JP5871882B2 - セメントミルク圧送装置及びセメント系混合物の吹付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、セメントミルクを圧送するセメントミルク圧送装置及びこれを用いるセメント系混合物の吹付け装置に関する。

従来のセメント系混合物（モルタルやコンクリート）の吹付け装置として、図３に示すように、セメント系混合物１を施工対象に吹き付けるための吹付けノズル２の手前に骨材３とセメントミルク４を混合するための混合装置５を設け、この混合装置５にまで骨材３とセメントミルク４を別々に圧送するように構成されたものがある（特許文献１参照）。この装置を用いた別圧送方式による吹付け工法は、水４ａとセメント４ｂと骨材３を混練した状態で圧送開始地点から吹付けノズルにまで圧送する一般的な吹付け工法に比べると、圧送途中での材料分離やそれによる強度低下を発生させること無く、セメント系混合物１を構成する材料３，４の長距離・高揚程圧送が可能になる等の利点を有している。

しかし、図３に示す吹付け装置を用いる場合、セメントミルク４の圧送開始地点よりも混合装置５が下方にあると、下向きに圧送されるセメントミルク４が重力の影響を受け、混合装置５に供給されるセメントミルク４の流量が過大となる恐れがある。すなわち、ホース６内を下向きに流れ、重力によって加速されたセメントミルク４が、ポンプ７による圧送速度をはるかに超えた流速で混合装置５に供給されると、混合装置５におけるセメントミルク４と骨材３との混合比率が許容範囲から大きく外れ、吹付け施工されたモルタル・コンクリート構造物の品質を確保することが困難となる。

具体的には、図３に示す吹付け装置を用いる場合、必要なセメントミルク４の流量は例えば約１０Ｌ／ｍｉｎであり、セメントミルク４の圧送に用いるホース６の内径が２５ｍｍのとき、必要なセメントミルク４の流速は約０．３４ｍ／ｓとなる。これに対して、例えばセメントミルク４がホース６内を鉛直下向きに流下する場合、９．８０６６５ｍ／ｓ² の重力加速度が加わるのであるから、粘性、空気抵抗等を考慮してもセメントミルク４の流速が０．３４ｍ／ｓを大きく上回ってしまうことは容易に理解される。

そこで、図４に示すように、例えば混合装置５の上流側に開閉弁（例えばボールバルブ）５１を設け、セメントミルク４が通る流路を絞ってセメントミルク４に対する重力の影響を打ち消し、セメントミルク４の流量が過大となるのを未然に防止することが考えられる。

特許第４８０４８８５号公報

しかし、図４に示すように開閉弁５１を設けた場合、この開閉弁５１にセメントノロが付着し、付着したノロが硬化し、硬化したノロが新たなノロの堆積を助長する、といった悪循環に陥り、堆積したノロはセメントミルク４の正常な流れを妨げ、やがては管内を閉塞させる障害物となる。すなわち、開閉弁５１を設けると、セメントノロの堆積を招来し、１時間以上の連続圧送が困難になるという構造的な欠陥を内包することになる。

本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、セメントミルクを下向きに好適に圧送することができるセメントミルク圧送装置及びセメント系混合物の吹付け装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るセメントミルク圧送装置は、セメントミルクをポンプで圧送するセメントミルク圧送装置であって、圧送される前記セメントミルクが可撓管内を通るようにし、かつ、前記可撓管を外側から押圧して該可撓管内の流路を狭める流量調整手段を具備し、前記流量調整手段は、上方を開放できるように構成してあり、 前記流量調整手段は、
上方が開放された状態で前記可撓管が上方側から載置される固定プレートと、
固定プレート上に立設された支持柱の上部に回動自在に支持されているとともに、前記可撓管を固定プレートに載置する際には、固定プレートの上方を開放するように回動される一方、固定プレートに載置されている前記可撓管を押圧する際には、固定プレートの上方を閉じるように回動される回動アームと、
回動アームに螺合する締付けねじが軸回りに回動しつつ上下動し、この締付けねじの上下動に伴って上下動するように構成されているとともに、固定プレート上に前記可撓管を載置した状態とし、固定プレートに対して近接させることにより、固定プレートとで前記可撓管を挟み込んで弾性変形させ、可撓管内の流路を狭める移動ブロックと、
固定プレート上に立設された固定柱の上部に挿抜自在に差し込まれ、前記可撓管を押圧する際には回動アームが当接するロック部材と、
固定プレートと移動ブロックとで前記可撓管を挟み込む際に前記可撓管が左右に逃げてしまうことを防止するため固定プレート上に立設された制止部材と、
移動ブロックが前記軸回りに回動することを抑止するため回動アームを上下に貫く状態で移動ブロックに取り付けられたスライドバーと
を備えている（請求項１）。

