JP6844951B2 - Cement-based mixture spraying method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、骨材とセメントミルクを吹付けノズルよりも上流側に配置した混合手段まで別々に圧送し、混合手段で形成されたモルタルやコンクリート等のセメント系混合物を吹付けノズルから施工対象に吹き付ける作業に用いて好適なセメント系混合物の吹付け工法に関する。
尚、本明細書では、少なくとも水とセメントと骨材（細骨材、粗骨材の別を問わない）を含むものを「セメント系混合物」と定義し、少なくとも水とセメントとを含むものを「セメント流動物」と定義し、水とセメント及び必要に応じてセメント混和剤からなるものを「セメントミルク」と定義してこれらの用語を使用する。つまり、「セメント流動物」は「セメント系混合物」及び「セメントミルク」の両方を包含する。
In the present invention, for example, aggregate and cement milk are separately pumped to a mixing means arranged upstream of the spray nozzle, and a cement-based mixture such as mortar or concrete formed by the mixing means is applied from the spray nozzle. The present invention relates to a method of spraying a cement-based mixture suitable for spraying on an object.
In this specification, those containing at least water, cement and aggregate (whether fine aggregate or coarse aggregate) are defined as "cement-based mixture", and those containing at least water and cement are defined as "cement-based mixture". These terms are used by defining "cement fluid" and defining water and cement and optionally cement admixture as "cement milk". That is, "cement fluid" includes both "cement-based mixture" and "cement milk".
本出願人は、骨材とセメントミルクを別々に圧送するセメント系混合物（モルタルやコンクリート）の吹付け工法を開発し、この工法に関する様々な技術を既に提案している（例えば特許文献１，２参照）。この工法は、水とセメントと骨材を混練した上でその粘度の高い混練物を圧送する一般的な吹付け工法に比べ、管路抵抗が低く抑えられ、長距離・高揚程圧送が可能になる利点を有する。 The applicant has developed a method for spraying a cement-based mixture (mortar or concrete) in which aggregate and cement milk are separately pumped, and has already proposed various techniques related to this method (for example, Patent Documents 1 and 2). reference). Compared to the general spraying method, in which water, cement, and aggregate are kneaded and then the highly viscous kneaded material is pumped, the pipe resistance is suppressed to a low level, enabling long-distance, high-lift pumping. Has the advantage of
ところで、上記吹付け工法の実施中に何らかのトラブルが発生し、セメントミルクの圧送を停止すると、チキソトロピー現象により、セメントミルクの流れる配管が閉塞してしまうという問題がある。 By the way, if some trouble occurs during the implementation of the spraying method and the pumping of cement milk is stopped, there is a problem that the pipe through which the cement milk flows is blocked due to the thixotropy phenomenon.
そこで、上記閉塞を回避するために、セメントミルクの圧送停止時にセメントミルクを配管内に滞留させないようにすることが考えられる。その方法としては、例えばセメントミルクの流れる配管に、別途デリバリーホースを接続しておき、圧送停止時にはこのデリバリーホースを通じてセメントミルクを供給源に戻したり、外部に導出したり、圧送が再開されるまで循環させたりする、といったことが挙げられる。しかし、これらの方法は大幅なコストアップを招来する恐れがあり、何れも現実的ではない。 Therefore, in order to avoid the blockage, it is conceivable to prevent the cement milk from staying in the pipe when the pumping of the cement milk is stopped. As a method, for example, a delivery hose is separately connected to the pipe through which the cement milk flows, and when the pumping is stopped, the cement milk is returned to the supply source through this delivery hose, taken out to the outside, or until the pumping is restarted. It can be circulated. However, these methods may lead to a significant cost increase, and neither of them is realistic.
なお、上記の閉塞は、セメントミルクの圧送停止時に限らず、広くセメント流動物の圧送停止時に生じるものと考えられる。 It is considered that the above-mentioned blockage occurs not only when the pressure feeding of the cement milk is stopped but also when the pressure feeding of the cement fluid is stopped.
