(57)【要約】  簡易な装置構成を維持しながら、急結剤内添式不定形耐火物の保管、保存管理の煩わしさと特性低下を解消できる不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法を提供する。  耐火性骨材、耐火性粉末、結合剤及び分散剤を含む不定形耐火材料２０に、気流搬送直前に、粉体急結剤２１を添加、混合して不定形耐火組成物２２とし、この不定形耐火組成物２２を粉末の状態で気流にのせて搬送管３内を浮遊させながら、搬送管３の途中で施工水を添加して、その後、吹付けノズル６を通じて施工壁面２３に吹付ける不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法。
2013147080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火性骨材、耐火性粉末、結合剤及び分散剤を含む不定形耐火材料に、気流搬送直前に、粉体急結剤を添加、混合して不定形耐火組成物とする混合工程と、
前記不定形耐火組成物を、粉末の状態のまま気流に乗せて搬送管の一端側から前記搬送管内に送り込み他端側へ搬送する気流搬送工程と、
前記気流搬送工程で搬送中の前記不定形耐火組成物に施工水を添加する施工水添加工程と、
前記施工水が添加された不定形耐火組成物を、吹付けノズルから施工対象物に吹付ける吹付け工程と、
を有することを特徴とする不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法。
【請求項２】
前記混合工程が、定量搬送される前記不定形耐火材料に前記粉体急結剤を所定量供給して混合することにより行われる請求項１に記載の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法。
【請求項３】
前記耐火性粉末が平均粒子直径が１０μｍ以下の耐火性超微粉であり、前記結合剤がアルミナセメントであり、前記分散剤が縮合リン酸塩、カルボン酸塩又はスルホン酸塩であり、かつ前記粉体急結剤がアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属のケイ酸塩、アルミン酸塩、炭酸塩又は硫酸塩である請求項１または２に記載の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法。
【請求項４】
耐火性超微粉が、アルミナ及び／又はヒュームドシリカである請求項３に記載の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法。
【請求項５】
粉体急結剤がアルミン酸ナトリウムである請求項３または４に記載の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法。
【請求項６】
前記耐火性粉末、結合剤、分散剤及び粉体急結剤の含有量が、前記耐火性骨材１００質量部あたり、それぞれ、３０〜６０質量部、２．５〜２０質量部、０．０３〜１．５質量部及び０．０７〜４．５質量部である請求項１〜５のいずれか１項に記載の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法。
【請求項７】
前記施工水の添加位置が、前記ノズルの先端から０．３〜１５ｍ上流である請求項１〜６のいずれか１項に記載の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法により構築された耐火物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法に係り、特に、不定形耐火材料の特性の変化を抑制し、簡易な操作で、かつ、安定して不定形耐火物の吹付け施工を実施可能とする気流搬送式吹付け施工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、不定形耐火物の有力な施工法として吹付け施工法が知られている。この施工法は流し込み工法に比べて流し込み用の型枠を必要とせず、また、形状が複雑で枠組みが困難な箇所にも容易に施工ができるため、近年ますます多くの分野で広範に使用されている。かかる吹付け施工法には大別すると、ポンプ圧送方式の湿式吹付け施工法と空気圧送方式の乾式吹付け施工法とがある。【０００３】
