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特許7086406コンクリート吹付工法及びノズルユニット
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  • 特許-コンクリート吹付工法及びノズルユニット 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-10
(45)【発行日】2022-06-20
(54)【発明の名称】コンクリート吹付工法及びノズルユニット
(51)【国際特許分類】
   E04G 21/02 20060101AFI20220613BHJP
   C04B 28/02 20060101ALI20220613BHJP
   C04B 24/24 20060101ALI20220613BHJP
   C04B 24/26 20060101ALI20220613BHJP
   E04C 5/20 20060101ALI20220613BHJP
   B05B 7/08 20060101ALI20220613BHJP
【FI】
E04G21/02 103B
C04B28/02
C04B24/24
C04B24/26 C
C04B24/26 F
C04B24/26 G
E04C5/20
B05B7/08
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2019160320
(22)【出願日】2019-09-03
(65)【公開番号】P2021038561
(43)【公開日】2021-03-11
【審査請求日】2021-04-16
(73)【特許権者】
【識別番号】392010533
【氏名又は名称】株式会社水戸グリーンサービス
(74)【代理人】
【識別番号】100082418
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 朔生
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 真二郎
(72)【発明者】
【氏名】雨貝 洋
(72)【発明者】
【氏名】楊 建華
【審査官】山口 敦司
(56)【参考文献】
【文献】特開平07-102770(JP,A)
【文献】特開2003-293585(JP,A)
【文献】特開平01-218666(JP,A)
【文献】特許第6402270(JP,B1)
【文献】特開2007-168224(JP,A)
【文献】特開平11-241505(JP,A)
【文献】特開2000-220393(JP,A)
【文献】特開平09-001041(JP,A)
【文献】特開平10-216628(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04G 21/02
C04B 28/02
C04B 24/24
C04B 24/26
E04C 5/20
B05B 7/08
E21D 11/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
吹付装置によって、セメント、骨材、及び水を混練してなるコンクリート吹付材を吹付ノズル側へ圧送する、圧送工程と、
吹付ノズル内で前記コンクリート吹付材のプラグ体を粉砕して、粒子状のコンクリート噴射体として吹付ノズル外へ噴射する、噴射工程と、
前記噴射工程と並行して、吹付ノズル先端側の気中に混和材を噴霧し、前記コンクリート噴射体に前記混和材を付着させる、噴霧工程と、を備え、
前記混和材がポリマーディスパージョン又はポリマーディスパージョンの水溶液であることを特徴とする、
コンクリート吹付工法。
【請求項2】
吹付装置によって、セメントと骨材の混練体を吹付ノズル側へ圧送し、前記混練体に吹付ノズル付近で水を添加してコンクリート吹付材を構成する、圧送工程と、
前記コンクリート吹付材を粒子状のコンクリート噴射体として吹付ノズル外へ噴射する、噴射工程と、
前記噴射工程と並行して、吹付ノズル先端側の気中に混和材を噴霧し、前記コンクリート噴射体に前記混和材を付着させる、噴霧工程と、を備え、
前記混和材がポリマーディスパージョン又はポリマーディスパージョンの水溶液であることを特徴とする、
コンクリート吹付工法。
【請求項3】
