(57)【要約】【課題】練混ぜ後のセメント系充填材の各種機能の向上と含有空気量の低減を図る。【解決手段】この方法では、セメント、水、添加材をミキサーにより練混ぜた後の充填材を、装置Ｍの真空状態の空間内に投入し、この空間内で高速回転する回転容器３により回転して、遠心作用により練混ぜながら、回転容器３の周囲に向けて放出するとともに、回転容器３の回転軸４１回りの網目状に多数の孔を有する２重構造の障壁（３１、３０）を通過させ、さらに、回転容器３の周囲に配置する孔の無い障壁（１２０）に衝突させて、このＰＣグラウトに含有する空気泡を真空下で膨張させながら破壊するようにした。【選択図】図２
2014240193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜて製造するセメント系充填材の製造方法であって、
セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜた後のセメント系充填材を、真空状態の空間内に投入し、前記真空状態の空間内で高速回転する回転体により回転して、遠心作用により練混ぜながら、前記真空状態の空間内で前記回転体の周囲に向けて放出するとともに、当該放出するセメント系充填材を、前記回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、又は前記回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させて、又はこれらを組み合わせて、当該セメント系充填材に含有する空気泡を真空下で膨張させながら破壊する、
ことを特徴とするセメント系充填材の製造方法。
【請求項２】
セメント、水、添加材が各種のミキサーにより練混ぜられてなるセメント系充填材であって、
請求項１のセメント系充填材の製造方法により製造される、
ことを特徴とするセメント系充填材。
【請求項３】
セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜて製造するセメント系充填材の製造方法であって、
セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜた後のセメント系充填材を、大気圧状態の容器内に投入し、前記容器内で高速回転する回転体により回転して、遠心作用により練混ぜながら、前記容器内で前記回転体の周囲に向けて放出するとともに、当該放出するセメント系充填材を、前記回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、又は前記回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させて、又はこれらを組み合わせて、破壊する、
ことを特徴とするセメント系充填材の製造方法。
【請求項４】
セメント、水、添加材が各種のミキサーにより練混ぜられてなるセメント系充填材であって、
請求項３のセメント系充填材の製造方法により製造される、
ことを特徴とするセメント系充填材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣ（プレストレストコンクリート）グラウト、グラウト、セメントペースト、モルタルなどのセメント系充填材の製造方法及びこの方法により製造されたセメント系充填材に関し、特に、各種充填材の有するポテンシャルを最大限に引き出し、また、含有する空気量を最大限に低減して使用できるようにするセメント系充填材の製造方法及びこの方法により製造されたセメント系充填材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、土木・建築の建設工事では、構造物の空洞、空隙、隙間などを埋めるのに、ＰＣグラウト、グラウト、セメントペースト、モルタルなどのセメント系充填材が使用される。これらのセメント系充填材は、周知のとおり、セメント、水、添加材が各種のミキサーにより練混ぜられて製造される（例えば、特許文献１参照。）。なお、この種のミキサーとしては、グラウトミキサー、モルタルミキサー、ハンドミキサー、パン型ミキサー、強制二軸ミキサーなどが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６１５１３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のセメント系充填材は、特許文献１にも明示されているように、セメント、水、添加材がグラウトミキサーなどのミキサーを用いて練混ぜられて製造される点で共通する。本願発明者らはこのようなセメント系充填材の製造方法において、特に、材料をミキサーにより練混ぜた後のセメント系充填材に注目し、この充填材の性能について精査した結果、セメント系充填材の材料をミキサーで練混ぜるだけでは、セメント系充填材の有するポテンシャルを最大限に引き出すことが難しいことが分かった。