湿式吹付け施工法は、吹付け用耐火材組成物と施工水とを予め充分に混練した「坏土」と称する混練物にしてから吹付けを行う施工法である。かかる坏土は、ミキサーを用いてポンプ圧送が可能な流動性フロー値（ＪＩＳコーン使用）が２００ｍｍ前後になるまで混練し、これを圧送ポンプに供給して搬送管内を搬送する。そして、ノズル部で坏土を凝集させるための急結剤を添加し、圧縮空気を供給することにより、施工対象物に吹付け、比較的瞬間的に凝集させて炉壁等の耐火物を構築する。【０００４】
かかる湿式吹付け施工法においては、品質が均一で物性に優れた耐火物が得られるが、上記のように圧送ポンプに吹付け材料を供給するにあたり、ミキサーを用いて充分な流動性が出るまで吹付け材料を混練する必要があるため、大型のミキサーと多くの人員を必要とする。また、ポンプで圧送するため適正な流動性を得るための混練水量の管理が難しく、例えば、流動性が小さいとポンプ中又は搬送管内で閉塞を起こしてしまう。流動性を大きくするために混練水を添加し過ぎると吹付け用耐火材に含まれる細粒の耐火骨材と微粉状の耐火粉末が分離し、材料の搬送が不可能となる。このように湿式吹付け施工法は現場での施工時の不安定要素が多い。【０００５】
さらに、混練された坏土をポンプ圧送にて長距離搬送施工するには、坏土の粘度が大きいために大型のポンプが必要であり、搬送距離も乾式吹付け施工法に比べて短く、水平距離で高々１００ｍ程度である。さらにポンプを用いた湿式吹付け施工法においては施工完了時、搬送管内に混練された坏土が残るため、材料のロスが多く、その取り出しや清掃に多くの人員と時間を要するという問題もある。【０００６】
一方、乾式吹付け施工法は、水との結合により硬化するアルミナセメント等の硬化剤と、吹付け時の付着性を良くするためのクレー等の耐火性粉末を含んだ粉末状の吹付け用耐火材を、空気圧送方式の吹付け機に供給し、搬送用配管内を空気圧送して行う。圧送された粉末状の吹付け用耐火材に吹付けノズル部で施工水を添加し、ノズル内で粉末状の吹付け用耐火組成物に施工水を含ませ粘性の高い付着性状態とし、これをノズルを通じて吹出させ、施工対象物に付着、硬化させ、耐火物を構築する。【０００７】
かかる乾式吹付け施工法は、吹付け用耐火組成物を粉末状で空気圧送するので、搬送配管の閉塞が起こらないために搬送が容易であり、長距離搬送が可能である。そのため、この方法は、吹付け機械や吹付け用耐火組成物を地上に設置した状態で遠く離れた場所や高所での施工が可能であるという利点があり、様々な作業現場での施工に適用できる。【０００８】
その反面、乾式吹付け施工法は粉体状の不定形耐火組成物と施工水とをノズル内で混合させて、粘性のある付着状態とするため、耐火組成物と施工水の接触時間が短い。また、空気圧送される耐火組成物の量が一定しないと添加する施工水の量もそれに合わせて変化させなければならず、作業者の水量調整が追い付かず、施工水の量にもばらつきが生じる場合等には、施工水が所定量にならなかったり、混合が十分均一にならなかったりすることから施工された耐火炉壁の品質が不均一となり、強度の大きい安定した高品質の耐火物が得られ難い傾向にある。【０００９】
これに対して、湿式吹付け施工法で用いられる材料と急結剤を使用しながらも事前にミキサーで坏土を形成することなく、粉体の状態で材料をノズル近傍まで空気搬送し、ノズルより上流側で施工水を添加した後、そのまま搬送して施工対象物へ吹付け、比較的短時間に凝集させて耐火物を構築する気流搬送式吹付け施工法（以下、乾式吹付け施工法と区別するため、この施工法を気流搬送式吹付け施工法と称する）が開発され、使用されている。【００１０】
この気流搬送式吹付け施工法では、水添加後の搬送管内で粉体材料と施工水が混合されるので、大型のミキサーや圧送ポンプ及び多くの人員を要しない。また、搬送管においては粉体で搬送されるため、長距離、高所での施工も可能となる。【００１１】
現在、気流搬送吹付け施工法には、急結剤の添加方式の違いから、ノズル上流で施工水を添加した後、そのまま空気搬送を続け、ノズル近傍で急結剤を添加する外添方式のもの（例えば、特許文献１及び２参照）と、不定形耐火組成物の製造時に粉体急結剤を予め添加、混合しておく内添方式のもの（例えば、特許文献３参照）とが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本特開平１０−３１６４７８号公報
【特許文献２】日本特開２０００−３５６４７５号公報