本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、セメントミルクの圧送停止時における閉塞の発生を効果的に防止することができるセメント系混合物の吹付け工法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cement-based mixture spraying method capable of effectively preventing the occurrence of blockage when the pumping of cement milk is stopped. ..
上記目的を達成するために、本発明に係るセメント系混合物の吹付け工法は、セメントを含まない骨材とセメントミルクとをそれぞれの供給源から別々に圧送し、これらを混合装置で混合してセメント系混合物を得、そのセメント系混合物の吹付けを行うセメント系混合物の吹付け工法であって、前記セメントミルクを前記混合装置と前記セメントミルクの供給源であるセメント流動物圧送装置とをつなぐ配管を介して圧送するに際し、供給源にある前記セメントミルクに、アクリル系共重合体を含む不揮発分が４０−６０％、ｐＨ６．０−１０．０、粘度が８０−１５０ｍＰａ・ｓのアクリル系ポリマーラテックスであって前記セメントミルクに添加すると前記セメントミルクのチキソトロピー現象を抑制することができるアクリル系ラテックスを添加し、前記セメントミルクのチキソトロピー現象を抑制することにより、前記配管がセメントミルクの圧送停止時に閉塞するのを防止する（請求項１）。
前記アクリル系ラテックスを、水セメント比（Ｗ／Ｃ）５０％とした場合のセメントミルクに対して、セメント量の１〜１０％添加してもよい（請求項２）。
In order to achieve the above object, in the cement-based mixture spraying method according to the present invention, cement-free aggregate and cement milk are separately pumped from their respective sources and mixed by a mixing device. the resulting cementitious mixture, a spraying method cementitious mixture producing spray of the cementitious mixture, the cement milk connecting the cement flow animals pumping device is the source of the cement milk and the mixing device When pumping through a pipe, the cement milk at the supply source contains 40-60% non-volatile content containing an acrylic copolymer, pH 6.0-10.0, and viscosity 80-150 mPa · s. by adding an acrylic latex can be suppressed thixotropic behavior of the cement milk to be added to the cement milk I polymer latex der, to suppress the thixotropic behavior of the cement milk, the piping of the cement milk pumping Prevents blockage when stopped (claim 1).
The acrylic latex may be added in an amount of 1 to 10% of the amount of cement to the cement milk when the water-cement ratio (W / C) is 50% (claim 2).
本願発明では、セメントミルクの圧送停止時における閉塞の発生を効果的に防止することができるセメント系混合物の吹付け工法が得られる。 According to the present invention, a cement-based mixture spraying method capable of effectively preventing the occurrence of blockage when the pumping of cement milk is stopped can be obtained.
すなわち、本願の各請求項に係る発明のセメント系混合物の吹付け工法では、セメントミルクにアクリル系ラテックスを添加することにより、チキソトロピー現象を抑制し、配管に閉塞の生じない安定圧送が可能となり、配管の洗浄時間や回数を削減することで作業性の向上を図ったり、圧送の長距離化を達成したりすることも可能となる。 That is, in the cement-based mixture spraying method of the invention according to each claim of the present application, by adding acrylic latex to cement milk, the thixotropy phenomenon can be suppressed and stable pumping without clogging of the piping becomes possible. It is also possible to improve workability and achieve a longer pumping distance by reducing the cleaning time and number of pipes.
また、アクリル系ラテックスの持つベアリング効果により、セメントミルクの流動性の向上を図ることもできる。 In addition, the bearing effect of acrylic latex can improve the fluidity of cement milk.
さらに、アクリル系ラテックスのポリマー粒子がセメント粒子間の空隙に充填され、緻密（密実）になることにより、形成後のモルタルやコンクリートの耐久性が向上することにもなる。 Further, the polymer particles of the acrylic latex are filled in the voids between the cement particles and become dense (fine), so that the durability of the mortar or concrete after formation is also improved.
