JPS6252155A - 吹付けコンクリ−トの製造方法及びそのコンクリ−トの吹付け方法 - 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） 本発明はトンネル掘削面などに層着する吹付はコンクリ
ークの製造方法とそのコンクリートの吹付は方法に関す
るものである。

（従来技術とその問題点） トンネル工事においては、近年、従来から行われている
鋼アーチ支保工に代わって、或いはこれと併用して吹付
はコンクリートにより周辺地山の崩壊を防止することが
行われている。

この吹付はコンクリートの役割は、掘削直後に施工して
周辺地盤の表面の凹凸を平滑にすることにより応力集中
の発生を防止すること、及び岩盤の表面が外気に触れて
風化するのを防止すること、さらに支保工部材の一部と
して地山の崩落を防止すると共に地圧に対して抵抗力を
持たせること等である。

又、トンネル内での吹付はコンクリート工法の望ましい
条件は、吹付けに伴う粉塵が作業員の健康や労働意欲に
影響を与えないことである。

このための方法として、本発明の出願人は、特願昭５７
−２３２８０号に記載しているように、粘着性を有する
溶液を細骨材、粗骨材に付着させたのち、充分な量のセ
メントをまぶしてドライミックス状態の材料を形成し、
しかるのち、この材料に適量の水と急結剤を添加するこ
とを特徴とする吹付はコンクリートの製造方法、及び前
記ドライミックス状態の材料を吹付は機の供給し、適量
の水と急結剤とを添加して生コンクリート化しながら吹
付けを行う方法を開発した。

しかしながら、この方法によれば、細骨材、粗骨材に粘
着性を有する溶液を付着させた後にセメントをまぶすの
で、セメントをまぶす前に骨材同士が粘着している状態
となってこの状態からセメントをまぶしても個々の骨材
の全表面にセメントを付着させることができず、このた
め、骨材が塊状となって吹付機で圧送、吹付けを行うに
際してマテリアルホース内で脈動が生じたり、該ホース
が閉塞したりして吹付作業が困難となる欠点がある。又
、骨材個々の全表面にセメントを付着させるにはミキサ
ーの回転を高速にしなければならずその所要時間も長く
かかる等の問題点があった。

（発明の目的） 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、個
々の骨材表面に略均−にセメントを付着させることがで
き、且つ吹付時における粉塵の発生を極めて少なくする
ことができる吹付はコンクリートの製造方法及びそのコ
ンクリートの吹付は方法を提供するものである。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明による吹付はコンク
リートの製造方法は、コンクリート材料となる骨材にカ
ルボン酸含有アクリル共重合体のエマルジョンとセメン
ト粉末とを同時に又は別々に添加して撹拌混合すること
により、骨材表面に前記カルボン酸含有アクリル共重合
体エマルジョンを介してセメント粉末を付着させたドラ
イミックス状の骨材を形成し、次いで、該骨材に生コン
クリート化するための適量の水と急結剤を添加すること
を特徴とするものであり、又、このコンクリートの吹付
は方法としては、前記ドライミックス状の骨材を吹付機
に供給し、該吹付機にょる圧送途中において骨材に生コ
ンクリート化するための適量の水と急結剤を添加しなが
ら圧縮空気によって吹付けを行うことを特徴とするもの
である。

（作　　　用） カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジョンは酸性を
有しており、これがアルカリ性を有するセメントの水溶
液と混合して中和すると、粘性を発揮する性質がある。

従って、骨材にカルボン酸含有アクリル共重合体エマル
ジョンとセメント粉末を混合すると、粘性化したカルボ
ン酸含有アクリル共重合体エマルジョンによって骨材表
面にセメント粉末が容易に付着し、ドライミックス状の
骨材が得られる。

この骨材を吹付機によって吹付けを行う際に、適量の水
と急結剤を添加して生コンクリート化するものである。

（実施例の説明） 本発明の実施例を図面について説明すると、まず、細骨
材ｔＳ＞と粗骨材（（イ）とをミキサー（１）に投入し
て両骨材ｆｓ）　ｆｇ）を充分に撹拌混合する。

次イで、これらの混合骨材（３１（ｇ）にカルボン酸含
有アクリル共重合体のエマルジョン（ト））を加えて撹
拌しながら所定量のセメンｌ−（Ｃ）を一度に又は徐々
に添加する。

カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジョンは、前述
したように、酸性を呈しており、アルカリ性水溶液と中
和すると粘性を発揮する性質を有する。そして、セメン
トの水溶液はアルカリ性を呈するので、これが前記骨材
に付着したカルボン酸含有アクリル共重合体エマルジョ
ン（ト））と混合すると、中和反応を起こして粘性を有
するエマルジョンとなり、従って、個々の骨材表面にこ
の粘性エマルジョンを介してセメントが容易に付着する
ものである。

