(57)【要約】【課題】自己流動性水硬性組成物などから成る粉体原料と水などの液体原料とを、均一で良好なスラリー性状となるように混練可能な混練スクリュー、この混練スクリューを備えた混練装置、この混練装置を備えたミキサ装置、および混練物の生成方法を提供すること。【解決手段】軸部材１０ａと、軸部材１０ａの外周面に形成された複数の羽根とを備え、軸部材１０ａが所定方向に回転することにより、粉体原料と液体原料とを混練しながら混練物を軸部材１０ａの基端側から終端側に向けて移送するミキサスクリュー１０であって、この複数の羽根は、軸部材１０ａの終端側に向けて混練物を送る送り羽根１０ｃと、軸部材１０ａの基端側に向けて混練物を戻す戻し羽根１０ｂとを含み、この複数の羽根全体に占める戻し羽根１０ｂの割合が少なくとも５０％である。【選択図】図２
2006224651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混練スクリューと、混練スクリューを回転可能に収容する略筒状の混練室とを備えた混練装置を用いて、
混練スクリューの基端側にグラウト組成物と水とを連続して供給し、グラウト組成物と水とを混練スクリューを用いて連続混練してスラリーを形成し、混練スクリューの終端部よりスラリーを吐出し、施工部にスラリーを供給すること特徴とするグラウトスラリーの施工方法であり、
グラウト組成物は、ポルトランドセメントを含む水硬性無機結合材と、流動化剤及び膨張材とを含む粉体状の組成物を用い、
混練装置の混練スクリューは、軸部材と、軸部材の外周面に形成された複数の羽根とを備え、軸部材が所定方向に回転することにより、グラウト組成物と水とを混練しながら、混練物を軸部材の基端側から終端側に向けて移送する混練スクリューを用い、
混練スクリューの複数の羽根は、軸部材の終端側に向けて混練物を送る送り羽根と、軸部材の基端側に向けて混練物を戻す戻し羽根とを含み、複数の羽根に占める戻し羽根の割合が少なくとも５０％以上の羽根を用いることを特徴とするグラウトスラリーの施工方法。
【請求項２】
混練スクリューと、混練スクリューを回転可能に収容する略筒状の混練室とを備えた混練装置と、混練装置の混練スクリューの基端側に粉状のグラウト組成物を供給するためのホッパーと、混練装置の混練スクリューの終端側から吐出されたスラリーを収容するためのリザーバと、前記リザーバ内に収容されたスラリーを外部に排出するための排出ポンプとを備えたミキサー装置を用いて、
水と、ホッパー内のグラウト組成物とを混練スクリューの基端側に連続して供給し、グラウト組成物と水とを混練スクリューを用いて連続混練してスラリーを形成し、混練スクリューの終端部よりリザーバ内にスラリーを吐出し、リザーバ内に収容されたスラリーを排出ポンプを用いて施工部にスラリーを供給すること特徴とするグラウトスラリーの施工方法であり、
グラウト組成物は、ポルトランドセメントを含む水硬性無機結合材と、流動化剤及び膨張材とを含む粉体状の組成物を用い、
混練装置の混練スクリューは、軸部材と、軸部材の外周面に形成された複数の羽根とを備え、軸部材が所定方向に回転することにより、グラウト組成物と水とを混練しながら、混練物を軸部材の基端側から終端側に向けて移送する混練スクリューを用い、
混練スクリューの複数の羽根は、軸部材の終端側に向けて混練物を送る送り羽根と、軸部材の基端側に向けて混練物を戻す戻し羽根とを含み、複数の羽根に占める戻し羽根の割合が少なくとも５０％以上の羽根を用いることを特徴とするグラウトスラリーの施工方法。
【請求項３】
混練スクリューの複数の羽根は、複数の羽根に占める戻し羽根の割合が少なくとも７２％である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のグラウトスラリーの施工方法。
【請求項４】
混練スクリューの軸部材は、軸方向の長さ１ｍ当たりで、少なくとも１０枚の羽根が形成されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のグラウトスラリーの施工方法。
【請求項５】
混練スクリューの回転数が、少なくとも３００ｒｐｍで回転させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラウトスラリーの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉状のグラウト組成物と水とを特定のスクリューを有する連続混練装置、またはこの混練装置を備えたミキサー装置を用いて、連続混練し、連続的にスラリーを形成し、施工部にスラリーを供給すること特徴とするグラウトスラリーの施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物などに利用されているセメント系硬化体を構成するセメントスラリー（セメント混練物）は、セメント系材料（粉体原料）に水（液体原料）が混練されて形成される。このようなセメントスラリーを混練する装置としては、下記特許文献１に開示されたものなどが知られている。この装置では、ミキサー部においてミキサースクリューを回転させることで粉末原料と液体原料との混練を行っている。
【特許文献１】特開平１０−１００１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
