JP4488613B2

JP4488613B2 - 吹付け材料を用いた吹付け工法

Info

Publication number: JP4488613B2
Application number: JP2000313234A
Authority: JP
Inventors: 賢司山本; 一行水島; 積石田; 光男高橋; 悟寺村; 英中箕輪; 利彦加賀
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2020-10-13
Also published as: JP2002121061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吹付け材料を用いた吹付け工法、特に、崩れやすい法面に格子状（井桁状）に配置したフレームに吹付けて施工する法面吹付け工法に関する。
なお、本発明でいうセメントコンクリートはモルタルやコンクリートを総称するものである。
また、本発明でいう部は特に規定のないかぎり質量基準である。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
法面とは、高速道路、ダム、及び急傾斜地を中心に、切り土や盛土によってできた傾斜面をいう。
この法面は、そのまま放置しておくと、自然風化や強雨等による浸食を受け、地滑り等により崩壊する恐れがあるため、法面を保護する必要がある。
【０００３】
従来、法面の崩壊を防止するために、直にコンクリートを吹付けていたが、最近では、法面に金網や複数本の鉄筋を格子状（井桁状）に配置してフレームの骨格を形成して補強効果を増し、その交点部にアンカーを打ち込んだ後、コンクリートを吹付けて鉄筋コンクリートフレームを作って法面の安定を図ることが行われている（特公昭５８−０５８４９３号公報）。
【０００４】
なかでも変形可能な金網や鉄筋を法面に直に配置するフリーフレーム工法がよく用いられている。
その際、施工現場で簡易プラントを作り、スランプ０ｃｍの硬練りコンクリートを調製し、吹付けを行った後に表面をコテ仕上げして施工されている。
しかしながら、この方法では施工効率が２ｍ³／ｈｒ程度と低く、材料の配合に人手がかかるなど、コスト高になるという課題があった。
【０００５】
このため、吹付け速度を高めてコンクリートを生コンプラントから供給することにより施工効率を上げ、人手を減らしてコストダウンすることが考えられている。
吹付け速度を高めるにはコンクリートのスランプを大きくする必要があるが、スランプが大きいと吹付けたときにコンクリートが斜面から流れ落ちるという課題があった。
【０００６】
このため吹付け直後にコンクリートの粘性を上げてスランプを低下させ、コンクリートのずり落ちを防止する必要がある。
吹付け時に急結剤を使用した場合、コンクリートのずり落ちを防ぐことはできるが、吹付けたコンクリートの硬化が早いためにコテ仕上げができなくなり、法面表面の美観を損ねるという課題があった。
【０００７】
このように、吹付け時にコンクリートと混合することでコンクリートのずり落ちを防止するとともに、コテ仕上げができる程度の可使時間を確保できる工法が求められていた。
本発明者は、前記課題を解消すべく、鋭意検討を重ねた結果、特定の吹付け材料を用いた吹付け工法を行うことにより、前記課題を解決できるという知見を得て本発明を完成するに至った。本発明は以下の発明を包含する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
(1) ポリアルキレンオキサイドを含有するセメントコンクリートとビスフェノール系縮合物及び硫酸アルミニウムとを含有する吹付け材料を、吹付けノズル先端から３０ｍ以内の箇所で合流混合して吹付ける吹付け工法。
(2) ビスフェノール系縮合物と硫酸アルミニウムを別個に空気圧送してポリアルキレンオキサイドを含有するセメントコンクリートと合流混合する直前で合流混合する(1) 項記載の吹付け工法。
【０００９】
(3) 鉄筋類を法面に配置してフレーム骨格を形成し、(1) 項又は(2) 項のうちのいずれか１項に記載された吹付け工法により吹付け材料を吹付け、鉄筋類を含有したセメントコンクリートフレームを構築する法面吹付け工法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、吹付け速度を高めて施工効率を上げる目的でスランプの大きいコンクリートを用いた場合でも、吹付け時にコンクリートと混合することで、コンクリートのずり落ちを防止するとともに、コテ仕上げができる程度の可使時間を確保できる吹付け材料を用いた法面吹付け工法である。
【００１１】
本発明で使用するポリアルキレンオキサイド（以下、ＰＡＯという）は、ビスフェノール系縮合物との相互作用によりセメントコンクリートに粘性を与え、吹付け直後におけるセメントコンクリートのダレやずり落ちを防止するものである。ＰＡＯとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びポリブチレンオキサイド等が挙げられるが、これらの中では効果が大きい点でポリエチレンオキサイドが好ましい。
【００１２】
