(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水及び混和剤を湿式ミキサに投入して撹拌してから、一定時間経過後に、軽量骨材、セメント、シリカ質微粉末及び短繊維を有する複合素材を前記湿式ミキサに投入して混練することで前記複合素材の混練物を製造し、その後一定時間経過後に、発泡粒子を前記湿式ミキサに投入して混練した前記複合素材と前記発泡粒子との混練物を製造し、その後前記湿式ミキサに水を供給して圧送手段で圧送できる濃度とした湿潤耐火材をストックホッパに貯留するようにした湿潤耐火材の製造法であって、前記発泡粒子と混練する前記複合素材の混練物の濃度を前記ストックホッパに貯留する湿潤耐火材の濃度より高くすることを特徴とする湿潤耐火材製造方法。
【請求項２】
前記発泡粒子は、ポリスチレン片であることを特徴とする請求項１に記載の湿潤耐火材製造方法。
【請求項３】
水及び混和剤、軽量骨材、セメント、シリカ質微粉末及び短繊維を有する複合素材の混練物、発泡粒子の各々異なる材料を貯留する材料貯留槽と、前記各材料を混練する湿式ミキサと、該湿式ミキサにより前記各材料を所定の順で混練する制御部とを有する湿潤耐火材を製造する装置であって、前記制御部は、前記水及び混和剤を前記材料貯留槽より前記湿式ミキサに投入して撹拌した後、前記複合素材を前記材料貯留槽より前記湿式ミキサに投入して混練し、その後前記発泡粒子を前記材料貯留槽より前記湿式ミキサに投入して混練し、その後前記湿式ミキサに水を供給して圧送ポンプで圧送できる濃度とした前記湿潤耐火材をストックホッパに貯留するように制御することで、前記発泡粒子と混練する前記複合素材の混練物の濃度を前記ストックホッパに貯留する湿潤耐火材の濃度より高くしていることを特徴とする湿潤耐火材製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の湿潤耐火材製造装置に設けられ、該湿潤耐火材製造装置により製造された湿潤耐火材を吹付ける湿潤耐火材吹付け装置であって、前記製造された湿潤耐火材を貯留するストックホッパと、該ストックホッパから湿潤耐火材を圧送する圧送手段と、該圧送手段により圧送された湿潤耐火材を吹付ける吹付けノズルとを有することを特徴とする湿潤耐火材吹付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、湿潤耐火材の製造方法とその製造装置、及び湿潤耐火材の吹付け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート吹付けの装置は、乾式工法においては、水と急結剤以外の全ての材料（細骨材、粗骨材及びセメント等）をドライミキサで混練し、この混練した複合素材と急結剤を吹付け機に入れて圧縮空気でホースの中を圧送し、ノズルの手前で別系統で送られた水と合流させて吹付け面に吹付けていた。
【０００３】
また、湿式工法においては、図４に示す通り、急結剤１０１を除いた全ての材料（粗骨材１０２、細骨材１０３、セメント１０４及び水１０５）を湿式ミキサ１０６で混練して、ポンプ式の吹付け機１０７でホース１０８の中を圧送し、吹付けノズル１０９手前で急結剤１０１を混合し空気圧縮機１１０による空気圧によって吹付け面１１１に吹付けていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来の耐火材の材料には質量が小さく断熱効果のあるポリスチレン片のような発泡粒子は使用されておらず、ポリスチレン片と耐火材の材料である軽量骨材等とをドライミキサ又は湿式ミキサで混練しようとした場合、ポリスチレン片は軽量骨材等との比重の差が大きいために浮き上がってしまって均一に混合できなかった。湿式工法の場合は、混練時に急結剤を添加すれば均一に混合することも可能であるが、吹付けノズルに圧送する前に急結剤によって耐火材が固化してしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで、この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、比重の大きく異なる耐火材の材料を均一に混練することにより、質量が小さく、付着力及び断熱性の大きい湿潤耐火材を製造する方法とその装置及びその耐火材を吹付ける装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