この状態からさらにセメント（Ｃ）を加えると、粘性化
したエマルジョンの表面にセメントをまぶした状態とな
り、骨材（Ｓ）は個々に分離した状態、即ち、ドライミ
ックス状態となる。

このようにして、粘性エマルジョンとセメント（Ｃ）が
表面に付着したドライミックス状態の骨材量（ｇｌを得
たのち、次ぎに、この骨材（Ｓ’＋　ｔｇ’ｉをベルト
コンベア等の運搬手段（２）によってミキサー（１）か
ら吹付機（３）にまで搬送し、吹付機（３）に投入する
。この運搬手段（２）による運搬中に急結剤（４）を骨
材量に対して一定量、均等に添加する。

吹付機（３）には、その骨材出口部に、別途に設けたコ
ンプレッサー（５）から送られる圧縮空気を送入するエ
アーホース（６）を連結、連通させていると共に骨材を
トンネル壁面（７）まで送輸するマテリアルホース（８
）を接続してあり、吹付機（３）に投入した骨材を出口
から所定量、定量的に連続して排出するようになってい
る。又、マテリアルホース（８）の先端には、先端を大
気中に解放している吹付ノズル（９）が取付けられてい
る。

吹付機（３）に投入された骨材量（ｇ）は、吹付機（３
）の出口から定量的に排出され、且つコンプレッサー（
５）からの圧縮空気がマテリアルホース（８）を通じて
ノズル（９）の解放端に向かって高速で流通し、この空
気流中に骨材（Ｓ′）（ｔｉ）が導入されて、該骨材（
ｓ’ｌ　＜６は該空気流に乗ってマテリアルホース（８
）からノズル（９）に流送されるものである。その流送
途中、即ち吹付機（３）とノズル（９）間におけるマテ
リアルホース（８）の適宜部位又はノズル（９）に、コ
ンクリートを形成するに必要な単位水量の水αφを適宜
手段により供給する。なお、第１図においては、該水α
ωを吹付機（３）の出口部近傍のマテリアルホース（８
）に供給している。

この水αωは、骨材＜ｓ＞　＜ｊｒの表面に付着してい
るセメント（Ｃ１をセメントペースト状にする役割を果
たすものである。

この状態にしてノズル先端開口部からトンネル壁面（７
）に吹付けられる。

壁面（７）に吹付けられたｍ骨材（Ｓ’）は、その表面
に粘着性を有するエマルジョンと、該エマルジョンの内
部及び表面に七メン）　（Ｃ）を付着した層を形成して
あり、且つそのセメントは水ＱＯ）によって層の表面で
セメントペースト化しているので、エマルジョン及びセ
メントペーストの粘着性により、さらにエマルジョンと
セメントからなる被覆層がクッションとなることによっ
て、跳返ることな（確実に壁面（７）に付着するもので
ある。

又、粗骨材（めにおいても細骨材ｆ３）と同様に反発エ
ネルギーを失い、さらに壁面（７）に付着した細骨材表
面の粘着性によって互いに付着して壁面から跳返る率は
非常に少なくなる。

第３図は本発明の吹付は方法と従来の乾式による吹付は
方法との粉塵発生量の比較を示すもので、本発明による
吹付は方法Ａ、Ｂは従来の方法Ｃに比べて粉塵の発生が
極めて少ないことが理解できる。

なお、以上の実施例においては、細骨材（３１と粗骨材
（ｇ）とを共にミキサー（１）に投入して混合したが、
第２図に示すように、これらの骨材（Ｓｌ　（ｇｌを夫
々別個のミキサー１ａ、１ｂに投入して適量のエマルジ
ョン（′ｋ）とセメント（Ｃ）とを夫々のミキサー１ａ
、１ｂに添加し、撹拌混合して細骨材（Ｓ’ｌと粗骨材
（ｇｉを形成したのち、これらをミキサー１ｃに送り込
んで撹拌混合してもよい。又、壁面（７）への吹付けを
モルタルのみで行う場合には、細骨材（Ｓ′）を形成す
るだけでよい。

又、急結剤の添加は、水αωに急結剤（４）を熔解させ
た状態にして添加してもよく、さらに、水αωとは別個
にマテリアルホース（８）或いはノズル（９）に供給し
てもよい。

上記方法において、使用するカルボン酸アクリル共重合
体としては、例えば、メタクリ酸と（メタ）アクリル酸
のアルキル（アルキル基の炭素数１〜４）エステルとの
重合体がある。