そこで、本願発明者らは、ミキサーによる練混ぜ後のセメント系充填材の材料に真空下での回転遠心作用による練混ぜを付与したところ、このセメント系充填材の流動性、緻密性、強度特性、収縮特性及び耐久性が向上すること、また、このセメント系充填材に含有される空気量が著しく低下することを見出し、本発明を創案するに至った。
【０００５】
本発明は、練混ぜ後のセメント系充填材の流動性、緻密性、強度特性、収縮特性及び耐久性の向上と、含有空気量の著しい低減を図ることのできるセメント系充填材の製造方法及びこの方法により製造されたセメント系充填材を提供すること、を目的とする。
【０００６】
また、本願発明者らは、このセメント系充填材の製造方法についての研究を引き続き行い、今度は、ミキサーによる練混ぜ後のセメント系充填材の材料に大気圧下での回転遠心作用による練混ぜを付与したところ、このセメント系充填材の流動性、強度特性、及び耐久性が向上することを見出すに至った。
【０００７】
そこで、本発明は、練混ぜ後のセメント系充填材の流動性、強度特性、及び耐久性の向上を図ることのできるまた新たなセメント系充填材の製造方法及びこの方法により製造されたセメント系充填材を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明（１）は、セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜて製造するセメント系充填材の製造方法であって、セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜた後のセメント系充填材を、真空状態の空間内に投入し、前記真空状態の空間内で高速回転する回転体により回転して、遠心作用により練混ぜながら、前記真空状態の空間内で前記回転体の周囲に向けて放出するとともに、当該放出するセメント系充填材を、前記回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、又は前記回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させて、又はこれらを組み合わせて、当該セメント系充填材に含有する空気泡を真空下で膨張させながら破壊する、ことを要旨とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明（２）は、セメント、水、添加材が各種のミキサーにより練混ぜられてなるセメント系充填材であって、上記発明（１）のセメント系充填材の製造方法により製造される、ことを要旨とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明（３）は、セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜて製造するセメント系充填材の製造方法であって、セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜた後のセメント系充填材を、大気圧状態の容器内に投入し、前記容器内で高速回転する回転体により回転して、遠心作用により練混ぜながら、前記容器内で前記回転体の周囲に向けて放出するとともに、当該放出するセメント系充填材を、前記回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、又は前記回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させて、又はこれらを組み合わせて、破壊する、ことを要旨とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明（４）は、セメント、水、添加材が各種のミキサーにより練混ぜられてなるセメント系充填材であって、上記発明（３）のセメント系充填材の製造方法により製造される、ことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明（１）のセメント系充填材の製造方法によれば、セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜた後のセメント系充填材を、真空状態の空間内に投入し、真空状態の空間内で高速回転する回転体により回転して、遠心作用により練