モルタルやコンクリートのクラック（ひび割れ）は乾燥収縮などの要因になり発生するが、アクリル系ラテックスの添加に伴い、セメント流動物の水和反応が緩やかになり、熱収縮を起こし難くなるので、乾燥収縮によるクラックの発生が抑制される。乾燥収縮によるクラック防止手段として有効である短繊維の投入には、流動性の低下による混練や圧送時の作業性の低下が懸念されるが、アクリル系ラテックスの添加では流動性が向上するためこのような概念は発生しない。 Cracks in mortar and concrete occur due to factors such as drying shrinkage, but with the addition of acrylic latex, the hydration reaction of the cement fluid becomes slower and heat shrinkage is less likely to occur, so drying shrinkage occurs. The occurrence of cracks due to the above is suppressed. When short fibers are added, which is effective as a means for preventing cracks due to drying shrinkage, there is a concern that the workability during kneading and pumping may be reduced due to a decrease in fluidity. However, the addition of acrylic latex improves the fluidity. Such a concept does not occur.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態に係るセメント系混合物の吹付け工法（以下、吹付け工法と略称する）は、図１に示すように、骨材圧送機１から供給される骨材（本例では砂）２及び水３と、セメント流動物圧送装置４によって圧送されるセメントミルクとを混合して得られたセメント系混合物５を法面Ｎに吹き付けて法枠６を形成するためのものである。 As shown in FIG. 1, the cement-based mixture spraying method (hereinafter abbreviated as the spraying method) according to the present embodiment includes the aggregate (sand in this example) 2 supplied from the aggregate pumping machine 1. This is for forming a legal frame 6 by spraying a cement-based mixture 5 obtained by mixing water 3 and cement milk pumped by a cement fluid pumping device 4 onto a slope N.
具体的には、法面Ｎに金網などのネット７を張設すると共に、このネット７上に鉄筋８を格子状に配置して法枠吹付部を形成し、この法枠吹付部の空間部に養生シート９を配置する一方、格子状の鉄筋８を覆うようにセメント系混合物５を吹き付けて格子状の法枠６を形成し、その後、養生シート９を剥がし、かつ、植物種子や肥料を含む植生基材１０を法枠６に吹き付けて、法面Ｎの緑化保護を図る。
Specifically, a net 7 such as a wire mesh is stretched on the slope N, and reinforcing bars 8 are arranged in a grid pattern on the net 7 to form a legal frame spraying portion, and a space portion of the legal frame spraying portion is formed. While arranging the
なお、この実施形態では、セメント系混合物５が、セメントと、細骨材としての砂と、水とを混入させたモルタル材料（通常は重量配合比がセメント：砂：水＝１：４：０．５である）である場合について説明するが、この発明は、例えば、セメントと、細骨材としての砂と、粗骨材としての砂利、礫及び砕石等と、水とを混入させたコンクリート材料をセメント系混合物５として用いる場合にも適用可能である。 In this embodiment, the cement-based mixture 5 is a mortar material in which cement, sand as a fine aggregate, and water are mixed (usually, the weight mixing ratio is cement: sand: water = 1: 4: 0). In the present invention, for example, cement, sand as a fine aggregate, gravel, gravel, crushed stone, etc. as a coarse aggregate, and concrete mixed with water will be described. It is also applicable when the material is used as the cement-based mixture 5.
ところで、本実施形態の吹付け工法は、図１に示すセメント系混合物の吹付け装置（以下、吹付け装置と略称する）を用いて行うことができる。 By the way, the spraying method of the present embodiment can be carried out by using a cement-based mixture spraying device (hereinafter, abbreviated as a spraying device) shown in FIG.
