(57)【要約】【課題】施工時に発生する落綿の全量を吹付け材料として再利用するロックウール吹付け工法、それに用いる解綿混合機とロックウール吹付け装置。【解決手段】ロックウールとセメントを含有する湿潤混合物を吹付ノズルから吐出させ、セメントスラリーを別の噴出口から噴出させ、両者をノズル部分又はノズル外で合流混合させて被覆層を形成するロックウール吹付け工法において、落綿を回収し、落綿を湿潤混合物の調製に戻し、落綿を吹付け材料として再利用する。ロックウールと落綿を解綿しながらセメントと水を混合する解綿混合部と、仕上げ解綿部とを備えた湿潤混合物の調製用の解綿混合機。解綿混合機、エアブロワー、セメントスラリー槽、スラリーポンプ、及び湿潤混合物とセメントスラリーの吹付ノズルを備えたロックウール吹付け装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックウールとセメントを含有する湿潤混合物を調製し、湿潤混合物を吹付ノズルから吐出させると共に、セメントスラリーを別の噴出口から噴出させ、両者をノズル部分又はノズル外で合流混合させて被覆層を形成するロックウール吹付け工法において、吹付け施工時に発生する落綿を回収し、落綿を湿潤混合物の調製に戻し、落綿を吹付け材料として再利用することを特徴とするロックウール吹付け工法。  
【請求項２】
ロックウールと落綿とセメントを含有する湿潤混合物を調製するための解綿混合機であって、ロックウールと落綿を解綿しながらセメントと水を混合する解綿混合部と、解綿混合部に連接された仕上げ解綿部とを備えたことを特徴とする解綿混合機。  
【請求項３】
前記解綿混合部が、材料ホッパーと、材料ホッパーの下部に設置された複数の混合機と、散水ノズルとを備えてなる請求項２に記載の解綿混合機。
【請求項４】
ロックウールホッパーが、混合機に対し傾斜して設置された傾斜ホッパーである請求項３に記載の解綿混合機。
【請求項５】
前記仕上げ解綿部が、異なる速度で内向きに回転する少なくとも一対のブラッシロールを備えなる請求項２〜４のいずれかに記載の解綿混合機。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載の解綿混合機と、湿潤混合物を吹付けノズルに供給するエアブロワーと、セメントと水を混合してセメントスラリーを調製するスラリー槽と、セメントスラリーを吹付けノズルに供給するスラリーポンプと、湿潤混合物とセメントスラリーをノズル部分又はノズル外で合流混合させて吹付ける吹付ノズルを備えたことを特徴とするロックウール吹付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックウール吹付け施工時に発生する落綿を吹付け材料として再利用するロックウール吹付け工法、及び吹付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特許第３２５６５３６号公報
【特許文献２】特開平７−１６６６１８号公報
【特許文献３】特開平１１−１１６２９６号公報
【特許文献４】特開２００２−８７８７１号公報
【０００３】
建築物の柱、梁、天井、壁などに、ロックウールとセメント等の水硬性材料の混合物を水と共に吹付け、耐火被覆を形成したり、断熱性を付与したり、吸音性を改善したりするロックウール吹付け工法が広く行われている。ロックウール吹付け工法には、乾式工法、湿式工法、半乾式工法がある。
【０００４】
乾式工法は、予めロックウールとセメントを混合した乾燥混合物をノズルから吐出し、これと同時にノズルの周縁に配置した複数個の噴水口より圧力水を噴射して両者を混合吹付ける工法である。この乾式工法は、かさ比重０.２〜０.３程度の被覆層を形成できるが、施工時にセメントやロックウールによる発塵が著しく、環境上の問題があった。