粉状グラウト組成物と水とを連続混練を行う場合、グラウトスラリーはセルフレベリング材のスラリーと比べて流動性が低いために、比較的短時間で充分な混練を行うことが難しく、さらに混練が不足すると混和剤などの効果が不十分になり、ポンプによる移送が困難になる。そのため所定の流動性を得るために水量過多の状態で混練する必要が生じ、結果として材料分離、強度低下、収縮などの性能低下が起こりやすくなる。
そこで本発明は、材料分離、強度低下、収縮などの性能低下の発生しない所定の水量を用い、充分に混練された、流動性に優れポンプによる移送が可能なグラウトスラリーを連続製造可能な混練装置を用いて、施工部にグラウトスラリーを連続供給するグラウトスラリーの施工方法を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記した課題を解決するために鋭意検討した結果、従来の常識にとらわれず、粉状のグラウト組成物と水とを連続混練する時に、混練スクリューの戻し羽根の割合を十分に高めることで、均一で良好なスラリーを連続して製造できることを見出し、本発明を考案するに至った。
【０００５】
本発明は、混練スクリューと、混練スクリューを回転可能に収容する略筒状の混練室とを備えた混練装置を用いて、
混練スクリューの基端側にグラウト組成物と水とを連続して供給し、グラウト組成物と水とを混練スクリューを用いて連続混練してスラリーを形成し、混練スクリューの終端部よりスラリーを吐出し、施工部にスラリーを供給すること特徴とするグラウトスラリーの施工方法であり、
グラウト組成物は、ポルトランドセメントを含む水硬性無機結合材と、流動化剤及び膨張材とを含む粉体状の組成物を用い、
混練装置の混練スクリューは、軸部材と、軸部材の外周面に形成された複数の羽根とを備え、軸部材が所定方向に回転することにより、グラウト組成物と水とを混練しながら、混練物を軸部材の基端側から終端側に向けて移送する混練スクリューを用い、
混練スクリューの複数の羽根は、軸部材の終端側に向けて混練物を送る送り羽根と、軸部材の基端側に向けて混練物を戻す戻し羽根とを含み、複数の羽根に占める戻し羽根の割合が少なくとも５０％以上の羽根を用いることを特徴とするグラウトスラリーの施工方法に関する。
【０００６】
さらに本発明は、混練スクリューと、混練スクリューを回転可能に収容する略筒状の混練室とを備えた混練装置と、混練装置の混練スクリューの基端側に粉状のグラウト組成物を供給するためのホッパーと、混練装置の混練スクリューの終端側から吐出されたスラリーを収容するためのリザーバと、前記リザーバ内に収容されたスラリーを外部に排出するための排出ポンプとを備えたミキサー装置を用いて、
水と、ホッパー内のグラウト組成物とを混練スクリューの基端側に連続して供給し、グラウト組成物と水とを混練スクリューを用いて連続混練してスラリーを形成し、混練スクリューの終端部よりリザーバ内にスラリーを吐出し、リザーバ内に収容されたスラリーを排出ポンプを用いて施工部にスラリーを供給すること特徴とするグラウトスラリーの施工方法であり、
グラウト組成物は、ポルトランドセメントを含む水硬性無機結合材と、流動化剤及び膨張材とを含む粉体状の組成物を用い、
混練装置の混練スクリューは、軸部材と、軸部材の外周面に形成された複数の羽根とを備え、軸部材が所定方向に回転することにより、グラウト組成物と水とを混練しながら、混練物を軸部材の基端側から終端側に向けて移送する混練スクリューを用い、
混練スクリューの複数の羽根は、軸部材の終端側に向けて混練物を送る送り羽根と、軸部材の基端側に向けて混練物を戻す戻し羽根とを含み、複数の羽根に占める戻し羽根の割合が少なくとも５０％以上の羽根を用いることを特徴とするグラウトスラリーの施工方法に関する。
【０００７】
本発明のグラウトスラリーの施工方法の好ましい態様を以下に示す。本発明ではこれらの態様は組合せることができる。
１）混練スクリューの複数の羽根は、複数の羽根に占める戻し羽根の割合が少なくとも７２％である。
２）混練スクリューの軸部材は、軸方向の長さ１ｍ当たりで、少なくとも１０枚の羽根が形成されている。
３）混練スクリューの回転数が、少なくとも３００ｒｐｍで回転させる。
４）水硬性無機結合材は、石灰類を含むこと。
【０００８】
混練装置の混練スクリューの複数の羽において、軸部材の基端側に向けてスラリーを戻す戻し羽根が、軸部材の終端側に向けてスラリーを送る送り羽根と同数か、或いは、それよりも多く形成されている。このため、粉体状のグラウト組成物と水とを十分に混練することができ、不十分な混練状態で吐出されるスラリーが減少する。これにより、スラリーにダマが形成されたり、硬化表面に気泡や凹凸が形成されるなどの現象が発生しにくくなって、スラリーの性状向上が図られる。
【０００９】
混練装置の混練スクリュー軸部材は、軸方向の長さ１ｍ当たりで、少なくとも１０枚の羽根が形成されているのが好ましい。このように、軸部材の外周面にて羽根が高い密度で形成されるため、粉体状のグラウト組成物と水とをより十分に混練することが可能となる。
【００１０】
本発明のグラウトスラリーの施工方法は、混練装置を用いて、グラウト組成物と水とを混練してスラリーを連続的に生成し、スラリーを施工場所に連続的に流し込む施工方法であって、少なくとも３００ｒｐｍの回転数で、上記混練スクリューを回転させることを特徴とする。
このように、混練スクリューを高速回転させることにより、スラリーにダマが形成されたり、硬化表面に気泡や凹凸が形成されたりするなどの現象がより一層発生しにくくなる。このため、スラリーの性状向上がさらに図られる。なお、混練スクリューを高速回転させると、従来の混練スクリューではスラリーの吐出量も増加することとなり、不十分な混練状態のままスラリーが製造されるような場合が生じるが、本発明では、高い割合で戻し羽根を有するため、混練スクリューを高速回転させても、混練物の吐出量を十分抑制することが可能となる。このため、混練スクリューを高速回転させつつも、十分に時間をかけた混練が可能となる。
