吹き付け装置及びコンクリート用補修材の吹き付け工法
【課題】コンクリート構造物の比較的小規模な補修を行なうのに適した機動性に優れる吹き付け装置と、これを用いたコンクリート用補修材の吹き付け工法を提供する。
【解決手段】吹き付け装置Ｍは、材料タンク１、接続具１０、ノズル５を装着したホース４、エアコンプレッサー等の加圧空気供給装置２０から構成され、材料タンク１内に収納した補修材Ｓ上面に可撓性部材から成る円板状の中蓋６を配置する。中蓋６には中心から周縁部に向かう半径方向のスリットを形成する。補修材を材料タンク１内へ投入し、蓋部１Ｂで密閉したのち、加圧空気供給装置２０から加圧空気導入口２と加圧空気受入口１３ａとに加圧空気を供給する。補修材Ｓは、上部空気配管Ｐ１を通じ作用する加圧空気の圧力により接続具１０内へ押し出され、下部空気配管Ｐ２を通じて作用する加圧空気の圧力により、ホース４先端のノズル５から霧状に噴出して、目標施工面へ吹き付けられる。
【解決手段】吹き付け装置Ｍは、材料タンク１、接続具１０、ノズル５を装着したホース４、エアコンプレッサー等の加圧空気供給装置２０から構成され、材料タンク１内に収納した補修材Ｓ上面に可撓性部材から成る円板状の中蓋６を配置する。中蓋６には中心から周縁部に向かう半径方向のスリットを形成する。補修材を材料タンク１内へ投入し、蓋部１Ｂで密閉したのち、加圧空気供給装置２０から加圧空気導入口２と加圧空気受入口１３ａとに加圧空気を供給する。補修材Ｓは、上部空気配管Ｐ１を通じ作用する加圧空気の圧力により接続具１０内へ押し出され、下部空気配管Ｐ２を通じて作用する加圧空気の圧力により、ホース４先端のノズル５から霧状に噴出して、目標施工面へ吹き付けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の比較的小規模な補修を行なうのに適した機動性に優れる吹き付け装置、及び、これを用いたコンクリート用補修材の吹き付け工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高架橋、鉄道橋、道路橋等のコンクリート構造物において、様々な要因によりコンクリートの一部が劣化し、場合によっては表面部分が剥落する問題が知られている。このようなコンクリートの劣化部分を補修するには、通常、こてを用いて補修材料を劣化部分に適用する左官工法による断面修復やモルタル材料の吹き付けによる断面修復が実施される。
【０００３】
断面修復を行なう施工面積が大規模である場合は、足場を組み、圧送ポンプと圧送ホースとでモルタルを施工現場まで搬送し、エアコンプレッサーから送給する圧縮空気を用いて、モルタルをスプレーガンにより補修面に吹き付ける工法が採用される。しかし、施工面積が中規模あるいは小規模の場合や、施工個所が点在する場合には、上記大規模工事の工法は不経済である。そこで、概ね施工面積が４ｍ２以下の断面修復に適したコンクリート用補修材の吹き付け装置及び工法が、特許文献１で提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載のコンクリート用補修材吹き付け装置は、一端にノズルを備える筒状体に補修用モルタル材料を充填し、他端から押出手段で加圧することによりモルタル材料をノズルから押し出すと同時に、ノズルに接続した空気管を通じてエアコンプレッサーから送給される圧縮空気でモルタル材料を噴出させ、目標の修復個所に吹き付けるというものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１６０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される補修材吹き付け装置は、モルタル材料を充填した重量のある筒状体を、作業員が保持した状態で吹き付け施工を行なうものである。そのため、作業員の負担が大きく、また、補修材を的確な位置に吹き付けるのに習熟が必要である。筒状体の寸法及びモルタル充填時の総重量は、作業員が一人で保持できる程度（約４〜５ｋｇ）に制限される。具体的には、筒状体の内径６０ｍｍ長さ４００〜５００ｍｍであり、モルタル材料の充填可能量は約１．１〜１．４リットルである。従って、一回の補修作業で吹き付け可能なモルタル量は比較的少ないから、所要の補修作業を完了するまでに、モルタル材料を筒状体内へ充填する作業を複数回反復しなくてはならない場合が多く、作業能率が良くないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するため、作業者への負担が少なく、一回の作業で吹き付け可能な補修材量を多くすることができ、その上、小・中規模の補修作業に好適な機動性を発揮し得るコンクリート用補修材の吹き付け装置及び吹き付け工法を提供する。本発明に係る吹き付け装置の特徴とするところは、請求項１に記載する如く、上部に加圧空気導入口を有し下部に材料吐出口を有する材料タンクと、材料タンクの材料吐出口に連接され途中に加圧空気受入口を有する接続具と、基端部が接続具の材料送出口に接続され先端部にノズルが装着されたホースと、材料タンクの加圧空気導入口及び接続具の加圧空気受入口それぞれに加圧空気を送給する加圧空気供給装置とから構成したことである。
【０００８】
本発明で使用する材料タンクは、鋼鉄・ステンレス鋼・アルミニウム・強化プラスチック等の適度の剛性を有する材質で製作され、所定の内圧（０．５ＭＰａ以上。好ましくは１．０ＭＰａ以上程度）に耐えうる耐圧性能を備えるものとする。また自立可能とするため、スタンド等の適当な支持手段を付属させることが望ましい。タンク容量は、特に限定されるものではなく、施工態様に応じて適宜決定すればよい。通常は１５〜２０リットルの範囲とする。加圧空気供給装置は、エアコンプレッサーが代表的であり、その能力は、空気吐出量が毎分４００リットル以上、最高使用圧力０．７ＭＰａ以上であればよい。
【０００９】
材料タンクとホースとを繋ぐ接続具については、請求項２に記載する如く、材料タンクの材料吐出口に連接される一次側管部と、ホースが接続され材料送出口を含む二次側管部と、加圧空気受入口を含む空気供給管部とから成り、一次側管部に対し二次側管部が９０度以下の角度で折曲するように形成され、空気供給管部が二次側管部に対し同軸に接続されている形態とすることが望ましい。
【００１０】
また、請求項３に記載する如く、加圧空気供給装置と材料タンクの加圧空気導入口とを連絡する配管の途中、及び、加圧空気供給装置と接続具の加圧空気受入口とを連絡する配管の途中に、空気圧を調節するレギュレータを設けることが望ましい。
【００１１】
なお、請求項４に記載する如く、材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面を、下方へ向かって縮径する円錐形に形成した場合は、可撓性部材により円板状に製作され半径方向のスリットが形成された中蓋を、材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に配置することが望ましい。この中蓋は、タンク内部の補修材を押し出すピストンとして機能するもので、厚さは２〜５ｍｍ、好ましくは３ｍｍであり、例えば天然ゴム（ＮＲＢ）又は合成ゴムで製作される。
【００１２】
本発明が採用するコンクリート用補修材の吹き付け工法の特徴とするところは、請求項５に記載する如く、上部に加圧空気導入口を有し下部に材料吐出口を有する材料タンク内にコンクリート用の補修材を収納し、加圧空気導入口から材料タンク内へ加圧空気を供給することにより、補修材を、材料タンク内から材料吐出口に連接した接続具を介して、ホース内へ押し出すと同時に、押し出された補修材に加圧空気を作用させて、補修材をホース先端から目標物へ向かって吹き付けることである。
【００１３】
前記工法において、請求項６に記載の如く、材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面が下方へ向かって縮径する円錐形に形成される場合は、材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に、可撓性部材により円板状に製作され半径方向のスリットを形成した中蓋を配置し、加圧空気導入口から材料タンク内へ供給した加圧空気により中蓋を介して補修材を材料タンク内から押し出すにあたり、材料タンクにおける内表面が円錐形の部分を中蓋が下降するときは、内表面の縮径に合わせて中蓋におけるスリットを挟む部分を重合させることにより、中蓋を円錐形に変形させる態様を採用するとよい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の本発明に係る吹き付け装置、及び、請求項５に記載する吹き付け工法は、材料タンクに収納した補修材を、タンク上部の加圧空気導入口から供給する加圧空気により、接続具を介しホース内へ押し出すと同時に、押し出された補修材に接続具の加圧空気受入口を通じて加圧空気を作用させることにより、ホース先端のノズルから補修材を吹き出させるものである。