混ぜながら、回転体の周囲に放出し、この放出するセメント系充填材を、回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、又は回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させて、又はこれらを組み合わせて、当該セメント系充填材に含有する空気泡を真空下で膨張させながら破壊するようにしたことで、練混ぜ後のセメント系充填材を十分に練混ぜることができ、その結果、練混ぜ後のセメント系充填材の流動性、緻密性、強度特性、収縮特性及び耐久性を向上させることができ、また、練混ぜ後のセメント系充填材に含有する空気泡を十分に消失することができ、その結果、含有空気量を０．１％未満にまで著しく低減することができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。
また、本発明（２）のセメント系充填材によれば、練混ぜ後のセメント系充填材に十分な練混ぜ状態が得られて、流動性、緻密性、強度特性、収縮特性及び耐久性をいずれも向上させることができ、また、練混ぜ後のセメント系充填材に含有する空気泡が十分に消失されて、含有空気量を０．１％未満にまで低減することができる、という本発明独自の顕著な効果を奏する。
【００１３】
本発明（３）のセメント系充填材の製造方法によれば、セメント、水、添加材を各種のミキサーにより練混ぜた後のセメント系充填材を、大気圧状態の容器内に投入し、この容器内で高速回転する回転体により回転して、遠心作用により練混ぜながら、回転体の周囲に放出し、この放出するセメント系充填材を、回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、又は回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させて、又はこれらを組み合わせて、破壊するようにしたので、練混ぜ後のセメント系充填材を十分に練混ぜることができ、その結果、練混ぜ後のセメント系充填材の流動性、強度特性及び耐久性を向上させることができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。
また、本発明（４）のセメント系充填材によれば、練混ぜ後のセメント系充填材に十分な練混ぜ状態が得られて、流動性、強度特性及び耐久性をいずれも向上させることができる、という本発明独自の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＰＣグラウトの製造方法を示す図
【図２】同方法に使用する装置の構成を示す図
【図３】同方法に使用する装置の特に回転容器の構成を示す図
【図４】高粘性、低粘性、超低粘性各種の一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトのＪＰ漏斗を用いた流下時間の測定結果を示す図
【図５】一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの流下時間と水セメント比（Ｗ／Ｃ）の関係を示す図
【図６】流下時間２３ｓの配合における一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの圧縮強度の測定結果を示す図
【図７】流下時間２３ｓの配合における一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの単位体積質量の測定結果を示す図
【図８】流下時間２３ｓの配合における一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの乾燥収縮ひずみの測定結果を示す図
【図９】流下時間２３ｓの配合における一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの乾燥に伴う質量変化率の測定結果を示す図
【図１０】高粘性、低粘性、超低粘性各種の一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトに含有される空気量の測定結果を示す図
【図１１】本発明の第２の実施の形態におけるＰＣグラウトの製造方法を示す図
【図１２】同方法に使用する装置の構成を示す図
【図１３】標準ＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの流下時間を示す図
【図１４】標準ＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの圧縮強度を示す図