【特許文献３】日本特開２００２−２１３８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記した気流搬送式吹付け施工法において、外添方式は、ノズル近傍まで粉体急結剤を搬送し、かつ、空気圧送されている搬送管内の圧力以上の圧力で粉体急結剤を加圧添加する必要がある。そのため、急結剤供給装置、急結剤搬送管、急結剤添加部等が必要となり、装置構成も複雑であり、特に、高圧で急結剤を供給可能とする特殊な装置が必須であった。また、上記のように、粉体急結剤の添加位置がノズル近傍であるため、ノズルを施工対象物に操作する施工者は、施工水の搬送管および添加部に加え、急結剤の搬送管および添加部が付加されることとなり、作業負担が著しく増大していた。【００１４】
一方、内添方式では、既に粉体急結剤が製造段階で不定形耐火組成物中に混合されているので、外添方式のような装置構成や操作上の難点はない。ところが、粉体急結剤が材料中に含まれていることで、安定した耐火物を施工するためには使用（施工）されるまでの保存期間の限定や高温多湿での保管を避けるなど、管理に注意を要する場合があることが本発明者らによって新たにわかってきた。すなわち、長期間に亘っての保存や、高温多湿環境での保存においては、急結剤の特性の経時変化により、施工時の発塵、リバウンドロスの増加などの施工性の低下と、得られる耐火物の品質が損なわれるおそれのあることがわかってきた。【００１５】
そこで、本発明は、上記したような気流搬送式吹付け施工法において、内添方式と同等の簡易な装置構成としながら、内添方式の弱点である不定形耐火材料の保管、保存管理の煩わしさを解消し、材料本来の品質を高く維持できる不定形耐火物の吹付け施工法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法は、耐火性骨材、耐火性粉末、結合剤及び分散剤を含む不定形耐火材料に、気流搬送直前に、粉体急結剤を添加、混合して不定形耐火組成物とする混合工程と、前記不定形耐火組成物を、粉末の状態のまま気流にのせて搬送管の一端側から前記搬送管内に送り込み他端側へ搬送する気流搬送工程と、前記気流搬送工程で搬送中の前記不定形耐火組成物に施工水を添加する施工水添加工程と、前記施工水が添加された不定形耐火組成物を、吹付けノズルから施工対象物に吹付ける吹付け工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法によれば、粉体急結剤を気流搬送直前に添加することによって、ノズル近傍まで粉体急結剤を搬送する手間もそれを搬送管内に高圧で供給するための複雑な装置構成も必要とせず、かつ、使用直前まで粉体急結剤と混合されないので煩わしい材料保管管理も不要となり、得られる耐火物特性も安定したものとできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態である不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の不定形耐火物の吹付け施工法について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工法を説明する図である。
【００２０】
まず、ここで用いる不定形耐火物の気流搬送式吹付け施工装置について説明する。図１に示したように、この吹付け施工装置１は、気流搬送機２と、搬送管３と、施工水添加手段４と、施工水添加部５と、吹付けノズル６と、定量搬送機７と、急結剤供給機８と、コンプレッサー９と、から構成される。
【００２１】
気流搬送機２は、不定形耐火組成物２２を粉末状態のまま搬送することができるように、不定形耐火組成物２２をコンプレッサー９の圧縮空気を利用して所定の固体／気体比率で搬送管３内に送り込み、送り込まれた不定形耐火組成物２２は搬送管３の一端側（気流搬送機２側）から他端側（吹付けノズル６側）へ搬送される。
【００２２】
また、ここで、気流搬送機２では、単位時間当たりの不定形耐火組成物２２の供給量と送風する気体の量を一定にして、常に所定の量（固体／気体比率）の不定形耐火組成物２２が搬送管３内を搬送されることが好ましい。この固体／気体比率は容積比で、通常、１／２００〜１／４００である。
【００２３】
搬送管３は、粉末状の不定形耐火組成物２２を気流によって粉末状態で搬送する通路であり、途中で施工水が添加された場合にも湿潤状態の不定形耐火組成物を吹付けノズル６まで搬送可能とする。すなわち、この搬送管３としては、気流搬送機２と吹付けノズル６を接続して、粉末状及び／又は湿潤状態の不定形耐火組成物２２を安定して搬送できるものであればよい。
【００２４】
この搬送管３としては、従来から用いられている、例えば、鋼等の金属製の配管やゴム製、ポリエチレン等の樹脂製のホースが好ましい。このとき、搬送管３の内径は、搬送する不定形耐火組成物２２の量や施工現場等により適宜選択すればよく、通常、６５ｍｍ以下が好ましい。搬送管の内径が６５ｍｍを超えると単位時間当りの吹付け量が大きくなりすぎ、内径が、過度に小さいと圧損失が生じてしまう。なかでも、搬送管３の内径が２５〜６５ｍｍがより好ましい。
