JPH02239141A - 重量モルタルの製造法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は重量モルタル及びその製造法並びにその装置で
あって、原子炉遮蔽壁等の各種放射性物質取り扱い施設
の遮蔽体として使用する均一　かつ施工性の良好な重量
モルタル及びその製造法並びにその装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

重量モルタルは、原子炉遮蔽壁、原子炉と梁、基礎版の
取合い部の充填用或は圧延機、タービン、コンブレッサ
ー等の重機械類の据付工事等に広く用いられるものであ
る。

また、重量モルタルは設置部材の数１の間隙から注入し
間隙内部まで充填できる優れた流動性及び放射線を完全
に遮蔽するための高比重（通常２．１〜２、３）と均一
性並びに構造部材としての構造耐力、機械設備の運転時
に生ずる各種荷重を支持し、基礎部に伝達させるための
力学性能が要求される。

また、施工においては、機械基礎部が数ｇの小規模のも
のから原子炉遮蔽壁のように１回２〜１０ｍゝ　トータ
ル２００〜３００ｍ　’にも及ぶ大規模なものまであり
、その工事規模に応じた施工、圧送、注入方法が必要で
ある。

〔従来の技術〕

従来の重量モルタルで高比重を確保する方法として、 （１）細骨材の一部或は全部を砂鉄、スティ−ルショッ
ト等又は磁鉄鉱若しくは赤鉄鉱粉に置換する方法。

（２）細骨材に転炉風砕スラグを使用する方法（特開昭
５８〜１９０８５９号公報）。

（３）細骨材に金属骨材系収縮プレミックス材を使用す
る方法。

等が公知である。

他方、従来かかる重量モルタルを製造、施工する方法と
して、 （一）現場の注入口でベール缶容器、ハンドミキサーを
用いて１バッチ約１０１２づつ重量モルタルを練り混ぜ
、順次注入、充填する方法。

（二）現場の注入口近傍にモルタルミキサーを設置し、
１バフチ約１００〜５００Ｑ．の重量モルタルを製造し
、モルタルボンブを用いて注入、充填する方法。

（三）バブチャープラントで空練りした後、注人を２回
以上に分け、注入間隔を少な《とも１分以上あけて練り
混ぜを行って重量モルタルを製造し、これをアジテータ
ートラックで現場に運搬し、モルタルボンブで注入、充
填する方法（特開昭６２−２７５０４９号公報）。

等が公知である。

〔本発明が解決しようとする課題〕

従来における重量モルタルの高比重を確保するもののう
ち、前記（１）は置換する重賃細骨材の比重が４．６〜
７．９で他の材料との比重差が大きく均一混合が困難で
偏在し易く、かつその粒径も悪く、流動性を改善するた
めに、水／結合材　比が大となり、分離現象を助長する
のでさらに均一性が得がたい。

これに対し、前記（２）は転炉風砕スラグの比重が約３
．６程度であって、材料の比重差１こよる材料分離は生
じにくいが、粒径が球形に近《セメントペーストとの接
触面積が少なく、ベアリング作用もあってこれによる材
料分離が生じ易い。また、これを防止するために水／結
合材　比を小さくしてペーストの粘性を高める必要があ
るため、充填性が懸念される。

前記（３）は、プレミックスタイプで計量の手間がな《
、品質管理面でも有利であるが、逆に配合が一定である
ため、対象物によっては必要以上に重量モルタルの比重
が過大となり、かつ大型部材においては結合材の水和熱
によるひび割れ発生の問題がある。

さらに、従来の重量モルタルの製造、施工方法の内、前
記（一）の方法は、バイブ回りのコーキング等小規模工
事には適しているが、充填量が多い場合には製造が間に
合わない。

前記（二）の方法は、最も一般的に行われている方法で
あるが、材料の計量、ミキサーへの投入作業が煩雑で多
数の作業員を要し、ミキサーの１バッチの練り混ぜ所要
時間も５分以上必要であって、練り混ぜ効率が悪く、短
時間に大量に注入する原子炉遮蔽壁工事等への適用には
無理がある。