【図１５】標準ＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの実効拡散係数を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
図１にこの発明の第１の実施の形態としてＰＣグラウトの製造方法を示している。
図１に示すように、このＰＣグラウトの製造方法は、一般のＰＣグラウト、すなわち、セメント、水、混和剤（添加材）をグラウトミキサーにより所定時間練混ぜた後のＰＣグラウトに、真空下での回転遠心作用による練混ぜを付与するもので、この製造方法では、練混ぜ後のＰＣグラウトを、真空状態の空間内に投入し、真空状態の空間内で高速回転する回転体により回転して、遠心作用により練混ぜながら、真空状態の空間内で回転体の周囲に向けて放出するとともに、この放出するＰＣグラウトを、回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、さらに、回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させて、このＰＣグラウトに含有する空気泡を真空下で膨張させながら破壊する手法を取る。
【００１６】
図２にこのＰＣグラウトの製造方法に用いる装置を示している。また、図３にこの装置に採用される回転容器を示している。
図２に示すように、この装置Ｍは、真空状態の空間を画成し、製造後のＰＣグラウトを滞留するための滞留槽１と、滞留槽１に連結され、滞留槽１内を減圧し真空状態とするための真空ポンプ２と、滞留槽１内に高速回転可能に配置され、練混ぜ後のＰＣグラウトを回転遠心作用により練混ぜるための回転容器（回転体）３、及び滞留槽１外に設置され、回転容器３を駆動するモータ４と、滞留槽１に設置され、練混ぜ後のＰＣグラウトを滞留槽１内の回転容器３に投入するための投入口５と、滞留槽１に連結され、滞留槽１内に滞留されるＰＣグラウトを滞留槽１の外部に排出するための排出ポンプ６とを備えて構成される。
特にこの装置Ｍでは、滞留槽１は、上部側を円筒部１２、下部側を略円錐部１３とする複合形状からなり、上面は天蓋１１で密閉され、下面は底壁１４で閉塞される。また、この滞留槽１の場合、円筒部１２の内周面１２０がＰＣグラウトを衝突させるための孔の無い障壁をなす。
真空ポンプ２は汎用ポンプから適宜のものが採用される。真空ポンプ２は滞留槽１の外部に設置され、真空ポンプ２と滞留槽１は配管（吸引管）２１を介して、この場合、滞留槽１の天壁１１に接続して滞留槽１の外部に延ばされる配管２１により連結される。
回転容器３は、全体が円盤型で上部に開口を有する有底の筒形形状に構成され、外周面３０が網目状に多数の孔を有する障壁からなり、さらにこの外周面３０の内側に所定の間隔をあけて平行に網目状に多数の孔を有する障壁からなる仕切り板３１が並設されて、これら外周面３０及び仕切り板３１が回転容器１の回転軸（４１）回りに配置される２重構造の障壁になっている。この回転容器を駆動するためのモータ４は汎用モータから適宜のものが採用される。モータ４は滞留槽１の天壁１１上の中央に設置されて、このモータ４の回転軸４１が天壁１１の中心から滞留槽１内に突出され、回転容器３は滞留槽１の上部側となる円筒部１２内でモータ４の回転軸４１に作動連結され、滞留槽１内で水平方向に回転可能に配置される。なお、この回転容器３の回転数は、２０００ｒｐｍを標準としてある。
投入口５は管材からなる。この投入口５は滞留槽１の天壁１１に貫通挿着され、一端が滞留槽１内で回転容器３の上部開口内に配置され、他端が滞留槽１の外部に配置される。この場合、投入口５の他端は開閉バルブ５１が取り付けられて、投入口５が開閉バルブ５１により開閉可能になっている。
排出ポンプ６は汎用ポンプから適宜のものが採用される。排出ポンプ６は滞留槽１の外部に設置され、この排出ポンプ６と滞留槽１は配管（排出管）６１を介して、この場合、滞留槽１の底壁１４に接続して滞留槽１の外部に延ばされる配管６１により連結される。
【００１７】
図１のＰＣグラウトの製造方法は図２の装置を用いることで次のように具体化される。
このＰＣグラウトの製造方法では、まず、セメント、水、混和剤をグラウトミキサーに投入し、このミキサーで練混ぜて、一般のＰＣグラウトを製造する。
そして、このＰＣグラウトを、装置Ｍを用いて、真空下での回転遠心作用による練混ぜを付与する。
ここではまず、投入口５の開閉バルブ５１を閉じ、排出ポンプ６は停止の状態で、真空ポンプ２を起動して滞留槽１内を減圧し、また、モータ４を駆動して回転容器３を回転する。