本発明では、補修材を収納するタンク部分とノズル部分とを、接続具を介しホースで接続する構造としたので、作業員は軽量なノズル部分だけを保持すればよい。従って、作業員に対する肉体的な負担が少なくなる。また熟練を要せずとも、補修材を施工面の目標位置へ吹き付けるのが容易になるから、的確な断面修復作業を実施できる。
材料タンクをノズルと分離したことにより、材料タンクを据え置き型に出来るから、タンク容量を大きくすることが可能である。従って、所定の施工面積を補修するにあたり、補修材の充填回数を少なくでき、あるいは補修材の補充作業を不要にできるので、作業能率が向上する。
接続具に加圧空気受入口を設け、ホース内の補修材に加圧空気を作用させる構造としたので、ホース内の補修材を押し出してほとんど残存させることがない。
加圧空気を用いて、補修材を材料タンクからホースへ押し出す構造としたので、動力源としてはエアコンプレッサー等の加圧空気供給装置だけを準備すればよく、補修材の圧送ポンプが不要であるから、構成が簡単である。なお、エンジン式のエアコンプレッサーを使用すれば、電源も不要にできる。
材料タンクと加圧空気供給装置との連絡は耐圧チューブ等の変形可能な部材でなされるから、材料タンク及び加圧空気供給装置をそれぞれ別個に適当個所へ設置することが可能である。従って、材料タンクを補修現場近くに設置して、材料タンクとノズルとを連絡するホースの長さを短く（１〜２ｍ程度）することができる。これにより、ホース洗浄の手間を軽減できる。
さらに、補修現場近くには材料タンクだけを設置すればよいから、補修個所が点在するときには、材料タンクだけを移動させればよいので、優れた機動性を発揮する。
【００１５】
請求項２に記載する如く、接続具の二次側管部を、一次側管部に対し９０度以下の角度で折曲するよう形成すると共に、空気供給管部を二次側部分に対し同軸に接続することにより、補修材が空気供給管部を通過しない構造となるので、空気供給管部の目詰まりが完全に防止される。また、二次側管部を、一次側管部に対し９０度以下の角度で折曲したから、二次側管部の先端が水平方向又は水平方向より上を向くこととなり、ホースの有効長を増加できる。
【００１６】
請求項３に記載する如く、加圧空気供給装置と材料タンクの加圧空気導入口とを連絡する配管の途中、及び、加圧空気供給装置と接続具の加圧空気受入口とを連絡する配管の途中にレギュレータを設けることにより、加圧空気供給装置が圧力変動したり、補修材の軟らかさが増減したりした場合でも、これらの影響を排除して、補修材の吐出状態を安定させることができる。また、加圧空気供給装置の供給圧力が大きい場合、そのままでは補修材の吹き付け圧力が強く吐出速度が大きくなりすぎるが、レギュレータによって、これを適度な作用圧力まで低減し、補修作業の内容に適した吐出速度に調整することが可能である。
【００１７】
請求項４に記載する如く、材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面が下方へ向かって縮径する円錐形に形成された場合において、可撓性部材により円板状に製作された中蓋を材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に配置することにより、材料タンクに作用させた加圧空気の押圧力を、中蓋を介して、補修材に均一に作用させることができる。このため、補修材の吐出状態が安定する。
加圧空気を材料タンクに作用させて補修材を押し出すのに合わせて、中蓋もタンク内を下降する。そして、中蓋には半径方向のスリットを形成したから、請求項６に記載する如く、中蓋は、タンクの円錐形部分を下降するとき、内表面の縮径に合わせてスリットを挟む部分が重合し、円錐形に変形する。その結果、中蓋による補修材の押し出しが確実になり、補修材のタンク残量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に本発明に係る吹き付け装置Ｍの概略構成を示す。この吹き付け装置Ｍは、セメントモルタル等のコンクリート用補修材Ｓを修復の必要な個所へ吹き付けるためのものであって、補修材Ｓを収納する材料タンク１、材料タンク１下部の材料吐出口３に連接される接続具１０、基端部が接続具１０の材料送出口１２ａに接続され先端部にノズル５を装着したホース４、材料タンク１及び接続具１０それぞれに加圧空気を送給するエアコンプレッサー等の加圧空気供給装置２０から構成される。材料タンク１内に収納した補修材Ｓの上面には、ゴム等の可撓性部材により製作された薄い円板状の中蓋６が配置される。中蓋６には、中心から周縁部に向かう半径方向のスリットを形成してある。
【００１９】
図２に示す如く、材料タンク１は、本体部１Ａと、本体部１Ａの上部開口を開閉可能に閉止する蓋部１Ｂとから構成され、本体部１Ａは、円筒状の円筒部ａ１と、下方へ向かって縮径する円錐形状の円錐部ａ２とから成っている。蓋部１Ｂには、加圧空気を導入するための加圧空気導入口２が設けられ、この加圧空気導入口２に、加圧空気供給装置２０と連絡する上部空気配管Ｐ１が接続される。上部空気配管Ｐ１の途中には、空気圧を調節するためのレギュレータＲ１，ストップ弁Ｖ１，開放弁Ｖ２、及びリリーフ弁Ｖ３が設けられ、さらにレギュレータＲ１と、開放弁Ｖ２の一次側とには、圧力ゲージＧ１，Ｇ２が取り付けられる。
【００２０】
材料タンク１の本体部１Ａ（円錐部ａ２）の下端には、補修材Ｓを送り出す材料吐出口３が形成され、材料吐出口３に接続具１０が連接される。接続具１０は、材料吐出口３に接続される一次側管部１１と、一次側管部１１に対しほぼ直角に折曲形成した二次側管部１２と、二次側管部１２に対し同軸に接続した空気供給管部１３とから成る。本例では、一次側管部１１と二次側管部１２との接続部分Ｑを、円弧状に湾曲する形態とした。なお一次側管部１１と二次側管部１２とのなす角度は、９０度より小さくてもよい。一次側管部１１の途中には、ボールバルブ等の開閉弁Ｖ４が設けられ、必要に応じてレバー１４を操作することにより、材料タンク１から接続具１０内への補修材の流入を制御することができる。また空気供給管部１３の加圧空気受入口１３ａにも、レバー１５で必要に応じ管路を開閉操作するためのストップ弁Ｖ５が設けられる。二次側管部１２の材料送出口１２ａにはホース４が接続される。空気供給管部１３の加圧空気受入口１３ａには、加圧空気供給装置２０と連絡する下部空気配管Ｐ２が接続される。下部空気配管Ｐ２の途中には、圧力ゲージＧ３を備えた空気圧調整用のレギュレータＲ２が設けられる。また、二次側管部１２と、空気供給管部１３とを分割可能とすれば、内部の清掃を簡単にすることができる。
【００２１】
材料タンク１における本体部１Ａと蓋部１Ｂとの間には、蓋部１Ｂを本体部１Ａに対し気密的に固定するための締結手段７が設けられる。この締結手段７は、例えば図３（Ａ）（Ｂ）に示すような構造が考えられる。ロッド７ａの一端部を本体部１Ａのブラケット８にピン７ｂで回動自在に枢支し、他端部にハンドル７ｃと、ロッド７ａに螺子嵌合させたストッパー７ｄとを設ける。また本体部１Ａ及び蓋部１Ｂそれぞれには、接合部に臨んでフランジｆ１，ｆ２が設けられる。蓋部１Ｂを取り外し可能とする時には、図３（Ａ）に示す如く、締結手段７のロッド７ａが、ピン７ｂから下方へ垂れ下がった状態とする。蓋部１Ｂを本体部１Ａへ固定する時には、図３（Ｂ）に示すように、ロッド７ａを上方へ起立回動させて、蓋部１Ｂに設けた受け部９内に挿入したのち、ハンドル７ｃを回転操作することにより、ストッパー７ｄを受け部９上面に押しつける。これにより、本体部１Ａと蓋部１Ｂは、フランジｆ１，ｆ２どうしが圧接されて、気密的に接合される。
【００２２】
接続具１０の二次側管部１２に接続したホース４の先端に装着されるノズル５は、例えば図５に示すように、先細り状のノズル本体部５ａを、袋ナット５ｂとアタッチメント５ｃとを用いてホース４先端部に固定する構造が考えられる。ノズル本体部５ａは、合成樹脂で製作され、先端部の口径は５〜１０ｍｍ程度とする。但し、これら材質や数値は、使用する吹き付け材料の状態や物性に合わせて適宜変更が可能である。
【００２３】
前記の如く構成された本発明に係る吹き付け装置Ｍによるコンクリート用補修材の吹き付け工法は、以下の如く実施される。
（前処理工程）
