JPS61186669A - コンクリ−ト類の吹付工法およびその装置 - 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、トンネルライニング等におけるコンクリート
類の吹付工法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のいわゆるＮＡＴＭ等工法に用いらｎてい
る吹付ノズルは、単純に流路面積が一定な管であった０
すなわち、第６図のように、ホース先端に塩化ビニル管
等からなるストレートパイプノズル１″を設けたもので
ある。

他方で、コンクリート吹付に際して、急結剤を添加する
ことが一般的に行なわ汎ている。この場合、湿式の場合
、急結剤は主として粉体で、乾式の場合液状で添加され
る０添加個所は、ポンプ（ガン）とノズルとの間である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、コンクリートは骨材等の粗粒分りとセメント等
の細粒分Ｓとを含むため、そｎらの重力差によって細粒
分Ｓはノズル１の管壁に沿って流ｎ１粗粒分りはノズル
１の中心部を走って吹付けらｎるようになる口したがっ
て一材料が分離した状態で吹付けられる。その結果、対
象面Ｘに対する材料の付着性が悪く、このため粉塵量お
よび跳ね返シ量がきわめて多く、しかも品質のバラツキ
が大きい。さらに、作業員の安全性の点でも難がある。

一方、急結剤を添加する場合、従来のよって、単に均一
流に直噴するだけでは、比重の軽い急峙剤は、管の中心
を走フ、こｎに対してセメントモルタル部分は管壁に沿
う傾向がちり、その結果、急結剤とコンクリートとが均
一に混合されず分離した状態で吹付けらｎる。このため
、コンクリートの付着性が悪く、強度のバラツキが大き
い。また粉塵および跳ね返フ量も多くなるＯ 湿式コンクリートの場合、通常スランプは１５〜２１ｃ
ｒｒＬであるが、急結剤を使用するとスランプ値が上昇
するが、前述のように、付着性が悪く、強度が低くなる
からといって、急結剤の使用量を増量させると、反って
コンクリート強度が低くなる。したがって、必要最少量
の急結剤量とし、その急結剤をいかにコンクリートと均
一に混合させるかに考慮が払わｎるべきものである０ そこで本発明の主たる目的は、材料の分離が無く、均一
かつ高い付着性を示す吹付工法と装置を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本第１発明法は、コンクリ
ート類の流路の途中に流路の断面積を小さくする絞り部
を設け、その絞り部の近傍において実質的に前方に向う
圧縮空気を吹込んでコンクリート類に撹乱流を生成させ
、その撹乱流の有効作用領域に急結剤を添加するもので
ある０ 第２発明法は、圧送されたコンクリート類の流路につい
て増速部を介して先端側を基部側よシ細径とし、前記増
速部近傍に１次圧縮空気を吹込み、増速部においてコン
クリート類の流九を増速させるとともに吹込んだ１次圧
縮空気によってコンクリート類の均一混合を図シ、その
後先端側流路の途中に流路の断面積を小さくする絞り部
を設け、その絞り部の近傍において実質的に前方に向う
２次圧縮空気を吹込んでコンクリート類に撹拌流を生成
させ、その撹拌流の有効作用領域に急結剤を添加するも
のである。

さらに第３発明装置は、コンクリート類の流路の途中の
内面に先細のテーパー絞り部を設け、そのテーパー絞り
部に沿って圧縮空気が流ｎるようテーパー絞り部の始端
部分に圧縮空気の吹込部を設け、前記テーパー絞り部よ
υ基端側近傍に急結剤の添加部を配設したものである。

第４発明装置は、圧送されるコンクリート類の流路につ
いて細径の先端側と大径の基端側とを繋ぐ先細のテーパ
ーとなった増速部と、この増速部のテーパーに沿って圧
縮空気を吹込む１次吹込部と、前記先端側流路の途中の
内面に形成さ几た先細テーパーの絞り部と、この絞υ部
のテーパーに沿って圧縮空気を吹込む２次吹込部と、前
記絞り部より基端側近傍に位置し友急結剤の添加部とを
備えたものである。

