JP3588032B2

JP3588032B2 - 混合物の吹き付け工法とその装置

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Publication number: JP3588032B2
Application number: JP2000106985A
Authority: JP
Inventors: 卓雄大倉; 泰良藤嶋; 勝弘杉本; 昭浩松永
Original assignee: Nisshoku Corp
Current assignee: Nisshoku Corp
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2001288752A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨材とセメントミルクとの混合物（即ち、砂などの細骨材とセメントミルクとを混合したモルタル、又は、砕石などの粗骨材とセメントミルクとを混合したコンクリート）の吹き付け工法と、その工法に用いて好適な混合物の吹き付け装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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て、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、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（以下、モルタルと言う。）の吹き付けに際して、砂とセメントとを予め混練して、このモルタルをホースで圧送し吹き付ける従来の吹き付け手段では、モルタルとホース内面との摩擦抵抗が大きいために、モルタルの吹き付け位置が高い場合は、十分な吐出圧を得難く、吹き付けの水平距離にしても、ホース長さで１００ｍ程度が限度であった。
【０００５】
かゝる不都合を解消するために、本出願人は、セメント配合比の低いモルタル材料（細骨材としての砂と若干量のセメントとの空ねり物）を、ホースを介してノズルに圧送し、その圧送過程の後段でモルタル材料にセメントミルクを注入して、このモルタルを吹き付ける工法、即ち、モルタル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工法を提案している（特公平６−１０２８９９号公報）。
【０００６】
上記の別圧送吹き付けの工法によれば、ホースで圧送するモルタル材料のセメント配合比を低くして、圧送抵抗を小さくしていることから、十分な吐出圧を得ることができ、セメントの不足量は、圧送過程の後段でセメントミルクの注入によって補填されるのであって、モルタルを吹き付ける従来の工法では、法高６０ｍまでが施工の限度であったが、上記の工法によれば、法高３００ｍまでの施工が可能となる。
【０００７】
ところで、上記の別圧送吹き付けの工法では、撹拌槽に砂と若干量のセメントとを供給して、これを混練したモルタル材料を、コンプレッサーが接続されたモルタルガン機と称される圧送装置に供給し、このモルタル材料をバッチ毎に圧搾空気にて圧送するようにし、かつ、このモルタル材料を圧送するホースの先端部よりも手前の部位に筒体を間装接続して、この筒体にセメントミルクの圧送用ホースを接続し、この筒体に別々に圧送されたモルタル材料とセメントミルクとを筒体内で混合して、そのモルタルをホース先端のノズルから吹き付けるようにしている。
【０００８】
上記の混合に用いられる筒体として、筒体内で十分混合できるように、モルタル材料の圧送用ホースの内径に比較して、筒体の外径を著しく大きくし、具体的な一例として、材料圧送用ホースの内径４２ｍｍに対して、筒体の外径を３００ｍｍ（筒体の肉厚が３ｍｍで内径が２９４ｍｍ）と７倍（面積で４９倍）もの大きさにし、モルタル材料とセメントミルクとを混合していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ホース内を一定の速度で圧送されたモルタル材料は、筒体内に到達すると同時に、筒体径が大き過ぎることに起因する急激な気圧の低下に伴って、その流速を著しく減速させることとなり、その結果、後続のモルタル材料の進路を妨害して、筒体内部で所謂詰まりが生じ、モルタルの吹き付けが不能になることがあった。
【００１０】
また、砂と同時にセメントを混合して圧送するため、圧送用ホースの内壁にセメント粒子が次第に付着して、最後にはホースを閉塞し、砂とセメントとを定量供給することが困難になることがしばしばあった。
【００１１】
更に、撹拌槽から圧送装置に供給されたモルタル材料を、圧搾空気によってバッチ毎に筒体に圧送することから、モルタルの連続的な吹き付けが不能となり、モルタル材料の圧送に脈動が生じることから、時間当たり一定量のモルタル材料を圧送することもできず、筒体に供給するセメントミルク量を調整して、一定品質のモルタルを生成することが困難であった。