【００１１】
本発明において、ミキサー装置は、混練装置の混練スクリューの基端側に粉状のグラウト組成物を供給するためのホッパーと、混練装置の混練スクリューの終端側から吐出されたスラリーを収容するためのリザーバと、前記リザーバ内に収容されたスラリーを外部に排出するための排出ポンプとを備え、
混練スクリューの基端側にグラウト組成物を供給するためのホッパーと、混練スクリューの終端側から吐出されたスラリーを収容するためのリザーバと、このリザーバ内に収容されたスラリーを外部に排出するための排出ポンプとを備えることを特徴とするために、
混練装置では、ホッパーに投入されたグラウト組成物が混練スクリューの基端側に移送され、混練スクリューの回転により、ホッパーから移送されたグラウト組成物が水などの液体成分と混練されて、均一で良好な性状のスラリーが生成され、混練スクリューの終端側からリザーバ内に収容される。そして、このリザーバに収容されたスラリーは排出ポンプによって外部に排出され、スラリーを施工場所に連続的に流し込むことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、グラウト組成物と所定量の水とを用いて、均一で良好なグラウトスラリーを連続して製造でき、得られたグラウトスラリーをポンプなどを用いて施工場所に連続的に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を適用した好適な実施形態について説明する。なお、以下の図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明で用いる混練装置を備えたミキサー装置の構成を説明するための一例の模式図である。
図２は、本発明で用いる混練装置の混練スクリューの全体構成の一例を示す図である。
図３〜図５は、混練スクリューの羽根の一例を説明するための図であり、図３は羽根が軸部材に形成された状態の一例を説明するための平面図であり、図４は羽根が軸部材に形成された状態の一例を説明するための断面図であり、図５は板状の掻出部材を有する羽根の構成の一例を説明するための斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、ミキサー装置１は、混練スクリューの基端側に設けられているホッパー２と、混練装置３と、混練スクリューの終端側に設けられている排出口４と、リザーバ５と、スネークポンプ（排出ポンプ）６と、を主要な構成要素として備える。
【００１６】
ホッパー２は、広口の投入口７がホッパー２の本体上部に形成されているとともに、隣接する混練装置３と連通する開口部をこの本体下部側壁に有する。そして、ホッパー２の本体下部にはホッパースクリュー８が略水平に設けられ、ホッパー２の外部に設置されたモータ９によって回転駆動される。この場合、モータ９による回転駆動力は動力伝達ベルト９ａを介してホッパースクリュー８側に伝達される。ここで、モータ９は油圧式または電動式のものが用いられる。
【００１７】
また、ホッパースクリュー８は、上記開口部を介して混練装置３に至る長さを有するとともに、螺旋状の羽根が外周面に巻き付くように形成されている。ここで、投入口７に投入される粉体状のグラウト組成物は、ホッパースクリュー８の回転運動によって混練装置３に移送される。
【００１８】
混練装置３は、混練室３ａと混練スクリュー１０とを有する。混練室３ａは、筒状（中空の円柱状）を成し、長手方向が略水平となるように設置されている。混練室３ａの内部には長手方向に沿って混練スクリュー１０が設置されている。そして、混練装置３は、混練スクリュー１０の回転によってホッパー２から移送された粉体状のグラウト組成物を、水などの液体原料とともに混練室３ａ内で混練する。ここで、混練室３ａの側壁でホッパー２側（混練スクリューの基端側）に位置する所定箇所には給水口３ｂが形成されており、この給水口３ｂを介して混練室３ａ内に水などの液体原料が供給される。
【００１９】
混練室３ａは、長手方向における二つの端部のうち、一方の端部にはホッパー２の下部に連通する開口部が設けられ、他の端部近傍には排出口４に連通する開口部が設けられている。混練スクリュー１０は、ホッパー２のホッパースクリュー８と一体形成されており（或いは、連結固定されている）、ホッパースクリュー８とともに、モータ９によって回転駆動される。
【００２０】
混練スクリュー１０は、図２に示すように、軸部材１０ａと、この軸部材１０ａの外周面に形成された複数（図２においては３２枚）の羽根を有する。軸部材１０ａの基端から終端までの長さは５００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度であり、この間に羽根が形成されている。この羽根は、混練室３ａ内のスラリーを軸部材１０ａの基端側（ホッパー２の設置側）に逆流させるための複数の戻し羽根１０ｂ（図２においては２６枚）と、このスラリーを軸部材１０ａの終端側（排出口４の設置側）に送るための複数の送り羽根１０ｃ（図２においては６枚）とを含む。
【００２１】