前記ポリマーディスパージョンが、樹脂エマルション又はゴムラテックスであることを特徴とする、請求項1又は2に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項4】
前記樹脂エマルションが、ポリアクリル酸エステル(PAE)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、又はスチレンアクリル酸エステル(SAE)であり、前記ゴムラテックスがスチレンブタジエンゴム(SBR)であることを特徴とする、請求項3に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項5】
前記混和材の対セメント比が5重量%以上であることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項6】
前記混練体が再乳化型粉末樹脂を含むことを特徴とする、請求項2に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項7】
前記コンクリート吹付材に短繊維材を混合したことを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のコンクリート吹付工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート吹付工法及びノズルユニットに関し、特にリバウンドの発生を顕著に抑止しつつ、簡易かつ経済的に高機能な吹付コンクリート層を形成可能なコンクリート吹付工法、及び粒子化した吹付コンクリートの表面に混和材を付着可能なノズルユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
岩盤斜面の風化抑制や侵食防止を目的として、コンクリート吹付工法が広く利用されている。コンクリート吹付工法には湿式工法と乾式工法があり、湿式工法は主にプラグ輸送方式で圧送され、乾式工法は主に浮遊輸送方式で圧送される(図4)。
湿式工法は、セメントと骨材に水を加えてタンク内で攪拌し、これを圧縮空気によって圧送して吹付ノズルから吐出し、高圧で吹き付ける工法である。吹き付けに係る吐出圧力は5~8kg/cmと高圧であるため、コンクリートが岩盤等に激しい勢いで衝突し、材料が分離することでリバウンド(跳ね返り)が生じやすい。
リバウンドの発生によって、吹付コンクリート層にリバウンド材が混入することで、吹付コンクリート層の品質が低下する。また、リバウンド量だけ材料の浪費となるため、材料コストが嵩む。更に、リバウンド材の廃棄費用も高額である。
乾式工法は、セメントと骨材をタンク内で混合し、これを圧縮空気で圧送して吹付ノズル近傍で水を添加して高圧で吹き付ける工法である。
【0003】
コンクリート吹付工法におけるリバウンドの低減を目的とする従来技術には、例えば特許文献1~3がある。
特許文献1には、ポリビニルアルコール(PVA)にホウ素化合物を混合してなる、リバウンド低減剤が開示されている。特許文献2には、2種類の高分子化合物水溶液を混合してなる、リバウンド低減剤が開示されている。特許文献3には、コンクリート圧送管、液体急結材圧送管、液体急結材用エア管、粉体急結材圧送管、混合器、等をノズルに接続した、吹付コンクリート製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2001-213647号公報
【文献】特開2003-146716号公報
【文献】特開2012-233300号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来技術には以下の課題がある。
<1>特許文献1の工法は、依然として15~30%程度のリバウンドが発生しており、リバウンド低減効果が低い。また、比較的高価な急結剤を混合するため経済性に劣る。
<2>特許文献2の工法は、急結剤中に2種類の水溶性低分子化合物を均一に溶解する作業が煩雑であり、作業性に劣る。また、材料が比較的高価であり経済性に劣る。
<3>特許文献3の工法は、装置の構造が複雑であり導入コストが嵩む。また、操作が複雑で作業性が悪い。
<4>いずれの工法も、混和材(剤)を吹付ノズル又はデリバリーホース内で添加するため、混和材が塊状で圧送される湿式の吹付コンクリートの表面にしか付着しない。このため、混和材の付着率が低く、混和材によって期待される機能を十分に発揮することができない。
