JP6402270B1 - Concrete spraying method - Google Patents
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Abstract
【課題】安定した品質と高い圧縮強度を備えた吹付コンクリート層を簡易かつ経済的に形成可能なコンクリート吹付工法を提供すること。
【解決手段】本発明のコンクリートの吹付工法は、セメント１１及び骨材１２に混練水１３を添加して混練し吹付材１０を生成する混練工程Ｓ１と、吹付材１０を吹付装置からノズル側へ圧送する圧送工程Ｓ２と、吹付装置のノズル内又は圧送ホース内において吹付材１０に添加水２０を加水する加水工程Ｓ３と、吹付材１０を施工面に吹き付ける吹付工程Ｓ４と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１A concrete spraying method capable of easily and economically forming a sprayed concrete layer having stable quality and high compressive strength.
A concrete spraying method according to the present invention includes a kneading step S1 for adding a kneading water 13 to a cement 11 and an aggregate 12 to produce a spraying material 10, and the spraying material 10 from the spraying device to the nozzle side. A pressure feeding step S2 for pressure feeding, a water adding step S3 for adding the added water 20 to the spraying material 10 in a nozzle or a pressure hose of the spraying device, and a spraying step S4 for spraying the spraying material 10 onto the construction surface. And
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、コンクリート吹付工法に関し、特に安定した品質と高い圧縮強度を備えた吹付コンクリート層を簡易かつ経済的に形成可能な、コンクリート吹付工法に関する。 The present invention relates to a concrete spraying method, and particularly to a concrete spraying method capable of forming a sprayed concrete layer having stable quality and high compressive strength easily and economically.
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用いられてきた。コンクリート吹付工法は、コンクリートを圧縮空気によって圧送し高圧で吹き付けるため、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跳ね返り（リバウンド）が生じやすく、また吹付コンクリート層の強度にばらつきが生じやすかった。
特に湿式吹付工法においては、粘性により圧送効率が低下することを防ぐため、水セメント比（Ｗ／Ｃ）を比較的低めの４０〜５０重量％程度の配合で混練りして圧送している。このため、水和反応不足によって残留セメントが発生したり、骨材の表面に付着したセメントペーストのセメント分が岩盤等に衝突した衝撃によって剥離することで強度低下が生じていた。
Concrete spraying methods have been widely used to suppress weathering on rock slopes and to prevent erosion. In the concrete spraying method, the concrete is pumped with compressed air and sprayed at high pressure, so the concrete collides with the rock mass, etc., and the material separates easily and rebounds easily, and the strength of the sprayed concrete layer varies. It was easy to occur.
In particular, in the wet spraying method, in order to prevent the pumping efficiency from being lowered due to viscosity, the water cement ratio (W / C) is kneaded with a relatively low blend of about 40 to 50% by weight and pumped. For this reason, residual cement is generated due to insufficient hydration reaction, or the strength of the cement paste that adheres to the surface of the aggregate is peeled off due to the impact of colliding with the rock mass.
特許文献１には、セメントに、ポリビニルアルコールとホウ素化合物を含有してなるリバウンド低減剤や急結剤を添加する技術が開示されている。
特許文献２には、２種類の水溶性低分子化合物に急結剤を混合したリバウンド低減剤が開示されている。
Patent Document 1 discloses a technique in which a rebound reducing agent or a quick setting agent containing polyvinyl alcohol and a boron compound is added to cement.
Patent Document 2 discloses a rebound reducing agent in which a quick setting agent is mixed with two types of water-soluble low-molecular compounds.
従来技術には以下の課題がある。
＜１＞圧送時の摩擦熱によってセメントペースト表面に水和反応に関与しない部分が生じ、これが剥離して残留セメントとなる。これによって、吹付コンクリート層の圧縮強度の低下を招く。
＜２＞高圧の吹付けによる衝撃で材料が分離することで、コンクリートの品質にばらつきが生じる。
＜３＞分離した骨材のリバウンドロスによって、材料コストが高くなる。また、リバウンド材の廃棄費用も高額となる。
＜４＞特許文献１の工法では、コンクリートの粘性が高くなるため作業性が著しく低下し、コンクリートの凝結が促進される。
＜５＞特許文献２の工法では、急結剤を混合するためコストが嵩み経済性に劣る。
＜６＞特許文献２の工法では、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困難であり、作業性に劣る。
The prior art has the following problems.
<1> The portion of the cement paste surface that does not participate in the hydration reaction is generated by frictional heat at the time of pressure feeding, and this part peels to become residual cement. This leads to a decrease in the compressive strength of the shotcrete layer.
<2> The quality of the concrete varies because the material is separated by the impact of high pressure spraying.
<3> The material cost increases due to the rebound loss of the separated aggregate. In addition, disposal costs for rebound materials are high.
<4> In the construction method of Patent Document 1, the viscosity of concrete is increased, so that workability is remarkably lowered and the setting of concrete is promoted.
<5> In the construction method of Patent Document 2, the rapid setting agent is mixed, so that the cost is increased and the economy is inferior.
<6> In the construction method of Patent Document 2, it is difficult to uniformly dissolve two types of water-soluble low-molecular compounds in the quick setting agent, and the workability is poor.