湿式工法は、乾式工法の欠陥を改善するためになされたもので、主材のロックウールとセメントに界面活性剤と増粘剤を配合してなる吹付け材を用い、これに水を加えたペーストを圧縮空気によりノズルから吹付ける方法である。湿式工法で浮遊粉塵の発生は解決されたが、乾式工法に比べてコストが高いという問題があった。
半乾式工法は、予めロックウールとセメントを混合しない工法である。解綿機で解綿したロックウールをエアブロワーで圧送して吹付けノズルに供給し、セメントと水を混合してセメントスラリーを調製し、これをスラリーポンプで吹付けノズルに供給する。セメントスラリーをノズルの周縁から噴射するか、又はノズルの中心から噴射し、ロックウールと合流混合して被覆層を形成する。半乾式工法によれば、浮遊粉塵がかなり減少でき、乾式工法に近いかさ比重の被覆層が形成できることから、ロックウール吹付け工法の主流となっている。しかし、半乾式工法でも空気搬送されるロックウールから浮遊粉塵が発生するので、更なる発塵防止工法が望まれていた。
【０００５】
本発明者は、従来工法の欠陥を改善したロックウール吹付け工法を開発した（特許文献１）。この吹付け工法は、ロックウール６０〜９０重量％、セメント１０〜４０重量％及びセメントに対し８〜２５重量％の水を含有する湿潤混合物を吹付ノズルから吐出させるとともに、セメントスラリーを別の噴出口から噴出させ、両者をノズル部分又はノズル外で合流混合させ、ロックウール４０〜７０重量％、セメント３０〜６０重量％を含有する被覆層を形成するロックウール吹付け工法である。この工法によって、浮遊粉塵はほとんど無くなり、被覆層のかさ比重を調整することができ、１時間耐火被覆厚さが従来工法の半分の厚さで可能となった。
【０００６】
しかしながら、いずれのロックウール吹付け工法においても、吹付け施工時に床面に落下した吹付けロックウール（落綿）が数％程度発生し、落綿処理が問題となっている。従来の落綿処理は、作業終了後に落綿を掃き集め、他の廃材とまとめて建設廃材として廃棄していた。最近、建設廃材の減少と有効利用の動きが強まり、吹付け工事業者は、吹付け施工で生じた落綿を残らず回収することが義務づけられた。このようにして回収された落綿は、不燃性であるため焼却処分ができず、軽量でかさ張るので廃棄費用も高く、それゆえに落綿を吹付けロックウール材料として再利用する試みが種々なされてきた。
【０００７】
落綿を吹付けロックウール原料として再利用する方法として、特許文献２には、スクレーバにより落綿をほぐし、これを新たな吹付け材料と混合して再利用する吹付け落綿処理装置が提案されている。この方法は、吹付け装置とは別に落綿処理装置を施工現場に設置する必要があるうえに、落綿とロックウールを均質に混合しにくいため、吹きむらを生じやすいという問題があった。
特許文献３には、落綿を粗割りすると共に鉄系異物を磁気分離し、次いで篩分けして異物残材を除去した落綿原料とし、これを定量梱包したものを吹付け原料として再利用する方法が提案されている。この方法も専用の処理装置が必要であり、再生した材料を吹付け装置へ搬送して投入する手間がかかるものであった。
特許文献４には、セン断作用を有する粉砕機を用いて落綿を微粉砕し、得られた微粉砕物を半乾式工法用のセメントスラリー中に配合する処理方法が提案されている。この方法も、特殊な粉砕機を施工現場に設置する必要があるうえ、得られた微粉末をセメントスラリーに配合すると、スラリーの粘性が増加するため、その配合割合には限度があり、回収した落綿の全量を施工現場で再利用することは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、施工時の浮遊粉塵を更に低減し、被覆層のかさ比重を調整することができる吹付け工法において、施工時に発生する落綿の全量を吹付け材料として再利用できるロックウール吹付け工法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、上記の吹付け工法を効率的に実施するための解綿混合機、及びロックウール吹付け装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、ロックウールとセメントを含有する湿潤混合物を調製し、湿潤混合物を吹付ノズルから吐出させると共に、セメントスラリーを別の噴出口から噴出させ、両者をノズル部分又はノズル外で合流混合させて被覆層を形成するロックウール吹付け工法において、吹付け施工時に発生する落綿を回収し、落綿を湿潤混合物の調製に戻し、落綿を吹付け材料として再利用することを特徴とするロックウール吹付け工法である。
