JP6314009B2 - 吹付けモルタルの施工状態の確認方法 - Google Patents

Description

本発明は、乾式吹付け工法によって吹付けられてなる吹付けモルタルの施工状態を確認するための吹付けモルタルの施工状態の確認方法に関する。

コンクリート構造物にモルタルを吹付けることによって、コンクリート構造物の補修や補強が行われている。具体的には、セメントおよび骨材等の粉体材料と、水および液体混和剤等の液体材料とを、別々に調製した後、それらを吹付け対象となるコンクリート構造物の近傍までホース等で移送する。そして、粉体材料と液体材料とを吹付け用ノズル内で混合しつつ圧縮空気と共に噴射することで、コンクリート構造物にモルタルを吹付ける方法が知られている（乾式吹付け工法）。

このような乾式吹付け工法では、吹付けられたモルタル（以下、吹付けモルタルとも記す）の施工状態を確認することによって、吹付けモルタルの品質（例えば、流動性や硬化後の圧縮強度等）の管理が行われる。具体的には、施工部位に付着している吹付けモルタルの質量（吹付け量）や吹付けモルタルの液粉体比を確認し、その結果に基づいて吹付け用ノズルから噴射される液体材料の量を調節することで、吹付けモルタルの品質管理が行われている（特許文献１参照）。

特開２００８−３０３５８５号公報

しかしながら、上記のような乾式吹付け工法では、吹付け用ノズルから噴射された粉体材料および液体材料の一部がリバウンドとして施工箇所から落下したり飛散したりするため、実際に噴射された量（具体的には、計器等で把握される量）に基づいて吹付け量や液粉体比を算出することができない。このため、吹付け量や液粉体比に関する施工状態を確認する際には、施工現場において採取し、又は、作製したサンプルを用いて吹付け量や液粉体比の測定を行う必要があるため、施工状態を確認するのに長時間を要すると共に、繁雑な作業が必要となる。

そこで、本発明は、乾式吹付け工法によって吹付けられてなる吹付けモルタルの施工状態を迅速かつ容易に確認することができる吹付けモルタルの施工状態の確認方法を提供することを課題とする。

本発明に係る吹付けモルタルの施工状態の確認方法は、乾式吹付け工法によって吹付けられてなる吹付けモルタルの施工状態を確認する吹付けモルタルの施工状態の確認方法であって、粉体材料と液体材料とを所定の割合で吹付け用ノズルから噴射して厚みの異なる基準モルタルを複数形成する基準形成工程と、該基準形成工程において各基準モルタルの厚みになるまでの吹付け時間の間に吹付け用ノズルから噴射された粉体材料と液体材料との合計質量に対する各基準モルタルの質量割合を各基準モルタルの吹付け時間に対応したモルタル吹付け率として算出する吹付け率算出工程と、吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される粉体材料と液体材料との合計質量に吹付けモルタルを形成する際の吹付け時間に対応したモルタル吹付け率を乗じて吹付けモルタルの質量の推定値を算出する吹付け量推定工程とを備えることを特徴とする。

斯かる構成によれば、吹付け率算出工程で得られるモルタル吹付け率は、吹付け用ノズルから噴射される粉体材料と液体材料との合計質量のうち、どの程度の量が基準モルタルとして形成されるかを示すものである。そして、斯かるモルタル吹付け率を用いて吹付け量推定工程を行うことで、例えば、実際の施工現場において基準モルタルと同等の条件で吹付けられた吹付けモルタルの質量（以下、吹付け量とも記す）を吹付け用ノズルから噴射される粉体材料および液体材料の合計質量から推定することができる。これにより、施工現場で吹付けモルタルのサンプルを採取し又は作製して吹付け量を実際に測定する場合よりも、迅速且つ容易に、吹付け量に関する吹付けモルタルの施工状態を確認することができる。

