JP2003292360A

JP2003292360A - 耐火被覆用モルタル混練物

Info

Publication number: JP2003292360A
Application number: JP2002098676A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Nakamura; 秀三中村; Toru Yabe; 徹谷辺; Hiroyuki Obata; 浩之小幡
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ポンプで圧送しても、圧送時にホース内で閉
塞を起こしたり、圧送量が減少することのない、発泡骨
材を含む耐火被覆用モルタル混練物を提供する。【解決手段】耐火被覆用モルタル混練物は、セメント
を含む粒径0.15mm以下の粒子と、粒径0.6〜5mmの発泡骨
材と、必要に応じて配合される他の固体分と、水とを含
む。耐火被覆用モルタル混練物の固体分中における粒径
0.15mm以下の粒子の含有率は50〜80重量％であり、粒径
0.6〜5mmの発泡骨材の含有率は10〜40重量％であり、必
要に応じて配合される他の固体分の含有率は0〜20重量
％である。耐火被覆用モルタル混練物中の空気の体積割
合は、30〜60％である。水／固体分の重量比は、好まし
くは0.5〜1.2である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルの内壁面
等に施工するための耐火被覆用モルタル混練物に関し、
特に、ポンプで圧送して吹き付け施工するための耐火被
覆用モルタル混練物に関する。

【０００２】

【従来の技術】モルタル混練物をポンプで圧送し、空気
圧によって施工対象面上に吹き付け施工する方法は、塗
り付け施工と比べて、連続的かつ効率的に作業を行なう
ことができる点、及び、施工対象面の形状が複雑であっ
ても容易に施工することができる点で、優れた施工方法
である。一方、施工対象面上に施工されるモルタル混練
物が、耐火被覆用のモルタル混練物である場合に、当該
モルタル混練物中に、断熱性を付与するための発泡骨材
を配合することが、広く行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発泡骨材を含むモルタ
ル混練物は、従来、施工面上に塗り付けることによって
施工されていた。その理由は、発泡骨材を含むモルタル
混練物を、ポンプで圧送して吹き付け施工した場合に
は、圧送の途中でモルタル混練物中の水分が発泡骨材中
に吸収され、その結果、モルタル混練物の流動性が急速
に失われ、ホース内でモルタル混練物が閉塞を起こすお
それがあるからである。しかし、施工対象面がトンネル
の内壁面等である場合、施工面の面積が広大であるた
め、塗り付け施工を行なうと、多大の労力と作業時間を
要する。そこで、本発明は、吹き付け施工において、ポ
ンプで圧送しても、ホース内で閉塞を起こしたり、圧送
量が減少することのない、発泡骨材を含む耐火被覆用モ
ルタル混練物を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、モルタル混練物中の
固体分の構成成分（例えば、セメント、発泡骨材等）の
粒度分布及び配合割合や、モルタル混練物中の空気量を
特定の範囲内に限定することによって、流動性が改善さ
れるので、ポンプで圧送しても、圧送途中においてホー
ス内でモルタル混練物が閉塞を起こすことがなく、トン
ネル内壁面等に円滑かつ効率的に耐火被覆用モルタルの
吹き付け施工を行なうことができることを見出し、本発
明を完成した。