上記セメントミルク圧送装置において、前記流量調整手段は、前記可撓管を押圧する位置が可変となるように、前記可撓管と別体に設けられていてもよい（請求項２）。

一方、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装置は、モルタル又はコンクリートの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装置まで別々に圧送し、当該混合装置で混合されたセメント系混合物を前記吹付けノズルから施工対象に吹き付けるセメント系混合物の吹付け装置であって、請求項１または２に記載のセメントミルク圧送装置を用いてセメントミルクを前記混合装置に圧送する（請求項３）。

本願発明では、セメントミルクを下向きに好適に圧送することができるセメントミルク圧送装置及びセメント系混合物の吹付け装置が得られる。

すなわち、本願の各請求項に係る発明のセメントミルク圧送装置では、セメントミルクを下向きに圧送する場合であっても、流量調整手段により、セメントミルクの流量が過大とならないように調整することができ、ひいてはセメントミルクの下方向への圧送可能範囲の拡大を図ることも可能となる。

また、図４に示すようにセメントミルク４の流路中に開閉弁５１を設けた場合には、開閉弁５１の複雑な構造がセメントノロの堆積を惹起するというデメリットがあるが、本発明の流量調整手段を用いる場合には、セメントミルクの流路中に上記のような複雑な構造は形成されないので、セメントミルクを圧送する際にその流路中にセメントノロがすぐに堆積してしまい、セメントミルクの圧送に支障を来す、といった事態が生じることを防止することができる。

請求項２に係る発明のセメントミルク圧送装置では、流量調整手段によって可撓管を押圧する位置を経時的に適宜に変更することにより、可撓管の特定部位のみが押圧されて早期に劣化するといったことを確実に防止することができる。

本発明の一実施の形態に係るセメント系混合物の吹付け装置を用いた施工例を概略的に示す説明図である。 （Ａ）は、前記吹付け装置に用いる流量調整手段の構成を概略的に示す説明図、（Ｂ）は、ホースを全閉状態にしたときの前記流量調整手段の構成を概略的に示す説明図である。 従来のセメント系混合物の吹付け装置を用いた施工例を示す説明図である。 従来のセメント系混合物の吹付け装置の混合装置を示す説明図である。

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。

本実施の形態に係るセメント系混合物の吹付け装置は、図１に示すように、セメント系混合物（モルタルまたはコンクリート）１を吹付けノズル２から施工対象（例えば法面）に吹き付けて、施工対象にモルタルまたはコンクリートの構造物（例えば、法枠、法面保護層等）を築造するためのものであり、モルタルまたはコンクリートの骨材３とセメントミルク４を吹付けノズル２よりも上流側の近傍部に配置した可搬式の混合装置５まで別々に圧送し、混合装置５で混合したセメント系混合物１を吹付けノズル２に供給するように構成されている。

図１に示すように、骨材３は、エアコンプレッサー８が接続された骨材圧送機９に投入され、ホース１０を経て混合装置５に供給される。一方、セメントミルク４は、圧送用ポンプ（例えばスクイーズ式ポンプ、ピストン式ポンプ等）７において水４ａとセメント４ｂとを混合して生成され、ホース６を経て混合装置５に至る。そして、図１では、エアコンプレッサー８、骨材圧送機９、圧送用ポンプ７等の吹付機械群よりも下方に混合装置５を配した状態を模式的に示している。