コンクリート構造物における断面修復が必要な個所へ補修材を吹き付け施工するに先立ち、ハツリ作業を行なってコンクリートの劣化部分・不良部分を除去する。しかる後、必要に応じ、プライマーをスプレー、ローラ、ブラシ等により塗布する。さらに修復個所に鉄筋が露出している場合は、浮き錆や汚れを除去したのち、防錆剤処理を施すことが望ましい。
【００２４】
（補修材の調整）
次に、補修材を水と混練する。補修材の軟らかさは、施工時の気温や施工面の状態に基づき設定する。通常は、ミニスランプ値（ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」６．２スランプ試験による）が概ね３０〜１００ｍｍの範囲内で用いるのが好ましい。
【００２５】
（吹き付け装置の準備）
水と混練した補修材Ｓを、材料タンク１内へ投入し、その上面に中蓋６を配置した後、蓋部１Ｂで密閉する。この材料タンク１を、施工現場付近の適当個所に設置し、蓋部１Ｂの加圧空気導入口２と、接続具１０の加圧空気受入口１３ａとに、空気配管Ｐ１，Ｐ２を接続する。また、接続具１０の材料送出口１２ａにホース４を接続する。
【００２６】
（吹き付け作業）
上部空気配管Ｐ１のストップ弁Ｖ１、並びに、接続具１０の開閉弁Ｖ４及びストップ弁Ｖ５を閉じた状態で、エアコンプレッサー等の加圧空気供給装置２０を起動させ、加圧空気を材料タンク１及び接続具１０へ供給する。加圧空気の作用圧力はレギュレータＲ１，Ｒ２により設定することができ、実用的には０．３〜０．４ＭＰａの範囲とする。但し、接続具１０側のレギュレータＲ２の圧力値を、蓋部１Ｂ側のレギュレータＲ１の圧力値より低くならないように設定した方が、結果が良好になる傾向が見られる。圧力の設定が終了したら、上部空気配管Ｐ１のストップ弁Ｖ１及び接続具１０のストップ弁Ｖ５を開き、材料タンク１内と、接続具１０の二次側管部１２及び空気供給管部１３とに加圧空気が作用する状態にしたのち、接続具１０の開閉弁Ｖ４を開く。これにより、材料タンク１内の補修材Ｓが、上部空気配管Ｐ１を通じ中蓋６を介して作用する加圧空気の圧力により、材料吐出口３から接続具１０内へ押し出される。そして、接続具１０内へ押し出された補修材Ｓは、下部空気配管Ｐ２を通じて作用する加圧空気の圧力により、ホース４へ送り出され、ノズル５先端から霧状に噴出して、目標の施工面へ吹き付けられる。
【００２７】
本例では、接続具１０の開閉弁Ｖ４を開いて補修材Ｓを接続具１０内へ導入させるときに、空気供給管部１３に予め加圧空気を作用させている。しかも空気供給管部１３と二次側管部１２とを同軸に形成したことにより、加圧空気が、二次側管部１２に対し、流路の上流側から作用する構造となっている。従って、補修材Ｓが空気供給管部１３内へ流入するおそれがなく、下部空気配管Ｐ２と接続具１０との接続部が補修材Ｓで目詰まりを起こすという問題は完全に回避される。
【００２８】
（終了処理）
所要の吹き付け作業が終わったならば、接続具１０の開閉弁Ｖ４を閉じて、補修材Ｓの材料タンク１からの流出を停止させたのち、上部空気配管Ｐ１の圧力、及び、下部空気配管Ｐ２の圧力を降下させる。下部空気配管Ｐ２の圧力を降下させる前に、接続具１０の開閉弁Ｖ４を閉じることにより、接続具１０及びホース４内に残留する補修材Ｓをノズル５から排出することができるので、補修作業終了後の接続具１０及びホース４の洗浄作業が簡単になる。また、補修作業を途中で一時中断するときも、接続具１０及びホース４内から補修材Ｓを排除できるから、作業再開時に行なう接続具１０及びホース４の洗浄作業を簡単にできる。
【００２９】
（中蓋の作用）
図５（Ａ）に示す如く、材料タンク１内に収納した補修材Ｓの上面に中蓋６を配置することにより、上部空気配管Ｐ１を通じて供給される加圧空気の圧力を、補修材Ｓの表面に均一に作用させることができるから、補修材Ｓの押し出し効率が良好になる。
補修材Ｓの吹き付け作業を実行するに従い、材料タンク１内の補修材Ｓの貯留量が減少するが、材料タンク１の下部側は円錐形状となっているため、中蓋６が変形しないとすると、補修材Ｓの上面が円錐部ａ２の上端よりも下がったときには、中蓋６と補修材Ｓとの密着度が低下して、補修材Ｓの押し出し効率が悪くなる。しかるに本発明では、中蓋６に半径方向のスリット６ａを形成したので、図５（Ｂ）に示す如く、中蓋６が材料タンク１の円錐部ａ１の上端よりも下降するときは、タンク内表面の縮径に合わせて、中蓋６におけるスリット６ａを挟む部分６ｂが重なり合うことにより、中蓋６が円錐形に変形する。
図５（Ｃ）に示すように、中蓋６が下降するほど、重なり合う部分６ｂの割合は大きくなり、やがて中蓋６は、補修材Ｓのほとんどを材料タンク１から排出すると共に、円錐部ａ１にほぼ等しい頂角の円錐形状に達する。このような中蓋６の作用により、補修材Ｓの上面が円錐部ａ１の上端以下となったときでも、補修材Ｓの押し出し効率を良好に保つことができる。
【実施例】
【００３０】
次のような条件で、コンクリート用補修材の吹き付け実験を行なった。
（吹き付け装置）
・材料タンク
高さ６００ｍｍ／円錐部高さ２０２ｍｍ／最大内径２５４ｍｍ／容量１６．５リットル／鋼鉄製／肉厚６ｍｍ
・中蓋
直径２４０ｍｍ／厚さ３ｍｍ／天然ゴム製
・加圧空気供給装置（エアコンプレッサー）
出力３０７ｋｗ／空気吐出量 毎分４００リットル／最大使用圧力０．９９ＭＰａ
【００３１】
（コンクリート用補修材）
・ＢＡＳＦポゾリス株式会社製 ポリマーセメント系断面修復材「エマコＳ９９Ｐ」
・調整方法
容量約２０リットルのペール缶に、目標ミニスランプ値に応じて計量した練り混ぜ水を入れ、ハンドミキサで撹拌しながら補修材１袋（２５ｋｇ）を徐々に投入し、全量投入後、２分間練り混ぜた。
【００３２】
（プライマー）
・ＢＡＳＦポゾリス株式会社製 アクリル樹脂系吸水防止下地処理材「マスターシール５２０」（主成分特殊アクリル酸エステル）
【００３３】
［試験方法］
（１）吹き付け性状確認試験
補修材の軟らかさ（ミニスランプ値）、及び、材料タンクと接続管とに作用させる空気圧の大きさが、吹き付け性状に及ぼす影響を調べたものである。
前記の調整方法により、目標ミニスランプ値を３０・４０・５０・６０ｍｍのいずれかに設定して調整した補修材を材料タンクに投入し、中蓋を配置する。そして、上部空気配管Ｐ１のレギュレータＲ１のゲージ圧力（以下、上部圧力という）及び下部空気配管Ｐ２のレギュレータＲ２のゲージ圧力（以下、下部圧力という）を０．２〜０．３５ＭＰａの範囲で設定し、ノズルから吐出させた補修材の吹き付け状態を目視により観察した。
【００３４】
試験時データは、下記測定方法による。
（補修材温度）
練り上がり後の温度をアルコール温度計で測定した。
（ミニスランプ値：補修材の軟らかさ）
ＪＩＳ Ａ１１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」６．２スランプ試験による。
（吐出流量）
材料タンク内へ投入した補修材総重量（１袋２５ｋｇ＋混練水重量）、補修材吹き付け時の吐出時間、材料タンク内の補修材残量から、単位時間当たりの吐出流量を算出した。
【００３５】
（２）圧縮強度試験
補修材の軟らかさ（ミニスランプ値）が、補修材の圧縮強度に及ぼす影響を調べた。
（試験方法）
ＪＩＳ Ａ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じる。
（供試体）
内径Φ＝５ｃｍ深さ１０ｃｍのプラスチック製簡易型枠に、吹き付け前（練り上がり直後）の補修材を充填したもの、及び、吹き付け装置により補修材を吹き付けて充填したものを作製し、材齢２日で脱型したのち、材齢７日まで気中養生したものを供試体とした。
（単位容積質量）
ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」６．３単位容積質量試験に基づき、前記プラスチック製簡易型枠に、吹き付け前（練り上がり直後）の補修材を充填したもの、及び、吹き付け装置により補修材を吹き付けて充填したものを用いて測定した。
【００３６】
（３）付着力試験
補修材の軟らかさ（ミニスランプ値）が、補修材の付着強度に及ぼす影響を調べた。
（供試体）
ＪＩＳ Ａ５３７１：２００４「プレキャスト無筋コンクリート製品」の規定に従い、図７（Ａ）（Ｂ）に示す平面寸法３００×３００ｍｍ厚さ６０ｍｍの下地コンクリート板３１を製作し、その三側面に取り付けた木枠３２を利用して、同図（Ｃ）に示す如く下地コンクリート板３１の表面から所定距離ｄ（１０，１５，２０ｍｍの３種類）だけ離れた位置に、鉄筋（Ｄ１９）３３ａ，３３ｂを中央で直交するように配設し、これを供試基板３０とする。そして、この供試基板３０を天井面に設置し、本発明吹き付け装置により、前記補修材「エマコＳ９９Ｐ」を、その表面に吹き付けたのち、材齢７日まで気中養生したものを、後述の各試験に用いる供試体とした。
