JP3793525B2 - モルタルまたはコンクリート混合方法および装置ならびにモルタルまたはコンクリート吹付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、モルタルまたはコンクリート混合方法および装置ならびにモルタルまたはコンクリート吹付け装置に関する。

特開２００１−２４８１６４号公報

本出願人は、高所法面に予め形成された型枠に対してモルタルまたはコンクリートを吹付けて格子状の法枠を形成する際、旧来の、水と、セメントと、骨材としての砂とを事前に混練させるモルタルまたはコンクリート吹付け方法と比較して、高所の吹付施工を効率よく行うために、モルタルまたはコンクリートを構成するセメントミルクおよび骨材を別々に圧送する別圧送方式吹付け方法を開発中である（上記特許文献１参照）。

前記別圧送方式吹付け方法は、例えば骨材としての砂を圧縮エアによって４００ｍ程度の長さの連結ホース中を移動させ、吹付けノズルの直前〜手前１０ｍ程度の所でセメントミルクと混ぜることによりモルタルまたはコンクリートを得るようにし、命綱によって支えられた作業者が前記吹付けノズルを持ちながら前記型枠に対してモルタルまたはコンクリートを吹付けることにより、格子状の法枠を形成するというものである。

しかし、上記別圧送方式モルタルまたはコンクリート吹付け方法では、セメントミルクと砂とがムラなく均一に混ざり合わないことがあったため、モルタルまたはコンクリートの吹付け時に、セメントミルクに覆われない砂が法面で跳ね返り（リバウンド）、跳ね返った砂は法面に溜まることがあったのであり、このような場合には、吹付け作業を一時中断し、前記吹付けノズルからのエアを法面に吹付け、溜まった砂を法面から除去するという作業を行う必要が生じることがあった。また、リバウンドによる砂の損失を考慮して予め多めに砂を用意する必要が生じ、コストアップに繋がることがあった。

さらに、上述したように、セメントミルクと砂とがムラなく均一に混ざり合わないことがあったことから、所定配合のモルタルまたはコンクリートが形成できないことがあったり、モルタルまたはコンクリートの品質が低下し、圧縮強度の大きな高強度モルタルまたはコンクリートを施工できないおそれがあった。

この発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、リバウンドの発生を抑えるとともに、高品質・高強度のモルタルまたはコンクリートの打設を可能とし、さらに、コストダウンを図ることができるモルタルまたはコンクリート混合方法および装置ならびにモルタルまたはコンクリート吹付け装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のモルタルまたはコンクリート混合方法は、モルタルまたはコンクリートを構成する骨材およびセメントミルクを混合するためのモルタルまたはコンクリート混合方法であって、前記骨材が内部を流れるほぼ管状の骨材流路に、前記セメントミルクが内部を流れるセメントミルク送出管の下流端を接続し、前記骨材流路内に前記セメントミルクが導入される位置において、前記骨材流路内に複数の突起体を設けて前記骨材を分散させる（請求項１）。

また、モルタルまたはコンクリートを構成する骨材およびセメントミルクを混合するためのモルタルまたはコンクリート混合方法であって、前記骨材が内部を流れるほぼ管状の骨材流路に、前記セメントミルクが内部を流れるセメントミルク送出管の下流端を接続し、前記骨材流路内に前記セメントミルクが導入される位置において、前記骨材流路内に複数の突起体を設けて前記骨材を分散させるとともに、前記セメントミルク送出管内を流れるセメントミルクを、前記骨材流路の内壁のほぼ全周から骨材流路内に導入するとしてもよい（請求項２）。

本発明のモルタルまたはコンクリート混合装置は、モルタルまたはコンクリートを構成する骨材およびセメントミルクを混合するためのモルタルまたはコンクリート混合装置であって、前記骨材をほぼ管状の骨材流路内に流すとともに、前記セメントミルクを、下流端が前記骨材流路に接続されるセメントミルク送出管内に流し、前記骨材流路内において前記骨材が前記骨材流路内に設けられた複数の突起体により分散する位置に、前記セメントミルク送出管からのセメントミルクを導入するように構成した（請求項３）。

また、前記骨材流路における前記セメントミルク送出管の下流端が接続される接続部分に、ほぼ全周にわたってスリットが設けられた筒部材を配置し、前記セメントミルク送出管内のセメントミルクを前記スリットから骨材流路内に導入するようにしたとしてもよい（請求項４）。