、水及び混和剤を湿式ミキサに投入して撹拌してから、一定時間経過後に、軽量骨材、セメント、シリカ質微粉末及び短繊維を有する複合素材を前記湿式ミキサに投入して混練することで前記複合素材の混練物を製造し、その後一定時間経過後に、発泡粒子を前記湿式ミキサに投入して混練した前記複合素材と前記発泡粒子との混練物を製造し、その後前記湿式ミキサに水を供給して圧送手段で圧送できる濃度とした湿潤耐火材をストックホッパに貯留するようにした湿潤耐火材の製造法であって、前記発泡粒子と混練する前記複合素材の混練物の濃度を前記ストックホッパに貯留する湿潤耐火材の濃度より高くすることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記発泡粒子は、ポリスチレン片であることを特徴とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項３に記載の発明は、水及び混和剤、軽量骨材、セメント、シリカ質微粉末及び短繊維を有する複合素材の混練物、発泡粒子の各々異なる材料を貯留する材料貯留槽と、前記各材料を混練する湿式ミキサと、該湿式ミキサにより前記各材料を所定の順で混練する制御部とを有する湿潤耐火材を製造する装置であって、前記制御部は、前記水及び混和剤を前記材料貯留槽より前記湿式ミキサに投入して撹拌した後、前記複合素材を前記材料貯留槽より前記湿式ミキサに投入して混練し、その後前記発泡粒子を前記材料貯留槽より前記湿式ミキサに投入して混練し、その後前記湿式ミキサに水を供給して圧送手段で圧送できる濃度とした前記湿潤耐火材をストックホッパに貯留するように制御することで、前記発泡粒子と混練する前記複合素材の混練物の濃度を前記ストックホッパに貯留する湿潤耐火材の濃度より高くしていることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の湿潤耐火材製造装置に設けられ、該湿潤耐火材製造装置により製造された湿潤耐火材を吹付ける湿潤耐火材吹付け装置であって、前記製造された湿潤耐火材を貯留するストックホッパと、該ストックホッパから湿潤耐火材を圧送する圧送手段と、該圧送手段により圧送された湿潤耐火材を吹付ける吹付けノズルとを有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を実施の形態に基づいて説明する。
【００１１】
［発明の実施の形態１］
図１には、この発明の実施の形態１に係る湿潤耐火材吹付け装置の全体図を示す。
【００１２】
まず、構成を説明すると、この湿潤耐火材吹付け装置１は、湿潤耐火材製造装置２の部分と、吹付け機能を有する圧送ポンプ２３、圧送ホース２４、吹付けノズル２５、空気圧縮機２６及びエアホース２７等からなる。
【００１３】
湿潤耐火材製造装置２は、上部に水タンク３、混和剤タンク４、複合素材サイロ５、ポリスチレンサイロ６等の材料貯留槽を有しており、前記複合素材サイロ５の下部には複合素材フィーダ７が設けてあり、この複合素材フィーダ７の作動によって、複合素材１７が複合素材計量器８に設定量入るようになっている。同様に、ポリスチレンサイロ６の下部にポリスチレンフィーダ９が設けられ、このポリスチレンフィーダ９の作動によってポリスチレン片２１がポリスチレン計量器１０に設定量入るようになっている。また、水タンク３の下部には水バルブ１１が設けてあり、この水バルブ１１を開くことによって水１９が水計量器１２に設定量入るようになっている。さらにまた、混和剤タンク４の下部には混和剤バルブ１３が設けてあり、この混和剤バルブ１３を開くことによって混和剤２０が混和剤計量器１４に設定量入るようになっている。なお、水１９及び混和剤２０等の液体の計量については、混和剤計量器１４、水計量器１２の代わりに定容量ポンプであっても良い。
【００１４】
これらの各種計量器８，１０，１２，１４の下部には湿式ミキサ１５が設置されており、さらに湿式ミキサ１５の下部にはストックホッパ１６が設置されている。
【００１５】
湿潤耐火材製造装置２には、制御部２ａが設けられており、この制御部２ａは、水１９及び混和剤２０を水タンク３及び混和剤タンク４より湿式ミキサ１５に投入して時間ｔ１で撹拌した後、時間ｔ２後に複合素材１７を複合素材サイロ５より湿式ミキサ１５に投入して混練し、時間ｔ３後にポリスチレン片２１をポリスチレンサイロ６より湿式ミキサ１５に投入して混練し、さらに時間ｔ４後に混練してできた湿潤耐火材２２をストックホッパ１６に投入するのを制御する機能を有している。前記時間ｔ１〜ｔ４及び各種材料の投入量を予め湿潤耐火材製造装置２に設定しておくことで、制御部２ａによって自動的に各種材料投入時間間隔と投入量を制御することが可能である。
