淺沼組技術研究報告 №30(2018)

３．増粘剤 1 液タイプの高性能 AE 減水剤を用いたコンクリートのポンプ機種が圧送性に及ぼす影響
Study on Influence of Type of Pumping Equipment for Pumpability of Concrete Using Air-entrainingand High-range Water Reducing Agent of Thickener Type河合 智寛＊1 新田 稔＊2 宇井 衞＊1 山﨑 順二＊3

要 旨
増粘剤 1 液タイプの高性能 AE 減水剤を用いた収縮低減型中・高流動コンクリート「SMOOTH FILLCRETE(スムースフィルクリート)」を開発し，一般財団法人 日本建築総合試験所（GBRC）による技術審査証明（GBRC 性能証明 第 15-20 号『スムースフィルクリート－収縮低減型中・高流動コンクリート－』，2016
年 2 月 4 日付）を取得した。実施工においてスムースフィルクリートを圧入施工した際，ポンプ機種や圧送状況（圧送速度，輸送管長など）の違いでフレッシュ性状や圧送性に差異が生じる可能性が示唆された。そこで，ポンプ機種の違いがスムースフィルクリートの性状および圧送性に及ぼす影響を調査する事を目的として実大圧送実験を実施した。
キーワード：ポンプ／圧送性／膨張材／ピストン式／スクイズ式／スランプフロー

１．はじめに２．２ 配管計画

当社で開発した増粘剤 1 液タイプの高性能 AE 減

ポンプ圧送実験の配管計画を図１に示す。実験に水剤を用いる収縮低減型中・高流動コンクリート使用したコンクリートポンプ車は，4t スクイズ式「SMOOTH FILLCRETE (スムースフィルクリーポンプ車 1 台（型式 PH65-18）および 8t ピストト)」について，このコンクリートを使用する施工ン式ポンプ車 1 台（型式 PY115A26B）を使用した。

事例が増えてきた。

圧送距離は，約 130m で行った。

しかし，実施工の現場において，スムースフィル実験で圧送したコンクリートは，ポンプ車ごとにクリートを圧入施工した際，ポンプ機種や圧送状況水結合材比（W/B）やスランプフローなどが異なる（圧送速度，輸送管長など）の違いで，フレッシュ4 種類のコンクリートで行った。前半の 4 台分は，性状や圧送性に差異が生じる可能性が示唆された。

8t ピストン式ポンプ車のブームを使用して，敷地そこで，ポンプ機種の違いがスムースフィルクリ内の仮設土間コンクリートの打込みに使用した。まートの性状および圧送性に及ぼす影響を調査する

た，後半の 4 台分は，配管の先端から空になった事を目的として実大圧送実験を実施した。

アジテータ車に直接コンクリートを投入し，WA を添加後，攪拌し再生砕石を場内に荷卸しした。

２．実験計画の概要

輸送管は，φ125A 管を使用し，輸送管同士のジョイント部には M 型ジョイントを用いた。

２．１ 実験の概要
ポンプ圧送の実大圧送実験は，2018 年 3 月 22日に行った。コンクリートの製造は，K 工場で行い

２．３ 使用材料および調合実験場所は技術研究所の敷地内で実施した。

実大圧送実験に用いた使用材料を表１に，コンクリートの調合を表２に示す。

*1 技術研究所*2 東京本店建築部品質管理室 兼 技術研究所
3-1*2 技術研究所 兼 大阪本店建築部品質管理室

淺沼組技術研究報告 №30(2018)

図１

図２

ポンプ圧送実験の配管計画図

圧送順序

図３ 実験のフロー

3-2

淺沼組技術研究報告 №30(2018)

ける 1 週および 4 週の供試体を採取し，膨張材を２．４ 圧送計画
コンクリートの圧送順序を図２に示す。K 工場か使用したコンクリートの長さ変化試験として，100ら実験場所までの運搬時間は概ね 60 分であり，ア×100×400mm の鋼製型枠を用いた供試体採取をジテータ車に積載するコンクリート量は4.5m3とそれぞれ荷卸し時と筒先において実施した。

した。なお，輸送管内のコンクリートの入替えに必要なコンクリート量は，約 1.6m3 である。今回の３．３ 管内圧力測定

実験ではコンクリートの圧送に先立ち，市販の先送ポンプ圧送の管内圧力の計測箇所は，図 1 に示すり潤滑材を使用し，さらに輸送管内をコンクリートように，φ125A 輸送管に 6 ヶ所の計測管を設けてで充填することを目的として，各調合のコンクリー測定を実施した。

トを毎回約2.0m3程度圧送した。これは輸送管内を調合条件ごとのコンクリートで確実に入替えることを意図しており，毎回2.0m3３．４ 化学分析試験
コンクリートに添加した混和剤の吸着率を，i) 現程度のコンクリートを圧送した後，次工程の実験開始とした。