【００２５】
このとき、搬送管３の口径は、搬送する不定形耐火組成物２２の量や大きさ等によっても適宜選択でき、用いる不定形耐火組成物２２中の最大粒子直径／搬送管の内径の比率が１／７〜１／３とすることが好ましく、通常、３８〜６５ｍｍの内径の搬送管を用いればよい。
【００２６】
搬送管３の長さは気流搬送を安定して行うことができれば制限されず、例えば、水平距離で約２００ｍ、高さで約１５０ｍもの長距離の搬送ができる。また、その搬送管３の形状は上記のように樹脂製のような柔軟性を有する素材で形成すると現場の状況に合わせた配置、移動が容易にでき好ましい。さらに、施工場所が高所である場合にも、本発明の搬送管３により不定形耐火組成物２２を高所まで吹き送り、吹付けノズル６を施工対象物の近くまでもっていけるため、安定した施工を可能とする。
【００２７】
施工水添加手段４は、粉末状の不定形耐火組成物２２が搬送されている搬送管３内に施工水を添加して不定形耐火組成物２２を湿潤状態とするものであり、このように湿潤状態となった不定形耐火組成物２２は、気流搬送機２による気流の力で吹付けノズル６まで搬送される。施工水添加手段４による搬送管３内への施工水は、施工水添加手段４により送り込まれる施工水を、施工水添加部５で搬送管内に供給して添加される。
【００２８】
ここで、施工水添加手段４は、例えば、ステンレス等からなる金属製の配管、ゴム製、ポリエチレン等の樹脂製のホースが好ましい。このとき、施工水添加手段４の内径は、供給する施工水の量や施工現場の状況等により適宜選択すればよく、通常、９〜２５ｍｍが好ましい。
【００２９】
そして、施工水添加手段４は、搬送管３内へ施工水を供給できるように搬送管３の途中に設けられた水添加口と接続され、施工水添加部５が設けられる。この施工水添加部５の位置は、吹付けノズル６の先端から０．３〜１５ｍの位置が好ましい。０．３ｍより短いと不定形耐火組成物２２と施工水とが十分に混合されないおそれがあり、十分な特性を有する耐火物を構築できず、１５ｍより長いと搬送管３内に不定形耐火組成物２２が堆積しやすくなり、吹付け量が低下したり、搬送管３内が閉塞して吹付け自体ができなくなったりするおそれがある。
【００３０】
吹付けノズル６は、搬送管３の先端に取り付けられており、施工水の添加された不定形耐火組成物２２を施工対象物へ吹付けるものである。この吹付けノズル６としては、従来から用いられている不定形耐火組成物の吹付けノズルを用いればよい。
【００３１】
定量搬送機７は、気流搬送機２へ不定形耐火材料２０を任意の設定値で定量かつ連続的に供給できるもので、例えば、日本プライブリコ社製のプライメイトII（商品名）が挙げられる。
【００３２】
急結剤供給機８は、定量搬送機７により搬送される不定形耐火材料２０に、粉体急結剤２１を任意の設定値で定量かつ連続的に供給できるもので、微量粉体の供給機であればその方式は問わない。例えば、マイクロンフィーダー（アイシンナノテクノロジーズ社製、商品名）やミリフィーダ（アルファ社製、商品名）などが挙げられる。
【００３３】
ここで、定量搬送機７で搬送される不定形耐火材料２０と急結剤供給機８で供給される粉体急結剤２１は、混合されて不定形耐火組成物２２となるが、施工される耐火物の特性を安定して発揮せしめるため、使用（施工）時に混合され、かつ、不定形耐火材料２０と粉体急結剤２１を均一に混合できる混合手段を設けることが好ましい。
【００３４】
この混合手段は、気流搬送機２に供給する前であれば定量搬送機７を利用してもよいし、独立した混合手段を設けて、不定形耐火材料２０と粉体急結剤２１とを撹拌、混合して不定形耐火組成物２２としてもよい。このとき、不定形耐火材料２０と粉体急結剤２１を混ぜ合わせることができれば、その混合方式は特に限定されない。
【００３５】
定量搬送機７に混合手段を設ける場合には、気流搬送機２への搬送途中の不定形耐火材料２０に粉体急結剤２１を添加し、これを気流搬送機２への定量供給する際の機構、例えば、スクリュー搬送式の供給機構が利用でき、また、混合能力を増すためのスクリューへの撹拌板の付加等も容易に行い得る。ここで、定量搬送機７の搬送供給機構については不定形耐火材料２０と粉体急結剤２１を混ぜ合わせて気流搬送機２に定量供給できるものであれば特に限定されない。
【００３６】
コンプレッサー９は、圧縮気体を気流搬送機２へ供給するものである。ここで供給される圧縮された気体は、気流搬送機２において、定量搬送機７から供給される不定形耐火組成物２２を搬送管３へ導入し、不定形耐火組成物２２は粉末状態のまま搬送管３内を搬送される。