<5>乾式工法では、吹き付け時に大量の粉塵が発生するため、作業環境が悪く、施工性が低い。
【0006】
以上の従来技術の課題に鑑み、本発明は(1)リバウンド低減効果が高く(2)施工コスト・導入コストが安価であり(3)簡易な構成であって施工性に優れたコンクリート吹付工法及びノズルユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記のような課題を解決するための本発明のコンクリート吹付工法は、吹付装置によって、セメント、骨材、及び水を混練してなるコンクリート吹付材を吹付ノズル側へ圧送する、圧送工程と、吹付ノズル内でコンクリート吹付材のプラグ体を粉砕して、粒子状のコンクリート噴射体として吹付ノズル外へ噴射する、噴射工程と、噴射工程と並行して、吹付ノズル先端側の気中に混和材を噴霧し、コンクリート噴射体に混和材を付着させる、噴霧工程と、を備え、混和材がポリマーディスパージョン又はポリマーディスパージョン水溶液であることを特徴とする。
【0008】
本発明のコンクリート吹付工法は、吹付装置によって、セメントと骨材の混練体を吹付ノズル側へ圧送し、混練体に吹付ノズル付近で水を添加してコンクリート吹付材を構成する、圧送工程と、コンクリート吹付材を粒子状のコンクリート噴射体として吹付ノズル外へ噴射する、噴射工程と、噴射工程と並行して、吹付ノズル先端側の気中に混和材を噴霧し、コンクリート噴射体に混和材を付着させる、噴霧工程と、を備え、混和材がポリマーディスパージョン又はポリマーディスパージョンの水溶液であることを特徴とする。
【0009】
本発明のコンクリート吹付工法は、ポリマーディスパージョンが、樹脂エマルション又はゴムラテックスであってもよい。
【0010】
本発明のコンクリート吹付工法は、樹脂エマルションが、ポリアクリル酸エステル(PAE)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、又はスチレンアクリル酸エステル(SAE)であり、前記ゴムラテックスがスチレンブタジエンゴム(SBR)であってもよい。
【0011】
本発明のコンクリート吹付工法は、混和材がポリマーディスパージョン水溶液であり、濃度が20質量%~50質量%であってもよい。
【0012】
本発明のコンクリート吹付工法は、混和材の対セメント比が5重量%以上であってもよい。
【0013】
本発明のコンクリート吹付工法は、混練体が再乳化型粉末樹脂を含んでいてもよい。
【0014】
本発明のコンクリート吹付工法は、コンクリート吹付材に短繊維材を混合してもよい。
【0015】
本発明のノズルユニットは、内径が先端側に縮径する縮径部を有する吹付ノズルと、吹付ノズルに外設した噴霧器と、を備え、噴霧器による噴霧方向が吹付ノズルの外部先端側を向くことを特徴とする。
【0016】
本発明のノズルユニットは、噴霧器の吐出口の延伸方向と、吹付ノズルの吐出口の延伸方向の交角が30°~60°の範囲内にあってもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明のコンクリート吹付工法は、次の効果の少なくともひとつを備える。
<1>湿式工法において、プラグ体を吹付ノズルの吐出口で粉砕し粒状化した吹付コンクリートの小粒子一つ一つの表面にポリマーディスパージョンを付着させることで、ポリマーディスパージョンの付着率を高め、これによって粒子が高い粘着力を持ち、吹付コンクリートの接着性を向上させることで、高いリバウンド低減効果を発揮することができる。
<2>ポリマーディスパージョンを吹付ノズルの外部で吹付コンクリートに噴霧するため、ノズル内及び圧送ホース内での輸送性能を損なうことなく、高い粘性と接着性を発揮することができる。
<3>入手が容易で比較的安価なポリマーディスパージョンを使用するため、材料コストが安い。また一液性であるため操作が容易で施工性が高い。
<4>セメントの水和反応とポリマーフィルムの形成が同時に進むため、ポリマーの網状構造と一体化した結合相が形成される。これによって、吹付コンクリート層の保水効果が高く、乾燥収縮を抑制することでクラックの発生を抑制することができる。
<5>乾式工法では、吐出口の外側でポリマーディスパージョンを噴霧することで、セメントと骨材の粘性を増大させて付着力を高めることができる。これによって粉塵の発生を顕著に低減し、環境性、施工性を大きく改善させることができる。
【0018】
