(57)【要約】【課題】  水平方向に配設された水平管体（３）と、斜め下方に配設された傾斜管体（４）と、両管体を接続する屈曲接続部（５）とからなる設備を用いて、水平管体から圧送されたコンクリートを傾斜管体の下端にて打設する場合に、傾斜管体の内部が閉塞することはなく、かつコンクリートが分離することなく連続して打設可能とする。【解決手段】  屈曲接続部又はその近傍にて大気圧以上の圧縮空気を管体（３，４）内部へ連続的に供給しながら、一定以上の粘性を有する生コンクリートを水平管体（３）から供給し、傾斜管体（４）の下端にて打設する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に配設され且つ一端から生コンクリートが圧送される水平管体と、斜め下方に配設された傾斜管体と、前記水平管体の他端と前記傾斜管体の上端との間を接続する屈曲接続部とから成るコンクリート打設用の設備を用い、前記水平管体、前記屈曲接続部及び前記傾斜管体の内部を経由して水平な基地から斜め下方の地点へ連続的にコンクリートを打設する方法であって、前記屈曲接続部又はその近傍に空気供給管を接続し、該空気供給管により大気圧以上の圧縮空気を前記管体内部へ連続的に供給しながら、一定以上の粘性を有する生コンクリートを前記水平管体から供給し、前記傾斜管体の下端部にて打設することを特徴とするコンクリートの打設方法。
【請求項２】
コンクリートの粘性は、スランプフロー値が５０ｃｍ以上であって、そのフロー長さが５０ｃｍに達するまでの時間が４〜１６秒であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリートの打設方法。
【請求項３】
コンクリートに含まれる増粘剤の量が、水に対する重量比が０．１９〜０．２２％である請求項１又は２に記載のコンクリートの打設方法。
【請求項４】
前記水平管体の径が前記傾斜管体の径より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリートの打設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管体を通じて水平な基地から斜め下方の地点へコンクリートを打設する方法、特に、水平方向に配設された水平管体と、斜め下方に配設された傾斜管体と、これらの両管体を接続する屈曲接続部とからなる設備を用いて、水平管体から圧送されたコンクリートを傾斜管体の下端にて打設する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンクリートを斜め下方へシュート（又は管体）で打設すると、コンクリートはシュートを流下中に速度を増し、ある速度以上になると、セメントと細骨材からなるモルタル分と粗骨材とは分離しやすくなり、均質なコンクリートを打設することができなくなる。そのため、シュートを流下中のコンクリートの流下速度を減速するための種々の工夫が行われている。その多くはシュートに邪魔板（減速手段）を設けるものである。このような減速手段を用いた従来例として、例えば特許文献１及び特許文献２がある。
【０００３】
例えば、特許文献１によると、下り勾配に配置するシュートの内面に、長手方向において適当な間隔をおいて左右交互に生コンクリートの流れに抵抗を与える邪魔板を配置している。また、特許文献２によると、傾斜シュートの断面を半円形状に形成し、その長さ方向の略中央部から下流側開口部に亘る内底面中央に、下流側開口部に向かって徐々に幅広く形成された断面山形状の分流突状部を突設している。
【０００４】
しかし、生コンクリートを打設する場合において、打設位置が相当深い場合や傾斜が急な場合には、流下速度を十分に低下させ得ないことがある。したがって、均質なコンクリートを打設することができない。高流度化コンクリートの場合でも同じである。