【００３７】
次に、本発明の吹付け施工法について説明する。この吹付け施工法においては、不定形耐火材料２０に、気流搬送直前に、使用場所で、粉体急結剤２１を添加、混合して不定形耐火組成物２２とする点に特徴を有する。ここで、「気流搬送直前」とは、気流搬送前であって、不定形耐火材料２０を気流搬送機２へ供給するまでの間を指し、施工現場において添加、混合することを意味する。典型的には、上記のような定量搬送機７により搬送中の不定形耐火材料２０に、粉体急結剤２１を所定の割合で添加、混合して行われるが、施工現場において、不定形耐火材料と粉体急結剤とを別々に用意し、施工を開始する際に混合すればよい。
【００３８】
このようにして得られた不定形耐火組成物２２は、気流搬送機２において、コンプレッサー９から送られてくる圧縮気体により、粉末状態のまま搬送管３内を搬送させる。気流搬送機２としては、不定形耐火組成物２２の粉末を気流により搬送できるものであれば特に制限はないが、例えば、日本プライブリコ社製のニードガン（商品名）等の吹付け機などが使用できる。
【００３９】
なお、上記の粉末状の不定形耐火組成物２２を搬送管３に送り込むにあたっては、不定形耐火組成物２２の所定量を連続的に気流搬送機２に供給し、気流源としてはコンプレッサー９により、例えば、圧縮空気を供給することで、時間当たりの不定形耐火組成物２２の搬送量を安定して定量とできる。
【００４０】
そして、搬送管３内に送り込まれた不定形耐火組成物２２は、気流搬送機２に供給される圧縮空気による気流により搬送管３内を吹付けノズル６方向に搬送されていく。このとき、搬送管３の長さは、気流搬送機２の能力にも関係するが、本発明では、粉末状での搬送が可能なため極めて長距離の施工ができることが特徴であり、従来の湿式吹付け施工法では高々１００ｍ程度であった搬送距離が、本発明では２００ｍもの長距離も可能とする。
【００４１】
このように搬送管３内を搬送される不定形耐火組成物２２には、搬送管３の途中で施工水添加手段４により施工水が添加される。実際に施工水が供給される施工水添加部５の位置は、吹付けノズル６の先端から０．３〜１５ｍ上流が好ましく、水の添加が、０．３ｍ未満の位置で行われたときには、不定形耐火組成物２２と施工水とが十分に混合されず、十分な特性を有する耐火物を構築できない場合がある。一方、１５ｍを超えて遠い位置で水の添加が行われたときには、水の添加により圧送抵抗が大きくなり、圧縮空気での搬送力不足により搬送管が閉塞される傾向があるので好ましくない。水の添加位置は、吹付けノズル６先端部よりも０．３〜５ｍ上流がより好ましい。
【００４２】
本発明で不定形耐火組成物２２に添加される施工水の量は、耐火物の吹付け施工に必要な実質上全量の施工水が添加される。ここで、実質上とは、ほとんど全ての必要な量という意味で、場合により少量の水を他の位置で加えることもできる。例えば、粉体の舞い上がりを防止するために少量の水を不定形耐火組成物２２に添加し、いわゆるプレモイスト状態としてもよい。
【００４３】
例えば、粉体、水及び空気の分散系の構造における研究では、一般には、かかる３つの系は種々の構造を取り得るが、本発明の搬送管内での耐火組成物の湿潤状態は、粉体と水との連続した粒子に空気が閉じ込められた、いわゆる、「繊条（II）域」（梅屋：学振１３６委員会、不定形耐火物施工技術協議会研究会資料）を構成し、このために、本発明の湿潤状態の不定形耐火組成物２２は、搬送管内を浮遊しながら搬送されるものと思われる。しかし、これはメカニズムの推定であり、本発明の解釈を拘束するものではない。
【００４４】
また、ここで添加される施工水は、上記施工水添加部５までは、施工水添加手段４により供給されるものであり、通常、施工水の供給源は気流搬送機２の近傍に配設されているため、施工水添加手段４は搬送管３と同程度の長さのものとなる。
【００４５】
このようにして、粉末状の不定形耐火組成物２２に所定の混合割合に当たる施工水を添加して湿潤状態とし、吹付けノズル６まで搬送し、そのまま施工対象物である施工壁面２３に高圧で吹付けられる。なお、搬送用空気は施工壁面２３に吹付けられた時の衝撃により外気中に脱気する。吹付けされた不定形耐火物は脱気後、急結剤の効果で急速に凝集しその後硬化して施工耐火物２４となり、強固な炉壁が構築される。なお、施工の際には必要に応じて型枠などを使用してもよい。
【００４６】
なお、本実施形態で用いる不定形耐火材料２０は、従来使用されている材料と同様のものであり、例えば、耐火性骨材、耐火性粉末、結合剤及び分散剤を含む粉末状のものである。