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決するコンクリート吹付工法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a concrete spraying method that solves these problems of the prior art.
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、セメント、骨材、混練水を混練して吹付材を生成する混練工程と、吹付材を圧送する圧送工程と、ノズル内又は圧送ホース内で吹付材に添加水を加水する加水工程と、吹付材を吹き付ける吹付工程と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、残留セメントの水和反応促進による圧縮強度向上効果、添加水の養生効果によるコンクリート品質向上効果、及び吹付けコンクリートの反発力低減によるリバウンドロス抑制効果を同時に発揮することができる。
The concrete spraying method of the present invention for solving the above problems includes a kneading step of kneading cement, aggregate, and kneaded water to generate a spraying material, a pumping step of pumping the spraying material, and a nozzle or It is characterized by comprising a hydration step of adding added water to the spraying material in the pumping hose and a spraying step of spraying the spraying material.
According to this configuration, the effect of improving the compressive strength by promoting the hydration reaction of the residual cement, the effect of improving the concrete quality by the effect of curing the added water, and the effect of suppressing the rebound loss by reducing the repulsive force of the shotcrete can be exhibited simultaneously. .
本発明のコンクリート吹付工法は、添加水の水量が混練水の水量の５〜１００重量％であってもよい。
この構成によれば、最良の添加水量において圧縮強度向上効果、コンクリート品質向上効果、及びリバウンドロス抑制効果を発揮することができる。
In the concrete spraying method of the present invention, the amount of added water may be 5 to 100% by weight of the amount of kneaded water.
According to this structure, the compressive strength improvement effect, the concrete quality improvement effect, and the rebound loss suppression effect can be exhibited in the best amount of added water.
本発明のコンクリート吹付工法は、添加水として急結剤水溶液、増粘剤水溶液、膨張剤水溶液を用いてもよい。
この構成によれば、天井部やオーバーハング部での吹き付けが容易となる。
In the concrete spraying method according to the present invention, an aqueous quick-setting agent solution, an aqueous thickener solution, and an aqueous swelling agent solution may be used as the added water.
According to this configuration, spraying at the ceiling or overhang is facilitated.
本発明のコンクリート吹付工法は、プラグ圧送方式であってもよい。
この構成によれば、圧送ホース内で大きな摩擦熱を生じることでセメントの水和反応を促進することができる。
The concrete spraying method of the present invention may be a plug pumping method.
According to this structure, the hydration reaction of a cement can be accelerated | stimulated by producing a big frictional heat within a pumping hose.
本発明のコンクリート吹付工法は、混練水と添加水に第一機能剤と第二機能剤からなる二液反応型増粘剤を添加し、第一機能剤と第二機能剤がアルキルアリルスルホン酸塩とアルキルアンモニウム塩を含んでいてもよい。
この構成によれば、圧送時には粘性が低く施工性に影響を与えることなく吹付け時に高い粘性を発揮してリバウンドロスを抑制することができる。
In the concrete spraying method of the present invention, a two-component reactive thickener comprising a first functional agent and a second functional agent is added to kneaded water and added water, and the first functional agent and the second functional agent are alkylallyl sulfonic acids. Salts and alkylammonium salts may be included.
According to this configuration, the rebound loss can be suppressed by exerting a high viscosity at the time of spraying without affecting the workability because the viscosity is low at the time of pumping.
本発明のコンクリート吹付工法は、混練水と添加水に対する第一機能剤と第二機能剤の配合が、それぞれ０．５〜２．０質量％であってもよい。
この構成によれば、少量の二液反応型増粘剤の添加によって経済的に増粘性を発揮することができる。
In the concrete spraying method of the present invention, the blending of the first functional agent and the second functional agent with respect to the kneaded water and the added water may be 0.5 to 2.0% by mass, respectively.
According to this structure, thickening can be economically demonstrated by addition of a small amount of a two-component reactive thickener.
本発明のコンクリート吹付工法は、吹付材に短繊維材を混合してもよい。
この構成によれば、腐食の可能性のある金網を用いずに高い曲げタフネスを発揮することができる。
In the concrete spraying method of the present invention, a short fiber material may be mixed with the spraying material.
According to this configuration, high bending toughness can be exhibited without using a wire mesh that may be corroded.
本発明のコンクリート吹付工法は、混和水又は添加水として膨張剤水溶液、凝集剤水溶液、又は界面活性剤水溶液を用いてもよい。
この構成によれば、吹付コンクリート層内に大きな連続空隙を形成して排水性能を高めることができる。
In the concrete spraying method of the present invention, an expanding agent aqueous solution, an aggregating agent aqueous solution, or a surfactant aqueous solution may be used as admixed water or additive water.
According to this structure, a large continuous space | gap can be formed in a shotcrete layer and drainage performance can be improved.
本発明のコンクリート吹付工法は、添加水にポリマーディスパージョン溶液を添加してもよい。
この構成によれば、高い接着強度と曲げタフネスを発揮可能なポリマーセメントモルタルを吹付工法によって容易に施工することができる。
In the concrete spraying method of the present invention, a polymer dispersion solution may be added to the added water.
According to this structure, the polymer cement mortar which can exhibit high adhesive strength and bending toughness can be easily constructed by the spraying method.
