JP4137578B2 - モルタルまたはコンクリート混合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

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モルタルまたはコンクリート混合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。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開昭６３−１５６１６４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４８１６４号公報
例えば、法面に緑化用の植生基材を吹き付ける法面の緑化保護工法では、植生基材の流亡を防止して安定に定着させるために、モルタルやコンクリートの吹き付けによる法枠を法面に形成して、その法枠内に緑化用の植生基材が吹き付けられる。
【０００３】
その他、法面の崩壊防止に際しても、法面にネットを張設し、このネットを埋め込むようにモルタルやコンクリートが吹き付けられるのであり、高架鉄道や高速道路、山岳トンネルなどの構築や補修などに際しても、モルタルやコンクリートの吹き付けが行われる。
【０００４】
このモルタルやコンクリートなどの混合物の吹き付けに際して、混合物をホースによって吹き付け箇所に圧送する従来の吹き付け手段では、混合物とホース内面との摩擦抵抗が大きいために、混合物の吹き付け位置が高い場合や、前記混合物に含まれる骨材の粒径が大きい場合には、充分な吐出圧を得難く、施工が困難になるという問題があった。また、長距離搬送する際は、モルタルやコンクリート材料が分離し、品質が低下するという問題があった。
【０００５】
上記のような不都合を解消するために、骨材（砂または石など）を主体とするモルタル材料またはコンクリート材料をホースを介して圧送し、その圧送過程の後段でモルタル材料またはコンクリート材料にセメントミルクを注入した後、この混合物を吹き付ける工法、すなわち、モルタル材料またはコンクリート材料とセメントミルクとを別々に圧送して、これを混合して吹き付ける別圧送吹き付けの種々の工法が従来より提案されている（上記特許文献１参照）。
【０００６】
上記別圧送吹き付け工法によれば、ホース内を圧送されるモルタル材料またはコンクリート材料の圧送抵抗が小さくなることから、吐出量（圧）を大きくすることができ、高い位置へのモルタルまたはコンクリートの吹き付け施工や、粒径の大きい骨材を用いた吹き付け施工が可能となる。
【０００７】
また、本出願人も上記別圧送吹き付けの工法を提案している（上記特許文献２参照）。上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３００ｍ程度の長さの連結ホース中を移動させ、吹付けノズルの手前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法面に対してモルタルまたはコンクリートを吹付けるというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記いずれの別圧送方式のモルタルまたはコンクリート吹付け方法でも、骨材（モルタル材料またはコンクリート材料）が圧送されるホース内にセメントミルクを勢いよく導入するようにしてあったことから、勢いよく導入されたセメントミルクが前記ホース内でエアカーテンを形成し、このエアカーテンによって、ホース内を流れる骨材および骨材搬送用エアの勢いが減退し、その結果、後続の骨材の進路が妨害され、ホースの内部で所謂詰まりが生じ、混合物（混合した状態の骨材およびセメントミルク）の吹き付けが不能になるおそれがあった。
【０００９】
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、スムーズかつ確実にモルタルまたはコンクリートの吹き付け施工を行うことを可能とするモルタルまたはコンクリート混合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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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供給流路内に流すとともに、前記セメントミルクを、下流端が前記供給流路に接続されるセメントミルク送出管内に流し、前記セメントミルク送出管からのセメントミルクを、前記供給流路の内壁に沿わせて導入するように構成した（請求項１）。
【００１１】
また、前記セメントミルク送出管からのセメントミルクを、前記供給流路の内壁のほぼ全周から、内壁に沿わせて導入するように構成するのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
さらに、前記セメントミルク送出管から供給流路内に導入される際のセメントミルクの進入方向が、前記供給流路内を流れる骨材の流れる方向と鋭角をなすように構成してあるのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
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１〜３のいずれか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４）。
【００１４】
上記の構成からなる本発明によれば、スムーズかつ確実にモルタルまたはコンクリートの吹き付け施工を行うことを可能とするモルタルまたはコンクリート混合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。
【００１５】
すなわち、上記の構成からなるモルタルまたはコンクリート混合装置ならびにモルタルまたはコンクリート吹付け装置では、前記セメントミルク送出管からのセメントミルクを、前記供給流路の内壁に沿わせて導入するように構成してあり、このような構成によって、前記供給流路の中央部に空気の通り道が確保され、供給流路内に導入されたセメントミルクによって、供給流路内を流れる骨材および骨材搬送用の高圧エアーの勢いがほとんど減退することなく、また、供給流路内が詰まって閉塞することなく、混合された状態の骨材およびセメントミルクが下流側へと送られることとなり、両者をスムーズかつ確実に、供給流路の下流部に設けられた吐出部から吐出して、吹き付け作業を行うことができるのである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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、その途中部分に、モルタルＭ（またはコンクリート）を混合するための混合装置Ｄが設けられている供給流路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、前記供給流路８の下流部に、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。
