(57)【要約】  【課題】  セメントミルクと骨材の両方の搬送性を高い状態に保つことができて強度の大きいモルタルまたはコンクリート吹付けを効率よく行えるモルタルまたはコンクリート吹付け方法を提供すること。  【解決手段】  骨材圧送機９から供給される骨材８と、セメントミルク供給手段１４から供給されるセメントミルク１３とを混合してモルタル材料１またはコンクリート材料を得、そのモルタル材料１またはコンクリート材料の吹付けを行うモルタルまたはコンクリート吹付け方法において、前記モルタル材料１またはコンクリート材料を構成する水１２ａ，１２ｂの一部１２ａを前記骨材圧送機９から供給される前記骨材８に添加するとともに、前記骨材に界面活性剤を添加するようにしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材圧送機から供給される骨材と、セメントミルク供給手段から供給されるセメントミルクとを混合してモルタル材料またはコンクリート材料を得、そのモルタル材料またはコンクリート材料の吹付けを行うモルタルまたはコンクリート吹付け方法において、前記モルタル材料またはコンクリート材料を構成する水の一部を前記骨材圧送機から供給される前記骨材に添加するとともに、前記骨材に界面活性剤を添加することを特徴とするモルタルまたはコンクリート吹付け方法。
【請求項２】
前記骨材１００重量部に対して、界面活性剤を０．０１〜０．２０重量部の割合で添加することを特徴とする請求項１に記載のモルタルまたはコンクリート吹付け方法。
【請求項３】
前記界面活性剤が、高級脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、樹脂酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩の中から選ばれる１種又は２種以上から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のモルタルまたはコンクリート吹付け方法。
【請求項４】
前記界面活性剤が、オレイン酸ナトリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルの中から選ばれる１種又は２種以上から成ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のモルタルまたはコンクリート吹付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モルタルまたはコンクリート吹付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、高所法面に予め形成された型枠に対してモルタル材料またはコンクリート材料を吹付けて格子状の法枠を形成する際、高所の吹付施工を効率よく行うために、モルタル材料またはコンクリート材料を構成するセメントミルクおよび骨材を別々に圧送する別圧送方式吹付け方法を下記特許文献１，２に示すように提案している。
【特許文献１】特開２００１−２４８１６４号公報
【特許文献２】特開平５−９８６４８号公報  更に、本出願人は、別圧送方式吹付け方法において、モルタルまたはコンクリート材料を構成する水のうち、骨材圧送機側から水を、含水率〔水÷（骨材＋水）×１００）〕が５〜１０ｗｔ％となるように前記骨材に添加し、残りの水を例えばセメントに添加してセメントミルクとし、それによって、前記骨材とセメントミルクが均一に混合された強度の大きいモルタルまたはコンクリート吹付けを経済的に、かつ、効率よく行えるようにしたモルタルまたはコンクリート吹付け方法を提案している（特願２００２−１４２５０８号明細書・図面参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記骨材の搬送性を高めるためにセメントミルクに含まれる水分量を減少させているためセメントミルクの濃度が高くなり、よって、セメントミルクの搬送性は低くなることから、セメントミルクを供給する圧送用ポンプとして強力なスクイーズ式ポンプを用いる必要があり、強度の大きいモルタルまたはコンクリート吹付けを行うにあたり、砂の搬送性を高めることはできるけれどもセメントミルクの搬送性を高い状態に保つことができないという問題がある。
【０００４】
そして、本出願人らは、上述したセメントミルクおよび骨材を別々に圧送する別圧送方式吹付け方法（特願２００２−１４２５０８号明細書・図面参照）において、骨材としての例えば砂の圧送は、絶乾状態の砂や、含水率が例えば８ｗｔ％となるように水が添加された砂（以下、水分８ｗｔ％の砂と記す）においてはホースに詰まることなく圧送できること、また、水分５ｗｔ％前後の砂はホースに詰まりやすいことを見出している。
そこで、この発明は、例えば水分５ｗｔ％前後の砂をこのままの低水分の状態で圧送できればセメントミルクの濃度を低減でき、セメントミルクと砂の両方の搬送性を高い状態に保つことができて高強度が可能になるという技術思想に基づいてなされたものである。以下に、砂の圧送性に関する実験結果について説明する。
【０００５】
本出願人らは、まず、以下の予備実験を行った。
予備実験 
〔評価方法〕
砂の詰まりを簡便に評価する方法について検討した。
長さ、径の異なる塩化ビニル製のパイプに砂を自然充填し、前記パイプを持ち上げたときの落下の有無から詰まりを評価した。