この吹付け装置は、圧縮エアを供給するエアコンプレッサー１１が接続され、セメント（セメントミルク）を含まない骨材２及び水３を圧送するための骨材圧送機（骨材２及び水３の供給源）１と、骨材２及び水３とは別にセメントミルクを圧送するためのセメント流動物圧送装置４とを備える。そして、骨材圧送機１から配管（ホース）１２を介して混合手段としての可搬式の混合装置１３に骨材２及び水３が供給されると共に、セメント流動物圧送装置４から配管（ホース）１４を介して混合装置１３にセメントミルクが供給される。混合装置１３に供給された骨材２、水３及びセメントミルクは混合され、その後、配管（ホース）１５を通って吹付ノズル１６からセメント系混合物５として鉄筋８を覆うように吹き付けられる。
In this spraying device, an
そして、本実施形態では、セメント流動物圧送装置（供給源）４にあるセメントミルク（少なくともセメント及び水を含むセメント流動物の一例）に、アクリル系ラテックスを添加（混合撹拌）することでチキソトロピー効果を抑制した状態のセメントミルクを圧送することにより、セメントミルクの圧送停止時における配管の閉塞を効果的に防止するようにしている。 Then, in the present embodiment, the thixotropy effect is obtained by adding (mixing and stirring) acrylic latex to cement milk (at least an example of cement fluid containing cement and water) in the cement fluid pumping device (supply source) 4. By pumping cement milk in a state where the pressure is suppressed, it is possible to effectively prevent blockage of the piping when the pumping of cement milk is stopped.
すなわち、アクリル系ラテックスを添加していない一般的なセメントミルクの圧送停止時には、チキソトロピー現象により、セメントミルクの流れる配管が閉塞してしまうが、セメントミルクにアクリル系ラテックスを添加すると、セメントミルクの硬化に由来する配管の閉塞が生じなくなる。 That is, when the pumping of general cement milk to which acrylic latex is not added is stopped, the piping through which the cement milk flows is blocked due to the thixotropic phenomenon, but when acrylic latex is added to cement milk, the cement milk is cured. No clogging of the piping due to the above.
この理由は、以下のように考えられる。まず、上記チキソトロピー現象の発生は、セメントミルクの各成分の比重差が、セメントミルクの分離、沈降、沈殿、圧密、硬化を引き起こすことに起因している。そして、セメントミルクにアクリル系ラテックスを添加すると、このアクリル系ラテックスに含まれる粘性低減効果（ベアリング効果）の高い高分子ポリマーが、セメントミルク成分中のセメント粒子の周囲に万遍に付着することにより（高分子ポリマーの粒径は、セメント粒子の１／１００の０．２μｍ相当である）、セメントミルクの各成分の比重差に起因する分離等の現象が抑止され、セメントミルクの圧送停止時における配管の閉塞が回避されるようになる。 The reason for this is considered as follows. First, the occurrence of the thixotropy phenomenon is caused by the difference in specific gravity of each component of cement milk causing separation, sedimentation, precipitation, consolidation, and hardening of cement milk. Then, when an acrylic latex is added to the cement milk, the high molecular polymer having a high viscosity reducing effect (bearing effect) contained in the acrylic latex adheres uniformly around the cement particles in the cement milk component. (The particle size of the high molecular polymer is equivalent to 0.2 μm, which is 1/100 of the cement particles), and phenomena such as separation due to the difference in specific gravity of each component of cement milk are suppressed, and when the pumping of cement milk is stopped. Piping blockage will be avoided.
以下、アクリル系ラテックス（高分子ポリマー）の粘性低減力につき、より詳細に考察してみる。 Hereinafter, the viscosity reducing power of acrylic latex (high molecular polymer) will be considered in more detail.
