(57)【要約】【課題】粉体材料と水の瞬時の混練であっても吹付け混合物が一定の品質を保ち、また瞬時に品質管理ができる乾式吹付け工法の品質管理方法を提供する。【解決手段】圧縮空気供給源１から吹付け施工現場に引かれたライン２，１２に、安定した一定量の乾燥した粉体材料４を供給する粉体材料定量供給機３を挿入してラインＡとし、水供給源６から吹付け施工現場に引かれたライン１４，１５にポンプ７と水量調整手段２０，２１，２２を挿入してラインＢとし、前記ラインＡとラインＢを吹付け現場の吹付けノズル８で合体し、吹付けノズル８で瞬時に混練した粉体材料４と水５の混合物９を、圧縮空気供給源１からの空気圧力で目的物１９に吹付け、該混合物９の水分を水分計１０により瞬時に測定し記録保存する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサー等の圧縮空気供給源１から吹付け施工現場エリアに引かれたライン２，１２に、安定した一定量の乾燥した粉体材料４を供給する粉体材料定量供給機３を接続してラインＡとし、
給水タンク等の水供給源６から吹付け施工現場エリアに引かれたライン１４，１５に、水（薬剤等を予め水に混ぜ込んだ薬液を含む。）の送給用ポンプ７と、水を安定した一定量に調整する流量調整手段２０，２１，２２とを挿入してラインＢとし、
前記ラインＡとラインＢを吹付け現場の吹付けノズル８で合体し、吹付けノズル８で瞬時に混練した粉体材料４と水５の混合物９を、圧縮空気供給源１からの空気圧力で目的物１９に吹付け、該混合物９の水分量を水分計１０により瞬時に測定し記録保存するようにした乾式吹付け工法の品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木・建築分野、あるいは製鉄・精錬・石油精製関連・塵芥焼却炉などの築炉や煙突などの分野において、コンクリート、モルタル、耐火材、耐火被覆材などの乾式吹付け工法に使用される材料の品質管理の方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】吹付け工法には、予め水と混練した材料をモルタルポンプ等で目的の場所まで圧送して吹付ける湿式吹付け工法（例えば、特許文献１参照。）と、乾燥した粉末状の材料（予め水湿しをする場合もある。）を圧縮空気により目的の所まで空気輸送し、ノズル操作者の手元で瞬時に水と混練して施工対象物に吹付ける乾式吹付け工法（例えば、特許文献２参照。）の２種類に大別される。
【０００３】
湿式吹付け工法では、材料を予めミキサー等で充分に水と混練してポンプ圧送するため、材料の品質管理（添加水量、含水率、水セメント比等の管理）が容易である。
他方、乾式吹付け工法では、乾燥した粉末状の材料を空気輸送し、ノズル操作者の手元で瞬時に水と混練するため、前記した材料の品質管理が困難である。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８８５９５６号公報
【特許文献２】特開平８−９３２２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、粉体材料と水の瞬時の混練であっても吹付け混合物は一定の品質を保ち、また瞬時に品質管理ができる乾式吹付け工法における品質管理方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の品質管理方法では、コンプレッサー等の圧縮空気供給源１から吹付け施工現場エリアに引かれたライン２，１２に、安定した一定量の乾燥した粉体材料４を供給する粉体材料定量供給機３を挿入してラインＡとする。
給水タンク等の水供給源６から吹付け施工現場エリアに引かれたライン１４，１５に、水（薬剤等を予め水に混ぜ込んだ薬液を含む。）の送給用ポンプ７と、水を安定した一定量に調整する流量調整手段２０，２１，２２とを挿入してラインＢとする。
前記ラインＡとラインＢを吹付け現場の吹付けノズル８で合体し、吹付けノズル８で瞬時に混練された粉体材料４と水５の混合物９を、圧縮空気供給源１からの空気圧力によって目的物１９に吹付け、該混合物９の水分量を水分計１０により瞬時に測定し記録保存する。
【０００７】
【発明の実施の態様】
（１）ラインＡについて
圧縮空気供給源１に接続された空気供給ライン２は、ゴム、硬質プラスチックあるいは金属製配管で構成され、粉体材料定量供給機３が接続されている。