【０００５】
斜め下方に打設する場合の生コンクリートの流下状況は次のとおりである。
【０００６】
ここでは、生コンクリートを水平輸送部分から斜め下方輸送部分へ連続してポンプ圧送によってパイプ輸送する場合のコンクリートの流下状態について述べる。
【０００７】
水平輸送部分において、コンクリートは、コンクリートポンプ車の圧送圧によってパイプ内を輸送される。この場合、ポンプ車での圧送圧には限界がある。コンクリートがパイプ内を移動する際にパイプとコンクリートとの間に摩擦抵抗（すべり抵抗）があり、しかもパイプ径が小さいほど相対的にすべり抵抗が大きく、ポンプ車で水平輸送できる距離や輸送効率（時間当たりの圧送量）に限界がある。したがって、水平輸送するときはパイプ径が大きいほど長距離輸送ができ、また、輸送効率（時間当たりの圧送量）が高い。
【０００８】
そして、ポンプ車によってコンクリートを圧送する場合、ポンプ車の構造上（例えばピストン構造）の関係でコンクリートは脈動（間欠）圧送される。また、ポンプ車へコンクリートを供給するコンクリート運搬車は、積載量が限られているので、順次コンクリートを積載した運搬車と入れ替えしなければならず、この入れ替え時にはコンクリートの供給が停止し、従って圧送も停止することとなる。決して連続した圧送はできないのである。
【０００９】
一方、斜め輸送部分においては、コンクリートは自重により自由（自然）落下する。すなわち、水平輸送部分からの送給状態にかかわらず、連続的に落下する。そして、下方へ下るほど流速が高くなる。
【００１０】
コンクリートを水平輸送部分から脈動（間欠）圧送供給すると斜め下方輸送部分において自由落下するので、コンクリートの供給量よりも自然落下しようとするコンクリート量の方が多くなり、水平輸送部分と斜め輸送部分の境界部分において負圧状態になる。すると、コンクリートは脱水状態になり骨材が分離する原因になる。
【００１１】
さらに、斜め下方へ落下すると下方の空気が上方に流入し、コンクリートの中に空気が供給される（図４）。すると、パイプ内に空気層が形成され、これが連続すると、コンクリートは一定の塊が形成され、空気層と交互に配列した状態になる。この状態で多数のコンクリートの塊が流下すると、その過程でパイプとの摩擦が影響して、ときには塊がパイプに閉塞したり、そのために上方の塊が流下することで空気層が圧縮されたり、その圧縮空気で閉塞した塊が流下しはじめたり、流下途中で閉塞や圧縮空気が形成されたりして、パイプ下端でコンクリートが奮発状態で吐出することがある。このように奮発状態で吐出するとコンクリートが分離する原因になる。
【００１２】
【特許文献１】実公平３−２８１０８号公報
【特許文献２】実開昭５８−１７１４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明では、生コンクリートを水平輸送部分から斜め輸送部分へ連続してポンプ圧送によってパイプ輸送する場合について、コンクリートが分離することなく打設する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、水平方向に配設され且つ一端から生コンクリートが圧送される水平管体と、斜め下方に配設された傾斜管体と、前記水平管体の他端と前記傾斜管体の上端との間を接続する屈曲接続部とから成るコンクリート打設用の設備を用い、前記水平管体、前記屈曲接続部及び前記傾斜管体の内部を経由して水平な基地から斜め下方の地点へ連続的にコンクリートを打設する方法であって、前記屈曲接続部又はその近傍に空気供給管を接続し、該空気供給管により大気圧以上の圧縮空気を前記管体内部へ連続的に供給しながら、一定以上の粘性を有する生コンクリートを前記水平管体から供給し、前記傾斜管体の下端部にて打設することを特徴とするコンクリートの打設方法が提供される。ここで、「一定以上の粘性」とは、モルタル分と粗骨材が分離しない程度の粘性を意味する。水平管体部は例えば長さ約１５０ｍであり、傾斜管体部は例えば長さ約９５０ｍである。