本発明のモルタルまたはコンクリート吹付け装置は、モルタルまたはコンクリートを構成する骨材およびセメントミルクを別圧送した後、混合して吹付けるモルタルまたはコンクリート吹付け装置であって、前記混合を行うのに請求項３または４に記載のモルタルまたはコンクリート混合装置を用いるようにした（請求項５）。

上記の構成からなる本発明によれば、リバウンドの発生を抑えるとともに、高品質・高強度のモルタルまたはコンクリートの打設を可能とし、さらに、コストダウンを図ることができるモルタルまたはコンクリート混合方法および装置ならびにモルタルまたはコンクリート吹付け装置を提供することが可能となる。

すなわち、前記突起体により骨材を分散し、この分散した状態の骨材にセメントミルクを導入することによって、セメントミルクと骨材とをムラなく均一に混ぜ合わせることができるため、従来のように、モルタルまたはコンクリートの吹付け時に、セメントミルクに覆われない骨材が法面で跳ね返り（リバウンド）、跳ね返った骨材は法面に溜まることから、前記吹付け作業を一時中断し、前記吹付けノズルからのエアを法面に吹付け、溜まった骨材を法面から除去するという作業を行う必要が少なくなり、モルタルまたはコンクリートの吹付け作業を効率よく、かつ容易に行うことが可能となる。また、従来のように、前記リバウンドによる骨材の損失を考慮して予め多めに砂を用意する必要がほとんどなく、ひいてはコストダウンを図ることが可能となる。

さらに、セメントミルクと骨材とをムラなく均一に混ぜ合わせることができるため、所定配合のモルタルまたはコンクリートを形成でき、モルタルまたはコンクリートの高品質化を図れ、圧縮強度の大きな高強度モルタルまたはコンクリートの施工を確実に行うことが可能となる。

また、従来のガン機による吹付けのように、ミキサーによる材料の長時間の攪拌を行うことなく、セメントミルクと骨材とを瞬間的にムラなく均一に混ぜ合わせることができるため、モルタルまたはコンクリートの吹付け作業の所要時間を短縮することも可能となる。また、従来のガン機のミキサーによる材料の混合方式では、特に１００ｍを超える長距離搬送を行う際に、搬送管内に材料が再分離する場合があったが、本発明によればこの再分離問題も解決できる。

また、前記突起体を設け、この突起体を利用して骨材流路中を流れる骨材を分散するようにしたので、前記分散を簡易な構成で確実にかつ低コストで行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るモルタルまたはコンクリート混合方法（以下、混合方法という）を実施するためのモルタルまたはコンクリート混合装置（以下、混合装置という）Ｄを有するモルタルまたはコンクリート吹付け装置（以下、吹付け装置という）Ａの構成を概略的に示す説明図である。
吹付け装置Ａは、骨材（モルタルＭの場合は砂（細骨材）、コンクリートの場合は前記砂および砕石（粗骨材））１を供給する骨材供給手段としての骨材圧送機２と、この骨材圧送機２に接続されたエアコンプレッサー３と、セメント４および水５を混合してなるセメントミルク６を送出するセメントミルク送出手段としての圧送用ポンプ（例えば、ピストン式ポンプ，スクイズ式ポンプ）７と、前記骨材圧送機２の下流側に接続された供給管８と、前記圧送用ポンプ７の下流側にその上流端が接続され、前記供給管８の下流部、好ましくは後述する吐出部２７の直前に、前記混合装置Ｄを介してその下流端が接続されたセメントミルク送出管９とを備えている。

前記吹付け装置Ａは、前記骨材１とセメントミルク６とを別圧送し、前記供給管８の下流部からの吹き付けを行う寸前にて両者１，６を混合する別圧送タイプのものである。

前記骨材圧送機２は、前記骨材１を、前記エアコンプレッサー３から供給される高圧エアー（圧縮エアー）とともに下流側へと吐出するものであり、吐出された骨材１は、前記供給管８内に導出され、前記高圧エアーにより供給管８の下流側へと送られることとなる。

前記供給管８は、例えば、２０ｍ程度の複数の可撓性を有するホースを連結してなる連結ホース部１０と、この連結ホース部１０の下流側に設けられた前記混合装置Ｄとを備えている。なお、前記供給管８として、例えば、通常のモルタルまたはコンクリート吹付け用のホースを使用することが可能である。