本発明のコンクリート吹付工法は、セメントと骨材を混練する混練工程と、セメントと骨材を圧送する圧送工程と、圧送ホース内で混練水を添加して吹付材を生成する一次加水工程と、ノズルで吹付材に添加水を加水する二次加水工程と、吹付材を吹き付ける吹付工程と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、吹付材の圧送距離を伸ばしつつ粉塵の発生を防ぐことができる。
The concrete spraying method of the present invention includes a kneading step for kneading cement and aggregate, a pressure feeding step for pumping cement and aggregate, a primary hydration step for adding a kneading water in a pressure feeding hose to generate a spraying material, A secondary hydration step of adding water to the spray material with a nozzle and a spraying step of spraying the spray material are provided.
According to this structure, generation | occurrence | production of dust can be prevented, extending the pumping distance of a spraying material.
本発明のコンクリート吹付工法は、以上の構成を有するため、次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞混練水と別にノズル内で添加水を大量に加水混合することによって、残存セメントの水和反応を促進し、高い圧縮強度の吹付コンクリート構造物を造成することができる。
＜２＞大量の添加水による養生効果によって、高品質な吹付コンクリート構造物を造成することができる。
＜３＞大量の添加水の水圧によって吹付材の反発力を低減することで、リバウンドロスを減少させることができる。これによって材料コストとリバウンドの処理費用を大幅に節減することができる。
＜４＞加水工程における添加水に急結剤、増粘剤、膨張剤の内少なくとも一種類を添加して水溶液とし、これをノズル部で加水することによって、天井部やオーバーハング部あるいは湧水、流水箇所でのコンクリート吹き付け作業が容易になる。
＜５＞二液反応型増粘剤をノズルで会合することによって、施工性を損なうことなく高い粘性を発揮してリバウンドを低減できるとともに、安定した強度特性を備えた吹付コンクリート構造物を造成することができる。
＜６＞二液反応型増粘剤を添加することによって、材料不分離性を高め、湧水箇所や流水のある個所でも施工することができる。
＜７＞吹付材に短繊維材を混和することによって、金網を用いずに高い曲げタフネスを発揮することができる。
＜８＞膨張剤、凝集剤、界面活性剤等の混和剤を添加することによって、大きな連続空隙を備えるポーラスコンクリートを吹付工法によって造成することができる。
＜９＞ポリマーディスパージョン溶液を添加することによって、高い曲げタフネスを発揮可能なポリマーセメントモルタルを吹付工法によって造成することができる。
＜１０＞乾式工法に適用することによって、長距離圧送性を損なうことなく粉塵の発生を抑制し、施工面への付着性や安定した圧縮強度等を発揮することができる。
Since the concrete spraying method of the present invention has the above configuration, it has at least one of the following effects.
<1> By adding a large amount of added water in the nozzle separately from the kneaded water, the hydration reaction of the residual cement can be promoted, and a shotcrete structure with high compressive strength can be created.
<2> A high-quality shotcrete structure can be created by the curing effect of a large amount of added water.
<3> Rebound loss can be reduced by reducing the repulsive force of the spray material by the water pressure of a large amount of added water. This can greatly reduce material costs and rebound processing costs.
<4> Add at least one of a setting agent, a thickener, and an expanding agent to the added water in the hydration step to obtain an aqueous solution, and then add water at the nozzle portion to add ceiling, overhang, or spring water. The concrete spraying work at the flowing water point becomes easy.
<5> By associating the two-component reactive thickener with a nozzle, it is possible to reduce the rebound without losing the workability and reduce the rebound, and to create a shotcrete structure with stable strength characteristics. be able to.
By adding a <6> two-component reaction type thickener, material non-separability can be improved and construction can also be performed at a location with spring water or flowing water.
By blending a short fiber material into the <7> spray material, high bending toughness can be exhibited without using a wire mesh.
<8> By adding admixtures such as a swelling agent, a flocculant, and a surfactant, porous concrete having large continuous voids can be formed by a spraying method.
By adding the <9> polymer dispersion solution, a polymer cement mortar capable of exhibiting high bending toughness can be formed by a spraying method.
By applying it to the <10> dry method, it is possible to suppress the generation of dust without impairing the long-distance pumpability, and exhibit adhesiveness to the construction surface, stable compressive strength, and the like.
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。 Hereinafter, the concrete spraying method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this specification and the like, “concrete” is used to include mortar.
[コンクリート吹付工法]
＜１＞全体の構成（図１、２）。
本発明のコンクリート吹付工法は、安定した品質と高い圧縮強度を備えた吹付コンクリート層を簡易かつ経済的に形成可能な工法である。
本発明のコンクリート吹付工法は、吹付材１０を生成する混練工程Ｓ１と、吹付材１０を圧送する圧送工程Ｓ２と、吹付材１０に添加水２０を加水する加水工程Ｓ３と、吹付材１０を施工面Ｇに吹き付ける吹付工程Ｓ４と、を少なくとも備える。
本発明のコンクリート吹付工法は、圧送装置のノズル付近で吹付材１０に多量の添加水２０を加水する点に特徴を有する。
[Concrete spraying method]
<1> Overall configuration (FIGS. 1 and 2).
The concrete spraying method of the present invention is a method capable of easily and economically forming a sprayed concrete layer having stable quality and high compressive strength.