【００３７】
（層間付着力試験）
「コンクリート構造物補修の手引き［第三版］（西日本旅客鉄道株式会社 平成１５年４月）」の付属資料２−１ ＪＲＷＣＴ Ａ１−２００３「ＪＲ西日本 断面修復材・層間付着力実地試験」に準じて行なった。
層間付着強度の測定個所は、図７（Ｃ）に示す鉄筋裏間隔ｄ＝１０，１５，２０ｍｍとした３種類の供試体それぞれについて、図（Ａ）に符号Ｘで示す領域とする。
【００３８】
（界面付着力試験）
「コンクリート構造物補修の手引き［第三版］（西日本旅客鉄道株式会社 平成１５年４月）」の付属資料２−１ ＪＲＷＣＴ Ａ１−２００３「ＪＲ西日本 断面修復材・界面付着力実地試験」に準じて行なった。
層間付着強度の測定個所は、図７（Ｃ）に示す鉄筋裏間隔ｄ＝１０，１５，２０ｍｍとした３種類の供試体それぞれについて、図（Ａ）に符号Ｙで示す部分を用いる。
【００３９】
［試験結果］
（１）吹き付け性状確認試験
試験結果を［表１］に示す。
（試番１〜４）
上部圧力を０．３ＭＰａ、下部圧力を０．３５ＭＰａに設定すると、ミニスランプ値が３０〜６０ｍｍの範囲のいずれの補修材についても、霧状に吐出する良好な吹き付け状態が得られた。
但し、試番３の補修材が硬めのとき（ミニスランプ値が小さい場合）については、吹き付け状態が若干変動する傾向が見られたが、施工後の品質に影響を及ぼすほどではなかった。
【００４０】
（試番５〜７）
上部圧力及び下部圧力を等しく０．３ＭＰａに設定した場合、目標ミニスランプ値の設定を５０ｍｍとしたものについては、吹き付け性状は良好で問題がなかった。（試番５）
目標ミニスランプ値を３０ｍｍに設定したものは、補修材が硬めのため、脈動しながら吐出する現象が見られた。（試番６）
ミニスランプ値が６０ｍｍの若干軟らかい補修材の場合は、吹き付けの勢いで補修材が吹き飛ばされる現象が見られた。（試番７）
【００４１】
（試番８）
上部圧力を０．２ＭＰａ、下部圧力を０．３５ＭＰａに設定した場合、目標ミニスランプ値を５０ｍｍとした比較的軟らかい補修材のときは、吐出流量が不足する傾向がある。
【００４２】
（試番９）
上部圧力を０．３ＭＰａに対し、下部圧力をそれより低く０．２５ＭＰａに設定した場合（ミニスランプ値５０ｍｍ）は、補修材を吹き出させることができなかった。
【００４３】
（試番１０〜１２：比較例）
図６（Ａ）に示すように、接続具１０の形態を、一次側管部１１と二次側管部１２とを同軸とし、その途中に空気供給管部１３を設ける構成とした場合は、概ね補修材の良好な吹き付け状態を得ることができた。（上部圧力０．３ＭＰａ、下部圧力０．３５ＭＰａ、目標ミニスランプ値４０〜６０ｍｍ）
但し、接続具１０の姿勢が鉛直方向であり、ホース４を接続する材料送出口１２ａが下端なので、ホース４の有効長を確保しにくい欠点がある。
【００４４】
（試番１３：比較例）
図６（Ｂ）に示すように、接続具１０の形態を、一次側管部１１に対し二次側管部１２を直角に折曲させ、折曲部Ｑよりも下流側に空気供給管部１３を設ける構成とした場合、概ね補修材の良好な吹き付け状態を得ることができた。（上部圧力０．３ＭＰａ、下部圧力０．３５ＭＰａ、ミニスランプ値３６ｍｍ）
但し、吹き付け終了後、接続具１０における開閉弁Ｖ４から、空気供給管部１３の接続部Ｊまでの部分に補修材が残留する問題があった。
【００４５】
（２）圧縮強度試験
試験結果を［表２］に示す。
目標ミニスランプ値を３０・５０・６０ｍｍに設定して、軟らかさが硬め・標準・軟らかめの補修材を用意し、さらに標準軟らかさ（目標ミニスランプ値５０ｍｍ）の補修材については吹き付け時の下部圧力を異ならせて、製作した供試体の圧縮強度を測定したところ、いずれも施工品質に問題のない値が得られた。
【００４６】
（３）付着力試験
試験結果を［表３］に示す。使用した補修材は、圧縮強度試験を行なったものと共通である。
（層間付着力試験）
いずれの条件においても平均値が１．０Ｎ／ｍｍ２以上であり、規定値を満足する。
但し、ただ一つの供試体において測定値が１．０Ｎ／ｍｍ２に達しなかったが、これは今回の試験では、供試体の材齢７日で評価したためと推察される。通常、材齢２８日に達すれば強度が２０〜３０％程度向上することが知られているので、実用上は問題の無い値であると考えられる。
【００４７】
（界面付着力試験）
いずれの条件においても平均値が１．０Ｎ／ｍｍ２以上、個々の測定値についても、すべて０．８５Ｎ／ｍｍ２以上であり、規定値を満足する。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る吹き付け装置の概略構成を示す図面である。
【図２】本発明に係る吹き付け装置における材料タンク周辺の構造を示す概略図である。
【図３】本発明に係る材料タンクにおける締結手段を示すものであって、図（Ａ）は蓋部を着脱自在としたときの正面図、図（Ｂ）は締結状態を示す正面図である。
【図４】本発明に係る吹き付け装置におけるノズル部分を示す一部断面した正面図である。
【図５】本発明に係る吹き付け装置の材料タンク内に配置する中蓋の作用を説明するためのものであって、図（Ａ）は吹き付け作業を開始する前の材料タンクの正面断面図と中蓋の平面図、図（Ｂ）は吹き付け作業の途中における材料タンクの正面断面図とそのときの中蓋の平面図、図（Ｃ）は吹き付け作業の終了間際の材料タンクの正面断面図とそのときの中蓋の平面図である。
【図６】図（Ａ）は、接続具に関する比較例を示す正面図、図（Ｂ）は、接続具に関する異なる比較例を示す正面図である。
【図７】本発明に係る吹き付け工法により吹き付けた補修材の付着力試験に用いる供試基板を示すものであって、図（Ａ）は底面図、図（Ｂ）は正面図、図（Ｃ）は要部を拡大した正面図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｍ…吹き付け装置 １…材料タンク １Ａ…本体部 ａ１…円筒部 ａ２…円錐部 １Ｂ…蓋部 ２…加圧空気導入口 ３…材料吐出口 ４…ホース ５…ノズル ６…中蓋 ６ａ…スリット １０…接続具 １１…一次側管部 １２…二次側管部 １３…空気供給管部 ２０…加圧空気供給装置 Ｐ１…上部空気配管 Ｐ２…下部空気配管 Ｒ１，Ｒ２…レギュレータ Ｓ…補修材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の比較的小規模な補修を行なうのに適した機動性に優れる吹き付け装置、及び、これを用いたコンクリート用補修材の吹き付け工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高架橋、鉄道橋、道路橋等のコンクリート構造物において、様々な要因によりコンクリートの一部が劣化し、場合によっては表面部分が剥落する問題が知られている。このようなコンクリートの劣化部分を補修するには、通常、こてを用いて補修材料を劣化部分に適用する左官工法による断面修復やモルタル材料の吹き付けによる断面修復が実施される。
【０００３】
断面修復を行なう施工面積が大規模である場合は、足場を組み、圧送ポンプと圧送ホースとでモルタルを施工現場まで搬送し、エアコンプレッサーから送給する圧縮空気を用いて、モルタルをスプレーガンにより補修面に吹き付ける工法が採用される。しかし、施工面積が中規模あるいは小規模の場合や、施工個所が点在する場合には、上記大規模工事の工法は不経済である。そこで、概ね施工面積が４ｍ２以下の断面修復に適したコンクリート用補修材の吹き付け装置及び工法が、特許文献１で提案されている。
【０００４】