圧縮空気中の水分を除去する方法の１つとして、圧縮空気供給源１と粉体材料定量供給機３の間に除湿器１１を接続するのが望ましいが、ドライエアータイプの圧縮機の場合には、除湿器１１は不要である。
【０００８】
空気供給ライン２の配管内径は、２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度とするが、粉体材料定量供給機３以降のマテリアルホース１２とほぼ同径が望ましい。
圧縮空気供給源１の能力は粉体材料の比重や粒度、配管径や長さにより異なるが、通常の必要圧力は０．５〜１．００Ｍｐａであり、必要空気量は３．５ｍ３／ｍｉｎ以上が要求される。
除湿器１１は圧縮空気中に含まれる余剰水分を除去できるミストセパレーター程度でよく、完全な乾燥した空気を要求するものでなくて良い。
【０００９】
粉体材料定量供給機３は一定の量が排出される構造のものであり、施工条件等により排出量がコントロールできる構造の供給機が望ましい。実施例ではＴＯＷＡ式ロータリーガンを使用したが、アリーバ、リードガン、バッチ式のロテクター等であっても、排出量が一定の供給機であれば良い。
粉体材料定量供給機３の入口側には吐出空気圧力調整バルブ１７と吐出空気圧力計１８が接続されている。
【００１０】
圧縮空気供給源１より送られて来た圧縮空気中に粉体材料定量供給機３から排出された粉体材料４は、マテリアルホース１２中を圧縮空気と共に勢い良く流れ、吹付け施工現場へ空気搬送される。
マテリアルホース１２は、ゴム、硬質プラスチックあるいは金属製配管によって構成されるが、ゴム製配管が取り扱いや磨耗抵抗性に優れて使用し易い。
【００１１】
マテリアルホース１２の配管内径としては、２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度が使用上簡易であるが、人が持って作業しないのであれば、更に大きい内径のホースでも対応可能である。
その場合、圧縮空気供給源１より粉体材料定量供給機３までの空気供給ライン２の配管内径を大きくするべきである。
【００１２】
空気搬送される粉体材料４の排出量の調整は、粉体材料定量供給機３のローターの回転速度により調整され、インバーター１３や可変速機により調整される。
【００１３】
（２）ラインＢについて
給水タンクまたは給水管末端の蛇口等の水供給源６に接続されたライン１４は、ポンプ７の吸込み用ホース１４である。水又は薬液（水に所要の薬剤等を予め混ぜ込んだもの）を送給するポンプ７としては、高圧のポンプが望ましく、１．０Ｍｐａ以上の吐出圧力と１．０Ｌ／ｍｉｎ以上の吐出量が必要であるが、この値は最小値であり粉体材料４の量により大きく変動するものである。
【００１４】
すなわち粉体材料４の送り量が多くなれば、水５の量も多く必要になるため、予め必要水量を想定してポンプを選定すべきである。
ポンプ７の吐出方式としては、定めた吐出圧力と吐出量に変動が無いものであれば、ピストン式、プランジャー式、スネーク式等その方式は問わない。
【００１５】
水又は薬液の吸込み用ホース１４としては、特に耐圧ホースを使用する必要はない。ポンプ７から吹き付け施工現場に送られるライン１５としては、吐出圧力以上に充分耐えられる耐圧ホースを使用すべきである。実施例では７Ｍｐａ以上の圧力に耐える内径２０ｍｍのゴム製ホースを使用したが、その材質は問わない。
【００１６】
ポンプ７の吐出側に水量計１６を設け、ポンプ稼動時の水量が常時確認できるように構成してある。水量計１６は高圧の水圧に充分耐える構造のものが使用され、渦式、回転式、フロー式、超音波式など機種は問わないが、圧力に充分耐えて常時流量測定できるものであれば良い。
【００１７】
耐圧ホース１５のポンプ７との接続部や耐圧ホース同士の接続部には特に注意を払い、送水中に外れたり水漏れを起したりしないように充分に配慮することが、品質管理上重要なポイントとなる。
【００１８】
（３）吹付けノズル８について
前記ラインＡとラインＢを経由して送られて来た一定量の粉体材料４と水５は、吹付け施工現場の吹付けノズル８で合体し、目的物１９に対して吹付けられる。この吹付けノズル８は、粉体材料４と水５が瞬時に均一に混ざり合う構造でなければならず、これに適するものとしては、本出願人の特願２００１−３４２７８０に係る乾式吹付け工法用ノズルがある。