The concrete spraying method of the present invention includes a kneading step S1 for generating the spraying
The concrete spraying method of the present invention is characterized in that a large amount of added water 20 is added to the spraying
＜２＞混練工程。
混練工程Ｓ１は、セメント１１及び骨材１２に混練水１３を添加して混練し吹付材１０を生成する工程である。
本例では、セメント１１として普通ポルトランドセメント、骨材１２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１２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１１、骨材１２、及び混練水１３を混合撹拌することで、吹付材１０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。
<2> A kneading step.
The kneading step S1 is a step of adding the kneading water 13 to the cement 11 and the aggregate 12 and kneading to generate the
In this example, ordinary Portland cement is used as the cement 11 and fine aggregate (sand washed) is used as the aggregate 12. However, the present invention is not limited to this, and an appropriate material can be adopted.
Aggregate 12 is put into a hopper, conveyed to a measuring mixer by a belt conveyor, and cement 11, aggregate 12, and kneaded water 13 are mixed and stirred in the mixer to obtain
The procedure for blending and kneading is well known and will not be described in detail here.
＜３＞圧送工程。
圧送工程Ｓ２は、吹付材１０を吹付装置からノズル側へ圧送する工程である。
吹付材１０を、二次ベルトコンベアによってミキサーから吹付装置のタンク内に搬送する。
続いて圧縮空気によって、タンク内の吹付材１０を、デリバリーホースを介してノズル側に圧送する。
本例では、吹付材１０の圧送はプラグ圧送方式による。プラグ圧送方式とは、圧送ホース内に吹付材１０と圧送エアを交互に送り出し、吹付材１０を圧送エアの圧力で塊状に押し出して運ぶ方式である。
プラグ圧送では、骨材１２の表面にセメントペースト層が付着形成された状態で塊状に圧送されるため、圧送ホース内で大きな摩擦熱を生じることでセメント１１の水和反応が促進される。
<3> Pressure feeding process.
The pumping step S2 is a step of pumping the
The
Subsequently, the
In this example, the spraying
In the plug pumping, since the cement paste layer is adhered and formed on the surface of the aggregate 12, the plug 11 is pumped in a lump shape, so that a large frictional heat is generated in the pumping hose to promote the hydration reaction of the cement 11.
＜４＞加水工程。
加水工程Ｓ３は、吹付材１０に添加水２０を加水する工程である。
添加水２０の配合は、混練水１３の水量に対して５〜１００重量％、望ましくは１０〜６０重量％である。
添加水２０を収容した水槽はホースで吹付装置のノズルと接続する。
吹付材１０の圧送と同時に水槽からノズル内に添加水２０を加水する。すると、エア圧力によりノズル内で添加水２０が噴霧状になり、圧送した吹付材１０に均一に加水される。
また、添加水２０の水圧によって、ノズル内で吹付材１０の圧力が低下し、これによって施工面Ｇにおける吹付材１０の反発力が低減されることで、リバウンドを減少させることができる。
なお、添加水２０の加水はノズル内に限られず、添加水２０の水槽を圧送ホースに接続し、圧送ホース内で添加水２０を加水してもよい。
<4> Water addition step.
The hydration step S3 is a step of hydrating the added water 20 to the
The amount of the additive water 20 is 5 to 100% by weight, desirably 10 to 60% by weight, based on the amount of the kneaded water 13.
The water tank containing the added water 20 is connected to the nozzle of the spraying device with a hose.
Simultaneously with the spraying of the
Moreover, the pressure of the spraying
The addition of the added water 20 is not limited to the inside of the nozzle, and the water tank of the added water 20 may be connected to the pumping hose and the added water 20 may be added in the pumping hose.
＜５＞吹付工程。
吹付工程Ｓ４は、吹付材１０と添加水２０を施工面Ｇに吹き付けて吹付コンクリート層Ａを形成する工程である。施工面Ｇは予め清掃を行い、根株や浮石、土砂を除去しておく。
吹付装置のノズル先端から、噴霧状の添加水２０を潜らせた吹付材１０を施工面Ｇへ噴射し、施工面Ｇに吹付材１０を所望の厚さまで吹き付ける。
吹付材１０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Ａが形成される。
この際、添加水２０は遊離水となって毛細管現象によって蒸散し、吹付材１０の水セメント比に影響を与えない。
これは、圧送の過程において、吹付材１０が圧送ホース内で摩擦熱を生じ、また、吹付材１０がノズル内で圧縮されてヒートポンプ現象を経ることで、混練水１３によるセメント１１の水和反応が急速に促進され、添加水２０の加水時には水和反応の大半が完了しているからである。
そして、圧送の際に混練水１３と反応しなかった残留セメントがノズル内において噴霧状の大量の添加水２０と会合することにより、コンクリートの水和反応が漏れなく行われ、密実で高い圧縮強度を備えた吹付コンクリート層Ａが形成される。
また、施工面Ｇ上の吹付材１０の表面に添加水２０が残留して蒸散することで、養生効果を発揮し、吹付コンクリート層Ａの品質を向上させることができる。
なお、実際には圧送工程Ｓ２、加水工程Ｓ３、及び吹付工程Ｓ４は吹付装置の操作に伴って、同時並行して行われる。
<5> Spraying process.