【００１５】
一般には、コンクリートポンプ車が前記水平管体部に一端に接続され、該コンクリートポンプ車によりコンクリートが該前記水平管体部内へ圧送される。コンクリートの粘性は、スランプフロー値が５０ｃｍ以上であって、そのフロー長さが５０ｃｍに達するまでの時間が４〜１６秒であることを特徴とする。コンクリートに含まれる増粘剤の量が、水に対する重量比が０．１９〜０．２２％である。また、前記水平管体の径が前記傾斜管体の径より大きいことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明を実施するためのコンクリート打設用の設備を示すもので、１は生コンクリートミキサー車等の運搬車、２はポンプ車、３は水平方向に配設された水平管体（例えば、５インチサイズ）、４は斜め下方に配設された傾斜管体（例えば、４インチサイズ）、５は屈曲接続部、６はバルブ、７はコンプレッサー、８は斜坑、９は打設したコンクリートである。
水平管体３におけるコンクリート輸送
図２は、打設開始時の水平管体３の断面を示すものである。打設開始に当たって、図２に示すように、まず、管体に管体内部を湿潤する先送り水１１を注ぐ。次に、水平管体３のポンプ車２側端に管体３の径よりも大きいスポンジボール１２を圧入して挿入し、次に、コンクリート輸送車１からセメントペースト１３をコンクリートポンプ車２に供給し、ポンプ車２で適量のセメントペースト１３（約２ｍ3）を水平管体３に送り込む。次に、コンクリート輸送車１からモルタル１４をコンクリートポンプ車２に供給し、ポンプ車２で適量のモルタル１４（約２ｍ3）を水平管体に送り込む。セメントペースト１３を最初に供給するのは、水平管体３や傾斜管体４の管体内面にセメントペースト１３を付着させ、管体内部表面を滑らかにするとともに管体を湿潤することによって初期コンクリート１５の水分を脱水しないようにするためである。
【００１８】
水平管体３は傾斜管体４よりも大径のものを使用するので、水平部分で大量のコンクリートを輸送できる。それに対して、傾斜管体４の径が水平管体３に比して小さいので長いコンクリートの塊を形成することができると共に落下抵抗を大きくすることができる。すなわち、落下速度を自重落下のみによる場合の速度よりも低くすることができる。
【００１９】
図１において、コンプレッサ７によりバルブ６を介して、傾斜管体４の上端から圧縮空気を連続的（常時）に供給（空気量は、圧力７kg／cm2で大気圧換算１ｍ3／分以上）するので、コンクリートが脈動供給されても水平管体３と傾斜管体４との屈曲接続部５でたとえコンクリートが連続しなくなったとしても、圧縮空気がコンクリートの非連続部に供給されるので、落下するコンクリートによって生ずる負圧が打ち消されることとなって、結局負圧が作用することがなくなる。
傾斜管体４における流下状況
次に、傾斜管体４の部分におけるコンクリートの流下状態を述べる。
【００２０】
