JP7479766B2

JP7479766B2 - モルタル圧送用ホース及びモルタル圧送方法

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Publication number: JP7479766B2
Application number: JP2020141301A
Authority: JP
Inventors: 将志中村; 宏之福居; 拓巳成岡
Original assignee: Tigers Polymer Corp
Current assignee: Tigers Polymer Corp
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2024-05-09
Anticipated expiration: 2040-08-25
Also published as: JP2022037266A

Description

本発明は、モルタルを圧送する可撓性ホースに関する。また、本発明は、可撓性ホースを用いたモルタル圧送方法に関する。

ビルや高速道路、ダム等の土木／建築物の構築に、モルタルすなわちコンクリートモルタルが使用される。モルタルが型枠内に圧送されて、型枠内で所定の形状に固化し、建築物や土木構築物となる。モルタルの打設等に際し、モルタルを搬送（圧送）する必要があり、圧送経路の一部に可撓性ホースが用いられることがある。

可撓性ホースをモルタルの圧送経路に用いると、圧送経路の自由度が増して便利である。
特許文献１には、モルタル圧送用ホースにおいて、ホースの内周面側および外周面側にそれぞれ導線を螺旋状に埋入し、これら導線の導通状態を調べてホースの摩耗や破損を検知する技術が開示されており、当該モルタル圧送用ホースによれば、効率的にホースの摩耗や破損を検知できることが開示されている。

特開２０１０－１３８９９１号公報

ところで、近年、モルタルを利用した土木構築物／建築物の構築に、繊維を混ぜて補強した高強度モルタルを使用することがある。中でも、金属繊維、特に鋼繊維で補強したモルタルを使用することにより、固化したモルタルの強度を大幅に高めることができ、鉄筋を省略できたり、モルタル構造物を小断面化できたり、モルタルのひび割れを低減させたり、といったメリットが生ずる。

しかしながら、鋼繊維で補強したモルタルを使用すると、圧送する可撓性ホースの寿命が短くなりやすいことが判明した。発明者らの調査によれば、モルタルに鋼繊維が含まれていると、圧送時にモルタル中の鋼繊維がホース内周面に突き刺さってしまい、それがホースの寿命短縮に関わっていることが判明した。

本発明の目的は、モルタルに含まれる金属繊維がホース内周面に突き刺さりにくいモルタル圧送用ホースおよびモルタル圧送方法を提供することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、ホース内周面を特定の樹脂材料により構成すると、モルタル中の金属繊維の突き刺さりが抑制されることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、合成樹脂製のホース壁と、ホース壁に埋入された螺旋状補強体とを有するモルタル圧送用ホースであって、前記ホース壁のホース内周面が、シリコーン樹脂もしくはシリコーンオイルを含有する塩化ビニル樹脂組成物により構成されている、モルタル圧送用ホースである（第１発明）。

第１発明において、好ましくは、ホース壁が、ホース最内周に配置される内層を備える多層構造であり、内層を構成する塩化ビニル樹脂組成物のデュロＡ硬度が７０度以上９０度以下である（第２発明）。また、本発明は、第１発明または第２発明のモルタル圧送用ホースにより、金属繊維を含有するモルタルを圧送する、金属繊維を含有するモルタル圧送方法である（第３発明）。

本発明のモルタル圧送用ホース（第１発明）や本発明の金属繊維を含有するモルタル圧送方法（第３発明）によれば、モルタル中の鋼繊維の突き刺さりが抑制できる。さらに、第２発明のように、ホース壁を多層構造として内層の樹脂の硬度をデュロＡ（ＪＩＳＫ７２１５に基づき、加圧直後に測定）で７０度～９０度とすれば、鋼繊維の突き刺さりをより効果的に抑制できる。

第１実施形態のモルタル圧送用ホースの構造を示す一部断面図である。第２実施形態のモルタル圧送用ホースの構造を示す一部断面図である。

以下図面を参照しながら、鋼繊維を含有するモルタル圧送用ホースの実施形態について説明する。なお発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。

図１は、第１実施形態のモルタル圧送用ホース１の構造を示す一部断面図である。ホース中心軸より上側半分を断面図で示し、下側半分を外観図で示している。図２も同様である。モルタル圧送用ホース１は、合成樹脂製のホース壁１０と、ホース壁１０に埋入された螺旋状補強体１３とを有する。ホース壁１０は可撓性を有し、ホース１の可撓性に貢献する。

螺旋状補強体１３は、ホース壁を構成する樹脂材料よりも硬質な材料により構成され、ホース１を円筒状に維持するとともに、モルタル圧送時の内圧に耐える。螺旋状補強体１３は、例えばデュロＡ硬度で８５度以上の硬度を有する樹脂材料（例えば硬質塩化ビニル樹脂）や、金属線（例えば硬鋼線等）、樹脂被覆金属線（例えば塩ビ被覆鋼線等）などにより構成できる。螺旋状補強体１３は、１条の螺旋状に設けられていてもよいし、２条以上の螺旋状に設けられていてもよい。