The spraying step S4 is a step of spraying the
From the nozzle tip of the spraying device, the
The sprayed concrete layer A is formed when the sprayed
At this time, the added water 20 becomes free water and evaporates by capillary action, and does not affect the water-cement ratio of the
This is because, in the process of pumping, the spraying
The residual cement that has not reacted with the kneaded water 13 during the pumping is associated with a large amount of the sprayed added water 20 in the nozzle, so that the hydration reaction of the concrete is performed without leakage, and the solid and highly compressed A shotcrete layer A having strength is formed.
Moreover, since the additional water 20 remains on the surface of the
Actually, the pumping step S2, the hydration step S3, and the spraying step S4 are performed simultaneously in parallel with the operation of the spraying device.
＜６＞本願発明の特徴。
従来のコンクリート吹付工法に係る技術常識では、セメント及び骨材との混練水に添加水を混入すると、配合計算に基づく水セメント比を不適当に増加させ、コンクリートの圧縮強度を低下させると考えられていた。また、斜面の吹付は、勾配６０°から９０°という急勾配の岩盤に吹付けるため、ダレや剥落を防ぐため、可能な限りコンクリートの水セメント比を小さくしていた。
このため、本願の加水工程Ｓ３のように吹付材１０に大量の添加水２０を加水する発想はコンクリート工学上考えられなかった。
本願の発明者は、従来技術の課題に対し試行錯誤を重ねた結果、（１）圧送ホース内における摩擦熱およびノズル内におけるヒートポンプ現象によって、吹付材の水和反応が急速に促進されるため、ノズル内で添加水を加水しても吹付材の水セメント比に影響を与えないこと、（２）混練水がゲル水となってセメントの水和反応を促進する一方、添加水は遊離水となって毛細管現象によって蒸散するため、コンクリートの圧縮強度を低下させないこと、（３）ノズル内で添加水を加水することによって残留セメントの水和反応を促進し、コンクリートの圧縮強度を向上させること、を見出し、これに基づいて本願発明に想到したものである。
<6> Features of the present invention.
According to the common general knowledge related to the conventional concrete spraying method, mixing additive water into the kneading water with cement and aggregates may increase the water-cement ratio based on the blending calculation inappropriately and decrease the compressive strength of the concrete. It was. Moreover, since the spraying of the slope is sprayed on a rock having a steep slope of 60 ° to 90 °, the water-cement ratio of the concrete was made as small as possible in order to prevent sagging and peeling.
For this reason, the idea of adding a large amount of added water 20 to the
As a result of repeated trial and error with respect to the problems of the prior art, the inventors of the present application (1) because the hydration reaction of the spray material is rapidly accelerated by the frictional heat in the pressure feeding hose and the heat pump phenomenon in the nozzle, Even if the added water is hydrated in the nozzle, the water cement ratio of the spray material is not affected. (2) The kneaded water becomes gel water to promote the hydration reaction of the cement, while the added water is free water and Since it becomes transpiration by capillary action, it does not decrease the compressive strength of concrete, (3) promotes the hydration reaction of residual cement by adding water in the nozzle and improves the compressive strength of concrete, And the present invention has been conceived based on this.
[普通コンクリート]
＜１＞コンクリート配合。
表１の配合で金網モールドにコンクリートを吹き付けて試供体を作成し、圧縮強度を観測した。
Ａは本発明の吹付コンクリート工法に係る多量の添加水２０を含んだ配合、Ｂは添加水２０を含まない通常配合である。
圧縮強度の試験結果を表２に示す。
[Ordinary concrete]
<1> Concrete mixing.
Samples were prepared by spraying concrete onto a wire netting mold with the composition shown in Table 1, and the compressive strength was observed.
A is a composition containing a large amount of added water 20 according to the shotcrete method of the present invention, and B is a normal composition not containing the added water 20.
Table 2 shows the compressive strength test results.
＜２＞試験結果。
本発明の吹付コンクリート工法による試供体Ａ群（Ａ１、Ａ２、Ａ３）は、従来工法による試供体Ｂ群（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）と比較して高い圧縮強度を発揮した。
この試験結果によって、混練水１３と別にノズル付近で多量の添加水２０を加水しても吹付材１０の水セメント比に影響を与えないどころか、添加水２０によって吹付材１０内の残留セメントの水和反応が促進されることで、コンクリートの圧縮強度を高め、より安定した強度を発現することが確認された。
<2> Test results.
The specimen A group (A 1 , A 2 , A 3 ) by the shotcrete method according to the present invention exhibited higher compressive strength than the specimen B group (B 1 , B 2 , B 3 ) by the conventional construction method. .
As a result of this test, even if a large amount of added water 20 is added near the nozzle separately from the kneaded water 13, the water cement ratio of the
[混和剤を混和する例（１）]
本例では、添加水２０に混和剤５０を混和する。
混和剤５０は、急結剤、増粘剤、又は膨張剤の少なくとも一種類を含む。より詳細には、実施例１の加水工程Ｓ３で用いる添加水２０に、急結剤、増粘剤、又は膨張剤のいずれか一種類又は数種類を添加して水溶液とし、これをノズル部で吹付材１０に会合させて吹き付ける。
本例では、実施例１の効果に加えて以下の効果がある。
＜１＞トンネル天井部やオーバーハング部においても増粘剤と急結剤の効果によって付着力を高め、剥離、剥落を防ぎ安定した吹き付けが可能となる。
＜２＞膨張剤の添加によりクラックの発生が抑制できる。
＜３＞湧水箇所や流水のある箇所でも増粘剤と急結剤の相互作用によって安定した吹き付け作業ができる。
[Example of mixing admixture (1)]
In this example, the admixture 50 is mixed with the added water 20.