前記（三）の方法は、急速大量施工には効果的であるが
、コンクリートプラントから現場までの距離が遠い場合
或は交通渋滞等で供給がスムースにいかない場合、モル
タル圧送管内で閉塞の問題が発生する。また、重量モル
タルは練り混ぜ方法によってその性状を著しく異にし、
重量モルタルに剪断力を与えて練り混ぜる方式が最良と
されているが、コンクリートプラントのミキサーはその
ような練り混ぜ機構を有していない。

本発明は前述従来の欠点を改善し、均一かつ施工性の良
好な重量モルタル及びその製造法並びにその装置を提供
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本出願の第１の発明は重量モルタルとして、セメント１
００重量部に対し、細骨材として銅水砕スラグ１００〜
２５０重量部配合されているという構成を採用している
。

また、第２の発明は重量モルタルの製造法において、連
続計量供給装置と連続ミキサーとが一体的に組み付けら
れた製造設備を、現場注入口近傍に設置し、連続計量供
給装置でセメント、銅水砕スラグ及び水を夫々連続的に
計量し、これを連続ミキサーに供給し、混練して所定箇
所へ注入、充填するという構成を採用している。

さらに、第３の発明は連続計量供給装置と連続ミキサー
が一体的に組み付けられている製造設備の連続ミキサー
において、連続ミキサーに装着されている回転軸周面の
両端に夫々スクリュー羽根が取り付けられており、両端
のスクリュー羽根の間の回転軸周面に、複数のパドル羽
根が取り付けられていると共に、該複数のパドル羽根の
一部が材料の送り方向と逆向きのパドル羽根とされてい
るという構成を採用している。

在に、本発明の細骨材として使用する銅水砕スラグの組
成の一例を、公知の細骨材と比較して示せば、第１表及
び第２表の如くである。

即ち、本発明で使用する銅水砕スラグは、熔融スラグを
２０〜４０倍の水中に落下させて急冷粉砕したもので、
一般の空冷スラグにみられるライム固溶体は存在しない
。

また、その物性値は、第２表に示すように、絶乾比重が
普通骨材に比べて大きく、また砂鉄や鉄鉱石のように過
大でもな《、適度に偏平な針状結晶を含む良好な粒形と
粒度分布を有するという特質がある。

本発明で使用するボルトランドセメントは、ＪＩＳ　Ｒ
５２１０　　ｒボルトランドセメント」に規定されるも
のはいずれも使用できるが、普通或は中庸熱ボルトラン
ドセメントが好ましい。

また、ボゾラン物質含有ボルトランドセメントも使用で
きる。この場合、ボルトランドセメントに含有されるボ
ゾラン物質としては、高炉水砕スラグ、フライアッシュ
及びンリカが好ましく、ボゾラン物質の含有量は、ボゾ
ラン物質含有ボルトランドセメント１００重量部中に１
０〜２８重量部の範囲で含有するのが望ましい。

本発明に使用する混和材料は、減水剤、膨張材及び増粘
剤からなるもので、市販されている上記材料はいずれも
使用できるが、例えば日曹マスタービルダーズ社製、商
品名［ＧＡ　Ｄ−２０００Ｔ　Ｎ　Ｊが好ましく、混和
材料の使用量はボゾラン物質含有セメント１００重量部
に対して８〜１２重量部である。８重量部より少ないと
モルタルの流動性が低下し、１２重量部より多いと材料
分離が生じ易くなり、いずれも本発明の目的が達成でき
ない。

本発明で使用する銅水砕スラグの使用量は、セメント１
００重量部に対して、２００〜２５０重量部である。２
００重量部未満ではモルタル中のセメン｝３１が相対的
に増加して永和発熱が大きくなり、また、２５０重量部
を越えると、材料分離が生じるほか、流動性も低下する
ので好まし《ない。