直径（内径）が２０，３０，４０，５０ｍｍ、長さが１５０，２００，２５０，３００，３５０ｍｍのパイプに水分０〜１０ｗｔ％までの砂をそれぞれ自然充填し落下の有無を測定した。その結果、直径（内径）が３０ｍｍ、長さが２００ｍｍのパイプからの砂の落下実験では、水分４〜７ｗｔ％の砂のときには落下しないことが分かった。また、直径（内径）が３０ｍｍ、長さが１５０ｍｍのパイプを用いた場合、水分０〜１０ｗｔ％までの砂はすべて落下した。また、直径（内径）が３０ｍｍで、２５０ｍｍ以上の長さのパイプを用いた場合には、絶乾状態の砂（水分０ｗｔ％の砂）以外はほとんど落下しないことが分かった。また、パイプの直径（内径）が４０，５０ｍｍと大きくなると水分０〜１０ｗｔ％までの砂はすべて落下することも分かった。
これらのことから、直径（内径）３０ｍｍ、長さ２００ｍｍのパイプに自然充填したときの落下の有無で砂の詰まりが評価できると考えられた。すなわち、水分３ｗｔ％以下の砂では、パイプの管壁との摩擦抵抗が少ないために滑り落ちるが、水分４〜７ｗｔ％の砂では、砂がブリッジを作り、管壁の適度な濡れにより摩擦抵抗が高く落下しなくなる。水分８ｗｔ％以上の砂になると、過剰な水分が潤滑剤となり、管壁と砂の間の摩擦抵抗を減じているものと考えられる。
〔吸湿剤〕
砂の見かけ上の水分を減じるためには比表面積の大きな超微粉体や結晶水を取り込む焼き石膏などの粉体の添加が考えられた。
そこで、シリカ超微粉体（ホワイトカーボン）、焼き石膏、セメントなどを砂の重量に対して１〜１０％添加した。いずれの粉体も半日程度放置すれば見かけ上の水分が減り、サラサラの状態となる。しかし、混合混練後しばらくは変化は少なく施工までに時間を要するという問題が残る。
コストを考慮すればフライアッシュや石膏などの廃棄物を利用する方法があるがやはり、添加混合してから時間がかかると考えられる。
【０００６】
次に、本出願人らは以下の実験を行った。
実験 
砂の状態を速やかに変化させるためには界面活性剤の添加が考えられた。そこで理化学機器洗浄剤等の身近にある粉末状界面活性剤及び液体界面活性剤の添加を試みた。また、界面活性剤を主成分としない圧送性向上剤についても同様に検討した。
前記粉末状界面活性剤に使用する主成分として、オレイン酸ナトリウム塩を挙げることができ、前記液体界面活性剤に使用する主成分として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルを挙げることができるが、ここでは、粉末状界面活性剤としてオレイン酸ナトリウム塩を主成分とするものを使用した。また、液体界面活性剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル塩を主成分とするものを使用した。
試験方法は絶乾した砂に水を添加した水分５ｗｔ％の砂５００ｇに添加剤を入れ、混練後充填密度、パイプからの落下の有無を評価した。
充填密度は２５０ｍｌのメスシリンダーに砂を２５０ｍｌまで自然充填し、加振機にて２５０／ｍｉｎ、３１０／ｍｉｎの振動を与えた後の容量を計り測定した。
【０００７】
実験結果
砂と水分量と充填の関係を図２に示す。
図２から、水分量が少ない領域では充填密度は減少し、さらに水の量とともに増加することが分かる。また、図２から、激しい振動（３１０／ｍｉｎ）を与えたときの充填密度は詰まりやすい水分４〜７ｗｔ％で、低いことが分かった。この結果との直接的な関係は不明であるが実体とある程度相関している。
各添加剤と充填密度、落下の関係を下記表１、表２、表３に示す。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
【表２】
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【００１０】
【表３】
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【００１１】
前記粉末状界面活性剤（表１）および前記液体界面活性剤（表２）は添加混練後濡れてはいるもののさらっとした状態になった。しかし、前記圧送性向上剤（表３）は逆に、よりしっとりした状態であった。落下は、前記粉末状界面活性剤と前記液体界面活性剤で効果が見られ、添加量を増やしていくと長さ２５０ｍｍのパイプでも落下させることができた。一方、前記圧送性向上剤は全く落下せず、少ない振動を加えたときの充填密度（表３の密度ＩＩ）が前記粉末状界面活性剤（表１の密度ＩＩ）と前記液体界面活性剤（表２の密度ＩＩ）の場合に比して低く、粉体特性からも異なった性質のものとなっていた。
なお、表１〜表３において、密度Ｉは、２５０ｍｌのメスシリンダーに砂を２５０ｍｌまで自然充填した場合の充填密度を示し、密度ＩＩは、２５０ｍｌのメスシリンダーに砂を２５０ｍｌまで自然充填し、加振機にて２５０／ｍｉｎの振動を与えた場合の充填密度を示し、密度ＩＩＩは、２５０ｍｌのメスシリンダーに砂を２５０ｍｌまで自然充填し、加振機にて３１０／ｍｉｎの振動を与えた場合の充填密度を示している。
【００１２】
この発明はこのような知見に基づいてなされたものであって、セメントミルクと骨材の両方の搬送性を高い状態に保つことができて強度の大きいモルタルまたはコンクリート吹付けを効率よく行えるモルタルまたはコンクリート吹付け方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、この発明のモルタルまたはコンクリート吹付け方法は、骨材圧送機から供給される骨材と、セメントミルク供給手段から供給されるセメントミルクとを混合してモルタル材料またはコンクリート材料を得、そのモルタル材料またはコンクリート材料の吹付けを行うモルタルまたはコンクリート吹付け方法において、前記モルタル材料またはコンクリート材料を構成する水の一部を前記骨材圧送機から供給される前記骨材に添加するとともに、前記骨材に界面活性剤を添加することを特徴としている。