そして、本実施形態では、混合装置５に供給されるセメントミルク４の流量が過大となることを防止するために、可撓管からなり内部をセメントミルク４が通るホース６の下流部を外側から押圧してホース６内の流路を狭める流量調整手段１１を設ける。なお、ポンプ７、ホース６及び流量調整手段１１によってセメントミルク圧送装置が構成されるのであり、本実施形態のセメント系混合物の吹付け装置は、このセメントミルク圧送装置を含むものである。

流量調整手段１１は、図２（Ａ）に示すように、固定プレート１２上にホース６を載置した状態とし、固定プレート１２に対して移動ブロック１３を近接させることにより、同図（Ｂ）に示すように固定プレート１２と移動ブロック１３とでホース６を挟み込んで弾性変形させ、ホース６内の流路を狭めるように構成されている。なお、固定プレート１２と移動ブロック１３とでホース６を挟み込む際にホース６が傷つかないように、クッション性のパッド１４を固定プレート１２、移動ブロック１３のくわえ面に各々取り付けてある。

すなわち、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ハンドル１５を回動操作すると、回動アーム１６に螺合する締付けねじ１７が軸回りに回動しつつ上下動し、この締付けねじ１７の上下動に伴って移動ブロック１３も上下動するように構成されている。なお、移動ブロック１３が軸回りに回動することは、回動アーム１６を上下に貫く状態で移動ブロック１３に取り付けられた２本のスライドバー１８によって抑止される。

図２（Ａ）に示すように、回動アーム１６は、固定プレート１２上に立設された支持柱１９の上部に回動自在に支持されており、ホース６を固定プレート１２上に載置する際には、例えば図２（Ａ）中において破線で示す開状態となるように回動アーム１６を回動させ、固定プレート１２の上方を開放すればよい。また、ホース６を押圧する際には、図２（Ａ）中において実線で示す閉状態となるように回動アーム１６を回動させ、固定プレート１２上に立設された固定柱２０の上部に挿抜自在なロック部材２１を差し込み、回動アーム１６がロック部材２１に当接して持ち上がらない状態となるようにする。

なお、固定プレート１２には、固定プレート１２と移動ブロック１３とでホース６を挟み込む際にホース６が左右に逃げてしまうことを確実に防止するための２本のロッド（制止部材）２２も立設されている。

ホース６に対して流量調整手段１１を設ける位置は、混合装置５の上流側直近の位置から上流側へ５ｍ（望ましくは２〜３ｍ）程度までの範囲とすることができる。そして、流量調整手段１１は、ホース６を押圧する位置が可変となるようにホース６と別体に設けられているので、流量調整手段１１によってホース６を押圧する位置を経時的に適宜に変更することにより、ホース６の特定部位のみが押圧されて早期に劣化するといったことを確実に防止することができる。

上記流量調整手段１１を用いれば、ハンドル１５を操作して移動ブロック１３を固定プレート１２に対して離間及び近接させることにより、ホース６内の流路を全開状態から全閉状態まで自在に調節することができる。従って、セメントミルク４を下向きに圧送する場合であっても、ホース６内を経て混合装置５に流れ込むセメントミルク４の流量が過大とならないように調整することができ、ひいては混合装置５にて骨材３とセメントミルク４とを適切な割合で混合して、吹付け施工されたモルタル・コンクリート構造物の品質を確保することができる。

また、図４に示すようにセメントミルク４の流路中に開閉弁５１を設けた場合には、開閉弁５１の複雑な構造がセメントノロの堆積を惹起するというデメリットがあるが、本実施形態の流量調整手段１１を用いる場合には、セメントミルク４の流路中に上記のような複雑な構造は形成されないので、セメントミルク４を圧送する際にセメントノロがすぐに堆積するということはない。実際に本実施形態の流量調整手段１１を用いて試験を行ったところ、従来は難しかった２時間半以上の連続圧送が可能となることが確認された。