前記セメントミルク送出管９は、その内径が例えば１〜３ｃｍ程度となるように形成されている。

前記連結ホース部１０は、例えば、最大で４００ｍ程度の長さとなるように構成されている。

図２は、前記混合装置Ｄの構成を概略的に示す説明図である。
前記混合装置Ｄは、前記供給管８内を流れる骨材１に、前記セメントミルク送出管９内を流れてきたセメントミルク６を混合するためのものであって、ほぼ管状の骨材流路１１と、この骨材流路１１内に前記セメントミルク送出管９からのセメントミルク６を導入するための導入手段１２とを有している。

前記骨材流路１１は、上流側から順に、前記供給管８の他の部分（前記連結ホース部１０）の径よりも径が大きくなるように形成された大径部１３と、この大径部１３の下流側に連続して設けられ、下流側ほど高くなるように形成されたジャンプ面部１４とを有している。

前記導入手段１２は、前記セメントミルク送出管９が側方から接続される接続部１５と、前記セメントミルク送出管９内に連通する連絡部１６と、外側の前記連絡部１６と内側の前記骨材流路１１とに連通するとともに、内側ほど下流側に位置するように傾斜する環状のスリット１７とを有している。

詳しくは、前記混合装置Ｄは、上流側接続部１８と、この上流側接続部１８によってその上流側にある連結ホース部１０の下流端にその上流端が当接した状態で保持される筒部１９と、この筒部１９の下流端側に接続され、前記導入手段１２を有する導入部２０と、この導入部２０およびこの導入部２０の下流側にある連結ホース部１０を接続するための下流側接続部２１とを備えている。

前記上流側接続部１８は、その上流側の連結ホース部１０が挿入される小径の貫通孔１８ａと、前記筒部１９の上流側に設けられた雄ねじ部１９ａが螺着する雌ねじ部１８ｂとを有している。

前記筒部１９は、外周面の上流側および下流側にそれぞれ、雄ねじ部１９ａおよび雄ねじ部１９ｂを有しており、また、前記筒部１９の上流側および下流側の開口１９ｃ，１９ｄの径は、その上流側の前記連結ホース部１０の径とほぼ同じとなるように形成されている。

さらに、筒部１９の内壁には、上流側から順に、下流側ほど径が大きくなるテーパ面２２と、その上流端から下流端までの径がほぼ一定である前記大径部１３と、下流側ほど内径が小さくなるテーパ面として環状に形成されている前記ジャンプ面部１４とが設けられている。すなわち、前記筒部１９の上流側と下流側とが対称的な構造となっている。なお、前記ジャンプ面部１４は、その高低差が例えば５〜１０ｍｍとなるように形成されている。また、骨材による磨耗を防止するために、少なくとも、前記大径部１３からジャンプ面部１４にかけて、ゴム等の弾性物でライニングするのが望ましい。

前記導入部２０は、ほぼ円筒状で、中央に内径が小さくなる小径部２３を有する外筒部材２４と、同じくほぼ円筒状で、前記外筒部材２４の前記小径部２３の内側に当接した状態で配置される内筒部材２５とを備えている。

前記外筒部材２４は、前記筒部１９の下流側の雄ねじ部１９ｂと螺合する雌ねじ部２４ａを上流側に有し、前記下流側接続部２１の上流側に設けられた雄ねじ部２１ｂが螺合する雌ねじ部２４ｂを下流側に有している。また、前記外筒部材２４の小径部２３には、図３にも示すように、外側から順に、前記セメントミルク送出管９の下流端が挿入された状態で接続される前記接続部１５と、環状の溝である前記連絡部１６とが設けられている。尚、筒部１９，外筒部材２４，内筒部材２５は、例えば、アルミニウムなどの金属からなっている。

図４（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、前記内筒部材２５の構成を概略的に示す側面図，縦断面図および横断面図である。
前記内筒部材２５は、ほぼ円筒状の部材にほぼ全周にわたって前記スリット１７（幅３〜１０ｍｍ、好ましくは５〜７ｍｍ）を設けてなり、このスリット１７によって分け隔てられる上流部２５ａと下流部２５ｃとは、複数（本実施例では４つ）のブリッジ２５ｂ，２５ｂ…によって繋がった状態となっている。

また、前記内筒部材２５の上流側の開口２５ｃの径は、前記筒部１９の下流側の開口１９ｄとほぼ同じとなるように形成されており、下流側の開口２５ｄの径は、その下流側の前記連結ホース部１０の径とほぼ同じとなるように形成されている。