この発明で使用する界面活性剤の主成分としては、高級脂肪酸塩（塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカノールアミン等の塩を表す、以下同じ）、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、樹脂酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩の中から選ばれる１種又は２種以上から成るものを挙げることができ、具体的には、オレイン酸ナトリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルの中から選ばれる１種又は２種以上から成るものを使用するのが好ましく、例えば、前記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルと前記ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を主成分とする界面活性剤を使用するのがより好ましい。
また、この発明において、骨材１００重量部に対して、界面活性剤を０．０１〜０．２０重量部の割合で添加するのが好ましく、０．０７〜０．１３重量部の割合で添加するのが骨材搬送能力の安定性及び経済性でより好ましい。
界面活性剤の添加の割合が、０．０１重量部より小さければ、骨材の搬送性を充分に高められず所望の効果を得ることができないからである。
また、界面活性剤の添加の割合が、０．２０重量部より大きければ、
（１）モルタルまたはコンクリートに混入する空気の量が過剰となり、得られる硬化体の強度が低下するという不都合（モルタルまたはコンクリート品質の低下）が生じるともに、
（２）経済性が悪くなるからである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明では、モルタル材料またはコンクリート材料を構成するセメントミルクおよび骨材を別々に圧送する吹付け方法において、モルタル材料またはコンクリート材料を構成する水の一部を骨材圧送機から供給される骨材に添加するようにするとともに、前記水の一部が添加された前記骨材に界面活性剤を添加するようにしたので、セメントミルクと骨材の両方の搬送性を高い状態に保つことができて強度の大きいモルタルまたはコンクリート吹付けを効率よく行えるモルタルまたはコンクリート吹付け方法を提供できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について説明する。図１は、骨材圧送機から供給される骨材としての砂および水と、セメントミルク供給手段から供給されるセメントミルクとを混合して得られたモルタル材料（通常は重量配合比がセメント１：砂４：水０．６である。）１の吹き付けによる法枠２の形成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。
【００１６】
具体的には、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５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材料１を吹き付けて、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。
【００１７】
なお、この実施形態では、吹付材料として、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について説明するが、この発明は、セメントと、細骨材としての砂と、粗骨材としての砂利、礫および砕石等と、水とを混入させたコンクリート材料にも適用できることは言うまでもない。
【００１８】
モルタル材料１の吹き付け装置（以下、モルタル吹付け装置という）は、細骨材としての砂８および水１２ａを供給する骨材圧送機９と、この骨材圧送機９に接続されたエアコンプレッサー１０と、セメント１１と水１２ｂとを混合してなるセメントミルク１３を供給するセメントミルク供給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）１４と、ホース１５を介して圧送される前記砂８および水１２ａ、ホース１６を介して圧送される前記セメントミルク１３（１１，１２ｂ）を混合し、モルタル材料１として吐出する混合手段としての可搬式の混合装置１７と、混合して得られたモルタル材料１を吹き付けるためのモルタル材料吹付ノズル２０とより主としてなる。
【００１９】
更に、前記モルタル吹付け装置は、前記可搬式混合装置１７のモルタル吐出口１８に接続されたモルタル材料圧送用のホース１９を有し、このホース１９の先端に前記モルタル材料吹付ノズル２０が設けられている。また、砂８および水１２ａを圧送する前記ホース１５は、最大で４００ｍ程度の長さの連結ホースよりなり、この連結ホース１５は、２０ｍ程度の多数の短いホースが連結されてなる。また、砂８および水１２ａは、エアコンプレッサー１０から供給される圧縮エアによって骨材圧送機９の吐出口９ａから所定の吐出量で吐出される。
【００２０】