【０００５】すなわち、本発明（請求項１）の耐火被覆
用モルタル混練物は、セメントを含む粒径0.15mm以下の
粒子と、粒径0.6〜5mmの発泡骨材と、必要に応じて配合
される他の固体分（例えば、粒径が0.15mmを超える非発
泡骨材や、粒径が0.6〜5mmの範囲外の発泡骨材）と、水
とを含む耐火被覆用モルタル混練物であって、該耐火被
覆用モルタル混練物の固体分中における上記粒径0.15mm
以下の粒子の含有率が50〜80重量％、上記粒径0.6〜5mm
の発泡骨材の含有率が10〜40重量％、上記必要に応じて
配合される他の固体分の含有率が0〜20重量％であり、
かつ、該耐火被覆用モルタル混練物中の空気の体積割合
が30〜60％であることを特徴とする。このように構成し
た耐火被覆用モルタル混練物は、ポンプで圧送しても、
圧送途中においてホース内で閉塞を起こし難くなり、円
滑かつ効率的に吹き付け施工を行なうことができる。上
記耐火被覆用モルタル混練物において、水／固体分の重
量比は、好ましくは0.5〜1.2である（請求項２）。水／
固体分の重量比をこの数値範囲内に調整することによっ
て、耐火被覆用モルタル混練物の流動性を確保しつつ、
材料分離や硬化後の強度の低下を回避することができ
る。上記耐火被覆モルタル混練物は、ポンプ圧送用のモ
ルタル混練物として好適に用いることができる（請求項
３）。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の耐火被覆用モルタル混練物は、セメントを含む
粒径0.15mm以下の粒子と、粒径0.6〜5mmの発泡骨材と、
必要に応じて配合される他の固体分と、水とを含むもの
である。セメントを含む粒径0.15mm以下の粒子は、その
表面に水を吸着させて保持することによって、ポンプ圧
送時に圧力が作用しても、材料が分離することを抑止
し、ポンプ圧送性（閉塞を起こさずに、ポンプによって
ホース内を円滑に圧送されること）を高める働きをす
る。粒径が0.15mmを超えると、これらの効果は低減す
る。セメントを含む粒径0.15mm以下の粒子は、セメント
以外に、例えば、石灰石粉末、高炉スラグ粉末、石英粉
末、フライアッシュ、シリカフューム、細砂、ガラス微
粒等の粒子を含むことができる。なお、セメントの種類
は、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルト
ランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポ
ルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各
種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッ
シュセメント等の混合セメント等を使用することができ
る。

【０００７】粒径0.6〜5mmの発泡骨材は、主として断熱
性を付与し、耐火性能を高めるために配合される。粒径
0.6〜5mmの発泡骨材は、例えば、所定の鉱物を適当な粒
度に粉砕し分級した後、加熱炉内で急速に加熱すること
によって膨張させ、この膨張した多孔質の軽量粒体を分
級して得ることができる。粒径0.6〜5mmの発泡骨材とし
ては、例えば、バーミキュライト、硬質パーライト等が
挙げられる。

【０００８】必要に応じて配合される他の固体分（固体
の材料；粒子）としては、例えば、マイカ、タルク等の
薄片状粒子や、ウォラストナイト、ムライト等の針状粒
子等が挙げられる。特に、マイカやタルクは、流動性や
耐火性の点から好ましい。耐火被覆用モルタル混練物の
固体分を構成する材料の最大粒径は、10mm以下であるこ
とが好ましく、5mm以下であることがより好ましい。該
最大粒径が10mmを超えると、ポンプ圧送性が低下するお
それがある。なお、発泡骨材の粒径が5mmを超えると、
ポンプ圧送時の圧力によって発泡骨材がつぶれるおそれ
があるので、発泡骨材の最大粒径は、5mm以下とするこ
とが好ましい。また、最小粒径を0.6mm以上とすること
によって、上記断熱性が得られ易い。

【０００９】本発明において、耐火被覆用モルタル混練
物の固体分中における粒径0.15mm以下の粒子の含有率
は、50〜80重量％、好ましくは55〜75重量％である。該
含有率が50重量％未満では、モルタル混練物を圧送する
際に、水を十分に保持することができず、材料分離が大
きくなるので、ホース内でモルタル混練物の閉塞が起こ
り易い。該含有率が80重量％を超えると、微粒分が多く
なり過ぎて、モルタル混練物の流動性が低下し、十分な
ポンプ圧送性を得ることができない。ここで、「固体
分」の語は、混練前において固体の形態を有する材料
（ただし、減水剤を除く。）を含むものであり、具体的
には、セメントを含む粒径0.15mm以下の粒子、粒径0.6
〜5mmの発泡骨材、及び、これらに該当しない前述のよ
うな他の固体の粒子を含む。

【００１０】本発明において、耐火被覆用モルタル混練
物の固体分中における粒径0.6〜5mmの発泡骨材の含有率
は、10〜40重量％、好ましくは15〜35重量％である。該
含有率が10重量％未満では、十分な断熱性（耐火性）を
得ることができず、該含有率が40重量％を超えると、ポ
ンプ圧送性や必要な強度が得られ難くなる。本発明にお
いて、耐火被覆用モルタル混練物の固体分中における必
要に応じて配合される他の固体分の含有率は、0〜20重
量％である。該含有率が20重量％を超えると、優れたポ
ンプ圧送性等の本発明の効果を得ることが困難になる。