【００１０】
また、本発明は、ロックウールと落綿とセメントを含有する湿潤混合物を調製するための解綿混合機であって、ロックウールと落綿を解綿しながらセメントと水を混合する解綿混合部と、解綿混合部に連接された仕上げ解綿部とを備えたことを特徴とする解綿混合機である。
前記解綿混合機において、前記解綿混合部は、材料ホッパーと、材料ホッパーの下部に設置された複数の混合機と、散水ノズルとを備えてなり、ロックウールホッパーは、混合機に対し傾斜して設置された傾斜ホッパーであり、前記仕上げ解綿部は、異なる速度で内向きに回転する少なくとも一対のブラッシロールであることがよい。
【００１１】
更に、本発明は、前記解綿混合機と、湿潤混合物を吹付けノズルに供給するエアブロワーと、セメントと水を混合してセメントスラリーを調製するスラリー槽と、セメントスラリーを吹付けノズルに供給するスラリーポンプと、湿潤混合物とセメントスラリーをノズル部分又はノズル外で合流混合させて吹付ける吹付ノズルを備えたことを特徴とするロックウール吹付け装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のロックウール吹付け工法によれば、吹付け施工時に発生する落綿の全量を吹付けロックウール原料として再利用することができ、吹付け工事における建設廃材を無くすことが実現できた。
また、本発明の解綿混合機によれば、ロックウールと落綿から効率よく湿潤混合物を調製することができると共に、ロックウールを繊維状に解綿することを可能としたので、かさ比重が高く、圧縮強度等の物性が優れた被覆層を形成することができた。
更に、本発明のロックウール吹付け装置によれば、従来の半乾式工法用の解綿機に代えて本発明の解綿混合機を設置するだけでよく、専用の落綿処理装置を設置する必要がなく、従来の半乾式工法用の設備機器を活用することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の吹付け工法のフローシートを示す図１において、ロックウールＲ、吹付け現場から回収された落綿ＢとセメントＣ1は、解綿混合機１に投入され、ここに噴射される水Ｗ1の存在下に解綿混合されて湿潤混合物Ｍとされ、ロータリーフィダー２により定量的に送り出され、エアブロワー３によりホース４内を圧送され、吹付けノズル５に供給される。一方、セメントＣ2はスラリー槽６で水Ｗ2と混合されてセメントスラリーＳとされ、スラリーポンプ７により搬送パイプ８を通って吹付けノズル５に供給され、半乾式工法と同様に吹付け施工される。
【００１４】
本発明で用いるロックウールは、高炉スラグ、電気炉スラグ等の冶金スラグや玄武岩、輝緑岩等の天然岩石を原料とするロックウールであり、粒径１０〜３０mm程度の粒状ロックウールが好ましい。セメントとしては、ポルトランドセメント、高炉セメント、白色ポルトランドセメントなどが挙げられる。必要に応じて、セメントに各種混合材、例えば高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、活性シリカ粉末、ベントナイトなどを適量混合してもよい。
【００１５】
本発明でいう落綿とは、建築物の柱、梁、天井などに耐火被覆層や防音被覆層等を形成する目的で吹付けロックウールを施工する際に、施工現場の床面に落ちた吹付けロックウール廃材を履き集めたものや電気掃除機などで集めたものをいう。この落綿の発生量は、施工箇所や吹付け厚さによって異なるが、通常、吹付け量の３〜１０％程度である。その他、吹付け装置の清掃時に出た吹付けロックウール廃材も落綿として処理できる。