この発明は、モルタル材料１を構成する水１２ａ，１２ｂの一部１２ａを骨材圧送機９から供給される細骨材としての砂８に添加するとともに、前記水の一部１２ａが添加された前記砂８に界面活性剤（例えば、上述したポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を主成分とするもの）２１を添加するよう構成されたものである。この実施形態では、骨材１００重量部に対して、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を主成分とする界面活性剤を０．１０重量部の割合で添加している。
【００２１】
そして、上記ポンプ１４によって圧送されるセメントミルク１３（１１，１２ｂ）の供給量は、ポンプ１４が備える吐出量ゲージによって設定変更されるもので、事前にまたはリアルタイムで測定したホース１５内を圧送される砂８および水１２ａの圧送量に応じてポンプ１４によるセメントミルク１３（１１，１２ｂ）の吐出量を調整することで、砂８および水１２ａとセメントミルク１３（１１，１２ｂ）との配合比を任意に制御できるようになっている。
【００２２】
この発明で得られるモルタル材料１としては、
セメント１１：砂８：水１２ａ，１２ｂ＝１：４：０．４５〜０．６の配合比（重量比）を持ったものが好ましい。
モルタル材料１の具体的な配合量は、例えば、１バッチ当たりセメント１１（Ａ）５０Ｋｇ、砂８（Ｂ）２００Ｋｇに対して水１２ａ，１２ｂの総量を（Ｃ）２２．５〜３０リットル加える。
【００２３】
そして、この発明では、モルタル材料１を構成する水１２ａ，１２ｂのうち、骨材圧送機９側から水１２ａを、含水率が４〜７ｗｔ％、望ましくは５〜６ｗｔ％となるように砂８に添加し、残りの水１２ｂをセメント１１に添加する。この場合、セメント１１に添加する水１２ｂは、セメント１１に対して５０〜５５％程度の重量比にするのが好ましい。同時に、この発明では、前記界面活性剤２１を前記砂８に添加する。
【００２４】
而して、前記界面活性剤２１を砂８に添加するので、水１２ａを含む砂８の搬送抵抗力が低下するため、水分７，８ｗｔ％の砂８の場合と同等の搬送性を保ちつつも、砂８に添加する水１２ａを従来よりも減少させることができ、その分、セメントミルク１３に水分をまわせるため、セメントミルク１３の濃度を低下させることができる。よって、セメントミルク１３の搬送性を向上できる。
すなわち、砂８の含水比を従来法よりも２．０ｗｔ％程度低下させても前記界面活性剤２１の添加により砂８の搬送抵抗力が低下するので砂８とセメントミルク１３両方の搬送性を高い状態に保ことができる。
また、このことは別の観点から、セメントミルク１３の濃度を従来法と同等に設定すると、砂８に加える水１２ａを少なくすることによりモルタル材料１を構成する水（Ｗ）１２ａ，１２ｂとセメント（Ｃ）１１の比（Ｗ／Ｃ）を低く押さえることができるため、より高品質・高強度のモルタル材料１を提供することにも繋がるものである。
【００２５】
なお、この実施形態では、具体例として、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を主成分とする界面活性剤を用いた場合を示したが、この発明はこれに限るものではなく、界面活性剤の主成分の具体例として、オレイン酸ナトリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルの中から選ばれる１種又は２種以上から成るものを用いてもよく、さらに広く一般的には、この発明で用いる界面活性剤の主成分として、高級脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、樹脂酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩の中から選ばれる１種又は２種以上から成るものを適用できる。そして、この実施形態では、界面活性剤としてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を主成分とするものを用い、骨材１００重量部に対して、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテルとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を主成分とする界面活性剤を０．１０重量部の割合で添加した場合を示したが、界面活性剤の骨材１００重量部に対する添加の割合は、使用する主成分に応じて０．０１〜０．２０重量部の範囲内で適宜設定できる。
【００２６】
また、この発明のモルタルまたはコンクリート吹付け方法の実施形態として、法枠を取り上げたが、法枠以外のモルタルまたはコンクリート吹付けによる法面保護工法にも適用可能である。そして、法面保護工法以外でも、モルタルまたはコンクリートを吹付ける工法であれば広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一実施形態を示す全体構成説明図である。
【図２】上記実施形態における砂と水分量と充填の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１              モルタル材料
８              砂
９              骨材圧送機
１２ａ，１２ｂ  モルタル材料を構成する水
１２ａ          水の一部
１３            セメントミルク
１４            セメントミルク供給手段
２１            界面活性剤
【図１】
2005098087.tif 000006
【図２】
2005098087.tif 000007