【００４７】
ここで、耐火性骨材としては、アルミナ、ボーキサイト、ダイアスポア、ムライト、カイヤナイト、バン土頁岩、シャモット、ケイ石、パイロフィライト、シリマナイト、アンダリュウサイト、クロム鉄鉱、スピネル、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、クロミア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、黒鉛などの炭素、ホウ化チタンおよびホウ化ジルコニウムからなる群から選ばれる１種以上の使用が好ましい。
【００４８】
また、不定形耐火材料２０に含まれる耐火性粉末は、耐火性骨材の隙間を埋めて耐火性骨材を結合する結合部を形成するもので、平均粒子直径が１５０μｍ以下のものが用いられ、平均粒子直径が１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下の耐火性超微粉がより好ましく使用される。耐火性超微粉としては、アルミナやヒュームドシリカなどが好ましい。かかるアルミナやヒュームドシリカは、粉末だけでなく、その一部は、アルミナゾル、シリカゾルやコロイダルシリカなどの形態で使用してもよい。耐火性粉末は、耐火性骨材１００質量部に対して、好ましくは３０〜６０質量部、特には４０〜５０質量部含まれるのが好適である。
【００４９】
耐火性粉末としては、上記の耐火性超微粉に加えて、耐火性超微粉よりも粒度は大きいが、平均粒子直径が３０μｍ以下の他の材料を加えることができる。かかる材料としては、アルミナ、チタニア、ボーキサイト、ダイアスポア、ムライト、バン土頁岩、シャモット、パイロフィライト、シリマナイト、アンダリュウサイト、ケイ石、クロム鉄鉱、スピネル、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、クロミア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ベントナイトまたはシリカなどの無定形シリカが挙げられる。これらは、単独または併用して使用される。しかしながら、本発明において、不定形耐火組成物には、従来の乾式施工法の耐火材料において含まれているごとき、水分を加えた場合に急激に粘度が上昇するような粘土質材料である、耐火粘土、カオリン、ベントナイトなどはできるだけ少なくするのが好ましく、耐火性骨材１００質量部に対して好ましくは３質量部以下にするのが好適である。
【００５０】
不定形耐火材料２０に含まれる結合剤は、不定形耐火物の結合剤として機能するもので、好ましくは、アルミナセメントが使用される。アルミナセメントを結合剤として使用した場合には、施工体は常温から高温までの広い範囲で強度を維持できる。結合剤としては、リン酸、リン酸アルミニウムなどのリン酸塩、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムなどのケイ酸塩、リグニンスルホン酸塩、水溶性フェノールなども使用できる。結合剤は、耐火性骨材１００質量部に対して、好ましくは２．５〜２０質量部、特には５〜１２質量部含有させるのが好適である。
【００５１】
本発明において不定形耐火組成物に含まれる分散剤は重要であり、分散剤が含まれない場合には、粉末状の組成物に施工水を添加した場合に粘性が増大し、搬送管が閉塞してしまうおそれがある。この分散剤は、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどの縮合リン酸塩、ポリカルボン酸塩、ポリアクリル酸塩などのカルボン酸塩、メラミンスルホン酸塩、及びβ−ナフタレンスルホン酸塩などのスルホン酸塩からなる群から選ばれる１種以上が好ましい。分散剤は、耐火性骨材１００質量部に対して、好ましくは０．０３〜１．５質量部、特には０．０８〜０．３５質量部添加することが好適である。
【００５２】
本発明に用いる粉体急結剤２１は、上記のとおり、気流搬送前に常圧下で不定形耐火材料に添加、混合され、気流搬送中での添加のように高圧で搬送管内に送り込む必要がないため、不定形耐火材料２０に定量供給するのは容易で、定量供給可能な公知の装置を用意すればよく、特別な装置は必要ない。
【００５３】