【００１６】
本発明の吹付け工法に使用する解綿混合機１は、内部に散水ノズルを備え、ロックウールと落綿を解綿しながらセメントと混合できる混合機であれば特に限定されないが、図２に示す解綿混合機が好ましい。
【００１７】
図２に示す解綿混合機は、解綿混合部１１と仕上解綿部１２を連接して台車１３に搭載したものである。解綿混合部１１は、ロックウールホッパー１４、落綿ホッパー１５、セメントホッパー１６と散水ノズル１７を備え、これらホッパーの下方には、同一方向に回転する４基の混合機１８〜１８"'が所定の間隔で設置されている。なお、図２は駆動用のモーターが省略されている。
【００１８】
ロックウールホッパー１４は、混合機１８に対し傾斜して設置された傾斜ホッパーが好ましい。供給されたロックウールは自重で混合機１８に滑り落ち、ホッパー１４が傾斜していると、ロックウール重量がホッパー１４に分散され、混合機１８がスムースに回転し、ロックウールは削り取られて粒状に解綿される。ホッパー１４を垂直に設置すると、ロックウール全重が混合機１８にかかるために、混合機１８が回転しないことがある。吹付け用ロックウールは、粒状ロックウールを圧縮してポリ袋に充填（２０kg入り）されている。従来の吹付け装置は、施工時にポリ袋を破り、手でロックウールを小分けしホッパーに投入していたので、巻き込み等によるトラブルのおそれがあった。本発明の解綿混合機は、傾斜ホッパーにロックウール１袋分をそのまま投入すればよく、安全性と作業性に優れている。
【００１９】
図２に示すように、解綿混合部１１は、材料の輸送方向（図２では右から左）が高くなるように傾斜して設置することが好ましい。これによって、ロックウールホッパー１４の位置を低くすることができ、ロックウール投入作業がしやすくなると共に、解綿混合部１１を仕上解綿部１２の上に載置することができ、解綿混合部１１で解綿混合された材料は仕上解綿部１２へ落下する。
【００２０】
混合機１８〜１８"'は、ピンや板状突起を回転軸に取り付けたものでよく、混合機能と輸送機能の両者を有するものが好ましい。解綿混合部１１において、ロックウールＲ、落綿Ｂが解綿されると共にセメントＣ1、水Ｗ1と混合され、落綿を含有する湿潤混合物Ｍとされる。湿潤混合物Ｍは、混合機１８〜１８"'の輸送機能によって輸送され、解綿混合部１１の底部から仕上解綿部１２へ送り込まれる。
【００２１】
仕上解綿部１２は、異なる速度で内向きに回転するブラッシロール１９、１９'で構成され、ブラッシロールを通過する際に湿潤混合物中の粒状ロックウールが、更に解綿されて繊維状に引き延ばされる。このブラッシロールは、金属、プラスチック、セラミックス、天然素材等の線状物を回転軸に植えつけたものや、一体成形したものであり、耐久性とコストから鉄線ワイヤーを植えつけたものが好ましい。仕上解綿部１２に送り込まれた湿潤混合物中の粒状ロックウールは、ブラッシロール１９と１９'との間を通過する際、両者の回転速度が異なるので、引き延ばされて繊維状に解綿される。両者の回転速度が同じであると繊維状に解綿することが困難となる。
【００２２】
ブラッシュロール１９、１９'により繊維状に解綿された湿潤混合物Ｍは、仕上解綿部１２の底部に設置したロータリーフィダー２０から定量的に送り出され、エアブロワーによって吹付けノズルへ空気圧送される。
【００２３】
なお、図２は、解綿混合機の一例を示したにすぎず、解綿混合部１１と仕上解綿部１２の設置位置、材料ホッパーの位置、混合機の数などを適宜変更して差し支えない。また、落綿ホッパー１５に磁気分離装置を備えて鉄系異物を除去したり、スクリーンを備えて木屑等の異物が解綿混合機に入らないようにしてもよい。そして、落綿ホッパー１５、セメントホッパー１６に材料をスムースに送り出すための供給機を設置してもよい。更に、ブラッシロール１９、１９'の上部に供給機を設置し、ブラッシロールへ湿潤混合物ができるだけ均一に供給されるようにしてもよい。