The admixture 50 includes at least one kind of quick setting agent, thickener, or swelling agent. More specifically, any one or several of a setting agent, a thickening agent, and a swelling agent are added to the addition water 20 used in the hydration step S3 of Example 1 to form an aqueous solution, which is sprayed at the nozzle portion. The
This example has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
<1> Even in the tunnel ceiling and overhang, the adhesive force is enhanced by the effects of the thickener and the quick setting agent, and peeling and peeling are prevented and stable spraying is possible.
<2> Generation of cracks can be suppressed by adding an expansion agent.
<3> A stable spraying operation can be performed by the interaction between the thickener and the quick-setting agent even at locations where there is spring water or water.
[乾式工法の例]
引き続き、乾式工法に係る他の実施例について説明する（図３）。
本例と実施例１との相違点は、混練工程Ｓ１において混練水１３を混和せず、圧送ホース内で混練水１３を混和して吹付材１０を生成する点である。
本例では、混練水１３を収容する第一水槽を、吹付装置のデリバリーホースに接続する。
混練工程Ｓ１にて、セメント１１と骨材１２を混錬して混練材料を生成する。
圧送工程Ｓ２にて、混練材料をノズル方向に圧送する。
一次加水工程Ｓ３１にて、デリバリーホース内で混練材料に混練水１３を混合して吹付材１０を生成し、ノズルへ送る。
二次加水工程Ｓ３２にて、ノズル内で吹付材１０に添加水２０を加水する。
吹付工程Ｓ４にて、添加水２０を経た吹付材１０をノズルの先端から施工面Ｇに吹き付ける。
本例では、実施例１の効果に加えて以下の効果がある。
＜１＞セメント１１と骨材１２の混練材料を粉状で圧送するため、デリバリーホースによる圧送距離を大幅に伸ばすことができる。このため、設備を移動することなく広い範囲にわたって施工できるので、施工効率が著しく高まる。
＜２＞ノズル内で大量の添加水２０を加水することで、乾式工法の短所である多量の粉塵の発生を防ぎ、施工の安全性と作業効率を高めることができる。
[Example of dry method]
Next, another embodiment relating to the dry method will be described (FIG. 3).
The difference between this example and Example 1 is that the kneading water 13 is not mixed in the kneading step S1, and the spraying
In this example, the 1st water tank which accommodates the kneading water 13 is connected to the delivery hose of a spraying apparatus.
In the kneading step S1, the cement 11 and the aggregate 12 are kneaded to produce a kneaded material.
In the pumping step S2, the kneaded material is pumped in the nozzle direction.
In the primary hydration step S31, the kneaded water 13 is mixed with the kneaded material in the delivery hose to generate the
In the secondary hydration step S32, the additive water 20 is hydrated to the
In the spraying step S4, the
This example has the following effects in addition to the effects of the first embodiment.
<1> Since the kneaded material of the cement 11 and the aggregate 12 is pumped in powder form, the pumping distance by the delivery hose can be greatly extended. For this reason, since it can construct over a wide range, without moving an installation, construction efficiency increases remarkably.
<2> By adding a large amount of added water 20 in the nozzle, it is possible to prevent the generation of a large amount of dust, which is a disadvantage of the dry construction method, and to improve the safety and work efficiency of construction.
[二液反応型増粘剤を用いる例]
本例では第一機能剤３１及び前記第二機能剤３２の組み合わせからなる二液反応型増粘剤３０を用いる。
＜１＞第一機能剤及び第二機能剤。
第一機能剤３１としてアルキルアリルスルホン酸塩系の増粘剤を採用し、第二機能剤３２としてアルキルアンモニウム塩系の増粘剤を採用する。
アルキルアリルスルホン酸塩系増粘剤及びアルキルアンモニウム塩系増粘剤は、花王株式会社の「ビスコトップ（登録商標）」における、商品名「ビスコトップ１００Ａ」及び「ビスコトップ１００Ｂ」として入手可能である。
ビスコトップ１００Ａ及びビスコトップ１００Ｂの性状は表３の通りである。
[Example using two-component reactive thickener]
In this example, a two-component reactive thickener 30 comprising a combination of the first functional agent 31 and the second functional agent 32 is used.
<1> First functional agent and second functional agent.
As the first functional agent 31, an alkyl allyl sulfonate thickener is employed, and as the second functional agent 32, an alkyl ammonium salt thickener is employed.
Alkyl allyl sulfonate-based thickeners and alkylammonium salt-based thickeners are available under the trade names “Bisco Top 100A” and “Bisco Top 100B” in “Visco Top (registered trademark)” of Kao Corporation. is there.
Table 3 shows the properties of Visco Top 100A and Visco Top 100B.