発明に係る吹付けモルタルの施工状態の確認方法は、乾式吹付け工法によって吹付けられてなる吹付けモルタルの施工状態を確認する吹付けモルタルの施工状態の確認方法であって、粉体材料と液体材料とを所定の割合で吹付け用ノズルから噴射して所定厚みの基準モルタルを形成する基準形成工程と、該基準形成工程において吹付け用ノズルから噴射された粉体材料の質量に対する基準モルタル中の粉体材料の質量割合を粉体吹付け率として算出し、基準形成工程において吹付け用ノズルから噴射された液体材料の質量に対する基準モルタル中の液体材料の質量割合を液体吹付け率として算出する吹付け率算出工程と、吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される粉体材料の質量に粉体吹付け率を乗じて吹付けモルタル中の粉体材料の質量の推定値を算出し、吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される液体材料の質量に液体吹付け率を乗じて吹付けモルタル中の液体材料の質量の推定値を算出し、粉体材料の質量の推定値と液体材料の質量の推定値とから吹付けモルタルの液粉体比の推定値を算出する液粉体比推定工程とを備えることを特徴とする。

斯かる構成によれば、吹付け率算出工程で得られる粉体吹付け率および液体吹付け率は、吹付け用ノズルから噴射される粉体材料および液体材料のそれぞれの質量のうち、どの程度の量が基準モルタルとして形成されるかを示すものである。そして、斯かる粉体吹付け率および液体吹付け率を用いて液粉体比推定工程を行うことで、例えば、実際の施工現場において基準モルタルと同等の条件で吹付けられた吹付けモルタル中の粉体材料および液体材料の質量を吹付け用ノズルから噴射される粉体材料および液体材料の合計質量から推定することができる。これにより、吹付けモルタルのサンプルを採取し又は作製して吹付けモルタル中の粉体材料および液体材料の質量を実際に測定し、液粉体比を算出する場合よりも、迅速且つ容易に、液粉体比に関する吹付けモルタルの施工状態を確認することができる。

以上のように、本発明によれば、乾式吹付け工法によって吹付けられてなる吹付けモルタルの施工状態を迅速かつ容易に確認することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

本実施形態に係る吹付けモルタルの施工状態の確認方法（以下、施工確認方法とも記す）は、乾式吹付け工法によって吹付けられた吹付けモルタルの施工状態として、施工位置に形成された吹付けモルタルの質量（吹付け量）、又は、形成された吹付けモルタルの液粉体比の推定値を確認するものである。

具体的には、斯かる施工確認方法は、粉体材料と液体材料とを所定の割合で吹付け用ノズルから噴射して所定厚みの基準モルタルを形成する基準形成工程と、基準形成工程において吹付け用ノズルから噴射された粉体材料および液体材料に対する吹付け率を算出する吹付け率算出工程と、該吹付け率を用いて実際に吹付ける粉体材料および液体材料から吹付けモルタルの施工状態を推定する施工状態推定工程とを備える。

基準形成工程では、乾式吹付け工法によって粉体材料および液体材料を所定サイズの型枠内に吹付けて基準モルタルを形成する。この際、基準モルタルが所定の厚みとなるまでの時間（以下、吹付け時間とも記す）を測定する。具体的には、深さの異なる複数の型枠のそれぞれに厚みの異なる基準モルタルを形成する際の吹付け時間を型枠毎に測定する。

吹付け率算出工程では、基準形成工程において吹付け用ノズルから噴射された粉体材料と液体材料との合計質量に対する基準モルタルの質量割合がモルタル吹付け率として算出される。又は、吹付け率算出工程では、基準形成工程において吹付け用ノズルから噴射された粉体材料の質量に対する基準モルタル中の粉体材料の質量割合が粉体吹付け率として算出される。また、基準形成工程において吹付け用ノズルから噴射された液体材料の質量に対する基準モルタル中の液体材料の質量割合が液体吹付け率として算出される。

吹付け用ノズルから噴射された粉体材料および液体材料それぞれの質量は、吹付け用ノズルから単位時間当たりに噴射される粉体材料および液体材料の質量（以下、噴射速度とも記す）が既知の場合には、該噴射速度に吹付け時間を乗じて得ることができる。または、吹付け用ノズルへ粉体材料を供給する流路に粉体流量計を設置し、吹付け用ノズルへ液体材料を供給する流路に液体流量計を設置し、単位時間当たりに吹付け用ノズルへ供給される粉体材料および液体材料の質量（以下、流量とも記す）を各流量計で測定し、該流量に吹付け時間を乗じることで、粉体材料および液体材料それぞれの質量を得てもよい。または、各流量計の測定値が変動する場合には吹付け時間における各流量計で測定される質量の積算量として粉体材料および液体材料それぞれの質量を得ることもできる。または、粉体材料および液体材料の消費量（例えば、原料タンク内の原料の減少量）を確認することで、吹付け用ノズルから噴射された質量を把握してもよい。