【００１２】
一方で、モルタルは、セメントと砂との配合比を１：４に設定するのが一般的であるが、最終強度が確保できれば、この配合比に限られるものではなく、所望する強度が得られる配合比に設定すればよい。
【００１３】
この際、従来では、モルタル材料に予めセメントを配合していることから、この分のセメント量とセメントミルクによるセメントの補填量との合計量からセメントの配合比が決定されるのであるが、モルタル材料の圧送に脈動が生じて、単位時間当たりのモルタル材料の圧送量が著しく変化することに加えて、モルタル材料に予め配合されているセメント量を勘案した上で、所定の配合比となるようにセメントミルクの供給量を制御することは非常に困難であった。
【００１４】
本発明は、かゝる実情に鑑みて成されたものであって、上記した別圧送吹き付けの工法に比較して、更なる高所への或いは水平距離で遠方への連続的な吹き付けが可能で、しかも、圧送用ホースはもとより筒体内での詰まりが解消される混合物（モルタルまたはコンクリート）の吹き付け工法と、その工法に用いて好適な混合物の吹き付け装置とを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
即ち、骨材とセメントミルクとの混合物の吹き付け工法として、本発明では、ジェット気流を導入して負圧域を形成し且つ骨材を圧送する円周エジェクタ装置を、ホッパー装置の骨材取り出し口に接続し、前記負圧域に骨材を強制的に送り出すスクリューコンベアをホッパー装置に設ける一方、先端に混合物の吹き付けノズルを備えたホースと、円周エジェクタ装置に接続の骨材圧送用ホースとを、ノズル近傍に設置される可搬式混合装置の混合用筒体に同芯状に接続し、かつ、混合用筒体の内径を骨材圧送用ホースの内径の３倍までの大径にして、この筒体の骨材圧送用ホースの接続部近傍の筒壁にセメントミルクの圧送用ホースを接続すると共に、筒体内に圧送される骨材に対してセメントミルクを斜め後方から供給するように、セメントミルクの吐出方向を筒体軸線に対して傾斜させて、筒体内に別々に圧送された骨材とセメントミルクとを筒体内で混合し、その混合物をノズルから吐出することを特徴としている（請求項１）。
【００１６】
この際、可搬式混合装置へのセメントミルクの供給量を制御するだけで（請求項２）、骨材とセメントミルクとの配合比を簡単に変更することができる。
【００１７】
上記の骨材とセメントミルクとを別圧送する吹き付け工法によれば、混合用筒体の内径を骨材圧送用ホースの内径の３倍までの大径にしたことで、筒体の内径が大き過ぎることに起因する骨材の急激な流速の低下が生じなくなり、これによって骨材の詰まりを回避することが可能となる。
【００１８】
そして同時に、骨材の流速を低下させることなく、筒体内で所謂負圧作用を発生させることが可能となるため、セメントミルクは、筒体内で加速されて筒体の内壁に繰り返し衝突し拡散する。
【００１９】
一方、具体構造は後述する本発明の実施の形態によって明らかであるが、ホッパー装置に投入された骨材は、円周エジェクタ装置による所謂コアンダ効果によって負圧域に吸引されるだけでなく、スクリューコンベアによって確実かつ定量的に負圧域に導入されて、次いでジェット気流により、ホースを介して混合用筒体に圧送されるのであって、粘性を高めるセメントを配合せずに、骨材のみを圧送することから、従来のように、セメントの付着による圧送用ホースの閉塞は生じなくなり、かつ、骨材を随時、ホッパー装置に追加供給することで、骨材は脈動を生じることなく、定量的に連続圧送されることになる。
【００２０】
そして骨材は、プラズマ状態になって筒体内に導入されて、この骨材に対してセメントミルクが斜め後方から交差するように供給されることで、筒体内では、プラズマ状態の骨材と加速・拡散したセメントミルクとが瞬時に効率良く混合するようになり、混合物として、これを極めて均一な高品質のものにして連続的に吹き付けることが可能となる。
【００２１】
ここで、セメントミルクは圧送抵抗が小さく、かつ、骨材にしても、これにセメントを配合していないことから、これの圧送抵抗も小さく、更に、上記したようにホースの閉塞が生じないことから、既に提案している別圧送吹き付けの工法に比較して、更なる高所への混合物の吹き付け、或いは、水平距離での遠方への吹き付けが可能となる。
【００２２】
好適には、金属製、ガラス製、合成樹脂製の繊維の少なくとも一つを、骨材とセメントミルクの少なくとも一方に添加することであって（請求項３）、この繊維の添加によって、モルタルまたはコンクリートの強度アップが達成される。
【００２３】