次に、滞留槽１内の減圧後（滞留槽１内が真空の状態で）、投入口５の開閉バルブ５１を開き、一般のＰＣグラウトを投入口５から投入する。この投入口５に投入されたＰＣグラウトは滞留槽１内の真空吸引により回転中の回転容器３内に流れ込む。この回転容器３に流れ込んだＰＣグラウトは、滞留槽１内の真空下でＰＣグラウトに内在される空気泡が膨張しつつ、回転容器３の回転による遠心作用により練混ぜられながら、真空状態の空間内で回転容器３の周囲に向けて放出されるとともに、この放出されるＰＣグラウトは、回転容器３の回転軸４１回りに配置される２重構造の障壁、すなわち、回転容器３の仕切り板３１及び外周面３０に順次衝接してそれぞれの網目状の孔を通り抜け、この孔の通過により、ＰＣグラウトは内在される空気泡が壊されて、回転容器３の周囲に向けて放出される。そして最後に、回転容器３周囲に配置される孔の無い障壁、すなわち、滞留槽１の円筒部１２の内周面１２０に衝突し、この衝突により、ＰＣグラウト内に残存される空気泡がさらに破壊されて、滞留槽１の略円錐部１３内に落下し、滞留される。この滞留槽１内での一連の過程で、ＰＣグラウトは略完全に近い状態に練混ぜられ、ＰＣグラウトに含有される空気泡は略完全に近い状態に消失される。
そして、滞留槽１からＰＣグラウトを取り出す際は、滞留槽１内の減圧を解除して真空状態を解放した後、排出ポンプ６を起動することにより、滞留槽１内に滞留されたＰＣグラウトが滞留槽１の底壁１４に連結された配管６１から排出される。
このようにして製造されたＰＣグラウトは、材料が十分に練混ぜられた結果、流動性、緻密性、強度特性、収縮特性及び耐久性の点で優れた機能を有し、ＰＣグラウトの含有空気量が０．１％未満にまで低減されたものとなる。
【００１８】
本願発明者らは、このＰＣグラウトの製造方法により得られたＰＣグラウト（以下、発明ＰＣグラウトと称す。）の効果を確認するため、一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトについて、各種の測定試験を行い、次のような結果を得た。
（１）図４に高粘性、低粘性、超低粘性各種の一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトのＪＰ漏斗を用いた流下時間の測定結果を示す。この測定結果により、発明ＰＣグラウトの流動性は一般のＰＣグラウトよりも向上することが認められた。
（２）表１に高粘性、低粘性、超低粘性各種の一般のＰＣグラウトの流下時間の規格値を示し、図５に一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの流下時間と水セメント比（以下、Ｗ／Ｃと略記する。）の関係を示す。この測定結果から、一般のＰＣグラウトと発明ＰＣグラウトの流下時間が同じ場合のＷ／Ｃを比較すると、発明ＰＣグラウトのＷ／Ｃは一般のＰＣグラウトよりも小さくできることが認められた。
【表１】
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（３）図６に流下時間２３ｓの配合における一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの圧縮強度の測定結果を示す。この測定結果により、発明ＰＣグラウトの圧縮強度は一般のＰＣグラウトよりも大きくなっていることが認められた。
（４）図７に流下時間２３ｓの配合における一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの単位体積質量の測定結果を示す。この測定結果により、発明ＰＣグラウトの単位体積質量は一般のＰＣグラウトよりも大きくなっていることが認められた。
（５）図８及び図９に流下時間２３ｓの配合における一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの乾燥収縮ひずみ及び乾燥に伴う質量変化率の測定結果を示す。この測定結果により、発明ＰＣグラウトは、一般のＰＣグラウトに比して、乾燥収縮ひずみ量及び質量変化率が小さくなっていることが認められた。
（６）図１０に高粘性、低粘性、超低粘性各種の一般のＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトに含有される空気量の測定結果を示す。この測定結果により、一般のＰＣグラウトでは顕著な空気量を含有しているのに対して、発明ＰＣグラウトに含有する空気量は０．１％未満となることが認められた。
以上（１）−（６）の測定結果により、練混ぜ後の一般のＰＣグラウトに、真空下での回転遠心作用による練混ぜを付与することで、ＰＣグラウトの流動性、緻密性、強度特性、収縮特性及び耐久性がいずれも向上し、ＰＣグラウトに含有される空気量は０．１％未満になることが明らかになった。