なお、本発明にいう「コンクリート類」とは、狭義のコ
ンクリートのほか、モルタル、あるいはそｎらにスチー
ルファイバー等の添加材を添加したものなどを含む。

〔作用〕

本発明では、コンクリートの粗粒分と細粒分との均一混
合と共に、急結剤の分離防止を図っている。このために
、絞り部が設けらｎる０この絞ｐ部によって、コンクリ
ートの流ｎは収束さｎかつ増速される。またこの絞ｐ部
の近傍、好ましくは入側から圧縮空気が吹込まｎる。そ
の結果、絞り部分に撹乱流が生成さ１、粗細粒両分が均
一に混合される。さらにこの撹乱流の有効作用領域に急
結剤が添加されると、急結剤がコンクリートと反応しな
いままコンクリートと激しく混合されるので、急結剤が
コンクリートと分離さルることなくそこに均一分散され
る〇一方、絞り部に至るまでもコンクリートの粗・細粒
分の分離を防止し、特にコンクリートポンプから団塊に
なりがちなコンクリートの細分・分散化を図り、さらに
増速を図り圧送源の負担を少くするのが有効である。そ
こで、本発明に従って増速部および圧縮空気の吹込部を
設けると、増速部によって増速さ几、粗・細粒分が均一
混合さｎｌまた団粒化したコンクリートは小径部分に入
り込むとき、細粒さｎｌしかも圧縮空気の吹込みによっ
て細粒化・分散化が促進される０ 〔発明の具体例〕 以下本発明を図面に示す具体例によって説明する口 （第１例） 第１図および第２図は第１具体例を示したもので、１は
吹付ノズル、２はスクイズ式のコンクリートポンプで、
このポンプ２から圧送されたコンクリートは大径鋼管３
から増速部４を介して小径のゴム製等のホース５を通り
、さらに鋼管製の絞υ部６を通り、鋼管または塩ビ製の
ノズル１から噴出される０ 増速部４は、大径の鋼管３と小径ホース５とを繋ぐ先細
テーパ一部をもって構成さｎ１圧送されたコンクリート
は増速部４の存在によって以後断面積が小さくなるため
増速される。また増速部４のテーパーの始端には、ヘッ
ダ８に周方向に間隔を置いて複数個所の孔または環状空
間をもって連通ずる１次吹込部としての１次吹込口９が
形成さ几ている。この１次吹込口９には、圧空源１０か
らの１次圧縮空気Ａ１が調整弁１１およびヘッダ８を通
して与えらｎ、吹き出した空気は増速部４のテーパーに
沿うよう１次吹込口９が向いている。

他方で、絞り部６は、流路の内面を先細のテーパーをも
って絞ることによって形成さｎｌその出側は再び径が大
となっている。この絞り部６の始端部には、増速部４と
同様・ヘッダ１２および２次吹込口１３が形成さｎ１圧
空源１０からの２次圧縮空気Ａ２は調整弁１４およびヘ
ッダ１２を通って２次吹込口１３から増速部６のテーパ
ーに沿うよう吐出される。

さらに、絞り部６より基端側近傍には、急結剤の圧送源
１５に連通した急結剤Ｂの添加口１６が設けらｎている
。この添加口１６は、絞り部６による撹乱流の有効作用
領域に位置される〇この位置は、流路の面積および絞り
部６の形状にもよるが、一般に３ｏＣｒｒＬ以内の離間
距離である０ かかる吹付装置においては、増速部４によってコンクリ
ート流が増速されるとともに、１次吹込口９からの１次
圧縮空気Ａ２の吹込みによって増速か助長さｎｌ　しか
もコンクリートの粗細の画部分が激しく混合さＣ均一化
が図らｎｌしかも団塊となって送らｎてきた部分は細分
化される。

その後、コンクリートは、絞り部６位置において、流ｎ
が収束さｎ加速さ詐る０同時に、２次吹込口１３からの
２次圧縮空気Ａ２の吹込みによって加速が助長さｎｌか
つ粗粒分と細粒分とが激しく混合さｎ均一化される０こ
の絞υ部６および２次圧縮空気Ａ２によって、絞り部６
の基端側にもコンクリートの撹乱流は作用する。

この作用位置に急結剤Ｂが添加口１６から添加されるの
で、急結剤Ｂはコンクリート成分と激しく混合さｎなが
ら絞り部６を抜け、吹付材料Ｍとしてノズルｌから噴出
される。

（第２例） 第３図〜第５図は絞り部の態様を異にする例で、ノズル
１の先端からたとえば３〜６ｍ程度基端側位置において
、流路面積を小さくする先端側細シのテーパ状の絞り部
６′が形成さｎｌかつその先端から短い平行部６１を形
成するとともに、平行部６１先端とノズル１の内壁との
段部に、先端へ向いた圧縮空気吹込部としてのエア吹出
口１３’、１３″・・・が多数形成さｎている。各エア
吹出口１３″は分流路１３′ａを介してヘッダ１２に連
っている。

エア吹出口１３′の数は限定さｎないが、エアーカーテ
ンを形成する点を強調することがらすｔば・周方向に３
個所、よシ好ましくは６力所以上が好適である。また、
エア吹出口としては、第５図のように、環状の吹出口１
３”としておくと、工、アーカーテンの効果が一層高ま
る。

一般にノズル１の外径は６５１！ＩＩφとされるが、コ
ンクリートの圧送量を４〜６　ｔｒｉｍ／　ｈ　ｒとす
ｎば、加速用エアの圧力は４〜７、通常５〜６ｋｇ／ｃ
ｌＩｌ程度でよい。

もし、コンクリートにスチールファイバーを混入する場
合、ポンプ２の撹拌機２ａ等において添加すｎばよい。

かかる装置においては、絞υ部６′において収束さｎな
がら加速される。この収束・加速によって、コンクリー
ト中の粗粒分りと細粒分Ｓとが一気に混合された状態で
絞り部６′を抜ける。