【００１１】本発明において、水／固体分の重量比は、
減水剤の使用の有無及び使用量によっても異なるが、好
ましくは0.5〜1.2、より好ましくは0.6〜1.1である。該
重量比が0.5未満では、耐火被覆用モルタル混練物の流
動性が低くなって、ポンプ圧送性が不十分となるおそれ
があるため、好ましくない。該重量比が1.2を超える
と、水量が多いために材料分離の傾向が大きくなり、か
つ、該モルタル混練物の硬化後の強度や耐久性が低下す
るので、好ましくない。特に、該モルタル混練物をポン
プで圧送すると、その圧力によって該モルタル混練物中
の水分が固形分と分離する傾向があるので、ポンプ圧送
に必要な流動性が確保されている限りにおいて、水量を
なるべく少なくすることが好ましい。

【００１２】耐火被覆用モルタル混練物に減水剤を配合
することは、水／固体分の重量比を小さくすることがで
きるので、好ましい。減水剤としては、例えば、リグニ
ン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカル
ボン酸系等の高性能ＡＥ減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減
水剤等を使用することができる。減水剤の配合量は、セ
メント100重量部に対して、固形分換算で2重量部以下、
好ましくは0.1〜1重量部である。該配合量が2重量部を
超えると、該モルタル混練物の硬化後の強度が低下する
ので、好ましくない。減水剤は、液状と粉末状のいずれ
の形態を有するものであっても、使用することができ
る。なお、粉末状の減水剤は、本明細書中の「固体分」
の中には含めないものとする。

【００１３】耐火被覆用モルタル混練物に空気連行剤を
配合することは、当該モルタル混練物中に所定量の空気
を含ませる際に、空気の連行性を良好にするので、好ま
しい。空気連行剤としては、例えば、高性能ＡＥ減水
剤、ＡＥ減水剤、ＡＥ剤等を使用することができる。中
でも、高性能ＡＥ減水剤及びＡＥ減水剤は、空気を連行
する効果と、減水効果の両方を兼ね備えているので、上
述の減水剤と兼用することができ、好ましく用いられ
る。空気連行剤の添加量は、セメント100重量部に対し
て、有効成分換算で1重量部以下、好ましくは0.01〜0.1
重量部である。該配合量が1重量部を超えると、該モル
タル混練物の硬化後の強度が低下するので、好ましくな
い。

【００１４】本発明において、耐火被覆用モルタル混練
物中の空気の体積割合は、30〜60％の範囲内に調整され
る。該体積割合が30％未満では、該モルタル混練物のポ
ンプ圧送性が不十分となり、該体積割合が60％を超える
と、ポンプの押し出し圧が減損され、該モルタル混練物
の圧送量が減少するとともに、必要な強度が得られ難く
なる。該空気の混入方法は、特に限定されないが、上記
のような空気連行剤を用いると、良好な空気の泡が得ら
れるので、好ましい。ここで、良好な空気の泡とは、微
細で消泡し難く、ベアリング効果を発揮するような泡を
いう。耐火被覆用モルタル混練物中の良好な空気の泡
は、当該モルタル混練物中でベアリング効果を発揮する
ため、材料分離を引き起こすことがなく、かつ、流動性
を向上させるとともに、ポンプ圧送時の圧力を吸収し、
ホース内における該モルタル混練物の閉塞を防止する働
きをする。