【００１９】
以上説明したように、このＰＣグラウトの製造方法によれば、セメント、水、混和剤（添加材）をグラウトミキサーにより練混ぜた後のＰＣグラウトを、滞留槽１の真空ポンプ２で減圧して真空状態の空間内に投入し、真空状態の空間内で高速回転する回転容器３により回転して、遠心作用により練混ぜながら、真空状態の空間内で回転容器３周囲に向けて放出するとともに、この放出するＰＣグラウトを、回転容器３の回転軸４１回りに配置される網目状に多数の孔を有する２重構造の障壁、すなわち、回転容器３の仕切り板３１、回転容器３の外周面３０を通過させ、さらに、回転容器３の周囲に配置される孔の無い障壁、すなわち、滞留槽１の内周面１２０に衝突させて、このＰＣグラウトに含有する空気泡を真空下で膨張させながら破壊するようにしたので、練混ぜ後のＰＣグラウトを、滞留槽１の真空状態の空間内で高速回転する回転容器３により回転して、遠心作用により練混ぜる過程、及びこのＰＣグラウトを回転容器３の回転軸４１周囲に配置される網目状に多数の孔を有する２重構造の障壁を通過させ、さらに、回転容器３の周囲に配置される孔の無い障壁に衝突させる過程を通じて、練混ぜ後のＰＣグラウトの材料を十分に練混ぜ、併せて、ＰＣグラウトに含有される空気泡を略完全に消失させることができ、その結果、このＰＣグラウトに流動性、緻密性、強度特性、収縮特性及び耐久性の点で優れた機能を発揮させることができ、また、ＰＣグラウトに含有される空気量を０．１％未満にまで低減することができる。
そして、このようにして得られたＰＣグラウトは、流動性、緻密性、強度特性、収縮特性及び耐久性の点で優れた機能を有し、また、含有空気量が０．１％未満にまで低減され、品質の極めて高いものとなる。
【００２０】
なお、この実施の形態では、ＰＣグラウトの製造方法で、回転体から放出するＰＣグラウトを、（１）回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、さらに、（２）回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させるようにしたが、このセメント系充填材と障壁との接触は、（１）又は（２）のいずれか一方のみとしてもよく、この場合でも、上記（１）、（２）の組み合わせに比べて効果が多少下がることになっても、上記と共通の効果を得ることができる。
また、このＰＣグラウトの製造方法に用いた装置Ｍに関し、回転体と回転体の回転軸回りに配置する障壁を回転容器３とこの回転容器３の外周面３０及び仕切り板３１とにより構成したが、この回転体と障壁はかかる構造に限定されるものではなく、回転体は上面に開口を有する有底筒形で、外周面にセメント系充填材のための放出口を有するものとし、滞留槽内で回転容器の周囲に網目状に多数の孔を有する障壁を別途配置するものとしてもよい。この場合、障壁は単体でもよく、２重構造又はそれ以上の多重構造としてもかまわない。また、滞留槽１の内周面１２０を孔の無い障壁としたが、この障壁はこれに限定されるものではなく、滞留槽１内で回転容器３の周囲（回転容器３と滞留槽１の内周面との間）に別途配置するものであってもよい。このようにしても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、この実施の形態では、ＰＣグラウトの製造方法及びこの方法により製造されたＰＣグラウトについて例示したが、グラウト、セメントペースト、モルタルなど他のセメント系充填材の製造方法についても、上記と概ね同様の手法を採用することができ、この手法を採ることで、得られた各種セメント系充填材について上記と概ね同様の作用効果を奏することができる。
【００２１】
図１１にこの発明の第２の実施の形態としてＰＣグラウトの製造方法を示している。
図１１に示すように、このＰＣグラウトの製造方法は、一般のＰＣグラウト、すなわち、セメント、水、混和剤（添加材）をグラウトミキサーにより所定時間練混ぜた後のＰＣグラウトに、大気圧下での回転遠心作用による練混ぜを付与するもので、この製造方法では、練混ぜ後のＰＣグラウトを、大気圧状態の容器内に投入し、この容器内で高速回転する回転体により回転して、遠心作用により練混ぜながら、この容器内で回転体の周囲に向けて放出するとともに、この放出するＰＣグラウトを、回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、さらに、回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させて、破壊する手法を取る。