つぎに、第２の発明は材料の連続計量供給装置と連続ミ
キサーとが一体的に組み付けられた装置を用いて重量モ
ルタルを製造するものである。該連続計量供給装置は、
材料貯蔵ビン（又はタンク）、計量装置とからなってお
り、材料貯蔵ビンは、セメント、銅水砕スラグその他必
要な添加材料等の複数のビンが設置されており、夫々必
要量を計量装置で計量した後、連続計量供給装置から連
続ミキサーに供給するものである。

前記連続計量供給装置と一体的に組み付けられている連
続ミキサーは、オーガータイブのものである。本発明で
使用する連続ミキサー本体は、長さ２．７〜３。３ｍ，
幅約４０ｃｍの樋状の硬質ゴム製の搬送部であって、該
搬送部内に回転軸が装着されており、該回転軸の周面両
端に、夫々スクリュー羽根が取り付けられ、両スクリュ
ー羽根の間に、複数のパドル羽根が取り付けられており
、該パドル羽根の材料送り方向後半部分に一部送り方向
と逆向きのパドル羽根が取り付けられており、これらの
羽根先端と、樋状の搬送部内面とのクリアランスが殆ど
ない構造からなっている。このパドル羽根は材料の送り
よりは練り混ぜを主としており、短時間に十分な練り混
ぜを行うことができる。また、練り混ぜ効率を同上する
ため使用に当たり、材料送り出し端部側を１０〜３０°
の角度に持ち上げて傾斜させるものである。

〔作　　用〕

第２の発明における連続計量供給装置と連続ミキサーと
が一体的に組み付けられた設備を現場注入口近傍に設置
し、連続計量供給装置のビンに所要の原料を投入し、計
量装置で夫々の容積を連続的に計量して連続ミキサーに
供給する。該連続ミキサーは回転軸を２００〜３００ｒ
ｐｍの高速で回転させることによって該回転軸一端に取
り付けられているスクリュー羽根で材料を他端へ送る。

一般に、重量モルタルは粘性が高く、粗骨材による粒子
摩擦効果がないため、連続ミキサーをそのまま使用して
も練り混ぜが不十分でダマができ易い。

これに対し、第３の発明の連続ミキサーは、材料供給端
のスクリュー羽根で送られた後、中間部のパドル羽根で
材料を送ると共に、逆向きのパドル羽根の作用で十分に
練り混ぜられる。この場合、逆向きのパドル羽根は連続
ミキサーの送り方向の後半部分に設けられ、該送り方向
と逆向きのため材料の練り混ぜが十分に行われるため、
従来の如きダマの形成は皆無である。　前記連続ミキサ
ーは、例えば回転軸を約３０Ｏｒｐｍで回転し、樋状搬
送部の傾斜角度約１０〜３０’の場合、材料の滞留時間
は約４０〜６０秒で処理できるが、本発明は必ずしもこ
れら数値に限定されるものではなく、配合原料の種類又
は割合等を勘案して適宜採択することができる。

第２の発明によれば、モルタル材料を定期的に、かつ自
動的に計１、供給することができるため、多数の作業員
の必要なく小人数で処理することができ、しかも１時間
当たり１０１３以上の急速大量施工（製造能力約１２ｍ
’／時）の製造、施工ができ、さらに現場の注入速度に
合わせて製造できるので、常に流動性良好でフローダウ
ン及び材料分離の殆どない重量モルタルの製造、施工が
達成できる。

また、第１の発明は、高比重、高単位容積質量で、かつ
適度に偏平な粒形と適度な粒度分布を有している銅水砕
スラグを細骨材としているため、高い流動性と材料分離
のないものたらしめることかでき、また硬化後における
重ｍモルタルの乾燥比重の規定値２．１〜２．３を十分
に満足でき、均一性の高い優れた構造物を構築すること
ができる。

