜 30mm の繊維の混合物を空気圧送し、吹付用ノズルの手前１〜 10 ｍで該混合物100 重量部に対して水を13 〜 16 重量部添加混合し吹付けることを特徴とするモルタルの吹付工法である。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強などの各種ポルトランドセメント、並びに、これらポルトランドセメントに高炉スラグやフライアッシュなどを混合した各種混合セメントなどが挙げられる。
【００１０】
本発明で使用する細骨材は、ケイ砂をはじめとする天然骨材等が使用でき、特に限定されるものではないが、吹付設備の圧送性の面から粒径４mm以下が好ましい。
セメントと細骨材の比率は、法面防護や構造物補修など、用途によって異なるが、セメント／細骨材の重量比で１／１〜１／３が好ましい。１／１未満ではひび割れ耐久性が低く、１／３を越えると圧縮強度が低下するおそれがある。
【００１１】
本発明で使用する粉末エマルジョン（以下ポリマーという）とは、酢酸ビニル−ビニルバーサテート系共重合体エマルジョン（ＶＡ）又はエチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョン（ＥＶＡ）などを粉末状にしたものであり、このうちの一種又は二種以上が使用可能である。
ポリマ−の使用量は、セメント 100重量部に対して、３〜10重量部が好ましく、４〜７重量部がより好ましい。３重量部未満では接着強度が低くなるおそれがあり、10重量部を越えると強度が低くなり施工性も低下するおそれがある。
【００１２】
本発明で使用する繊維は、耐アルカリガラスファイバ−等の無機繊維、ポリエチレンファイバ−、ビニロンファイバ−、及びポリアクリルファイバ−等の有機繊維、並びに、カ−ボンファイバ−やスチ−ルファイバ−等が挙げられるが、中でも、適当な靱性を得ることができ、乾式混合のプレミックス化に適する面から、耐アルカリガラスファイバ−、ビニロンファイバ−、及びポリアクリルファイバ−の使用が好ましい。
繊維の長さは、３〜30mmが好ましく、６〜12mmがより好ましい。３mm未満では靱性が得られにくく、30mmを超えるとドライ混合時の分散混合性が悪く、ファイバーボールができやすい傾向がある。
繊維の使用量は、セメントと細骨材の合計 100重量部に対して、0.3 〜1.0 重量部が好ましく、0.5 〜0.8 重量部がより好ましい。0.3 重量部未満では靱性が低くひび割れ耐久性が劣るおそれがあり、1.0 重量部を越えると分散性が悪く、圧送中に閉塞するおそれがある。
【００１３】
本発明に用いるセメント、細骨材、ポリマー、及び繊維の混合物は、設備設置を含め現場での混合の簡略化を図りプレミックスし搬入することが好ましい。
本発明では、セメント、細骨材、ポリマー、及び繊維の混合物に、セメントモルタルの収縮性を低減する目的で膨張材を混和することも可能である。
【００１４】
本発明における使用水量は、吹付ける場所や吹付後にコテ仕上げを施す場合などにより決定され、特に限定されるものではないが、セメント、細骨材、ポリマー、及び繊維の混合物 100重量部に対して、13〜16重量部が好ましい。13重量部未満では跳ね返りが多くなり、付着性不良となるおそれがあり、16重量部を越えるとダレて付着しにくく、強度が低下するおそれがある。
【００１５】
水の混合位置は、吹付ノズルの手前、特に、１〜10ｍ手前の位置が好ましく、セメント、細骨材、ポリマー、及び繊維の混合物と強制的に混合させる設備、例えば、シャワ−リング等により混合する方法が好ましい。混合位置が１ｍ未満では混合物との混合が不十分となるおそれがあり、10ｍを越えると圧送ホ−スが閉塞するおそれがある。
【００１６】
【実施例】
以下、実験例に基づき本発明を詳細に説明する。
【００１７】
実験例１
セメント 100重量部、細骨材 200重量部、及び表１に示すポリマーと繊維を配合して、混合物を調製し、乾式モルタル吹付け機アリバ２４６により空気圧送した。
水は、ブ−スタ−ポンプで圧送し、混合物の空気圧送ホ−スの途中、吹付ノズルの手前２ｍの位置に設けたシャワ−リングより、混合物 100重量部に対して、14重量部、圧入混合して吹付モルタルとし、コンクリート又は岩石に吹付けを行った。
混合物を圧送するホ−スは、内径1.5 インチ、長さ30ｍを用いた。測定結果を表１に併記する。
【００１８】
＜使用材料＞
セメント ：普通ポルトランドセメント、市販品
細骨材 ：天然骨材、石灰砂、4mm下
繊維 ：ビニロンファイバ−、長さ12mm
ポリマ− ：酢酸ビニル−エチレン共重合樹脂再乳化性粉体
【００１９】
＜測定方法＞
曲げ靱性係数：ひび割れ耐久性の評価法、吹付モルタルを、10×10×40cm型枠に吹付け充填し、材齢１日で脱型後、20℃、80％ＲＨにてビニ−ル袋に入れ密封養生した。材齢28日で、土木学会、鋼繊維補強コンクリ−ト施工指針（案）に準じ測定
付着強度 ：吹付モルタルを、300 × 300×60mmのJIS A 5304 舗道用コンクリ−ト平板と、それと同じ大きさに切断した岩石（チャ−ト）とに、厚み４cm吹付け、それぞれ表面をコテで平滑にならし測定材齢までビニ−ルシ−トで覆い養生した。試験方法は、建研式引張り試験機による接着強度とし、材齢27日で、それぞれのモルタル表面から下地のコンクリ−トと岩石に２mm程度、食い込む深さで、縦、横４×４cmの溝をいれ、表面にエポキシ樹脂により鋼製アタッチメントを接着し、材齢28日で付着強度を測定
圧縮強度：吹付モルタルを、４×４×16cmの型枠に吹付け充填し、材齢１日で脱型後、20℃、80％ＲＨにてビニ−ル袋に入れ密封養生。材齢28日で、JIS R 5201に準じて測定
【００２０】
【表１】

【００２１】
【発明の効果】
以上の通り、本発明のセメントモルタルの吹付工法は、従来のポリマ−を使用した吹付工法と比較して、セメント混合物の長距離圧送を確保し、ひび割れ耐久性や付着性に優れた施工を可能とする。

Claims (1)

1. セメント、セメント／細骨材の重量比で１／１〜１／３の粒径４ mm 以下の細骨材、セメント 100 重量部に対して３〜 10 重量部の粉末エマルジョン、及びセメントと細骨材の合計100重量部に対して0.3〜1.0重量部の長さが３〜 30mm の繊維の混合物を空気圧送し、吹付用ノズルの手前１〜 10 ｍで該混合物100 重量部に対して水を13 〜 16 重量部添加混合し吹付けることを特徴とするモルタルの吹付工法。