ここで急結剤としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムなどのケイ酸塩、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸カルシウムなどのアルミン酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムなどの炭酸塩、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウムなどの硫酸塩、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ・２Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2、１１ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3・ＣａＦ2などのカルシウムアルミネート類、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、塩化カルシウムなどのカルシウム塩またはそれらの混合物から選ばれる１種以上が好ましい。また、上記に限定されることなく、既知の急結剤及び凝集剤と呼ばれる物質も使用できる。上記急結剤のなかでも、入手が容易であり、また安価であり、かつその特性が優れていることから、アルミン酸ナトリウムを使用するのが好ましい。アルミン酸ナトリウムはその融点が高いので耐火物の耐火度を低下させず、耐火物の特性を損なうことがない。
【００５４】
これらの急結剤は、粉末状でその平均粒子直径は、好ましくは２０〜２００μｍ、特には５０〜１００μｍが好適である。
【００５５】
急結剤の添加量は、分散剤、遅延剤などの添加剤を除く不定形耐火材料１００質量部に対して、外掛けかつ乾量基準の質量で０．０５〜３質量部とするのが好ましい。０．０５質量部より少ないと、性能のよい急結剤であっても急結速度が不足して吹付け施工された耐火物が流れ落ちるおそれがあり、一方、３質量部を超えて多く注入すると急速に硬化して吹付け施工が難しくなったり、耐熱性や耐食性などの耐火物としての性能が低下したりする。急結剤の添加量は、急結剤の種類によっても変化するので、急結剤の種類などによって注入量を調節するのが好ましい。
【００５６】
また、本吹付け施工法においては、必要に応じて、不定形耐火材料１００質量部に対して、好ましくは、外掛けで０．００２〜０．２質量部の遅延剤を添加することにより、凝集時間を制御でき、安定して耐火物を吹付け施工できる。遅延剤には、シュウ酸、ホウ酸、リンゴ酸、クエン酸、リグニンスルホン酸塩などの弱酸が好ましく使用できる。
【００５７】
本実施形態の吹付け施工法においては、不定形耐火材料に対する急結剤の添加が吹付け施工の現場で、施工直前になされるため、不定形耐火材料の特性変化が生じにくく、材料の過酷な条件での長期保存の後でも安定した耐火物を施工できる。
【００５８】
また、従来の気流搬送式吹付け施工法と同様に、以下のような利点を有する。
（１）粉末状の不定形耐火組成物の気流を利用した搬送によるために、大型ミキサーによる吹付け不定形耐火組成物の混練作業を不要とし、また、圧損失の大きい混練物を圧送するポンプの使用も不要である。
（２）従来の湿式吹付け施工法では、不定形耐火組成物を坏土状で搬送するため供給先から吹付け箇所までの搬送距離が水平距離で１００ｍｍ程度、高所で６０ｍ程度が限界であったが、本発明では搬送管内で不定形耐火組成物と施工水との混合が行われるため、搬送管内での閉塞の心配がなく、２００ｍ程度の長距離の搬送や１５０ｍ程度までの高所の施工を可能にした。
（３）不定形耐火組成物中に急結剤をも含有せしめたため、搬送管途中で急結剤を添加する設備やその制御を行う必要がない。
（４）搬送管内への不定形耐火組成物の付着がないことと、施工後の搬送管内への残存もないため、清掃やメンテナンス作業を大幅に減少させ、さらに搬送管内の残留による不定形耐火材料のロスを著しく低減させた。
（５）得られた吹付け耐火物は、均一で強度の大きい優れた特性を有する。
【実施例】
【００５９】
以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はかかる実施例により何ら制限して解釈されるものではない。【００６０】
（実施例１）
図１で示した不定形耐火物の吹付け施工装置１を用い、不定形耐火組成物としては、表１に示した組成からなる粉末状の不定形耐火組成物を用いて、次のように気流搬送式吹付け施工を行った。なお、含有量は、分散剤及び遅延剤を除き、不定形耐火組成物１００質量部当りの質量部の数値である。【００６１】
【表１】
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【００６２】