戻し羽根１０ｂと送り羽根１０ｃとは、図３に示すように、軸部材１０ａの外周面と羽根との接合部（線状をなす接合部）に沿った方向Ｂ１，Ｂ２が、それぞれ、軸部材１０ａの軸に対して互いに４５度反対向きに傾いて軸部材１０ａに交差するように立設されている。これにより、軸部材１０ａが図中符号Ｒの向きに回転すると、セメントスラリーは、戻し羽根１０ｂによって軸部材１０ａの基端側に移送され、送り羽根１０ｃによって軸部材１０ａの終端側に送られることとなる。ここで、軸と方向Ｂ１とがなす角度θ１と、軸と方向Ｂ２とがなす角度θ２とは、上述の４５度に限らず、２０度〜７０度、特に３５度〜５５度の範囲内にあればよい。
【００２２】
また、図２に示すように、混練スクリュー１０には複数（図２においては６枚）の掻き出し用板部材１０ｄが設けられている。この掻き出し用板部材１０ｄは、軸部材１０ａの回転によってセメントスラリーを混練室３ａの内壁から掻き出すためのものであり、互いに並列に軸部材１０ａの外周面に立設された複数の羽根（戻し羽根１０ｂまたは送り羽根１０ｃ）に支えられるようにして各羽根に接合されている。そして、この掻き出し用板部材１０ｄは、図４に示すように、軸部材１０ａの軸方向から見て、軸部材１０ａの外周方向に互いに略１２０度離隔して設けられている。
【００２３】
なお、全羽根に占める戻し羽根１０ｂの割合は５０％を下限とするが、この下限は、６０％がさらに好ましく、７２％がより好ましく、７５％が特に好ましい。そして、この戻し羽根１０ｂの占める割合の上限は９５％が好ましいが、１００％であってもよい。さらに、混練スクリュー１０は、軸部材１０ａの軸方向の長さ１ｍ当たりの羽根の枚数は１０枚以上が好ましく、２０枚以上がより好ましく、さらに、３０枚以上が特に好ましい。このように、戻し羽根１０ｂの全羽根に占める割合が５０％以上と高く、さらに、軸部材１０ａの軸方向の長さ１ｍ当たりの羽根の枚数が１０枚以上と高いため、粉体原料と液体原料とを十分に混練することができるので、不十分な混練状態のまま混練装置３から吐出されるようなスラリーが減少することとなる。
【００２４】
また、混練スクリュー１０の回転数は、３００ｒｐｍ以上とするが、４００ｒｐｍ以上が好ましく、５００ｒｐｍ以上がより好ましく、さらに、６００ｒｐｍ以上が特に好ましい。このように、混練スクリュー１０の回転数が３００ｒｐｍ以上と高いため、セメントスラリーの混練がより十分に行われる。なお、従来の混練スクリューを高速回転させた場合にはセメントスラリーの吐出量も増加することとなり、不十分な混練状態のままセメントスラリーが吐出されるような場合が生じるが、混練スクリュー１０は、戻し羽根１０ｂの全羽根に占める割合が５０％以上と高いため、高速回転させてもセメントスラリーの吐出量を十分に抑制することが可能となる。このため、混練スクリュー１０を高速回転させつつも、十分に時間をかけた混練が可能となる。この混練スクリュー１０の回転数は、操作者が図示しない操作盤を操作することにより、所望の値に設定することが可能である。
【００２５】
図１に戻ってミキサ装置１の説明を続ける。排出口４は、混練スクリュー１０の終端側に設けられ、混練室３ａとリザーバ５とを連通し、混練室３ａ内で混練されたスラリーをリザーバ５に吐出するためのものである。
【００２６】
リザーバ５は、排出口４を介して混練装置３の終端側から吐出されたスラリーを一旦収容するためのものである。このようにスラリーがリザーバ５にて一旦収容されるので、スネークポンプ６を介して、リザーバ５から所望とする割合（排出量）でスラリーを外部に排出可能となる。
【００２７】
このリザーバ５は、本体上部に広口の拡開部１３が形成され、さらに、本体下部にはスターラースクリュー１４と移送スクリュー１６とが略水平に設けられている。スターラースクリュー１４と移送スクリュー１６とは何れも、リザーバ５の下部において、互いに対向する二つの側壁のほぼ一方から他方に至る長さを有する。そして、スターラースクリュー１４はモータ１５によって回転駆動され、移送スクリュー１６はモータ１７によって回転駆動される。モータ１７による回転駆動力は、動力伝達ベルト１７ａを介して移送スクリュー１６側に伝達される。ここで、モータ１５，１７は、いずれも油圧式または電動式のものが用いられる。
【００２８】
リザーバ５の下部側壁には隣接するスネークポンプ６に連通する開口部が形成されている。この開口部を介して、リザーバ５内の移送スクリュー１６と、スネークポンプ６内の図示しないスクリューとが一体的に連結（形成）されている。このため、スネークポンプ６内のスクリューは、移送スクリュー１６の回転に伴って回転される。このスネークポンプ６内のスクリューが回転することにより、リザーバ５内のスラリーが外部に排出される。開口部にホースを連結させ、ホース先端部を施工部まで設けることにより、ミキサー装置より、直接、スラリーを施工部に連続して供給することができる。
【００２９】
上記のような構成のミキサ装置１では、ホッパー２に投入された粉体状のグラウト組成物が、ホッパースクリュー８の回転により混練装置３に移送される。そして、混練装置３では、混練スクリュー１０の回転により、ホッパー２から移送された粉体状のグラウト組成物が水などの液体原料と混練され、所望のスラリー性状を有するスラリーが生成される。混練装置３によって生成されたスラリーは、排出口４を介してリザーバ５に吐出され、ここで、スターラースクリュー１４の回転により攪拌されながら一旦収容される。攪拌されたセメントスラリーは、移送スクリュー１６の回転によってスネークポンプ６に移送され、その後、スネークポンプ６から外部に排出される。
【００３０】