この重合体のエマルジョンは、上記２種の単量体と水と
を乳化剤（例えば、硫酸エステル塩）を用いて混合し、
乳化または分散させて重合させることにより得ることが
でき、重合体の固形分濃度が２０〜３０％である重合体
エマルジョンの粘度は、通常、３〜２０ｃｐｓ（３０℃
、Ｂ型粘度計を使用して毎分１２回転で測定）である。

この重合体エマルジョンは酸性（ＰＨ１，５〜３．５）
を呈し、これをカセイソーダで中和すると粘性、曳糸性
が発現し、第４図に示すように、例えば、重合体の純分
０．２５％のカルボン酸アクリル共重合体の場合、約１
　ｃｐｓから約４０ｃｐｓまで増粘し、ＰＨ８近傍で最
大の粘度を示す。そして、重合体の純分が増加するにし
たがって中性域での粘度と指数関数的に増加する。

又、セメント（Ｃ）としては、普通ポルトランドセメン
ト、高炉セメント、早強セメント等を使用すると共にこ
のセメントの急結剤（４）としては、アルミン酸カリウ
ム、カルシウムアルミネート等が適宜使用される。

本発明の吹付は方法は、このようにカルボン酸含有アク
リル共重合体エマルジョンがアルカリ性溶液と反応した
時にのみ粘度広大きくなる性質を利用したもので、骨材
に粘性剤を混合するのではなく、このエマルジョンによ
って骨材表面を湿潤状態にしたのちにセメントを混合す
ることによりエマルジョンに粘性を発揮させて骨材表面
に確実にセメントを付着させ、さらにセメントをまぶす
ことによって骨材全体をドライミックス状態にするもの
である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、コンクリート材料となる
骨材にカルボン酸含有アクリル共重合体のエマルジョン
とセメント粉末とを添加して撹拌混合させるものである
から、カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジョンは
セメントと反応するまでは粘性や曳糸性を有しないので
、このエマルジョンを骨材に混合させた場合、骨材同志
を付着させることなく個々の骨材の表面を均一に湿潤状
態にすることができ、この状態でセメントの添加により
該セメントと反応して始めて粘性を生じるものであるか
ら、個々の骨材表面に粘性化したエマルジョンを介して
セメントを均一に付着させることができるものである。

さらに、骨材に対するカルボン酸含有アクリル共重合体
エマルジョンとセメントとの混合撹拌は、特別に高速回
転の混合ミキサーを使用することなく通常のミキサーに
よって短時間で容易且つ均一に混練することができる。

又、骨材表面にカルボン酸含有アクリル共重合体のエマ
ルジョンを介してセメント粉末を付着させたドライミッ
クス状の骨材に形成しているので、吹付は機に供給して
吹付けを行う際に、マテリアルホース等の圧送通路内に
詰ったり脈動が生じたりすることなく、円滑に吹付は作
業を行うことができ、その上、粉塵の発生を少なくして
良好な作業環境を維持できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は吹付はコ
ンクリートの製造工程から吹付けまでのブロック線図、
第２図は本発明の別の実施例を示すブロック線図、第３
図は粉塵発生量の比較表図第４図はカルボン酸含有アク
リル共重合体エマルジョンのＰＨ−粘度線図である。 ＜３１　（ｇｌ・・・骨材、（ｃ）・・・セメント粉末
、（ｋ）・・・カルボン酸含有アクリル共重合体エマル
ジョン、（１）・・・ミキサー、（３）・・・吹付機、
（８）・・・マテリアルホース、αω・・・水。 と；ゼｙｊｆ オペ　　Ｉ　　Ｓ パ　ど　の 七べ　５　ハ シベ　４　ハ ｆｆｆ　（ＩＬ→

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、コンクリート材料となる骨材にカルボン酸含有
   アクリル共重合体のエマルジョンとセメント粉末とを同
   時に又は別々に添加して撹拌混合することにより、骨材
   表面に前記カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジョ
   ンを介してセメント粉末を付着させたドライミックス状
   の骨材を形成し、次いで、該骨材に生コンクリート化す
   るための適量の水と急結剤を添加することを特徴とする
   吹付けコンクリートの製造方法。
2. （２）、コンクリート材料となる骨材にカルボン酸含有
   アクリル共重合体エマルジョンとセメント粉末とを同時
   に又は別々に添加して撹拌混合することにより、骨材表
   面に前記カルボン酸含有アクリル共重合体エマルジョン
   を介してセメント粉末を付着させたドライミックス状の
   骨材を形成し、次いで、該骨材を吹付機に供給し、吹付
   機による圧送途中において該骨材に生コンクリート化す
   るための適量の水と急結剤を添加しながら圧縮空気によ
   って吹付けを行うことを特徴とするコンクリートの吹付
   け方法。