本発明のノズルユニットは、次の効果の少なくともひとつを備える。
<1>吹付ノズルの吐出口で吹付コンクリートを粉砕して粒子化し、噴霧器で霧状に散布した混和材の中を潜らせることで、混和材を吹付コンクリート全体にムラなく付着させることができる。
<2>構造が簡単で操作しやすいため、導入コストが安価で作業性が高い。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】本発明に係るコンクリート吹付工法のフロー図。
図2】本発明に係るノズルユニットの説明図。
図3】噴射工程及び噴霧工程に係るイメージ図。
図4】乾式工法及び湿式工法に係るイメージ図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照しながら本発明のコンクリート吹付工法及びノズルユニットについて、詳細に説明する。なお、本明細書等において「コンクリート」とはモルタルを含む意味で用いる。
説明の便宜上、ノズルユニット、コンクリート吹付工法の順に記載する。
【0021】
[ノズルユニット]
<1>全体の構成(図2)。
本発明のノズルユニット10は、コンクリート吹付工法用の吹付装置1に付設する先端ユニットである。
ノズルユニット10は、吹付ノズル11と、吹付ノズル11に外設した噴霧器12と、を少なくとも備える。
本例では、吹付ノズル11と噴霧器12とを連結具13で連結する。
【0022】
<2>吹付ノズル。
吹付ノズル11は、吹付コンクリートAを噴射するノズルである。
吹付ノズル11は、圧送ホースの先端に固定する導入口11aと、導入口11aの反対に位置する吐出口11bと、を有する筒状体である。
本例では吹付ノズル11として、導入口11a側に圧送ホース連結用の雌ネジ金具を内設した耐摩耗ゴム製ノズルを採用する。この他、例えばアルミニウム製のノズル等を採用してもよい。
吹付ノズル11の吐出口11bの内径は、吐出口11bにおける圧送ホースの内径より小さい。吹付ノズル11の吐出口11b付近には、導入口11a側から吐出口11b側に向けて内径が縮径する、縮径部を有する。
また、本例では、縮径部の吐出口11bの先端付近に、吹付ノズル11の内径方向に突起した段差部を有する。
【0023】
<3>噴霧器。
噴霧器12は、吹付ノズル11のノズル外に混和材Bを噴霧する部材である。
噴霧器12は、噴霧管12aと、噴霧管12aの先端に付設した噴霧ノズル12bと、を少なくとも有する。
噴霧器12は、噴霧管12aを吹付ノズル11と略平行に配向して、両者を連結具13によって連結する。噴霧管12aの基端は公知の噴霧装置と接続可能に構成する。
噴霧器12は、噴霧ノズル12bのノズル口が、吹付ノズル11の吐出口11bの外部先端側を向くように、噴霧管12aの延伸方向から吹付ノズル11側へ傾斜した向きに付設する。
噴霧ノズル12bの吐出口11bの延伸方向と、吹付ノズル11の吐出口の延伸方向とは交角lを構成する。本例では、交角lを約45°に設定する。
交角lが大きすぎると、混和材Bが吹付ノズル11から噴射する吹付コンクリートAの勢いを減殺してしまう。一方、交角lが小さすぎると、混和材Bを吹付コンクリートAに対して十分に付着させることができない。
以上より、交角lは、30°~60°の範囲内にあることが望ましい。
【0024】
[コンクリート吹付工法]
<1>全体の構成(図1)。
本発明のコンクリート吹付工法は、リバウンドの発生を顕著に抑止しつつ、簡易かつ経済的に高機能な吹付コンクリート層を形成可能な工法である。
本例では、湿式工法について説明する。
本発明のコンクリート吹付工法は、コンクリート吹付材a1をプラグ圧送する圧送工程S2と、コンクリート吹付材a1のプラグ(コンクリートの小塊)体を粉砕してコンクリート噴射体a2として噴射する噴射工程S31と、コンクリート噴射体a2に混和材Bを噴霧して混合添加する噴霧工程S32と、を少なくとも備える。
ここでコンクリート吹付材a1、及びコンクリート噴射体a2は、吹付コンクリートAの下位概念であり、噴射工程S31において粒子状となったコンクリート吹付材a1をコンクリート噴射体a2と定義する。
噴射工程S31と噴霧工程S32とは、並行して行う。
本例では、圧送工程S2の前工程である混練工程S1から説明する。
吹き付け対象の施工面は予め清掃を行い、根株や浮石、土砂を除去しておく。
【0025】
<2>混練工程。
混練工程S1は、セメント及び骨材に水を添加して混練し、コンクリート吹付材a1を生成する工程である。