骨材とセメントミルクとの混合物の吹き付け装置として、ジェット気流を導入して負圧域を形成し且つ骨材を圧送する円周エジェクタ装置を、ホッパー装置の骨材取り出し口に接続し、前記負圧域に骨材を強制的に送り出すスクリューコンベアをホッパー装置に設ける一方、先端に混合物の吹き付けノズルを備えたホースと、円周エジェクタ装置に接続の骨材圧送用ホースとを、ノズル近傍に設置される可搬式混合装置の混合用筒体に同芯状に接続し、かつ、混合用筒体の内径を骨材圧送用ホースの内径の３倍までの大径にして、この筒体の骨材圧送用ホースの接続部近傍の筒壁にセメントミルク圧送用のホースを接続すると共に、このホースによるセメントミルクの吐出方向を筒体軸線に対して傾斜させて、筒体内に圧送される骨材に対してセメントミルクを斜め後方から供給するように構成することで、請求項１〜３のいずれかに記載の工法に用いて好適な混合物の吹き付け装置が提供される（請求項４）。
【００２４】
この際、骨材圧送用のホース途中に、継手手段を介して中継用のホースを接続可能に構成し、かつ、継手手段の一方の継手部材に、骨材を中継圧送するための円周エジェクタ装置を備えることで（請求項５）、骨材の圧送距離を延長することが容易に可能となる。
【００２５】
更に、継手手段として、一方の継手部材に雄ねじ部を設け、他方の継手部材を、ホース接合用のフランジ付き筒部材と、この筒部材に対して回転自在で且つフランジに係止して、上記の雄ねじ部に螺着されるシール押圧用の筒状部材とから構成すれば（請求項６）、実施の形態の説明で明らかになるように、ホース接続の作業性が向上する。
【００２６】
また、骨材を中継圧送するための円周エジェクタ装置に対する高圧エアの供給ラインを、シール押圧用の筒状部材に接続すれば（請求項７）、ホース連結の都度、高圧エアの供給ラインを接続する手間が不要になることから、接続作業の更なる向上が達成される。
【００２７】
【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は骨材とセメントミルクとの混合物１の吹き付けによる法枠２の成形状況ならびに植生基材３の吹き付けによる法面Ｎの緑化保護状況を示している。
【００２８】
上記の法枠２の成形には、砂などの細骨材とセメントミルクとを混合したモルタル、又は、砕石などの粗骨材とセメントミルクとを混合したコンクリートが用いられるものであって、ここでは配合比がセメント１：砂４：水０．５のモルタルを用いるものとして、以下、混合物をモルタル１と言う。
【００２９】
法面Ｎの緑化保護に際して、法面Ｎに金網などのネット４を張設すると共に、このネット４上に、鉄筋スペーサーを用いて鉄筋５を格子状に配置し、この格子状の鉄筋５による空間部に養生シート６を配置する一方、格子状の鉄筋５を覆うようにモルタル１を吹き付けて、モルタル１による格子状の法枠２を形成し、その後、養生シート６を剥がし、かつ、植物種子や肥料を含んだ植生基材３を法枠２内に吹き付けて、法面Ｎの緑化保護を図るようにしている。
【００３０】
モルタル１の吹き付け装置は、細骨材としての砂８のエア式搬送装置９と、セメント１０と水１１との配合比が１：０．５のセメントミルク１２の圧送用ポンプ１３と、ホース１４，１５を介して骨材８とセメントミルク１２とを導入し、これらを混合してモルタル１として吐出する可搬式の混合装置１６と、この可搬式混合装置１６のモルタル吐出口（図９を参照）１７に接続のモルタル圧送用のホース１８、及び、このホース１８の先端に備えたモルタル吹き付けノズル１９とから成る。
【００３１】
尚、ポンプ１３によって圧送されるセメントミルク１２の供給量は、ポンプ１３が備える吐出量ゲージによって設定変更されるもので、事前に測定した骨材８の圧送量に応じてポンプ１３によるセメントミルク１２の吐出量を調整することで、骨材８とセメントミルク１２との配合比を任意に制御できるようになっている。
【００３２】
上記のエア式搬送装置９は、図２及び図３に示すように、バイブレーター２０付のシュート２１を備えたホッパー装置２２の骨材取り出し口２３に、ジェット気流の導入手段２４を備えた円周エジェクタ装置２５を接続する一方、骨材８を円周エジェクタ装置２５に向けて強制的に送り出すスクリューコンベア２６を、ホッパー装置２２の下部側に配置して成る。
【００３３】
円周エジェクタ装置２５は、スクリューコンベア２６の骨材送り出し端部を内蔵する内筒２７を、スクリューコンベア２６の下流側に延出させて、ホッパー装置２２の骨材取り出し口２３に連設すると共に、この内筒２７の外まわりにフランジ２８を連設し、このフランジ２８に外筒２９を取り付け、かつ、内筒２７とほゞ同じ内径の筒体３０を備えたフランジ３１を、内筒２７端部とによって微小の環状スリットａを形成するように、前記外筒２９に連設のフランジ３２に連設して、前記内筒２７と外筒２９およびフランジ２８，３１によって環状のエアチャンバーＡを形成している。
【００３４】
一方、前記ジェット気流の導入手段２４は、前記外筒２９の周方向に所定の間隔を隔てて、例えば六等分箇所にエアノズル３３を設けると共に、コンプレッサー３４からのエア供給ライン３５をエアノズル３３に接続して成り、前記エアチャンバーＡに高圧のエアを導入して、そのエアを環状スリットａによってジェット気流にし、前記筒体３０に接続の骨材圧送用ホース１４に向けて噴出することで、円周エジェクタ装置２５の内筒２７内部に負圧域Ｂが形成される一方、ジェット気流は、所謂コアンダ効果によって密度を高めるように、骨材圧送用ホース１４の内面に引き寄せられるのであって、スクリューコンベア２６による骨材８の強制送り出し端部を、この負圧域Ｂに入り込ませている。
