ベント管とテーパ管の位置の違いがコンクリートの圧送性に及ぼす影響
その１２ ひずみ測定によるベント管の管内圧力と軸方向応力の状況○ 中村 瑞士*1
岩清水 隆*3
山田
藍*3

正会員
同
同
ポンプ
輸送管ひずみコンクリート
管内圧力

同
同
同

芳幹*2
成春*4
順二*5

木村
中村
山﨑

ベント管
軸方向応力

１．まえがきた。これは、ベント管では遠心力が作用し、輸送管を外

本報では、輸送管表面のひずみから管内圧力と軸方向側に扁平させる力が作用したことによると考えられる。

応力を推定し、ベント管内の圧送状況を考察する。管内

しかし、本年度の実験と 2016 年度および 2015 年度の実

圧力と軸方向応力の推定式は文献 1)を参照されたい。

験 1､2)の一部では、管内圧力は上下側で高くなり、左右(内２．ベント管内の管内圧力と軸方向応力波形外)側で低くなる傾向が認められた。

図１に、ベント管およびその前後の直管における管内圧

文献 3)によると、ベント管では、輸送管の軸方向の流速力と軸方向応力の波形の状況の一例を示す。同図による(一次流れ)は外側で早くなり、これに加えて周方向に二次と、ベント管前の直管の測点 S2 において、既に右(外)側流れが生じるといわれている。なお、この場合の二次流の管内圧力や軸方向応力がその他の断面位置より大きくれは、輸送管外側から上下方向に生じていると考えられなっていることが分かる。ベント菅内の管内圧力は上下る。また、このような複雑な流れはベント管直前の直管側で高く、軸方向応力は右側で高い。左(内)側では圧縮側からベント管直後の直管まで生じるが、それ以外の直管で推移している。ベント管後の直管 S5 では再び左右側のでは二次流れは降伏値で拘束され生じない 3) といわれる。

管内圧力が高く、軸方向応力は左側で小さい。このよう

このことから、一次流れの流速分布や二次流れの状況に、ベント管前後では、圧送距離 2m 程度の間に、管内圧は、フレッシュコンクリートの性状に加え、骨材の粒形力や軸方向応力の断面位置における大小関係が大きく変や輸送管内での偏在状況によっても異なると考えられ、化していることから、非常に複雑な状況でコンクリート同一材料･調合のコンクリートを圧送しても、ベント菅断が圧送されているといえる。

面位置による管内圧力の大きさ

３．ベント管内の管内圧力と軸方向応力の大小関係は一概に定まらない

図 2 に、呼び強度 30 でスランプが 18~21cm の実験におと考えられる。

ける高速時の圧送について、ベント管とその前後の圧送つぎに、ベント管とその前後距離と管内圧力との関係を示す。同図によると、2015 年の直管の管内圧力と軸方向応力2)までの実験 の多くでは、ベント管内の管内圧力は、左右について、圧送距離との関係の側(内外側)で高くなり、上下側で低くなる傾向が認められ一例を図 3、4 に示す。同図は、
S4S2管内圧力(N/mm 2 )右S3左上右左上下右左上下444333322221111000S2

12:40:30

12:40:35
右左S3-112:40:30

上下12:40:35
右左下12:40:35
右左12:40:30
上下30

20202020

101010100000-10-10-10-10

12:40:30

12:40:35

図１S312:40:30

12:40:35

S4-20
12:40:30

12:40:35

12:40:35
右30-20

下S530

S2

上-130

-20

左0S4-112:40:30

上S5
右4-1

軸方向応力(N/mm 2 )下

左下S5-20
12:40:30

12:40:40
上12:40:35

12:40:40

ベント管および前後の直管の管内圧力および軸方向応力の状況の一例(06⑧30-15B)

Influence of Changing Installation Location of Bent Pipe and Taper Pipe on Pumpability of Concrete.
Part 12 .State of Pressure and Axial Stress of Bent Pipe by Strain Measurement.
NAKAMURA Mizuo, KIMURA Yoshimoto, IWASHIMIZU Takashi, NAKAMURA Shigeharu,
YAMADA Ai and YAMASAKI Junji36008②30-21-SP_B
26283032
圧送距離(m)2016⑤30-21-SPR
2034(a)08②30-21BT

22125Aベント管

2426
圧送距離(m)1214125Aベント管
1618
圧送距離(m)(c)①30-18-N(2014 年)