【００１５】なお、耐火被覆用モルタル混練物中の空気
の体積割合は、例えば、空気圧入式のエアメーターを用
いて、簡単に測定することができる。空気圧入式のエア
メーターとしては、例えば、丸東社製の「Ｃ１３−Ｓ１
０」（商品）等が挙げられる。本発明において、耐火被
覆用モルタル混練物を得る方法は、特に限定されること
がなく、従来のエアーモルタルの製造方法に準じて行な
えばよい。発泡骨材への吸水を避けるためには、発泡骨
材を後添加することが好ましい。本発明において混練に
用いるミキサとしては、例えば、パンタイプミキサ、二
軸練りミキサ、揺動型ミキサ等を用いることができる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。［１．使用材料］普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製、密
度：3.2g/cm³）石灰石粉末（有恒興業社製、ブレーン比表面積：4,00
0cm²/g、密度：2.7g/cm³）高炉スラグ（商品名：エスメント、新日鉄高炉セメン
ト社製、ブレーン比表面積：4,000cm²/g、密度：2.9g/c
m³）バーミキュライト（商品名：バーミキュライトファイ
ン、三方商工社製、嵩密度：0.075〜0.11g/cm³、粒径：
0.15〜5mm）パーライト（商品名：硬質パーライト３号、太平洋パ
ーライト社製、絶乾密度：1.2g/cm³、粒径：2.5mm以
下、FM3.48）マイカ（商品名：マスコバイトマイカＣ−２０、カナ
ダマイカ社製、嵩密度：0.20〜0.30g/cm³、粒径：0.15
〜5mm）ＡＥ減水剤（エヌエムビー社製、商品名：ポゾリスN
o.70）

【００１７】［２．配合割合］上記の材料を用いて、表
１に示すような混合物（配合No.1〜10）を調製した。調
製後、混合物（配合No.1〜10）を対象として、表２に示
すような水／固体分の重量比となるように水を加えて混
練を行なった。混練には、パンタイプミキサを用いた。
また、混練物中にＡＥ剤（エヌエムビー社製、商品名：
マイクロエア303A）を添加して、混練物中の空気量を表
２に示す量（混練物中の体積割合）に調整した。その
後、表２に示す種類のポンプを用いて、混練物を圧送し
た。その際のポンプ圧送性等の評価結果を表２に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】表２に示すように、本発明で規定する粒
度、配合割合等の条件を満たす実施例１〜７において
は、いずれもポンプ圧送性が良好であった。また、モル
タル混練物の材料分離が生じたり、モルタル混練物の圧
送量が減少することもなかった。これに対し、比較例１
では、0.15mm以下の粒子の配合割合が、本発明で規定す
る数値範囲よりも小さいため、ポンプ圧送性が劣り、か
つ、材料分離が生じていた。比較例２では、粒径0.6〜5
mmの発泡骨材の配合割合が、本発明で規定する数値範囲
よりも小さいため、十分な耐火性能を期待することがで
きないとともに、ポンプ圧送性が劣っていた。比較例
３、４では、モルタル混練物中の空気の量が、本発明で
規定する数値範囲外であるため、ポンプ圧送性等が劣っ
ていた。

【００２１】

【発明の効果】本発明の耐火被覆用モルタル混練物は、
ポンプで圧送しても、圧送時にホース内で閉塞を起こし
たり、圧送量が減少することがない。したがって、本発
明の耐火被覆用モルタル混練物は、トンネルの内壁面等
の広い面積を有する施工面に、湿式吹き付け施工によっ
て円滑かつ効率的に耐火被覆層を形成させるための材料
として、好適に用いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 14:18 Ｃ０４Ｂ 14:20 Ａ 14:20） 111:40 111:40 (72)発明者小幡浩之千葉県佐倉市大作２−４−２太平洋セメント株式会社中央研究所内Ｆターム(参考） 2D055 DB00 KA00 KB07 LA00 4G012 PA07 PA08 PC11 PE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントを含む粒径0.15mm以下の粒子
と、粒径0.6〜5mmの発泡骨材と、必要に応じて配合され
る他の固体分と、水とを含む耐火被覆用モルタル混練物
であって、該耐火被覆用モルタル混練物の固体分中にお
ける上記粒径0.15mm以下の粒子の含有率が50〜80重量
％、上記粒径0.6〜5mmの発泡骨材の含有率が10〜40重量
％、上記必要に応じて配合される他の固体分の含有率が
0〜20重量％であり、かつ、該耐火被覆用モルタル混練
物中の空気の体積割合が30〜60％であることを特徴とす
る耐火被覆用モルタル混練物。
【請求項２】水／固体分の重量比が0.5〜1.2である請
求項１に記載の耐火被覆用モルタル混練物。
【請求項３】上記耐火被覆モルタル混練物は、ポンプ
圧送用のモルタル混練物である請求項１又は２に記載の
耐火被覆用モルタル混練物。