【００３５】
上記の構成によれば、スクリューコンベア２６によって負圧域Ｂに送り出された骨材８は、円周エジェクタ装置２５による負圧の吸引作用を受けて、順次負圧域Ｂを通過し、次いでホース１４内面に引き寄せられる高密度のジェット気流に乗って、ホース１４内を圧送されるのであって、負圧域Ｂへの骨材８の送り出しが定量的であることから、エア式搬送装置９の骨材搬送能力は安定したものとなり、かつ、骨材８を随時、ホッパー装置２２に追加供給することで、骨材８は脈動を生じることなく、定量的に連続圧送されることになる。
【００３６】
骨材８の圧送用ホース１４は、エア式搬送装置９の円周エジェクタ装置２５に接続される基部側のホース１４ａと、可搬式の混合装置１６に接続される先端側のホース１４ｂと、このホース１４ａ，１４ｂにわたって、継手手段３６を介して接続される複数本（又は１本）の中継用ホース１４ｃとから成り、かつ、図４及び図５に示すように、継手手段３６の一方の継手部材（図示する例では上流側の継手部材）３７には、骨材８を中継圧送するための円周エジェクタ装置３８を備えている。
【００３７】
上記の骨材中継圧送用の円周エジェクタ装置３８は、機能的には上述した円周エジェクタ装置２５と同じであることから、詳細な説明を省略するが、可撓性を有する例えばゴム製のホース端部を接着接合する金属製の筒部材３９と、この筒部材３９に螺着されて、それぞれ環状のエアチャンバーＡとスリットｂとを形成する金属製の外筒部材４０とによって構成され、かつ、外筒部材４０には、エアチャンバーＡに連通する２本のエア流路ｃ，ｄが形成されている。
【００３８】
他方の継手部材４１は、ホース端部を接着接合する金属製の筒部材４３から成り、この筒部材４３は、シール材４２を介して外筒部材４０に気密状に螺着されるもので、その螺着状態において、外筒部材４０のエア流路ｄに連通するエア流路ｅ，ｆが、シール材４２と筒部材４３とに形成されている。
【００３９】
尚、シール材４２には、複数個の係止孔ｈが形成され、継手部材３７の外筒部材４０には、係止孔ｈに係入するピンｉが設けられていて、継手部材３７に対するシール材４２の廻り止めを図るように構成されており、更に、シール材４２のエア流路ｅは、筒部材４３の中心まわりでの円弧孔に形成されており、かつ、継手部材３７と筒部材４３のエア流路ｃ，ｆの端部には、シール材４２のエア流路ｅと同じ円弧孔の凹入部ｊが形成されている。
【００４０】
そして、基部側のホース１４ａの継手部材３７には、エアチャンバーＡに接続の高圧エアの供給ライン４４が接続され、かつ、中継用ホース１４ｃのそれぞれには、他方の継手部材４１と一方の継手部材３７とにわたって、高圧エアの供給ライン４５が接続されていて、ホース継手手段３６のそれぞれの部位において、円周エジェクタ装置３８による所謂コアンダ効果により、骨材８を中継圧送するように構成されている。
【００４１】
上記の基部側ホース１４ａと高圧エアの供給ライン４４、及び、中継用ホース１４ｃと高圧エアの供給ライン４５は、適宜バンド５９などによって一体化されている。
【００４２】
尚、骨材８を中継圧送するための円周エジェクタ装置３８を、図６に示すように、継手手段３６の他方の継手部材４１に備えて実施可能であることは言うまでもない。
【００４３】
上記の構成による骨材圧送用のホース１４によれば、ホースをばらした状態では、これが嵩張らないことから、保管面ならびに運搬の作業面で好適であり、かつ、ホース接続の作業によって円周エジェクタ装置３８が継手手段３６に構成されることから、作業性が向上すると共に、骨材８は、円周エジェクタ装置３８によって脈動を伴うことなく、連続的に長距離搬送されることになる。
【００４４】
尚、骨材圧送用のホース１４を長くした場合、下流側の円周エジェクタ装置３８に供給されるエア圧が低下して、コアンダ効果による骨材８の圧送能力が低くなることが懸念されるが、これに対しては、例えば図７に示すように、継手部材３７に別途、高圧エア供給ライン４５ａの接続口ｍを形成して、この近辺に可搬式のコンプレッサー３４ａを持ち込み、このコンプレッサー３４ａと接続口ｍとにわたって高圧エア供給ライン４５ａを接続することで、骨材８の圧送能力の低下問題を解消することができる。
【００４５】
ここで、可搬式混合装置１６を中心にしたモルタル１の吹き付け範囲が半径で３〜２０ｍ程度になるように、ノズル１９を含むモルタル圧送用ホース１８の長さを３〜２０ｍ程度に設定しており、このノズル１９の近傍に設置されるところの可搬式の混合装置１６は、骨材８とセメントミルク１２とを混合するための混合用筒体４６を主体に構成されている。
【００４６】