この吹付けノズルは、材料供給ホースの末端部に水供給部を接続し、水供給部とノズルチップとの間に混練移送管を接続し、材料供給ホース内を空気輸送されて来た粉体材料と、水ホースから水供給部に供給されて来た水との接触距離を長い構造としたものである。
望ましくは、粉体材料を輸送して来た空気が通される吹流し状の混練助勢装置が、混練移送管内に管軸に沿って装着され、該混練助勢装置とこれに流れる前記空気との協働作用によって、粉体材料と水を強制混練させる。
【００１９】
この吹流し状混練助勢装置は、入口端部を水供給部に隣接して混練移送管と同軸に配置される誘導筒部と、該誘導筒部の出口端部に環状に連設された複数枚の帯状片とによって構成され、前記混練移送管の管軸に沿った縦断面において、各帯状片を混練移送管の管軸に対して外向きに凸曲面となったカーブ形状に形成して、前記帯状片が混練移送管の内面に張り付かずに管軸方向に集束するように設定する。
また、混練移送管の管軸と直角な横断面において、各帯状片を混練移送管の管軸に対して内向きに凸曲面となったカーブ形状に形成することが望ましい。
さらにまた、吹流し状混練助勢装置の前記誘導筒部の内面に狭窄部を形成し、粉体材料と水の混在物の流れを該狭窄部において絞り込み、誘導筒部から各帯状片で包囲形成された空間に出るとき、前記絞り込みの反発力によって粉体材料と水の混在物の流れを拡散噴射させ、粉体材料と水を充分に接触させるのが望ましい。
【００２０】
適性を有する他の吹付けノズルとしては、本出願人の特願２００３−０２５３９８に係る乾式吹付け工法用ノズルがある。
この吹付けノズル装置は、粉体材料が空気搬送される材料供給ホースの末端部に、水ホースより水が送り込まれる水供給部を接続し、該粉体材料と水が相接触する移送管を水供給部とノズルチップとの間に接続してあり、粉体材料と水の混在流体が管軸に沿って上流側に向うとき、混在流体に収束と拡散による乱流を生起させて混練させる乱流混練装置を移送管の末端区域に設けたものである。
前記乱流混練装置は、大径開口部が下流側にあり小径開口部が上流側にあり管軸が中心軸線となっている円錐台形部と、大径開口部が上流側にあり小径開口部が下流側にあり管軸が中心軸線となっている逆円錐台形部とで構成されており、前記円錐台形部の小径開口部と逆円錐台形部の小径開口部が相連通し、円錐台形部の大径開口部と逆円錐台形部の大径開口部が相連通している。
この吹付けノズルには、望ましくは前記した吹流し状の混練助勢装置が併用される。
【００２１】
乾式吹付け工法用ノズル８において粉体材料４と水５が瞬時に均一に混ざり合ってなる混合物９は、は圧縮空気供給源１から送られて来た空気圧力により目的物１９に吹付けられる。
吹付けられた混合物９の水分量は、水分計１０により速やかに測定される。
水分計１０としては重量式、赤外線式、近赤外線反射式、電気抵抗式等、コンクリートやモルタル、土壌等の水分を測定するためのものであって、迅速に測定結果が出るものであれば良い。実施例では誘電率測定式水分計を用いた。
【００２２】
（４）品質調整バルブについて
ラインＡにおいて粉体材料４の定量供給量は、粉体材料定量供給機３の供給モーターの回転数により調整する。回転数の調整はインバーターや可変速機により行う。
実施例ではインバーター１３を使用し、周波数変換により変化する供給量を予め検量し、検量表にて粉体材料の供給量を確認する。
ラインＢにおいては、安定した一定量を送給できる能力を備えたポンプ７の出口側に水量計１６が設けられ、ポンプ７から吹付け現場の吹付けノズル８に送られる水量を測定する。
ポンプ７から吹付けノズル８に送られる水量の調整は、水量計１６の前後に設けた水量調整バルブ２０、２１あるいは２２により調整する。この調整範囲は、粉体材料固有の必要水分量により変化するが、前記水量計１６で常時監視し、水量計１６の測定データに基づき調整する。
【００２３】
（５）具体的な管理方法について
〈準備作業〉
ラインＡがそれぞれの機器にしっかり接続されていること、及び、コンプレッサー等の圧縮空気供給源１から吹付け現場の吹付けノズル８に充分な空気が通過することを確認し、また、粉体材料４が定量供給できるようにするため、予め検量を済ませた粉体材料定量供給機３とインバーター１３が正常に作動することを確認する。
ラインＢがそれぞれの機器にしっかり接続されていること、及び、ポンプ７の送水量を測定する水量計１６が正常に作動し、水５が吹付け現場の吹付けノズル８に充分送られることを確認する。