なお、上記した本実施形態に係る混練スクリュー１０を有する混練装置３、またはこの混練装置を備えているミキサー装置１を用いることにより、グラウト組成物と水を用いてグラウトスラリーを生成した場合には、均一で、ダマがほとんど生じず、さらに、硬化後表面には気泡や凹凸などがほとんど生じない、など、スラリー性状が良好となる。
【００３１】
本発明で使用するグラウト組成物は、ポルトランドセメントを含む水硬性無機結合材と、流動化剤及び膨張材とを含む粉体状の組成物である。
【００３２】
グラウト組成物の水硬性無機結合材は、ポルトランドセメントを含み、水硬性無機結合材１００質量％中に対して、ポルトランドセメントを好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは３０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上含むことが好ましい。
【００３３】
ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等が挙げられ、一種又は二種以上の混合物として使用できる。
【００３４】
グラウト組成物の水硬性無機結合材は、ポルトランドセメントの他に、必要に応じて石膏やアルミナセメントを含むことができる。
【００３５】
石膏としては、無水、半水等の石膏がその種類を問わず、一種又は二種以上の混合物として使用できる。
【００３６】
アルミナセメントとしては、鉱物組成の異なるものが数種知られ市販されているが、何れも主成分はモノカルシウムアルミネート（ＣＡ）であり、市販品はその種類によらず使用することができる。
【００３７】
グラウト組成物は、必要に応じて高炉スラグ、シリカヒューム、フライアッシュ、溶融スラグなどのポゾラン成分を含むことができる。
【００３８】
グラウト組成物は、さらに必要に応じて本発明の特性を損なわない範囲で、細骨材を配合することが出来る。
細骨材は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性無機結合材１００質量部に対して、好ましくは２００質量部以下、さらに好ましくは３０〜１９０質量部、より好ましくは５０〜１８０質量部、特に好ましくは１００〜１６０質量部が、流動性や硬化体強度発現性などのために好ましい。
細骨材としては、２ｍｍ以下の径のものを用いることが、流動性や硬化体強度発現性などのために好ましい。
【００３９】
細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、シリカ粉、粘土鉱物、廃ＦＣＣ触媒などの無機質材、ウレタン砕、ＥＶＡフォーム、発砲樹脂、アルミナセメントクリンカー骨材などの樹脂粉砕物などを用いることができる。細骨材としては、２ｍｍ以下の径のものを用いることが好ましい。
細骨材ついては、粒子径の小さいな珪砂、川砂、海砂、石英粉末、廃ＦＣＣ触媒などの細骨材を用いることが好ましい。
特に、細骨材としては、珪砂、川砂、海砂、廃ＦＣＣ触媒などを好ましく用いることが出来る。
【００４０】
流動化剤としては、減水効果を合わせ持つ、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、ポリエーテル系等、市販のものが、その種類を問わず使用できる。
流動化剤は、用いる水硬性無機結合材に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができ、水硬性無機結合材１００重量部に対し、０．００１〜５質量部、さらに好ましくは０．０１〜４質量部、より好ましくは０．１〜３．５質量部、特に好ましくは０．５〜３質量部であり、添加量が余り少ないと十分な効果が発現せず、また多すぎても添加量に見合った効果は期待できず単に不経済であるだけでなく、所要の流動性を得るための混練水量が増大し、同時に粘稠性も大きくなり、充填性が悪化する。
【００４１】
膨張材としては、金属粉、カルシウムサルフォアルミネート系（ＣＳＡ系）、石灰系などを用いることができ、また、金属粉、カルシウムサルフォアルミネート系及び石灰系を２種以上併用して用いることができる。
膨張材の添加量は、水硬性無機結合材１００質量部に対して、金属粉では、好ましくは０．０００１〜０．０２質量部、さらに好ましくは０．０００３〜０．００５質量部、より好ましくは０．０００５〜０．００４質量部、特に０．０００８〜０．００３質量部で用いることが好ましく、
カルシウムサルフォアルミネート系及び石灰系の添加量は、好ましくは１〜１５質量部、さらに好ましくは３〜１３質量部、より好ましくは４〜１２質量部、特に５〜１０質量部で用いることが好ましい。
【００４２】
金属粉としては、アルミニウム粉、鉄粉などを使用することができるが、中でも比重の面から、アルミニウム粉の使用が特に好ましい。アルミニウム粉は、ＪＩＳ・Ｋ−５９０６「塗装用アルミニウム粉」の第２種に準ずるものが好適に使用できる。
【００４３】
カルシウムサルフォアルミネート系としては、アウインを挙げることができる。
石灰系としては、生石灰、生石灰−石膏混合系、仮焼ドロマイト等が挙げられ、一種又は二種以上の混合物として使用できる。特に石灰系としては、生石灰、生石灰−石膏混合系が好ましい。
【００４４】
グラウト組成物は、水硬性無機結合材、流動化剤及び膨張材の他に、必要に応じて凝結調整剤、増粘剤、消泡剤などの成分を少なくとも１種類含むことができる。
【００４５】
凝結調整剤は、凝結促進を行う成分である凝結促進剤及び／又は凝結遅延を行う成分である凝結遅延剤とを含むものである。