〔実　施　例〕

第１図は第２の発明で使用する装置の一実施例の概略を
示したものであり、また第２図は前記装置の連続ミキサ
ーで使用する練り混ぜ用の回転軸の一実施例を示したも
のであるが、以下これら図面に基づいて第２の発明及び
第３の発明について具体的に説明する。第２の発明で使
用する装置は連続計量供給装置Ｉと連続ミキサー■とが
一体的に組み付けられたものからなっている。連続計量
供給装置Ｉは、細骨材ビン１、セメントビン２、添加材
ビン３及び水タンク４が設けられており、各ビン１〜３
の下側に夫々計量フィーダー５が取り付けられていると
共に、さらに各計蛍フィーダー５の下側に引き出しコン
ベア−６が設置され、該引き出しコンベア−６が矢印方
向に回転するものである。

他方、前記引き出しコンベア−６の回転方向先端に連続
ミキサー■が取り付けられている。該連続ミキサー■は
樋状の硬質弾性ゴムからなる本体７と、その内部に本体
７の軸に沿って回転軸が装着されたもので、他端を持ち
上げ、傾斜角度１０〜３０°とされている。

前記連続ミキサーＨの本体７内に装着されている回転軸
８は、第２図に示すように、回転軸８の両端周面にスク
リュー羽根９ａ、９ｂが取り付けられていると共に、該
スクリュー羽根！ｌａ，９ｂの間の周面に複数のパドル
羽根１０が取り付けられている。

他方、複数のパドル羽根のうち、後半部分の一部のパド
ル羽根１１ａ，　ｆｌｂ，．Ｉ．１ｃ，ｉｌｄは、材料
の送り方向く第２図中矢印方向）と逆向きの羽根に形成
されている。尚、パドル羽根１１ａは、パドル羽根１０
ａの反対側に同一傾斜角度で存在している。また、該パ
ドル羽根１１ａ〜ｌｉｄＯ数は、材料の種類、配合割合
等によって適宜変更することができる。

第２の発明は、連続計１供給装置Ｉと連続ミキサー■と
が一体的に組み付けられた設備で、これを現場注入口近
傍に設置し、連続計量供給装置Ｉで夫々計１された銅水
砕スラグ、セメント、添加材を計１フィーダー５を介し
て引き出しコンベア−６に供給し、該引き出しコンベア
−６で第１図中右端に送り、ここで計量された水を水タ
ンク４から供給混合ｊ，て連続ミキサーＨに供給する。

連続ミキサー■は、回転軸を約２００〜３００ｒｐ曽の
高速で回転し、また傾斜角３００、材料の滞留時間４０
〜６０秒程度とし、材料はスクリュー羽根９ａで練り混
ぜられながら他端へ送られ、さらにその先に取り付けら
れているパドル羽根１０後半部分の一部のパドル羽根１
１ａ＝ｌｌｄで十分に練り混ぜられつつ他端に送られる
。

この場合、ハドル羽根１０，ｌｌａ〜ｌｌｄの先端と本
体７内面とのクリアランスが殆どないため、材料が該ク
リアランスに食い込むおそれは全くなく、材料の剪断対
流の複合作用と、拡散混合作用との両作用の効果が相乗
されることによって短時間に十分に練り混ぜができ、ま
たダマの形成は皆無であり、連続ミキサー■から取り出
された材料は直接注入口へ充填できる。

下記の各試験例は、銅水砕スラグを細骨材としたものと
、従来のものとを比較したものである。

重量モルタルの性能比較試験； ４種類の細骨材を用いて、フロー値が２８０±２０ａｍ
になるような配合を求め、フレッシュ及び硬化モルタル
の性能比較を行った。

フレッシュモルタルの試験結果は第３表に示すごとくで
あって、銅水砕スラグを細骨材に用いたモルタルは、粒
形が適当に偏平であるため単位水１は転炉スラグを細骨
材に用いたモルタルよりも増加したが、他の細骨材を用
いたモルタルよりも減少し、経時に伴うフローダウンは
単位水量が増えモルタル中の遊離水が増加するため１時
間後においても殆どなく良好であった。