基準モルタルの質量は、型枠内に基準モルタルが充填された状態で質量を測定し、得られた測定結果から型枠の質量を差し引くことで算出することができる。また、液体材料が加熱することで蒸発する場合（例えば、液体材料が水のみから構成されている場合）には、基準モルタル中の液体材料の質量は、基準モルタルの一部または全部を質量変化が生じなくなるまで加熱した際の加熱前後の質量差となる。一方、斯かる場合における基準モルタル中の粉体材料の質量は、加熱後の基準モルタルの質量となる。又は、液体材料が、加熱することで蒸発する成分（例えば、水等）に対して蒸発しない成分（例えば、ポリマー固形分等）を所定の割合で含有している場合には、基準モルタル中の液体材料の質量は、型枠に吹付けた基準モルタルの一部または全部を質量変化が生じなくなるまで加熱した際の加熱前後の質量差（即ち、吹付けられた液体材料中の蒸発成分の質量）と、該質量差に対する蒸発しない成分の質量（吹付けられた液体材料中の蒸発しない成分の質量）との合計になる。一方、斯かる場合における基準モルタル中の粉体材料の質量は、加熱後の基準モルタルの質量と、上記の吹付けられた液体材料中の蒸発しない成分の質量との質量差となる。

施工状態推定工程は、吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される粉体材料と液体材料との合計質量にモルタル吹付け率を乗じて吹付けモルタルの質量（以下、モルタル吹付け量とも記す）の推定値を算出する吹付け量推定工程から構成される。または、施工状態推定工程は、吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される粉体材料の質量に粉体吹付け率を乗じて吹付けモルタル中の粉体材料の質量（以下、粉体吹付け量とも記す）の推定値を算出し、吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される液体材料の質量に液体吹付け率を乗じて吹付けモルタル中の液体材料の質量（以下、液体吹付け量とも記す）の推定値を算出し、粉体材料の質量の推定値と液体材料の質量の推定値とから吹付けモルタルの液粉体比の推定値を算出する液粉体比推定工程から構成される。または、施工状態推定工程は、前記吹付け量推定工程および前記液粉体比推定工程から構成されてもよい。

吹付け用ノズルから噴射された粉体材料および液体材料それぞれの質量は、噴射速度が既知の場合には、該噴射速度に吹付け時間（具体的には、基準モルタルの厚みと同等の厚みとなる間での時間）を乗じて得ることができる。または、吹付け用ノズルへ粉体材料を供給する流路に粉体流量計を設置し、吹付け用ノズルへ液体材料を供給する流路に液体流量計を設置し、粉体材料および液体材料の流量を各流量計で測定し、該流量に吹付け時間（具体的には、基準モルタルの厚みと同等の厚みとなる間での時間）を乗じて得ることもできる。または、粉体材料および液体材料の消費量（例えば、原料タンク内の原料の減少量）を確認することで、吹付け用ノズルから噴射された質量を把握してもよい。

吹付け量推定工程で得られるモルタル吹付け量の推定値は、基準モルタルを形成する際の吹付け条件と同等の条件（具体的には、同等の厚み）で吹付けられた吹付けモルタルの吹付け量に対応するものである。このため、モルタル吹付け量の推定を確認することで、実際に吹付けられた吹付けモルタルの吹付け量に関する施工状態を確認することが可能となる。

また、液粉体比推定工程で得られる粉体吹付け量および液体吹付け量の推定値は、基準モルタルを形成する際の吹付け条件と同等の条件（具体的には、同等の厚み）で吹付けられた吹付けモルタルの粉体吹付け量および液体吹付け量に対応するものである。このため、粉体吹付け量および液体吹付け量の推定値から算出される液粉体比の推定値は、実際に吹付けられた吹付けモルタルの液粉体比に対応するものとなる。これにより、液粉体比の推定値を確認することで、実際に吹付けられた吹付けモルタルの液粉体比に関する施工状態を確認することが可能となる。