特許文献１に記載のコンクリート用補修材吹き付け装置は、一端にノズルを備える筒状体に補修用モルタル材料を充填し、他端から押出手段で加圧することによりモルタル材料をノズルから押し出すと同時に、ノズルに接続した空気管を通じてエアコンプレッサーから送給される圧縮空気でモルタル材料を噴出させ、目標の修復個所に吹き付けるというものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１６０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される補修材吹き付け装置は、モルタル材料を充填した重量のある筒状体を、作業員が保持した状態で吹き付け施工を行なうものである。そのため、作業員の負担が大きく、また、補修材を的確な位置に吹き付けるのに習熟が必要である。筒状体の寸法及びモルタル充填時の総重量は、作業員が一人で保持できる程度（約４〜５ｋｇ）に制限される。具体的には、筒状体の内径６０ｍｍ長さ４００〜５００ｍｍであり、モルタル材料の充填可能量は約１．１〜１．４リットルである。従って、一回の補修作業で吹き付け可能なモルタル量は比較的少ないから、所要の補修作業を完了するまでに、モルタル材料を筒状体内へ充填する作業を複数回反復しなくてはならない場合が多く、作業能率が良くないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するため、作業者への負担が少なく、一回の作業で吹き付け可能な補修材量を多くすることができ、その上、小・中規模の補修作業に好適な機動性を発揮し得るコンクリート用補修材の吹き付け装置及び吹き付け工法を提供する。本発明に係る吹き付け装置の特徴とするところは、請求項１に記載する如く、上部に加圧空気導入口を有し下部に材料吐出口を有する材料タンクと、材料タンクの材料吐出口に連接され途中に加圧空気受入口を有する接続具と、基端部が接続具の材料送出口に接続され先端部にノズルが装着されたホースと、材料タンクの加圧空気導入口及び接続具の加圧空気受入口それぞれに加圧空気を送給する加圧空気供給装置とから構成したことである。
【０００８】
本発明で使用する材料タンクは、鋼鉄・ステンレス鋼・アルミニウム・強化プラスチック等の適度の剛性を有する材質で製作され、所定の内圧（０．５ＭＰａ以上。好ましくは１．０ＭＰａ以上程度）に耐えうる耐圧性能を備えるものとする。また自立可能とするため、スタンド等の適当な支持手段を付属させることが望ましい。タンク容量は、特に限定されるものではなく、施工態様に応じて適宜決定すればよい。通常は１５〜２０リットルの範囲とする。加圧空気供給装置は、エアコンプレッサーが代表的であり、その能力は、空気吐出量が毎分４００リットル以上、最高使用圧力０．７ＭＰａ以上であればよい。
【０００９】
材料タンクとホースとを繋ぐ接続具については、請求項２に記載する如く、材料タンクの材料吐出口に連接される一次側管部と、ホースが接続され材料送出口を含む二次側管部と、加圧空気受入口を含む空気供給管部とから成り、一次側管部に対し二次側管部が９０度以下の角度で折曲するように形成され、空気供給管部が二次側管部に対し同軸に接続されている形態とすることが望ましい。
【００１０】
また、請求項３に記載する如く、加圧空気供給装置と材料タンクの加圧空気導入口とを連絡する配管の途中、及び、加圧空気供給装置と接続具の加圧空気受入口とを連絡する配管の途中に、空気圧を調節するレギュレータを設けることが望ましい。
【００１１】
なお、請求項４に記載する如く、材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面を、下方へ向かって縮径する円錐形に形成した場合は、可撓性部材により円板状に製作され半径方向のスリットが形成された中蓋を、材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に配置することが望ましい。この中蓋は、タンク内部の補修材を押し出すピストンとして機能するもので、厚さは２〜５ｍｍ、好ましくは３ｍｍであり、例えば天然ゴム（ＮＲＢ）又は合成ゴムで製作される。
【００１２】
本発明が採用するコンクリート用補修材の吹き付け工法の特徴とするところは、請求項５に記載する如く、上部に加圧空気導入口を有し下部に材料吐出口を有する材料タンク内にコンクリート用の補修材を収納し、加圧空気導入口から材料タンク内へ加圧空気を供給することにより、補修材を、材料タンク内から材料吐出口に連接した接続具を介して、ホース内へ押し出すと同時に、押し出された補修材に加圧空気を作用させて、補修材をホース先端から目標物へ向かって吹き付けることである。
【００１３】
前記工法において、請求項６に記載の如く、材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面が下方へ向かって縮径する円錐形に形成される場合は、材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に、可撓性部材により円板状に製作され半径方向のスリットを形成した中蓋を配置し、加圧空気導入口から材料タンク内へ供給した加圧空気により中蓋を介して補修材を材料タンク内から押し出すにあたり、材料タンクにおける内表面が円錐形の部分を中蓋が下降するときは、内表面の縮径に合わせて中蓋におけるスリットを挟む部分を重合させることにより、中蓋を円錐形に変形させる態様を採用するとよい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の本発明に係る吹き付け装置、及び、請求項５に記載する吹き付け工法は、材料タンクに収納した補修材を、タンク上部の加圧空気導入口から供給する加圧空気により、接続具を介しホース内へ押し出すと同時に、押し出された補修材に接続具の加圧空気受入口を通じて加圧空気を作用させることにより、ホース先端のノズルから補修材を吹き出させるものである。
本発明では、補修材を収納するタンク部分とノズル部分とを、接続具を介しホースで接続する構造としたので、作業員は軽量なノズル部分だけを保持すればよい。従って、作業員に対する肉体的な負担が少なくなる。また熟練を要せずとも、補修材を施工面の目標位置へ吹き付けるのが容易になるから、的確な断面修復作業を実施できる。
材料タンクをノズルと分離したことにより、材料タンクを据え置き型に出来るから、タンク容量を大きくすることが可能である。従って、所定の施工面積を補修するにあたり、補修材の充填回数を少なくでき、あるいは補修材の補充作業を不要にできるので、作業能率が向上する。
接続具に加圧空気受入口を設け、ホース内の補修材に加圧空気を作用させる構造としたので、ホース内の補修材を押し出してほとんど残存させることがない。
加圧空気を用いて、補修材を材料タンクからホースへ押し出す構造としたので、動力源としてはエアコンプレッサー等の加圧空気供給装置だけを準備すればよく、補修材の圧送ポンプが不要であるから、構成が簡単である。なお、エンジン式のエアコンプレッサーを使用すれば、電源も不要にできる。
材料タンクと加圧空気供給装置との連絡は耐圧チューブ等の変形可能な部材でなされるから、材料タンク及び加圧空気供給装置をそれぞれ別個に適当個所へ設置することが可能である。従って、材料タンクを補修現場近くに設置して、材料タンクとノズルとを連絡するホースの長さを短く（１〜２ｍ程度）することができる。これにより、ホース洗浄の手間を軽減できる。
さらに、補修現場近くには材料タンクだけを設置すればよいから、補修個所が点在するときには、材料タンクだけを移動させればよいので、優れた機動性を発揮する。
【００１５】
請求項２に記載する如く、接続具の二次側管部を、一次側管部に対し９０度以下の角度で折曲するよう形成すると共に、空気供給管部を二次側部分に対し同軸に接続することにより、補修材が空気供給管部を通過しない構造となるので、空気供給管部の目詰まりが完全に防止される。また、二次側管部を、一次側管部に対し９０度以下の角度で折曲したから、二次側管部の先端が水平方向又は水平方向より上を向くこととなり、ホースの有効長を増加できる。
【００１６】
請求項３に記載する如く、加圧空気供給装置と材料タンクの加圧空気導入口とを連絡する配管の途中、及び、加圧空気供給装置と接続具の加圧空気受入口とを連絡する配管の途中にレギュレータを設けることにより、加圧空気供給装置が圧力変動したり、補修材の軟らかさが増減したりした場合でも、これらの影響を排除して、補修材の吐出状態を安定させることができる。また、加圧空気供給装置の供給圧力が大きい場合、そのままでは補修材の吹き付け圧力が強く吐出速度が大きくなりすぎるが、レギュレータによって、これを適度な作用圧力まで低減し、補修作業の内容に適した吐出速度に調整することが可能である。
【００１７】
請求項４に記載する如く、材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面が下方へ向かって縮径する円錐形に形成された場合において、可撓性部材により円板状に製作された中蓋を材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に配置することにより、材料タンクに作用させた加圧空気の押圧力を、中蓋を介して、補修材に均一に作用させることができる。このため、補修材の吐出状態が安定する。
