連続練りミキサを使った速硬性モルタル吹付けシステム FC(Fast Compact)ライナーを開発
2020年12月04日
株式会社熊谷組は、株式会社ファテック(取締役社長 青野孝行)と共同で、速硬性のFCモルタルを連続練りミキサを使って湿式で吹付けるコンパクトな施工システム、「FCライナー」を開発しましたのでお知らせします。
1.開発の経緯
我が国の発電量は原子力発電の低下に伴い火力発電が70%を占めるようになり、地球温暖化対策の一環として水力、太陽光、風力、バイオマスなどの再生可能エネルギーが増加しています。昨今、安定的な電力供給のために水力発電施設の維持管理が継続的に行われています。当社では、このような水力発電所の導水路トンネルや放水路トンネルをはじめ、上水や工業用水取水トンネルなどの小断面トンネルの補修・補強工事を継続的に施工してきました。今後もこのような改修工事は増加が見込まれています。
改修工事では既設覆工の補強・補修や覆工のない素掘りトンネルにおける地山の肌落ち防止対策としてモルタル吹付工法が多く採用されています。通常は、モルタルをミキサで練る作業、アジテータ付きホッパーに投入し、小型ポンプで圧送し吹付ける作業を別々に行ってきました。しかし、モルタルの圧送距離が短いため作業の効率化が求められました。そこで、ミキサ、ホッパー、ポンプが一体となった連続練りミキサを採用することでコンパクトな施工システムを実現しました。また、速硬性のモルタルと急結剤を併用することにより、施工性の向上と早期の強度発現が可能になりました。
2. FCライナー概要
FCライナーは新たに開発した速硬性のFCモルタルを連続練りミキサを使って吹付する施工システムです。
(1)FCモルタルの特性
FCモルタルは、セメント(早強、超速硬)、細骨材、混和剤、補強用繊維で構成されるプレミックスのセメントモルタルです。
1袋当たり20㎏で水/粉体比は20%です。練上がり量は12.1ℓ/袋、83袋/㎥です。
液体急結剤を添加して急結性を確保しており、圧縮強度は、1時間後で1.8N/㎟、3時間後で6.0N/㎟です。28日養生では53.7N/㎟です。
練上がり温度の上昇に伴いモルタルの粘性が大きくなり、圧送性が低下するため、練上がり温度30度以下として施工性を確保します。
(2)連続練りミキサ
連続練りミキサの仕組みは、プレミックスの材料をミキサ上部の材料投入口から投入すると材料がスクリューミキサにより空練りされながら下方へ搬送されます。スクリューミキサ下部で練り混ぜ水が供給されオーガーポンプで高速攪拌され最下端の吐出口からモルタルが排出されます。
本システムでは、市販されている連続練りミキサを改良し、施工性を改善しました。
練り混ぜ水は一定量、連続的に供給されるため計量が不要ですが、電磁流量計を設置して自動計量するため水量のばらつきを小さくしました。また、水槽から水を供給する際は、別途給水ポンプを使用し、一定の供給量を確保しました。
さらに連続練りミキサは、ミキシングと圧送の機能を兼ね備えているため材料練りの待ち時間がなく、施工効率が向上しました。
また、モルタルが速硬性であることから施工時の段取り替えや吹付け終了時の圧送ホース内の閉塞対策として特殊洗浄システムを導入し、容易に圧送ホースの洗浄を行うことができるようにしました。
施工能力は、現在使用しているオーガーポンプで1.2㎥/hです。
3.適用範囲
本システムは、既設トンネルの改修だけでなく、新設の小断面の山岳トンネルなどで掘削後、掘削断面に吹付け、早期に閉合する必要がある場合などにも適用できます。
4.今後の展開
オーガーポンプ(ローター、ステータ)の仕様を変えることによって施工能力向上を図っていきます。
お問い合わせ先
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