本例では、セメントとして普通ポルトランドセメント、骨材として細骨材(洗砂)を採用する。但しこれに限らず適宜の材料を採用することができる。
骨材をホッパーに投入し、これをベルトコンベアによって計量ミキサーへ運搬し、ミキサー内で、セメント、骨材、及び水を混合撹拌することで、コンクリート吹付材a1を得る。
なお、配合や混練の手順は公知なのでここでは詳述しない。
【0026】
<3>圧送工程。
圧送工程S2は、コンクリート吹付材a1を吹付ノズル11へ圧送する工程である。
コンクリート吹付材a1を、ミキサーから吹付装置1のタンク内に搬送する。
続いて、タンク内のコンクリート吹付材a1を、吹付ノズル11側にプラグ圧送する。
プラグ圧送とは、輸送管内の連続粉粒体を一定長の群体(プラグ体)に分割し、プラグ間に圧縮空気を介在させつつ移動させる、搬送効率の高い空気圧送方式である(図4)。
圧送ホース内のコンクリート吹付材a1を圧縮空気によって塊状のプラグ体に分割し、圧縮空気と交互に吹付ノズル11へ送り出す。
【0027】
<4>噴射工程(図3)。
噴射工程S31は、コンクリート吹付材a1を粒子状のコンクリート噴射体a2として吹付ノズル11外に噴射する工程である。
吹付装置1の吹付ノズル11を施工面に向けて、吹付ノズル11の吐出口11bからコンクリート吹付材a1を噴射する。
吹付ノズル11は、吐出口11bが導入口11aの圧送ホースとの接続径から縮径している。このため、吹付ノズル11内に圧送されたコンクリート吹付材a1のプラグ体は、導入口11a側から吐出口11b側へ進むにつれて急激に加圧収縮され、吐出口11b付近でプラグ体が炸裂する。
プラグ体の炸裂により、コンクリート吹付材a1は粒子状のコンクリート噴射体a2となり、吐出口11bを通って吹付ノズル11の外部へ噴射される。
【0028】
<5>噴霧工程(図3)。
噴霧工程S32は、コンクリート噴射体a2に混和材Bを噴霧する工程である。
噴霧装置のタンク内から噴霧器12へ、混和材Bをポンプ圧送する。
混和材Bは、ポリマーディスパージョン又はポリマーディスパージョン水溶液である。本例では、濃度10質量%~90質量%程度のポリマーディスパージョン水溶液を採用する。
噴霧器12の噴霧ノズル12bから、コンクリート噴射体a2に対して混和材Bを噴霧して付着させる。
詳細には、噴霧ノズル12bから吹付ノズル11先端側の気中に混和材Bを噴霧する。すると、噴射工程S31によって、吹付ノズル11の吐出口11bから噴射されたコンクリート噴射体a2が、噴霧された混和材Bの内部を潜ることによって、コンクリート噴射体a2に混和材Bが付着する。
この際、コンクリート噴射体a2はプラグ体が炸裂した小粒子であるため、噴射軌道上に浮遊する霧状の混和材Bが、コンクリート噴射体a2の小粒子の表面に付着することで、混和材Bの付着率が大幅に高まり、粘着力が上がる。
これによってコンクリート噴射体a2の施工面への接着力が飛躍的に高まり、吹付時のリバウンドの発生が大幅に抑止される。
以上のように、噴射工程S31と噴霧工程S32とを並行しつつ、噴霧状の混和材Bを潜らせたコンクリート噴射体a2を施工面へ噴射し、所望の厚さまでコンクリート噴射体a2を吹き付ける。
コンクリート噴射体a2が硬化して強度発現することによって、吹付コンクリート層が形成される。
【0029】
<6>ポリマーディスパージョン。
本発明のコンクリート吹付工法では、混和材Bとして、ポリマーディスパージョン又はポリマーディスパージョン水溶液を用いる。
ポリマーディスパージョンは、ポリマー混和材(剤)の一種である。ポリマー混和材にはこの他、水溶性ポリマー(モノマー)、再乳化型粉末樹脂、液状ポリマー等がある。
JIS A6203「セメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂」によれば、ポリマーディスパージョンは、ゴムラテックス系と樹脂エマルション系に分けられる。
この内、ゴムラテックス系には、スチレンブタジエン(SBR)、樹脂エマルション系には、ポリアクリル酸エステル(PAE)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、スチレンアクリル酸エステル(SAE)、ポリプロピレン(PP)等が存在する。これらを単独でまたは混合して使用してもよい。