そして、上記のような施工状態の推定値を確認し管理することで、吹付けモルタルの品質管理を行うことが可能となる。

以上のように、本発明に係る吹付けモルタルの施工確認方法によれば、乾式吹付け工法によって吹付けられてなる吹付けモルタルの施工状態を迅速かつ容易に確認することができる。

即ち、吹付け率算出工程で得られるモルタル吹付け率は、吹付け用ノズルから噴射される粉体材料と液体材料との合計質量のうち、どの程度の量が基準モルタルとして形成されるかを示すものである。そして、斯かるモルタル吹付け率を用いて吹付け量推定工程を行うことで、例えば、実際の施工現場において基準モルタルと同等の条件で吹付けられた吹付けモルタルの質量（以下、吹付け量とも記す）を吹付け用ノズルから噴射される粉体材料および液体材料の合計量から推定することができる。これにより、施工現場で吹付けモルタルのサンプルを採取し又は作製して吹付け量を実際に測定する場合よりも、迅速且つ容易に、吹付け量に関する吹付けモルタルの施工状態を確認することができる。

また、吹付け率算出工程で得られる粉体吹付け率および液体吹付け率は、吹付け用ノズルから噴射される粉体材料および液体材料のそれぞれの質量のうち、どの程度の量が基準モルタルとして形成されるかを示すものである。そして、斯かる粉体吹付け率および液体吹付け率を用いて液粉体比推定工程を行うことで、例えば、実際の施工現場において基準モルタルと同等の条件で吹付けられた吹付けモルタル中の粉体材料および液体材料の質量を吹付け用ノズルから噴射される粉体材料および液体材料の合計質量から推定することができる。これにより、施工現場で吹付けモルタルのサンプルを採取し又は作製して吹付けモルタル中の粉体材料および液体材料の質量を実際に測定し、液粉体比を算出する場合よりも、迅速且つ容易に、液粉体比に関する吹付けモルタルの施工状態を確認することができる。

また、施工現場において吹付け用ノズルに供給される粉体材料および液体材料の流量を流量計等を用いて把握することができる場合には、連続的に変動する流量毎や流量の合計に対して粉体吹付け率や液体吹付け率、又は、モルタル吹付け率を乗じることで、吹付け量の推定や、液粉体比の推定を連続的に行うことができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

１．基準形成工程
基準モルタルを形成する粉体材料および液体材料を深さの異なる５０ｃｍ角の複数の型枠内に乾式吹付け工法によって吹付けて厚みの異なる同一配合の基準モルタルを形成した。この際、基準モルタルが各型枠内で所定の厚さ（以下、吹付け厚みとも記す）になるまでの時間（以下、吹付け時間とも記す）を測定した。吹付け厚みは、下記表１に示す。
基準モルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射された粉体材料および液体材料それぞれの質量は、吹付け用ノズルへ粉体材料を供給する流路に粉体流量計を設置し、吹付け用ノズルへ液体材料を供給する流路に液体流量計を設置することで、各流量計で把握される吹付け時間における質量の積算量である。各吹付け時間における粉体材料および液体材料の積算量は、下記表１に示す。

２．吹付け率算出工程
基準形成工程において各吹付け厚みの基準モルタルを形成した際のモルタル吹付け率、粉体吹付け率、および、液体吹付け率を上記の方法で算出した。モルタル吹付け率、粉体吹付け率、および、液体吹付け率は、下記表１に示す。
また、各吹付け率とそれに対応する吹付け時間との関係をまとめたものを下記表２に示す。

３．施工状態推定工程
５０ｃｍ角の型枠に基準モルタルと同一配合で粉体材料および液体材料を乾式吹付け工法によって吹付けることで吹付けモルタルを形成した。吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射された粉体材料および液体材料それぞれの質量は、粉体材料および液体材料の各流量とした。該流量は、吹付け用ノズルへ粉体材料を供給する流路に粉体流量計を設置し、吹付け用ノズルへ液体材料を供給する流路に液体流量計を設置し、各流量計を用いて測定されたものである。具体的には、吹付け開始３０秒後および３００秒後の各流量を表３に示す。また、粉体材料の流量（流量計表示値）および液体材料の流量（流量計表示値）から算出された液粉体比を「液粉体比（流量計表示値）」として、下記表３に示す。