【００２４】
解綿混合機で調製された湿潤混合物は、ロックウール（落綿に由来するロックウールを含む）６０〜９０重量％とセメント（落綿に由来するセメントを含む）１０〜４０重量％を含有し、水含有量がセメントに対し８〜２５重量％であり、好ましくは、ロックウール６５〜７５重量％とセメント２５〜３５重量％を含有し、水含有量がセメントに対し１０〜２０重量％である。セメントが１０重量％より少ないと高かさ比重の被覆層を形成することが困難になり、セメントが４０重量％を超えると吹付け物が落下しやすくなり、所定厚さの吹付けが困難になる。また、湿潤混合物の水含有率は、セメントの８重量％より少ないと、セメントを十分に湿らせることができず、粉塵が発生しやすくなり、２５重量％を超えると湿潤混合物を空気搬送することが困難になる。
【００２５】
必要に応じて、本発明に用いる湿潤混合物には、本発明の目的を損なわない範囲で、パーライト、バーミキュライト、マイカ、珪石粉等の耐火性無機骨材を主材のロックウールやセメントに混合してもよいし、セメントやロックウールの水濡れ性を高めるために、カチオン系、アニオン系又はノニオン系界面活性剤などを添加してもよい。
【００２６】
一方、セメントスラリーＳは、通常の半乾式工法と同様に、スラリー槽６にセメントＣ2を投入し水Ｗ2と攪拌混合して調製すればよく、そのスラリー濃度は、２０〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％、より好ましくは半乾式工法の標準スラリー濃度である３３重量％である。
【００２７】
本発明のロックウール吹付け工法は通常の半乾式工法と同様に施工できる。すなわち、湿潤混合物Ｍをエアーブロワー３により空気圧送し、セメントスラリーＳをスラリーポンプ７で搬送し、吹付けノズル５の先端で両者を混合しながら吹付けることでよい。また、別々に搬送した両者をノズル部分で合流させて吹付けることもできる。吹付けノズル５は、湿潤混合物Ｍをノズル中央から吐出するタイプでも、ノズル中央にセメントスラリーＳの噴出口を設けたタイプのいずれでもよい。湿潤混合物ＭとセメントスラリーＳの吐出割合は、湿潤混合物６０〜７５：セメント２５〜４０程度、好ましくは２：１程度がよい。      
【００２８】
本発明によって吹付け形成された耐火被覆層は、主材として、ロックウール（落綿に由来するロックウールを含む）４０〜７０重量％とセメント（落綿に由来するセメントを含む）３０〜６０重量％を含有する。セメントが３０重量％より少ないと、半乾式工法と同等程度のかさ比重しか出せず、逆に６０重量％を超えると吹付け施工時に被覆層を形成することが困難である。好ましくは、ロックウール４５〜６０重量％、セメント４０〜５５重量％、より好ましくは、ロックウール４５〜５５重量％、セメント４５〜５５重量％である。
【００２９】
このように、半乾式工法のロックウールに代えて、ロックウールと落綿とセメントを含有する湿潤混合物を用いて吹付け施工することによって、浮遊性粉塵を発生させることなく、落綿の全量を吹付けロックウールとして再利用ことができる。また、湿潤混合物中のロックウールは、繊維状によく解綿され、且つセメントとよく分散混合しているので、より均質で強度のある被覆層を形成する。これに対し、通常の半乾式工法では、ロックウールとセメントスラリーは、吹付けノズルの外で混合されるため、ロックウール繊維の所々にセメントの小塊が付着した不均質なものしかできない。
【００３０】
したがって、本発明のロックウール吹付け工法によれば、湿潤混合物中のセメント量を調整することにより、耐火被覆層のロックウールとセメントの割合を広範囲に変更することが可能となった。また、全体のセメント量を増やすことによって、半乾式工法では困難とされる絶乾比重０.３５以上の耐火被覆層を容易に形成できるのみならず、湿式工法でなければ実現できなかった絶乾比重０.４〜０.６５の耐火被覆層を半乾式工法用の施工装置を使用して形成できる。従来工法に較べて、より軽量で強度のある被覆層を形成したり、より重く耐久性の優れた被覆層を形成することができる。また、被覆層形成の目的に応じて耐火性、断熱性、吸音性などが改善された被覆を形成することができる。