凝結調整剤は、凝結促進剤と凝結遅延剤を併用して用いることにより、作業可能な可使時間の保持、超速硬性、流動保持性、優れた硬化体性状を両立させることが可能となる。
【００４６】
凝結促進剤としては、公知の凝結促進剤を用いることが出来る。凝結促進剤の一例として、炭酸リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム、水酸化リチウム、酢酸リチウム、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム、クエン酸リチウムなどの有機酸などの、無機リチウム塩や有機リチウム塩などのリチウム塩を用いることが出来る。特に炭酸リチウムは、効果、入手容易性、価格の面から好ましい。
凝結促進剤としては、特性を妨げない粒径を用いることが好ましく、粒径は５０μｍ以下にするのが好ましい。
【００４７】
凝結遅延剤としては、公知の凝結遅延剤を用いることが出来る。凝結遅延剤の一例として、硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウムなど有機酸などの、無機ナトリウム塩や有機ナトリウム塩などのナトリウム塩を用いることが出来る。特に重炭酸ナトリウムやクエン酸ナトリウム及び酒石酸ナトリウムは、効果、入手容易性、価格の面から好ましい。なお、添加量が多いと、流動性の低下、硬化不良を招いたり、ブリージング水の発生による表面不良が生じることがあるので、注意が必要である。
【００４８】
凝結調整剤は、用いる水硬性無機結合材に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができ、凝結促進剤及び凝結遅延剤の成分、添加量及び混合比率を適宜選択して、流動性、可使時間、硬化性状などを調整することができ、２０℃可使時間を数分程度から１時間程度まで任意の時間に調整することができる。
【００４９】
増粘剤は、セルロース系、蛋白質系、ラテックス系、及び水溶性ポリマー系などを用いることが出来、特にセルロース系などを用いることが出来る。
増粘剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができる。
増粘剤及び消泡剤を併用して用いることは、水硬性無機結合材や細骨材などの骨材分離の抑制、気泡発生の抑制、硬化体表面の改善に好ましい効果を与え、グラウトスラリーとしての特性を向上させるために好ましい。
【００５０】
消泡剤は、シリコン系、アルコール系、ポリエーテル系などの合成物質、石油精製由来の鉱物油系又は植物由来の天然物質など、公知のものを用いることが出来る。
消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができる。
【００５１】
グラウト組成物は、混練装置又は混練装置を有するモキサー装置を用いて、水と混練することにより、グラウトスラリーを連続して製造することができる。
グラウト組成物は、水の添加量を調整することにより、スラリーの流動性、可使時間などを、さらに硬化して得られる硬化体の強度などを調整することができる。
水の添加量は、用いる水硬性無機結合材又はグラウト組成物に応じて、適宜選択して用いることができる。水の添加量は、水硬性無機結合材又はグラウト組成物１００質量部に対し、好ましくは１０〜５０質量部、さらに好ましくは１２〜４０質量部、より好ましくは１３〜３５質量部、特に好ましくは１５〜２５質量部加えて用いることが好ましい。
【００５２】
グラウトスラリーは、グラウト組成物と水の添加量を調整することにより、以下の特性の１つ以上有することが好ましい。
１）Ｊロートが、好ましくは（８秒±４秒）、さらに好ましくは（８秒±３秒）、さらに好ましくは（８秒±２秒）、特に好ましくは（８秒±１秒）である。
２）２０℃可使時間が、好ましくは３０分以上、さらに好ましくは４０分以上、特に好ましくは６０分以上である。
【００５３】
グラウトスラリーの硬化体は、以下の特性の１つ以上有することが好ましい。
１）圧縮強度（３日）が、好ましくは２５Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは３０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは３５Ｎ／ｍｍ２以上である。
２）圧縮強度（２８日）が、好ましくは４５Ｎ／ｍｍ２以上、さらに好ましくは５０Ｎ／ｍｍ２以上、特に好ましくは５５Ｎ／ｍｍ２以上である。
３）膨張率（１日）が、０．００％より大きい、さらに好ましくは＋０．０１％より大きい、より好ましくは＋０．０５％より大きい、特に好ましくは＋０．１０％より大きい範囲である。
【００５４】
ポルトランドセメント、石膏及び消石灰よりなる水硬性無機結合材と、必要に応じて、アルミナセメント、細骨材、凝結調整剤と、流動化剤、増粘剤、消泡剤、膨張材及びハイドロジェンポリシロキサンシリコーンオイル等を添加し、混合機で混合し、グラウト組成物のプレミックス粉体を得ることができる。
【００５５】
グラウトスラリーは、トンネルやシールドの裏込め、ダムの継ぎ目、橋梁のシュウ、構造物の補修や補強、鉄筋継手、機械基礎の固定、下水道の補修等、土木・建築分野において、耐酸性は当然ながら高流動性、無収縮性及び高強度といった性能を持つことからその利用価値は大きい。
また、グラウト組成物は、一粉型のグラウト組成物であり、施工現場ではグラウト組成物のプレミックス粉体を水と連続混練するだけで、高流動性のグラウトスラリーを連続して得ることができる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。