また、予め検量を済ませた水分計１０が正常に作動することを確認する。
【００２４】
〈品質管理作業〉
ラインＢのポンプ７を作動し、送水を開始する。
ラインＡのコンプレッサー１を作動し、吐出空気調整バルブ１７で規定の圧力設定を行い、吹付けノズル８に圧縮空気を送り、粉体材料定量供給機３の材料ホッパーに粉体材料４を投入し、粉体材料定量供給機３を作動させ、インバーター１３で供給量を決定する。
吹付け現場の吹付けノズル８にラインＡからの粉体材料４とラインＢからの水５が送られて来たら、水量調整バルブ２０，２１又は２２で粉体材料４に固有の適した必要水量に調整する。
粉体材料４と水５が安定して吹付けノズル８に送られるまでの間は、ノズル操作者が吹付けノズル８からの粉体材料４と水５の吐出状況を観察しながら水量調整できる手元の水量調整バルブ２０を使用する方法が管理し易い。
【００２５】
粉体材料定量供給機３やポンプ７等を操作する機械オペレーターは、吹付けノズル８のノズル操作者に粉体材料４の供給量と水５の瞬時流量を伝え、適正な添加水量か否かを伝える。
粉体材料４と水５が安定して吹付けノズル８から出ていることを排出量調整用インバーター１３と水量計１６のゲージで確認し、目的物１９に混合物９を吹付ける。
目的物１９に吹付けられた混合物９の水分を水分計１０により速やかに測定し、添加水量、含水率、水セメント比等が適切な状況で吹付けられているかを確認する。
【００２６】
（６）品質管理記録の保存について
品質管理者は、常時又は定時に排出量調整用インバーター１３と水量計１６及び水分計１０の数値をチェックし記録する。
吹付け現場と吹付け機械の操作場所は通常離れているため、前記インバーター１３と水量計１６の値は電気的に自動記録装置に記録し、定期的に水分計１０で測定した混合物９の水分量を別途記入する方式が推奨される。
【００２７】
【実施例】ＴＯＷＡ式ロータリーガンを使用し、内径３８ｍｍのマテリアルホース、内径２０ｍｍの耐圧水ホースを使用し、二種類の粉体材料４Ａ，４Ｂを前記乾式吹付け工法用ノズルで吹付け施工し、品質管理状況を確認した。
一方の粉体材料４Ａの原料構成と品質管理基準は表１に示す通りであり、他方の粉体材料４Ａの原料構成と品質管理基準は表２に示す通りである。
【表１】
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【表２】
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【００２８】
この吹付け施工の品質管理の効果確認は、表３と表４に示した現場チェック項目と品質管理項目について行われた。表３は粉体材料４Ａに係るものであり、表４は粉体材料４Ｂに係るものであり、乾式工法による吹付け施工は所要の許容範囲内で適正になされた。
【表３】
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【表４】
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【００２９】
【発明の効果】以上のように構成された本発明によれば、粉体材料と水が瞬時に混練される乾式吹付け工法であっても、吹付け混合物の含水率や水セメント比といった品質管理項目を適時に適正に管理調整できるため、吹付け施工を品質良く進めることができ、また、吹き付け時の水分量の測定記録によって施工品質について信頼性の高い保証を施工発注者に対し行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の品質管理方法の一実施例を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１  圧縮空気供給源
２  空気の供給ライン
３  粉体材料定量供給機
４  粉体材料
５  水又は薬液
６  水供給源
７  ポンプ
８  吹付けノズル
９  混合物
１０  水分計
１１  除湿機
１２  マテリアルホース
１３  インバーター
１４  吸込み用ホース
１５  吐出用耐圧ホース
１６  水量計
１７  吐出空気圧力調整バルブ
１８  吐出空気圧力計
１９  目的物
２０  水量調整バルブ
２１  水量調整バルブ
２２  水量調整バルブ
【図１】
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