【００２２】
図１２にこのＰＣグラウトの製造方法に用いる装置を示している。
図１２に示すように、この装置Ｍ２は、図２の装置Ｍと概ね共通の構成を備え、容器である滞留槽１内を減圧し真空状態とするための真空ポンプ２がない点、滞留槽１の内部が大気圧下の外部に連通して大気圧状態になっている点で、図２の装置Ｍと異なる。したがって、この装置Ｍ２は、真空ポンプ、吸引管がなく、滞留槽１の内部が大気圧状態である点のみが、図２の装置Ｍと異なるだけなので、ここでは、図１２の装置Ｍ２について、図２の装置Ｍと共通の部材に図２の装置Ｍと同じ符号を付すことで、その重複した説明を省略する。
【００２３】
図１１のＰＣグラウトの製造方法は図１２の装置を用いることで次のように具体化される。
このＰＣグラウトの製造方法では、まず、セメント、水、混和剤をグラウトミキサーに投入し、このミキサーで練混ぜて、一般のＰＣグラウトを製造する。
そして、このＰＣグラウトを、装置Ｍ２を用いて、大気圧下での回転遠心作用による練混ぜを付与する。
ここではまず、投入口５の開閉バルブ５１を閉じ、排出ポンプ６は停止の状態で、大気圧状態の滞留槽１内でモータ４を駆動して回転容器３を回転する。
次に、投入口５の開閉バルブ５１を開き、一般のＰＣグラウトを投入口５から投入する。この投入口５に投入されたＰＣグラウトは大気圧状態の滞留槽１内で回転中の回転容器３内に流れ込む。この回転容器３に流れ込んだＰＣグラウトは、回転容器３の回転による遠心作用により練混ぜられながら、大気圧状態の空間内で回転容器３の周囲に向けて放出されるとともに、この放出されるＰＣグラウトは、回転容器３の回転軸４１回りに配置される２重構造の障壁、すなわち、回転容器３の仕切り板３１及び外周面３０に順次衝接してそれぞれの網目状の孔を通り抜け、この孔の通過により、ＰＣグラウトは破壊されて、回転容器３の周囲に向けて放出される。そして最後に、回転容器３周囲に配置される孔の無い障壁、すなわち、滞留槽１の円筒部１２の内周面１２０に衝突し、この衝突により、ＰＣグラウトがさらに破壊されて、滞留槽１の略円錐部１３内に落下し、滞留される。この滞留槽１内での一連の過程で、ＰＣグラウトは略完全に近い状態に練混ぜられる。
そして、滞留槽１からＰＣグラウトを取り出す際は、排出ポンプ６を起動することにより、滞留槽１内に滞留されたＰＣグラウトが滞留槽１の底壁１４に連結された配管６１から排出される。
このようにして製造されたＰＣグラウトは、材料が十分に練混ぜられた結果、流動性、強度特性、及び耐久性の点で優れた機能を有するものとなる。
【００２４】
本願発明者らは、このＰＣグラウトの製造方法により得られたＰＣグラウト（以下、発明ＰＣグラウトと称す。）の効果を確認するため、標準ＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトについて、各種の測定試験を行い、次のような結果を得た。
（１）図１３に標準ＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの流下時間の測定結果を示す。この測定結果から、発明ＰＣグラウトの流動性は標準ＰＣグラウトより向上することが認められた。
また、表２に流下時間２３ｓ（規格上限値）及び１４ｓ（規格下限値）における標準ＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトのＷ／Ｃを示す。この測定結果から、標準ＰＣグラウトと発明ＰＣグラウトの流下時間が同じ場合のＷ／Ｃを比較すると、発明ＰＣグラウトのＷ／Ｃは標準ＰＣグラウトよりも小さくなること、この場合、Ｗ／Ｃを１．３％低減できることが認められた。後述するとおり、ＰＣグラウトのＷ／Ｃを小さくできることは、ＰＣグラウトの強度特性、耐久性の向上につながる。
【表２】
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（２）図１４に標準ＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの圧縮強度の測定結果を示す。この測定結果により、発明ＰＣグラウトの圧縮強度は標準ＰＣグラウトよりも大きくなっていること、この場合、Ｗ／Ｃの低減により、５．９〜１０．４％の範囲で増加することが認められた。
（３）図１５に標準ＰＣグラウト及び発明ＰＣグラウトの実効拡散係数の測定結果を示す。この測定結果により、発明ＰＣグラウトの実効拡散係数は標準ＰＣグラウトよりも小さくなること、この場合、Ｗ／Ｃの低減により、３．８〜１０．９％の範囲で低減することが認められた。
