JPH03235875A - 湿式コンクリート吹付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湿式コンクリート吹付は方法に関するものであ
る。

〔従来の技術及びその技術的課題〕

コンクリートの吹付は方法には乾式法と湿式法がある。

前者は骨材とセメントさらに必要に応じ急結剤をドラミ
ックスしたものを用いるもので、一般に、前記配合を圧
縮エアにより気流搬送し、先端の吹付はノズル部分で水
を添加して吹付けるものである。この方法は、搬送距離
が長いという利点があるが、発塵とリバウンドが多いと
いう大きな欠点がある。後者は、骨材とセメントと水を
混練したウェットミックス資料（生コンクリート）を用
い、これを圧送手段により吐出させて濃密搬送し、吹付
はノズルの位置で圧縮エアを添加して吹付けるものであ
り、発塵やリバウンドは少ないものの圧送距離が短いと
いう問題があった。この対策として、圧送手段で生コン
クリートを一定距離濃密搬送し１次いで圧縮エアを添加
して可撓性管路を気流搬送して吹付ける工法が提案され
ている。

ところで、この種の吹付は工法の対象となるコンクリー
トライニングや充填工事は、多くはトンネル切羽で行わ
れるため湧水につきまとわれる。

また、吹付は自重の作用があるため天端部は剥落しやす
い。これに対応するには、初期強度の高いコンクリート
を高い能力で効率良く吹付けることが必要であり、その
ため、前記工法において、圧送手段としてダブルピスト
ンポンプを使用し、そのピストンポンプへの充填率を上
げて単位当りの圧送量を増すべく、Ｗ／Ｃの高い概ね８
以上の高スランプの生コンクリートが用いられ、これに
吹付はノズルより一定距離上流の搬送路で急結剤を添加
して吹付ける手法が採用されている。

これによれば、ワーカビリティは向上することができる
が、高スランプのため急結剤を添加しても硬化時間がか
かり早期強度が出にくい。それ故、必然的に高価な急結
剤を多量に必要とし、施工コストが高くなる。しかも多
量の急結剤を添加するためどうしても粉塵量が多くなる
という問題があった。そのため、従来の湿式吹付は工法
は湧水個所やトンネル天端部の施工で困難を極め、この
ケースの施工には不向きであるとされていたものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記のような問題点を解消するために創案され
たもので、その目的とするところは、湧水個所やトンネ
ル天端部でも良好な早期強度のコンクリートライニング
を、経済的な急結剤添加量で１発塵を少なくクリーン施
工できる有利な湿式コンクリート吹付は法を提供するこ
とにある。

前記目的を達成するため本発明は、従来の湿式吹付は法
の発想を転換し、湿状コンクリート資料を圧送し、この
圧送途中で圧縮エアとともにセメント粉を添加してスラ
ンプダウンさせた湿状コンクリート資料に変化させつつ
気流搬送し、次いで急結剤を添加して吹付はノズルから
吹付ける方法としたものである。

以下本発明を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による湿式コンクリート吹付は法の概要
を示している。１は圧送ポンプであり、スクリー式、ス
クリュー式など生コンクリートを圧送できるものであれ
ば形式は問わない。この例ではピストン式とりわけダブ
ルピストンシリンダ式のものを用いている。すなわち、
吐出口１８を前壁に設けた有底ホッパ１９と、この有底
ホッパ１９の背壁に開口する２本のピストンシリンダ２
０．２０’　と、それらピストンシリンダ２０゜２０’
中で交互にストロークするピストン２１゜２１′と、揺
動アーム２３に支持され、一端が常時吐出０１８に接続
し、他端がピストンシリンダ２０．２０’の開口に交互
に接続するように揺動される筒状切替えバルブ２２を有
している。

２は前記圧送ポンプ１の吐出口１８に接続された濃密搬
送管路であり、全部が鋼管などの剛性管２ａを複数本継
手にて接続するか、または図示のように剛性管２ａの途
中にゴムホースなどの可撓性管２ｂを介在することによ
り構成される。後者は脈動低減に効果的である１図示の
ものでは、走行台車の後部に搭載される関係から吐出口
１８から１８０度反転している。

３はゴムホースからなる気流搬送管路であり、先端に吹
付はノズル６が接続されている。

４は前記濃密搬送管路２と気流搬送管路３との境界部位
に介在接続された中間ノズルであり、材料の分離を避け
るため、好ましくは吹付はノズル６から約２０ｍ以内の
距離に設けられる。