【００１６】
次に、図１に基づいて、湿潤耐火材２２の製造工程を説明する。
【００１７】
予め工場で軽量骨材１７ａ、セメント１７ｂ、シリカ質微粉末１７ｃ及び短繊維１７ｄを混合して複合素材１７を製造しておき、この複合素材１７をタンクローリ１８で吹付け現場まで運搬し複合素材サイロ５に貯留する。また、混和剤２０を混和材タンク４に貯留し、水１９を水タンク３に貯留し、ポリスチレン片２１をポリスチレンサイロ６に貯留しておく。
【００１８】
湿潤耐火材製造装置２に対して図示しない押しボタンスイッチ等で処理開始の指示を行うと、制御部２ａにより水タンク３の下方に設けられた水バルブ１１が開き、水１９が水計量器１２に流入して、設定量になると制御部２ａにより水バルブ１１が閉まるように制御される。同様に、制御部２ａにより混和剤タンク４の下方に設けられた混和剤バルブ１３が開き、混和剤２０が混和剤計量器１４に流入し設定量になると制御部２ａにより混和剤バルブ１３が閉まるよう制御される。その後、水１９と混和剤２０は、各々水計量器１２と混和剤計量器１４から湿式ミキサ１５に流入する。処理開始の指示をしてから水１９と混和剤２０が湿式ミキサ１５に流入するまでの制御部２ａによる制御時間をｔ１とする。
【００１９】
水１９と混和剤２０が湿式ミキサ１５に投入されてから時間ｔ２経過後に、制御部２ａにより複合素材フィーダ７が作動し、複合素材１７が複合素材サイロ５から複合素材計量器８に投入され、設定量になると制御部２ａにより複合素材フィーダ７の動作が停止し、複合素材１７は複合素材計量器８から湿式ミキサ１５に投入、混練されるよう制御される。
【００２０】
複合素材１７が湿式ミキサ１５に投入されてから時間ｔ３経過後に、制御部２ａによりポリスチレンフィーダ９が動作し、ポリスチレン片２１がポリスチレンサイロ６からポリスチレン計量器１０に投入され、設定量になると制御部２ａによりポリスチレンフィーダ９の動作が停止し、ポリスチレン片２１がポリスチレン計量器１０から湿式ミキサ１５に投入、混練されるよう制御されて、湿潤耐火材２２が製造される。
【００２１】
ここで、ポリスチレン片２１の形状は、例えばビーズのような小さな球状のものでも良く、又はサイコロ状であっても良い。また、素材はポリスチレンに限らず、一定温度で溶融し気泡状の空洞が生じる素材であれば良く、例えば発泡スチロール製品を微粉砕した発泡粒子でも良い。好ましくは、湿潤耐火材２２の軽量化の点で特に有効な、比重が極めて小さいポリスチレン片２１を用いるのが良い。
【００２２】
このように、湿潤耐火材２２の材料のひとつに熱で溶融する発泡粒子を用いることで、溶融によって発生する空隙によって断熱効果が高まり、さらに乾燥後の湿潤耐火材２２の単位体積当たりの質量を小さくすることができる。
【００２３】
なお、発泡粒子にポリスチレン片２１のような比重が極めて小さい素材を使用する場合は、複合素材１７と水１９を混練した状態での流動性が大きいと、その中にポリスチレン片２１を投入して混練してもポリスチレン片２１が複合素材１７の粒子に付着できずに均一とならない場合があるので、流動性が大きくなる可能性があるときは、最初の時間ｔ１に投入する水１９の量を少なめに設定し、複合素材１７の濃度が高い状態でポリスチレン片２１を投入して混練し、湿潤耐火材２２を製造してもよい。このとき、製造された湿潤耐火材２２の流動性が悪く圧送ポンプ２３で圧送できない場合があるので、製造された湿潤耐火材２２に水１９を図示しない水計量器によって供給して、湿式ミキサ１５で混練するよう設定するとよい。
【００２４】
湿式ミキサ１５における混練が終了してから時間ｔ４が経過した後、制御部２ａにより湿式ミキサ１５からストックホッパ１６に湿潤耐火材２２が排出、貯留され、この湿潤耐火材２２は圧送ポンプ２３によって圧送ホース２４の先端に設けられた吹付けノズル２５に送り出される。空気圧縮機２６から供給される圧縮空気がエアホース２７を通って吹付けノズル２５に供給され、この空気圧によって湿潤耐火材２２が吹付け面２８に吹付けられる。
【００２５】