前記下流側接続部２１は、その下流側の連結ホース部１０が挿入される小径の貫通孔２１ａと、前記筒部１９の上流側に設けられた雌ねじ部２４ｂと螺合する雄ねじ部２１ｂとを有している。

また、前記供給管８は、前記混合装置Ｄの下流側に、この混合装置Ｄにおいて混合したセメントミルク６および骨材１を吐出するための吐出部２７を有している。

なお、前記混合装置Ｄにおいて、セメントミルク６および骨材１を混合することによって、モルタルＭ（またはコンクリート）を形成するのであり、このモルタルＭとしては、セメント４，骨材（砂）１，水５と、適宜混和剤を用い、例えば、セメント４：骨材（砂）１：水５＝１：４：０．４５〜０．６の重量配合比を持ったものが望ましい。コンクリートの場合は、上記砂の一部を適宜砕石におきかえる。

次に、上記の構成からなる吹付け装置Ａを用いて実施されるモルタルコンクリートの打設方法について説明する。
前記モルタルコンクリートの打設方法は、前記骨材圧送機２およびエアコンプレッサー３と、圧送用ポンプ７とを駆動させ、前記供給管８の前記吐出部２７を適宜の位置に移動させることにより、実施できる。

すなわち、前記骨材圧送機２およびエアコンプレッサー３を駆動することにより、前記骨材１は、高圧エアーとともに供給管８内に送られ、前記混合装置Ｄ内へと至る。

一方、前記圧送用ポンプ７を駆動することにより、前記セメントミルク６は、セメントミルク送出管９内に送られ、前記混合装置Ｄへと至る。

図５（Ａ）および（Ｂ）は、前記混合装置Ｄの動作を概略的に示す説明図および縦断面図である。
前記供給管８内を通って混合装置Ｄ内に至った骨材１は、前記骨材流路１１中の大径部１３およびジャンプ面部１４を経てさらに下流側へと向かうのであるが、前記骨材流路１１（供給管８）の底に沿って固まって流れている骨材１がある場合には、その骨材１は前記ジャンプ面部１４を通過したときにジャンプ面部１４に衝突して斜め上方に向かって跳ね上がることとなり、これによって、固まって流れていた骨材１が分散することとなる。

一方、前記セメントミルク送出管９内を通って混合装置Ｄ内に至ったセメントミルク６は、図５（Ｂ）に示すように、前記接続部１５および連絡部１６を経た後、前記骨材流路１１の内壁のほぼ全周にわたって形成されている前記スリット１７から骨材流路１１内に導入されることとなる。

そして、前記骨材流路１１内において前記骨材１が分散する位置に、前記セメントミルク送出管９からのセメントミルク６を導入するようにしてあり、このような構成によって、骨材１の各粒がしっかりセメントミルク６によりコーティングされ、前記骨材１とセメントミルク６とがムラなく均一に混合されることとなる。

上記のようにして、前記混合装置Ｄ内において、セメントミルク６および骨材１が適宜の割合で混合され、これによって、前記モルタルＭ（またはコンクリート）が形成され、形成されたモルタルＭ（またはコンクリート）は、混合装置Ｄの下流側（すなわち、供給管８の下流側）に導出され、その後、前記吐出部２７からモルタル（またはコンクリート）の打設位置に吐出されるのである。

なお、上記実施例では、前記ジャンプ面部１４を、前記筒部１９の内側に一体的に形成してあるが、このような構成に限るものではなく、例えば、前記ジャンプ面部１４を有する環状の部材を、前記筒部１９とは別体として設け、これを筒部１９の内側に配置するようにしてもよい。

また、上記実施例では、前記セメントミルク送出管９からのセメントミルク６を、前記スリット１７から前記骨材流路１１内に導入するようにしてあるが、このような構成に限るものではなく、例えば、前記スリット１７に代えて、あるいはスリット１７に加えて、複数のノズル（図示せず）を設け、各ノズルから前記セメントミルク６を導入するようにしてもよい。さらに、いずれの場合にも、前記セメントミルク６がつまらない程度にスリット１７（またはノズル）を細くして、骨材流路１１内に導入されるセメントミルク６の流速を大きくし、例えば、前記セメントミルク６を骨材流路１１内に噴射するようにしてもよい。