この混合用筒体４６は、図８及び図９に示すように、その内径Ｄが骨材圧送用ホース１４の内径ｄ１よりもやゝ大径（後述するように、同径〜３倍でよい。）であって、一端側（モルタル吐出口１７側）を順次絞り気味にして、その吐出口１７の外周面部に、モルタル圧送用ホース１８を同芯状に接続するための雄ねじ部４７を形成する一方、他端側にも、骨材圧送用ホース１４を同芯状に接続するための雄ねじ部４８を形成し、かつ、この筒体４６の骨材圧送用ホース１４の接続部近傍の筒壁４６ａに、セメントミルク１２の注入コック４９を接続するための雌ねじ部５０を形成して、このコック４９にセメントミルク圧送用のホース１５を接続するようにしている。
【００４７】
そして、前記雌ねじ部５０の筒体内方への延長軸線Ｐを、筒体軸線Ｑを通す状態で且つ筒体軸線Ｑに対して例えば４０度の角度θで傾斜させて、筒体４６内に圧送される骨材８に対してセメントミルク１２を斜め後方から供給するように構成する一方、雌ねじ部５０による筒体４６内へのセメントミルク１２の注入口部を筒体４６の軸線方向で絞って、この絞り口部によってセメントミルク１２を膜状に拡散させるための拡散手段５１を構成している。
【００４８】
上記構成の混合装置１６によれば、混合用筒体４６の内径Ｄを骨材圧送用ホース１４の内径ｄ１よりもやゝ大径にしたことで、一定の速度で筒体４６内に連続圧送される骨材８の急激な流速の低下が生じなくなり、筒体４６内での骨材８の詰まりが確実に回避される。
【００４９】
これと同時に、骨材８の流速を低下させることなく、筒体４６内で所謂負圧作用が発生することで、セメントミルク拡散手段５１を通して筒体４６内に加速導入されたセメントミルク１２は、瞬時に濃密な膜状のセメントミルク１２と化し、一方、骨材８については、従来のように、粘性を高めるセメントを配合せずに圧送することから、骨材８はプラズマ状態になって筒体４６内に導入されることとなり、これに加えて、セメントミルク１２を骨材８に対して斜め後方から交差させるように供給することで、筒体４６内では、濃密な膜状のセメントミルク１２と骨材８とが瞬時に効率良く混合されるのであって、これに上記した骨材８の詰まりが回避されることが相乗することで、モルタル１を極めて均一な高品質のものにして、これをノズル１９から法面Ｎに吹き付けることができる。
【００５０】
即ち、セメントと砂と水を機械的に撹拌して、モルタルそのものをホースで圧送する従来の吹き付け工法に比較して、上記構成のモルタルの吹き付け装置では、機械式の不均一な撹拌に頼ることがないので、混合斑の少ない極めて高品質のモルタル１を容易に且つ瞬時に得ることができるのであり、しかも、従来必要とした３割ものリバウンドロスを大幅に低減させることも可能となり、骨材８の使用量を大幅に削減することが可能となる。
【００５１】
或いは、本出願人が提案しているモルタル材料とセメントミルクとの別圧送の吹き付け工法に比較しても、骨材８の脈動圧送が生じないことから、骨材８とセメントミルク１２との配合比が安定した高品質のモルタル１を容易に得ることができるのである。
【００５２】
また、セメントミルク１２は圧送抵抗が小さく、骨材８にしても、これにセメントを配合していないことから、これの圧送抵抗も小さく、かつ、ホース継手手段３６のそれぞれにおいて、骨材８を中継圧送するように構成していることと、これら骨材８とセメントミルク１２とを別々に圧送することに加えて、これらをモルタル１にして圧送するライン（モルタル圧送用のホース１８）も短いことから、高所へのモルタル１の吹き付け、或いは、水平距離での遠方へのモルタル１の吹き付けが可能となり、モルタル１の吹き付け能力の大幅な改善が達成されるのである。
【００５３】
因みに、骨材圧送用ホース１４の内径ｄ１を４２ｍｍにして、骨材８を２００Ｋｇ／バッチ／１．５分で筒体４６内に連続圧送し、セメントミルク圧送用ホース１５の内径ｄ２を２５ｍｍにして、セメントミルク１２を７５Ｋｇ／１．５分で筒体４６内に連続的に拡散圧送し、これらを混合する筒体４６の全長を１０００ｍｍ、内径Ｄを９４ｍｍとし、かつ、モルタル圧送用ホース１８の内径ｄ３を４２ｍｍにして、モルタル１をモルタル吐出口１７からノズル１９に圧送した実施の形態では、水平距離で４００ｍ以上にわたるモルタル１の吹き付け確認が成されている。
【００５４】
そして、上記構成のエア式搬送装置９は、従来のモルタルガン機と称される圧送装置に比較して、非常に小型軽量な機械装置となるので、狭隘な林道等であっても小型の車両によって運搬することができ、かつ、狭い現場においても、装置の設置ならびにモルタル１の吹き付け施工が可能となる。
【００５５】
上記の実施の形態では、骨材として骨材８を用いて、この骨材８とセメントミルク１２とを混合したモルタル１の吹き付けについて説明したが、図１に仮想線で示すように、骨材８として、砂に代えて砕石を用いて、この砕石８とセメントミルク１２との混合によるコンクリートの吹き付けも可能である。
【００５６】