まず、使用するセメント比重を３．１５（ｋｇ／Ｌ）、水の比重を１．０とし、設計配合上の水セメント比（Ｗ／Ｃ）を５０％とした場合のセメントミルク１バッチ当たりの比重を算出する。
（１）セメントミルク１バッチ当たりに使用するセメント量Ｗ１を１００ｋｇとする。
（２）同じくセメントミルク１バッチ当たりに使用する水量Ｗ２は、水セメント比が５０％であるので、
Ｗ２＝セメント１００ｋｇ×０．５＝５０ｋｇ
となる。
（３）セメントミルク１バッチ当たりに使用するセメントの体積Ｖ１は、
Ｖ１＝１００ｋｇ÷３．１５（ｋｇ／Ｌ）＝３１．７５Ｌ
（４）セメントミルク１バッチ当たりに使用する水の体積Ｖ２は、
Ｖ２＝１００ｋｇ×５０％＝５０ｋｇ＝５０Ｌ
（５）セメントミルク１バッチ当たりの比重Ｓは、
Ｓ＝（Ｗ１＋Ｗ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）
＝（１００ｋｇ＋５０ｋｇ）／（３１．７５Ｌ＋５０Ｌ）
＝１．８３（ｋｇ／Ｌ）≒１．８（ｋｇ／Ｌ）
となる。
First, when the specific gravity of cement used is 3.15 (kg / L), the specific gravity of water is 1.0, and the specific gravity of water cement (W / C) in the design formulation is 50%, per batch of cement milk. Calculate the specific gravity.
(1) The amount of cement W1 used per batch of cement milk is 100 kg.
(2) Similarly, the amount of water W2 used per batch of cement milk has a water-cement ratio of 50%.
W2 = cement 100kg x 0.5 = 50kg
Will be.
(3) The volume V1 of cement used per batch of cement milk is
V1 = 100kg ÷ 3.15 (kg / L) = 31.75L
(4) The volume V2 of water used per batch of cement milk is
V2 = 100kg x 50% = 50kg = 50L
(5) The specific gravity S per batch of cement milk is
S = (W1 + W2) / (V1 + V2)
= (100 kg + 50 kg) / (31.75 L + 50 L)
= 1.83 (kg / L) ≒ 1.8 (kg / L)
Will be.
すなわち、圧送時（撹拌流動時）に比重１．８を有する均一なゾル状態サスペンション（懸濁液）であるセメントミルクも、圧送停止時には、チキソトロピー現象により、比重１．８の均一なゾル状態を保持することが困難となり、比重１．０の水分と比重３．１５のセメント分への分離を開始し、ゲル化（固化）していくこととなる。 That is, cement milk, which is a uniform sol state suspension (suspension) having a specific gravity of 1.8 during pumping (during stirring flow), also has a uniform sol state with a specific gravity of 1.8 due to the thixotropy phenomenon when pumping is stopped. It becomes difficult to hold it, and it starts to separate into water having a specific gravity of 1.0 and cement having a specific gravity of 3.15, and gels (solidifies).
このチキソトロピー現象を抑制するためには、ゲル化の主原因である重力作用を回避するに足る粘性低減力を有する保護安定剤を添加すればよく、上記アクリル系ラテックスは、この保護安定剤としての機能を発揮するものと位置付けることができる。 In order to suppress this thixotropy phenomenon, a protective stabilizer having a viscosity reducing force sufficient to avoid the gravitational action which is the main cause of gelation may be added, and the acrylic latex is used as the protective stabilizer. It can be positioned as one that exerts its function.
そして、アクリル系ラテックスを添加することでチキソトロピー効果を抑制した状態でセメントミルクを圧送することにより、配管に閉塞の生じない安定圧送が可能となり、配管の洗浄時間の削減を図ったり、圧送の長距離化を達成したりすることも可能となる。 By pumping cement milk with the thixotropy effect suppressed by adding acrylic latex, stable pumping without blockage of the piping becomes possible, reducing the cleaning time of the piping and lengthening the pumping. It is also possible to achieve distance.
また、アクリル系ラテックスの持つベアリング効果により、セメントミルクの流動性の向上を図ることもできる。 In addition, the bearing effect of acrylic latex can improve the fluidity of cement milk.
さらに、アクリル系ラテックスのポリマー粒子がセメント粒子間の空隙に充填され、緻密（密実）になることにより、形成後のモルタルやコンクリートの耐久性が向上することにもなる。 Further, the polymer particles of the acrylic latex are filled in the voids between the cement particles and become dense (fine), so that the durability of the mortar or concrete after formation is also improved.