場到着時(ポンプ圧送前)，ii) ポンプ圧送後および実験のフローを図３に示す。コンクリートの練上iii) ポンプ圧送を行っている時間一輪車内で静置しり直後，K 工場で試料を採取して工程検査を実施したコンクリートについて測定を行った。以下に，そた。その後，ポンプ圧送実験場所に運搬し，アジテの手順を示す。

ータ車が到着後，荷卸し試料の採取を行った。ポンプ圧送実験は，輸送管内のコンクリートの入替え後

表３

実験で要したポンプ車の総ストローク数を実験開始とし，アジテータ車のコンクリートが全て排出された時点で，筒先の試料の採取を行った。
圧送実験で要した各調合の総ストローク数を表３に示す。
圧送速度は，圧送開始直後は 15~20m3/h 程度（最小限の低速）とし，徐々に圧送速度を速くした。計

表４

ポンプ車の機種および仕様

表５

試験項目および試験方法

画では，同一圧送速度で圧送する量は，8t ピストン式ポンプ車で 8 ストローク，4t スクイズ式ポンプ車で 30 ストローク（15 回転）とし，4~5 段階で最高速度に達するように圧送した。コンクリート
圧送中は，圧送圧力をポンプ車の圧力計で確認し，管内圧力は計測管を図１に示す 6 ヶ所に設けて測定を実施した。ポンプ車の機種および仕様を表４に示す。
３．試験項目および試験方法
３．１ フレッシュコンクリート試験
フレッシュコンクリートの試験は，K 工場の練上り直後に行った工程検査の他に，ポンプ圧送における圧送前と圧送後として荷卸し時と筒先で試料採取を行い，試験を実施した。フレッシュコンクリー
トの試験項目および試験方法を表５に示す。
３．２ 硬化コンクリート試験
硬化コンクリートの試験は，圧縮強度の確認でφ100×200mm の簡易型枠を使用した標準養生にお3-3淺沼組技術研究報告 №30(2018)①②③

コンクリートを専用の容器に採取し，簡易加圧また，圧送前後の 50cm フロー到達時間，V ローろ過装置により液相を濾別した。

ト流下時間，L フロー初速度の関係を図５，図６お濾別した液相を 10 倍に希釈し塩酸により酸性よび図７に出荷時および圧送前後の空気量の関係にしたものを試料として，島津製作所製の全有を図８に示す。スランプフローは，ポンプ機種によ機炭素計(TOC-V CPN)により，濾液中の全有り圧送前後のフローが異なる傾向であった。4t ス

機炭素濃度を測定した。

クイズは，圧送によりスランプフローが小さくなり，使用した化学混和剤に含まれる有機炭素量を8t ピストンは圧送によりスランプフローが大きく別途測定し，濾液中の全有機炭素濃度から濾液なる傾向があった。なお、図８より空気量は，8t ピに含まれる化学混和剤量を算出した。

ストンでは圧送により，空気量が増える傾向が見られるが，4t スクイズでは大きな傾向は見られなか４．試験結果った。

４．１ 実験に用いたコンクリート条件
工場出荷から実験現場(荷卸し)までに要した時間
33-55-4tSを，図４に示す。

30-55-4tS

工場集荷から荷卸しまでの時間は，最初の 1 台目

30-55-4tS(SP)に段取り等による手間を理由に，やや時間がかかっ30-60-4tSているが，2 台目以降は，概ね 90 分以内に荷卸し33-55-8tPできた結果が得られている。

30-55-8tP
30-55-8tP(SP)４．２ フレッシュコンクリート試験

30-60-8tP

フレッシュコンクリート試験の結果一覧を表６020406080100

工場出荷から荷卸しまでの時間（分）に示す。
図４
表６

工場出荷から荷卸しまで要した時間

フレッシュコンクリート試験結果

3-4120140淺沼組技術研究報告 №30(2018)

104530-55-4tS
630-55-4tS(SP)30-60-4tS

433-55-8tP
30-55-8tP

2

Lフロー初速度（cm/s）

圧送後50cm到達時間（sec）

40835302520

圧送前

15圧送後

10530-60-8tP

000246810

圧送前50cmフロー到達時間（sec）

図５

圧送前後の 50cm フロー到達時間の関係

図７8720

61510

圧送前
圧送後

5空気量（%）

Vロート流下時間（sec）

25

各調合の L フロー初速度の関係

54出荷時

3圧送前

2

圧送後

100

図６

各調合の V ロート流下時間の関係

図８出荷時および圧送前後の空気量の関係

圧送前後の 50cm フロー到達時間と V ロート流下時間の関係は，いずれも圧送前よりも圧送後の方表７が，時間が早くなっていた。また，L フロー初速度では，圧送前よりも圧送後の初速度が大きくなる結果が得られた。
４．３ 硬化コンクリート
圧縮強度の試験結果を表７に示す。圧縮強度は，ポンプ機種による影響は見られなかったが，空気量の影響と考えられる圧送前後での圧縮強度の増減が見られた。
このため，フレッシュ時の試験値より得られた空気量から，σ28 圧縮強度を空気量により補正したσ28 補正圧縮強度を図９に示す。