【００１７】
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、前記供給流路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。
【００１８】
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、前記供給流路８内に導出され、前記高圧エアーにより供給流路８の下流側へと送られることとなる。
【００１９】
前記供給流路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、この混合装置Ｄの下流側に設けられ、混合装置Ｄにおいて混合した骨材１およびセメントミルク６を吐出するための吐出部１１とを備えている。なお、前記供給流路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。また、前記供給流路８において、混合装置Ｄから吐出部１１までの距離は、骨材１とセメントミルク６とが十分混合されるのに必要な長さとなっており、例えば、１〜１０ｍ（好ましくは約３〜５ｍ）となるように構成されている。
【００２０】
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。
【００２１】
前記連結ホース部１０は、例えば、４００ｍ程度の長さとなるように構成されている。
【００２２】
図２は、前記混合装置Ｄの構成を概略的に示す縦断面図、図３は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。
前記混合装置Ｄは、前記供給流路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、前記供給流路８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を有している。
【００２３】
詳しくは、前記混合装置Ｄは、前記連結ホース部１０の途中に割り込む状態で配置され、ほぼ筒状をしており、前記供給流路８がその内側にも形成されるように構成されている。そして、前記混合装置Ｄは、その上流側に配置され、前記連結ホース部１０を構成するホース１０ａが接続される接続部分１３と、その下流側に配置され、前記連結ホース部１０を構成するホース１０ｂが接続される接続部分１４と、前記２つの接続部分１３，１４の間に形成される中央部分１５とを有している。なお、前記混合装置Ｄは、例えば、アルミニウムなどの金属から形成されている。
【００２４】
前記接続部分１３は、その内壁に雌ねじ部１６ａが形成されており、また、前記ホース１０ａの下流端には前記雌ねじ部１６ａと螺合する雄ねじ部１６ｂが形成されている。同様に、前記接続部分１４は、その内壁に雌ねじ部１７ａが形成されており、また、前記ホース１０ｂの上流端には前記雌ねじ部１７ａと螺合する雄ねじ部１７ｂが形成されている。
【００２５】
前記中央部分１５は、その内径が前記接続部分１３，１４の内径よりも小さくなっているとともに、前記導入手段１２を有しており、さらに、その内側には、その内壁面に当接する状態で内筒部材１８が配置される。そして、この内筒部材１８の内側に前記供給流路８が形成されることとなる。
【００２６】
前記導入手段１２は、前記中央部分１５の側方に形成され、セメントミルク送出管９が接続される接続部１９と、この接続部１９に接続された状態のセメントミルク送出管９内に連通する環状の連絡部２０と、この前記連絡部２０と中央部分１５（内筒部材１８）の内側（前記供給流路８）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導入部２１とを有しており、前記接続部１９，連絡部２０および導入部２１がこの順に前記中央部分１５の外側から内側にかけて設けられている。
【００２７】
また、前記導入部２１は、前記供給流路８の内壁のほぼ全周にわたって形成されていることから、前記セメントミルク送出管９の下流部が、前記供給流路８の内壁のほぼ全周にわたって連通した状態となっており、前記供給流路８内に、セメントミルク６を内壁のほぼ全周から、内壁に沿わせて導入するように構成されている。
【００２８】
図４（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、前記内筒部材１８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１８は、ほぼ円筒状の部材にほぼ全周にわたって前記導入部２１としてのスリット（幅３〜１０ｍｍ、好ましくは５〜７ｍｍ）を設けてなり、この導入部（スリット）２１によって分け隔てられる上流部１８ａと下流部１８ｃとは、複数（本実施例では４つ）のブリッジ１８ｂ，１８ｂ…によって繋がった状態となっている。
【００２９】
また、前記内筒部材１８の上流側の開口１８ｃの径は、その上流側の前記ホース１０ａの下流端の開口の径とほぼ同じとなるように形成されており、下流側の開口１８ｄの径は、その下流側の前記ホース１０ｂの上流端の開口の径とほぼ同じとなるように形成されている。
【００３０】
ここで、本実施例の混合装置Ｄでは、セメントミルク送出管９からのセメントミルク６を、前記供給流路８（内筒部材１８）の内壁に沿わせて導入するのであり、そのための一つの方法として、前記導入部２１に上述したような傾斜をつけることにより、前記セメントミルク送出管９から供給流路８内に導入される際のセメントミルク６の進入方向が、前記供給流路８内を流れる骨材１の流れる方向と鋭角（例えば、１０〜４０度、好ましくは１５〜３０度）をなすようにするという構成を採用しているのであるが、このような構成に代えて、あるいは加えて、以下のような構成を採用してもよい。
【００３１】
すなわち、前記セメントミルク送出管９内を流れるセメントミルク６の流速を、例えば、０．１〜０．３ｍ／ｓとして、前記供給流路８内を流れる骨材１の流速（例えば、１０〜２０ｍ／ｓ）に比して、前記セメントミルク送出管９から供給流路８内に導入されるセメントミルク６の流速が適宜にかつ相対的に小さくなるように構成してもよい。このような構成によっても、セメントミルク６が供給流路８内に勢いよく導入されることがなく、セメントミルク６を前記供給流路８（内筒部材１８）の内壁に沿わせて導入することが可能となる。