加圧空気を材料タンクに作用させて補修材を押し出すのに合わせて、中蓋もタンク内を下降する。そして、中蓋には半径方向のスリットを形成したから、請求項６に記載する如く、中蓋は、タンクの円錐形部分を下降するとき、内表面の縮径に合わせてスリットを挟む部分が重合し、円錐形に変形する。その結果、中蓋による補修材の押し出しが確実になり、補修材のタンク残量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に本発明に係る吹き付け装置Ｍの概略構成を示す。この吹き付け装置Ｍは、セメントモルタル等のコンクリート用補修材Ｓを修復の必要な個所へ吹き付けるためのものであって、補修材Ｓを収納する材料タンク１、材料タンク１下部の材料吐出口３に連接される接続具１０、基端部が接続具１０の材料送出口１２ａに接続され先端部にノズル５を装着したホース４、材料タンク１及び接続具１０それぞれに加圧空気を送給するエアコンプレッサー等の加圧空気供給装置２０から構成される。材料タンク１内に収納した補修材Ｓの上面には、ゴム等の可撓性部材により製作された薄い円板状の中蓋６が配置される。中蓋６には、中心から周縁部に向かう半径方向のスリットを形成してある。
【００１９】
図２に示す如く、材料タンク１は、本体部１Ａと、本体部１Ａの上部開口を開閉可能に閉止する蓋部１Ｂとから構成され、本体部１Ａは、円筒状の円筒部ａ１と、下方へ向かって縮径する円錐形状の円錐部ａ２とから成っている。蓋部１Ｂには、加圧空気を導入するための加圧空気導入口２が設けられ、この加圧空気導入口２に、加圧空気供給装置２０と連絡する上部空気配管Ｐ１が接続される。上部空気配管Ｐ１の途中には、空気圧を調節するためのレギュレータＲ１，ストップ弁Ｖ１，開放弁Ｖ２、及びリリーフ弁Ｖ３が設けられ、さらにレギュレータＲ１と、開放弁Ｖ２の一次側とには、圧力ゲージＧ１，Ｇ２が取り付けられる。
【００２０】
材料タンク１の本体部１Ａ（円錐部ａ２）の下端には、補修材Ｓを送り出す材料吐出口３が形成され、材料吐出口３に接続具１０が連接される。接続具１０は、材料吐出口３に接続される一次側管部１１と、一次側管部１１に対しほぼ直角に折曲形成した二次側管部１２と、二次側管部１２に対し同軸に接続した空気供給管部１３とから成る。本例では、一次側管部１１と二次側管部１２との接続部分Ｑを、円弧状に湾曲する形態とした。なお一次側管部１１と二次側管部１２とのなす角度は、９０度より小さくてもよい。一次側管部１１の途中には、ボールバルブ等の開閉弁Ｖ４が設けられ、必要に応じてレバー１４を操作することにより、材料タンク１から接続具１０内への補修材の流入を制御することができる。また空気供給管部１３の加圧空気受入口１３ａにも、レバー１５で必要に応じ管路を開閉操作するためのストップ弁Ｖ５が設けられる。二次側管部１２の材料送出口１２ａにはホース４が接続される。空気供給管部１３の加圧空気受入口１３ａには、加圧空気供給装置２０と連絡する下部空気配管Ｐ２が接続される。下部空気配管Ｐ２の途中には、圧力ゲージＧ３を備えた空気圧調整用のレギュレータＲ２が設けられる。また、二次側管部１２と、空気供給管部１３とを分割可能とすれば、内部の清掃を簡単にすることができる。
【００２１】
材料タンク１における本体部１Ａと蓋部１Ｂとの間には、蓋部１Ｂを本体部１Ａに対し気密的に固定するための締結手段７が設けられる。この締結手段７は、例えば図３（Ａ）（Ｂ）に示すような構造が考えられる。ロッド７ａの一端部を本体部１Ａのブラケット８にピン７ｂで回動自在に枢支し、他端部にハンドル７ｃと、ロッド７ａに螺子嵌合させたストッパー７ｄとを設ける。また本体部１Ａ及び蓋部１Ｂそれぞれには、接合部に臨んでフランジｆ１，ｆ２が設けられる。蓋部１Ｂを取り外し可能とする時には、図３（Ａ）に示す如く、締結手段７のロッド７ａが、ピン７ｂから下方へ垂れ下がった状態とする。蓋部１Ｂを本体部１Ａへ固定する時には、図３（Ｂ）に示すように、ロッド７ａを上方へ起立回動させて、蓋部１Ｂに設けた受け部９内に挿入したのち、ハンドル７ｃを回転操作することにより、ストッパー７ｄを受け部９上面に押しつける。これにより、本体部１Ａと蓋部１Ｂは、フランジｆ１，ｆ２どうしが圧接されて、気密的に接合される。
【００２２】
接続具１０の二次側管部１２に接続したホース４の先端に装着されるノズル５は、例えば図５に示すように、先細り状のノズル本体部５ａを、袋ナット５ｂとアタッチメント５ｃとを用いてホース４先端部に固定する構造が考えられる。ノズル本体部５ａは、合成樹脂で製作され、先端部の口径は５〜１０ｍｍ程度とする。但し、これら材質や数値は、使用する吹き付け材料の状態や物性に合わせて適宜変更が可能である。
【００２３】
前記の如く構成された本発明に係る吹き付け装置Ｍによるコンクリート用補修材の吹き付け工法は、以下の如く実施される。
（前処理工程）
コンクリート構造物における断面修復が必要な個所へ補修材を吹き付け施工するに先立ち、ハツリ作業を行なってコンクリートの劣化部分・不良部分を除去する。しかる後、必要に応じ、プライマーをスプレー、ローラ、ブラシ等により塗布する。さらに修復個所に鉄筋が露出している場合は、浮き錆や汚れを除去したのち、防錆剤処理を施すことが望ましい。
【００２４】
（補修材の調整）
次に、補修材を水と混練する。補修材の軟らかさは、施工時の気温や施工面の状態に基づき設定する。通常は、ミニスランプ値（ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」６．２スランプ試験による）が概ね３０〜１００ｍｍの範囲内で用いるのが好ましい。
【００２５】
（吹き付け装置の準備）
水と混練した補修材Ｓを、材料タンク１内へ投入し、その上面に中蓋６を配置した後、蓋部１Ｂで密閉する。この材料タンク１を、施工現場付近の適当個所に設置し、蓋部１Ｂの加圧空気導入口２と、接続具１０の加圧空気受入口１３ａとに、空気配管Ｐ１，Ｐ２を接続する。また、接続具１０の材料送出口１２ａにホース４を接続する。
【００２６】
（吹き付け作業）
上部空気配管Ｐ１のストップ弁Ｖ１、並びに、接続具１０の開閉弁Ｖ４及びストップ弁Ｖ５を閉じた状態で、エアコンプレッサー等の加圧空気供給装置２０を起動させ、加圧空気を材料タンク１及び接続具１０へ供給する。加圧空気の作用圧力はレギュレータＲ１，Ｒ２により設定することができ、実用的には０．３〜０．４ＭＰａの範囲とする。但し、接続具１０側のレギュレータＲ２の圧力値を、蓋部１Ｂ側のレギュレータＲ１の圧力値より低くならないように設定した方が、結果が良好になる傾向が見られる。圧力の設定が終了したら、上部空気配管Ｐ１のストップ弁Ｖ１及び接続具１０のストップ弁Ｖ５を開き、材料タンク１内と、接続具１０の二次側管部１２及び空気供給管部１３とに加圧空気が作用する状態にしたのち、接続具１０の開閉弁Ｖ４を開く。これにより、材料タンク１内の補修材Ｓが、上部空気配管Ｐ１を通じ中蓋６を介して作用する加圧空気の圧力により、材料吐出口３から接続具１０内へ押し出される。そして、接続具１０内へ押し出された補修材Ｓは、下部空気配管Ｐ２を通じて作用する加圧空気の圧力により、ホース４へ送り出され、ノズル５先端から霧状に噴出して、目標の施工面へ吹き付けられる。
【００２７】
本例では、接続具１０の開閉弁Ｖ４を開いて補修材Ｓを接続具１０内へ導入させるときに、空気供給管部１３に予め加圧空気を作用させている。しかも空気供給管部１３と二次側管部１２とを同軸に形成したことにより、加圧空気が、二次側管部１２に対し、流路の上流側から作用する構造となっている。従って、補修材Ｓが空気供給管部１３内へ流入するおそれがなく、下部空気配管Ｐ２と接続具１０との接続部が補修材Ｓで目詰まりを起こすという問題は完全に回避される。
【００２８】
（終了処理）
所要の吹き付け作業が終わったならば、接続具１０の開閉弁Ｖ４を閉じて、補修材Ｓの材料タンク１からの流出を停止させたのち、上部空気配管Ｐ１の圧力、及び、下部空気配管Ｐ２の圧力を降下させる。下部空気配管Ｐ２の圧力を降下させる前に、接続具１０の開閉弁Ｖ４を閉じることにより、接続具１０及びホース４内に残留する補修材Ｓをノズル５から排出することができるので、補修作業終了後の接続具１０及びホース４の洗浄作業が簡単になる。また、補修作業を途中で一時中断するときも、接続具１０及びホース４内から補修材Ｓを排除できるから、作業再開時に行なう接続具１０及びホース４の洗浄作業を簡単にできる。
【００２９】
（中蓋の作用）
図５（Ａ）に示す如く、材料タンク１内に収納した補修材Ｓの上面に中蓋６を配置することにより、上部空気配管Ｐ１を通じて供給される加圧空気の圧力を、補修材Ｓの表面に均一に作用させることができるから、補修材Ｓの押し出し効率が良好になる。