従って、上記構成の吹き付け装置と、骨材（砂または砕石）と、セメントと、水とを用意すれば、場所と時間とに制約されることなく、随時に生モルタルあるいは生コンクリートの吹き付けが可能であって、現在問題となっているトンネル内のコンクリート剥落事故等に繋がる問題、即ち、打設の時間的な制約や、過剰な水セメント比に起因する生コンの不良施工を回避できるのであり、本発明の吹き付け工法によれば、モルタルあるいはコンクリート構造物の品質低下を来す虞れが殆どないのである。
【００５７】
ここで、上記の吹き付け工法によるモルタルおよびコンクリートの２８日圧縮強度を測定したところ、従来工法の１５Ｎ／ｍｍ²に比較して、平均３０Ｎ／ｍｍ²以上と大幅に向上できることが判明したのであり、これによって、例えば法枠による法面の保護工法においては、従来と同等強度の法枠を小型の法枠でも得ることができるなど、工事の大幅なコスト低減が達成される。
【００５８】
上記の実施の形態では、混合用筒体４６の内径Ｄを、骨材圧送用ホース１４の内径ｄ１の２．２倍（面積で４．８倍）に設定しているが、内径Ｄの異なる複数本の筒体４６を用意して、モルタルの吹き付け実験を繰り返し行ったところ、筒体内径Ｄがホース内径ｄ１の３．０倍（面積で９倍）までの筒体４６では、骨材８の詰まりは一切生じず、筒体内径Ｄがホース内径ｄ１の４．０倍以上の筒体４６では、骨材８の詰まりがしばしば生じ、この間の筒体４６では、ごく稀に骨材８の詰まりが生じたのであり、逆に、混合用筒体４６の内径Ｄをホース内径ｄ１よりも小さくしても、骨材８の詰まりが生じたのであって、このことから、混合用筒体４６の内径Ｄは、骨材圧送用ホース１４の内径ｄ１の１．０倍〜３．０倍（面積で９．０倍）の範囲に設定することが肝要である。
【００５９】
尚、セメントミルク拡散手段５１を設けることは必須の要件ではなく、即ち、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、雌ねじ部５０によるセメントミルク１２の注入口部を絞らずに、雌ねじ部５０を単純に筒体４６に連設してもよいのであり、この構成では、セメントミルク１２は拡散を伴って筒体４６内に棒状に圧送されて、筒体４６の内壁に繰り返し衝突し、骨材８と混合するようになる。
【００６０】
これに対して、口部の絞りによるセメントミルク拡散手段５１を備えた際は、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、散水ホースの口部を潰して吐水するときのように、セメントミルク１２は扇形の膜状と化して、この膜状のセメントミルク１２が筒体４６内を斜めに横断するように、筒体４６内に圧送されて、筒体４６の内壁に繰り返し衝突するのであって、セメントミルク１２が膜状に拡散して、骨材との接触効率が格段と高くなることから、セメントミルク拡散手段５１を備えることは極めて好適である。
【００６１】
上記したモルタルまたはコンクリートの吹き付けに際して、金属製、ガラス製、合成樹脂製の繊維の少なくとも一つを、骨材とセメントミルクの少なくとも一方に添加し、吹き付けるようにすれば、従来必要とした鉄筋を使用することなく、極めて圧縮強度および引っ張り強度の高いモルタルまたはコンクリート構造物を作成することができる利点がある。
【００６２】
特に、高所の作業においては、重量が大きな鉄筋を運搬する必要がなくなるため、非常に容易にしかも安全に施工することが可能となる。
【００６３】
添加する繊維としては、連続した繊維と所定長さに切断した繊維の何れでも用いることができ、また、繊維の太さも素材によって任意のものが使用できる。
【００６４】
比較的繊維長が短いものを使用する場合は、骨材やセメントミルクに予め混合して圧送すればよく、繊維長が長いものは、可搬式の混合装置１６やノズル１９の適宜箇所に、繊維を風圧で送るホースを接続して、骨材とセメントミルクの混合物に添加するようにすればよい。
【００６５】
金属製繊維の原料としては、鋼やステンレス等が用いられるが、錆を生じにくい性質のものが好ましい。合成樹脂製繊維の原料としては、アラミド等が用いられ、引っ張り強度が高いものが好ましい。
【００６６】
また、いずれの繊維も、モルタルまたはコンクリートに対して、通常、体積比０．０１〜３．０％程度の割合で使用するが、必要とする強度に応じて増減可能である。
【００６７】
別の実施の形態による継手手段３６を図１２に示している。この実施の形態では、上記した螺着タイプの継手手段３６のうち、一方の継手部材３７の外筒部材４０に、ストレート筒部５２とキー部材５３とを連設する一方、他方の継手部材４１の筒部材４３には、ストレート筒部５２とキー部材５３とを嵌入するキー溝５４付きのストレート孔部５５を形成して、継手部材３７，４１をストレート嵌合によって連結するようにし、かつ、外筒部材４０と筒部材４３との嵌合部に、この両者４０，４３に食い込む透孔５６を形成すると共に、筒部材４３側の透孔５６の下部側に雌ねじ部５７を形成して、透孔５６を通して雌ねじ部５７にねじピン５８を螺着することで、継手部材３７，４１を一体化するように構成している。
【００６８】