【００５７】
（特性の評価方法）
１）Ｊロート（秒）：土木学会充てんモルタル試験方法（案）（ＪＳＣＥ・Ｆ５４２−１９９３）に準拠して、グラウトスラリーのＪ１４ロート法による流下値を示す。
２）膨張率（％）：土木学会充てんモルタル試験方法（案）（ＪＳＣＥ・Ｆ５４２−１９９３）に準拠して、マイクロメーター法により行う。試験体φ５×１０ｃｍ（但し、膨張率は、膨張を＋、収縮を−で示す。）（測定条件・温度：２０℃、湿度：６５％）
３）圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）：グラウトスラリーの硬化した試験体φ５×１０ｃｍ、ＪＩＳ・Ａ−１１０８に準拠して行う（測定条件・温度：２０℃、湿度：６５％）。
４）ポンプ圧送性：ミキサー装置の排出ポンプ出口に、長さ１０ｍ、５０ｍ又は１００ｍで、内径３２ｃｍのホースを接続して、ホース筒先より吐出されるスラリーの吐出量で評価を行う。
ポンプは、モーノポンプ、型番：２ＮＭ５０（兵神装備社製）を用いて行う。
○：スラリー吐出量３ｍ３／ｈ以上、×：スラリー吐出量３ｍ３／ｈ未満。
５）スラリー検査：上記４）のホース筒先より得られるスラリーを、容器に取り、スラリーの固液分離状況を目視で観察する。
○：固液分離なし、×：固液分離あり。
【００５８】
原料は以下のものを使用した。
１）水硬性無機結合材：
・ポルトランドセメント（宇部三菱セメント早強セメント、ブレーン比表面積４５００ｃｍ２／ｇ）。
２）細骨材：
・珪砂：４号珪砂、Ｎ−５０硅砂、Ｎ−７０硅砂の混合品。
４）混和剤：
・膨張材Ａ：アサノジブカル（太平洋マテリアル社製）。
・膨張材Ｂ：アルミニウム粉（粒度４４μｍ以下６０重量％以上含有、大和金属粉工業社製、製品名：ＡＬＣファイン及びＫ−２５０の混合品）。
上記の比表面積の評価法は、ＪＩＳ・Ｒ−５２０１に規定されているブレーン空気透過装置を用いて測定されたものである。
【００５９】
まず、本実施例１〜４に係る混練スクリュー１０の詳細構成について説明する。図６に示すように、本実施例１〜４に係る混練スクリュー１０は、基端から終端までの長さが本実施例１〜４に係る混練室３ａの長さ程度の軸部材１０ａと、この軸部材１０ａの外周面に形成された複数枚の羽根とを有する。そしてこの複数枚の羽根は、２６枚の戻し羽根１０ｂと、６枚の送り羽根１０ｃと、を含む。戻し羽根１０ｂと送り羽根１０ｃとの合計枚数は３２枚であり、羽根全体に占める戻し羽根１０ｂの割合は８１％程度である（表１参照）。
【００６０】
次に、本実施例１〜４に係る混練スクリュー１０が有する各羽根の形成位置について詳細に説明する。ここでは、羽根の形成位置を、軸部材１０ａの基端側から終端側に向かう方向（以下、軸方向という）に沿って、軸部材１０ａを領域Ａ１〜Ａ１０に分けて順次説明していく。まず、最も基端側に位置する領域Ａ１には、３枚の送り羽根１０ｃが、軸上の同一地点にあって周方向に略１２０度間隔で相互に離隔して形成されている。
【００６１】
軸方向に向かって領域Ａ１の隣に位置する領域Ａ２には、２枚の戻し羽根１０ｂが、軸上の同一地点にあって周方向に略１８０度間隔で相互に離隔して形成されている。軸方向に向かって領域Ａ２の隣に位置する領域Ａ３には、６枚の戻し羽根１０ｂが軸部材１０ａの外周面にて、ほぼ螺旋状に相互に離隔して形成されている。
【００６２】
軸方向に向かって領域Ａ３の隣に位置する領域Ａ４には、３枚の戻し羽根１０ｂが、軸上の同一地点にあって周方向に略１２０度間隔で相互に離隔して形成されている。軸方向に向かって領域Ａ４の隣には、羽根が形成されていない領域Ａ５が位置する。そして、軸方向に向かって領域Ａ５の隣に位置する領域Ａ６には、６枚の戻し羽根１０ｂが２枚１組となって、軸部材１０ａの外周面にて、ほぼ螺旋状に相互に離隔して形成されている。そして、各組に含まれる２枚の戻し羽根１０ｂには、１枚の掻き出し用板部材１０ｄがそれぞれ接合されている。
【００６３】
軸方向に向かって領域Ａ６の隣に位置する領域Ａ７には、３枚の戻し羽根１０ｂが上記した領域Ａ４の場合と同様に形成されている。軸方向に向かって領域Ａ７の隣に位置する領域Ａ８には、６枚の戻し羽根１０ｂと３枚の掻き出し用板部材１０ｄとが上記した領域Ａ６の場合と同様に形成されている。
【００６４】
軸方向に向かって領域Ａ８の隣に位置する領域Ａ９には、３枚の送り羽根１０ｃが上記した領域Ａ１の場合と同様に形成されている。そして、軸方向に向かって領域Ａ９の隣には羽根が形成されていない領域Ａ１０が位置する。
【００６５】
ここで、領域Ａ１〜Ａ４までの長さは２６０ｍｍ程度であり、領域Ａ５の長さは１３０ｍｍ程度である。また、領域Ａ６の長さは１７５ｍｍ程度であり、領域Ａ７の長さは５５ｍｍ程度である。また、領域Ａ８の長さは１７５ｍｍ程度であり、領域Ａ９の長さは４５ｍｍ程度であり、領域Ａ１０の長さは９０ｍｍ程度である。そして、戻し羽根１０ｂおよび送り羽根１０ｃが形成された軸部材１０ａの基端から終端までの長さは、領域Ａ１〜Ａ１０の合計であり、９３０ｍｍ程度となっている。
【００６６】
（実施例１〜４）
次に、図６と表１〜表３とを参照して、本実施形態に係る実施例１〜４を説明する。なお、本発明は、下記実施例１〜４の内容に限定されるものではない。ここで、図６は、実施例１〜４に係る混練スクリューの全体構成を示す図である。
【００６７】
【表１】
2006224651.tif 000003
【００６８】
【表２】