ポリマーディスパージョンは、吹付コンクリートに高い接着性を付与し、リバウンドを低減させる機能を有する。また、セメントと骨材の結合力を増加させることで、吹付コンクリート層に高い曲げ抵抗を付与することができる。
【0030】
<7>混和剤の付着率。
従来技術では、混和材(剤)を吹付ノズルの内部、又は吹付ノズル近傍のデリバリーホース内で吹付コンクリートに添加していた。
これは、吹付コンクリートが圧送される際、高圧の圧縮空気(5kg/cm~7kg/cmの高圧)によって混和材も吹き飛ばされることで噴霧と同様の作用が生じると考えていたからである。
しかし実際には、混和材は塊状となった吹付コンクリートのプラグ体の表面に付着するのみであって、内部までは侵入しないため、その付着率は低く、混和材の効果も限定的であった。
これに対し、本願のコンクリート吹付工法は、吹付ノズル11の吐出口11b付近でプラグ体が炸裂して粒子状となったコンクリート噴射体a2を、霧状に拡散した混和材Bの内部を潜らせることで、湿式工法であっても乾式工法と同様に、コンクリート噴射体a2の小粒子一つ一つの表面に混和材Bを付着させることができる。
このため、混和材Bの付着率が極めて高く、混和材Bのポリマーディスパージョン又はポリマーディスパージョン水溶液によるリバウンド低減効果を顕著に発揮させることができる。
【実施例1】
【0031】
本発明のコンクリート吹付工法について、混和材Bの噴霧性能と、吹付コンクリートAのリバウンド低減効果について、比較試験を行った。
【0032】
<1>噴霧性能。
各種ポリマー混和材について、噴霧ノズル12bによる噴霧が可能であるかどうかの噴霧性能試験を行った。
対象として、ポリマー混和材の内、ポリマーディスパージョン及び水溶性ポリマーを選定した。
この内、ポリマーディスパージョンとして、ゴムラテックス系のスチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)と、樹脂エマルション系のポリアクリル酸エステル(PAE)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、スチレンアクリル酸エステル(SAE)、ポリ酢酸ビニル(PVAC)を選定した。
また、水溶性ポリマーとして、セルロース系のメチルセルロース(MC)と、ポリビニルアルコール(PVAL)を選定した。
各ポリマー混和材は、50質量%の水溶液として、最大粒子径200~250μmで、250μm細霧クーラーを用い、標準圧力0.3Mpaにて、ノズル口径1.4mmの空円錐噴霧ノズル(株式会社いけうち製)に圧送した。
噴霧性能試験の結果を表1に示す。
【0033】
【表1】
ポリマーディスパージョンでは、ゴムラテックス系、樹脂エマルション系のいずれもノズル詰まりは発生せず、連続して噴霧することができた。特に、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリル酸エステル(PAE)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、及びスチレンアクリル酸エステル(SAE)では極めて円滑に連続噴霧することができた。
一方、水溶性ポリマーでは、メチルセルロース(MC)、ポリビニルアルコール(PVAL)のいずれも、ノズル詰まりにより試験途中で噴霧できなくなった。
【0034】
<2>リバウンド低減効果。
噴霧性能試験で良好な噴霧性能を示した、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリル酸エステル(PAE)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、及びスチレンアクリル酸エステル(SAE)、の四種類のポリマーディスパージョンを用い、リバウンド低減効果についての試験を行った。
吹き付け対象法面は、勾配1:0.3(三分勾配73°)の既設コンクリート吹付法面とし、第1工区:ポリマーディスパージョンを噴霧しない、第2工区:スチレンブタジエンゴム(SBR)50重量%水溶液を噴霧、第3工区:ポリアクリル酸エステル(PAE)50重量%水溶液を噴霧、第4工区:エチレン酢酸ビニル(EVA)50重量%水溶液を噴霧、第5工区:スチレンアクリル酸エステル(SAE)50重量%水溶液を噴霧、の5工区に分けた。
各吹き付け対象区とも、吹付厚さ7cm、幅員4m、法長7mで、約2.0m(2000L)のコンクリートを吹き付けた。