硬化モルタルの試験結果は第４表に示すごとくであって
、水／結合材　比が小さいため、圧縮強度は大きく、ブ
リージングもなく、比重も十分大きく、上、下の比重差
なく材料分離は認められず十分な性能を示した。

練り混ぜ性能の比較試験： ４種類のミキサーを用いて同一配合のモルタルの練り混
ぜを行い性能比較を行った。尚、ハンドミキサーは１バ
ッチの量を１０Ｑとして全材料投入後３分間練り混ぜ、
モルタルミキサーは１バグチの量を２００（ｌとして全
材料投入後５分間練り混ぜた。

試験結果は第５表に示すごとくであって、在来型連続ミ
キサーを用いて練り混ぜたモルタルはダマがあり材料分
離が認められたのに対して、改良型連続ミキサーを用い
て練り混ぜたモルタルは流動性も大きく、材料分離もな
く良好な性状を示した。

〔発明の効果〕

以上の如《第１の発明は、銅水砕スラグを細骨材として
使用することによって、その適度に偏平な針状結晶を含
む粒形と、良好な粒度分布とにより高い流動性と材料分
離を起こさない良好な施工性を確保でき、硬化後は通常
用いられている重量モルタルの規定値２．１〜２３を十
分満足し、かつ均一性の高い優れた構造物を構築できる
。

また、第２の発明は連続計量供給装置と連続ミキサーが
一体的に組み付けられている設備を現場注入口近傍に設
置して連続的に重量モルタルを急速、かつ大量に施工す
ることができ、従って従来の煩雑で、多数の作業員も必
要でなく、製造作業の大幅な省力化、合理化を図ること
ができる。

また、連続ミキサーは小型で十分な練り混ぜができるた
め、モルタル製造プラントのコンパクト化が達成され、
設備の占有面積を縮小でき、現場の注入速度に応じて流
動性良好で、しかもフローダウンの殆どない良質な重量
モルタルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２の発明で使用する装置の一実施例の説明図
、第２図は連続ミキサーの練り混ぜ用回転軸の一実施例
の説明図である。 Ｉ：連続計量供給装置、■：連続ミキサーｌ：細骨材ビ
ン、２：セメントビン、３：添加材ビン、４：水タンク
、５：計量フィーダ６：引き出しコンベア、７：連続ミ
キサー本体、８：回転軸、９ａ，　９ｂ：スクリュ・一
羽根、１０：パドル羽根、ｌｌａ，ｌｌｂ，ｌｌｃ，ｌ
ｉｄ：逆向きのパドル羽根。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量モルタルが、セメント１００重量部に対し、
   細骨材として銅水砕スラグ２００〜２５０重量部配合さ
   れていることを特徴とする重量モルタル。
2. （２）重量モルタルの製造において、連続計量供給装置
   と連続ミキサーとが一体的に組み付けられた製造設備を
   、現場注入口近傍に設置し、連続計量供給装置でセメン
   ト、銅水砕スラグ及び水を夫々連続的に計量し、これを
   連続ミキサーに供給し、混練して所定箇所へ注入、充填
   することを特徴とする重量モルタルの製造法。
3. （３）連続計量供給装置と連続ミキサーが一体的に組み
   付けられている製造設備の連続ミキサーにおいて、回転
   軸周面の両端に夫々スクリュー羽根が取り付けられてお
   り、両端のスクリュー羽根の間の回転軸周面に、複数の
   パドル羽根が取り付けられていると共に、連続ミキサー
   の送り方向の後半部分に、材料の送り方向と逆向きのパ
   ドル羽根が部分的に設けられていることを特徴とする連
   続ミキサー。