螺旋状補強体１３がホース壁１０に埋入されることにより、螺旋状補強体１３とホース壁１０が強固に一体化され、ホースの耐圧性が高められる。埋入の形態は、本実施形態のように、螺旋状補強体１３の全体がホース壁１０に埋入されていることが好ましいが、それは必須ではない。後述する第２実施形態のように、螺旋状補強体の一部がホース壁に埋入される形態であってもよい。

ホース壁１０のホース内周面１０Ａが、シリコーン樹脂もしくはシリコーンオイルを含有する塩化ビニル樹脂組成物により構成されている。必須ではないが、本実施形態においては、ホース壁１０は、内層１１と外層１２を有する。すなわち、ホース壁１０が、ホース最内周に配置される内層１１を備える多層構造を有している。
なお、必須ではないが、ホース壁１０は略円筒状に形成されている。

ホース内周面１０Ａを構成する塩化ビニル樹脂組成物は、シリコーン樹脂もしくはシリコーンオイルを含有する。ここで、シリコーン樹脂とは、シリコーンゴムもしくはシリコーンレジンを含む。シリコーン樹脂は粉末状に、いわゆるシリコーンパウダー（シリコーンゴムパウダー、シリコーンレジンパウダー等）として含まれることが好ましい。シリコーン樹脂もしくはシリコーンオイルの好ましい配合量は塩化ビニル樹脂１００重量部に対し、３～３０重量部程度、より好ましくは、５～２０重量部程度である。シリコーン樹脂を含有する塩化ビニル樹脂組成物としては、例えば、信越ポリマー株式会社からＥＸＥＬＡＳＴシリーズの塩ビコンパウンドで品番ＳＥ－８５５として販売されている、シリコーンレジンパウダーを含有する塩化ビニル樹脂組成物などが例示される。

ホース内周面１０Ａを構成する塩化ビニル樹脂組成物、本実施形態においては内層１１を構成する塩化ビニル樹脂組成物の硬度は、デュロＡ硬度（ＪＩＳＫ７２１５に基づき、加圧直後に測定）で７０度以上９０度以下であることが好ましい。また、ホース壁１０が多層構造をとる場合には、内層１１が他の層（例えば外層１２）に比べ硬質であることが好ましい。

ホース内周面１０Ａを構成する塩化ビニル樹脂組成物には、必要に応じ、可塑剤や安定剤、充てん剤、老化防止剤などの添加剤を配合してもよい。

第１実施形態のモルタル圧送用ホース１は、従来公知のホース製造方法により製造できる。すなわち、可撓性条帯を螺旋状に捲回成型可能なホース成形軸を準備し、かかるホース成形軸に、ホース壁の内層１１、外層１２や螺旋状補強体１３となるべき材料を半溶融状態のテープ状・紐状に押出もしくは共押出して供給する。ホース成形軸上で、これら材料は互いに融着し、多層構造のホース壁１０が円筒状に形成され、螺旋状補強体１３がホース壁１０に埋入されて、モルタル圧送用ホース１が連続的に成型される。

第１実施形態のモルタル圧送用ホース１は、モルタルの搬送すなわち圧送に使用できる。特に、上記第１実施形態のモルタル圧送用ホース１は、金属繊維を含有するモルタルの圧送に適している。中でも、モルタルの補強効果が高い鋼繊維を含有するモルタルの圧送に適している。なお、モルタルに含有される金属繊維は鋼繊維に限定されず、鉄繊維やステンレス繊維、亜鉛繊維なども使用できる。

第１実施形態のモルタル圧送用ホース１の作用および効果について説明する。
第１実施形態のモルタル圧送用ホース１によれば、ホース内周面が、シリコーン樹脂もしくはシリコーンオイルを含有する塩化ビニル樹脂組成物により構成されているため、モルタル圧送時に、モルタルに含まれる金属繊維（特に鋼繊維）がホース内周面に突き刺さりにくくなる。

シリコーン樹脂もしくはシリコーンオイルの塩化ビニル樹脂組成物への配合により、なぜ、金属繊維の突き刺さりが抑制されるのかのメカニズムの詳細は不明であるが、ホース内周面１０Ａの滑り性が良くなり、これがモルタルに含まれる鋼繊維の突き刺さりの抑制に貢献するものと推測される。

モルタルを圧送する際に金属繊維がホース内周面に突き刺さってしまうと、突き刺さった金属繊維に他の金属繊維が絡み合うように堆積しやすくなる。その結果、モルタルを圧送する際の抵抗が大きくなり、ホースにより大きな圧送圧力が作用しやすくなる。圧送する圧力が高まると、ホースへの負荷が高くなり寿命が短くなる。
また、金属繊維がホース内周面に突き刺ささることにより、ホース内周面が削れて荒れやすくなり、ホースが摩耗しやすくなる。このように、金属繊維がホース内周面に突き刺さると、ホースの強度や耐久性が低下する傾向が生じやすいが、金属繊維の突き刺さりを抑制できれば強度や耐久性の劣化が抑制できる。