粉体材料の流量（流量計表示値）と液体材料の流量（流量計表示値）との合計に表２の吹付け時間に対応するモルタル吹付け率を乗じてモルタル吹付け量の推定値を算出した。また、粉体材料の流量（流量計表示値）に表２の吹付け時間に対応する粉体吹付け率を乗じて単位時間当たりの粉体吹付け量の推定値を算出した。また、液体材料の流量（流量計表示値）に表２の吹付け時間に対応する液体吹付け率を乗じて単位時間当たりの液体吹付け量の推定値を算出した。算出した粉体吹付け量と液体吹付け量の各推定値から液粉体比の推定値を算出した。各推定値については、下記表３に示す。

４．まとめ
上記のように、各流量計の表示値から吹付けモルタルの吹付け量および液粉体比の推定値を得ることができる。このため、各流量計の表示値を連続的に把握し、該連続値から各推定値を算出することで、得られる各推定値を確認して管理することにより、吹付けモルタルの品質管理を連続的に行うことができる。

なお、吹付け用ノズルへの粉体の供給をロータリーガンで行う場合には、ローター回転数が３５Ｈｚで、無負荷圧力が１．２ＭＰａのとき、粉体材料の流量が概ね２５ｋｇ／ｍｉｎ以上３０ｋｇ／ｍｉｎ以下であることから、型枠に吹付けたモルタルの適正液粉体比を１０％以上２０％以下とすると、下記のような施工管理基準を設定することができる。具体的には、粉体材料の流量は、２５ｋｇ／ｍｉｎ以上３０ｋｇ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、粉体吹付け量は、２０．８ｋｇ／ｍｉｎ以上２４．９ｋｇ／ｍｉｎ以下（流量の８３％）であることが好ましい。また、液体材料の流量は、２．６ｋｇ／ｍｉｎ以上４．３ｋｇ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、液体吹付け量は、２．５ｋｇ／ｍｉｎ以上４．２ｋｇ／ｍｉｎ以下（流量の９８％）であることが好ましい。

Claims (2)

1. 乾式吹付け工法によって吹付けられてなる吹付けモルタルの施工状態を確認する吹付けモルタルの施工状態の確認方法であって、
   粉体材料と液体材料とを所定の割合で吹付け用ノズルから噴射して厚みの異なる基準モルタルを複数形成する基準形成工程と、
   該基準形成工程において各基準モルタルの厚みになるまでの吹付け時間の間に吹付け用ノズルから噴射された粉体材料と液体材料との合計質量に対する各基準モルタルの質量割合を各基準モルタルの吹付け時間に対応したモルタル吹付け率として算出する吹付け率算出工程と、
   吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される粉体材料と液体材料との合計質量に吹付けモルタルを形成する際の吹付け時間に対応したモルタル吹付け率を乗じて吹付けモルタルの質量の推定値を算出する吹付け量推定工程と
   を備えることを特徴とする吹付けモルタルの施工状態の確認方法。
2. 乾式吹付け工法によって吹付けられてなる吹付けモルタルの施工状態を確認する吹付けモルタルの施工状態の確認方法であって、
   粉体材料と液体材料とを所定の割合で吹付け用ノズルから噴射して所定厚みの基準モルタルを形成する基準形成工程と、
   該基準形成工程において吹付け用ノズルから噴射された粉体材料の質量に対する基準モルタル中の粉体材料の質量割合を粉体吹付け率として算出し、基準形成工程において吹付け用ノズルから噴射された液体材料の質量に対する基準モルタル中の液体材料の質量割合を液体吹付け率として算出する吹付け率算出工程と、
   吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される粉体材料の質量に粉体吹付け率を乗じて吹付けモルタル中の粉体材料の質量の推定値を算出し、吹付けモルタルを形成する際に吹付け用ノズルから噴射される液体材料の質量に液体吹付け率を乗じて吹付けモルタル中の液体材料の質量の推定値を算出し、粉体材料の質量の推定値と液体材料の質量の推定値とから吹付けモルタルの液粉体比の推定値を算出する液粉体比推定工程と
   を備えることを特徴とする吹付けモルタルの施工状態の確認方法。