その結果，全てのコンクリート調合において，圧縮強度の発現性には問題ないと考えられる試験結果が得られ，概ねポンプ機種による影響は見られないと考えられる。

3-5

圧縮強度試験の結果

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４．４ 管内圧力60

σ28補正圧縮強度（N/mm2）

4t スクイズ式および 8t ピストン式ポンプ車の実吐出量と水平管 1m 当りの管内圧力損失の関係を図１０に示す。図１０に示した実吐出量と水平管1m 当りの管内圧力損失の関係では，ポンプ機種が圧送性に及ぼす影響は見られなかった。

504030標準養生20

圧送前10圧送後

0４．５ 化学分析試験
化学混和剤の吸着率は、以下の式より算出を行った。

図９σ28 補正圧縮強度の試験結果

各コンクリート調合における，圧送前，圧送後並びに圧送後の時間まで静置した条件における吸着率の変化を図１１に示す。
各条件によって，ばらつきはあるが，全体的にはポンプ圧送をすることにより混和剤の吸着率は，圧送前および静置での経時変化と比較して，圧送後の吸着率が増加する傾向が見られる。今回の化学混和剤において吸着率が増加するということは，セメン

図１０

実吐出量と水平管 1m 当りの管内圧力損失の関係

ト粒子の分散性能が上がっていると考えられる。
５．まとめ
４．試験結果における各調合の V ロート流下時間の関係，L フロー初速度の関係および化学分析試験の吸着率の結果から，圧送前後に着目すると，図１２および図１３の結果が得られた。
ポンプ機種の違いによる圧送性に及ぼす影響を調べるために，圧送距離を 130m とした実大圧送実験を実施したが，各調合において，輸送管内でコンクリート閉塞は発生せずに良好な圧送性を示した。しかし，一方，50cm フロー到達時間，V ロート流下時間，L フロー初速度の結果を総合的に評価すると，図１２および図１３により，V4t スクイズ

ロート流下時間，L フロー初速度の関係から圧送後

図１１のコンクリートは，圧送前のコンクリートよりもセメント粒子の分散性が増加しており，比較的さらっとした流動性を保持し，圧送後においてフレッシュコンクリートの粘性が圧送圧力や圧送中の管内およびホッパでの再撹拌など何らかの作用もしくは3-68t ピストン各条件における吸着率の変化

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圧送後Vロート流下時間（sec）

2033-55-4tS

1530-55-4tS
30-55-4tS(SP)1030-60-4tS
33-55-8tP

530-55-8tP
30-55-8tP(SP)30-60-8tP005101520

圧送前Vロート流下時間（sec）

図１２

圧送前後の V ロート流下時間の関係

圧送後Lフロー初速度（cm/s）

504033-55-4tS
30-55-4tS

3030-55-4tS(SP)30-60-4tS

2033-55-8tP
30-55-8tP

1030-55-8tP(SP)30-60-8tP

001020304050

圧送前Lフロー初速度（cm/s）

図１３

圧送前後の L フロー初速度の関係

影響によって若干ではあるが低下する傾向が伺えた。

今後の課題として，実施工でも従来の流し込み施工の他に，圧入で施工される場面が多くなってきていることを鑑みると，調合・打設時期・施工条件によっては，必ずしもポンプ機種に限らず，別の要因が圧送性に影響を及ぼすとも考えられ，施工時における打設口（シャッターバルブ）の設置位置の検討（配筋との干渉など）や打設時期や条件（圧送速度および輸送管長）によっては，それに対応する調合修正などの検討が必要である。
今後も作業所ニーズに迅速に対応できるよう，調査および分析を継続して実施する所存である。

3-7[参考文献]
1) 河合智寛，山﨑順二，立松和彦：増粘剤 1 液タイプ高性能 AE 減水剤を用いた中流動コンクリートの物性に関する研究，日本建築学会学術講演梗概集（近畿），pp.1109，
2014.92) 河合智寛，新田稔，山﨑順二，福島和将：増粘剤 1 液
タイプ高性能 AE 減水剤を用いたコンクリートのポンプ機種が圧送性に及ぼす影響，その 1 実験の概要 1，日本建築学会学術講演梗概集（東北），pp.1209，2018.9
3) 新田稔，河合智寛，山﨑順二，福島和将：増粘剤 1 液
タイプ高性能 AE 減水剤を用いたコンクリートのポンプ機種が圧送性に及ぼす影響，その 2 実験の概要 2 およびフレッシュコンクリートの性状，日本建築学会学術講演
梗概集（東北），pp.1210，2018.9