ここで、湿潤耐火材２２に混合されているシリカ質微粉末１７ｃは粘度調整及び付着力増強の効果があるため、ポリスチレン片２１の付着性を高めることができ、また吹付け面２８に対する付着性も高めることができる。さらに、短繊維１７ｄにはつなぎ材としての効果があり、リバウンドを押さえることができるので、急結剤を添加する必要がない。但し、急結剤を添加すれば、さらに固化が促進されるので、吹付け直前に急結剤を添加してもよい。また、軽量骨材１７ａと短繊維１７ｄを併用して用いることは、吹付け面２８の表面の平滑性を向上させる点で有効である。
【００２６】
湿潤耐火材製造装置２の制御部２ａによって各処理を行うまでの時間間隔ｔ１〜ｔ４が制御されて、順次各種材料を湿式ミキサ１５に投入して混練するので、比重の極めて小さいポリスチレン片２１も均一に混ざり合い、軽量で断熱性のある均質な湿潤耐火材２２を製造することができる。
【００２７】
また、製造された湿潤耐火材２２を貯留しておくストックホッパ１６を設けることによって、連続して湿潤耐火材２２を吹付け面２８に吹付けることができるので、むらのない吹付けが可能となり、吹付けロボット等に吹付けノズル２５を取り付け、吹付け作業の自動化を図ることも可能となる。
【００２８】
なお、湿式ミキサ１５で混練する時間が吹付ける時間より長くかかる場合、各計量器８，１０，１２，１４からダンパー等により分岐して、湿式ミキサ１５を複数設置してもよい。また、湿式耐火材２２に混合する素材が増えた場合、必要に応じてサイロ、フィーダ、計量器等を設けることができる。
【００２９】
［発明の実施の形態２］
図２には、この発明の実施の形態２を示す。図２は、吹付け現場において複合素材を混合する場合の湿潤耐火材吹付け装置の全体図である。
【００３０】
この発明の実施の形態１の場合は、工場で製造された軽量骨材１７ａ、セメント１７ｂ、シリカ質微粉末１７ｃ及び短繊維１７ｄの混合物である複合素材１７は、タンクローリ１８で運搬され複合素材サイロ５に貯留されるようになっているのに対し、この発明の実施の形態２の場合は、軽量骨材１７ａ、セメント１７ｂ、シリカ質微粉末１７ｃ及び短繊維１７ｄは、ドライミキサ４２に投入、混合され複合素材１７となって、複合素材サイロ５に投入されるように構成されている。
【００３１】
すなわち、この実施の形態２は、シリカ質微粉末サイロ３０、セメントサイロ３１、軽量骨材サイロ３２及び短繊維サイロ３３の下部に各素材のフィーダ（軽量骨材フィーダ３４、セメントフィーダ３５、シリカ質微粉末フィーダ３６及び短繊維フィーダ３７）と各素材の計量器（軽量骨材計量器３８、セメント計量器３９、シリカ質微粉末計量器４０及び短繊維計量器４１）が設けられ、これらの計量器３８，３９，４０，４１の下部にはドライミキサ４２が設けられている。このドライミキサ４２の下部には複合素材サイロ５が設けられている。
【００３２】
その他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００３３】
次に、図２に基づいて、湿潤耐火材２２の製造工程を説明する。
【００３４】
予め、吹付け現場に設置されている軽量骨材サイロ３０に軽量骨材１７ａが貯留されており、同様にセメントサイロ３１にはセメント１７ｂが、シリカ質微粉末サイロ３２にはシリカ質微粉末１７ｃが、短繊維サイロ３３には短繊維１７ｄが貯留されている。
【００３５】
まず、湿潤耐火材製造装置２に対して図示しない押しボタンスイッチ等で処理開始の指示を行うと、制御部２ａにより軽量骨材サイロ３０の下方に設けられた軽量骨材フィーダ３４が作動し、軽量骨材１７ａが軽量骨材サイロ３０から軽量骨材計量器３８に投入され、設定量になると制御部２ａにより軽量骨材フィーダ３４の作動が終了して、軽量骨材１７ａは軽量骨材計量器３８からドライミキサ４２に投入される。同様に、制御部２ａによりセメント１７ｂ、シリカ質微粉末１７ｃ及び短繊維１７ｄがセメント計量器３９、シリカ質微粉末計量器４０及び短繊維計量器４１に各々設定量投入され、ドライミキサ４２で混合される。混合された複合素材１７は、複合素材サイロ５に貯留される。
【００３６】
その後の作用及び効果は、実施の形態１と同様であるので重複した説明を省略する。
【００３７】
なお、設備上の制限等がある場合、ドライミキサ４２、複合素材サイロ５、複合素材フィーダ７及び複合素材計量器８を設けずに、軽量骨材１７ａ、セメント１７ｂ、シリカ質微粉末１７ｃ及び短繊維１７ｄを各計量器３８，３９，４０，４１から直接湿式ミキサ１５に投入してもよい。
【００３８】