即ち、上記した螺着タイプの継手手段３６では、基部側のホース１４ａに対する中継用ホース１４ｃの連結、並びに、中継用のホース１４ｃに対する先端側ホース１４ｂの連結に際して、中継用ならびに先端側のホース１４ｃ，１４ｂの全体を回す必要があるが、この図１２に示す継手手段３６では、継手部材３７，４１をストレート嵌合によって連結する形態をとっていることから、ホース全体を回す必要がなく、作業性の向上を図ることができる。
【００６９】
更に別の実施の形態による継手手段３６を図１３に示している。この実施の形態では、継手手段３６の一方の継手部材３７を、図５に示したものと同様に、円周エジェクタ装置３８を備えた構造のものとし、他方の継手部材４１を、ホース端部を圧入して接合するフランジ６１付きの金属製筒部材６２と、この筒部材６２に対して回転自在で且つ上記のフランジ６１に係止して、一方の継手部材３７の雄ねじ部６３に螺着される筒状部材６４と、この筒状部材６４と雄ねじ部６３との間に介装のシール６５とから構成している。
【００７０】
かゝる構成の継手手段３６においても、ホース全体を回すことなく、基部側のホース１４ａに対する中継用ホース１４ｃの連結、並びに、中継用のホース１４ｃに対する先端側ホース１４ｂの連結が可能である。
【００７１】
この場合、ホース１４ｂ，１４ｃの連結に際して、その都度、高圧エアの供給ライン４５を継手部材４１に接続する必要があるが、この接続の作業を不要にした継手手段３６を、図１４及び図１５に示している。
【００７２】
この図示する実施の形態の継手手段３６では、継手手段３６の一方の継手部材３７を、例えばゴム製のホース端部を接着接合する金属製の筒部材３９と、図１２に示したものと同様に、ストレート筒部５２とキー部材５３とを連設した外筒部材４０とによって、円周エジェクタ装置３８を構成したものとし、かつ、継手部材３７の外筒部材４０に雄ねじ部６６を形成している。
【００７３】
そして、他方の継手部材４１を、ホース端部を接着接合するフランジ６７付きの金属製筒部材６８と、この筒部材６８に対して回転自在で且つ上記のフランジ６７に係止して、一方の継手部材３７の雄ねじ部６６に螺着される筒状部材６９とから構成し、かつ、この継手部材４１の筒部材６８に、一方の継手部材３７のストレート筒部５２とキー部材５３とを嵌入するキー溝５４付きのストレート孔部５５を形成すると共に、更に、この筒部材６８に、上記の円周エジェクタ装置３８に高圧エアを供給するための高圧エアライン４５を接続している。
【００７４】
かゝる構成の継手手段３６では、ホース全体を回すことなく、基部側のホース１４ａに対する中継用ホース１４ｃの連結、並びに、中継用のホース１４ｃに対する先端側ホース１４ｂの連結が可能であり、しかも、ホース接合用の筒部材６８に高圧エアライン４５を一体化しているので、ホース連結の都度、高圧エアの供給ライン４５を接続する手間が不要となり、作業の更なる向上が達成される利点がある。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、脈動を伴わせないで骨材を連続的に圧送することで、モルタル等の強度に最も影響を及ぼすセメント分のバラツキを生じさせることなく、骨材とセメントミルクとを均一に混合した高品質の混合物を、従来に比べて更に高所に或いは水平距離で遠方に吹き付けることが可能で、しかも、筒体内での詰まりが効果的に解消される混合物の吹き付け工法が提供される。
因みに、機械式の不均一な撹拌に頼ることがないので、混合斑の少ない極めて高品質のモルタル１を容易に且つ瞬時に得ることができるのであり、かつ、従来必要とした３割ものリバウンドロスを大幅に低減させることも可能となり、砂８の使用量を大幅に削減することが可能となる。併せて、モルタルおよびコンクリートの２８日圧縮強度を測定したところ、従来工法の１５Ｎ／ｍｍ ² に比較して、平均３０Ｎ／ｍｍ ² 以上と大幅に向上できることが判明したのであり、これによって、例えば法枠による法面の保護工法においては、従来と同等強度の法枠を小型の法枠でも得ることができるなど、工事の大幅なコスト低減が達成される。
【００７６】
これに加えて、請求項２記載の発明によれば、骨材とセメントミルクとの配合比が容易に制御可能な混合物の吹き付け工法が提供され、請求項３記載の発明によれば、従来必要とした重量が大きな鉄筋を使用することなく、極めて圧縮強度および引っ張り強度が高くて、耐用年数の長いモルタルまたはコンクリートの構造物を構築できる混合物の吹き付け工法が提供される。
【００７７】
そして、請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３記載の工法に用いて好適な混合物の吹き付け装置が提供され、これに加えて、請求項５記載の発明によれば、骨材の連続圧送距離を延長することが容易に可能な吹き付け装置が提供される。
【００７８】
更に、請求項６記載の発明によれば、ホース接続の作業性を向上できる混合物の吹き付け装置が提供され、請求項７記載の発明によれば、接続作業の更なる向上を期し得る吹き付け装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】法枠の成形状況ならびに植生基材の吹き付けによる法面の緑化保護状況を示す形態図である。