＜２＞施工方法。
本例では、加水工程Ｓ３に先立ち、混練水１３に対し０．５〜２．０質量％の第一機能剤３１を添加し、添加水２０に対し０．５〜２．０質量％の第二機能剤３２を添加する。
その他の工程は実施例１と同様である。
加水工程Ｓ３において吹付材１０に添加水２０が加水されると、吹付材１０内のアルキルアリルスルホン酸塩（第一機能剤３１）と、添加水２０内のアルキルアンモニウム塩（第二機能剤３２）が静電気的に会合し、チューブ状のミセル（疑似ポリマー）と呼ばれる高次構造体を形成する。このミセルが、粒子を吸着することなく包み込むことで吹付材１０の粘性を著しく高める。
本例では、二液反応型増粘剤３０を混練水１３及び添加水２０に添加して吹付ける事により、吹付材１０が高い粘性を有する粘土状の弾性体となり、吹付の圧力による反発力を吸収して安定して施工面Ｇに付着し、吹付によるリバウンドロスを大幅に減量することができる。
また、二液反応型増粘剤３０を別経路で圧送し、ノズル内で会合させる構成であるため、吹付材１０が圧送時に粘性を有さず、スムーズに圧送できるので作業効率が非常に高い。
<2> Construction method.
In this example, prior to the hydration step S3, 0.5 to 2.0 mass% of the first functional agent 31 is added to the kneaded water 13, and 0.5 to 2.0 mass% of the first functional agent 31 is added to the added water 20. Add bifunctional agent 32.
Other steps are the same as those in the first embodiment.
When the addition water 20 is added to the
In this example, by adding the two-component reactive thickener 30 to the kneaded water 13 and the added water 20 and spraying, the
In addition, since the two-component reaction type thickener 30 is pumped by another path and is associated in the nozzle, the spraying
＜３＞コンクリート配合。
表４の配合で金網モールドにコンクリートを吹き付けて試供体Ｃを作成し、圧縮強度を観測した。
圧縮強度の試験結果を表５に示す。
<3> Concrete mixing.
Sample C was prepared by spraying concrete onto a wire netting mold with the composition shown in Table 4, and the compressive strength was observed.
Table 5 shows the compressive strength test results.
＜４＞試験結果。
試供体Ｃ群（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）はいずれも高い圧縮強度を発揮し、二液反応型増粘剤３０を添加によっても、添加水２０の加水による安定した圧縮強度の発現が阻害されないことが確認された。
<4> Test results.
Specimen group C (C 1 , C 2 , C 3 ) all exhibit high compressive strength, and even when the two-component reactive thickener 30 is added, stable compressive strength is manifested by the addition of added water 20. It was confirmed that it was not inhibited.
[ポーラスコンクリートの施工例]
＜１＞コンクリート配合。
本例では、透水性を備えたポーラスコンクリートを造成することを目的として、骨材１２を粗骨材とし二液反応型増粘剤３０及び膨張剤を加えた表６の配合で金網モールドにコンクリートを吹き付けて試供体を作成し、圧縮強度と空隙率を観測した。
圧縮強度と空隙率の試験結果を表７に示す。
[Example of porous concrete construction]
<1> Concrete mixing.
In this example, for the purpose of creating porous concrete having water permeability, concrete is applied to the wire netting mold with the composition of Table 6 in which the aggregate 12 is a coarse aggregate and the two-component reactive thickener 30 and the expansion agent are added. Specimens were made by spraying and the compressive strength and porosity were observed.
Table 7 shows the test results of compressive strength and porosity.
＜２＞試験結果。
本例では、アルミニウム粉体を主成分とする膨張剤と粗骨材の組み合わせによって、高い空隙率を備えたポーラスコンクリートを吹付工法によって容易に造成可能なことが確認できた。
本例のポーラスコンクリートは、透水性が高く、湧水、浸透水、または水位変動によって残った間隙水圧による浸出水などを速やかに外部へ排出できる。このため、コンクリートの凍上・凍結やクラックの発生を防ぐことができる。
<2> Test results.
In this example, it was confirmed that porous concrete having a high porosity can be easily formed by a spraying method by combining the expansion agent mainly composed of aluminum powder and coarse aggregate.
The porous concrete of this example has high water permeability, and can quickly discharge spring water, seepage water, or leachate due to pore water pressure remaining due to fluctuations in water level. For this reason, it is possible to prevent the freezing and freezing of concrete and the occurrence of cracks.
[短繊維材を混合する例]
本例では、混練工程Ｓ１において、吹付材１０に短繊維材４０を混合する。
短繊維材４０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０．１〜１．０％、望ましくは０．２〜０．５％程度を混和する。
短繊維材４０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、短繊維材４０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、高い曲げタフネス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。
[Example of mixing short fiber materials]
In this example, the short fiber material 40 is mixed with the
The short fiber material 40 employs organic or inorganic short fibers having a length of about 10 mm to 30 mm, and a volume ratio of 0.1 to 1.0%, preferably about 0.2 to 0.5% is mixed.
As the short fiber material 40, a chemical fiber such as vinylon, polypropylene, polyacryl, or polyamide can be used for an organic type, and a carbon fiber, a basalt fiber, or the like can be used for an inorganic type.