なお、図３に示すように、この発明の実施の形態１及び２における複合素材１７の複合素材サイロ５への貯留方法を併用して使用する形態も考えられる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、水及び混和剤を湿式ミキサに投入して撹拌してから、一定時間経過後に、軽量骨材、セメント、シリカ質微粉末及び短繊維を有する複合素材を湿式ミキサに投入して混練することで複合素材の混練物を製造し、その後一定時間経過後に、発泡粒子を湿式ミキサに投入して混練した複合素材と発泡粒子との混練物を製造し、その後湿式ミキサに水を供給して圧送手段で圧送できる濃度とした湿潤耐火材をストックホッパに貯留するようにした湿潤耐火材の製造法であって、発泡粒子と混練する複合素材の混練物の濃度をストックホッパに貯留する湿潤耐火材の濃度より高くすることを特徴とするので、湿潤耐火材の各種材料に比重の差があっても均一に混合されるとともに、流動性の大きい湿潤耐火材を製造することができ、この湿潤耐火材に含まれている発泡粒子の溶融によって発生する空隙により、断熱効果が高まり単位体積当たりの質量を小さくすることができる。
【００４０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加えて、湿潤耐火材製造方法において前記発泡粒子はポリスチレン片であることを特徴とするので、ポリスチレンの比重は極めて小さいため単位体積当たりの質量を一層小さくすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項３に記載の発明によれば、水及び混和剤、軽量骨材、セメント、シリカ質微粉末及び短繊維を有する複合素材の混練物、発泡粒子の各々異なる材料を貯留する材料貯留槽と、各材料を混練する湿式ミキサと、該湿式ミキサにより各材料を所定の順で混練する制御部とを有する湿潤耐火材を製造する装置であって、前記制御部は、水及び混和剤を材料貯留槽より湿式ミキサに投入して撹拌した後、複合素材を材料貯留槽より湿式ミキサに投入して混練し、その後発泡粒子を材料貯留槽より湿式ミキサに投入して混練し、その後湿式ミキサに水を供給して圧送手段で圧送できる濃度とした湿潤耐火材をストックホッパに貯留するように制御することで、発泡粒子と混練する複合素材の混練物の濃度をストックホッパに貯留する湿潤耐火材の濃度より高くしていることを特徴とするので、湿潤耐火材製造装置によって自動的に比重差の大きい湿潤耐火材の各種材料を均一に混練し、品質が高く流動性の大きい湿潤耐火材を製造することができる。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の湿潤耐火材製造装置に設けられ、該湿潤耐火材製造装置により製造された湿潤耐火材を吹付ける湿潤耐火材吹付け装置であって、前記製造された湿潤耐火材を貯留するストックホッパと、該ストックホッパから湿潤耐火材を圧送する圧送手段と、該圧送手段により圧送された湿潤耐火材を吹付ける吹付けノズルとを有することを特徴とするので、質量が小さく付着性、断熱性の高い湿潤耐火材を自動的に均一に吹付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る湿潤耐火材吹付け装置の全体図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る湿潤耐火材吹付け装置の全体図である
【図３】同実施の形態１及び２の複合素材の供給方法を併用した場合の流れ図である。
【図４】従来の湿式工法の混合から吹付けまでの各種材料の流れ図である。
【符号の説明】
１      湿潤耐火材吹付け装置
２      湿潤耐火材製造装置
２ａ    制御部
１５    湿式ミキサ
１６    ストックホッパ
１７    複合素材
１７ａ  軽量骨材
１７ｂ  セメント
１７ｃ  シリカ質微粉末
１７ｄ  短繊維
１９    水
２０    混和剤
２１    ポリスチレン片（発泡粒子）
２２    湿潤耐火材
２３    圧送ポンプ
２５    吹付けノズル
２６    空気圧縮機
２７    エアホース
ｔ２    一定時間（投入時間間隔）
ｔ３    一定時間（投入時間間隔）
【図１】
0004072782.tif 000002
【図２】
0004072782.tif 000003
【図３】
0004072782.tif 000004
【図４】
0004072782.tif 000005