また、前記骨材１を分散させるための手段として、前記ジャンプ面部１４に代えて、あるいは加えて、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、突起体２６を設けてもよい。前記突起体２６は、例えば、ほぼ半球状をしており、骨材流路１１を構成する前記筒部１９の内壁に沿ってその周方向に適宜の間隔をあけて複数（例えば、５個）配置されている。また、周方向に配置される前記突起体２６を、骨材流路１１の流れ方向（筒部１９の軸方向）に適宜に間隔をあけて複数列（例えば、２列）設けてもよく、この場合、隣り合う列の突起体２６どうしが互いに周方向にずれた位置にあるように構成することが好ましい。なお、突起体２６の形状は半球状に限定されるものではないが、搬送される骨材１からの抵抗を受けにくい形状で有ることが流路（骨材流路１１）内の詰まりを防止することができ望ましい。

また、図６（Ａ）に示すように、前記突起体２６を設ける場合には、前記大径部１３を設けなくともよく、この場合には、前記筒部１９は、一端から他端までほぼ一定の内径を有することとなる。なお、前記大径部１３を設けないという構成を、突起体２６ではなく前記ジャンプ面部１４を設けた場合に採用してもよい。

本発明の一実施例に係るモルタルまたはコンクリート混合方法を実施するためのモルタルまたはコンクリート混合装置を有するモルタルまたはコンクリート吹付け装置の構成を概略的に示す説明図である。 上記実施例におけるモルタルまたはコンクリート混合装置の構成を概略的に示す説明図である。 図２のＸ−Ｘ線断面図である。 （Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、上記実施例における内筒部材の構成を概略的に示す側面図，縦断面図および横断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、前記モルタルまたはコンクリート混合装置の動作を概略的に示す説明図および縦断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、前記モルタルまたはコンクリート混合装置の変形例の構成を概略的に示す説明図および縦断面図である。

符号の説明

１ 骨材
６ セメントミルク
９ セメントミルク送出管
１１ 骨材流路
Ａ 吹付け装置
Ｄ モルタル混合装置
Ｍ モルタル

Claims (5)

1. モルタルまたはコンクリートを構成する骨材およびセメントミルクを混合するためのモルタルまたはコンクリート混合方法であって、前記骨材が内部を流れるほぼ管状の骨材流路に、前記セメントミルクが内部を流れるセメントミルク送出管の下流端を接続し、前記骨材流路内に前記セメントミルクが導入される位置において、前記骨材流路内に複数の突起体を設けて前記骨材を分散させることを特徴とするモルタルまたはコンクリート混合方法。
2. モルタルまたはコンクリートを構成する骨材およびセメントミルクを混合するためのモルタルまたはコンクリート混合方法であって、前記骨材が内部を流れるほぼ管状の骨材流路に、前記セメントミルクが内部を流れるセメントミルク送出管の下流端を接続し、前記骨材流路内に前記セメントミルクが導入される位置において、前記骨材流路内に複数の突起体を設けて前記骨材を分散させるとともに、前記セメントミルク送出管内を流れるセメントミルクを、前記骨材流路の内壁のほぼ全周から骨材流路内に導入することを特徴とするモルタルまたはコンクリート混合方法。
3. モルタルまたはコンクリートを構成する骨材およびセメントミルクを混合するためのモルタルまたはコンクリート混合装置であって、前記骨材をほぼ管状の骨材流路内に流すとともに、前記セメントミルクを、下流端が前記骨材流路に接続されるセメントミルク送出管内に流し、前記骨材流路内において前記骨材が前記骨材流路内に設けられた複数の突起体により分散する位置に、前記セメントミルク送出管からのセメントミルクを導入するように構成したことを特徴とするモルタルまたはコンクリート混合装置。
4. 前記骨材流路における前記セメントミルク送出管の下流端が接続される接続部分に、ほぼ全周にわたってスリットが設けられた筒部材を配置し、前記セメントミルク送出管内のセメントミルクを前記スリットから骨材流路内に導入するようにした請求項３に記載のモルタルまたはコンクリート混合装置。
5. モルタルまたはコンクリートを構成する骨材およびセメントミルクを別圧送した後、混合して吹付けるモルタルまたはコンクリート吹付け装置であって、前記混合を行うのに請求項３または４に記載のモルタルまたはコンクリート混合装置を用いるようにしたモルタルまたはコンクリート吹付け装置。

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