最初に、従来例のように、屈曲接続部５において、圧縮空気を管体内部を供給しない場合について説明する。生コンクリートに一定以上の粘性（例えば、スランプフロー値が５０cm以上であって、そのフロー長さが５０cmに達するまでの時間が４〜１６秒）を付与しているので、コンクリートと傾斜管体４内面との間に摩擦抵抗や粘性抵抗（すべり抵抗）が生じて、コンクリートの流れは、傾斜管体４周面では遅くなる。傾斜管体４中央部ではすべり抵抗がないので粘性度と傾斜角に応じた速度で流下し、傾斜管体４周面の速度よりも速くなる。そして、コンクリートが傾斜管体４断面満杯に流下しようとすると、傾斜管体４内周面全体の流れが遅くなって、中央部だけの狭い断面から流れようとするが、その量は少なくなり、コンクリートの供給が多い場合は、コンクリートの骨材がブリッジを形成して、傾斜管体４断面全体を閉塞し、流れが停止することになる。傾斜管体４を部分的に解体して閉塞状態を除く作業を必要とする。このような閉塞状態が生ずる毎にこの作業を何回も繰り返さねばならないことになる。（図４）
本発明では、傾斜管体４の部分の上方と水平管体３の部分の境界部分（屈曲接続部５）からコンプレッサ７よりバルブ６を介して大気圧以上の圧縮空気を常時所定量以上供給している。これにより、大気圧以上の圧縮空気がコンクリートの供給量と流下量との差を補う。また、その圧力でコンクリートを押圧すると共に空気が常時傾斜管体４上部を貫通して開口するので、コンクリートの塊部分１５（図３）が管断面全体を閉塞することがなくなる。また、負圧を発生することがなくなる。
【００２１】
図３において、コンクリート及び圧縮空気の流れは、コンクリート１５が間欠的に供給されるので、傾斜管体４部分を流下する状態は、傾斜管体４部分全長に亘って一様に流れるのではなく、波状に流れ、さらに、コンクリートに粘性を付与しているのでモルタル分がコンクリートの骨材をバインドする作用をして互いに分離することなく、一定量のコンクリートは塊った状態かつある径深（円形の管内を流れる流体の深さ）を維持しつつ流れ、コンクリートの塊部分１５と空気の塊部分とが交互に配列した状態で流れる（図３）。
【００２２】
そして、コンクリートの塊部分の流下状況は、前述したように、傾斜管体４周面に接する部分は流れが遅く、傾斜管体４中央部の流れが速いので、中央部のコンクリートが傾斜管体４周面のコンクリートを乗り越えて先頭に飛び出し、傾斜管体４底部に流れて流下速度を落とし、続いて流れる管中央部のコンクリートが管底部のコンクリートの上に乗り上げて次第に管側面に接して流下速度を速めることなく流れる。即ち、ビンガム流体の流れ（一定の外力（自重）が作用すると一定の速度で移動する）に類似する流れとなり、傾斜距離が長くても流下速度を上げることなく一定の速度で流下する。つまり、傾斜距離が長くても速度が一定であるので、コンクリートが分離しない。また、管中央部は新たなコンクリートが満たされる（ある径深を維持する）ことになる。すなわち、コンクリートの塊部分は、流れに対する側面視で、扁平な楕円状の状態ですべりつつ転げるように流下する。この場合、傾斜管体４頂部（コンクリート塊１５の頂部）には常に空気の通過する開口１６（図３）が形成されるのである。これにより、図４に示した従来例のように、傾斜管体４の断面全体をコンクリートの塊により閉塞することがなくなるのである。
【実施例】
【００２３】
以下に本発明の比較例及び実施例について説明する。
【００２４】
図１のように、コンクリート運搬車１、コンクリートポンプ車２、水平管体３、傾斜管体４を配設する。傾斜角４８°。
比較例
比較例のコンクリートの配合は、
水（Ｗ）１８０kg／ｍ3、
セメント（Ｃ）２６６kg／ｍ3（密度３．１６ｇ／cm3）、
フライアッシュ（ＦＡ）１１４kg／ｍ3（密度２．１０ｇ／cm3）、
砂（Ｓ）８６５kg／ｍ3（密度２．６５ｇ／cm3）、
粗骨材（Ｇ）８２８kg／ｍ3（密度２．６７ｇ／cm3）、
高性能ＡＥ減水剤（ＳＰ）５．７kg／ｍ3（１．５％Ｐ、Ｐ：パウダー＝セメント＋フライアッシュ）、
増粘剤（分離低減剤）（ＶＡ）０．２９kg／ｍ3（０．１６％Ｗ）
Ｗ／Ｐ＝４７％、
Ｆ／Ｐ＝３０％
粗骨材容積＝０．３１ｍ3／ｍ3
空気量＝４．５％