しかも、本実施形態の流量調整手段１１を用いることにより、耐圧性能５．５ＭＰａのホース６を使用した場合には、吹付け機械群の設置場所（圧送開始点）より約２５０ｍ下方に至るまでの別圧送方式による吹付け施工が可能となり、施工可能範囲を大幅に拡大することができる。

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。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。

上記実施形態では流量調整手段１１を一つのみ用いているが、これにかぎらず、複数の流量調整手段１１によってホース６の複数箇所を押圧する（ホース６内の流路を狭める）ようにしてもよい。

図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す流量調整手段１１のスライドバー１８を１本のみとしてもよく、３本以上としてもよい。また、同図に示す流量調整手段１１のハンドル１５は、締付けねじ１７に一体化されていてもよいし、締付けねじ１７に着脱自在となっていてもよい。このように、流量調整手段１１の構成は種々に変形可能であり、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す流量調整手段１１は、一般的な万力に見られるねじ方式の締付機構を利用したものであるが、油圧方式、空圧方式、油圧・空圧併用方式、カム方式、ばね方式等の締付機構を利用したものでもよく、電力を利用するもの等であってもよい。

なお、上記変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。

１ セメント系混合物
２ 吹付けノズル
３ 骨材
４ セメントミルク
４ａ 水
４ｂ セメント
５ 混合装置
６ ホース（可撓管）
７ ポンプ
８ エアコンプレッサー
９ 骨材圧送機
１０ ホース
１１ 流量調整手段
１２ 固定プレート
１３ 移動ブロック
１４ パッド
１５ ハンドル
１６ 回動アーム
１７ 締付けねじ
１８ スライドバー
１９ 支持柱
２０ 固定柱
２１ ロック部材
２２ ロッド
５１ 開閉弁

Claims (3)

1. セメントミルクをポンプで圧送するセメントミルク圧送装置であって、圧送される前記セメントミルクが可撓管内を通るようにし、かつ、前記可撓管を外側から押圧して該可撓管内の流路を狭める流量調整手段を具備し、前記流量調整手段は、上方を開放できるように構成してあり、
   前記流量調整手段は、
   上方が開放された状態で前記可撓管が上方側から載置される固定プレートと、
   固定プレート上に立設された支持柱の上部に回動自在に支持されているとともに、前記可撓管を固定プレートに載置する際には、固定プレートの上方を開放するように回動される一方、固定プレートに載置されている前記可撓管を押圧する際には、固定プレートの上方を閉じるように回動される回動アームと、
   回動アームに螺合する締付けねじが軸回りに回動しつつ上下動し、この締付けねじの上下動に伴って上下動するように構成されているとともに、固定プレート上に前記可撓管を載置した状態とし、固定プレートに対して近接させることにより、固定プレートとで前記可撓管を挟み込んで弾性変形させ、可撓管内の流路を狭める移動ブロックと、
   固定プレート上に立設された固定柱の上部に挿抜自在に差し込まれ、前記可撓管を押圧する際には回動アームが当接するロック部材と、
   固定プレートと移動ブロックとで前記可撓管を挟み込む際に前記可撓管が左右に逃げてしまうことを防止するため固定プレート上に立設された制止部材と、
   移動ブロックが前記軸回りに回動することを抑止するため回動アームを上下に貫く状態で移動ブロックに取り付けられたスライドバーと
   を備えていることを特徴とするセメントミルク圧送装置。
2. 前記流量調整手段は、前記可撓管を押圧する位置が可変となるように、前記可撓管と別体に設けられている請求項１に記載のセメントミルク圧送装置。
3. モルタル又はコンクリートの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装置まで別々に圧送し、当該混合装置で混合されたセメント系混合物を前記吹付けノズルから施工対象に吹き付けるセメント系混合物の吹付け装置であって、請求項１または２に記載のセメントミルク圧送装置を用いてセメントミルクを前記混合装置に圧送することを特徴とするセメント系混合物の吹付け装置。