中間ノズル４はメイン切換弁６３を有するエア管路６０
により圧縮エア供給源Ａに接続され、エア管路６０中の
圧力センサ６１と制御バルブ６２により圧力と流量がコ
ントロールされるようになっている。圧縮エアは水分含
有量の少ないものであることが好ましく、これは圧縮エ
ア供給源Ａまたはこれに付属するエアドライヤなどの機
器等で含有水分を抜けばよい。

この中間ノズル４は噴孔を接線方向に配したリングノズ
ルでもよいが、加速・撹拌性能を有しているものが適当
であり、たとえば、第２図と第３図のように、上流側か
ら下流側に直管部４ａとテーパ管部４ｂを有し、外周に
は環状管部４Ｃとこれからテーパ管部４ｂとの境界部位
に近い直管部４ａ内に通じる複数の斜状吹込み管４ｄと
を備えているものが好適である。斜状吹込み管４ｄは、
直管部４ａに対し４０度以下好ましくは１０〜３５°の
角度であり、かつ各斜状吹込み管４ｄは第３図のように
吹込み方向が接線方向ないしこれに近い追い角度となっ
ている。

前記環状管部４ｃの一部には添加機構たとえばＹ字管４
ｅが接続され、その主管４０に前記エア管路６０が接続
されており、副管４１は細いゴムホースなどからなるセ
メント供給管路７を介して気送式のセメント供給装置Ｂ
に導かれている。

５は吹付はノズル６の上流好ましくは吹付はノズル６か
ら最大でも約４〜５ｍ上流、最も好適には約２〜３ｍの
位置に介在接続された急結剤添加ノズルであり、Ｙ字管
ないしリングノズルに類する構造からなっていて、細い
ゴムホースなどからなる急結剤供給管路８を介して気送
式の急結剤供給装置Ｃに接続されている。急結剤即ちセ
メント急結剤は任意であるが、無定形カルシウムアルミ
ネートあるいはこれに炭酸ソーダなどのアルカリ炭酸塩
を添加したものなどが急結性が強いため好適である。

前記セメント供給装置Ｂと急結剤供給装置Ｃは、セメン
トＣや急結剤ｑを収容する気密タンク１１゜１１’　と
気密タンクの底側にあってセメントＣや急結剤ｑを計量
する複数のポケットを有する回転自在なフィードホイー
ル１２．１２’　　と、ポケットで計量されたセメント
Ｃや急結剤ｑをエア吹込み部１４．１４’　からの圧縮
エア吹込みで吐出気流搬送する吐出機構１３．１３’　
を備えている形式のものが好適である。

しかし、前記フィードホイール１２．１２″は必ずしも
気密タンク１１．１１’　と同心上にある必要はなく、
第４図で例示するように、吐出機構１３．１３’　を構
成するエア吹込み部１４．１４’と吐出部１５．１５’
　は気密タンク１１．１１’の外部のホイールケーシン
グ１６に配されていてもよい。また、セメント供給装置
Ｂと急結剤供給装置Ｃは本実施例では別々であるが、場
合によっては、気密タンクを独立させ、フィードホイー
ルを大きくして共用とする形式としてもよい。

上記装置を用いた本発明の吹付は法を説明すると、圧送
ポンプ１の有底ホッパ１９にはバッチャプラントやコン
クリートミキサー車により作った生コンクリートすな力
ち骨材とセメントと水を混練したものＤが投入される。

ダブルピストンシリンダ２０．２０’中で交互にピスト
ン２１．２１’がストロークし、揺動アーム２３により
筒状切替えバルブ２２が動かされることにより生コンク
リートＤはダブルピストンシリンダ２０．２０’に交互
に充填されるとともに筒状切替えバルブ２２を介して吐
出口１８に吐出される。

吐出された生コンクリートＤは濃密搬送管路２中を圧送
されるが、生コンクリートＤは従来のものと同様なＷ／
Ｃの高い高スランプのものでよいため、ボンピング効率
が良好である。

前記のように生コンクリートＤは濃密搬送管路２を一定
距離圧送され中間ノズル４に到るが、このときには、中
間ノズル４には圧縮エア供給ｇＡからエア管路６０を介
して圧縮エアが、また気送式のセメント供給装置Ｂから
セメント供給管路７を介してセメント粉Ｃが供給され、
セメント混合気流として中間ノズル４から濃密搬送中の
生コンクリートＤに添加される。