ＰＡＯの平均分子量は１００万〜５００万が好ましい。１００万未満ではダレやずり落ちを防止する効果が小さい場合があり、５００万を超えるとセメントコンクリートの圧送性が低下する場合がある。
ＰＡＯの使用量は、セメント１００部に対して、０．００１〜０．５部が好ましく、０．００５〜０．３部がより好ましい。０．００１部未満ではセメントコンクリートの粘性が小さく、吹付けたときにダレが生じ、セメントコンクリートが斜面から流れ落ちる場合があり、０．５部を超えるとセメントコンクリートの粘性が大きくなり、圧送性に支障が生じる場合がある。
【００１３】
本発明で使用するビスフェノール系縮合物は、ビスフェノール類、芳香族アミノスルホン酸、及びホルムアルデヒドを縮合反応させることによって得られるものであり、市販品が使用可能である。
【００１４】
ビスフェノール類の具体例としては、例えば４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルェーテル、４，４’−ジヒドロキシジフェニルサルファイド、４，４’−ジヒドロキシビフェニル及びこれらの異性体等が挙げられ、これらを併用することも可能である。
また、芳香族アミノスルホン酸の具体例としては、４−アミノベンゼンスルホン酸、２−アミノー５−メチルベンゼンスルホン酸及びこれらの異性体等を挙げることができる。
【００１５】
本発明で使用するビスフェノール系縮合物の平均分子量は、５０００〜３００００が好ましい。平均分子量が５０００未満ではセメントコンクリートのずり落ちを防ぐ効果が小さい場合があり、３００００を超えると強度発現性が低下する場合がある。
ビスフェノール系縮合物の使用量はセメント１００部に対して、０．１〜１．０部が好ましく、０．２〜０．５部がより好ましい。０．１部未満ではセメントコンクリートのずり落ちを防ぐ効果が小さい場合があり、１．０部を超えるとずり落ちが増加する場合がある。
【００１６】
本発明で使用する硫酸アルミニウムは、ＰＡＯを含有するセメントコンクリートと混合することでスランプを低下させ、吹付け直後におけるセメントコンクリートのダレやずり落ちを防止する。粉末状として無水物と含水物があり、また、水に溶解させて水溶液としたものがあり、いずれも使用可能であるが、このうち、セメントコンクリートとの混合性が良好な点から水溶液として使用するのが好ましい。
硫酸アルミニウムの使用量はセメント１００部に対して固形分換算（無水物）で０．１〜５部が好ましく、０．５〜３部がより好ましい。０．１部未満ではセメントコンタリートのずり落ちを防ぐ効果が小さい場合があり、５部を超えるとセメントコンクリートの凝結・硬化が促進され、コテ仕上げをする時間が確保できなくなる場合がある。
【００１７】
硫酸アルミニウムとポリアルキレンオキサイド及びビスフェノール系縮合物を併用することで、これらをそれぞれ単独で用いた場合より吹付け直後におけるセメントコンクリートのダレやずり落ちを防止する効果が大きくなる。
【００１８】
本発明で使用するセメントは、特に限定されるものではなく、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱等の各種ポルトランドセメントや、これらに高炉スラグ、フライアッシュ、石灰石微粉末、又はシリカを混合した各種混合セメント、さらには膨張セメント、コロイドセメント等いずれも使用可能である。
本発明では、前記各材料の他に、砂や砂利等の骨材、減水剤、ＡＥ剤、繊維、及び微粉等を本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で併用できる。
【００１９】
減水剤としては、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸ホルマリン縮合物、及びポリカルボン酸系高分子化合物等が使用できる。
また、ＡＥ剤はコンクリートの凍害を防止するものである。
さらに、繊維は特にアンカー部のひび割れ防止に有効なものである。
そして、微粉は空隙を埋めて繊密構造を形成し、高強度化を図るものであり、シリカフユーム等が使用可能である。
【００２０】
本発明の吹付け工法は、ＰＡＯを含有するセメントコンクリートと圧縮空気により空気圧送したビスフェノール系縮合物及び硫酸アルミニウムとを含有する吹付け材料を、合流混合して吹付ける工法である。
【００２１】
セメントコンクリートとビスフェノール系縮合物及び硫酸アルミニウムを含有する吹付け材料とを合流混合する位置は、吹付けノズルの先端から３０ｍ以内であり、１０ｍ以内がより好ましい。３０ｍを超えると吹付け材料を混合したセメントコンクリートの圧送性が低下し、圧送管が閉塞するおそれがある。
【００２２】
この際、ビスフェノール系縮合物と硫酸アルミニウムを予め混合しておき、圧縮空気により空気圧送してセメントコンクリートと合流混合することが好ましい。また、ビスフェノール系縮合物と硫酸アルミニウムを別個に圧縮空気により空気圧送してセメントコンクリートと合流混合する直前に合流混合し、次いでセメントコンクリートと合流混合してもよい。
【００２３】
本発明の吹付け材料を使用した法面吹付け工法としては、吹付け材料を直に法面へ吹付けてもよいが、補強効果を増すために、鉄筋類を配置したフレーム骨格を形成して吹付けるフリーフレーム工法がより好ましい。