【００３２】
なお、前記混合装置Ｄにより、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。
【００３３】
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、前記供給流路８の前記吐出部１１を適宜の位置に移動させることにより、実施できる。
【００３４】
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流路８内に送られ、前記混合装置Ｄ内へと至る。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
前記供給流路８内を通る骨材１は、混合装置Ｄ内を通過した後、さらに下流側へと向かうのであり、そのほとんどが前記供給流路８の底に沿って流れていくこととなる。
【００３７】
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（Ａ）および（Ｂ）に示すように、前記接続部１５および連絡部１６を経た後、前記供給流路８の内壁のほぼ全周にわたって形成されている前記導入部２１から供給流路８内に導入されることとなる。
【００３８】
そして、前記混合装置Ｄにより供給流路８内に導入されたセメントミルク６と骨材１とは、互いに混合されつつ、下流側へと向かい、最終的には、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とはムラなく均一に混合された状態となる。
【００３９】
上記のようにして、前記混合装置Ｄにより、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の下流側の前記吐出部１１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。
【００４０】
なお、上記実施例では、前記導入部２１を前記供給流路８の内壁のほぼ全周にわたって形成することで、前記セメントミルク送出管９の下流部を、前記供給流路８の内壁のほぼ全周にわたって連通させる状態とし、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、前記供給流路８の内壁のほぼ全周から供給流路８内に導入するようにしているが、このような構成に限るものではなく、例えば、前記導入部２１を前記供給流路８の内壁の一部のみに形成することで、前記セメントミルク送出管９の下流部を、前記供給流路８の内壁の一部のみに連通させる状態とし、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、前記供給流路８の内壁の一部のみから供給流路８内に内壁に沿わせて導入するようにしてもよい。この際、前記骨材１のほとんどは、前記供給流路８内の下側を通過することから、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、前記供給流路８の内壁の少なくとも下側から供給流路８内に導入すれば、骨材１とセメントミルク６とを充分に混合することができ、好ましい。
【００４１】
また、上記実施例では、前記導入部２１を前記連絡部１６よりも幅の小さいスリット状として形成しているが、このような構成に限るものではなく、例えば、前記導入部２１を、ノズル状としてもよいし、前記連絡部１６よりも幅の大きいスリット状としてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
上記の構成からなる混合装置Ｄならびに吹付け装置Ａによれば、スムーズかつ確実にモルタルまたはコンクリートの吹き付け施工を行うことが可能となる。すなわち、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、前記供給流路８の内壁に沿わせて導入するように構成してあり、このような構成によって、前記供給流路８の中央部に空気の通り道が確保され、供給流路８内に導入されたセメントミルク６によって、供給流路８内を流れる骨材１および骨材搬送用の高圧エアーの勢いがほとんど減退することなく、また、供給流路８内が詰まって閉塞することなく、混合された状態の骨材１およびセメントミルク６が下流側へと送られることとなり、両者１，６をスムーズかつ確実に吐出部１１から吐出して、吹き付け作業を行うことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】上記実施例における前記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縦断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】（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。
【図５】（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。
【符号の説明】
１…骨材、６…セメントミルク、８…供給流路、９…セメントミルク送出管、Ａ…吹付け装置、Ｄ…モルタル混合装置、Ｍ…モルタル。

Claims (4)

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装置であって、前記骨材をほぼ管状の供給流路内に流すとともに、前記セメントミルクを、下流端が前記供給流路に接続されるセメントミルク送出管内に流し、前記セメントミルク送出管からのセメントミルクを、前記供給流路の内壁に沿わせて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。
2. 前記セメントミルク送出管からのセメントミルクを、前記供給流路の内壁のほぼ全周から、内壁に沿わせて導入するように構成した請求項１に記載のモルタルまたはコンクリート混合装置。
3. 前記セメントミルク送出管から供給流路内に導入される際のセメントミルクの進入方向が、前記供給流路内を流れる骨材の流れる方向と鋭角をなすように構成してある請求項１または２に記載のモルタルまたはコンクリート混合装置。
4. 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１〜３のいずれか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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