すなわち、Ｙ字管４ｅの主管４０に圧縮エアが流通して
環状管部４ｃに流れ、副管４１にはエア流で分散された
セメント粉Ｃが流れる。このエア流は主管４０の圧縮エ
ア圧と等圧ないしたとえば０．１〜２ｋｇ／ａｔ程度低
いかまたは高い圧力であり、前者ではエジェクタ効果に
よりセメント粉Ｃが圧縮エア流に吸い込まれて合流し、
後者ではセメント粉が圧縮エア流に押込まれる。いずれ
にしても、セメント粉混合エアとして各斜状吹込み管４
ｄからテーパ管部４ｂに吹込まれる。

各斜状吹込み管４ｄは下流側に向いておりしかも接線方
向ないしこれに近い追い角度が設定されているため、テ
ーパ管部４ｂとこれより下流にはセメント粉の混じった
高速旋回流が創成され、これにより濃密搬送中の生コン
クリートＤは単に浮力が与えられるだけでなく、幾分分
離状態にある骨材とペースト分が再度混合され、それに
セメント粉Ｃが激しく撹拌混合されつつ可撓性の気流搬
送管路３中を加速搬送される。その結果、ペースト分は
セメント粉Ｃの添加付着により、当初の圧送ポンプ１で
のＷ／Ｃが低下し、スランプ値が低下したいわゆる固ね
りの生コンクリートに状態変化する。

たとえば圧送ポンプ１において、セメント３６０　ｋｇ
　／　ｍ’、水２１６ｋｇ、Ｗ／Ｃ６０％ではスランプ
値が大略８ｃ＋ａであるが、中間ノズル４でセメント粉
Ｃを５％添加すると、セメント量は３６０＋３６０Ｘ０
，０５すなわち３７８ｋｇ／ｒｎ’となり、Ｗ／Ｃは５
７．１％に変化し、スランプ値は大略６ｃｍとなり、こ
のようなスランプダウンしたかたねり状態の生コンクリ
ートが下流へと気流搬送される。

そして吹付はノズル６の近傍では急結剤供給装置ｉＣか
ら急結剤供給管路８を介してセメント急結剤ｑが気流搬
送されており、そのセメント急結剤ｑは急結剤添加ノズ
ル５によりスランプダウンした生コンクリートに添加、
混合され、吹付はノズル５から施工部位に吹付けられる
。このときの添加圧力は、閉塞の防止を図るため、前記
中間ノズル４の主管に流れるエア圧力と同等以上たとえ
ば０．５％芝ｋｇ／ｊ程度の差圧を持たせるのが好まし
い。

セメント急結剤ｑは周知のように生コンクリートＤのセ
メントと反応するが、この添加ゾーンでの生コンクリー
トＤは出発配合よりセメント分が増した低スランプコン
フートの状態になっている。

このため、セメント急結剤ｑの添加量を少なくすること
ができる。すなわち、スランプ値が約８ｃｍのコンクリ
ートではセメント急結剤ｑを７％程度とすることが経験
的に必要であるが１本発明では搬送途中でスランプ値を
約６０−程度にスランプダウンすることができるため、
セメント急結剤ｑを５％以下の少ない添加量としても必
要な初期強度を得ることができる。

このため、吹付はノズル５までの距離が短くてもセメン
ト急結剤ｑを十分に混合し反応させることができ、これ
により粉塵の発生量も低いクリーンなコンクリート吹付
けを行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の湿式コンクリート吹付は法によれ
ば、生コンクリートを濃密搬送し、これに圧縮エアを添
加して気流搬送に移行させ、吹付はノズルの近傍で急結
剤を添加して吹付けるのでなく、搬送途中で圧縮エアと
ともにセメント粉を生コンクリートに添加して水セメン
ト比を変化させスランプダウンし、その後に急結剤を添
加して吹付けるようにしている。このため、ワーカビリ
ティのよい高スランプ気味のコンクリートの性状を生か
して圧送効率を高めことができると同時に、高スランプ
による難点を解消して少ない急結剤の使用ですぐれた初
期強度と粉塵発生の低減を実現することができ、これら
により、トンネル天端部やこれまで困難とされていた湿
式コンクリートで湧水個所を経済的にかつクリーンな環
境で吹付は施工することができるという優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による湿式コンクリート吹付は法の概要
を示す説明図、第２図は本発明に使用する中間ノズルの
一例を示す部分切欠側面図、第３図は同じくその断面図
、第４図は本発明に使用する急結剤とセメントの供給装
置の一例を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　湿状コンクリート資料を圧送し、この圧送途中で圧縮
   エアとともにセメント粉を添加することによりスランプ
   ダウンした湿状コンクリート資料に変化させて気流搬送
   し、次いで急結剤を添加して吹付けノズルから吹付ける
   ことを特徴とする湿式コンクリート吹付け方法。