【００３１】
本発明のロックウール吹付け工法により鉄骨等に耐火被覆を形成すると、１時間耐火で吹付け施工厚さが１５mmと半乾式工法の約半分でよく、２時間耐火で３０mm、３時間耐火で４５mmとそれぞれ１５mmずつ薄くすることができる。
【実施例】
【００３２】
実施例１
ロックウールとして市販のロックウール粒状綿と、セメントとして市販の普通ポルトランドセメントを用い、図１に示す方法で吹付け試験を実施した。
図２に示す解綿混合機を用い、ロックウールＲ１００重量部に対し、落綿Ｂ１０重量部（固形分）とセメントＣ1４０重量部を投入し、水噴射口１７から所定量の水Ｗ1を噴射し、混合機２８〜２８"'を通過させて解綿混合し、湿潤混合物Ｍを調製した。湿潤混合物Ｍは、ロックウールが固形分に対し７０重量％、セメントが３０重量％であり、水分含有率がセメントに対し２０重量％であった。
一方、セメントＣ2１００重量部と水Ｗ2２００重量部を半乾式工法用のスラリー槽６で混合し、セメント濃度が３３.３重量％のセメントスラリーＳを調製した。
湿潤混合物Ｍをエアーブロワー３により、セメントスラリーＳをスラリーポンプ７によりそれぞれ圧送し、中央部にロックウール吐出口、その周囲にセメントスラリー噴出口を有する半乾式工法用吹付けノズル５を用いて吹付け試験を行った。
吹付け施工時の浮遊粉塵は、吹付け速度９m/secで０.２７mg/m3・m2、１６m/secで０.２７mg/m3・m2（いずれも吹放し）であり、ほとんど視認できなかった。
吹付け施工により形成された被覆層は、ロックウール約５０重量％とセメント約５０重量％を含有し、絶乾かさ比重が０.５０、付着強度が０.５５kgf/cm2であった。
次に、被覆層をはがして１４日間室内養生した後、４０℃の乾燥機で２４時間乾燥し、これから一辺５０mmの立方体を切り出し試験片とした。この試験片を圧縮引っ張り試験機（ロードセル:１ton、圧縮速度:１mm/min）により圧潰強度を測定したらところ、１.９kg/cm2であった。
耐火試験の結果、被覆層の耐火性能は、吹付け厚さ１５mmで１時間、３０mmで２時間、４５mmで３時間であることが確認された。
なお、落綿の回収率は、吹付け量に対し５重量％程度であり、この全量を解綿混合機に循環し、最終的に廃棄を要する落綿はなかった。
【００３３】
比較例１
湿潤混合物の代わりに、ロックウール１００重量部を用いた以外は実施例１と同様にして、通常の半乾式工法による吹付け試験を行った。
吹付け施工時の浮遊粉塵は、吹付け速度９m/secで０.４３mg/m3・m2、１６m/secで０.７２mg/m3・m2（いずれも吹放し）であり、かなり浮遊粉塵が認められた。
被覆層の絶乾かさ比重は０.３４、被覆層の付着強度は０.１５kgf/cm2であり、吹付け時にまた、被覆層の圧潰強度は０.３４kg/cm2であり、実施例１の１／６程度しかなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の吹付け工法の一例を示す概念図である。
【図２】図２は、解綿混合機の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３５】
１：解綿混合機、３：エアブロワー、５：吹付けノズル、６：スラリー槽、７：スラリーポンプ、１１：解綿混合部、１２：仕上解綿部、１４：ロックウールホッパー、１７：散水ノズル、１８：混合機、１９：ブラッシロール、Ｒ：ロックウール、Ｂ：落綿、Ｃ：セメント、Ｗ：水、Ｍ：湿潤混合物、Ｓ：セメントスラリー
【図１】
2005139798.tif 000003
【図２】
2005139798.tif 000004