その上、アクリル系ラテックスの添加に伴い、セメント流動物の水和反応が緩やかになり、熱収縮を起こし難くなるので、クラック（ひび割れ）が抑制され、この点でも流動性が向上することになる。 In addition, with the addition of the acrylic latex, the hydration reaction of the cement fluid becomes slower and heat shrinkage is less likely to occur, so that cracks are suppressed and the fluidity is improved in this respect as well. ..
上記アクリル系ラテックスとしては、例えば、アクリル系共重合体を含む不揮発分が４０−６０％、ｐＨ６．０−１０．０、粘度が８０−１５０ｍＰａ・ｓのアクリル系ポリマーラテックスを用いることができる。 As the acrylic latex, for example, an acrylic polymer latex having a non-volatile content of 40-60%, a pH of 6.0-10.0, and a viscosity of 80-150 mPa · s containing an acrylic copolymer can be used.
また、アクリル系ラテックスの添加量としては、Ｗ／Ｃ５０％のセメントミルクに対して、セメント量の１〜１０％程度、好ましくは２〜５％とすることが考えられる。アクリル系ラテックスの添加量が１％未満では、十分な流動性向上効果が得られないおそれがある。また、１０％を超えるとモルタルやコンクリートの硬化後の強度が低下して求める強度が得られなくなるおそれがある。添加量は、セメントミルク圧送停止時におけるセメントミルクの硬化防止性能を勘案して適宜調整することができる。 The amount of acrylic latex added may be about 1 to 10%, preferably 2 to 5% of the amount of cement with respect to cement milk having a W / C of 50%. If the amount of acrylic latex added is less than 1%, a sufficient effect of improving fluidity may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 10%, the strength of the mortar or concrete after hardening may decrease and the required strength may not be obtained. The amount of addition can be appropriately adjusted in consideration of the hardening prevention performance of cement milk when the cement milk pumping is stopped.
なお、本発明は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
１ 骨材圧送機
２ 骨材
３ 水
４ セメント流動物圧送装置
５ セメント系混合物
６ 法枠
７ ネット
８ 鉄筋
９ 養生シート
１０ 植生基材
１１ エアコンプレッサー
１２ 配管
１３ 混合装置
１４ 配管
１５ 配管
１６ 吹付ノズル
Ｎ 法面
1 Aggregate pumping machine 2 Aggregate 3 Water 4 Cement fluid pumping device 5 Cement-based mixture 6 Legal frame 7 Net 8 Reinforcing
Claims (2)
供給源にある前記セメントミルクに、アクリル系共重合体を含む不揮発分が４０−６０％、ｐＨ６．０−１０．０、粘度が８０−１５０ｍＰａ・ｓのアクリル系ポリマーラテックスであって前記セメントミルクに添加すると前記セメントミルクのチキソトロピー現象を抑制することができるアクリル系ラテックスを添加し、前記セメントミルクのチキソトロピー現象を抑制することにより、前記配管がセメントミルクの圧送停止時に閉塞するのを防止するセメント系混合物の吹付け工法。 Cement-free aggregate and cement milk are separately pumped from their respective sources and mixed in a mixer to obtain a cement-based mixture, which is then sprayed. upon a method, it pumped through a pipe which connects the cement flow animals pumping device is the cement milk a source of the cement milk and the mixing device,
The cement milk in the source, a nonvolatile content of 40-60% containing an acrylic copolymer, PH6.0-10.0, the cement viscosity What acrylic polymer latex der of 80-150mPa · s By adding an acrylic latex that can suppress the thixotropy phenomenon of the cement milk when added to milk and suppressing the thixotropy phenomenon of the cement milk, it is possible to prevent the pipe from being blocked when the pumping of the cement milk is stopped. Spraying method of cement-based mixture.
The method for spraying a cement-based mixture according to claim 1, wherein 1 to 10% of the amount of cement is added to cement milk when the acrylic latex has a water-cement ratio (W / C) of 50%.
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