補修材Ｓの吹き付け作業を実行するに従い、材料タンク１内の補修材Ｓの貯留量が減少するが、材料タンク１の下部側は円錐形状となっているため、中蓋６が変形しないとすると、補修材Ｓの上面が円錐部ａ２の上端よりも下がったときには、中蓋６と補修材Ｓとの密着度が低下して、補修材Ｓの押し出し効率が悪くなる。しかるに本発明では、中蓋６に半径方向のスリット６ａを形成したので、図５（Ｂ）に示す如く、中蓋６が材料タンク１の円錐部ａ１の上端よりも下降するときは、タンク内表面の縮径に合わせて、中蓋６におけるスリット６ａを挟む部分６ｂが重なり合うことにより、中蓋６が円錐形に変形する。
図５（Ｃ）に示すように、中蓋６が下降するほど、重なり合う部分６ｂの割合は大きくなり、やがて中蓋６は、補修材Ｓのほとんどを材料タンク１から排出すると共に、円錐部ａ１にほぼ等しい頂角の円錐形状に達する。このような中蓋６の作用により、補修材Ｓの上面が円錐部ａ１の上端以下となったときでも、補修材Ｓの押し出し効率を良好に保つことができる。
【実施例】
【００３０】
次のような条件で、コンクリート用補修材の吹き付け実験を行なった。
（吹き付け装置）
・材料タンク
高さ６００ｍｍ／円錐部高さ２０２ｍｍ／最大内径２５４ｍｍ／容量１６．５リットル／鋼鉄製／肉厚６ｍｍ
・中蓋
直径２４０ｍｍ／厚さ３ｍｍ／天然ゴム製
・加圧空気供給装置（エアコンプレッサー）
出力３０７ｋｗ／空気吐出量 毎分４００リットル／最大使用圧力０．９９ＭＰａ
【００３１】
（コンクリート用補修材）
・ＢＡＳＦポゾリス株式会社製 ポリマーセメント系断面修復材「エマコＳ９９Ｐ」
・調整方法
容量約２０リットルのペール缶に、目標ミニスランプ値に応じて計量した練り混ぜ水を入れ、ハンドミキサで撹拌しながら補修材１袋（２５ｋｇ）を徐々に投入し、全量投入後、２分間練り混ぜた。
【００３２】
（プライマー）
・ＢＡＳＦポゾリス株式会社製 アクリル樹脂系吸水防止下地処理材「マスターシール５２０」（主成分特殊アクリル酸エステル）
【００３３】
［試験方法］
（１）吹き付け性状確認試験
補修材の軟らかさ（ミニスランプ値）、及び、材料タンクと接続管とに作用させる空気圧の大きさが、吹き付け性状に及ぼす影響を調べたものである。
前記の調整方法により、目標ミニスランプ値を３０・４０・５０・６０ｍｍのいずれかに設定して調整した補修材を材料タンクに投入し、中蓋を配置する。そして、上部空気配管Ｐ１のレギュレータＲ１のゲージ圧力（以下、上部圧力という）及び下部空気配管Ｐ２のレギュレータＲ２のゲージ圧力（以下、下部圧力という）を０．２〜０．３５ＭＰａの範囲で設定し、ノズルから吐出させた補修材の吹き付け状態を目視により観察した。
【００３４】
試験時データは、下記測定方法による。
（補修材温度）
練り上がり後の温度をアルコール温度計で測定した。
（ミニスランプ値：補修材の軟らかさ）
ＪＩＳ Ａ１１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」６．２スランプ試験による。
（吐出流量）
材料タンク内へ投入した補修材総重量（１袋２５ｋｇ＋混練水重量）、補修材吹き付け時の吐出時間、材料タンク内の補修材残量から、単位時間当たりの吐出流量を算出した。
【００３５】
（２）圧縮強度試験
補修材の軟らかさ（ミニスランプ値）が、補修材の圧縮強度に及ぼす影響を調べた。
（試験方法）
ＪＩＳ Ａ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準じる。
（供試体）
内径Φ＝５ｃｍ深さ１０ｃｍのプラスチック製簡易型枠に、吹き付け前（練り上がり直後）の補修材を充填したもの、及び、吹き付け装置により補修材を吹き付けて充填したものを作製し、材齢２日で脱型したのち、材齢７日まで気中養生したものを供試体とした。
（単位容積質量）
ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」６．３単位容積質量試験に基づき、前記プラスチック製簡易型枠に、吹き付け前（練り上がり直後）の補修材を充填したもの、及び、吹き付け装置により補修材を吹き付けて充填したものを用いて測定した。
【００３６】
（３）付着力試験
補修材の軟らかさ（ミニスランプ値）が、補修材の付着強度に及ぼす影響を調べた。
（供試体）
ＪＩＳ Ａ５３７１：２００４「プレキャスト無筋コンクリート製品」の規定に従い、図７（Ａ）（Ｂ）に示す平面寸法３００×３００ｍｍ厚さ６０ｍｍの下地コンクリート板３１を製作し、その三側面に取り付けた木枠３２を利用して、同図（Ｃ）に示す如く下地コンクリート板３１の表面から所定距離ｄ（１０，１５，２０ｍｍの３種類）だけ離れた位置に、鉄筋（Ｄ１９）３３ａ，３３ｂを中央で直交するように配設し、これを供試基板３０とする。そして、この供試基板３０を天井面に設置し、本発明吹き付け装置により、前記補修材「エマコＳ９９Ｐ」を、その表面に吹き付けたのち、材齢７日まで気中養生したものを、後述の各試験に用いる供試体とした。
【００３７】
（層間付着力試験）
「コンクリート構造物補修の手引き［第三版］（西日本旅客鉄道株式会社 平成１５年４月）」の付属資料２−１ ＪＲＷＣＴ Ａ１−２００３「ＪＲ西日本 断面修復材・層間付着力実地試験」に準じて行なった。
層間付着強度の測定個所は、図７（Ｃ）に示す鉄筋裏間隔ｄ＝１０，１５，２０ｍｍとした３種類の供試体それぞれについて、図（Ａ）に符号Ｘで示す領域とする。
【００３８】
（界面付着力試験）
「コンクリート構造物補修の手引き［第三版］（西日本旅客鉄道株式会社 平成１５年４月）」の付属資料２−１ ＪＲＷＣＴ Ａ１−２００３「ＪＲ西日本 断面修復材・界面付着力実地試験」に準じて行なった。
層間付着強度の測定個所は、図７（Ｃ）に示す鉄筋裏間隔ｄ＝１０，１５，２０ｍｍとした３種類の供試体それぞれについて、図（Ａ）に符号Ｙで示す部分を用いる。
【００３９】
［試験結果］
（１）吹き付け性状確認試験
試験結果を［表１］に示す。
（試番１〜４）
上部圧力を０．３ＭＰａ、下部圧力を０．３５ＭＰａに設定すると、ミニスランプ値が３０〜６０ｍｍの範囲のいずれの補修材についても、霧状に吐出する良好な吹き付け状態が得られた。
但し、試番３の補修材が硬めのとき（ミニスランプ値が小さい場合）については、吹き付け状態が若干変動する傾向が見られたが、施工後の品質に影響を及ぼすほどではなかった。
【００４０】
（試番５〜７）
上部圧力及び下部圧力を等しく０．３ＭＰａに設定した場合、目標ミニスランプ値の設定を５０ｍｍとしたものについては、吹き付け性状は良好で問題がなかった。（試番５）
目標ミニスランプ値を３０ｍｍに設定したものは、補修材が硬めのため、脈動しながら吐出する現象が見られた。（試番６）
ミニスランプ値が６０ｍｍの若干軟らかい補修材の場合は、吹き付けの勢いで補修材が吹き飛ばされる現象が見られた。（試番７）
【００４１】
（試番８）
上部圧力を０．２ＭＰａ、下部圧力を０．３５ＭＰａに設定した場合、目標ミニスランプ値を５０ｍｍとした比較的軟らかい補修材のときは、吐出流量が不足する傾向がある。
【００４２】
（試番９）
上部圧力を０．３ＭＰａに対し、下部圧力をそれより低く０．２５ＭＰａに設定した場合（ミニスランプ値５０ｍｍ）は、補修材を吹き出させることができなかった。
【００４３】
（試番１０〜１２：比較例）
図６（Ａ）に示すように、接続具１０の形態を、一次側管部１１と二次側管部１２とを同軸とし、その途中に空気供給管部１３を設ける構成とした場合は、概ね補修材の良好な吹き付け状態を得ることができた。（上部圧力０．３ＭＰａ、下部圧力０．３５ＭＰａ、目標ミニスランプ値４０〜６０ｍｍ）
但し、接続具１０の姿勢が鉛直方向であり、ホース４を接続する材料送出口１２ａが下端なので、ホース４の有効長を確保しにくい欠点がある。
【００４４】
（試番１３：比較例）
図６（Ｂ）に示すように、接続具１０の形態を、一次側管部１１に対し二次側管部１２を直角に折曲させ、折曲部Ｑよりも下流側に空気供給管部１３を設ける構成とした場合、概ね補修材の良好な吹き付け状態を得ることができた。（上部圧力０．３ＭＰａ、下部圧力０．３５ＭＰａ、ミニスランプ値３６ｍｍ）
但し、吹き付け終了後、接続具１０における開閉弁Ｖ４から、空気供給管部１３の接続部Ｊまでの部分に補修材が残留する問題があった。
【００４５】
（２）圧縮強度試験
試験結果を［表２］に示す。
目標ミニスランプ値を３０・５０・６０ｍｍに設定して、軟らかさが硬め・標準・軟らかめの補修材を用意し、さらに標準軟らかさ（目標ミニスランプ値５０ｍｍ）の補修材については吹き付け時の下部圧力を異ならせて、製作した供試体の圧縮強度を測定したところ、いずれも施工品質に問題のない値が得られた。
【００４６】
（３）付着力試験
試験結果を［表３］に示す。使用した補修材は、圧縮強度試験を行なったものと共通である。
（層間付着力試験）