コンクリート配合は、1m当たり普通ポルトランドセメント420kg、細骨材1680kg、水セメント比(W/C)40~50%で混練し、湿式コンクリート吹付機(総合建機株式会社製:AG300III)によって、圧送圧力6kg/cmで空気圧送した。
ポリマーディスパージョンは、50重量%濃度の水溶液をタンク内に用意し、動力噴霧機を用いて、コンクリート噴射体に対してノズル外で噴霧した。噴霧条件は噴霧性能試験と同様である。
リバウンド量は、各吹き付け対象区の下方にシートを設置して収集し、その全量を測定した。
リバウンド試験の結果を表2に示す。
【0035】
【表2】
試験の結果、吹付全量2000Lに対して、第1工区のリバウンド量は230L(11.5%)、第2工区のリバウンド量は47L(2.3%)、第3工区のリバウンド量は58L(2.9%)、第4工区のリバウンド量は55L(2.8%)、第5工区のリバウンド量は59L(2.95%)となった。
以上より、コンクリート噴射体にノズル外でポリマーディスパージョンを噴霧することで、リバウンド率を3%以下に抑止して、顕著なリバウンド低減効果を発揮できることが確認された。
【実施例2】
【0036】
[乾式工法の例]
本発明のコンクリート吹付工法は、乾式工法としても実施可能である。
本例では、混練工程S1において、セメントと骨材を混練して混練体を生成し、圧送工程S2において、混練体を浮遊輸送方式で吹付ノズル11へ圧送し、吹付ノズル11内又はデリバリーホース内で水を会合させることで、コンクリート吹付材a1(コンクリート噴射体a2)を生成する。
噴射工程S31では、粒子状のコンクリート噴射体a2を吐出口11bから吹付ノズル11外へ噴射する。
これと並行して、噴霧工程S32で、吹付ノズル11先端側の気中に、ポリマーディスパージョン又はポリマーディスパージョン水溶液からなる混和材Bを噴霧することで、コンクリート噴射体a2を混和材B内に潜らせて、コンクリート噴射体a2の表面に混和材Bを付着させる。
本例では、セメントと骨材の粘性が増加して付着力が高まることにより、従来の乾式工法の問題点であった、粉塵の発生を有効に抑止することができる。
【実施例3】
【0037】
[プレミックス材を使用する例]
実施例2の乾式工法において、再乳化型ポリマーディスパージョンに、セメント及び骨材を混合してなるプレミックス材を使用することもできる。
本例では、実施例2の粉塵抑止効果をさらに高めることができる。
【実施例4】
【0038】
[ポリマーセメントコンクリートを造成する例]
本例では、混和材Bとして、高濃度のポリマーディスパージョン水溶液又はポリマーディスパージョンの原液を使用し、ポリマーディスパージョンの対セメント比が5重量%以上となるよう調整する。
本例では、ポリマーディスパージョンを高濃度又は原液で噴霧して、ポリマーセメント比を5重量%以上とすることにより、高い引張強度と曲げ強度を発揮可能なポリマーセメントコンクリートを、湿式工法によって造成することができる。
またポリマーセメントコンクリートの湿式工法を、既設のコンクリート構造物に適用することで、その高い接着性と水密性によって、コンクリート構造物補強や長寿命化を図ることができる。
【実施例5】
【0039】
[短繊維を混合する例]
本例では、混練工程S1において、コンクリート吹付材a1に短繊維Cを混合する。
短繊維Cは、長さ10mm~30mm程度の有機質又は無機質の短繊維を採用し、容積比0.1~2.0%、望ましくは0.5~1.0%程度を混和する。
短繊維Cとしては、有機系ではビニロン、ポリプロピレン、ポリアクリル、又はポリアミド等の化学繊維を採用でき、無機系ではカーボンファイバーやバサルトファイバー等を採用できる。
本例では、短繊維Cの配合によりコンクリートの靭性を高めることで、金網の補強材を用いることなく、高い曲げ抵抗を発揮することができる。また、金網の腐食による錆の発生がないため、長期間にわたり安定した性能を確保することができる。
【符号の説明】
【0040】
1 吹付装置
10 ノズルユニット
11 吹付ノズル
11a 導入口
11b 吐出口
12 噴霧器
12a 噴霧管
12b 噴霧ノズル
13 連結具
A 吹付コンクリート
a1 コンクリート吹付材
a2 コンクリート噴射体
B 混和材
C 短繊維
l 交角
S1 混練工程
S2 圧送工程
S31 噴射工程
S32 噴霧工程
図1
図2
図3
図4