3.098100
圧送距離(m)102

420-2 2015
①8P30-21A-422125Aベント管

2426
圧送距離(m)2
10-128

2015①8P30-21A
94

96

1.5
1.0

119
121
圧送距離(m)123(b3)⑤30-21-SPR(2016 年)

10210125Aベント管-198100
圧送距離(m)102

2015①8P30-21A
115

117

100Aベント

119
121
圧送距離(m)123(d3)①8P30-21A(2015 年)

1583.760.8
20.2

01⑥24-18B(m3 /h)117

100Aベント

65.0m 3/3

1583.760.8
20.2

01⑥24-18B

2016⑤30-21-SPR
115(d1)①8P30-21A(2015 年)(d2)①8P30-21A(2015 年)
図２ 圧送距離と管内圧力との関係

2.52.0-165.0m 3/h620200365.0m 3/h

軸方向応力(N/mm2 )-4 2014①30-18N-8961125Aベント管(b2)⑤30-21-SPR(2016 年)
管内圧力(N/mm 2)

管内圧力(N/mm 2)0

2016⑤30-21-SPR
942

484028108

1-1(b1)⑤30-21-SPR(2016 年)

59.0m 3/管内圧力(N/mm 2)

0-2

12

管内圧力(N/mm2 )266.6m 3/2

管内圧力(N/mm 2)14

軸方向応力(N/mm2 )266.6m 3/
管内圧力(N/mm 2)3-1

366.6m 3/h
管内圧力(N/mm 2)

管内圧力(N/mm 2)81.0m 3/h

管内圧力(N/mm 2)4(m3 /h)50.5S1S3S512S2S4S6963
配管：B ､BT､BTn00.02527293133350252729

圧送距離(m)

図 3 ベント管付近の管内圧力(断面平均値：実験記号：1-⑧24-18B)

31330.0351.01.52.02.53.03.52

管内圧力(N/mm )圧送距離(m)

図 4 ベント管付近の軸方向応力（断面平均値：実験記号：1-⑧24-18B)

0.5

図 5 管内圧力と軸方向応力の関係

実験記号 1-⑧-24-18B の圧送速度 3 段階について、輸送管記号(B、BT、BTn)のすべての実験について示したもので4 断面の平均値で示したものである。同図より、ベント管ある。同図によると、管内圧力と軸方向応力との関係に内では管内圧力が前後よりも低い値で推移しており、圧は高い相関が認められ、調合にかかわらずその関係はほ送速度が速くなるほど低下量が大きいことが分かる。こぼ一定である。ベント管内の測点 S3、S4 における一次回れは、ベント管内では圧送速度(流速)が外側で早くなるこ

帰式の傾きは、測点 S1、S2 の約 1.3 倍であり、ベント管とで管内圧力が減少する現象(ベルヌーイの定理)によるこ

内では管内圧力に対する軸方向応力、つまり輸送管へのとが示唆される。またその傾向は、圧送速度が早いほど抵抗は直管よりも大きいといえる。

顕著であるといえる。なお、この傾向は、過去の実験

1､2)を含め、本実験のベント管を用いた配管(記号：B、BT、BTn)のいずれの実験でも認められた。
一方、軸方向応力は、全般に前後の直管よりもベント管およびその直後でやや大きくなる傾向が認められた。

４．まとめ
ベント菅内では二次流れの発生により複雑な圧送状況となり、同一調合のコンクリートでも輸送管断面内の管内圧力や軸方向応力の生じ方が異なることがある。
【参考文献】

圧力と軸方向応力との関係を図 5 に示す。同図は、配管

1)その 3 による
2)その 3 による3)渡辺健治,森博嗣,谷川恭雄：フレッシュコンクリートの変形管
内流動シミュレーション,コンクリート工学年次論文報告集,Vol14,No.1,pp.421~426,1992.6*1 (株)サンゼン*2 (株)コンステック*3 (株)竹中工務店*4 大阪工業大学*5 (株)淺沼組

*1 Sanzen Co.,Ltd*2 Constec Engi, Co.
*3 Takenaka Corporation*4 Osaka Institute of Technology*5 Asanuma Corporation

ベント管前の直管の測点(S1、S2)、ベント管内の測点(S3、S4)、ベント管後の直管の測点(S5、S6)における管内