In this example, by increasing the toughness of the concrete by blending the short fiber material 40, it is possible to exhibit high bending toughness without using a reinforcing member of a wire mesh.
In addition, since there is no rust due to corrosion of the wire mesh, stable performance can be ensured over a long period of time.
[混和剤を混和する例（２）]
本例では、混練工程Ｓ１において、吹付材１０に混和剤５０を混和する。
混和剤５０は、膨張剤、凝集剤、又は界面活性剤を含む。
本例では、吹付材１０が凝集して内部に大きな連続空隙を形成することで、吹付工法によって高い空隙率のポーラスコンクリートを造成することができる。
なお、混和剤５０は、混練工程Ｓ１に限らず、加水工程Ｓ３において添加してもよい。
[Example of mixing admixture (2)]
In this example, the admixture 50 is mixed with the
The admixture 50 includes a swelling agent, a flocculant, or a surfactant.
In this example, the spraying
The admixture 50 may be added not only in the kneading step S1, but also in the hydration step S3.
[ポリマーディスパージョン溶液を添加する例]
本例では、加水工程Ｓ３における添加水２０としてポリマーディスパージョン溶液６０を添加する。
ポリマーディスパージョンには、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス、ポリアクリル酸エステル（ＰＡＥ）又はエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）等があるが、本例ではスチレンブタジエンゴムラテックス溶液を採用した。
ポリマーディスパージョン溶液６０は、セメント１１と骨材１２の結合力を増加させ、コンクリート物性を向上させる機能を備える。
ポリマーディスパージョン溶液６０は粘性が高いため、従来はピストンポンプ方式やチューブポンプ方式でなければポリマーセメントモルタルを造成できず、また、施工が難しいため厚吹きすることができなかった。
これに対し本例では、ポリマーディスパージョン溶液６０をノズルで添加する事で、ポリマーセメントモルタルを吹付工法によって容易に施工することができる。また、５ｃｍ程度の厚吹きをすることも可能となる。
ポリマーセメントモルタルは、高い曲げタフネスを発揮可能であるため、本例では吹付工法によって、容易にコンクリート構造物の補強や長寿命化を図ることができる。
[Example of adding a polymer dispersion solution]
In this example, the polymer dispersion solution 60 is added as the added water 20 in the hydration step S3.
Examples of the polymer dispersion include styrene butadiene rubber (SBR) latex, polyacrylate ester (PAE), ethylene vinyl acetate (EVA), and the like. In this example, a styrene butadiene rubber latex solution was employed.
The polymer dispersion solution 60 has a function of increasing the bonding force between the cement 11 and the aggregate 12 and improving the physical properties of the concrete.
Since the polymer dispersion solution 60 has a high viscosity, conventionally, a polymer cement mortar cannot be formed unless it is a piston pump system or a tube pump system, and it has been difficult to perform a thick spray because the construction is difficult.
In contrast, in this example, the polymer dispersion mortar 60 can be easily applied by a spraying method by adding the polymer dispersion solution 60 with a nozzle. It is also possible to blow thickly about 5 cm.
Since the polymer cement mortar can exhibit high bending toughness, in this example, the concrete structure can be easily reinforced and the life can be increased by the spraying method.
１０ 吹付材
１１ セメント
１２ 骨材
１３ 混練水
２０ 添加水
３０ 二液反応型増粘剤
３１ 第一機能剤
３２ 第二機能剤
４０ 短繊維材
５０ 混和剤
６０ ポリマーディスパージョン溶液
Ａ 吹付コンクリート層
Ｇ 施工面
Ｓ１ 混練工程
Ｓ２ 圧送工程
Ｓ３ 加水工程
Ｓ４ 吹付工程
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記吹付材を吹付装置からノズル側へ圧送する、圧送工程と、
吹付装置のノズル内において前記吹付材に添加水を加水する、加水工程と、
前記吹付材を施工面に吹き付ける、吹付工程と、を備え、
前記添加水は水のみからなることを特徴とする、
コンクリート吹付工法。 A kneading step of adding a kneading water to the cement and aggregate to knead to produce a spray material; and
Pumping the spraying material from the spraying device to the nozzle side; and
Hydro added water Oite the spraying material in the nozzle of the spray device, a hydrolysis step,
Spraying the spray material on the construction surface, and a spraying step,
The added water is characterized Rukoto such only water,
Concrete spraying method.
前記セメント及び前記骨材を吹付装置からノズル側へ圧送する、圧送工程と、
吹付装置の圧送ホース内において前記セメント及び前記骨材に混練水を添加して吹付材を生成する、一次加水工程と、
吹付装置のノズル内において前記吹付材に添加水を加水する、二次加水工程と、
前記吹付材を施工面に吹き付ける、吹付工程と、を備え、
前記添加水は水のみからなることを特徴とする、
コンクリート吹付工法。 A kneading step of kneading cement and aggregate;
Pumping the cement and the aggregate from the spraying device to the nozzle side; and
A primary hydration step of generating a spray material by adding kneaded water to the cement and the aggregate in a pressure hose of a spray device;
A secondary hydration step of adding water to the spray material in the nozzle of the spray device;
Spraying the spray material on the construction surface, and a spraying step,
The added water is characterized Rukoto such only water,
Concrete spraying method.
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