【００２４】
フリーフレーム工法に使用する鉄筋類の配置方法としては、特に制限されるものではないが、通常、幅３０〜６０ｃｍ、長さ１〜３ｍ程度の金網（波形鉄筋φ１〜３ｍｍ）を２枚平行に金網の幅と同程度の間隔で、長手方向を法面に沿って配置し、継ぎ足してゆく。平行に立てた２枚の金網に鉄筋等のスペーサを用いて、フレーム骨格を形成する。このフレーム骨格を縦横に延長する際、その交点部にアンカーを打ち込むことが好ましい。また、フレーム骨格の交点部に交点部用のフレーム骨格を用いることも可能である。
このように配置したフレーム骨格に吹付け、フレーム骨格の鉄筋類からはみ出した部分をコテ仕上げすることで、フレームの美観を保つ。
【００２５】
本発明で使用する法面吹付け工法としては、一般的に行われている乾式、湿式のいずれの吹付け方法でも使用できる。そのうち、粉塵の発生量が少ない点で湿式吹付け工法が好ましい。
本発明の吹付け工法においては、従来から使用されている吹付け設備等が使用できる。吹付け設備は吹付けが充分に行われれば特に限定されるものではなく、例えば、セメントコンクリートの圧送には市販のスクイーズポンプやアリバー社製商品名「アリバー２８０」等が、硫酸アルミニウムやビスフェノール系縮合物の圧送には市販の液送ポンプが使用できる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものでない。
【００２７】
実験例１
単位セメント量４５０ｋｇ／ｍ³、Ｗ／Ｃ＝４５％、及びｓ／ａ＝７０％とした吹付けコンクリートを調製し、これをコンクリート圧送機「アリバー２８０」により４ｍ³／ｈｒの圧送速度、０．４ＭＰａの圧送圧力で空気圧送した。コンクリート中のセメント１００部に対して、表１に示すポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）をコンクリートに予め混合した。なお、コンクリートの調製にあたり、スランプが２０ｃｍ程度になるように減水剤の使用量を調整した。
また、ビスフェノール系縮合物イと硫酸アルミニウムを予め混合したものをポンプで圧送し、コンクリート中のセメント１００部に対してそれぞれ０．２部、１部（固形分換算、無水物）となるように吹付けノズルのすぐ手前に取付けた合流管に、圧送空気とともに圧入してコンクリートに合流混合し、吹付けを行った。結果を表１に示す。
【００２８】
（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品、密度３．１６ｇ／ｃｍ^３
細骨材：新潟県姫川産川砂、表乾密度２．６２ｇ／ｃｍ^３
粗骨材：新潟県姫川産ビリ砂利、表乾密度２．６５ｇ／ｃｍ^３
減水剤：ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、市販品
ＰＡＯ：ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、平均分子量２００万、市販品
ビスフェノール系縮合物イ：平均分子量２００００、市販品
硫酸アルミニウム：水溶液、市販品
【００２９】
（測定方法）
ダレなど：幅３０ｃｍ×厚さ３０ｃｍのフレーム骨格を十字状に交差させて法面に配置し、コンクリートを吹付けたときの状態を観察した。ダレやずり落ちが多く見られた場合を×とし、少し見られた場合を△とし、全く見られない場合を○とした。
可使時間：吹付け材料を吹付けてから、指触により凹みがなくなるまでの時間を可使時間とした。
作業性：幅１０ｃｍ×長さ４０ｃｍ×厚さ１０ｃｍの金属製型枠にコンクリートを吹付け、型枠の表面をコテで仕上げて成形する際の作業性を評価した。容易に成形できた場合を○、成形するのに力を要した場合を△とし、力を入れても成形できない場合を×とした。
【００３０】
圧送性：吹付けコンクリートを圧送するときの圧送管内の圧力を測定した。圧力が０．４０〜０．５５ＭＰａである場合を○、圧送管内が閉塞しやすくなる０．６０ＭＰａ以上になっても・圧送管に衝撃を与えることにより０．４０〜０．５５ＭＰａになる場合を△、圧送管が閉塞し、圧送管に衝撃を与えても０．４０〜０．５５ＭＰａとならない場合を×とした。
圧縮強度：幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚さ２０ｃｍの金属製型枠にコンクリートを吹付け、直径５ｃｍ×長さ１０ｃｍの供試体をコアリングし、２０℃、８０ＲＨで養生を行い、圧縮強度を測定した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
実験例２
コンクリート中のセメント１００部に対してＰＥＯを０．０１部混合し、表２のようにビスフェノール系縮合物イ〜ニの添加量を変えたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
（使用材料）
ビスフェノール系縮合物口：平均分子量５０００、市販品
ビスフェノール系縮合物ハ：平均分子量１００００、市販品
ビスフェノール系縮合物ニ：平均分子量３００００、市販品
【００３３】
【表２】