金属繊維がホース内周面に突き刺ささることをより効果的に抑制する観点からは、ホース壁が、ホース最内周に配置される内層を備える多層構造であり、内層を構成する塩化ビニル樹脂組成物のデュロＡ硬度（ＪＩＳＫ７２１５に基づき、加圧直後に測定）が７０度以上９０度以下であることが好ましい。内層をデュロＡ硬度で７０度以上９０度以下という、ホース壁の構成材料としては硬めの材料で構成することにより、金属繊維の突き刺さりを効果的に抑制できる。また、ホースを多層構造にすれば、内層以外の部分をより柔軟な樹脂材料にすることによって、ホースが剛直になってしまうことを予防しつつ、同時に、金属繊維の突き刺さりを効果的に抑制できる。

また、上記第１実施形態のモルタル圧送用ホースにより、金属繊維を含有するモルタルを圧送するようにすれば、モルタルに金属繊維、特に鋼繊維が含有されていても、ホース内周面への金属繊維の突き刺さりを抑制してモルタルが圧送できる。そして長期間にわたってホースでモルタルが圧送できる。

（実施例１）
図１に示した第１実施形態ホース１に対応する、実施例１のモルタル圧送用ホースを製造した。ホースの呼び径はφ５０ｍｍであり、内層の肉厚は３．５ｍｍ、外層の肉厚は４．５ｍｍ、螺旋状補強体は、ホースの径方向が４．２ｍｍ、中心軸方向が７．２ｍｍの矩形状断面であり、ピッチは１１ｍｍである。螺旋状補強体はデュロＡ硬度９０度の硬質塩化ビニル樹脂であり、ホース壁の外層はデュロＡ硬度６０度の軟質塩化ビニル樹脂であり、ホース壁の内層は、シリコーンパウダーを含有する軟質塩化ビニル樹脂（デュロＡ硬度８０度、信越ポリマー社製）である。

（比較例）
内層および外層を共にデュロＡ硬度６０度の軟質塩化ビニル樹脂組成物とした点をのぞいて、他の点は実施例１と同様にした比較例のモルタル圧送用ホースを製造した。

実施例１、比較例のホースを、それぞれ、鋼繊維を含むモルタルの圧送に用いた。比較例のホースでは、圧送開始後まもなく、モルタルの圧送が困難となり、ホース長さ１０ｍ程度で圧送が停止してしまった。比較例のホースでは、鋼繊維がホース内周面に突き刺さっていた。実施例１のホースでは、圧送開始後、モルタルの圧送が止まることなく、２０ｍのホース長さでもモルタルを圧送することができ、鋼繊維のホース内周面への突き刺さりが抑制されていることが確認できた。また、実施例１のホースではホース内周面の極端な摩耗の進行も確認されず、鋼繊維のホース内周面への突き刺さりが抑制されていることが確認できた。

発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、これら実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。

必須ではないが、モルタル圧送用ホース１は、ホース壁等に、補強繊維、補強糸や補強層、断熱層や耐摩耗層、摩耗検知線などを備えていてもよい。モルタルを圧送する場合には、補強繊維、補強糸や補強層のいずれかを備えていることが好ましい。

図２には、第２実施形態のモルタル圧送用ホース２を示す。本実施形態のモルタル圧送用ホース２では、螺旋状補強体２３がホース壁２０の外周部に半分程度埋入されている。このように、螺旋状補強体の埋入は、補強体全体がホース壁に埋入されている必要はなく、補強体とホース壁がしっかり一体化されるように、少なくとも補強体の内周側部分がホース壁に埋入されていればよい。

また、第２実施形態のモルタル圧送用ホース２では、ホース壁２０が単一の樹脂組成物により構成された単層のホース壁となっている。この場合にも、ホース壁２０のホース内周面が、シリコーン樹脂もしくはシリコーンオイルを含有する塩化ビニル樹脂組成物により構成されていれば、第１実施形態のホース１と同様に、ホース内周面への金属繊維の突き刺さりを抑制できる。

また、ホースの内周面は、実質的に平滑な円筒状であることが好ましく、ホース内周面には、ギャップや段差、突条、溝などが実質的に形成されていないことが好ましい。ホース内周面が平滑にされていると、金属繊維が突き刺さりにくい。

上記実施形態のモルタル圧送用ホースはモルタルの圧送に使用でき、金属繊維の突き刺さりが抑制できて産業上の利用価値が高い。

１モルタル圧送用ホース
１０ホース壁
１０Ａホース内周面
１１内層
１２外層
１３螺旋状補強体

Claims

合成樹脂製のホース壁と、ホース壁に埋入された螺旋状補強体とを有するモルタル圧送用ホースであって、
前記ホース壁のホース内周面が、シリコーン樹脂もしくはシリコーンオイルを含有する塩化ビニル樹脂組成物により構成されている、
モルタル圧送用ホース。
ホース壁が、ホース最内周に配置される内層を備える多層構造であり、
内層を構成する塩化ビニル樹脂組成物のデュロＡ硬度が７０度以上９０度以下である、
請求項１に記載のモルタル圧送用ホース。
請求項１または請求項２に記載のモルタル圧送用ホースにより、金属繊維を含有するモルタルを圧送する、金属繊維を含有するモルタル圧送方法。