【図２】モルタル吹き付け装置の構成図である。
【図３】骨材のエア式搬送装置を示す構成図である。
【図４】中継用ホースの斜視図である。
【図５】一方の継手部材に骨材の中継圧送用の円周エジェクタ装置を備えた継手手段の断面図である。
【図６】他方の継手部材に骨材の中継圧送用の円周エジェクタ装置を備えた別の実施の形態による継手手段の断面図である。
【図７】骨材の中継圧送用の円周エジェクタ装置における骨材の圧送能力をアップさせるようにした継手手段の断面図である。
【図８】混合用筒体の縦断側面図である。
【図９】図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）はセメントミルク拡散手段を備えない構成での筒体内へのセメントミルクの圧送説明図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）はセメントミルク拡散手段を備えた構成での筒体内へのセメントミルクの圧送説明図である。
【図１２】継手手段をストレート嵌合タイプに構成した別の実施の形態による中継用ホースの斜視図である。
【図１３】別の実施の形態による継手手段の断面図である。
【図１４】更に別の実施の形態による継手手段の分解断面図である。
【図１５】図１４に示した継手手段の組み立て断面図である。
【符号の説明】
１…混合物（モルタル）、８…骨材（砂）、１２…セメントミルク、１４…骨材圧送用ホース、１５…セメントミルク圧送用ホース、１６…可搬式混合装置、１８…混合物圧送用ホース、１９…混合物の吹き付けノズル、２２…ホッパー装置、２３…骨材取り出し口、２５，３８…円周エジェクタ装置、２６…スクリューコンベア、３６…継手手段、３７，４１…継手部材、４５…高圧エアの供給ライン、４６…混合用筒体、４６ａ…筒壁、６１，６７…フランジ、６２，６８…フランジ付き筒部材、６３，６６…雄ねじ部、６４，６９…シール押圧用の筒状部材、ｄ１，Ｄ…内径、Ｂ…負圧域。

Claims

骨材とセメントミルクとの混合物の吹き付け工法であって、ジェット気流を導入して負圧域を形成し且つ骨材を圧送する円周エジェクタ装置を、ホッパー装置の骨材取り出し口に接続し、前記負圧域に骨材を強制的に送り出すスクリューコンベアをホッパー装置に設ける一方、先端に混合物の吹き付けノズルを備えたホースと、円周エジェクタ装置に接続の骨材圧送用ホースとを、ノズル近傍に設置される可搬式混合装置の混合用筒体に同芯状に接続し、かつ、混合用筒体の内径を骨材圧送用ホースの内径の３倍までの大径にして、この筒体の骨材圧送用ホースの接続部近傍の筒壁にセメントミルクの圧送用ホースを接続すると共に、筒体内に圧送される骨材に対してセメントミルクを斜め後方から供給するように、セメントミルクの吐出方向を筒体軸線に対して傾斜させて、筒体内に別々に圧送された骨材とセメントミルクとを筒体内で混合し、その混合物をノズルから吐出することを特徴とする混合物の吹き付け工法。
可搬式混合装置へのセメントミルクの供給量を制御して、骨材とセメントミルクとの配合比を変更することを特徴とする請求項１に記載された混合物の吹き付け工法。
金属製、ガラス製、合成樹脂製の繊維の少なくとも一つを、骨材とセメントミルクの少なくとも一方に添加することを特徴とする請求項１または２に記載された混合物の吹き付け工法。
骨材とセメントミルクとの混合物の吹き付け装置であって、ジェット気流を導入して負圧域を形成し且つ骨材を圧送する円周エジェクタ装置を、ホッパー装置の骨材取り出し口に接続し、前記負圧域に骨材を強制的に送り出すスクリューコンベアをホッパー装置に設ける一方、先端に混合物の吹き付けノズルを備えたホースと、円周エジェクタ装置に接続の骨材圧送用ホースとを、ノズル近傍に設置される可搬式混合装置の混合用筒体に同芯状に接続し、かつ、混合用筒体の内径を骨材圧送用ホースの内径の３倍までの大径にして、この筒体の骨材圧送用ホースの接続部近傍の筒壁にセメントミルク圧送用のホースを接続すると共に、このホースによるセメントミルクの吐出方向を筒体軸線に対して傾斜させて、筒体内に圧送される骨材に対してセメントミルクを斜め後方から供給するように構成して成ることを特徴とする混合物の吹き付け装置。
骨材圧送用のホース途中に、継手手段を介して中継用のホースを接続可能に構成し、かつ、継手手段の一方の継手部材に、骨材を中継圧送するための円周エジェクタ装置を備えて成る請求項４に記載された混合物の吹き付け装置。
継手手段として、一方の継手部材に雄ねじ部を設け、他方の継手部材を、ホース接合用のフランジ付き筒部材と、この筒部材に対して回転自在で且つフランジに係止して、上記の雄ねじ部に螺着されるシール押圧用の筒状部材とから構成して成る請求項５に記載された混合物の吹き付け装置。
骨材を中継圧送するための円周エジェクタ装置に対する高圧エアの供給ラインを、シール押圧用の筒状部材に接続して成る請求項６に記載された混合物の吹き付け装置。