2006224651.tif 000004
【００６９】
【表３】
2006224651.tif 000005
【００７０】
実施例１〜４及び比較例１で使用したグラウト組成物の各成分組成割合を表４に示した。本実施例では、実施例１〜４及び比較例１毎に、上記したグラウト組成物を下記表４に示す配合で調合し、この調合後のグラウト組成物と所定量の水とを図１に記載のミキサー装置の混練装置に供給して混練し、グラウトスラリーを連続して製造した。
Ｊ１４ロート評価に用いたグラウトスラリーは、ミキサー装置の排出ポンプに接続した表５に示すホースの筒先より吐出させて得られるスラリーを用いた。
ポンプ圧送性評価は、ミキサー装置の排出ポンプに接続した表５に示すホースの筒先より吐出するスラリーの吐出量により評価した。
スラリー検査と、硬化体の圧縮強度（養生３日、２８日）及び膨張率（養生１日、３日）は、ミキサー装置の排出ポンプに接続した表５に示すホースの筒先より吐出するスラリーを用いて、評価した。
【００７１】
【表４】
2006224651.tif 000006
【００７２】
【表５】
2006224651.tif 000007
【００７３】
また、表２に示すように、本実施例１〜４に係る混練室３ａの詳細構成は、長手方向の長さが９５０ｍｍ程度であり、断面の直径が１８０ｍｍ程度であり、断面積が２５４ｃｍ２程度であり、排出口４に連通する混練室３ａの開口部の面積は２８ｃｍ２程度である。そして、表３に示すように、本実施例１に係る混練条件としての混練スクリュー１０の回転数は７００ｒｐｍ程度である。
【００７４】
又本発明では、図６に示す混練スクリューの他に、図７及び図８に示す混練スクリュー１０を用いることができる。
図７の混練スクリュー１０は、基端から終端までの長さが実施例１に係る混練室３ａの長さ程度の軸部材１０ａと、この軸部材１０ａの外周面に形成された複数枚の羽根とを有し、上記した実施例１の場合とほぼ同様の構成となっている。実施例１の場合との違いは、４枚の送り羽根１０ｃが一対ずつ２組となって領域Ａ５に形成されていること、そして、この一対の送り羽根１０ｃの各々には掻き出し用板部材１０ｄが一枚ずつ接合されていること、である。すなわち、図７の混練スクリュー１０は、２６枚の戻し羽根１０ｂと、１０枚の送り羽根１０ｃとを有する。戻し羽根１０ｂと送り羽根１０ｃとの合計枚数は３６枚であり、羽根全体に占める戻し羽根１０ｂの割合は７２％程度である。
図７の混練室３ａの詳細構成は、実施例１の場合と同様である。
【００７５】
図８の混練スクリュー１０は、基端から終端までの長さが実施例１に係る混練室３ａの長手方向の長さ程度の軸部材１０ａと、この軸部材１０ａの外周面に形成された複数枚の羽根とを有する。図８の混練スクリュー１０は、軸部材１０ａの外周面に、３１枚の戻し羽根１０ｂと２枚の送り羽根１０ｃとが形成されている。この戻し羽根１０ｂと送り羽根１０ｃとの合計枚数は３３枚であり、羽根全体に占める戻し羽根１０ｂの割合は９４％程度である。
【００７６】
図８の混練スクリュー１０には、７枚の掻き出し用板部材１０ｄが、軸部材１０ａの外周面にて、ほぼ螺旋状に相互に離隔して設けられている。そして各掻き出し用板部材１０ｄは、何れも、互いに並列する３枚の戻し羽根１０ｂに支えられるようにして接合されている。そして、混練スクリュー１０が有する３１枚の戻し羽根１０ｂのうち、この掻き出し用板部材１０ｄに接合されたもの以外の１０枚の戻し羽根１０ｂは、軸部材１０ａの外周面にて、ほぼ螺旋状に相互に離隔して形成されている。そして、２枚の送り羽根１０ｃは、軸部材１０ａの基端側と終端側との各所定箇所にそれぞれ形成されている。
図８の混練室３ａの詳細構成は、長手方向の長さが７７０ｍｍ程度であり、断面の直径が２１０ｍｍ程度であり、断面積が３４６ｃｍ２程度であり、排出口４に連通する混練室３ａの開口部の面積は２８ｃｍ２程度である。
【００７７】
なお、本発明は、上記説明したミキサ装置１の構成や混練条件に限らず、詳細構成や詳細動作、そして詳細混練条件については本発明の内容を逸脱しない範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明で用いるミキサー装置の構成の一例を説明するための断面図である。
【図２】混練スクリューの全体構成を示す図である。
【図３】混練スクリューの羽根を説明するための平面図である。
【図４】混練スクリューの羽根を説明するための断面図である。
【図５】混練スクリューの羽根を説明するための斜視図。
【図６】実施例１〜４に係る混練スクリューの全体構成を示す図である。
【図７】本発明の混練スクリューの全体構成を示す一例を示す図である。
【図８】本発明の混練スクリューの全体構成を示す一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１：ミキサー装置、２：ホッパー、３：混練装置、３ａ：混練室、３ｂ：給水口、４：排出口、５：リザーバ、６：スネークポンプ、７：投入口、８：ホッパースクリュー、９，１５，１７：モータ、９ａ，１７ａ：動力伝達ベルト、１０：混練スクリュー、１０ａ：軸部材、１０ｂ：戻し羽根、１０ｃ：送り羽根、１０ｄ：掻き出し用板部材、１３：拡開部、１４：スターラースクリュー、１６：移送スクリュー。
【図１】
2006224651.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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