この配合例で、傾斜管に空気供給を行わずに打設すると、傾斜管に満杯になって詰り流れなくなることがたびたびあり、また、傾斜管を流下した後のコンクリートの流動性が極端に悪く（骨材とモルタルが分離する）施工性に問題があった。
実施例Ｉ
実施例Ｉのコンクリートの配合は、
水（Ｗ）１８０kg／ｍ3、
セメント（Ｃ）２６６kg／ｍ3（密度３．１６ｇ／cm3）、
フライアッシュ（ＦＡ）１１４kg／ｍ3（密度２．１０ｇ／cm3）、
砂（Ｓ）８６５kg／ｍ3（密度２．６５ｇ／cm3）、
粗骨材（Ｇ）８２８kg／ｍ3（密度２．６７ｇ／cm3）、
高性能ＡＥ減水剤（ＳＰ）６．１kg／ｍ3（１．６％Ｐ、Ｐ：パウダー＝セメント＋フライアッシュ）、
増粘剤（分離低減剤）（ＶＡ）０．４０kg／ｍ3（０．２２％Ｗ）
Ｗ／Ｐ＝４７％、
Ｆ／Ｐ＝３０％
粗骨材容積＝０．３１ｍ3／ｍ3
空気量＝４．５％
粘性＝スランプフロー長さが５０cmに達するまでの時間が１６秒
実施例II
実施例IIのコンクリートの配合は、
水（Ｗ）１８０kg／ｍ3、
セメント（Ｃ）２６６kg／ｍ3（密度３．１６ｇ／cm3）、
フライアッシュ（ＦＡ）１１４kg／ｍ3（密度２．１０ｇ／cm3）、
砂（Ｓ）８４３kg／ｍ3（密度２．５８ｇ／cm3）、
粗骨材（Ｇ）８４６kg／ｍ3（密度２．７３ｇ／cm3）、
高性能ＡＥ減水剤（ＳＰ）６．５kg／ｍ3（１．７％Ｐ、Ｐ：パウダー＝セメント＋フライアッシュ）、
増粘剤（分離低減剤）（ＶＡ）０．３５kg／ｍ3（０．１９％Ｗ）
Ｗ／Ｐ＝４７％、
Ｆ／Ｐ＝３０％
粗骨材容積＝０．３１ｍ3／ｍ3
空気量＝４．５％
粘性＝スランプフロー長さが５０cmに達するまでの時間が４秒
この実施例Ｉ，IIの配合で、傾斜管体４に空気供給を行いながら打設した。コンクリートは傾斜管体４に満杯になって詰まることなく流れ、また、傾斜管体４を流下した後の骨材とモルタルが分離することなくコンクリートの流動性が改善され施工性に問題はなかった。実施例Ｉ，IIで示した増粘剤の添加量、すなわち粘性度は、傾斜管体４の傾斜角度がゆるい場合は、低くできるのは当然である。
【００２５】
以上添付図面を参照して本発明の実施形態及び実施例について説明したが、本発明は上記の実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、生コンクリートを水平管体から斜め下方の傾斜管体へ連続してポンプ圧送によってパイプ輸送する場合において、水平管体と傾斜管体とを接続する屈曲部又はその近傍に空気供給管を接続し、この空気供給管により大気圧以上の圧縮空気を管体内部へ連続的に供給しながら、コンクリートの打設を行っているので、管体、特に傾斜管体の内部がコンクリートの塊によって閉塞することはなく、また、コンクリートが分離することなく連続して打設することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用することのできるコンクリート打設用の設備を示す。
【図２】コンクリート打設初期の水平管体の断面を示す。
【図３】本発明による傾斜管体内部におけるコンクリートの流下状況を示す。
【図４】従来例による傾斜管体内部におけるコンクリートの流下状況を示す。
【符号の説明】
【００２８】
１…コンクリート運搬車
２…コンクリートポンプ車
３…水平管体
４…傾斜管体
５…屈曲接続部
６…バルブ
７…コンプレッサー
８…斜坑
９…打設したコンクリート
１１…先送り水
１２…スポンジ
１３…セメントペースト
１４…モルタル
１５…コンクリート
１６…流通開口
【図１】
2005290836.tif 000003
【図２】
2005290836.tif 000004
【図３】
2005290836.tif 000005
【図４】
2005290836.tif 000006