（４）以上により表３に発明ＰＣグラウトの効果を示す。この表３に示すとおり、発明ＰＣグラウトの流動性、強度特性、耐久性はＷ／Ｃの低減により向上する結果となっている。
【表３】
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以上（１）−（４）の結果により、練混ぜ後の標準ＰＣグラウトに、大気圧下での回転遠心作用による練混ぜを付与することで、ＰＣグラウトの流動性、強度特性及び耐久性がいずれも向上することが明らかとなった。
【００２５】
以上説明したように、このＰＣグラウトの製造方法によれば、セメント、水、混和剤（添加材）をグラウトミキサーにより練混ぜた後のＰＣグラウトを、大気圧状態の滞留槽１内に投入し、この滞留槽１内で高速回転する回転容器３により回転して、遠心作用により練混ぜながら、この滞留槽１内で回転容器３周囲に向けて放出するとともに、この放出するＰＣグラウトを、回転容器３の回転軸４１回りに配置される網目状に多数の孔を有する２重構造の障壁、すなわち、回転容器３の仕切り板３１、回転容器３の外周面３０を通過させ、さらに、回転容器３の周囲に配置される孔の無い障壁、すなわち、滞留槽１の内周面１２０に衝突させて、破壊するようにしたので、練混ぜ後のＰＣグラウトを、滞留槽１の大気圧状態の空間内で高速回転する回転容器３により回転して、遠心作用により練混ぜる過程、及びこのＰＣグラウトを回転容器３の回転軸４１周囲に配置される網目状に多数の孔を有する２重構造の障壁を通過させ、さらに、回転容器３の周囲に配置される孔の無い障壁に衝突させる過程を通じて、練混ぜ後のＰＣグラウトの材料を十分に練混ぜることができ、その結果、このＰＣグラウトに流動性、強度特性及び耐久性の点で優れた機能を発揮させることができる。
そして、このようにして得られたＰＣグラウトは、流動性、強度特性及び耐久性の点で優れた機能を有するものとなる。
【００２６】
なお、この実施の形態では、ＰＣグラウトの製造方法で、回転体から放出するＰＣグラウトを、（１）回転体の回転軸回りに配置する網目状に多数の孔を有する障壁を通過させ、さらに、（２）回転体の周囲に配置する孔の無い障壁に衝突させるようにしたが、このセメント系充填材と障壁との接触は、（１）又は（２）のいずれか一方のみとしてもよく、この場合でも、上記（１）、（２）の組み合わせに比べて効果が多少下がることになっても、上記と共通の効果を得ることができる。
また、このＰＣグラウトの製造方法に用いた装置Ｍ２に関し、回転体と回転体の回転軸回りに配置する障壁を回転容器３とこの回転容器３の外周面３０及び仕切り板３１とにより構成したが、この回転体と障壁はかかる構造に限定されるものではなく、回転体は上面に開口を有する有底筒形で、外周面にセメント系充填材のための放出口を有するものとし、滞留槽内で回転容器の周囲に網目状に多数の孔を有する障壁を別途配置するものとしてもよい。この場合、障壁は単体でもよく、２重構造又はそれ以上の多重構造としてもかまわない。また、滞留槽１の内周面１２０を孔の無い障壁としたが、この障壁はこれに限定されるものではなく、滞留槽１内で回転容器３の周囲（回転容器３と滞留槽１の内周面との間）に別途配置するものであってもよい。このようにしても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、この実施の形態では、ＰＣグラウトの製造方法及びこの方法により製造されたＰＣグラウトについて例示したが、グラウト、セメントペースト、モルタルなど他のセメント系充填材の製造方法についても、上記と概ね同様の手法を採用することができ、この手法を採ることで、得られた各種セメント系充填材について上記と概ね同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００２７】
Ｍ  装置
１  滞留槽
１１  天蓋
１２  円筒部
１２０  内周面
１３  略円錐部
１４  底壁
２  真空ポンプ
２１  配管（吸引管）
３  回転容器
３０  外周面
３１  仕切り板
４  モータ
４１  回転軸
５  投入口
５１  開閉バルブ
６  排出ポンプ
６１  配管（排出管）
Ｍ２  装置
１  滞留槽
１１  天蓋
１２  円筒部
１２０  内周面
１３  略円錐部
１４  底壁
３  回転容器
３０  外周面
３１  仕切り板
４  モータ
４１  回転軸
５  投入口
５１  開閉バルブ
６  排出ポンプ
６１  配管（排出管）
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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