いずれの条件においても平均値が１．０Ｎ／ｍｍ２以上であり、規定値を満足する。
但し、ただ一つの供試体において測定値が１．０Ｎ／ｍｍ２に達しなかったが、これは今回の試験では、供試体の材齢７日で評価したためと推察される。通常、材齢２８日に達すれば強度が２０〜３０％程度向上することが知られているので、実用上は問題の無い値であると考えられる。
【００４７】
（界面付着力試験）
いずれの条件においても平均値が１．０Ｎ／ｍｍ２以上、個々の測定値についても、すべて０．８５Ｎ／ｍｍ２以上であり、規定値を満足する。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る吹き付け装置の概略構成を示す図面である。
【図２】本発明に係る吹き付け装置における材料タンク周辺の構造を示す概略図である。
【図３】本発明に係る材料タンクにおける締結手段を示すものであって、図（Ａ）は蓋部を着脱自在としたときの正面図、図（Ｂ）は締結状態を示す正面図である。
【図４】本発明に係る吹き付け装置におけるノズル部分を示す一部断面した正面図である。
【図５】本発明に係る吹き付け装置の材料タンク内に配置する中蓋の作用を説明するためのものであって、図（Ａ）は吹き付け作業を開始する前の材料タンクの正面断面図と中蓋の平面図、図（Ｂ）は吹き付け作業の途中における材料タンクの正面断面図とそのときの中蓋の平面図、図（Ｃ）は吹き付け作業の終了間際の材料タンクの正面断面図とそのときの中蓋の平面図である。
【図６】図（Ａ）は、接続具に関する比較例を示す正面図、図（Ｂ）は、接続具に関する異なる比較例を示す正面図である。
【図７】本発明に係る吹き付け工法により吹き付けた補修材の付着力試験に用いる供試基板を示すものであって、図（Ａ）は底面図、図（Ｂ）は正面図、図（Ｃ）は要部を拡大した正面図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｍ…吹き付け装置 １…材料タンク １Ａ…本体部 ａ１…円筒部 ａ２…円錐部 １Ｂ…蓋部 ２…加圧空気導入口 ３…材料吐出口 ４…ホース ５…ノズル ６…中蓋 ６ａ…スリット １０…接続具 １１…一次側管部 １２…二次側管部 １３…空気供給管部 ２０…加圧空気供給装置 Ｐ１…上部空気配管 Ｐ２…下部空気配管 Ｒ１，Ｒ２…レギュレータ Ｓ…補修材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に加圧空気導入口を有し下部に材料吐出口を有する材料タンクと、材料タンクの材料吐出口に連接され途中に加圧空気受入口を有する接続具と、基端部が接続具の材料送出口に接続され先端部にノズルが装着されたホースと、材料タンクの加圧空気導入口及び接続具の加圧空気受入口それぞれに加圧空気を送給する加圧空気供給装置とから構成したことを特徴とする吹き付け装置。
【請求項２】
前記接続具は、材料タンクの材料吐出口に連接される一次側管部と、ホースが接続され材料送出口を含む二次側管部と、加圧空気受入口を含む空気供給管部とから成り、一次側管部に対し二次側管部が９０度以下の角度で折曲するように形成され、空気供給管部が二次側管部に対し同軸に接続されている請求項１に記載の吹き付け装置。
【請求項３】
加圧空気供給装置と材料タンクの加圧空気導入口とを連絡する配管の途中、及び、加圧空気供給装置と接続具の加圧空気受入口とを連絡する配管の途中に、空気圧を調節するレギュレータを設けた請求項１又は２に記載の吹き付け装置。
【請求項４】
材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面が下方へ向かって縮径する円錐形に形成され、可撓性部材により円板状に製作され半径方向のスリットが形成された中蓋を、材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に配置する請求項１乃至３のいずれかに記載の吹き付け装置。
【請求項５】
上部に加圧空気導入口を有し下部に材料吐出口を有する材料タンク内にコンクリート用の補修材を収納し、加圧空気導入口から材料タンク内へ加圧空気を供給することにより、補修材を、材料タンク内から材料吐出口に連接した接続具を介して、ホース内へ押し出すと同時に、押し出された補修材に加圧空気を作用させて、補修材をホース先端から目標物へ向かって吹き付けることを特徴とするコンクリート用補修材の吹き付け工法。
【請求項６】
材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面が下方へ向かって縮径する円錐形に形成され、材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に、可撓性部材により円板状に製作され半径方向のスリットを形成した中蓋を配置し、加圧空気導入口から材料タンク内へ供給した加圧空気により中蓋を介して補修材を材料タンク内から押し出すにあたり、材料タンクにおける内表面が円錐形の部分を中蓋が下降するときは、内表面の縮径に合わせて中蓋におけるスリットを挟む部分を重合させることにより、中蓋を円錐形に変形させる請求項５に記載するコンクリート用補修材の吹き付け工法。
【請求項１】
上部に加圧空気導入口を有し下部に材料吐出口を有する材料タンクと、材料タンクの材料吐出口に連接され途中に加圧空気受入口を有する接続具と、基端部が接続具の材料送出口に接続され先端部にノズルが装着されたホースと、材料タンクの加圧空気導入口及び接続具の加圧空気受入口それぞれに加圧空気を送給する加圧空気供給装置とから構成したことを特徴とする吹き付け装置。
【請求項２】
前記接続具は、材料タンクの材料吐出口に連接される一次側管部と、ホースが接続され材料送出口を含む二次側管部と、加圧空気受入口を含む空気供給管部とから成り、一次側管部に対し二次側管部が９０度以下の角度で折曲するように形成され、空気供給管部が二次側管部に対し同軸に接続されている請求項１に記載の吹き付け装置。
【請求項３】
加圧空気供給装置と材料タンクの加圧空気導入口とを連絡する配管の途中、及び、加圧空気供給装置と接続具の加圧空気受入口とを連絡する配管の途中に、空気圧を調節するレギュレータを設けた請求項１又は２に記載の吹き付け装置。
【請求項４】
材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面が下方へ向かって縮径する円錐形に形成され、可撓性部材により円板状に製作され半径方向のスリットが形成された中蓋を、材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に配置する請求項１乃至３のいずれかに記載の吹き付け装置。
【請求項５】
上部に加圧空気導入口を有し下部に材料吐出口を有する材料タンク内にコンクリート用の補修材を収納し、加圧空気導入口から材料タンク内へ加圧空気を供給することにより、補修材を、材料タンク内から材料吐出口に連接した接続具を介して、ホース内へ押し出すと同時に、押し出された補修材に加圧空気を作用させて、補修材をホース先端から目標物へ向かって吹き付けることを特徴とするコンクリート用補修材の吹き付け工法。
【請求項６】
材料タンクにおける少なくとも下部側の内表面が下方へ向かって縮径する円錐形に形成され、材料タンク内に収納した吹き付け材料の上面に、可撓性部材により円板状に製作され半径方向のスリットを形成した中蓋を配置し、加圧空気導入口から材料タンク内へ供給した加圧空気により中蓋を介して補修材を材料タンク内から押し出すにあたり、材料タンクにおける内表面が円錐形の部分を中蓋が下降するときは、内表面の縮径に合わせて中蓋におけるスリットを挟む部分を重合させることにより、中蓋を円錐形に変形させる請求項５に記載するコンクリート用補修材の吹き付け工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２４６７１（Ｐ２０１０−２４６７１Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８５５３２（Ｐ２００８−１８５５３２）
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（３９８０１２７８６）ＢＡＳＦポゾリス株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（３９８０１２７８６）ＢＡＳＦポゾリス株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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