しかも、絞り部の出側にはエア吹出口１３’が形成さ几
、ここからエアがノズル先端に向　て吹り 出されるから、コンクリートが絞り部を抜けるときの粗
粒分と細粒分との混合を助長し、かつコンクリートの流
速を加速させる。さらに、エア吹出口１３′から吹出さ
れたエアーＡは、ノズ′ル１の管内壁に沿って流几、先
端から噴出さするので、その先端から対象面にわたって
、コンクリート材料を包囲するエアーカーテンを形成す
るので、粉塵の飛散が防止さｎｌかつ跳ね返シが無い。

跳ね返フについては、材料が均一に混合された状態で吹
付けらｎる点からも、その量が少くなる。また、材料が
均一に吹付けられる点からして、近年行わｎでいるとこ
ろの強度向上のために補強用スチールファイバーの混入
を、その機能を損うことなく確実に行うことができる。

（他の例） １次または２次圧縮空気の吹込口は、増速部４または絞
り部６のテーパ一部の途中に形成してもよい。さらにテ
ーパ一部の始端または終端よυ基端側または先端側にず
汎ていてもよい０ただ、上記の圧縮空気の機能を損わな
い位置とされる。さらて、吹込みに当って、先向きの螺
旋流を生じさせるべく吹込口を形成してもよい。

急結剤の添加位置は、上記実施例のように、絞り部より
入側が好ましいけｎども、絞り部の途中ま友は出側であ
っても撹乱流が有効に作用している位置であｎば必らず
しも限定さｎない。

また、圧縮空気Ａ１に乗せて添加してもよい。

ところで、調整弁１１．１４によって空気Ａｔ　ＩＡｚ
量を地山に応じて適切に調節するのが好ましいＯ 〔発明の効果〕 以上の通り、本発明によｎば、絞り部を形成し、その近
傍に圧縮空気の吹込口を形成し、さらに絞り部近くに急
結剤を添加するようにしたので次のような効果を奏する
。

（１）材料分離が無いため吹付面が平滑かつ均一な厚み
となる０また品質が安定かつ高まる。

（２）跳ね返りが少く、経済的である。

（３）粉塵が減少し、作業環境が改善さ１１大量の吹付
が可能となる。

（４）均一な吹付が可能であるため、たとえ補強用フ（
イバーを混入する場合であっても、その効果が十分発揮
し友ものとなる。

（５）急結剤がコンクリートに均一に分散さｎ。

少い量の添加で高強度の吹付材料となる。

さらに、増速部および圧縮空気の吹込口の配役によって
、 （６）絞ρ部に至るまでに、ある程度の粗・細粒分の均
一化を図ることができ、高速化を図ることができる。

（７）　　コンクリート流の団塊を細分し、分散化でき
る０ （８）１次および２次圧縮空気のバランスによって、地
山に応じた吹付を行うことができる０

【図面の簡単な説明】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンクリート類の流路の途中に流路の断面積を小
   さくする絞り部を設け、その絞り部の近傍において実質
   的に前方に向う圧縮空気を吹込んでコンクリート類に撹
   乱流を生成させ、その撹乱流の有効作用領域に急結剤を
   添加することを特徴とするコンクリート類の吹付工法。
2. （２）圧送されたコンクリート類の流路について増速部
   を介して先端側を基部側より細径とし、前記増速部近傍
   に１次圧縮空気を吹込み、増速部においてコンクリート
   類の流れを増速させるとともに吹込んだ１次圧縮空気に
   よってコンクリート類の均一混合を図り、その後先端側
   流路の途中に流路の断面積を小さくする絞り部を設け、
   その絞り部の近傍において実質的に前方に向う２次圧縮
   空気を吹込んでコンクリート類に撹拌流を生成させ、そ
   の撹拌流の有効作用領域に急結剤を添加することを特徴
   とするコンクリート類の吹付工法。
3. （３）コンクリート類の流路の途中の内面に先細のテー
   パー絞り部を設け、そのテーパー絞り部に沿って圧縮空
   気が流れるようテーパー絞り部の始端部分に圧縮空気の
   吹込部を設け、前記テーパー絞り部より基端側近傍に急
   結剤の添加部を配設したことを特徴とするコンクリート
   類の吹付装置。
4. （４）テーパー絞り部の出側は径が大となるノズルであ
   る特許請求の範囲第１項記載のコンクリート類の吹付装
   置。
5. （５）圧送されるコンクリート類の流路について細径の
   先端側と大径の基端側とを繋ぐ先細のテーパーとなった
   増速部と、この増速部のテーパーに沿って圧縮空気を吹
   込む１次吹込部と、前記先端側流路の途中の内面に形成
   された先細テーパーの絞り部と、この絞り部のテーパー
   に沿って圧縮空気を吹込む２次吹込部と、前記絞り部よ
   り基端側近傍に位置した急結剤の添加部とを備えたこと
   を特徴とするコンクリート類の吹付装置。