まず、耐火骨材、耐火性粉末、結合剤としてアルミナセメント、分散剤及び遅延剤が混合された不定形耐火材料を、定量搬送機７（日本プライブリコ社製のプライメイトII（商品名））により気流搬送機２（日本プライブリコ社製のニードガン４００（商品名））まで搬送し、その搬送途中で急結剤供給機８により上記表１の割合となるように所定量の急結剤を添加した。なお、ここで不定形耐火組成物の材料として、調製後すぐに使用した場合（通常）と３０℃で１２０日間貯蔵した場合（貯蔵後）のそれぞれについて、以下に記載する同様の操作により耐火物の施工を行った。【００６３】
上記のプライメイトII（商品名）は、気流搬送機２に急結剤が添加された不定形耐火組成物を定量供給するが、その機構はスクリュー式のオーガーと呼ばれる供給機構によって材料を定量的に切り出し、供給するものである。この供給の際に、不定形耐火材料と急結剤はほぼ均一に混合される。【００６４】
次に、気流搬送機２に、定量搬送機７からかさ密度２．０ｇ／ｃｍ３の不定形耐火組成物を１ｍ３／ｈｒの量で連続的に定量供給しながら、エアーコンプレッサーから５Ｎｍ３／ｍｉｎの流量で圧縮空気を送り、不定形耐火組成物を搬送管３内に送り込んだ。なお、搬送管３として、気流搬送機２から吹付けノズル６までの長さは４０ｍ、内径３８ｍｍのゴム製ホースを用いた。【００６５】
搬送管３内において、不定形耐火組成物を気流搬送しながら、吹付けノズル６の先端から０．８ｍの位置で水道水（施工水）を添加した。【００６６】
施工水の添加された湿潤状態の不定形耐火組成物を、吹付けノズル６まで搬送し、そのまま縦４００ｍｍ×横４００ｍｍ×厚み１００ｍｍの吹付けパネルに吹付けた。このとき、不定形耐火組成物の吐出量は２０００ｋｇ／ｈｒ、吹付け圧力は０．３ＭＰａであった。【００６７】
（比較例１）
この比較例１では、使用する不定形耐火組成物として、全ての材料を予め混合した以外は、実施例１と同一の構成、操作により不定形耐火組成物の吹付け施工を行った。すなわち、予め全ての材料を混合して不定形耐火組成物を調製後、すぐに吹付け施工を行った場合と、不定形耐火組成物を３０℃で１２０日間保管した後、吹付け施工を行った場合の２つの施工を行った。【００６８】
（試験例）
実施例１と及び比較例１において、材料を調製後すぐに施工した場合と、材料を高温貯蔵した後に施工を行った場合について、それぞれ吹付けパネルを各５枚作成し、１日以上自然乾燥させた後、カッターにて厚み方向に切断して施工体の切断面観察を行い、さらに、パネルの１１０℃乾燥後の嵩密度および曲げ強さを測定し、それらの試験結果を表２にまとめて示した。【００６９】
【表２】
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＊１  嵩密度：ＪＩＳ  Ｒ  ２６５５に準拠して測定した。
＊２  曲げ強度：ＪＩＳ  Ｒ  ２５５３に準拠して測定した。
＊３  切断面観察：厚み方向に切断した切断面を目視観察し、骨材の偏在や層状剥離部分（ラミネーション）を調査した。評価は次のとおり行った。
［骨材の偏在］あり：偏在が確認されたもの、なし：偏在が確認されなかったもの
［ラミネーション］あり：剥離部分があったもの、なし：剥離部分がなかったもの
＊４  充填性：厚み方向に切断した複数の切断面を目視観察し、微小空隙の有無で判断した。
良好：いずれの面にも空隙なし、若干不良：切断面により半数以下の面に空隙あり、不良：半数以上の面に空隙あり【００７０】
この結果から、本発明の施工法により、不定形耐火材料の高温貯蔵後においても、得られる耐火物の特性が低下することなく良好であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の不定形耐火物の吹付け施工法は、気流搬送式吹付けによる不定形耐火物の施工に利用できる。
なお、２０１２年３月３０日に出願された日本特許出願２０１２−０８０９３４号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１…不定形耐火組成物の吹付け施工装置、２…気流搬送機、３…搬送管、４…施工水添加手段、５…施工水添加部、６…吹付けノズル、７…定量搬送機、８…急結剤供給機、９…コンプレッサー、２０…不定形耐火材料、２１…粉体急結剤、２２…不定形耐火組成物、２３…施工壁面、２４…施工耐火物
【図１】
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【国際調査報告】
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