【００３４】
実験例３
コンクリート中のセメント１００部に対してＰＥＯを０．０１部混合し、ビスフェノール系縮合物イを０．２部加え、硫酸アルミニウム（固形分換算、無水物）の添加量を変えたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。
【００３５】
【表３】

【００３６】
実験例４
コンクリート中のセメント１００部に対してＰＥＯを０．０１部混合し、セメントコンクリートとビスフェノール系縮合物と硫酸アルミニウムの合流位置を表４のように変えたこと以外は実験１と同様に行った。結果を表４に併記する。
【００３７】
【表４】

【００３８】
実験例５
コンクリート中のセメント１００部に対してＰＥＯを０．０１部混合し、表５のようにビスフェノール系縮合物イと硫酸アルミニウムの添加率を変え、別個に圧縮空気により圧送してセメントコンクリートと合流混合する直前で合流混合し、吹付けノズルから１ｍの位置でセメントコンクリートと合流混合した結果を表５に併記する。
【００３９】
【表５】

【００４０】
【発明の効果】
本発明の吹付け材料を用いた吹付け工法を使用することにより、吹付け速度を高めて施工効率を上げるためにスランプの大きいコンクリートを用いた場合であっても、吹付け直後のコンクリートのダレや斜面からのずり落ちを防止できるとともに、コテ仕上げを行う時間がとれるため、法面表面の美観を確保できる。

Claims

ポリアルキレンオキサイドを含有するセメントコンクリートとビスフェノール系縮合物と硫酸アルミニウムを主成分とする吹付け材料とを、吹付けノズルの先端から３０ｍ以内で合流混合することを特徴とするセメントコンクリートの吹付け工法。
ビスフェノール系縮合物と硫酸アルミニウムとを別個に圧縮空気により空気圧送してポリアルキレンオキサイドを含有するセメントコンクリートと合流混合する直前で合流混合し、次いでセメントコンクリートと合流混合して吹付け材料を形成することを特徴とする請求項１記載のセメントコンクリートの吹付け工法。
鉄筋類を法面に配置してフレーム骨格を形成し、請求項１又は２に記載の吹付け工法により吹付け材料を吹付け、鉄筋類を含有したセメントコンクリートフレームを構築する法面吹付け工法。